20xx年北京市高考物理試卷和答案解析-閱讀頁
2025-07-04 06:48本頁面
【正文】 ）極板間既有電場(chǎng)也有重力場(chǎng)．電勢(shì)反映了靜電場(chǎng)各點(diǎn)的能的性質(zhì)，請(qǐng)寫出電勢(shì)φ的定義式．類比電勢(shì)的定義方法，在重力場(chǎng)中建立“重力勢(shì)”的φG概念，并簡(jiǎn)要說明電勢(shì)和“重力勢(shì)”的共同特點(diǎn)．【解答】解：（1）電子在加速場(chǎng)中加速，根據(jù)動(dòng)能定理，則有：eU0=解得：v0=電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中加速，做類平拋運(yùn)動(dòng)，將其運(yùn)動(dòng)分解成速度方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，與電場(chǎng)強(qiáng)度方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則有：速度方向的位移為：L=v0t；電場(chǎng)強(qiáng)度方向的位移為：△y=由牛頓第二定律有：a==且E=綜上所述，解得：△y=（2）已知U=102V，d=10﹣2m，m=10﹣31kg，e=10﹣19C，g=10m/s2．電子所受重力為：G=mg=10﹣30N電子受到的電場(chǎng)力為：F電=e=810﹣16N那么=≈10﹣14；由于F電＞＞G，所以重力忽略不計(jì)，（3）電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)φ定義為電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能EP與其電荷量q的比值，即：φ=由于重力做功與路徑無關(guān)，可以類比靜電場(chǎng)電勢(shì)的定義，將重力場(chǎng)中物體在某點(diǎn)的重力勢(shì)能EG與其質(zhì)量m的比值，叫做“重力勢(shì)”，即φG=．電勢(shì)φ與重力勢(shì)φG都是反映場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量，僅由場(chǎng)自身的因素決定．答：（1）忽略電子所受重力，電子射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)初速度，從電場(chǎng)射出時(shí)沿垂直版面方向的偏轉(zhuǎn)距離；（2）根據(jù)≈10﹣14，從而可以忽略了電子所受重力．（3）電勢(shì)φ的定義式為：φ=；電勢(shì)和“重力勢(shì)”的共同特點(diǎn)為：電勢(shì)φ與重力勢(shì)φG都是反映場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量，僅由場(chǎng)自身的因素決定． 13．（10分）（2016?北京）動(dòng)量定理可以表示為△p=F△t，其中動(dòng)量p和力F都是矢量．在運(yùn)用動(dòng)量定理處理二維問題時(shí)，可以在相互垂直的x、y兩個(gè)方向上分別研究．例如，質(zhì)量為m的小球斜射到木板上，入射的角度是θ，碰撞后彈出的角度也是θ，碰撞前后的速度大小都是υ，如圖所示．碰撞過程中忽略小球所受重力．a(chǎn)．分別求出碰撞前后x、y方向小球的動(dòng)量變化△px、△py；b．分析說明小球?qū)δ景宓淖饔昧Φ姆较颍窘獯稹拷猓篴、把小球入射速度分解為vx=vsinθ，vy=﹣vcosθ，把小球反彈速度分解為vx′=vsinθ，vy′=vcosθ，則△px=m（vx′﹣vx）=0，△py=m（vy′﹣vy）=2mvcosθ，方向沿y軸正方向，b、對(duì)小球分析，根據(jù)△p=F△t得：，則，方向沿y軸正向，根據(jù)牛頓第三定律可知，小球?qū)δ景宓淖饔昧Φ姆较蜓貀軸負(fù)方向．答：a．分別求出碰撞前后x、y方向小球的動(dòng)量變化△px為0，△py大小為2mvcosθ，方向沿y軸正方向；b．小球?qū)δ景宓淖饔昧Φ姆较蜓貀軸負(fù)方向． 14．（10分）（2016?北京）激光束可以看作是粒子流，其中的粒子以相同的動(dòng)量沿光傳播方向運(yùn)動(dòng)．激光照射到物體上，在發(fā)生反射、折射和吸收現(xiàn)象的同時(shí)，也會(huì)對(duì)物體產(chǎn)生作用．光鑷效應(yīng)就是一個(gè)實(shí)例，激光束可以像鑷子一樣抓住細(xì)胞等微小顆粒．一束激光經(jīng)S點(diǎn)后被分成若干細(xì)光束，若不考慮光的反射和吸收，其中光束①和②穿過介質(zhì)小球的光路如圖②所示，圖中O點(diǎn)是介質(zhì)小球的球心，入射時(shí)光束①和②與SO的夾角均為θ，出射時(shí)光束均與SO平行．請(qǐng)?jiān)谙旅鎯煞N情況下，分析說明兩光束因折射對(duì)小球產(chǎn)生的合力的方向．a(chǎn)．光束①和②強(qiáng)度相同；b．光束①比②強(qiáng)度大．【解答】解：設(shè)光束1單位時(shí)間內(nèi)射出的光子數(shù)為N1，光束2單位時(shí)間內(nèi)射出的光子數(shù)為N2，該激光束單個(gè)光子的動(dòng)量為P．規(guī)定向右為水平方向的正方向．向上為豎直方向的正方向．根據(jù)動(dòng)量定理得對(duì)光束1有： 水平方向：（N1△t）（P﹣Pcosθ）=F1x?△t 豎直方向：（N1△t）（0﹣Psinθ）=F1y?△t對(duì)光束2有： 水平方向：（N2△t）（P﹣Pcosθ）=F2x?△t 豎直方向：（N2△t）[0﹣（﹣Psinθ）]=F2y?△ta、光束①和②強(qiáng)度相同，有 N1=N2． Fx=F1x+F2x＞0，方向向右 Fy=F1y+F2y=0所以 F=Fx，方向水平向右根據(jù)牛頓第三定律可知，小球所受的合力方向水平向左．b、若強(qiáng)度不同，且N1＞N2．所以 Fx=F1x+F2x＞0，方向向右 Fy=F1y+F2y＜0，方向豎直向下根據(jù)力的合成可知，合力 F方向?yàn)橛蚁赂鶕?jù)牛頓第三定律知，小球所受的合力方向?yàn)樽笊希穑篴．光束①和②強(qiáng)度相同時(shí)，光束因折射對(duì)小球產(chǎn)生的合力的方向向左；b．光束①比②強(qiáng)度大時(shí)，小球所受的合力方向?yàn)樽笊希〉?5頁（共15頁）
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