高二物理计算题.docx

1、高二物理计算题 高二物理计算题18、(10分) 有一静止电子经过电压U0加速后，从电压为U的平行金属板正中央射入，该两极板间距为d，电子刚好能射出平行金属板。电子的质量为m，不计重力，电量为e。 求：（1）电子经U0加速后进入平行金属板间的初速度v0为多少？（2）平行金属板的长度？18（10分）解：（1）电子经过电压U0加速，根据动能定理，有：e U0 mv02（2分）解得v0 （1分）（2）电子在电压为U的平行金属板间作类平抛运动，运动时间t （1分）加速度a （2分） 电子在竖直方向上的位移y a t 2（1分） 电子刚好能穿出电场，有y （1分）解以上方程，得L d （2分）19.（10

2、分）如图所示，轨道ABC位于竖直平面内，AB段光滑，BC段粗糙。AB段为半径为R的圆弧，A点与圆心O等高，BC段水平。轨道处在竖直向下的匀强电场中，电场强度为E。质量为m，带电量为+q的小球从A点由静止下滑，经过B点后又滑行L后停下，求：（1）小球滑到B点时的速度大小；（2）小球到达轨道最低点B时对轨道的压力大小；（3）BC段的动摩擦因素为多少。19.（10分）解：（1）小球从A点滑到B点由动能定理得： (2分）解得 （ 1分）（2）设小球在B点受到轨道支持力为,有 （2分） 解得 （1分） 根据牛顿第三定律知，小球对轨道的压力 （1分）（3）小球从滑下到最后停止，由动能定理得： （2分） 解

3、得 （1分）16. (12分)ABC表示竖直放在电场强度为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BC部分是半径为R的1/4圆环，轨道的水平部分与半圆环相切。A为水平轨道上的一点，而且AB=R=0.2m，把一质量m=0.1kg，带电量为的小球，放在A点由静止释放后，求：（g=10m/s2）（1）小球到达C点的速度大小（2）小球在C点时，轨道受到的压力大小16.（12分）（1）（5分）从AC，由动能定理得： （3分） 解得： （2分）（2）（7分）在C处，设小球受轨道的支持力为，由牛顿第二定律： （3分） 解得： （2分） 根据牛顿第三定律，知：轨道受到的压力大小也是3N （2

4、分）17. (12分)虚线MN下方有竖直向上的匀强电场，场强大小E=2103V/m，MN上方有一竖直长为L=0.5m的轻质绝缘杆，杆的上下两端分别固定一带电小球A、B(可看成质点)，质量均为m=0.01kg，A带电量为；B带电量，B到MN的距离h=0.05m。现将杆由静止释放（g取10m/s2），求：（1）小球B在匀强电场中，而A还未进入电场时，两小球的加速度大小。（2）从开始运动到A刚要进入匀强电场过程的时间。17.（12分）（1）（4分）以A、B球以及杆做研究对象，由牛顿第二定律： （2分）解得： （2分）（2）（8分）B未进入电场前，系统做自由落体运动，时间记为 由 （1分）解得 （1分

5、）B球进入电场瞬间的速度为 （1分）B球进入电场，至A球刚好进入，这段时间为由运动学公式 （2分）解得 （1分）从开始运动，至A球刚好进入的时间为 （2分）18.如图所示，粗糙的绝缘水平面被竖直线PQ分为左、右两部分，左侧有范围足够大、方向水平向右的匀强电场，场强E=20N/C，有一个质量m=2kg、电量q=0.1C的正电滑块（可看作质点）静止在PQ线右侧某一位置。现给滑块一个向左的初速度v0，并从此时刻开始计时，滑块前2s的运动图像如图所示，且2s末时滑块恰好运动到PQ线处。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2，求： （1）滑块初始位置到PQ线的距离s1 （2）滑块与水平面间的

6、动摩擦因数（3）滑块能到达左侧最远处到PQ线处的距离s2 （4）滑块最终停在何处18、（1）（2），得（3），得（4），则，得s=0.75m，即滑块最终停留于PQ线右侧0.75m处19.如图所示，平行板电容器竖直放置，两板间距离d=0.10m，左板带正电，右板带负电，电势差U=1.0103V。一个质量为m=0.2g、带电荷量为q=+1.010-7C的小球用长L=0.01m的绝缘细线悬挂于电容器内部的O点，将小球拉到细线呈水平伸直状态的位置A，然后无初速度释放，求：（1）小球运动至O点正下方B点时，小球的速度大小和绳子拉力的大小（结果可用根号表示）（2）假如小球运动到B处时，线突然断开，以后发现

7、小球恰能通过B点正下方的C处，求B、C两点间的距离和小球运动至C点时的速度大小（结果可用根号表示）19、（1），得，得（2），又，得，得17（9分）如图所示，电源电动势E10 V，内阻r1 ，R13 ，R26 ，C30 F.(1)闭合开关S，求稳定后通过R1的电流；(2)然后将开关S断开，求电容器两端的电压变化量和流过R1的总电荷量；17（8分）解析：(1)稳定时，电路中的电流I1 A （2分）(2)S闭合，电路处于稳定状态时，电容器两端的电压UIR216 V6 V （2分）断开后，电容器两端的电压为10 V，所以U4 V （2分）流过R1的总电荷量为QUC1.2104 C （2分）答案：(1

