江蘇省鎮(zhèn)江市20xx年高考物理一模試卷word版含解析-免費閱讀
【正文】 ．不考慮電子所受的重力． （ 1）求電子進入圓形區(qū)域時的速度大小和勻強電場場強 E 的大小； （ 2）若在圓形區(qū)域內加一個垂直紙面向里的勻強磁場，使電子穿出圓形區(qū)域時速度方向垂直于 x 軸．求所加磁場磁感應強度 B 的大小和電子剛穿出圓形區(qū)域時的位置坐標； （ 3）若在電子剛進入圓形區(qū)域時，在圓形區(qū)域內加上圖乙所示變化的磁場（以垂直于紙面向外為磁場正方向），最后電子從 N 點處飛出，速度方向與進入磁場時的速度方向相同．請寫出磁感 應強度 B0的大小、磁場變化周期 T 各應滿足的關系表達式． 【考點】 帶電粒子在勻強磁場中的運動；帶電粒子在勻強電場中的運動． 【分析】 （ 1）帶電粒子先在電場中做類平拋運動，離開電場后做勻速直線運動從M 點射入磁場，由于知道速度的方向以及進入電場的速度，則由速度的合成就能求得離開電場的速度，即進入磁場的速度．由類平拋運動規(guī)律求出加速度，從而求出電場強度大?。? （ 2）由題意知，當與水平 x 軸成 30176。=，計算結果請用 h 和 g 表示．求： （ 1）滑草車在下段滑道上運動的加速度； （ 2）滑草車在整個運動過程中最大速度的大??； （ 3）請通過計算來判斷滑草車 能否到達下段滑道的最底端． 【考點】 牛頓第二定律；勻變速直線運動的位移與時間的關系． 【分析】 （ 1）滑草車在下段滑道上運動的加速度由牛頓第二定律求出． （ 2）滑草車通過第一段滑道末端時速度最大，由動能定理求最大速度． （ 3）對全過程，運用動能定理求出滑草車到達下段滑道的最底端的速度，即可判斷． 【解答】 解：（ 1）根據(jù)牛頓第二定律 F 合 =ma 得： 滑草車在下段滑道上有： mgsin37176。=， cos 37176。=，計算結果請用 h 和 g 表示．求： （ 1）滑草車在下段滑道上運動的加速度； （ 2）滑草車在整個運動過程中最大速度的大?。? （ 3）請通過計算來判斷滑草車能否到達下段 滑道的最底端． 13．如圖所示的裝置由水平彈簧發(fā)射器及兩個軌道組成：軌道 Ⅰ 是光滑軌道 AB，AB 間高度差 h1=；軌道 Ⅱ 由 AE 和螺旋圓形 EFG 兩段光滑軌道和粗糙軌道GB 平滑連接而成，且 A 點與 F 點等高．軌道最低點與 AF 所在直線的高度差h2=．當彈簧壓縮量為 d 時，恰能使質量 m= 的滑塊沿軌道 Ⅰ 上升到B 點，當彈簧壓縮量為 2d 時，恰能使滑塊沿軌道 Ⅱ 上升到 B 點，滑塊兩次到達B 點處均被裝置鎖定不再運動．已知彈簧彈性勢能 Ep 與彈簧壓縮量 x 的平方成正比，彈簧始終處于彈性限度范圍內，不考慮滑塊與 發(fā)射器之間的摩擦，重力加速度 g=10m/s2． （ 1）當彈簧壓縮量為 d 時，求彈簧的彈性勢能及滑塊離開彈簧瞬間的速度大小； （ 2）求滑塊經過最高點 F 處時對軌道的壓力大??； （ 3）求滑塊通過 GB 段過程中克服摩擦力所做的功． 14．如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導軌間距 l=，傾角 θ=53176。﹣ μmgcos37176。進入磁場時又豎直向上穿出磁場時，粒子恰好偏轉 60176。=，不計其它電阻和一切摩擦．求： （ 1） CD 棒的初始位置與磁場區(qū)域下邊界的距離 s； （ 2）該同學松手后， CD 棒能繼續(xù)上升的最大高度 h； （ 3）在拉升 CD 棒的過程中，該同學所做的功 W 和電阻 R 上產生的熱量 Q． 【考點】 導體切割磁感線時的感 應電動勢；閉合電路的歐姆定律． 