A.电容器的电容变大
B.两板间的电场强度不变
C.上极板所带电荷量变大
D.粒子运动的加速度大小为
【答案】D
5.如图所示,在直角三角形abc区域(含边界)内存在垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,∠B=60,∠B=90°,边长ac=L,一个粒子源在a点将质量为m,电荷量为q的带正电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场,在磁场中运动时间最长的粒子中,速度的最大值是()
A.B.
C.D.
【答案】A
【解析】粒子沿ab边界方向射入磁场从ac边射出磁场时转过的圆心角最大,粒子在磁场中的运动时间最长,粒子速度最大时运动轨迹与bc相切,粒子运动轨迹如图所示
由题意可知:
,,边长,则,四边形abdO是正方形,粒子轨道半径:
,粒子做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:
,解得粒子的最大速度:
,选A.
【点睛】粒子在磁场中转过的圆心角越大,粒子的运动时间越长,粒子沿ab边界方向射入磁场从ac边射出磁场时转过的圆心角最大,运动时间最长,作出粒子运动轨迹求出粒子的最大轨道半径,然后应用牛顿第二定律求出粒子的最大速度.
6.如图甲所示,在光电效应实验中,某同学用相同频率的单色光,分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管,结果都能发生光电效应。
图乙为其中一个光电管的遏止电压随入射光频串ν变化的函数关系图像。
对于这两个光电管,下列判断正确的是()
A.因为材料不同,逸出功不同,所以遏止电压不同
B.光电子的最大初动能不同
C.两个光电管的-ν图象的斜率不同
D.两个光电管的饱和光电流一定相同
【答案】AB
【解析】根据光电效应方程有,根据能量守恒定律得:
,联立得:
,即,可知入射光的频率相同,因为材料不同,逸出功不同,则遏止电压也不同.故A正确;根据光电效应方程得,相同的频率,不同的逸出功,则光电子的最大初动能也不同,故B正确.由,可知图象的斜率为一常数,所以两个光电管的图象的斜率一定相同,C错误.虽然光的频率相同,但光强不确定,所以单位时间逸出的光电子数可能相同,而饱和光电流不一定相同.故D错误.故选AB.
【点睛】根据光电效应方程和得出遏止电压与入射光频率的关系式,分析遏止电压的关系以及光电子的最大初动能的关系.结合数学知识分析图象的斜率关系.饱和光电流与入射光的强度有关.
7.如图所示,金属板放在垂直于它的匀强磁场中,当金属板中有电流通过时,在金属板的上表面A和下表面A′之间会出现电势差,这种现象称为霍尔效应。
若匀强磁场的磁感应强度为B,金属板宽度为h、厚度为d,通有电流I,稳定状态时,上、下表面之间的电势差大小为U。
则下列说法中正确的是()
A.达到稳定状态时,金属板上表面A的电势高于下表面A′的电势
B.达到稳定状态时,金属板上表面A的电势低于下表面A′的电势
C.只将金属板厚度d城为原来的一半,则上、下表面之间的电势差大小也变为原来的一半
D.只将电流I减小为原来的一半,则上、下表面之间的电势差大小也变为原来的一半
【答案】BD
【解析】电流向右、磁场向内,根据左手定则,安培力向上;电流是电子的定向移动形成的,故洛伦兹力也向上;故上极板聚集负电荷,下极板带正电荷,故下极板电势较高;故A错误,B正确;电子最终达到平衡,有:
,则:
,电流的微观表达式:
,则:
,代入得:
,只将金属板的厚度d减小为原来的一半,则上、下表面之间的电势差大小变为2U,故C错误;只将电流I减小为原来的一半,则上、下表面之间的电势差大小变为,故D正确.故选BD.
【点睛】金属中移动的是自由电子,根据左手定则,判断出电子的偏转方向,从而得出电势的高低.最终电子受电场力和洛伦兹力平衡,根据平衡求出电势差的大小.
