一、选择题
1. 如图所示,一束含有
、
的带电粒子束从小孔O1处射入速度选择器,其中沿直线O1O2运动的粒子
在小孔O2处射出后垂直进入偏转磁场,最终打在P1、P2两点,不计粒子间的相互作用。则
A.打在P1点的粒子是
B.O2P2的长度是O2P1长度的2倍 C.D.
【答案】B
【解析】 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,所以粒子的比荷越大,则运动的半径越小,所以打在P1点的粒子是粒子与
,打在P2点的粒子是
,所以
,可知
粒子与粒子与
粒子在偏转磁场中运动的时间之比为2:1 粒子在偏转磁场中运动的时间之比为1:1
,故A错误;因
粒子在偏转磁场中运动的半径比为1:2,则O2P1和O2P2长度之比为1:2,选项B正确;带电粒子在
,可知从粒子速
沿直线通过速度选择器时,电场力与洛伦兹力大小相等方向相反,即:qvB=qE,所以
度选择器中射出的粒子具有相等的速度;粒子运动的周期,则粒子与粒子在偏转磁场中运动
的周期之比为1:2,运动半个周期,则时间之比也为1:2,选项CD错误。 2. 对于电容
,以下说法正确的是
A. 一只电容器所充电荷量越大,电容就越大
B. 对于固定电容器,它的带电量跟两极板间所加电压的比值保持不变
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C. 电容器的带电量跟加在两极间的电压成反比 D. 如果一个电容器没有带电,也就没有电容 【答案】B
【解析】解:A、电容器带电荷量越大,板间电压越大,而电容不变.故A错误.
B、电容表征电容器容纳电荷本领的大小,对于固定电容器,电容C不变,由定义式C=可知,则带电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变.故B正确.
C、电容器的带电荷量Q=CU,当电容C一定时,电量与电压成正比.当电容C变化时,电量与电压不成正比.故C错误.
D、电容表征电容器容纳电荷本领的大小,与电容器的电量、电压无关.故D错误. 故选:B
【点评】本题考查对电容的理解能力,抓住电容的物理意义和定义式是关键.
3. 如图所示,一劲度系数为k的轻质弹簧,上端固定,下端连一质量为m的物块A,A放在质量也为m的托盘B上,以N表示B对A的作用力,x表示弹簧的伸长量。初始时,在竖直向上的力F作用下系统静止,且弹簧处于自然状态(x=0)。现改变力F的大小,使B以气阻力不计),此过程中N或F随x变化的图象正确的是
的加速度匀加速向下运动(g为重力加速度,空
A.B.C.D.
【答案】D
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【解析】设物块和托盘间的压力为零时弹簧的伸长量为,则有:,解得:;
在此之前,根据可知,二者之间的压力N由开始运动时的线性减小到零,而力F由开
始时的线性减小到;此后托盘与物块分离,力F保持不变,故选项ABC错误,D正确。
【名师点睛】本题主要是考查了牛顿第二定律的知识;利用牛顿第二定律答题时的一般步骤是:确定研究对象、进行受力分析、进行正交分解、在坐标轴上利用牛顿第二定律建立方程进行解答。
4. 如图所示,斜面小车M静止在光滑水平面上,一边紧贴墙壁.若再在斜面上加一物体m,且M、m相对静止,此时小车受力个数为 A.3
【答案】B
B.4 C.5
D.6
5. 如图所示,让平行板电容器带上一定的电量并保持不变,利用静电计可以探究平行板电容器电容的决定因素及决定关系,下列说法正确的是
A. 静电计指针张角越大,说明电容器带电量越大 B. 静电计指针张角越大,说明电容器的电容越大 C. 将平行板间距离减小,会看到静电计指针张角减小 D. 将平行板间正对面积减小,会看到静电计张角减小 【答案】C
【解析】因平行板电容器上带的电量保持不变,故选项A错误;电容器的电容与两板带电量及电势差无关,故选项B错误;根据
可知,将平行板间距离减小,则C变大,因Q一定,根据Q=CU可知,U变小,
则会看到静电计指针张角减小,选项C正确;将平行板间正对面积减小,则C变小,因Q一定,根据Q=CU可知,U变大,则会看到静电计指针张角变大,选项D错误;故选C. 点睛:对于电容器动态变化分析问题,关键根据电容的决定式住不变量.
