题目列表(包括答案和解析)
29.江苏省盐城、泰州联考2010届高三学情调研如图甲所示,真空中的电极K连续不断地发出电子(电子的初速度可忽略不计),经电压为u的电场加速,加速电压u随时间t变化的图象如图乙所示。每个电子通过加速电场的过程时间极短,可认为加速电压不变。电子被加速后由小孔S穿出,沿两个彼此靠近且正对的水平金属板A、B间中轴线从左边缘射入A、B两板间的偏转电场,A、B两板长均为L=0.20m,两板之间距离d=0.050m,A板的电势比B板的电势高。A、B板右侧边缘到竖直放置的荧光屏P(面积足够大)之间的距离b=0.10m。荧光屏的中心点O与A、B板的中心轴线在同一水平直线上。不计电子之间的相互作用力及其所受的重力,求:
(1)要使电子都打不到荧光屏上,则A、B两板间所加电压U应满足什么条件;
(2)当A、B板间所加电压U'=50V时,电子打在荧光屏上距离中心点O多远的范围内。
解:(1)设电子的质量为m、电量为e,电子通过加速电场后的速度为v,由动能定理有:
eu=mv2 ;
电子通过偏转电场的时间t=;
此过程中电子的侧向位移y=at2=()2 联立上述两式解得:y=;
要使电子都打不到屏上,应满足u取最大值800V时仍有y>
代入数据可得,为使电子都打不到屏上,U至少为100V。
(2)当电子恰好从A板右边缘射出偏转电场时,其侧移量最大ymax==2.5cm
电子飞出偏转电场时,其速度的反向延长线通过偏转电场的中心,设电子打在屏上距中心点的最大距离为Ymax,则由几何关系可得:=,解得Ymax=ymax=5.0cm
由第(1)问中的y=可知,在其它条件不变的情况下,u越大y越小,所以当u=800V时,电子通过偏转电场的侧移量最小。其最小侧移量ymin==1.25×10-2m=1.25cm
同理,电子打在屏上距中心点的最小距离Ymin=ymin=2.5cm
所以电子打在屏上距中心点O在2.5cm-5.0cm范围内。
28.江苏省扬州中学2010届高三综合练习如图(甲)所示,在场强大小为E、方向竖直向上的匀强电场中存在着一半径为R的圆形区域,O点为该圆形区域的圆心,A点是圆形区域的最低点,B点是圆形区域最右侧的点.在A点有放射源释放出初速度大小不同、方向均垂直于场强方向向右的正电荷,电荷的质量为m、电量为q,不计电荷重力、电荷之间的作用力.
(1)若某电荷的运动轨迹和圆形区域的边缘交于P点,如图(甲)所示,∠POA=θ,求该电荷从A点出发时的速率.
(2)若在圆形区域的边缘有一接收屏CBD,如图(乙)所示,C、D分别为接收屏上最边缘的两点,∠COB=∠BOD=30°.求该屏上接收到的电荷的最大动能和最小动能.
解:(1)a = ,Rsinθ= v0t ,R-Rcosθ=at2 ,由以上三式得v0 =
(2)由(1)结论得粒子从A点出发时的动能为m v02 = =
则经过P点时的动能为Ek=Eq(R-Rcosθ)+m v02 = EqR (5-3cosθ)
可以看出,当θ从0°变化到180°,接收屏上电荷的动能逐渐增大,因此D点接收到的电荷的末动能最小,C点接收到的电荷的末动能最大。
最小动能为:EkD=Eq(R-Rcosθ)+m v0D2 = EqR (5-3cos60°) = EqR
最大动能为:EkC=Eq(R-Rcosθ)+m v0C2 = EqR (5-3cos120°) = EqR
27.河南省新郑州二中分校2010届高三第一次模拟如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内,管口B、C的连线是水平直径.现有一带正电的小球(可视为质点)从B点正上方的A点自由下落,A、B两点间距离为4R.从小球进入管口开始,整个空间中突然加上一个匀强电场,电场力在竖直向上的分力大小与重力大小相等,结果小球从管口C处脱离圆管后,其运动轨迹经过A点.设小球运动过程中带电量没有改变,重力加速度为g,求:(1)小球到达B点的速度大小;
(2)小球受到的电场力的大小
(3)小球经过管口C处时对圆管壁的压力.
