4.(09·全国卷Ⅱ·23)(13分)某同学得用图1所示装置做“研究平抛运动”的实验,根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹,但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分,剩余部分如图2所示。图2中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10m,是轨迹图线上的3个点,之间的水平距离相等。

完成下列填空:(重力加速度取)

(1)设的横坐标分别为,纵坐标分别为,从图2中可读出=____①_____m,=____②______m,=____③______m(保留两位小数)。

(2)若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动。利用(1)中读取的数据,       求出小球从运动到所用的时间为______④__________s,小球抛出后的水平速度为________⑤__________(均可用根号表示)。

(3)已测得小球抛也前下滑的高度为0.50m。设分别为开始下滑时和抛出时的机械能,则小球从开始下滑到抛出的过程中机械能的相对损失,=________⑥__________%(保留两位有效数字)

   

答案:①0.61;②1.61;③0.60;④0.20;⑤3.0;⑥8.2;

解析:本题考查研究平抛运动的实验.由图可知P1到P2两点在竖直方向的间隔为6格, P1到P3两点在竖直方向的间隔为16格所以有=0.60m.=1.60m. P1到P2两点在水平方向的距离为6个格,则有=0.60m.

(2)由水平方向的运动特点可知P1到P2 与P2到P3的时间相等,根据,解得时间约为0. 2s,则有

(3)设抛出点为势能零点,则开始下滑时的机械能为E1=mgh=mg/2,抛出时的机械能为E2==4.5m,则根据0.082。

3.(09·全国卷Ⅰ·23)(10分)某同学为了探究物体在斜面上的运动时摩擦力与斜面倾角的关系,设计实验装置如图。长直平板一端放在水平桌面上,另一端架在一物块上。在平板上标出A、B两点,B点处放置一光电门,用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。

实验步骤如下:

①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d,用天平测量滑块的质量m;

②用直尺测量AB之间的距离s,A点到水平桌面的垂直距离h1,B点到水平桌面的垂直距离h2

③将滑块从A点静止释放,由光电计时器读出滑块的挡光时间t1

④重复步骤③数次,并求挡光时间的平均值;

⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值

⑥多次改变斜面的倾角,重复实验步骤②③④⑤,做出f-关系曲线。

(1)用测量的物理量完成下列各式(重力加速度为g):

①斜面倾角的余弦=     

②滑块通过光电门时的速度v=    

③滑块运动时的加速度a=     

④滑块运动时所受到的摩擦阻力f=     

(2)测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示,读得d=       

答案:(1)①;②;③;④;(2)3.62cm

解析:(1)物块在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,受重力、支持力、滑动摩擦力,如图所示① ;根据三角形关系可得到,②根据③根据运动学公式,有,即有;④根据牛顿第二定律,则有;(2) 在游标卡尺中,主尺上是3.6cm,在游标尺上恰好是第1条刻度线与主尺对齐,再考虑到卡尺是10分度,所以读数为3.6cm+0.1×1mm=3.61cm或者3.62cm也对。

15(2008年上海市长宁区4月模拟)如图所示,质量为m、电量为e的电子,由a点以速率v竖直向上射入匀强磁场,经过一段时间后由b点以不变的速率v反方向飞出,已知ab长为L.试求

(1)电子在匀强磁场中飞行时的加速度,并说明电子在磁场中作什么运动;

(2)求匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向.

解:(1)电子的加速度大小 

方向不断变化 

       电子从a -b作匀速圆周运动   

(2) 

     解得         B的方向垂直纸面向里 

16(2007江苏南京期末)如图所示,横截面为矩形的管道中,充满了水银,管道的上下两壁为绝缘板,左右两壁为导体板,(图中斜线部分),两导体板被一无电阻的导线短接。管道的高度为,宽度为,长度为。加在管道两端截面上的压强差恒为,水银以速度沿管道方向流动时,水银受到管道的阻力与速度成正比,即(为已知量)。求:

(1)水银的稳定速度为多大?

