1、2016年浙江省“7+2+3”全真模拟物理试卷(三)一、选择题(本题共4小题,每小题6分在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1如图所示,在楼道内倾斜天花板上需要安装灯泡照明,两根轻质细线的一端拴在O点、另一端分别固定在天花板上a点和b点,一灯泡通过轻质细线悬挂于O点,系统静止,Oa水平、Ob与竖直方向成一定夹角现在对灯泡施加一个水平向右的拉力,使灯泡缓缓向右移动一小段距离的过程中()AOa上的拉力F1可能不变BOa上的拉力F1不断增大COb上的拉力F2不断减小DO 上的拉力F2可能增大2太空中运行的宇宙飞船处于完全失重状态,我国“神舟十号”宇航员王亚平在太空授课时利用质量测量仪
2、完成了测量聂海胜质量的实验受这一实验启发,某实验小组在实验室也完成了一个不用天平测量物体质量的实验:如图在光滑水平台面右端固定一个永磁恒力器,在台面左端放一辆小车,车上固定一遮光条,遮光条宽度为d,永磁恒力器通过一根细线给小车提供恒定拉力F,使小车由静止开始依次经过两个光电门,光电门1、2记录的挡光时间分别为t1、t2,测得两光电门中心间距为x,不计遮光条质量根据以上实验数据可得小车质量为()ABCD3如图是匀强电场遇到空腔导体后的部分电场线分布图,电场方向如图中箭头所示,M、N、Q是以直电场线上一点O为圆心的同一圆周上的三点,OQ连线垂直于MN以下说法正确的是()AO点电势与Q点电势相等BO
3、、M间的电势差小于N、O间的电势差C将一负电荷由M点移到Q点,电荷的电势能增加D在Q点释放一个正电荷,正电荷所受电场力将沿与OQ垂直的方向竖直向上4如图所示,在水平面上有两条平行金属导轨MN、PQ,导轨间距为d,匀强磁场垂直于导轨所在的平面向下,磁感应强度大小为B,两根金属杆间隔一定的距离摆放在导轨上,且与导轨垂直,两金属杆质量均为m,电阻均为R,两杆与导轨接触良好,导轨电阻不计,金属杆与导轨间摩擦不计,现将杆2固定,杆1以初速度v0滑向杆2,为使两杆不相碰,则两杆初始间距至少为()ABCD二、选择题(本题共3小题在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是符合题目要求的全部选对的得6分,选对但
4、不全的得3分,有选错的得0分)5一小球放置在光滑水平面上,弹簧左侧固定在竖直面上,右侧与小球相连,如图6甲所示手拿小球沿水平面向右移动一段距离后松手,用计算机描绘出小球运动的vt图象为正弦曲线(如图乙所示)从图中可以判断()A在0t1时间内,外力做正功B在0t1时间内,外力的功率逐渐增大C在t2时刻,外力的功率最大D在t1t3时间内,外力做的总功为零6如图所示,带正电q的小球Q固定在倾角为的光滑固定绝缘细杆下端,让另一穿在杆上的质量为m、电荷量为q的带正电的小球M从A点由静止释放,M到达B点时速度恰好为零若A、B间距为L,C是AB的中点,两小球都可视为质点,重力加速度为g,则下列判断正确的是(
5、)A在从A点至B点的过程中,M先做匀加速运动,后做匀减速运动B在从A点至C点和从C点至B点的过程中,前一过程M的电势能的增加量较小C在B点M受到的库仑力大小是mgsinD在Q产生的电场中,A、B两点间的电势差为UBA=7如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为,上端接有定值电阻R,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B将质量为m的导体棒由静止释放,当速度达到v时开始匀速运动,此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力,并保持拉力的功率恒为P,导体棒最终以2v的速度匀速运动导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为g下列选项正确的是()AP=2mgv
