高中物理数学物理法题20套带答案Word格式.docx

1、0的区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场。现一带正电的粒子从x轴上坐标为（-2l，0）的A点以速度v0沿x轴正方向进入电场，从y轴上坐标为（0，l）的B点进入磁场，带电粒子在x0的区域内运动一段圆弧后，从y轴上的C点（未画出）离开磁场。已知磁场的磁感应强度大小为，不计带电粒子的重力。（1）带电粒子的比荷；（2）C点的坐标。（2）（0，-3t）（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，x轴方向y轴方向联立解得（2）设带电粒子经过B点时的速度方向与水平方向成角解得则带电粒子经过B点时的速度由洛伦兹力提供向心力得带电粒子在磁场中的运动轨迹如图所示根据几何知识可知弦BC的长度故C点的坐标为（0，-3t）。3

2、如图所示，在xoy平面内y轴右侧有一范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场方向垂直纸面向外；分成I和II两个区域，I区域的宽度为d，右侧磁场II区域还存在平行于xoy平面的匀强电场，场强大小为E，电场方向沿y轴正方向。坐标原点O有一粒子源，在xoy平面向各个方向发射质量为m，电量为q的正电荷，粒子的速率均为v。进入II区域时，只有速度方向平行于x轴的粒子才能进入，其余被界面吸收。不计粒子重力和粒子间的相互作用，求：（1）某粒子从O运动到O的时间；（2）在I区域内有粒子经过区域的面积；（3）粒子在II区域运动，当第一次速度为零时所处的y轴坐标。（2）；（3）0（1）根据洛伦兹力提供向心力

3、可得则轨迹半径为粒子从运动到的运动的示意图如图所示：粒子在磁场中运动的轨迹对应的圆心角为周期为所以运动时间为（2）根据旋转圆的方法得到粒子在I区经过的范围如图所示，沿有粒子通过磁场的区域为图中斜线部分面积的大小：根据图中几何关系可得面积为（3）粒子垂直于边界进入II区后，受到的洛伦兹力为在II区受到的电场力为由于电场力小于洛伦兹力，粒子将向下偏转，当速度为零时，沿方向的位移为，由动能定理得所以第一次速度为零时所处的y轴坐标为0。4如图所示，电流表A视为理想电表，已知定值电阻R0=4，滑动变阻器R阻值范围为010，电源的电动势E=6V闭合开关S，当R=3时，电流表的读数I=0.5A。（1）求电源

4、的内阻。（2）当滑动变阻器R为多大时，电源的总功率最大?最大值Pm是多少?（1）5；（2）当滑动变阻器R为0时，电源的总功率最大，最大值Pm是4W。（1）电源的电动势E=6V闭合开关S，当R=3时，电流表的读数I=0.5A，根据闭合电路欧姆定律可知：得：r=5（2）电源的总功率P=IE当R=0，P最大，最大值为，则有：W5在一次国际城市运动会中，要求运动员从高为H的平台上A点由静止出发，沿着动摩擦因数为的滑道向下运动到B点，B端有一长度可不计的光滑圆弧连接，末端恰好水平，运动员最后落在水池中，设滑道的水平距离为L，B点的高h（小于H）可由运动员自由调节（），求：（1）运动员到达B点的速度与高度

5、h的关系；（2）要使运动员全过程的水平运动距离达到最大，B点的高度h应调为多大；对应的最大水平距离为多大？（3）若图中H=4m，L=5m，动摩擦因数，则全过程的水平运动距离要达到7m，h值应为多少？（已知）（2）（3）或（1）设AB与水平面夹角为，A运动到B过程，克服摩擦阻力做功为由A运动到B过程，由动能定理得则（2）物体做平抛运动，则，所以当，即时x有最大值为对应的最大水平距离为（3）由（2）可知代入数据得即6如图所示，MN是一个水平光屏，多边形ACBOA为某种透明介质的截面图。为等腰直角三角形，BC为半径R=8cm的四分之一圆弧，AB与光屏MN垂直并接触于A点。一束紫光以入射角i射向AB面

6、上的O点，能在光屏MN上出现两个亮斑，AN上的亮斑为P1（未画出），AM上的亮斑为P2（未画出），已知该介质对紫光的折射率为。（1）当入射角i=30时，求AN上的亮斑P1到A点的距离x1；（2）逐渐增大入射角i，当AN上的亮斑P1刚消失时，求此时AM上的亮斑P2到A点的距离x2。（1）8cm；（2）8cm（1）根据题意画出光路图：设分界面上的折射角为，根据折射定律在中（2）当光在面上的入射角满足上的亮斑刚消失设紫光的临界角为，画出光路图则有当时，面上反射角，反射光线垂直射到面上后入射到上，则7如图所示，一对带电平行金属板A、B与竖直方向成角放置，两板间的电势差。B板中心有一小孔正好位于平面直角

