2018-2019学年浙江省杭州市高二下学期期末考试物理试题 解析版 联系客服

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是:电阻随温度的升高而增大,计算的结果是发光电阻,测量的是常温的电阻;

第三空.因小灯泡电阻较小,则电压表的内阻远大于灯泡电阻,测采用安培表外接;滑动变阻器用分压电路,D图中中闭合电键之前滑动变阻器滑片应该处于最左端位置;故选C. 第四空.图中数据测量不足之处:1.测量数据的电压分布太窄(低压和高压的数据都没有),2.采集数据太随意,没有按照电压均匀增加。写出其他合理的意见也可以;

三、计算题(本题3小题,计44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)

13.如图所示,粗糙倾斜轨道AB通过光滑水平轨道BC与光滑竖直圆轨道相连,B处有一段小圆弧,长度不计,C为切点。一个质量m=0. 04kg、电量q??2?10C的带负电绝缘小物块(可视为质点)从A点静止开始沿斜面下滑,倾斜轨道AB长L=4. 0m,且倾斜轨道与水平方向夹角为??37?,带电绝缘小物块与倾斜轨道的动摩擦因数??0. 5,小物块在过B、C点时没有机械能损失,所有轨道都绝缘,运动过程中小物块的电量保持不变,空气阻力不计,只有竖直圆轨道处在竖直向下的匀强电场中,场强E?1.0?103V/m. (cos37°=0. 8,sin37°=0. 6)求:

?4

(1)小物块运动到B点时的速度大小;

(2)如果小物块刚好可以过竖直圆轨道的最高点,求竖直圆轨道的半径; (3)如果竖直圆轨道的半径R=1. 8m,求小物块第二次进入圆轨道时上升的高度。 【答案】(1)4m/s (2)0. 64m (3)0. 32m 【解析】

【详解】(1)从A到B过程由牛顿第二定律得:mgsin???mgcos??ma

2沿斜面做匀加速直线运动 vB?2aL

解得 vB?4m/s

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v2(2)刚好过圆轨道最高点时mg?Eq?m

R从B点到圆轨道最高点由动能定理得 ?(mg?Eq)(2R)?解得R=0. 64m

(3)如恰好到竖直圆轨道最右端时:?(mg?qE)R0?0?解得:R0=1. 6m 因

1212mv?mvB 2212mvB 2R?1.8m?R0?1.6m,故小物块不会脱离轨道;

小物块第一次冲上圆轨道H1?1.6m高度时速度变为0,然后返回倾斜轨道h1高处再滑下,第二次再进入圆轨道达到的高度为H2。

从圆轨道返回斜面过程:(mg?qE)H1?mgh1??mgh1ctg? 从斜面再次进入圆轨道过程:(mg?qE)H2?mgh1??mgh1ctg?

41??3H

两式联立求解得H2?141??3所以 H2?

14.质谱分析仪中,为解决带电粒子速度方向的发散问题,常使用准直管和偏转电场的小孔相配合的方式。如图甲所示的质谱分析仪中,离子源A产生的初速为零、带电量均为e、质量不同的正离子被电压为U0的加速电场加速后匀速通过准直管,从中轴线上的O点垂直射入匀强偏转电场,偏转后通过极板MN上的小孔S离开电场,经过一段匀速直线运动,垂直于边界O′P进入扇形匀强磁场区域O′PQ。质量为m的正离子恰好能够垂直打在O′Q的中点S1处,已知

1H1?0.32m 5MO=d,MS=2d,O′T=R,∠PO′Q=90°。(忽略粒子所受重力)求:

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(1)正离子到达O点的动能;

(2)偏转电场场强E0的大小以及MN与O′P的夹角?; (3)扇形匀强磁场区域的磁感应强度B的大小; (4)能打在O′Q上的正离子的质量mx的范围; 【答案】(1)Ek?eU0 (2)E0?【解析】

【详解】(1)动能定理得Ek?eU0

(2)正离子被电压为U0的加速电场加速后速度设为v1,对正离子的加速过程应用动能定理 有: eU0?U02 ;45°(3)B?dR125mU0m (4)m?mx?44e12mv1 2正离子垂直射入匀强偏转电场,作类平抛运动,加速度设为a,eE0?ma 垂直电场方向匀速运动:2d?v1t,

12at, 2v又由速度方向关系可得:tan??1

at沿场强方向匀加速运动:d?解得θ=45° 电场强度E0?U0 d2(3)正离子进入磁场时的速度大小为:v2?v1?(at)2,

2mv2正离子在匀强磁场中作匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力:ev2B?,

R解得扇形匀强磁场区域的磁感应强度B的大小:B?(4)打在O′Q上正离子的轨迹范围如图所示,

2RmU0 e - 15 -

222由r?(2R)?(r?R) 解得最大半径r?5R, 2同时可得最小半径为r?1R 2再根据

152R?r?R,由R?22BmU0, e解得

125m?mx?m。 4415.倾角为?的光滑绝缘斜面如图所示,在相隔为d的平行虚线MN和PQ与斜面底边平行,其间有大小为B的匀强磁场,方向垂直斜面向下。一质量为m、电阻为R、用相同的金属线做成的边长为L的正方形单匝线框,在斜面上某位置由静止释放,且释放时cd边与斜面底边平行。当cd边刚进入磁场时,线框的加速度大小为a,方向沿斜面向上;线框ab边刚要离开磁场和

cd边刚进入磁场时,ab边两端的电压相同。已知磁场的宽度d大于线框的边长L,不计空气

阻力,重力加速度为g。求:

(1)cd边刚进入磁场时,cd边的电流方向和线框速度大小v; (2)线框通过磁场的过程中,线框中产生的热量Q; (3)线框从进入磁场到完全离开磁场所用的时间t。

mR(gsin??a)4m3R2(gsin??a)2v?【答案】(1)d→c , (2) Q?mg(d?L)sin??2244BL9BL

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