6、sin BP=3mgvsin C当导体棒速度达到时加速度大小为sin D在速度达到2v以后匀速运动的过程中,R上产生的焦耳热等于拉力所做的功二.非选择题部分(共78分)8为了测定一滑块与水平桌面之间的动摩擦因数,某同学设置了如图甲所示的实验装置:水平桌面左端固定一个竖直的光滑圆弧轨道,圆弧轨道底端与水平桌面相切C点,桌面CD长L=1m,高h2=0.5m,实验步骤如下:将小球从圆弧上静止释放,通过水平桌面后从D点飞出做平抛运动,最后落到水平地面上,设小滑块从D点飞落到的水平地面上的水平距离为x(假设小滑块可视为质点),改变小滑块在圆弧轨道面的高度,然后多次重复实验步骤试分析下列问题:(1)试写出
7、小滑块经过D点时的速度vD与x的关系表达式vD=;(2)根据实验所得到的数据最后作出了如图乙所示的图象,根据该图象求得小滑体与水平桌面间的动摩擦因数=9在“测定电池的电动势和内阻”实验中,通过改变滑动变阻器电阻大小,测量并记录多组电压和相应电流值,某同学的实验数据如下表所示,与预想的实验结果不一致U/V0.600.700.800.901.001.10I/A0.180.210.250.270.300.33(1)由实验数据来分析,他所连接的电路可能是下列电路图甲中的(2)某同学假如利用图甲中的原理图A来测量该电源的电动势,请根据所选的电路原理图A将实物电路图乙连接好实验后该同学根据实验数据作出的U
8、I图线如图丙所示,若实验中电阻R1=5,则由该图线可得被测电池的电动势E=V,内阻r=10每年都有很多高中毕业生利用暑假去学习驾驶技术,其中目标停车是驾考中的一个必考题目,其过程可简化为如图所示的模型:在一条平直公路上有A、B、C、D四个停车标志杆,每相邻两个停车标志杆之间的距离为x=16m,某次测试时,驾驶员正在以v0=20m/s的速度匀速行驶,当车头到达O点时听到停车指令,要求驾驶员将车头停在标志杆D处,驾驶员经过t=0.5s的反应时间后开始刹车,刹车后开始做匀减速直线运动,若测得汽车从O到标志杆B的时间为t1=5.5s,从标志杆B到标志杆C的时间为t2=2.0s求:(1)O点到标志杆A之
9、间的距离x及汽车刹车时的加速度大小a;(2)汽车停止运动时车头与标志杆D的距离L11两根平行金属导轨固定倾斜放置,与水平面夹角为370,相距d=0.5m,a、b间接一个电阻R,R=1.5在导轨上c、d两点处放一根质量m=0.05kg的金属棒,bc长L=1m,金属棒与导轨间的动摩擦因数=0.5金属棒与导轨接触点间电阻r=0.5,金属棒被两个垂直于导轨的木桩顶住而不会下滑,如图1所示在金属导轨区域加一个垂直导轨斜向下的匀强磁场,磁场随时间的变化关系如图2所示重力加速度g=10m/s2(sin37=0.6,cos37=0.8)求:(1)01.0s内回路中产生的感应电动势大小(2)t=0时刻,金属棒所
10、受的安培力大小(3)在磁场变化的全过程中,若金属棒始终没有离开木桩而上升,则图2中t0的最大值(4)通过计算在图3中画出0t0max内金属棒受到的静摩擦力随时间的变化图象12如图所示,在区域I(0xL)和区域内分别存在匀强电场,电场强度大小均为E,但方向不同在区域I内场强方向沿y轴正方向,区域内场强方向未标明,都处在xoy平面内,一质量为m,电量为q的正粒子从坐标原点O以某一初速度沿x轴正方向射入电场区域I,从P点进入电场区域,到达区域右边界Q处时速度恰好为零P点的坐标为(L,)不计粒子所受重力,求:(1)带电粒子射入电场区域I时的初速度;(2)电场区域的宽度2016年浙江省“7+2+3”全真
11、模拟物理试卷(三)参考答案与试题解析一、选择题(本题共4小题,每小题6分在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1如图所示,在楼道内倾斜天花板上需要安装灯泡照明,两根轻质细线的一端拴在O点、另一端分别固定在天花板上a点和b点,一灯泡通过轻质细线悬挂于O点,系统静止,Oa水平、Ob与竖直方向成一定夹角现在对灯泡施加一个水平向右的拉力,使灯泡缓缓向右移动一小段距离的过程中()AOa上的拉力F1可能不变BOa上的拉力F1不断增大COb上的拉力F2不断减小DO 上的拉力F2可能增大【分析】先对灯泡进行分析,得出灯泡对绳子的拉力,然后对O点受力分析,受三个拉力,根据平衡条件并结合分解法列式求
