江蘇省鎮(zhèn)江市20xx屆高三三模(最后一卷)物理試題(解析版)-資料下載頁
2025-04-05 06:06本頁面
【正文】 ：mv＝mu＋(MA＋MB)vA可求得：u＝ m/s.四、計(jì)算題： 本題共3小題，共計(jì)47分．解答時(shí)請(qǐng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位．21. CD、EF是水平放置的電阻可忽略的光滑水平金屬導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌距離水平地面高度為H，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，在水平導(dǎo)軌區(qū)域存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直導(dǎo)軌平面向上的矩形有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁場(chǎng)區(qū)域?yàn)镃PQE），如圖所示，導(dǎo)軌左端與一彎曲的光滑軌道平滑連接，彎曲的光滑軌道的上端接有一電阻R，將一阻值也為R的導(dǎo)體棒從彎曲軌道上距離水平金屬導(dǎo)軌高度h處由靜止釋放，重力加速度為g，求（1）電阻R中的最大電流的大小與方向。（2）整個(gè)過程中，導(dǎo)體棒中產(chǎn)生的焦耳熱；（3）若磁場(chǎng)區(qū)域的長(zhǎng)度為d，求全程流過導(dǎo)體棒的電量.【答案】(1) ，方向由a到b（2） (3) 【解析】【詳解】（1）由題意可知，導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間速度最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，感應(yīng)電流最大，由機(jī)械能守恒定律有解得由法拉第電磁感應(yīng)定律得由閉合電路歐姆定律得聯(lián)立解得，方向由a到b（2）由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律解得由能量守恒定律可知整個(gè)電路中產(chǎn)生的焦耳熱為即電阻產(chǎn)生的熱量為（3）設(shè)導(dǎo)體棒通過磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)整個(gè)回路的平均電流為，用時(shí)則通過導(dǎo)體截面電量其中 ,綜上22. ，因?yàn)樵雍说馁|(zhì)量遠(yuǎn)大于電子質(zhì)量，可以忽略原子核的運(yùn)動(dòng)，形成類似天文學(xué)中的恒星行星系統(tǒng)，記為模型Ⅰ.另一種模型認(rèn)為氫原子的核外電子并非繞核旋轉(zhuǎn)，而是類似天文學(xué)中的雙星系統(tǒng)，核外電子和原子核依靠庫侖力作用使它們同時(shí)繞彼此連線上某一點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，記為模型Ⅱ.已知核外電子的質(zhì)量為m，氫原子核的質(zhì)量為M，二者相距為r，靜電力常量為k，電子和氫原子核的電荷量大小均為e.（1）模型Ⅰ、Ⅱ中系統(tǒng)的總動(dòng)能分別用EkⅠ、 EkⅡ表示，請(qǐng)通過定量計(jì)算來比較EkⅠ、 EkⅡ的大小關(guān)系；（2）求模型Ⅰ、Ⅱ中核外電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期TⅠ和TⅡ；（3）通常情況下氫原子的研究采用模型Ⅰ的方案，請(qǐng)分析這樣簡(jiǎn)化處理的合理性．【答案】（1）總動(dòng)能相等（2）、（3）采用模型Ⅰ更簡(jiǎn)單方便【解析】（1）模型Ⅰ中，設(shè)電子和原子核的速度分別為v對(duì)于電子繞核的運(yùn)動(dòng)，根據(jù)庫侖定律和牛頓第二定律有解得：模型Ⅱ中，設(shè)電子和原子核的速度分別為，電子的運(yùn)動(dòng)半徑為r1，原子核的運(yùn)動(dòng)半徑為r2．根據(jù)庫侖定律和牛頓第二定律對(duì)電子有，解得對(duì)于原子核有：，解得系統(tǒng)的總動(dòng)能： 即在這兩種模型中，系統(tǒng)的總動(dòng)能相等．（2）模型Ⅰ中，根據(jù)庫侖定律和牛頓第二定律有，解得模型Ⅱ中，電子和原子核的周期相同，均為根據(jù)庫侖定律和牛頓第二定律對(duì)電子有，解得對(duì)原子核有，解得因，將以上兩式代入，可解得（3）所以有因?yàn)?，可得，所以采用模型Ⅰ更?jiǎn)單方便．23. 如圖，矩形abcd區(qū)域有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，ab邊長(zhǎng)為3L，bc邊足夠長(zhǎng)．厚度不計(jì)的擋板MN長(zhǎng)為5L，平行bc邊放置在磁場(chǎng)中，與bc邊相距L，左端與ab邊也相距L. 電子質(zhì)量為m、電荷量為e的電子，重力忽略不計(jì)，由靜止開始經(jīng)電場(chǎng)加速后沿ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，若電子與擋板碰撞則完全被吸收并導(dǎo)走．（1）設(shè)加速電壓U= U0，求電子進(jìn)入磁場(chǎng)中的速度大?。?）如果加速電壓控制在一定范圍內(nèi)，能保證在這個(gè)電壓范圍內(nèi)加速的電子進(jìn)入磁場(chǎng)后在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間都相同，求這個(gè)加速電壓U的范圍．（3）調(diào)節(jié)加速電壓，使電子落在擋板上表面，求電子落在擋板上表面的最大寬度ΔL.【答案】（1）(2) （3） 【解析】（1）由動(dòng)能定理得，解得（2）只要電子從ad邊離開磁場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)的軌跡都為半圓，且運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，當(dāng)電子與擋板下表面相切時(shí)軌跡的半徑，圓心為，如圖所示，要使電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，必須滿足：由牛頓第二定律得由動(dòng)能定理得：聯(lián)立解得若電子恰好繞過擋板最右端N點(diǎn)從ad邊離開磁場(chǎng)，設(shè)其軌跡的半徑為r2，圓心為O2，由幾何關(guān)系有解得即電子不可能繞過擋板最右端N點(diǎn)從ad邊離開磁場(chǎng)，所以使電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同的電壓的取值范圍是：(或者設(shè)電子與bc邊相切時(shí)的半徑為，圓心為，則有，設(shè)打到MN上D點(diǎn)，也能證明電子不可能繞過擋板最右端N點(diǎn)從ad邊離開磁場(chǎng))（3）電子能打到擋板上表面必須滿足以下要求：(i)電子能通過擋板邊緣M點(diǎn)，設(shè)其對(duì)應(yīng)的軌跡半徑為，圓心為，打在擋板上表面的C點(diǎn)．則有：，(ii)電子不能從bc邊射出，設(shè)電子軌跡與bc邊相切時(shí)的半徑為，圓心為，打在擋板上表面的D點(diǎn)．則有所以： 衡石量書整理 23
高考資料相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1