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江苏省启东中学2011届高三考前辅导试题(物理)2


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江苏省启东中学 2011 届高三考前辅导试题(物理)
姓名 一、单选题
( )1.如图所示三根不可伸长的相同的轻绳,一端系在甲环上,彼此间距相等。绳穿过与甲环半径相同 的乙环,另一端用同样的方式系在半径较大的丙环上。甲环固定在水平面上,整个 系统处于平衡,忽略绳与乙环之间的摩擦。下列说法中正确的是 A.每根绳对乙环的作用力均竖直向上 B.每根绳对乙环的作用力均背向环心 C.乙环对三根绳的总作用力指向环心 D.三根绳对乙环的总作用力竖直向上 ( )2.两个相距很近的等量异号点电荷组成的系统称为电偶极子。设相距为 l,电荷量分别为+q 和-q 的点电荷构成电偶极子。如图 10 所示,取二者连线方向为 y 轴方向,中点 O 为原点,建立如图所示 的 xOy 坐标系,P 点距坐标原点 O 的距离为 r(r>>l) ,P、O 两点间连线与 y 轴正方向的夹角为 θ, 设无穷远处的电势为零,P 点的电势为 φ,真空中静电力常量为 k。下面给出 φ 的四个表达式,其中只有 一个是合理的。你可能不会求解 P 点的电势 φ,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性 做出判断。根据你的判断,φ 的合理表达式应为

学号

kqlsin? A. ? ? r kqlcos? C. ? ? r2
(

kqrcos? B. ? ? l2 kqlsin? D. ? ? r2

y
P +q O θ

r
x

-q )3.某充电电池的输出功率 P 随电流 I 的变化的图象如图所示,由图可知下列选项错误的是

A.该电池的电动势?=4V B.该电池的内阻 r=1Ω C.该电池的输出功率为 3W 时,电路中的电流可能为 1A D.该电池的输出功率为 3w 时,此电路的外电阻一定是 3Ω )4.如图所示,光滑金属导轨 AC、AD 固定在水平面内,并处在方向竖直向下、大小为 B 的匀强磁场中。

(

有一质量为 m 的导体棒以初速度 v0 从某位置开始在导轨上水平向右运动,最终 恰好静止在 A 点。在运动过程中,导体棒与导轨始终构成等边三角形回路,且 通过 A 点的总电荷为 Q. 已知导体棒与导轨间的接触电阻阻值为 R, 其余电阻不 计,则 A. 该过程中导体棒做匀减速运动

1 2 B. 该过程中接触电阻产生的热量为 mv0 8
C. 开始运动时,导体棒与导轨所构成回路的面积为

QR B

1 D. 当导体棒的速度为 v0 时,回路中感应电流大小为初始时的一半 2
( )5.如图 a 所示,光滑绝缘水平面上有甲、乙两个点电荷。t=0 时,乙电荷向甲运动,速度为 6 m/s,

甲的速度为 0。之后,它们仅在静电力的相互作用下沿同一 直线运动(整个运动过程中没有接触) ,它们运动的 v—t 图 象分别如图 b 中甲、乙两曲线所示。则由图线可知

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A.两电荷的电性不一定相同 B.t1 时刻两电荷的电势能最小

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C.0~t2 时间内,两电荷间的静电力先增大后减小 D.0~t3 时间内,甲的动能一直增大,乙的动能一直减小

二、多选题
( )6.如图所示,图线 a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象,当调整线圈转速后, 所产生正弦交流电的图象如图线 b 所示,以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是 A.在图中 t = 0 时刻穿过线圈的磁通量均为零 B.线圈先后两次转速之比为 3:2 C.交流电 a 的瞬时值为 u ? 10sin5? t V 10

u/V a b
0.1 -10 0.3 0.5

20 D.交流电 b 的最大值为 V 3
3

t/s

O

( )7.如图 a、b 所示,是一辆质量 m=6×10 kg 的公共汽车在 t=0 和 t=3s 末两个时刻的两张照片。当 t=0 时,汽车刚启动(汽车的运动可看成匀加速直线运动) .图 c 是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图像, 0 测得 θ =15 .根据题中提供的信息,可以估算出的物理量有

南 京 路

南 京 路 θ θ

A.汽车的长度 a 图 C.3s 内汽车牵引力所做的功 (

B.3s 末汽车的速度 图b D.3s 末汽车牵引力的功率

图c

)8.两个点电荷 Q1、Q2 固定于 x 轴上。将一带正电的试

探电荷从足够远处沿 x 轴负方向移近 Q2(位于座标原点 O)。 过程中,试探电荷的电势能 Ep 随位置变化的关系如图所示。 则下列判断正确的是 A.M 点电势为零,N 点场强为零 B.M 点场强为零,N 点电势为零 C. Q1 带负电,Q2 带正电,且 Q2 电荷量较小 D. Q1带正电,Q2带负电,且Q2电荷量较小 ( )9. 某一空间存在着磁感应强度为 B 且大小不变、 方向随时间 t 做周期性变化的匀强磁场(如图甲所示), 规定垂直纸面向里的磁场方向为正.为了使静止于该磁场中的带正电的粒子能按 a→b→c→d→e→f 的顺序 做横“∞”字曲线运动(即如图乙所示的轨迹),下列办法可行的是(粒子只受磁场力的作用,其他力不计)

3T 时给粒子一个沿切线方向水平向右的初速度 8 T B.若粒子的初始位置在 f 处,在 t= 时给粒子一个沿切线方向竖直向下的初速度 2 11 C.若粒子的初始位置在 e 处,在 t= T 时给粒子一个沿切线方向水平向左的初速度 8 T D.若粒子的初始位置在 b 处,在 t= 时给粒子一个沿切线方向竖直向上的初速度 2 A.若粒子的初始位置在 a 处,在 t= ( )10.如图,两质量均为 m 的小球,通过长为 L 的不可伸长轻绳水平相连,从 h 高处自由下落,下落过

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程中绳处于水平伸直状态,若下落时绳中点碰到水平放置的光滑钉子 O,重力加速度为 g,则 A.小球从开始下落到刚到达最低点的过程中机械能守恒 B.从轻绳与钉子相碰到小球刚达到最低点过程,重力的功率先减小后增大 C.小球刚到最低点速度大小为 2g(h+L) 4h D.小球刚到达最低点时的加速度大小为( +2)g L