12、解即可【解答】解:设灯泡为C先选择灯泡为研究对象,开始时灯泡受到重力和绳子的拉力,所以绳子的拉力等于灯泡的重力;设对灯泡施加一个水平向右的拉力后设OC与竖直方向之间的拉力为,如图,则:选择节点O点为研究对象,则O点受到三个力的作用处于平衡状态,受力如图,由图可知,在竖直方向:F2沿竖直方向的分力始终等于FCcos=mg,而且F2的方向始终不变,所以F2始终不变;沿水平方向:F1的大小等于F2沿水平方向的分力与FC沿水平方向分力的和,由于FC沿水平方向分力随的增大而增大,所以F1逐渐增大可知四个选项中只有B正确故选:B2太空中运行的宇宙飞船处于完全失重状态,我国“神舟十号”宇航员王亚平在太空授课
13、时利用质量测量仪完成了测量聂海胜质量的实验受这一实验启发,某实验小组在实验室也完成了一个不用天平测量物体质量的实验:如图在光滑水平台面右端固定一个永磁恒力器,在台面左端放一辆小车,车上固定一遮光条,遮光条宽度为d,永磁恒力器通过一根细线给小车提供恒定拉力F,使小车由静止开始依次经过两个光电门,光电门1、2记录的挡光时间分别为t1、t2,测得两光电门中心间距为x,不计遮光条质量根据以上实验数据可得小车质量为()ABCD【分析】光电门测速度的原理是用平均速度来代替瞬时速度,根据牛顿第二定律和运动学公式求小车质量【解答】解:对小车,由牛顿第二定律有F=ma,对小车通过两光电门间距离的过程,由运动学公
14、式有:,联立两式解得小车的质量为:,故B正确,ACD错误;故选:B3如图是匀强电场遇到空腔导体后的部分电场线分布图,电场方向如图中箭头所示,M、N、Q是以直电场线上一点O为圆心的同一圆周上的三点,OQ连线垂直于MN以下说法正确的是()AO点电势与Q点电势相等BO、M间的电势差小于N、O间的电势差C将一负电荷由M点移到Q点,电荷的电势能增加D在Q点释放一个正电荷,正电荷所受电场力将沿与OQ垂直的方向竖直向上【分析】根据电场线方向判断电势高低;灵活应用公式U=Ed判断两点之间电势差的高低;根据电势高低或电场力做功情况判断电势能的高低;正确判断电荷在电场中移动时电场力做功的正负【解答】解:A、根据电
15、场线与等势线垂直特点,在O点所在电场线上找到Q点的等势点,根据沿电场线电势降低可知,O点的电势比Q点的电势高,故A错误;B、根据电场分布可知,OM间的平均电场强度比NO之间的平均电场强度大,故由公式U=Ed可知,OM间的电势差大于NO间的电势差,故B错误;C、M点的电势比Q点的电势高,负电荷从高电势移动到低电势电场力做负功,电荷的电势能增加,故C正确D、在Q点释放一个正电荷,正电荷所受电场力将沿与该点电场线的切线方向相同,斜向上,故D错误;故选:C4如图所示,在水平面上有两条平行金属导轨MN、PQ,导轨间距为d,匀强磁场垂直于导轨所在的平面向下,磁感应强度大小为B,两根金属杆间隔一定的距离摆放
16、在导轨上,且与导轨垂直,两金属杆质量均为m,电阻均为R,两杆与导轨接触良好,导轨电阻不计,金属杆与导轨间摩擦不计,现将杆2固定,杆1以初速度v0滑向杆2,为使两杆不相碰,则两杆初始间距至少为()ABCD【分析】滑杆1向右做切割磁感线运动,受到向左的安培力做减速运动,当滑杆1恰好滑到滑杆2处速度为零时,间距最小根据动量定理列式可求得通过滑杆的电荷量,根据感应电荷量q=,求最小间距x【解答】解:设滑杆1恰好滑到滑杆2处速度为零时,两杆的间距为x根据动量定理得:对滑杆1:Bdt=0mv0又电荷量q=t,则得感应电荷量 q=又根据法拉第定律=, =,q=t,联立得 q=由得:x=故选C二、选择题(本题
17、共3小题在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是符合题目要求的全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)5一小球放置在光滑水平面上,弹簧左侧固定在竖直面上,右侧与小球相连,如图6甲所示手拿小球沿水平面向右移动一段距离后松手,用计算机描绘出小球运动的vt图象为正弦曲线(如图乙所示)从图中可以判断()A在0t1时间内,外力做正功B在0t1时间内,外力的功率逐渐增大C在t2时刻,外力的功率最大D在t1t3时间内,外力做的总功为零【分析】外力做功正负根据动能定理判断外力功率由公式P=Fv分析由动能定理求外力做的总功【解答】解:A、在0t1时间内,小球的速度增大,动能增大,根据动能定理可知