【分析】 （ 1）根據(jù)牛頓第二定律求出 CD 棒進入磁場前的加速度，再由速度位移公式求出 CD 棒的初始位置與磁場區(qū)域下邊界的距離 s； （ 2）判斷 CD 棒在磁場中的運動情況是勻速直線運動，從而得出離開磁場時速度，松手后向上勻減速運動，由運動學公式求出勻減速運動的位移，即可求出CD 棒能繼續(xù)上升的最大高度 h； （ 3）根據(jù)能量守恒定律求解； 【解答】 解：（ 1） CD 棒向上運動： F﹣ mgsinθ=ma 代入數(shù)據(jù)解得： a=12m/s2 由運動學公式： v2=2as 代入數(shù)據(jù)解得： s= （ 2） 剛進入磁場時產生的感應電動勢為： E=Blv=2 = 由閉合電路歐姆定律有： I= = =48A 又： F 安 =BIl=2 48 =48N 因為： F=mg sinθ+ =40 +48=80N 所以： CD 棒在磁場中做勻速直線運動 離開磁場后， CD 棒沿導軌向上做勻減速運動 由 v2=2gxsinθ 代入數(shù)據(jù)解得： x= CD 棒還能繼續(xù)上升的最大高度為： h=xsinθ= （ 3）該同學所做的功為： W=F（ s+d） 代入數(shù)據(jù)解得： W=64J 由能量轉化和守恒定律得： F（ s+d） =mg[（ s+d） sinθ+h]+QR 代入數(shù)據(jù)解得： QR= 答：（ 1） CD 棒的初始位置與磁場區(qū)域下邊界的距離 s 為 ； （ 2）該同學松手后， CD 棒能繼續(xù)上升的最大高度 h 為 ； （ 3）在拉升 CD 棒的過程中，該同學所做的功 W 為 64J，電阻 R 上產生的熱量Q 為 15．如圖甲所示，在直角坐標系 0≤ x≤ L 區(qū)域內有沿 y 軸正方向的勻強電場，右側有一個以點（ 3L， 0）為圓心、半徑為 L 的圓形區(qū)域，圓形區(qū)域與 x 軸的交點分別為 M、 N．現(xiàn)有一質量為 m、帶電量為 e 的電子，從 y 軸上的 A 點以速度v0沿 x 軸正方向射入電場，飛出電場后從 M 點進入圓形區(qū)域，此時速度方向與x 軸正方向的夾角為 30176。=， cos 37176。的兩段直滑道組成．一輛滑草車由靜止開始從上滑道頂端處滑下，不計車在滑道交接處的能量損失．已知滑草車與上、下滑道草地之間的動摩擦因數(shù) μ，重力加速度為 g， sin 37176。導軌上端串接電阻 R=．在導軌間長 d= 的區(qū)域內，存在方向垂直導軌平面向下、磁感應強度 B= 的勻強磁場．質量 m= 的金屬棒 CD 水平置于導軌上，用輕質細繩跨過定滑輪與拉桿 GH（ GH 桿的 質量不計）相連．某同學用 F=80N的恒力豎直向下拉動 GH 桿，使 CD 棒從圖中初始位置由靜止開始運動，剛進入磁場時速度為 v=，當 CD 棒到達磁場上邊界時該同學松手． g=10m/s2， sin 53176。=ma 解得： a=﹣ g（負號表示滑草車在下坡道上做減速運動） （ 2）滑草車通過第一段滑道末端時速度最大 由動能定理得： mgh﹣ μmgcos45176。由幾何關系知道帶電粒子做勻速圓周運動的半徑恰好等于磁場區(qū) 域的半徑， 由洛侖茲力提供向心力可以求得磁感應強度． （ 3）若在電子剛進入圓形區(qū)域時，在圓形區(qū)域內加上圖乙所示變化的磁場（以垂直于紙面向外為磁場正方向），最后電子從 N 點處飛出，速度方向與進入磁場時的速度方向相同，根據(jù)題目要求大致找出帶電粒子在正負磁場里做勻速圓周運動的半徑和周期關系，從而畫出最簡單的軌跡圖，再從一般情況去考慮多解情況，從而可以求得磁感應強度及周期的表示式． 【解答】 解：（ 1）電子在電場中作類平拋運動，射出電場時，速度分解圖如圖 1中所示． 由速度關系可得： =cosθ 解得： v= 由速度關 系得： vy=v0tanθ= 在豎直方向： vy=at= 而水平方向上 t= 解得： E=
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