L h O

三、实验题
11.⑴某同学用螺旋测微器测量一圆柱体的直径 d ,示数如图所示,则 d = 合力的方法”实验中,关于操作步骤和注意事项,下列说法中正确的是 (填字母代号) A、两细绳必须等长 B、拉橡皮条时,橡皮条、细绳和弹簧秤平行贴近木板 C、用两弹簧秤同时拉细绳时两拉力之差应尽可能大 D、拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些 ⑶某同学利用“验证机械能守恒定律”的实验装置探究重锤的速度随时间的变化规律。使用交流电源的频率 为 50Hz,让重锤自由下落,在纸带上打出了一系列的点,每相邻两计数点间还有 4 个打下的点(图中未标 出) ,打下图中 D 点时纸带的速度 vD= m/s (保留三位有效数字),该同学处理纸带后得数据如下 mm[.Co⑵在“探究求

表,请在坐标纸上作出其速度 v—时间 t 图象。 若该同学根据图线测出的重力加速度明显小于当地实际的重 力加速度,试分析可能的原因: 。 A 19.10 位 置
-1

v (m/s)
4.00 3.00 2.00 1.00

B

C 57.22

D

E (单位: cm) 85.30





C[来 A 0.955 B X|K] 1.91 2.86 D ▲ E 4.27

速度 v/(m s )

0 12. 某同学利用如图所示的电路来测量两个有 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

t/s

刻度但无刻度值的电压表的内阻,实验分两个过程,先用替代法测出电压表 V1 的内阻,然后用半偏法测出 电压表 V2 的内阻。供选用的器材如下: A.待测电压表 V1,量程约为 2V, B.待测电压表 V2,量程约为 3V, C.电阻箱,阻值范围 0—99999.9 ? D.滑动变阻器,阻值范围 0—1000 ? , F.电池组,电动势为 6V,内电阻为 0.5 ? G.单刀单掷开关、单刀双掷开关各一个及导线 若干 (1)实验器材选择除 A、B、C、F、G 外,滑动 变阻器 R′应选用: 表示) (2)请根据电路图将器材连接成实验电路。 (3) 下面是主要的实验操作步骤, 将所缺的内容 第 3 页 共 25 页 (用器材前的字母 额定电流 0.5A E.滑动变阻器,阻值 0—20 ? ,额定电流 2A 内阻 20k ? ~30k ? 内阻 30k ? ~40k ?

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补充完整; ①用代替法测待测电压表 V1 的内阻

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a.根据电路图连成实验电路,并将滑动变阻器 R′的滑动触头置于 单刀双掷开关 S2 置于触点 1,调节电阻箱 R 使电压表 V2 的指针指在 值 RA。 ②用半偏法测待测电压表 V2 的内阻 a.将单刀双掷开关 S2 置于触点 1,电阻箱的阻值调为零,闭合开关 S1,调节 指针满偏。

端(填“左”或“右”; ) ,记下此时电阻箱 R 的阻

b.将单刀双掷开关 S2 置于触点 2,调节滑动变阻器 R′,使电压表 V2 的指针指在刻度盘第 N 格,然后将

使电压表 V2 的 ,记下

b.保持滑动变阻器 R′的滑动触头位置不变,调节电阻箱 R,使电压表 V2 的指针指在 电阻箱 R 的阻值 RB。 (4)由此测出的电压表 V1 的内阻为 ,电压表 V2 的内阻为 。

(5)上述两种方法测出的内阻,___________(填“替代法”或“半偏法” )测量结果误差小。 “半偏法” 测出的内阻值_____________真实值(填“大于” “等于”或“小于” 、 )

四、选做题
13B.(选修 3-4) ⑴下列说法中正确的是( )

A.若用频率更高的单色光照射时,同级牛顿环半径将会变小 B.太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光,这是利用了光的衍射原理 C.相对论认为真空中的光速在不同惯性参照系中是不相同的 D.红光由空气进入水中,波长变长、颜色不变 ⑵有一列简谐横波在弹性介质中沿 x 轴正方向以速率 v=10m/s 传播,某 时刻的波形如图所示,该波的周期 T= 刻,质点 A 的振动方程为 y= s,把此时刻作为零时 m。

y/m 0.5 0 -0.5

v

0.5 A 1.0

(3) 被称为“光纤之父”的华裔物理学家高锟, 由于在光纤传输信息研 究方面做出了巨大贡献,与两位美国科学家共获 2009 年诺贝尔物理学奖.光纤由内芯和外套两层组成.某 光纤内芯的折射率为 n1,外套的折射率为 n2,其剖面如图所示.在该光纤内芯和外套分界面上发生全反射 的临界角为 60 ,为保证从该光纤一端入射的光信号都不会通过外套“泄漏”出去,求内芯的折射率 n1 的 最小值.
0

13C.(选修 3-5) (1)2011 年 3 月 11 日,日本发生 9.0 级大地震,导致核电站安全壳破损,使全球遭受核污染.世界绝大多数 地方都从大气中检测到了的碘(I)一 131,就是核原料一铀钚混合氧化物裂变的主要产物之一.碘一 131 的原 子核内有 78 个中子,具有放射性。它发生衰变时,发射出 β、γ 射线,生成氙(Xe) — 131,若所发射的 β、 γ 射线的能量分别为 0. 6065MeV 和 0.3640MeV,下列说法中正确的是 A.戴口罩可以防止碘一 131 的辐射 B.。铀钚混合氧化物中,铀与钚的半衰期都发生了变化 C.碘一 131 发生衰变时,核反应方程是 131I ?131Xe? ?0e 53 54 1 D.碘一 131 发生衰变时,有 1.745×l0-30kg 的质量转化为能量

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如图.根据图像求出该金属的截止频率 γc= 量 e ? 1.6 ?10
?19

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Hz ,普朗克恒量 h=
J·s。(已知电子电

(2) 用不同频率的光照射某金属产生光电效应,测量金属的遏止电压 Uc 与入射光频率 ? .得到 UC ?? 图象

C)

(3) 1919 年,卢瑟福用 α 粒子轰击氮核发现质子.科学研究表明其核反应过程是:α 粒子轰击静止的氮核后 形成了不稳定的复核,复核发生衰变放出质子,变成氧核.设 α 粒子质量为 m1,初速度为 v0,氮核质量为 m2,质子质量为 m0, 氧核的质量为 m3,不考虑相对论效应.①α 粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间,复 核的速度为多大? ②求此过程中释放的核能.