18、外力做正功,故A正确B、t=0时刻v=0,外力做功的功率为0t1时刻,图象的斜率等于0,则加速度0,根据牛顿第二定律知外力为0,由外力功率为0,所以在0t1时间内,外力的功率先增大后减小,故B错误C、在t2时刻,v=0,由P=Fv知,外力的功率为0,故C错误D、在t1t3时间内,动能的变化量为0,根据动能定理知,外力做的总功为零,故D正确故选:AD6如图所示,带正电q的小球Q固定在倾角为的光滑固定绝缘细杆下端,让另一穿在杆上的质量为m、电荷量为q的带正电的小球M从A点由静止释放,M到达B点时速度恰好为零若A、B间距为L,C是AB的中点,两小球都可视为质点,重力加速度为g,则下列判断正确的是()
19、A在从A点至B点的过程中,M先做匀加速运动,后做匀减速运动B在从A点至C点和从C点至B点的过程中,前一过程M的电势能的增加量较小C在B点M受到的库仑力大小是mgsinD在Q产生的电场中,A、B两点间的电势差为UBA=【分析】小球q向下运动的过程中,根据两球间的库仑力逐渐增大,再分析小球q的运动情况根据W=qU分析电场力做功关系,判断电势能减小量的关系B点不是平衡点根据动能定理求AB两点的电势差【解答】解:A、小球q下滑过程中,沿杆的方向受到重力的分力mgsin和库仑力,两力方向相反根据库仑定律知道,库仑力逐渐增大库仑力先小于mgsin,后大于mgsin,q先做加速度减小的变加速运动,后做加速度
20、增大的变减速运动,当库仑力与mgsin大小相等时速度最大故A错误B、由点电场强度公式,则有:AC间的场强小,CB间场强大,再由U=Ed知,A、C间的电势差值小于C、B间的电势差值,根据电场力做功公式W=qU得知,从A至C电场力做功较小,则电势能的增加量较小故B正确C、q从C到B做减速运动,在B点时加速度沿杆向上,故库仑力大于mgsin故C错误D、从A到B,根据动能定理得:mgLsinqUAB=0,又UBA=UAB,解得UBA=故D错误故选:B7如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为,上端接有定值电阻R,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B将质量为m的导体棒由静止释放
21、,当速度达到v时开始匀速运动,此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力,并保持拉力的功率恒为P,导体棒最终以2v的速度匀速运动导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为g下列选项正确的是()AP=2mgvsin BP=3mgvsin C当导体棒速度达到时加速度大小为sin D在速度达到2v以后匀速运动的过程中,R上产生的焦耳热等于拉力所做的功【分析】导体棒最终匀速运动受力平衡可求拉力F,由P=Fv可求功率,由牛顿第二定律求加速度,由能量守恒推断能之间的相互转化【解答】解:A、当导体棒以v匀速运动时受力平衡,则mgsin=BIl=,当导体棒以2v匀速运动时受力平衡,则有:
22、F+mgsin=BIl=,故 F=mgsin,拉力的功率P=Fv=2mgvsin,故A正确B、同理,B错误C、当导体棒速度达到时,由牛顿第二定律,mgsin=ma,解得:a=,故C正确D、由能量守恒,当速度达到2v以后匀速运动的过程中,R上产生的焦耳热等于拉力及重力所做的功,故D错误故选:AC二.非选择题部分(共78分)8为了测定一滑块与水平桌面之间的动摩擦因数,某同学设置了如图甲所示的实验装置:水平桌面左端固定一个竖直的光滑圆弧轨道,圆弧轨道底端与水平桌面相切C点,桌面CD长L=1m,高h2=0.5m,实验步骤如下:将小球从圆弧上静止释放,通过水平桌面后从D点飞出做平抛运动,最后落到水平地面