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和定义式结合进行分析,同时要抓
6. 如图所示,一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称,O、M、N是y轴上的三个点,且OM=MN,P点在y轴的右侧,MP⊥ON,则( ) A.M点的电势比P点的电势高
B.将负电荷由O点移动到P点,电场力做正功 C.M、N 两点间的电势差大于O、M两点间的电势差
D.在O点静止释放一带正电粒子,该粒子将沿y轴做直线运动
【答案】AD
7. 下列各项中属于电磁波的是
A. X射线 B. 引力波 C. 湖面上的水波 D. 可见光 【答案】AD
【解析】可见光、X射线都属于电磁波;湖面上的水波属于机械波,引力波不属于电磁波,故AD正确,BC错误。
8. 在水平向右的匀强电场中,质量为m的带正电质点所受重力mg是电场力的3倍.现将其以初速度v0竖直向上抛出,则从抛出到速度最小时所经历的时间为( )
v0A.t=
gC.t=
3v0 2g
B.t=
2v0 3g
3v0D.t= 4g
【答案】D
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【解析】
F1
tanα==,α=30°
mg3g2g
等效重力加速度g′== cos30°3Δv=v0cos30°=g′t 3v0联立解得t=.选项D正确。
4g
9. 将一均匀导线围成一圆心角为90°的扇形导线框OMN,其中OM=R,圆弧MN的圆心为O点,将导线框的O点置于如图所示的直角坐标系的原点,其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场,其磁感应强度大小为B,第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为2B。从t=0时刻开始让导线框以O点为圆心,以恒定的角速度ω沿逆时针方向做匀速圆周运动,假定沿ONM方向的电流为正,则线框中的电流随时间的变化规律描绘正确的是
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【答案】 B 【解析】
★
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10.距地面高5m的水平直轨道A、B两点相距2m,在B点用细线悬挂一小球,离地高度为h,如图所示。小车始终以4m/s的速度沿轨道匀速运动,经过A点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下,小车运动至B点时细线被轧断,最后两球同时落地。不计空气阻力,取重力加速度的大小g=10m/s²。可求得h等于( )
A. 3.75m B. 2.25m C. 1.25m D. 4.75m 【答案】C
11.如图的电路中,输入电压U恒为12V,灯泡L上标有“6V、12W”字样,电动机线圈的电阻RM=0.50Ω。若灯泡恰能正常发光,以下说法中正确的是 A.电动机的输入功率为14W B.电动机的输出功率为12W C.电动机的热功率为2.0W D.整个电路消耗的电功率为22W 【答案】C
12.如图,两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2,且 a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点,且a、b、c与两导线共点在两导线之间,b、d的连线与导线所在平面垂直。磁感应强度可能为零是( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点 【答案】C
13.测量国际单位制规定的三个力学基本物理量分别可用的仪器是 A.刻度尺、弹簧秤、秒表 B.刻度尺、测力计、打点计时器 C.量筒、天平、秒表 D.刻度尺、天平、秒表
【答案】D
14.如图,一小球放置在木板与竖直墙壁之间,设墙面对球的压力大小为N1,球对木板的压力大小为N2,以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦,在此过程中
a I1
d b c I1>I2;面;b的点
I2
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A、N1始终减小,N2始终增大 B、N1始终减小,N2始终减小 C、N1先增大后减小,N2始终减小 D、N1先增大后减小,N2先减小后增大 【答案】B 【解析】
15.如图所示,a、b、c是由真空中正点电荷形成的电场中一条电场线上的三个点,已知ab=bc,a、b两点间电压为10V,则b、c两点间电压:( ) a b A. 等于10V B. 大于10V C. 小于10V D. 条件不足,无法判断 【答案】C
c
二、填空题
16.如图所示,实线为电场线,虚线为等势面,且相邻两等势面的电势差相等,一正电荷在等势面φ3上时具有动能60J,它运动到等势面φ1上时,速度恰好为零,令φ2=0,那么,当该电荷的电势能为12 J时,其动能大小为____ J。 【答案】 18
17.有些机床为了安全,照明电灯用的电压是36V,这个电压是把380V的交流电压经变压器降压后得到的。
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将变压器视为理想变压器,如图所示,如果原线圈是1140匝,则副线圈的匝数是 匝,变压器原、副线圈的电流之比为 。 【答案】108;9:95。 【解析】
试题分析:由于原线圈的电压为380V,副线圈的电压为36V,则原副线圈的匝数之比为故副线圈的匝数n2=考点:变压器。
n1U1380V95,n2U236V99n191140=108匝;变压器原、副线圈的电流之比为9:95。 9595三、解答题
18.在科学研究中,可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制。如图甲所示,M、N为间距足够大的水平极板,紧靠极板右侧放置竖直的荧光屏PQ,在MN间加上如图乙所示的匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向下,磁场方向垂直于纸面向里,图中E0、B0、k均为已知量。t=0时刻,比荷q/m=k的正粒子
51)时间内粒子恰好沿直线运动, t时
kB0kB0刻粒子打到荧光屏上。不计粒子的重力,涉及图象中时间间隔时取0.8 = ,1. 4 =2,求:
4以一定的初速度从O点沿水平方向射入极板间,在0-t1(t1(1) 在t2(2) 在
2时刻粒子的运动速度v kB0
2.8时刻粒子偏离O点的竖直距离y kB0(3) 水平极板的长度L。 【答案】(1)v=EE012E0,方向与水平方向成45o角向下(2)(2)02(3)52
2kB0kB02 B0?
【解析】(1)在0~t1时间内,粒子在电磁场中做匀速直线运动,则: qv0B0qE0 得 v0=
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在t1~t2时间内,粒子在电场中做类平抛运动, vy=at= 则: v=2v0= 由: tanθ
得: θ45 即v与水平方向成45o角向下
2E0 B0?(3)在t3时刻进入电场时以初速度: v=v0= 做类平抛运动, vy'=at=
qE02E02 =mkB0B0 再次进入磁场时, v'=2v0= 由tanv=1 vy'得 θ'45 即v′与水平方向成45o角向下.
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由qv'B0= 得: r2=2E0 kB02 综上可得:长度: L=v0E022 r1sin452v0r2sin45522kB0kB0kB019.(2016·江苏南通高三期末) (20分)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,电场力的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荷量没有改变,重力加速度为g,求:
(1)小球到达B点的速度大小; (2)小球受到的电场力大小;
(3)小球经过管口C处时对圆管壁的压力。
【答案】【答案】(1)8gR (2)2mg (3)3mg,方向水平向右 【解析】
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(2)设电场力的竖直向上分力为Fy,水平分力为Fx,则Fy=mg 12
从B到C,由动能定理得-Fx·2R=m(v2C-vB)① 2
小球从管口C到A,做类平抛,竖直方向匀速运动y=4R=vC·t② 1Fx水平方向匀加速直线运动x=2R=··t2③
2m由①②③得Fx=mg 故电场力大小为F=2
F2x+Fy=2mg
方向与水平向左成45°斜向上。
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