练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

    （11分）如图所示，水平放置的不带电的平行金属板p和b相距h，与图示电路相连，金属板厚度不计，忽略边缘效应。p板上表面光滑，涂有绝缘层，其上O点右侧相距h处有小孔K；b板上有小孔T，且O、T在同一条竖直线上，图示平面为竖直平面。质量为m、电荷量为- q（q > 0）的静止粒子被发射装置（图中未画出）从O点发射，沿P板上表面运动时间t后到达K孔，不与板碰撞地进入两板之间。粒子视为质点，在图示平面内运动，电荷量保持不变，不计空气阻力，重力加速度大小为g。

    （1）求发射装置对粒子做的功；

    （2）电路中的直流电源内阻为r，开关S接“1”位置时，进入板间的粒子落在h板上的A点，A点与过K孔竖直线的距离为l。此后将开关S接“2”位置，求阻值为R的电阻中的电流强度；

    （3）若选用恰当直流电源，电路中开关S接“l”位置，使进入板间的粒子受力平衡，此时在板间某区域加上方向垂直于图面的、磁感应强度大小合适的匀强磁场（磁感应强度B只能在0～Bm=范围内选取），使粒子恰好从b板的T孔飞出，求粒子飞出时速度方向与b板板面夹角的所有可能值（可用反三角函数表示）。

     

    （1） （2） （3）

    【解析】试题分析： (1)设粒子在P板上匀速运动的速度为v0，由于粒子在P板匀速直线运动，故①

    所以，由动能定理知，发射装置对粒子做的功②

    解得W=③

    说明：①②各2分，③式1分

    （2）设电源的电动势E0和板间的电压为U，有④

    板间产生匀强电场为E，粒子进入板间时有水平方向的初速度v0，在板间受到竖直方向的重力和电场力作用而做类平抛运动，设运动时间为t1，加速度为a，有⑤

    当开关S接“1”时，粒子在电场中做匀变速曲线运动，其加速度为⑥

    再由，⑦

    ⑧

    当开关S接“2”时，由闭合电路欧姆定律知⑨

    联立①④⑤⑥⑦⑧⑨解得，⑩

    说明：④⑤⑥⑦⑧⑨⑩各1分

    （3）由题意分析知，此时在板间运动的粒子重力和电场力平衡。当粒子从k进入两板间后，立即进入磁场物体在电磁场中做匀速圆周运动，离开磁场后做匀速直线运动，故分析带电粒子的磁场如图所示，运动轨迹如图所示，粒子出磁场区域后沿DT做匀速直线运动，DT与b板上表面的夹角为，

    Df与b板上表面即为题中所求，设粒子与板间的夹角最大，设为，磁场的磁感应强度B取最大值时的夹角为 ，当磁场最强时，R最小，最大设为

    由，⑾知，

    当B减小时，粒子离开磁场做匀速圆周运动的半径也要增大，D点向b板靠近。Df与b板上表面的夹角越变越小，当后在板间几乎沿着b板上表面运动，

    当Bm则有图中可知，⑿

    ⒀，

    ⒁

    联立⑾⑿⒀⒁，将B=Bm带入

    解得⒂

    当B逐渐减小是，粒子做匀速圆周运动的半径R，D点无线接近向b板上表面时，当粒子离开磁场后在板间几乎沿着b板上表面运动而从T孔飞出板间区域，此时满足题目要求，夹角趋近，既

    ⒃

    故粒子飞出时与b板夹角的范围是 (17)

    说明：⑿⒀⒁⒂⒃(17)各1分

    考点：动能定理 牛顿第二定律 闭合电路欧姆定律

     

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源：2014年全国普通高等学校招生统一考试（新课标Ⅰ解析版） 题型：选择题

    关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（ ）

    A.安培力的方向可以不垂直于直导线

    B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向

    C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关

    D.将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半

     

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2014年全国普通高等学校招生统一考试（安徽卷解析版） 题型：选择题