23、上,设小滑块从D点飞落到的水平地面上的水平距离为x(假设小滑块可视为质点),改变小滑块在圆弧轨道面的高度,然后多次重复实验步骤试分析下列问题:(1)试写出小滑块经过D点时的速度vD与x的关系表达式vD=sqrt10x;(2)根据实验所得到的数据最后作出了如图乙所示的图象,根据该图象求得小滑体与水平桌面间的动摩擦因数=0.1【分析】根据平抛运动规律,结合运动学公式,即可求解;由动能定理列出表达式,然后根据图象求出动摩擦因数【解答】解:(1)小球从D点滑出后做平抛运动,在水平方向有x=vDt;在竖直方向有:,代入化简可得: =x(2)由AD全程应用动能定理得:mgh1fL=,小球受到的滑动摩擦力为
24、:f=mg,联立解得:由上式可知图象在纵轴上的截距为:L=0.1,所以小球与水平桌面间的动摩擦因数=0.1故答案为:(1)x; (2)0.19在“测定电池的电动势和内阻”实验中,通过改变滑动变阻器电阻大小,测量并记录多组电压和相应电流值,某同学的实验数据如下表所示,与预想的实验结果不一致U/V0.600.700.800.901.001.10I/A0.180.210.250.270.300.33(1)由实验数据来分析,他所连接的电路可能是下列电路图甲中的B(2)某同学假如利用图甲中的原理图A来测量该电源的电动势,请根据所选的电路原理图A将实物电路图乙连接好实验后该同学根据实验数据作出的UI图线如
25、图丙所示,若实验中电阻R1=5,则由该图线可得被测电池的电动势E=1.48V,内阻r=4.4【分析】(1)根据表中数据进行分析,明确电压表和电流表的接法,从而明确应选择的电路;(2)根据原理图可得出对应的实物图; 再根据UI图象和闭合电路欧姆定律进行分析,从而明确电源的电动势和内电阻【解答】解:(1)根据表中实验数据可知道电流随电压增大而增大,而且电压与电流比值几乎相等,电压表和电流表测量的是定值电阻R1的电压和电流所以所连接的电路是B图(2)根据UI图象的物理意义可知电源的电动势为:E=1.48 V,将R1看成电源的内阻,则等效电源的内阻为:r0=9.4,因此电源的内阻为:r=r0R1=9.
26、45=4.4答案:(1)B;(2)如图所示,1.48,4.410每年都有很多高中毕业生利用暑假去学习驾驶技术,其中目标停车是驾考中的一个必考题目,其过程可简化为如图所示的模型:在一条平直公路上有A、B、C、D四个停车标志杆,每相邻两个停车标志杆之间的距离为x=16m,某次测试时,驾驶员正在以v0=20m/s的速度匀速行驶,当车头到达O点时听到停车指令,要求驾驶员将车头停在标志杆D处,驾驶员经过t=0.5s的反应时间后开始刹车,刹车后开始做匀减速直线运动,若测得汽车从O到标志杆B的时间为t1=5.5s,从标志杆B到标志杆C的时间为t2=2.0s求:(1)O点到标志杆A之间的距离x及汽车刹车时的加
27、速度大小a;(2)汽车停止运动时车头与标志杆D的距离L【分析】(1)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出BC中间时刻的时刻的瞬时速度,结合速度时间公式求出汽车刹车时的加速度大小,根据位移时间公式求出OB的距离,从而得出OA的距离(2)根据速度时间公式求出B点的速度,结合速度位移公式求出从B点到停止的距离,从而得出汽车停止运动时车头与标志杆D的距离L【解答】解:(1)汽车通过BC中间时刻的瞬时速度为:,刹车到BC中间时刻的时间为:t=5.5+10.5s=6s,则刹车时的加速度大小为:a=从O点到B点的距离为: =m=85m,则O点到标志杆A之间的距离为:x=8516m=69m(2)
28、因为反方向是匀加速直线运动,所以B点的速度为:,则从B点到停止的距离为:所以汽车停止运动时车头与标志杆D的距离为:L=2xx=3225m=7m答:(1)O点到标志杆A之间的距离x为69m,刹车时的加速度大小为2m/s2;(2)汽车停止运动时车头与标志杆D的距离L为7m11两根平行金属导轨固定倾斜放置,与水平面夹角为370,相距d=0.5m,a、b间接一个电阻R,R=1.5在导轨上c、d两点处放一根质量m=0.05kg的金属棒,bc长L=1m,金属棒与导轨间的动摩擦因数=0.5金属棒与导轨接触点间电阻r=0.5,金属棒被两个垂直于导轨的木桩顶住而不会下滑,如图1所示在金属导轨区域加一个垂直导轨斜