解:(1)小球从开始自由下落到到达管口B的过程中机械能守恒,故有:
(2分)
到达B点时速度大小为 (2分)
(2)设电场力的竖直分力为Fy、,水平分力为Fx,则Fy=mg(方向竖直向上).小球从B运动到C的过程中,由动能定理得: (1分)
小球从管口C处脱离圆管后,做类平抛运动,由于其轨迹经过A点,有
(1分)
(1分)
联立解得:Fx=mg
电场力的大小为: (1分)
(3)小球经过管口C处时,向心力由Fx和圆管的弹力N提供,设弹力N的方向向左,则
(2分)
解得:N=3mg(方向向左) (1分)
根据牛顿第三定律可知,小球经过管口C处时对圆管的压力为
,方向水平向右 (1分)
26.江苏省盐城、泰州联考2010届高三学情调研如图所示,两个带等量异种电荷、竖直放置的、电容为C、间距为d的平行金属板,两板之间的电场可视为匀强电场。此外两板之间还存在一种物质,使小球受到一个大小为(k为常数,v为小球速率)方向总是沿背离圆心的力。一个质量为m,带电量为-q的小球,用长为L(L<d)的不可伸长细线悬挂于O点,将小球拉至水平位置M,由静止释放,当小球向下摆过60°到达N点时,速度恰为零。(细线始终处于伸直状态)则:
(1)左极板带电量Q是多少?
(2)小球到达N点时的加速度大小是多少?
解:(1)设两板间电势差为U、场强为E
由和得 ① 对球,从M到N由动能定理有
所以 ②
由①②
(2)球在N点的加速度方向垂直ON沿切线向上,在N点受力分析,将电场力和重力正交分解,在切线方向有
25.福建省福州八中2010届高三毕业班第三次质检一个质量为m带电量为+q的小球以水平初速度v0自离地面h高度处做平抛运动.不计空气阻力,开始时空间没有任何的电场或磁场,重力加速度为g,求:
(1)小球自抛出点到P点的水平位移x的大小。
(2)若在空间加一个竖直方向的匀强电场,发现小球水平抛出后做匀速直线运动,则电场强度E多大?
(3)在第(2)中,若在空间再加一个垂直纸面向外的匀强磁场,发现小球落地点仍然是P,则所加磁场的磁感应强度B多大?
24.江西省吉水中学高三第二次月考物理试卷如图所示,在沿水平方向的匀强电场中有一固定点o,用一根长度为=0.40 m的绝缘细线把质量为m=0.20 kg,带有正电荷的金属小球悬挂在o点,小球静止在B点时细线与竖直方向的夹角为=.现将小球拉至位置A使细线水平后由静止释放,求:(1)小球运动通过最低点C时的速度大小.(2)小球通过最低点C时细线对小球的拉力大小.(3)如果要使小球能绕o点做圆周运动,则在A点时沿垂直于OA方向上施加给小球的初速度的大小范围。(g取10 m/s,sin=O.60,cos=0.80)
解:
23. 福建省湖雷中学2010届高三上学期第四次月考三个分别带有正电、负电和不带电的质量相同的颗粒,从水平放置的平行带电金属板左侧以相同速度V0垂直电场线方向射入匀强电场,分别落在带正电荷的下板上的a、b、c三点,如图10所示,下面判断正确的是( BD )
图10
A.落在a点的颗粒带正电,c点的带负电,b点的不带电;
B.落在a、b、c点颗粒在电场中的加速度的关系是aa>ab>ac;
C.三个颗粒在电场中运动的时间关系是ta>tb>tc;
D.电场力对落在c点的颗粒做负功。
22. 山东省潍坊市2010届高三上学期阶段性测试如图所示,地面上某区域存在着竖直向下的匀强电场,一个质量为m的带负电的小球以水平方向的初速度v0由O点射入该区域,刚好通过竖直平面中的P点,已知连线OP与初速度方向的夹角为450,则此带电小球通过P点时的动能为 ( D )
A. B. /2
C. 2 D.5/2
21.河南省新郑州二中分校2010届高三第一次模拟如图所示的同心圆是电场中的一簇等势线,一个电子只在电场力作用下沿着直线由AC运动时的速度越来越小,B为线段AC的中点,则下列说法正确的是 ( B )
A、电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越小
B、电子沿AC方向运动时它具有的电势能越来越大
C、电势差UAB=UBC
D、电势
20.福建省厦门外国语学校2010届高三第三次月考如图所示,A板发出的电子经加速后,水平射入水平放置的两平行金属板间,金属板间所加的电压为U,电子最终打在光屏P上,关于电子的运动,则下列说法中正确的是 ( BD )
A.滑动触头向右移动时,其他不变,则电子打在荧光屏上的位置上升
B.滑动触头向左移动时,其他不变,则电子打在荧光屏上的位置上升
C.电压U增大时,其他不变,则电子打在荧光屏上的速度大小不变
D.电压U增大时,其他不变,则电子从发出到打在荧光屏上的时间不变
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