五、计算题 14.如图,箱子 A 连同固定在箱子底部 的竖直杆的总质量为 M=10kg。箱子内 部高度 H=3.75m,杆长 h=2.5m,另有 一质量为 m=2kg 的小铁环 B 套在杆上, 从杆的底部以 v0=10m/s 的初速度开始 向上运动,铁环 B 刚好能到达箱顶,不 计空气阻力,g 取 10m/s2。求: (1) 在铁环沿着杆向上滑的过程中, 所受到的摩擦力大 小为多少? (2)在给定的坐标中,画出铁环从箱底开始上升到第一次返回到箱底的过程中箱子对地面的压力随时间 变化的图象(可写出简要推算步骤) (3)若铁环与箱底每次碰撞都没有能量损失,求小环从开始运动到最终停止在箱底,所走过的总路程是 多少? 15.相距 L=1.5m 的足够长金属导轨竖直放置,质量为 m1=1kg 的金属棒 ab 和质量为 m2=0.27kg 的金属 棒 cd 均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,如图(a)所示,虚线上方磁场方向垂直纸面向里,虚 线下方磁场方向竖直向下, 两处磁场磁感应强度大小相同。 棒光滑, 棒与导轨间动摩擦因数为 μ=0.75, ab cd 两棒总电阻为 1.8Ω,导轨电阻不计。ab 棒在方向竖直向上,大小按图(b)所示规律变化的外力 F 作用下, 从静止开始,沿导轨匀加速运动,同时 cd 棒也由静止释放。(g=10m/S2) (1)求出磁感应强度 B 的大小和 ab 棒加速度大小; (2)已知在 2s 内外力 F 做功 40J,求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热; (3)求出 cd 棒达到最大速度所需的时间 t0,并在图(c)中定性画出 cd 棒所受摩擦力 fcd 随时间变化的

110 A 100 90 80 0

B



v0

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16.如图甲所示,一个绝缘倾斜直轨道固定在竖直面内,轨道的 AB 部分粗糙,BF 部分光滑。整个空间
存在着竖直方向的周期性变化的匀强电场, 电场强度随时间的变化规律如图乙所示, 时电场方向竖直向 t=0 下。在虚线的右侧存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 B

?

2? m 。现有一个质量为 m,电量 q

为 q 的带正电的物体(可以视为质点) ,在 t=0 时从 A 点静止释放,物体与轨道间的动摩擦因数为 ? ,t=2s 时刻,物体滑动到 B 点。在 B 点以后的运动过程中,物体没有离开磁场区域,物体在轨道上 BC 段的运动 时间为 1s,在轨道上 CD 段的运动时间也为 1s。 (物体所受到的洛伦兹力小于 2mg cos ? ) (1)由于轨道倾角未知,一位同学拿到了量角器,将其测出,记为 ? 。在 AB 阶段,由此可以计算出物块 第 6 页 共 25 页

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滑动到 B 时的速度,请你帮他完成此次计算,并定性说明物体在 AB 阶段做何种运动? (2)另一位同学并未使用量角器,而是用直尺测出了 BC 以及 CD 的长度,记为 S1 , S 2 ,同样可以得到轨 道倾角 ? ,请你帮他完成此次计算。 (计算出 ? 的三角函数值即可) (3)观察物体在 D 点以后的运动过程中,发现它并未沿着斜面运动,而且物块刚好水平打在 H 点处的挡 板(高度可以忽略)上停下,斜面倾角 ? 已知,求 F 点与 H 点的间距 L,并在图乙中画出物体全程的运动 轨迹。

17.如图所示,以 O 为原点建立平面直角坐标系 Oxy,沿 y 轴放置一平面荧光屏,在 y>0,0<x<0.5m 的区域有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小 B=0.5T。在原点 O 放一个开有小孔粒子 源,粒子源能同时放出比荷为 q/m =4.0× 6kg/C 的不同速率的正离子束,沿与 x 轴成 30o 角从小孔射入 10 磁场,最后打在荧光屏上,使荧光屏发亮。入射正离子束的速率在 0 到最大值 vm=2.0× 6m/s 的范围内, 10 不计离子之间的相互作用,也不计离子的重力。 (1)求离子打到荧光屏上的范围。 (2) 若在某时刻(设为 t=0 时刻)沿与 x 轴成 30o 角方向射入各种速率的正离

y/m
× × × ×

子,求经过

5? ? 10? 7 s 时这些离子所在位置构成的曲线方程。 3

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× × 金太阳新课标资源网 wx.jtyjy.com × o × 30

v

x/m

O

0.5
第 17 题图

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5? ? 10 ? 7 s 时这些离 3

(3)实际上,从 O 点射入的正离子束有一定的宽度,设正离子将在与 x 轴成 30o~60o 角内进入磁场。 则某时刻(设为 t=0 时刻)在这一宽度内向各个方向射入各种速率的离子,求经过 子可能出现的区域面积。



江苏省启东中学 2011 届高三物理考前辅导讲义(一)答案
一、单选题 1.D 2.C 7.AB 3.D 4.C 5.C 二、多选题 6.BCD 三、实验题 11.⑴3.700(3.699-3.701) ⑵BD 受到摩擦阻力和空气阻力的作用 12. (1)E (2)实验电路见解析图 ②a. 滑动变阻器 大于 (3)①a.左 b. 刻度盘的第 N 格 b. 刻度盘的中央 (4)RA RB 四、选做题 第 8 页 共 25 页 (5)替代法 ⑶3.56 如图 8.AC 9.AD 10.AD

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13B.(选修 3-4) ⑴A (2)0.1 -0.5sin20π t

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(3)如图所示,由题意在内芯和外套分界面上要发生全反射,当在端面上的入射角 i 最大( im

? 90? )

时,折射角 r 也最大,在内芯与外套分界面上的入射角 i ? 最小,如此时入射角等于临界角则恰能保证信号 不会通过外套“泄漏”

? 这时 imin
得 rm

? C ? 90? ? rm

? 30?
?

sin 90? 在端面上 im ? 90 时,由 n1 ? sin rm
得 n1=2 所以,当 n1=2 时在所有情况中从端面入射到光纤中的信号恰能都不会通过外套 “泄漏”出去. 13C.(选修 3-5) (1)C (2)5.0×1014 6.4×10-34

(3)解:①设复核的速度为 v,由动量守恒定律得

m1v0 ? (m1 ? m2 )v

v?
解得

m1v0 m1 ? m2
?m ? m ? m ? m ? m 1 2 0 3

②核反应过程中的质量亏损

反应过程中释放的核能 五、计算题 14. (1)由动能定理:

