2010江苏高考物理第9题再商榷

作者:2010江苏高考物理第9题再商榷 来源:未知 2021-10-14 12:13   阅读:

近期,笔者在分析2009-2012年江苏高考物理试题的过程中,发现2010年高考物理试题第9题B、D两选项的分析难度较大,同时参阅了《物理教师》2010年第11期平功远老师发表的“

近期,笔者在分析2009-2012年江苏高考物理试题的过程中,发现2010年高考物理试题第9题B、D两选项的分析难度较大,同时参阅了《物理教师》2010年第11期平功远老师发表的“2010江苏高考物理第9题值得商榷”一文。笔者认为平功远老师在分析时,可能是遗漏了一个条件:b在附加场中对应的运动轨迹(弧长)最大。也正是这个条件决定了D选项是肯定正确的。以下是笔者的分析,不正确的地方,请批评指正。

2010江苏高考物理第9题再商榷

226511 江苏省白蒲高级中学 谢仁荣

近期,笔者在分析2009-2012年江苏高考物理试题的过程中,发现2010年高考物理试题第9题B、D两选项的分析难度较大,笔者试图通过证明内切圆、外切圆中的一些几何量的关系来详细分析三个质子的运动过程,同时也参阅了《物理教师》2010年第11期平功远老师发表的“2010江苏高考物理第9题值得商榷”一文。笔者认为平功远老师在分析时,可能是遗漏了一个条件:b在附加场中对应的运动轨迹(弧长)最大。也正是这个条件决定了D选项是肯定正确的。以下是笔者的分析,不正确的地方,请批评指正。

题目:如图所示,在匀强磁场中附加另一匀强磁场,附加

磁场位于图中阴影区域,附加磁场区域的对称轴OO’与SS’垂

直。a、b、c三个质子先后从S点沿垂直于磁场的方向射入磁

场,它们的速度大小相等,b的速度方向与SS’垂直,a、c的速

度方向与b的速度方向间的夹角分别为α、β,且α>β。三个质

子经过附加磁场区域后能达到同一点S’,则下列说法中正确的有( )

A.三个质子从S运动到S’的时间相等

B.三个质子在附加磁场以外区域运动时,运动轨迹的圆心均在OO’轴上

C.若撤去附加磁场,a到达SS’连线上的位置距S点最近

D.附加磁场方向与原磁场方向相同

本题考查的是质子在磁场中的运动,由于质子受到的重力相对于质子受到的洛伦兹力来说,非常小,可忽略不计(基本粒子在磁场、电场中运动时,重力一般忽略不计)。所以,在对本题中质子进行受力分析时,忽略质子受到的重力作用,即认为质子在运动过程中仅受洛伦兹力作用。

从题图中很容易判断c的轨迹最长,a的轨迹最短。我们知道,洛仑兹力是不做功的,也就能得到,质子在三个运动过程中的速度大小是相等的,所以质子从S到S’,c 所需的时间最长,a所需的时间最短。故A选项错,不选。

如果撤去附加场,三个质子在原磁场的曲率半径是相同的,且α>β,如右图(1)所示。

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