(2)如果将管道置于一匀强磁场中,磁场与绝缘壁垂直,磁感应强度的大小为,方向向上,此时水银的稳定流速又是多大?(已知水银的电阻率为,磁场只存在于管道所在的区域,不考虑管道两端之外的水银对电路的影响)

答案:(1)

(2)感应电动势)

电阻

由欧姆定律得

由平衡条件可得

所以

17(北京顺义区2008届期末考)两块金属a、b平行放置,板间存在与匀强电场正交的匀强磁场,假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域。一束电子以一定的初速度v0从两极板中间,沿垂直于电场、磁场的方向射入场中,无偏转地通过场区,如图所示。已知板长l=10cm,两板间距d=3.0cm,两板间电势差U=150V,v0=2.0×107m/s。求:

(1)求磁感应强度B的大小;

(2)若撤去磁场,求电子穿过电场时偏离入射方向的距离,以及电子通过场区后动能增加多少?(电子所带电荷量的大小与其质量之比,电子电荷量的大小e=1.60×10-19C)

解析:

(1)电子进入正交的电磁场不发生偏转,则满足

   

(2)设电子通过场区偏转的距离为y1

18(北京东城区2008届期末考)电子自静止开始经MN板间(两板间的电压为U)的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中,电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L,如图所示.求:

(1)正确画出电子由静止开始直至离开匀强磁场时的轨迹图;(用尺和圆规规范作图)

(2) 匀强磁场的磁感应强度.(已知电子的质量为m,电荷量为e)

解析:

(1)作电子经电场和磁场中的轨迹图,如右图所示

(2)设电子在MN两板间经电场加速后获得的速度为v,由动能定理得:

   ……………………………①

电子进入磁场后做匀速圆周运动,设其半径为r,则:

…………………… …………②

由几何关系得:

   ……………………③

联立求解①②③式得:

19(2008年苏、锡、常、镇四市调查)电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成.偏转电场由加了电压的相距为d的两块水平平行放置的导体板形成,匀强磁场的左边界与偏转电场的右边界相距为s,如图甲所示.大量电子(其重力不计)由静止开始,经加速电场加速后,连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场.当两板不带电时,这些电子通过两板之间的时间为2t0,当在两板间加如图乙所示的周期为2t0、幅值恒为U0的电压时,所有电子均从两板间通过,进入水平宽度为l,竖直宽度足够大的匀强磁场中,最后通过匀强磁场打在竖直放置的荧光屏上.问:

(1)电子在刚穿出两板之间时的最大侧向位移与最小侧向位移之比为多少?

(2)要使侧向位移最大的电子能垂直打在荧光屏上,匀强磁场的磁感应强度为多少?

(3)在满足第(2)问的情况下,打在荧光屏上的电子束的宽度为多少?(已知电子的质量为m、电荷量为e)

 

解析:

(1)由题意可知,要使电子的侧向位移最大,应让电子从0、2t0、4t0……等时刻进入偏转电场,在这种情况下,电子的侧向位移为

 

 

要使电子的侧向位移最小,应让电子从t0、3t0……等时刻进入偏转电场,在这种情况下,电子的侧向位移为     

 

所以最大侧向位移和最小侧向位移之比为   

(2)设电子从偏转电场中射出时的偏向角为q ,由于电子要垂直打在荧光屏上,所以电子在磁场中运动半径应为:   

设电子从偏转电场中出来时的速度为vt,垂直偏转极板的速度为vy,则电子从偏转电场中出来时的偏向角为: 

式中    

又          

由上述四式可得:      

(3)由于各个时刻从偏转电场中出来的电子的速度大小相同,方向也相同,因此电子进入磁场后的半径也相同.

由第(1)问可知电子从偏转电场中出来时的最大侧向位移和最小侧向位移的差值为:  

       

所以打在荧光屏上的电子束的宽度为   

 0  419230  419238  419244  419248  419254  419256  419260  419266  419268  419274  419280  419284  419286  419290  419296  419298  419304  419308  419310  419314  419316  419320  419322  419324  419325  419326  419328  419329  419330  419332  419334  419338  419340  419344  419346  419350  419356  419358  419364  419368  419370  419374  419380  419386  419388  419394  419398  419400  419406  419410  419416  419424  447090 

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