?E ? ?m ? c 2 ? (m1 ? m2 ? m0 ? m3 )c 2

1 -mgH-fs=0- mv02 2



f=10N

(2)第一次到达杆顶用时 t1,速度为 v1,第一次离开杆顶到返回杆顶用时 t2, 第一次滑到杆底速度为 v2,在杆上滑下用时 t3 v1= 2g(H-h)=5m/s 2h 1 t1= = s v1+v2 3 2v1 t2= =1s g 1 由动能定理:mgH-fh= mv22 2 v2=5 2m/s 2h t3= =( 2-1)s=0.41s v1+v2 1 图上画对 0~ s:N1=Mg-f=90N 3

F/N 110 100 90 80

0

0.5

1.0

1.5

2.0

t/s

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1 1 s~1 s: N2=Mg=100N 3 3 1 1 1 s~( + 2)s: N3=Mg+f=110N 3 3

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(2)小环能升到杆顶所需要的能量为 E0=mgh+fh=2× 2.5+10× 10× 2.5=75J 1 小环第一次滑到杆底的机械能为 E2: E2= mv02-2fh=50J 2 E2<E0 所以小环只能越过杆顶一次, 设小环在杆上反复滑行的总路程为 s: 有动能定理: 得:s=10m s 总=2(H-h)+s=12.5m 15(1)经过时间 t,金属棒 ab 的速率 此时,回路中的感应电流为 对金属棒 ab,由牛顿第二定律得

I?

E BLv ? R R

F ? B I L? m1 g ? m1a
F ? m1 a ? m1 g ? B 2 L2 at R

由以上各式整理得: 在图线上取两点: 代入上式得

t1=0,F1=11N; t2=2s,F2=14.6N B=1.2T

(2)在 2s 末金属棒 ab 的速率 所发生的位移 由动能定律得

S?

1 2 at ? 2m 2 1 m1vt2 2

WF ? m1 gS ? W安 ?

又 联立以上方程,解得

(3)cd 棒先做加速度逐渐减小的加速运动,当 cd 棒所受重力与滑动摩擦力相等时,速度达到最大;然后 做加速度逐渐增大的减速运动,最后停止运动。 当 cd 棒速度达到最大时,对 cd 棒有: 又 整理解得 对 abcd 回路:

FN ? F安

F安 ? BIL

m2 g ? ?BIL
I? E BLvm ? R R

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解得

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? 2m / s

? vm ?

m2 gR

?B L

2 2

?

0.27 ? 10 ? 1.8 0.75 ? 1.2 2 ? 1.5 2
得 t0=2s

fcd 随时间变化的图象如图(c)所示。

(若无体现 2 秒值,其他都正确的,

不扣分;若无体现末态静止,扣除 1 分;若无体现动摩擦到静摩擦的大小突 变小,扣除 1 分;若动摩擦没体现线性增大,不给分) 16⑴由题意可知: qE ? mg t=0 到 t=1s 过程中,对物体受力分析,由牛 顿第二定律
2mg sin? ? ? 2mg cos? ? ma

vB ? at ? 2g sin? ? ? 2g cos?


方向沿斜面向

t=1s 到 t=2s 过程中,受力分析可知物体的合 外力为 0,做匀速直线运动 所以 t=0 到 t=2s 过程中,物体先做匀加速直 线运动再做匀速直线运动 ⑵物体在 BC 及 CD 阶段做匀加速直线运动

S1 ? vBt ? S2 ? vBt ?

1 2 at 2

S1 ? S2 ? vB 2t ?

1 a(2t )2 2

1 a3t 2 2

S2 ? S1 ? at 2
得 sin? ?

即 S2 ? S1 ? 2g sin?

S2 ? S1 2g

所以在 C 点会斜面做匀速圆周运动

⑶运动轨迹如图所示,由几何关系可知: 由 qv D B ? m
2 vD r

L ? ? tan r 2

得r ?

mvD qB

vD ? vB ? a2t
由以上公式可得 L ?

m(6 g sin? ? 2?g cos? ) ? tan qB 2

17. (1)

qvB ?

mv 2 r

………

r?

mv mv , rm ? m ? 1m qB qB

离子在磁场中运动最大轨道半径:rm=1m 由几何关系知,最大速度的离子刚好沿磁场边缘打在荧光屏上,如图,所以 OA1 长度为:

y ? 2r cos 300 ? 3 m

……

即离子打到荧光屏上的范围为: ? 0,

?

3m ? ?

……

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(2)离子在磁场中运动的周期为:

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y/m A1

T?

2? m ? ? ?10?6 s qB

5? ? 10 ? 7 s 3 2? ? 离子转过的圆心角为 ? ? t? T 3 5? 设 ? 10 ? 7 s 这个时刻某离子的位置坐标为(x,y) 3
经过时间:t=

×

× × × × ×

O1

× × × × o 30

C1

y ? r cos300
x ? r ? r sin 300
所以:

O

0.5

x/m

y ? 3 x 就是所求的曲线方程

(3)由几何关系知,与 x 轴成 60o 方向入射的离子,经过时间:t=

??

2? ? t? T 3

刚好打在 y 轴上,将 t=

5? ? 10 ? 7 s 时刻这些离子所在坐标连成曲线,方程就是: 3
y/m A2
× × ×

5? ? 10 ? 7 s 3

离子转过的圆心角为

x=0 即都打在 y 轴上 所以在 t=0 时刻与 x 轴成 30o~60o 内进入磁场的正离

5? 子在 t= ? 10 ? 7 s 时刻全部出现在以 O 为圆心的扇形 3
OA2C1 范围内。如图 则 离 子 可 能
2

C1
× × ×
o






2









: ×

S?

? rm 2
12

?