    如图所示，有一内壁光滑的闭合椭圆形管道，置于竖直平面内，MN是通过椭圆中心O点的水平线。已知一小球从M点出发，初速率为v0，沿管道MPN运动，到N点的速率为v1，所需时间为t1；若该小球仍由M点以出速率v0出发，而沿管道MQN运动，到N点的速率为v2，所需时间为t2。则（ ）

    A.v1=v2 ，t1＞t2 B. v1＜v2，t1＞t2 C. v1=v2，t1＜t2 D. v1＜v2，t1＜t2

     

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2014年全国普通高等学校招生统一考试（大纲卷解析版） 题型：计算题

    如图，在第一象限存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面（xy平面）向外；在第四象限存在匀强电场，方向沿x轴负向。在y轴正半轴上某点以与x轴正向平行、大小为v0的速度发射出一带正电荷的粒子，该粒子在（d，0）点沿垂直于x轴的方向进人电场。不计重力。若该粒子离开电场时速度方向与y轴负方向的夹角为θ，求：

    （1）电场强度大小与磁感应强度大小的比值；

    （2）该粒子在电场中运动的时间。

     

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2014年全国普通高等学校招生统一考试（大纲卷解析版） 题型：选择题

    两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇。下列说法正确的是（ ）

    A．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1－A2|

    B．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2

    C．波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移

    D．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅

     

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2014年全国普通高等学校招生统一考试（四川卷解析版） 题型：选择题

    如图所示，水平传送带以速度v1匀速运动，小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t = 0时刻P在传送带左端具有速度v2，P与定滑轮间的绳水平，t = t0时刻P离开传送带。不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长。正确描述小物体P速度随时间变化的图象可能是（ ）

     

     

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2014年全国普通高等学校招生统一考试（北京卷解析版） 题型：计算题

    （20）导体切割磁感线的运动可以从宏观和微观两个角度来认识。如图所示，固定于水平面的U形导线框处于竖直向下的匀强磁场中，金属直导线MN在与其垂直的水平恒力F的作用下，在导线框上以速度v做匀速运动，速度v与恒力F方向相同，导线MN始终与导线框形成闭合电路，已知导线MN电阻为R，其长度L，恰好等于平行轨道间距，磁场的磁感应强度为B，忽略摩擦阻力和导线框的电阻。

    （1）通过公式推导验证：在时间内，F对导线MN所做的功W等于电路获得的电能，也等于导线MN中产生的焦耳热Q。

    （2）若导线的质量m=8.0g，长度L=0.1m，感应电流I=1.0A，假设一个原子贡献1个自由电子，计算导线MN中电子沿导线长度方向定向移动的平均速率v（下表中列出了一些你可能用到的数据）。

    （3）经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动自由电子和金属离子（金属原子失去电子后剩余部分）的碰撞，展开你想象的翅膀，给出一个合理的自由电子运动模型：在此基础上，求出导线MN中金属离子对一个自由电子沿导线长度方向的平均作用力的表达式。

     

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2014年全国普通高等学校招生统一考试物理（海南卷解析版） 题型：选择题

    下列说法正确的是_________。（填入正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分；有选错的得0分）

    A．液面表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部

    B．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点

    C．单晶体中原子（或分子、离子）的排列具有空间周期性

    D．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体

    E．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征

     

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2014年全国普通高等学校招生统一考试物理（上海卷解析版） 题型：实验题

    （7分）在“DIS测电源的电动势和内阻”的实验中

    （1）将待测电池组、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、电建及若干导线连接成电路如图（a）所示。图中未接导线的A端应接在 点（选填：“B”、“C”、“D”或“E”）。

    （2）实验得到的U-I关系如图（b）中的直线Ⅰ所示，则电池组的电动势为 V，内电阻阻值为 。

    （3）.为了测量定值电阻的阻值，应在图（a）中将“A”端重新连接到 点（选填：“B”、“C”、“D”或“E”），所得到的U-I关系如图（b）中的直线Ⅱ所示，则定值电阻阻值为 。

     

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案