29、向下的匀强磁场,磁场随时间的变化关系如图2所示重力加速度g=10m/s2(sin37=0.6,cos37=0.8)求:(1)01.0s内回路中产生的感应电动势大小(2)t=0时刻,金属棒所受的安培力大小(3)在磁场变化的全过程中,若金属棒始终没有离开木桩而上升,则图2中t0的最大值(4)通过计算在图3中画出0t0max内金属棒受到的静摩擦力随时间的变化图象【分析】(1)由图(2)读出,根据法拉第电磁感应定律求解感应电动势大小(2)由I=,F安0=B0Id求出t=0时刻,金属棒所受的安培力大小(3)金属棒对木桩的压力为零,最大静摩擦力沿斜面向下,此时沿倾斜导轨方向上合外力为零根据平衡条件求出此时
30、的B,而B与时间的关系式求出t0的最大值(4)开始时,木桩对金属棒有支持力,金属棒对导轨无相对运动趋势:f静=0随着安培力F安的增大,木桩对金属棒的弹力减小,直至弹力为零F安继续增大,f静从零开始增大,f随t线形增大根据平衡条件求出摩擦力,画出图象【解答】解:(1)读图(2)可知: =T/s=0.8T/s 感应电动势为 E=Ld=0.810.5V=0.4V(2)感应电流为 I=0.2At=0时刻,金属棒所受的安培力大小为 F安0=B0Id=0.20.20.5N=0.02N(3)金属棒对木桩的压力为零,最大静摩擦力沿斜面向下,此时沿倾斜导轨方向上合外力为零 F安=B(t)Id=(0.2+0.8t
31、0max)N=(0.02+0.08t0max)N又N=mgcos37=0.05100.8N=0.4Nf=N=0.50.4N=0.2N,即最大静摩擦力由F安=mgsin37+f代入相关数据后,得:t0max=6s(4)一开始,木桩对金属棒有支持力,金属棒对导轨无相对运动趋势:f静=0随着安培力F安的增大,木桩对金属棒的弹力减小,直至弹力为零满足: F安=B(t)Id=mgsin37,代入数据:(0.2+0.8t)0.20.5=0.05100.6,得:t=3.5sF安继续增大,f静从零开始增大,F安=B(t)Id=(0.2+0.8t)0.20.5=mgsin37+f静,所以f随t线形增大至f=0.
32、2N(此时t0max=6s)画出图象如图答:(1)01.0s内回路中产生的感应电动势大小是0.4V(2)t=0时刻,金属棒所受的安培力大小是0.02N(3)在磁场变化的全过程中,若金属棒始终没有离开木桩而上升,则图2中t0的最大值是6s(4)画出0t0max内金属棒受到的静摩擦力随时间的变化图象如图所示12如图所示,在区域I(0xL)和区域内分别存在匀强电场,电场强度大小均为E,但方向不同在区域I内场强方向沿y轴正方向,区域内场强方向未标明,都处在xoy平面内,一质量为m,电量为q的正粒子从坐标原点O以某一初速度沿x轴正方向射入电场区域I,从P点进入电场区域,到达区域右边界Q处时速度恰好为零P
33、点的坐标为(L,)不计粒子所受重力,求:(1)带电粒子射入电场区域I时的初速度;(2)电场区域的宽度【分析】粒子进入电场区域做类平抛运动,根据类平抛运动规律列方程即可求解;结合运动的合成与分解求出p点的合速度,然后根据位移公式求通过的位移,最后根据几何关系磁场宽度【解答】解:(1)设带电粒子射入电场区域时的初速度为v0,在x方向:粒子做匀速直线运动L=v0t在y方向:粒子做初速度为零的匀加速直线运动且解得:v0=(2)粒子在区域做匀减速直线运动,设粒子在P处的速度为vp,在x方向的分速度为,在y方向的分速度为vpy,电场区域的宽度为x2vpx=v0=vpy2=2即:vpx=vpy故:vp=设粒子从P做直线运动到Q所通过的位移为S因有:即:解得:S=Lx2=Scos45得:(1)带电粒子射入电场区域I时的初速度为;(2)电场区域的宽度为L2016年8月18日