?
12

m ? 0.26m


×

江苏省启东中学 2011 届高三物理考 前辅导讲义(二)
姓名 一、单选题
(

60 × O

×

x/m 0.5

学号

)1、如图所示,挡板垂直于斜面固定在斜面上,一滑块 m 放在斜面上,其上表面呈弧形且左端最薄,

一球 M 搁在挡板与弧形滑块上,一切摩擦均不计,用平行于斜面的拉力 F 拉住弧形滑块,使球与滑块均静 止,现将滑块平行于斜面向上拉过一较小的距离,球仍搁在挡板与滑块上且 仍处于静止状态,则与原来相比 A.木板对球的弹力增大 B.滑块对球的弹力增大
?
P M F m

第 12 页 共 25 页

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C.斜面对滑块的弹力不变 D.拉力 F 减小

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(

)2、如图,铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落,在下落过程

中,下列判断中正确的是 A.铜环在下落过程中的机械能守恒 B.磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力 C.铜环的机械能先减小后增大 D.铜环在下落过程动能的增加量小于其重力势能的减少量. )3、如图所示,光滑平行金属导轨 MN、PQ 所在平面与水平面成 θ 角,M、P 两端接有阻值为 R 的定

(

值电阻。阻值为 r 的金属棒 ab 垂直导轨放置,其它部分电阻不计。整个装置处在磁感应强度为 B 的匀强磁 场中,磁场方向垂直导轨平面向上。从 t = 0 时刻开始棒受到一个平行于导轨向上的外力 F,由静止开始沿 导轨向上运动,运动中棒始终与导轨垂直,且接触良好,通过 R 的感应电流随时间 t 变化的图象如图 2 所 示。下面分别给出了穿过回路 abPM 的磁通量 Φ 、磁通量的变化率 的电荷量 q 随时间变化的图象,其中正确的是

ΔΦ 、棒两端的电势差 U ab 和通过棒 Δt

Φ

ΔΦ Δt

Uab

q

O

A

tO

B

t O

C

tO

D

t

(

)4.如图所示,一半圆形铝框处在水平向外的非匀强磁场中,场中各点的磁 B0 感应强度为 By= ,y 为该点到地面 的距离,c 为常数,B0 为一定值.铝框 y+c 平面与磁场垂直,直径 ab 水平,(空气阻力不计)铝框由静止释放下落的过程中 A.铝框回路磁通量不变,感应电动势为 0 B.回路中感应电流沿顺时针方向,直径 ab 两点间电势差为 0 C.铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度 g D.直径 ab 受安培力向上,半圆弧 ab 受安培力向下,铝框下落加速度大小可能等于 g ( )5.在竖直平面内固定一半径为 R 的金属细圆环,质量为 m 的金属小球(视为质点)通过长为 L 的绝

缘细线悬挂在圆环的最高点。当圆环、小球都带有相同的电荷量 Q(未知)时,发现小球在垂直圆环平面 的对称轴上处于平衡状态,如图所示。已知静电力常量为 k 。则下列说法中正确的是
3

A. 电荷量 Q ?

mgL kR

3

B. 电荷量 Q ?

mg ( L2 ? R 2 ) 2 kR

L R O

C. 绳对小球的拉力 F ?

mgR L

D. 绳对小球的拉力 F ?

mgL L2 ? R 2

二、多选题
( )6.如图所示,地球赤道上的山丘 e,近地资源卫星 p 和同步通信卫星 q 均在赤道平面上绕地心做匀速 圆周运动.设 e、p、q 运动速率分别为 v1 、 v 2 、 v3 ,向心加速度大小分别为 a1 、 a 2 、 a 3 ,则下列说法正 确的是 第 13 页 共 25 页

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A. v2 ? v3 ? v1 C. a1 ? a2 ? a3 ( B. v1 ? v2 ? v3 D. a1 ? a3 ? a2

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)7.如图所示,A、B、C、D、E、F 为匀强电场中一个正六边形的六个顶点,A、B、C 三点的电势分

别为 1V、2V、5V。则下列说法中正确的是 D.将电荷量为 1.6× 10-19C 的负点电荷从 F 点移到 A 点,电 荷的电势能减少了 3.2× 10-19J A.D、E、F 三点的电势分别为 7V、6V、3V B.电荷量为 1.6X10 3.2X10-19J D.将电荷量为 1.6X10
一 一

19

C 的正点电荷在 D 点的电势能为 1.12X10-18J

C.将电荷量为 1.6X10 C 的正点电荷从 E 点移到 F 点,电场力做的功为
19

-19

C 的负点电荷从 F 点移到 A 点,

电荷的电势能减少了 3.2X10-19J )8.某汽车在启用 ABS 刹车系统和不启用该刹车系统紧急刹车时,其车速与时间的变化关系分别如下

(

图中的①、②图线所示.由图可知,启用 ABS 后: A.t1 时刻车速更小 B.0~t1 的时间内加速度更小 C.加速度总比不启用 ABS 时大 D.刹车后前行的距离比不启用 ABS 更短.

v ① ② t1
未启用 ABS



t 0 t2 t3

(

)9.如图所示电路中,L 为电感线圈,C 为电容器,当开关 S 由断开变为闭合时,则

L

A.A 灯有电流通过,方向由 b 到 a B.A 灯中无电流通过,不可能变亮 C.B 灯立即熄灭,c 点电势低于 d 点电势 D.B 灯逐渐熄灭,c 点电势低于 d 点电势 第 9 题图

.(

)10.位于同一水平面上的两根平行导电导轨,放置在斜向左上方、与水平面成

60°角足够大的匀强磁场中,现给出这一装置的侧视图,一根通有恒定电流的金属 棒正在导轨上向右做匀速运动,在匀强磁场沿顺时针缓慢转过 30°的过程中,金属 棒始终保持匀速运动,则磁感强度 B 的大小变化可能是 A.始终变大 B.始终变小 C.先变大后变小 D.先变小后变大

三、实验题
11.某实验小组利用如图甲所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时,物体的加速度与质量之间的关系。 (1)做实验时,将滑块从图甲所示位置由静止释放,由数字计时器(图中未画出)可读出遮光条通过光电 门 1、2 的时间分别为 Δt1、Δt2;用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离 x,用游标卡尺测得遮光条宽度 d。则滑块经过光电门 1 时的速度表达式 v1= _____________mm。 光电门 2 光电门 1 遮光条 滑块 连气源 h ;滑块加速度的表达式 a= 。 (以上表达式均 用 已 知 字 母 表 示 ) 如 图 乙 所 示 , 若 用 20 分 度 的 游 标 卡 尺 测 量 遮 光 条 的 宽 度 , 其 读 数 为 。

0
第 14 页 共 25 页 刻度尺 甲

1 0


2 cm 10

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(2)为了保持滑块所受的合力不变,可改变滑块质量 M 和气垫导轨右端高度 h(见图甲) 。关于“改变滑块 质量 M 和气垫导轨右端的高度 h”的正确操作方法是 A.M 增大时,h 增大,以保持二者乘积增大 C.M 减小时,h 增大,以保持二者乘积不变 (A)待测的干电池 (C)电流传感器 2 (E)定值电阻 R0(2000Ω) 电路来完成实验。 B.M 增大时,h 减小,以保持二者乘积不变 D.M 减小时,h 减小,以保持二者乘积减小