8.如图甲所示,在距离地面高度为h=0.80m的平台上有一轻质弹簧,其左端固定于竖直挡板上,右端与质量m=0.50kg、可看作质点的物块相接触(不粘连),0A段粗糙且长度等于弹簧原长,其余位置均无阻力作用。
物块开始静止于A点,与OA段的动摩擦因数μ=0.50.现对物块施加一个水平向左的外力F,大小随位移x变化关系如图乙所示。
物块向左运动x=0.40m到达B点,到达B点时速度为零,随即撤去外力F,物块在弹簧弹力作用下向右运动,从M点离开平台,落到地面上N点,取g=10m/s²
A.弹簧被压缩过程中外力F做的功为6.0J
B.弹簧被压缩过程中具有的最大弹性势能为6.0J
C.整个运动过程中克服摩擦力做功为4.0J
D.N的水平距离为1.6m
【答案】AD
【解析】试题分析:
根据F-x图象与坐标轴所围的面积表示力F做的功,则弹簧被压缩过程中外力F做的功为WF=
考点:
平抛运动;能量守恒定律
【名师点睛】解答本题的关键是知道外力F所做功等于其图象与x轴所围成的面积,能灵活选取研究的过程,根据能量守恒定律和平抛运动基本公式进行研究。
二、实验题
9.在“探究功与速度变化的关系”实验中,采用如图甲所示装置,水平正方形察面距离地面高度为h,将橡皮筋的两端固定在桌子边缘上的两点,将小球置于橡皮筋的中点,向左移动距高s,使橡皮筋产生形变,由静止释放后,小球飞离桌面,测得其平抛的水平射程为L.改变橡皮筋的条数,复实验.
(1)实验中,小球每次释放的位置到桌子边缘的距离s应_______(不同、相同、随意)
(2)取橡皮筋对小球做功W为纵坐标,为了在坐标系中描点得到一条直线,如图乙所示,应选_____为横坐标(选L或L²).若直线与纵轴的粮距为b,斜率为k,可求小球与桌面间的动摩擦因数为_______(使用题中所给符号表示).
【答案】
(1).
(1)相同;
(2).
(2)L²;(3).(3)
【解析】
(1)小球每次释放的位置到桌子边缘的距离s要相同,这样保证每根橡皮条的形变量相等,则每根弹簧弹力做的功相等。
(2)小球抛出后做平抛运动,根据,解得:
,则初速度,
根据动能定理得:
,
则
所以应选L2为横坐标,斜率k=,b=μmgs
解得:
μ=
10.某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性,使用的器材包括电压表(内阻约为3kΩ)、电流表(内阻约为1Ω)、定值电阻等。
(1)使用多用电表粗测元件X的电阻,选择“×1”欧姆档测量,示数如图(a)所示读数Ω,据此应选择图中的______(选填“b”或“c”)电路进行实验。
(2)连接所选电路,闭合S;滑动变阻器的滑片P从左向右滑动,电流表的示数逐渐______填(“增大”“减小”);依次记录电流及相应的电压;将元件X换成元件Y,重复实验。
(3)图(d)是根据实验数据做出的U-I图线,由图可判断元件_______(填“X”或“Y”)是非线性元件.
(4)该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R=21Ω的定值电阻,测量待测电池组的电动势E和内阻r,如图(e)所示,闭合S1和S2,电压表读数为3.00V,断开S2,电压表读数为1.00V,结合图(d)可算出E=______V,r=_______Ω.(结果均保留两位有效数字,电压表为理想电压表)
【答案】
(1).
(1)10.0;
(2).b;(3).
(2)增大;(4).(3)Y;(5).(4)3.2;0.50
【解析】
(1)使用多用电表粗测元件X的电阻,选择“×1”欧姆挡测量,示数如图(a)所示,读数为10Ω.元件X的电阻远小于电压表内阻,电流表采用外接法误差较小,因此需要选择图b所示实验电路.
(2)连接所选电路,闭合S;滑动变阻器的滑片P从左向右滑动,并联支路电压增大,电流表的示数逐渐增大;
(3)由图象可知,X电阻不变化;而Y所示电阻随电压的变化而变化,则可判断元件Y是非线性元件;
(4)根据U-I图线得出元件X的电阻;
闭合S1和S2,电压表读数为3.00V;断开S2,读数为1.00V,
根据闭合电路欧姆定律列出等式
解得:
E=3.2V.r=0.50Ω
点睛:
解答本题应知道串联电路中电阻、电流和电压的关系,会正确使用滑动变阻器,会根据