满分5 > 高中物理试题 >

(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...

(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。

满分5 manfen5.com

(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=满分5 manfen5.com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  
复制答案
考点分析:
相关试题推荐

(17分)在如图所示的竖直平面内。水平轨道CD和倾斜轨道GH与半径r =满分5 manfen5.comm的光滑圆弧轨道分别相切于D点和G点,GH与水平面的夹角θ = 37°。过G点、垂直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度B = 1.25T;过D点、垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场,电场方向水平向右,电场强度E = 1×104N/C。小物体P1质量m = 2×10-3kg、电荷量q = +8×10-6C,受到水平向右的推力F = 9.98×10-3N的作用,沿CD向右做匀速直线运动,到达D点后撤去推力。当P1到达倾斜轨道底端G点时,不带电的小物体P2在GH顶端静止释放,经过时间t = 0.1s与P1相遇。P1和P2与轨道CD、GH间的动摩擦因数均为满分5 manfen5.com= 0. 5,取g = 10m/s2sin37° = 0.6,cos37°= 0.8,物体电荷量保持不变,不计空气阻力。求:

满分5 manfen5.com

(1)小物体P1在水平轨道CD上运动速度v的大小;

(2)倾斜轨道GH的长度s。

 

查看答案

(15分)石墨烯是近些年发现的一种新材料,其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性的变化,其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖。用石墨烯制作超级缆绳,人类搭建太空电梯的梦想有望在本世纪实现。科学家们设想,通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站,电梯仓沿着这条缆绳运行,实现外太空和地球之间便捷的物资交换。

满分5 manfen5.com

(1)太空电梯将货物从赤道基站运到距地面高度为h1的同步轨道站,求轨道站内质量为m1的货物相对地心运动的动能。设地球自转角速度为ω,地球半径为R。

(2)当电梯仓停在距地面高度h2 = 4R的站点时,求仓内质量m2 = 50kg的人对水平地板的压力大小。取地面附近重力加速度g = 10m/s2,地球自转角速度ω = 7.3×10-5rad/s,地球半径R = 6.4×103km。

 

查看答案

(11分)如图是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图,图中R0是保护电阻(10Ω),R1 是电阻箱(0~99.9Ω),R是滑动变阻器,A1和A2是电流表,E是电源(电动势10V,内阻很小)。

在保证安全和满足要求的情况下,使测量范围尽可能大。实验具体步骤如下:

满分5 manfen5.com

(i)连接好电路,将滑动变阻器R调到最大;

(ii)闭合S,从最大值开始调节电阻箱R1,先调R1为适当值,再调滑动变阻器R,使A1示数I1 = 0.15A,记下此时电阻箱的阻值R1和A2示数I2

(iii)重复步骤(ii),再侧量6组R1和I2

(iv)将实验洲得的7组数据在坐标纸上描点。

根据实验回答以下问题:

现有四只供选用的电流表:

A.电流表(0~3mA,内阻为2.0Ω)

B.电流表(0~3mA,内阻未知)

C.电流表(0~0.3A,内阻为5.0Ω

D.电流表(0~0.3A,内阻未知)

A1应选用        ,A2应选用        

测得一组R1和I2值后,调整电阻箱R1,使其阻值变小,要使A1示数I1 = 0.15A,应让滑动变阻器R接入电路的阻值         (选填不变变大变小)。

在坐标纸上画出R1与I2的关系图。

满分5 manfen5.com

④ 根据以上实验得出Rx =          Ω。

 

查看答案

(6分)小文同学在探究物体做曲线运动的条件时,将一条形磁铁放在桌面的不同位置,让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0运动,得到不同轨迹。图中a、b、c、d为其中四条运动轨迹,磁铁放在位置A时,小钢珠的运动轨迹是       (填轨迹字母代号),磁铁放在位置B时,小钢珠的运动轨迹是      (填轨迹字母代号)。实验表明,当物体所受合外力的方向跟它的速度方向      (选填不在)同一直线上时,物体做曲线运动。

满分5 manfen5.com

 

 

查看答案

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(   )

满分5 manfen5.com

满分5 manfen5.com

 

 

查看答案
试题属性

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.