12.在测定一组干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材: (B)电流传感器 1 (D)滑动变阻器 R(0—20Ω,2 A) (F)开关和导线若干

某同学发现上述器材中虽然没有电压传感器,但给出了两个电流传感器,于是他设计了如图甲所示的

I1/mA 1.5 1.4

R

电流传 感器 2 电流传 感器 1

1.3
数据 采集器 计算机

1.2 1.1 1.0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 乙 I2/A

R0


填“变大”或“变小”。 )

(1)在实验操作过程中,该同学将滑动变阻器的滑片 P 向右滑动,则电流传感器 1 的示数将________(选 (2)图乙为该同学利用测出的实验数据绘出的 I1-I2 图线(I1 为电流传感器 1 的示数,I2 为电流传感器 2 的 示数, I2 的数值远远大于 I1 的数值)则由图线可得被测电池的电动势 E=________V, 且 , 内阻 r=________Ω。 (3)若将图线的纵坐标改为________,则图线与纵坐标的交点的物理含义即为电动势的大小。

四、选做题
13.B. (选修 3—4) (1)关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中,正确的是

甲.人在海边看 到海市蜃楼 第 15 页 共 25 页

乙.泊松亮斑

丙.调制后的无 线电波波形

丁.迈克耳逊- 莫雷实验

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A.甲图中的海市蜃楼是光的色散现象引起的 B.乙图中的泊松亮斑说明光具有波动性 C.丙图中的波形是调频波 D.丁图中的实验表明:不论光源与观察者之间做怎样的相对运动,光速都是一样的 (2 惯性系 S 中一列列车相对 S 系沿水平方向接近光速匀速行驶,如图,车厢中央的光源发出一个闪光, 闪光照到了车厢的前壁与后壁,下列说法正确的是 A.车厢内的观察者认为闪光先到达后壁,后到达前壁 B.车厢内的观察者认为闪光同时到达前壁与后壁 C.车厢外相对 S 系静止的观察者认为闪光先到达后壁,后到达前壁 D.车厢外相对 S 系静止的观察者认为闪光同时到达前壁与后壁

(3) 如图所示, 真空中平行玻璃砖折射率为 n =

2 ,下表面镀有反射膜,

一束单色光与界面成 θ = 45° 角斜射到玻璃砖表面上, 最后在玻璃砖的右侧 面竖直光屏上出现了两个光点 A 和 B,相距 h = 2.0 cm.已知光在真空中的 传播速度 c = 3.0× 8 m/s.求: 10 (1)该单色光射入玻璃砖的折射角; (2)玻璃砖的厚度 d. 13C. (选修 3—5) ⑴下列叙述中不符合物理学史的是 A.麦克斯韦提出了光的电磁说 B.爱因斯坦为解释光的干涉现象提出了光子说 C.汤姆生发现了电子,并首先提出原子的核式结构模型 D.贝克勒尔通过对天然放射性的研究,发现了放射性元素钋(Pa)和镭(Ra) E.卢瑟福的 α 粒子散射实验可以用来估算原子核半径和原子的核电荷数。 (2) 2009 年诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件(CCD)图 像传感器。他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理。如图所示电路可研究光电效应规律。图中标有 A 和 K 的为光电管,其中 A 为阴极,K 为阳极。理想电流计可检测通过光 电管的电流,理想电压表用来指示光电管两端的电压。现接通电源,用 光子能量为 10.5eV 的光照射阴极 A,电流计中有示数,若将滑动变阻器 的滑片 P 缓慢向右滑动,电流计的读数逐渐减小,当滑至某一位置时电 流计的读数恰好为零,读出此时电压表的示数为 6.0V;现保持滑片 P 位 置不变,以下判断正确的是 A. 光电管阴极材料的逸出功为 4.5eV B. 若增大入射光的强度,电流计的读数不为零 C. 若用光子能量为 12eV 的光照射阴极 A,光电子的最大初动能一定变大

第 16 页 共 25 页

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D. 若用光子能量为 9.5eV 的光照射阴极 A,同时把滑片 P 向左移动少许,电流计的读数一定不为零 ⑶用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子,观测到了 一定数目的光谱线。调高电子的能量再此进行观测,发现光谱线的数 目比原来增加了 5 条。用△n 表示两次观测中最高激发态的量子数 n 之差,E 表示调高后电子的能量。根据氢原子的能级图可以判断,△n 和 E 的可能值为( )

A、△n=1,13.22 eV <E<13.32 eV B、△n=2,13.22 eV <E<13.32 eV C、△n=1,12.75 eV <E<13.06 eV D、△n=2,12.75 eV <E<13.06 eV ⑷1914 年,夫兰克和赫兹在实验中用电子碰撞静止原子的方法,使原子从基态跃迁到激发态,来证明玻尔 提出的原子能级存在的假设。设电子的质量为 m,原子的质量为 m0,基态和激发态的能级差为 ΔE,试求入 射电子的最小动能。 (假设碰撞是一维正碰)

五、计算题
14.如图所示,水平桌面上有一轻弹簧,左端固定在 A 点,自然状态时其右端位于 B 点。水平桌面右侧有 一竖直放置的光滑轨道 MNP,其形状为半径 R=0.8m 的圆环剪去了左上角 135°的圆弧,MN 为其竖直直 径,P 点到桌面的竖直距离也是 R。用质量 m1=0.4kg 的物块将弹簧缓慢压缩到 C 点,释放后弹簧恢复原长 时物块恰停止在 B 点。用同种材料、质量为 m2=0.2kg 的物块将弹簧缓慢压缩到 C 点释放,物块过 B 点后 其位移与时间的关系为 s ? 6t ? 2t 2 ,物块 飞离桌边缘 D 点后由 P 点沿切线落入圆轨 道。g=10m/s2,求: (1)DP 间的水平距离 (2)判断 m2 能否沿圆轨道到达 M 点 (3)释放后 m2 运动过程中克服摩擦力做 的功

M A C B D R R P 450

N

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15.如图所示,MN 与 PQ 是两条水平放置彼此平行的金属导轨,质量 m=0.2kg,电阻 r=0.5Ω 的金属杆 ab
垂直跨接在导轨上, 匀强磁场的磁感线垂直于导轨平面, 导轨左端接阻值 R=2Ω 的电阻, 理想电压表并接在 R 两端,导轨电阻不计.t=0 时刻 ab 受水平拉力 F 的作用后由静止开始向右作匀加速运动,ab 与导轨间的动摩 擦因数 ? =0.2.第 4s 末,ab 杆的速度为 v=1m/s,电压表示数 U=0.4V.取重力加速度 g=10m/s2. (1)在第 4s 末,ab 杆产生的感应电动势和受到的安培力各为多大? (2)若第 4s 末以后,ab 杆作匀速运动,则在匀速运动阶段的拉力为多大?整个过程拉力的最大值为多大? (3)若第 4s 末以后,拉力的功率保持不变,ab 杆能达到的最大速度为多大? (4)在虚线框内的坐标上画出上述(2)(3)两问中两种情形下拉力 F 随时间 t 变化的大致图线(要求画出 、

M

a m r

N

V A

R

P

b

Q 0—6s 的图线,并标出纵坐标数值) .