8、)1 A(2)4 V1.2104 C18. （9分）如图，匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行a、b为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行一电荷量为q(q0)的质点沿轨道内侧运动，经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Nb.不计重力，求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能18. （9分）解析：质点所受电场力的大小为FqE 设质点质量为m，经过a点和b点时的速度大小分别为va和vb，由牛顿第二定律有FNam NbFm 设质点经过a点和b点时的动能分别为Eka和Ekb，有Ekamv Ekbmv 根据动能定理有EkbEka2rF 联立式得E(NbNa) Eka

9、(Nb5Na) Ekb(5NbNa) 答案：(NbNa)(Nb5Na)(5NbNa)（每式1分，共9分）19.（14分）如图甲所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m0.2 kg、带电荷量为q2.0106 C的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数0.1.从t0时刻开始，空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场(以水平向右为正方向，g取10 m/s2)，求：(1)23 s内小物块的位移大小；(2)23 s内电场力对小物块所做的功19. （15分）解析：(1)02 s内小物块的加速度a12 m/s2， （2分）位移x1a1t4 m. （1分）2 s末小物块的速度

10、为v2a1t24 m/s. （1分）24 s内小物块的加速度a22 m/s2， （2分）位移x2x14 m4 s末的速度为v40. （1分）因此小物块做周期为4 s的变速运动，第22 s末的速度为v224 m/s，第23 s末的速度为v23v22a2(t23t22)2 m/s，第23 s内的位移x23v22(t23t22)a2(t23t22)23 m. （3分）所求位移为xx1x2347 m. （2分）(2)23 s内，设电场力对小物块所做的功为W，由动能定理有：Wmgxmv， （2分）解得W9.8 J. （1分）答案：(1)47 m(2)9.8 J19、（10分）如图所示，水平放置的两导轨P

11、、Q间的距离L0.5 m，垂直于导轨平面的匀强磁场的磁感应强度B2 T。垂直于导轨放置的ab棒中点系水平细线，线跨过光滑定滑轮挂上G=3 N的物块。已知ab棒与导轨间的最大静摩擦力为2N，电源的电动势E10 V ；内阻r1，导轨的电阻及ab棒的电阻均不计，细线质量不计， ab棒始终静止在导轨上。求：（1）判定磁感应强度B的方向并说明依据。（2）求滑动变阻器R的可能值。19（10分）解：（1）根据受力分析可知ab棒所受的安培力一定水平向左，根据左手定则，磁感应强度B的方向垂直于导轨平面向上。（依据1分，结论1分，共2分）（2）滑动变阻器R取最大值时，流过ab棒电流最小，安培力最小，最大静摩擦力向

12、左，有F安+f=G （1分） 且 （1分）所以 （1分） 解得R=9（1分）当滑动变阻器R取最小值时，流过ab棒电流最大，安培力最大，最大静摩擦力向右，有F安=G+f （1分） 即 （1分） 解得R=1（1分）ab棒始终静止在轨道上，滑动变阻器R的可能取值在1至9之间均可。（1分）20、（12分）如图所示的平面直角坐标系xoy，在第一象限内有平行于轴的匀强电场，方向沿y正方向；在第四象限的正三角形区域内有匀强磁场，方向垂直于xoy平面向里，正三角形边长为L，且边与y轴平行。一质量为、电荷量为q的粒子，从y轴上的p点（坐标0,h)，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a点

13、(2h,0)进入第四象限，经过磁场后又从y轴上的某点进入第三象限，且速度与y轴负方向成45角，不计粒子所受的重力。求：（1）电场强度E的大小；（2）粒子到达点时速度的大小和方向；（3）区域内磁场的磁感应强度的最小值。 20、（12分）解：（1）设粒子在电场中运动的时间为t，则有 -1分 -1分 -1分 联立以上各式可得 -2分（2）粒子到达a点时沿负y方向的分速度为 -1分 所以-1分 方向与x轴正方向成450角-1分（3）粒子在磁场中运动时，有-1分 当粒子从b点射出时，半径最大，磁场的磁感应强度有最小值，此时由图有：（画图给1分） -1分所以 -1分16如图所示，直线MN上方为磁感应强度为B的足够大的匀强磁场一电子(质量为m、电荷量为e)以v的速度从点O与MN成30角的方向射入磁场中，求：(1) 确定大致的圆心位置，并用圆规画出轨迹；(2)电子从磁场中射出时距O点多远；(3)电子在磁场中运动的时间为多少16 解：(1)如图 （2分）（图形明显没用圆规作图不给分）(2)对电子在做圆周运动的过程中，设半径为r，有 （2分） 所以： （1分）根据几何关系可解得圆心角为60，则电子出射点距O点的距离等于电子的运动半径为.（1分）(3)电子在磁场中的运动周期T为 (2分) 运动的时间为 （1分） 所以 （1分）18如图(a)所示，足够长的光滑导轨的宽度为L0.40m，电阻忽略不计，其