7、坐标系xoy的坐标原点O点，y轴沿竖直方向。现有一带负电的粒子P，其比荷为，从A板中心处静止释放后，沿垂直于金属板的直线进入x轴下方第四象限的匀强电场E中，该匀强电场方向与A、B板平行且斜向上。粒子穿过电场后，从Q点（0，-2）离开电场（Q点图中未标出），粒子的重力不计。试求：（1）粒子从O点进入匀强电场时的速度v0；（2）匀强电场的场强E的大小。（2）（1）对于粒子在AB间加速过程，由动能定理得可得（2）粒子P在进入电场后做类平抛运动，设离开电场时距O距离为L，以O为坐标原点，沿着v0方向建立轴，逆着场强方向建立轴，则有轴方向粒子做匀速直线运动，有轴方向粒子做匀加速直线运动，有代入数据得，匀

8、强电场的场强大小8在考古中为了测定古物的年代，可通过测定古物中碳14与碳12的比例，其物理过程可简化为如图所示，碳14与碳12经电离后的原子核带电量都为q，从容器A下方的小孔S不断飘入电压为U的加速电场，经过S正下方的小孔O后，沿SO方向垂直进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，最后打在相机底片D上并被吸收。已知D与O在同一平面内，其中碳12在底片D上的落点到O的距离为x，不考虑粒子重力和粒子在小孔S处的初速度。 （1）求碳12的比荷；（2）由于粒子间存在相互作用，从O进入磁场的粒子在纸面内将发生不同程度的微小偏转（粒子进入磁场速度大小的变化可忽略），其方向与竖直方向的最大偏角为，

9、求碳12在底片D上的落点到O的距离的范围；（3）实际上，加速电场的电压也会发生微小变化（设电压变化范围为UU），从而导致进入磁场的粒子的速度大小也有所不同。现从容器A中飘入碳14与碳12最终均能打在底片D上，若要使这两种粒子的落点区域不重叠，则U应满足什么条件？（粒子进入磁场时的速度方向与竖直方向的最大偏角仍为）（2）距离范围为；（3） （1）经加速电场有在磁场中解得碳12的比荷（2）粒子在磁场中圆运动半径由图像可知，粒子左偏角（轨迹圆心为O1）或右偏角（轨迹圆心为O2），落点到O的距离相等均为L=2rcos，故=0时落点到O的距离最大Lmax=2r=x故=时落点到O的距离最小Lmin=2rc

10、os=xcos所以落点到O的距离范围为。（3）设碳12的质量为m1，碳14的质量为m2，并且根据可知：碳12的运动半径碳12的最大半径同理：碳14的运动半径碳14的最小半径若要使这两种粒子的落点区域不重叠，打中底片时离O点的距离应需满足：碳14的最近距离大于碳12的最远距离，即2r1max2r2mincos联立解得U应满足的条件答：（1）碳12的比荷为；（2）碳12在底片D上的落点到O的距离的范围为；（3）若要使这两种粒子的落点区域不重叠，则U应满足。【点睛】本题考查带电粒子在复合场中的运动，加速场运用动能定理，粒子在磁场中做匀速圆周运动，利用洛伦兹力提供向心力结合几何关系，第三问难点在于找出

11、粒子不重叠的条件，即：打中底片时离O点的距离应需满足：碳14的最近距离大于碳12的最远距离。9如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点水平桌面右侧有一竖直放置的轨道MNP，其形状为半径R1.0m圆环剪去了左上角120的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的数值距离是h2.4m用质量m10.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点，用同种材料、质量为m20.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块通过B点后做匀变速运动，其位移与时间的关系为x6t2t2，物块飞离桌面后恰好由P点沿切线落入圆轨道（不计空气阻力，g取10m/s2）求：物块

12、m2过B点时的瞬时速度vB及与桌面间的滑动摩擦因数；若轨道MNP光滑，物块m2经过轨道最低点N时对轨道的压力FN；若物块m2刚好能到达轨道最高点M，则释放m2后整个运动过程中其克服摩擦力做的功W【答案】vB6m/s，0.4；FN16.8N；W8.0J试题分析：由题意质量为m2的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块通过B点后做匀变速运动，其位移与时间的关系为x6t2t2可知，物块m2过B点时的瞬时速度为：vB6m/s，加速度为：a4m/s2物块离开B点后在桌面上受重力m2g、桌面的支持力N和滑动摩擦力f作用，根据牛顿第二定律可知，在水平方向上有：fm2a 在竖直方向上有：Nm2g0 根据滑动摩擦定

13、律有：fN 由式联立解得：0.4物块从D点离开桌面后做平抛运动，设至P点时速度在竖直方向上的分量为vy，则在竖直方向上，根据自由落体运动规律有：h因物块由P点沿切线落入圆轨道，由几何关系和物块水平方向做匀速运动的规律可知：vyvDtan60 物块由D运动至N的过程中，只有重力做功，根据动能定理有：m2g（hRRcos60）在N点处，物块受重力m2g和圆轨道的支持力FN作用，根据牛顿第二定律有：FNm2g根据牛顿第三定律可知，物块m2经过轨道最低点N时对轨道的压力FNFN 由式联立解得：FNm2g（32cos60）16.8N设CB距离为x1，BD距离为x2，在物块m1由C运动至B的过程中，根据功能关系有：Epm1gx1在物块m2