16. 如图所示,圆心在原点、半径为 R 的圆将 xOy 平面分为两个区域,在圆内区域Ⅰ( r ? R )和圆外
区域Ⅱ( r ? R )分别存在两个匀强磁场,方向均垂直于 xOy 平面。垂直于 xOy 平面放置两块平面荧光屏, 其中荧光屏甲平行于 x 轴放置在 y = ?2.2R 的位置,荧光屏乙平行于

y 轴放置在 x = 3.5R 的位置。现有一
A 点沿 x 轴正方向射入区域

束质量为 m、电荷量为 q ( q ? 0 ) 、动能为 E 0 的粒子从坐标为( ?R , 0 )的

Ⅰ,最终打在荧光屏甲上,出现亮点 N 的坐标为( 0.4R , ?2.2R ) 。若撤去圆外磁场,粒子也打在荧光屏 甲上,出现亮点 M 的坐标为( 0 , ?2.2R ) ,此时,若将荧光屏甲沿 标始终保持不变。不计粒子重力影响。 ⑴求在区域Ⅰ和Ⅱ中粒子运动速度 v1 、 v 2 的大小; 第 18 页 共 25 页

y 轴负方向平移,发现亮点的 x 轴坐

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⑵求在区域Ⅰ和Ⅱ中磁感应强度 B1 、 B2 的大小和方向; ⑶若上述两个磁场保持不变,荧光屏仍在初始位置,但从 A 点沿 x 轴正方向射入区域Ⅰ的粒子束改为质量 为 m 、电荷量为 ?q 、动能为 3E0 的粒子,求荧光屏上 出现亮点的坐标。 y 荧 光 屏 乙 Ⅱ Ⅰ O x

R A

M 荧光屏甲

N

17.如图所示(a) ,在倾角为 300 的斜面上固定一光滑金属导轨 CDEFG,OH∠CD∠FG, ∟DEF=60?, CD=DE=EF=FG=AB/2=L, 一根质量为 m 的导体棒 AB 在电机的牵引下,以恒定的速度 v0 沿 OH 方向 从斜面底部开始运动,滑上导轨并到达斜面顶端,AB⊥OH,金属导轨的 CD、FG 段电阻不计,DEF 段与 AB 棒材料、横截面积均相同,单位长度电阻为 r, O 是 AB 棒的中点,整个斜面处在垂直斜面向上磁感应 强度为 B 的匀强磁场中。求: (1)导体棒在导轨上滑行时电路中的电流的大小; (2)导体棒运动到 DF 位置时 AB 两端的电压; (3)将导体棒从低端拉到顶端电机对外做的功; (4)若 AB 到顶端后,控制电机的功率,使导体棒 AB 沿斜面向下从静止开始做匀加速直线运动,加

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棒的合力始终沿斜面向下) 。

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速度大小始终为 a,一直滑到斜面底端,则此过程中电机提供的牵引力随时间如何变化?(运动过程中 AB

江苏省启东中学 2011 届高三物理考前辅导讲义(二)答案
一、单选题 1.C 2.D 3.B 4.C 9.AD 5.A 二、多选题 6.AD 7.AB 8.BD 10.AD 三、实验题

11. (1)

d ?t1

(


d 2 d ) ? ( )2 ?t 2 ?t1 2x



8.15

(2)BC

12. (1)变小。 (2)2.96(士 0.04)V;1.68Ω(士 0.03)Ω。 (3)I1R0。 第 20 页 共 25 页

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四、选做题 13B(选修 3-4)(1)BD (2)BC

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⑶解: (1)由折射率公式 n =

sin ?1 sin?1 1 , sin ? 2 ? . ? ,θ2 = 30° sin ? 2 n 2

(2)作出如右图所示的光路,ΔCDE 为等边三角形,四边形 ABEC 为梯形, CE = AB = h. 玻璃的厚度 d 就是边长为 h 的等边三角形的高, 故d=

3 h = 1.7 cm 2
⑵AC

13C. (选修 3—5) ⑴BCD ⑶AD 原子的跃迁公式只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况; 实物粒子与原子相互 作用而使原子激发时, 粒子的能量不受上述条件的限制。 本题由于是电子轰击, 存在两种可能: 第一种 n=2 到 n=4,所以电子的能量必须满足 13.6-0.85<E<13.6-0.54,故 D 选项正确; 第二种可能是 n=5 到 n=6,电子能量必须满足 13.6-0.38<E<13.6-0.28,故 A 选项正确 ⑷解析:要使原子发生跃迁,则原子吸收能量最小为 ΔE,因此电子与原子碰撞的能量损失最小为 ΔE,当 电子与原子发生完全非弹性碰撞时能量损失最多,设电子与原子碰后的共同速度为 v,则由碰撞过程动量 守恒,设碰前电子的动能为 Ek ? 守恒, ?E ? 则

1 2 mv0 ,则碰前电子的动量 mv0 ,故 mv0 ? (m ? m0 )v ,根据碰撞过程能量 2

1 2 1 1 2 m0 m ? m0 , 联立可得入射电子的最小动能为 EK m in ? mv0 ? (m ? m0 )v2 ? mv0 ? ?E 2 2 2 m ? m0 m0

14、解: (1) v y

? 2 gR ? 4m / s

vD ?
t?

vy tan 45?

? 4m / s

2h ? 4m / s g

s ? v D t ? 1.6m
(2)若物块能过最高点,其在 M 点的速度至少为 v M 设物块在 P 点的速度至少为 v P

? gR ? 2 2m / s

1 1 2 2 m2 v P ? m2 v M ? m2 ghPM 2 2

v P ? 5.94 m / s
在 P 点时物块的速度 v物

? v y ? vD ? 4 2m / s
2 2

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因 v物

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? vP

,故物块不能到最高点。

(3)设弹簧长为 AC 时的弹性势能为 EP,物块与桌面间的动摩擦因数为 ? , 释放 m1 时, 释放 m 2 时, E P 且 m1

E P ? ?m1 gsCB

? ?m2 gsCB ?

1 2 m2 v 0 2

2 ? 2m2 ,可得: E P ? m2 v0 ? 7.2 J

m2 在桌面上运动过程中克服摩擦力做功为 Wf,
则W f

1 2 ? E P ? m2 v D 2 ?

可得 W f

? 5.6 J

15 解:(1)4s 末的感应电流: I 电动势: E 由E

U 0.4 ? ? 0.2 A R 2

? I ( R ? r ) ? 0.5V

? BLv 得 BL ?

E 0.5 ? ? 0.5Tm v 1

4s 末 ab 受的安培力: F安 (2)匀速阶段,ab 受力平衡: 拉力 F

? BIL ? 0.1N

? ?mg ? F安 ? 0.5 N

加速过程达第 4s 末时拉力最大,

Fmax ? F安 ? ?mg ? m ?

?v ? 0.55 N ?t

(3)若第 4s 末开始,拉力的功率不变,此时

P ? Fmax ? v ? 0.55 ? 1W ? 0.55W

(

设 ab 的最大速度为 v m ,此时的拉力为 F ? ,则

P ? F ? ? vm ? ?mg ? (

B 2 L2 vm )vm R?r
0.5 2 vm )vm ? 0.55W 2 ? 0.5


( 代入数据: 0.2 ? 0.2 ? 10 ?
v m ? 1.08m / s

(4)上述两种情况拉力 F 随时间 t 变化大致图线 第 22 页 共 25 页

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在(3)情形中最终拉力为 F ?

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? P ? 0.51N vm

16⑴由于在磁场中运动时洛仑兹力不做功,所以在区域Ⅰ和Ⅱ中粒子运动速度大小就是在 A 点入射时初始 速度大小 v ,由 E 0

?

1 2 mv 可得 2

v1 ? v 2 ? v ?

2E0 m
y 轴负方向进入区域Ⅱ的磁场。如图 3 所示,

⑵粒子在区域Ⅰ中运动了四分之一圆周后,从 C 点沿 圆周运动的圆心是 O1 点,半径为 y 荧 光 屏 乙 Ⅱ Ⅰ O r1 O1 C M 荧光屏甲 N r2 O2 x

y O3 D

R A

r3 Ⅰ O

Ⅱ r4 x O4 N

图3

r1 ? R
v12 由 qv1 B ? m r1
,得 B1

?

mv1 ? qr1

2mE 0 qR

方向垂直 xOy 平面向外。

第 23 页 共 25 页

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?m
2 v2 r2

粒子进入区域Ⅱ后做半径为 r2 的圆周运动,由 qv2 B2

,可得 r2

?

mv 2 qB2



圆周运动的圆心 O2 坐标为( r2 , ? R ) ,圆周运动轨迹方程为

( x - r2 ) 2 ? ( y ? R) 2 ? r22
将 N 点的坐标( 0.4 R , ? 2.2R )代入上式,可得

r2 ? 2 R
求得:

B2 ?

mv 2 ? qr2

2mE 0 2qR

方向垂直 xOy 平面向里。 ⑶如图 4 所示,粒子先在区域Ⅰ中做圆周运动。由

3E 0 ?

1 /2 mv 2

可知,运动速度为

v/ ?

6 E0 ? 3v m
r3 ? mv / mv ? 3 ? 3R qB1 qB1

轨道半径为

由圆心 O3 的坐标( ? R ,

3 R )可知, O3 A 与 O3 O 的夹角为 30? 。通过分析如图的几何关系,

粒子从 D 点穿出区域Ⅰ的速度方向与 x 轴正方向的夹角为 ? 粒子进入区域Ⅱ后做圆周运动的半径为

? 60?

r4 ?

mv / mv ?2 3 ? 2 3R qB2 qB1
3 7 cos30? , R sin 60? - r4 sin 30? ),即( R , ? ,说 R) 2 2

其圆心 O4 的坐标为( R cos 60? ? r4

明圆心 O4 恰好在荧光屏乙上。所以,亮点将出现在荧光屏乙上的 P 点,



y 轴坐标为 y ? ?

3 3 3 R ? r4 ? R 2 2

其 x 轴坐标为 x = 17. 解: (1) ?

3.5R
R总 ? 3Lr
I?

? BLV0

?
R总

所以, I

?

BV0 3r

第 24 页 共 25 页

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(2) U DF

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U DF ? 2 BLV0 3

? IRDEF

RDEF ? 2 Lr

(3)导体棒从低端拉到顶端电机做的功 W

? ?EP ? Q1 ? Q2
4? 3 mgL 4

增加的重力势能 ?EP

? mg (2 L ? L cos30 0 ) sin 30 0 ?
Q1 ? W安

AB 棒在 DEF 轨道上滑动时产生的热量

,此过程中,电流 I 不变,所以 F 安∝S,故 Q1

? W安 ?

0 ? F安 max 3 3B 2 L2V0 ? L? 2 2 12 r

AB 棒在 CDEF 导轨上滑动时产生的热量,电流不变,电阻不变,所以

Q2 ? I 2 R总t ? (

BV0 2 L B 2 L2V0 ) ? 3Lr ? ? 3r V0 3r

所以, W

?

4? 3 B 2 L2V0 (mgL ? ) 4 3r

(4)分三段讨论牵引力随时间的变化情况 Ⅰ:CDEF 导轨上运动牵引力为 F1,则

mg sin 30 0 ? F安 - F1 ? ma
F1 ? 1 B 2 La mg ? ma ? t 2 3r

,

F安 ? BIL

,

I?

BLVt 3Lr

,

Vt ? at

Ⅱ:DEF 导轨上运动牵引力为 F2,则

mg sin 30 0 ? F安 - F2 ? ma
1 2 3 3 at ? L ? L? x 2 2 2
,

, F安

? BIx

,

I?

BxVt BV0 ? 3xr 3r

,

Vt ? at

1 B2a ? 2 3 ? 3 3 2? 所以 F2 ? mg ? ma ? L? at ? t ? 2 3r ? 3 3 ?
Ⅲ:OE 段运动牵引力 F3,不随时间变化,则

2

F3 ?

1 mg ? ma 2

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