2014年四川省高考物理试卷.doc

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1、第 1 页（共 23 页）2014 年四川省高考物理试卷年四川省高考物理试卷一、选择题一、选择题1 （6 分）如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则（ ）A用户用电器上交流电的频率是 100HzB发电机输出交流电的电压有效值是 500VC输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小2 （6 分）电磁波已广泛运用于很多领域下列关于电磁波的说法符合实际的是（ ）A电磁波不能产生衍射现象B常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D光在真空中运动的速度在

2、不同惯性系中测得的数值可能不同3 （6 分）如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则（ ）A小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B小球所发的光能从水面任何区域射出C小球所发的光从水中进入空气后频率变大D小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大4 （6 分）有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为 v 的大河。小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直。去程第 2 页（共 23 页）与回程所用时间的比值为 k，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为（ ）ABCD5 （6 分）如图所示，甲为 t=1s 时某横波的波形图象，乙为该波

3、传播方向上某一质点的振动图象，距该质点x=0.5m 处质点的振动图象可能是（ ）ABCD6 （6 分）如图所示，不计电阻的光滑 U 形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板 H、P 固定在框上，H、P 的间距很小质量为 0.2kg 的细金属杆 CD 恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为 1m 的正方形，其有效电阻为 0.1此时在整个空间加方向与水平面成 30角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是 B=（0.40.2t）T，图示磁场方向为正方向，框、挡板和杆不计形变则（ ）At=1s 时，金属杆中感应电流方向从 C 到 DBt=3s 时，金属杆中感应电流方向从 D

4、 到 C第 3 页（共 23 页）Ct=1s 时，金属杆对挡板 P 的压力大小为 0.1NDt=3s 时，金属杆对挡板 P 的压力大小为 0.2N7 （6 分）如图所示，水平传送带以速度 v1匀速运动，小物体 P、Q 由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t=0 时刻 P 在传送带左端具有速度 v2，P 与定滑轮间的绳水平，t=t0时刻 P 离开传送带不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长正确描述小物体 P 速度随时间变化的图象可能是（ ）ABCD二、解答题二、解答题8 （6 分）小文同学在探究物体做曲线运动的条件时，将一条形磁铁放在桌面的不同位置，让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度 v0运动，得

5、到不同轨迹，图中 a、b、c、d 为其中四条运动轨迹，磁铁放在位置 A 时，小钢珠的运动轨迹是 （填轨迹字母代号） ，磁铁放在位置 B 时，小钢珠的运动轨迹是 （填轨迹字母代号） 实验表明，当物体所受合外力的方向跟它的速度方向 （选填“在”或“不在”）同一直线上时，物体做曲线运动第 4 页（共 23 页）9 （11 分）如图甲是测量阻值约几十欧的未知电阻 Rx的原理图，图中 R0是保护电阻（10） ，R1是电阻箱（099.9） ，R 是滑动变阻器，A1和 A2是电流表，E 是电源（电动势 10V，内阻很小） 在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大实验具体步骤如下：（）连接好电路、将滑

6、动变阻器 R 调到最大；（）闭合 S，从最大值开始调节电阻箱 R1，先调 R1为适当值，再调节滑动变阻器 R，使 A1示数 I1=0.15A，记下此时电阻箱的阻值 R1和 A2的示数 I2；（）重复步骤（） ，再测量 6 组 R1和 I2的值；（）将实验测得的 7 组数据在坐标纸上描点根据实验回答以下问题：现有四只供选用的电流表：A电流表（03mA，内阻为 2.0）B电流表（03mA，内阻未知）C电流表（00.3A，内阻为 5.0）D电流表（00.3A，内阻未知）A1应选用 ，A2应选用 测得一组 R1和 I2值后，调整电阻箱 R1，使其阻值变小，要使 A1示数I1=0.15A，应让滑动变阻器

7、 R 接入电路的阻值 （“不变”、 “变大”或“变小”）在坐标纸上画出 R1与 I2的关系图根据以上实验得出 Rx= 第 5 页（共 23 页）10 （15 分）石墨烯是近些年发现的一种新材料，其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使 21 世纪的世界发生革命性变化，其发现者由此获得 2010 年诺贝尔物理学奖用石墨烯制作超级缆绳，人类搭建“太空电梯”的梦乡有望在本世纪实现科学家们设想，通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站，电梯沿着这条缆绳运行，实现外太空和地球之间便捷的物资交换（1）若“太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为 h1的同步轨道站，求轨道站内质量为 m1

8、的货物相对地心运动的动能设地球自转角速度为 ，地球半径为 R（2）当电梯仓停在距地面高度 h2=4R 的站点时，求仓内质量 m2=50kg 的人对水平地板的压力大小取地面附近重力加速度 g=10m/s2，地球自转角速度=7.3105rad/s，地球半径 R=6.4103km第 6 页（共 23 页）11 （17 分）在如图所示的竖直平面内，水平轨道 CD 和倾斜轨道 GH 与半径 r=m 的光滑圆弧轨道分别相切于 D 点和 G 点，GH 与水平面的夹角 =37过G 点，垂直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度 B=1.25T；过 D 点，垂直于纸面的竖直平面右侧有

9、匀强电场电场方向水平向右，电场强度 E=1104N/C小物体 P1质量 m=2103kg、电荷量q=+8106C，受到水平向右的推力 F=9.98103N 的作用，沿 CD 向右做匀速直线运动，到达 D 点后撤去推力当 P1到达倾斜轨道底端 G 点时，不带电的小物体 P2在 GH 顶端静止释放，经过时间 t=0.1s 与 P1相遇P1和 P2与轨道 CD、GH间的动摩擦因数均为 =0.5，取 g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，物体电荷量保持不变，不计空气阻力求：（1）小物体 P1在水平轨道 CD 上运动速度 v 的大小；（2）倾斜轨道 GH 的长度 s第 7 页（共 2

10、3 页）12 （19 分）如图所示，水平放置的不带电的平行金属板 p 和 b 相距 h，与图示电路相连，金属板厚度不计，忽略边缘效应p 板上表面光滑，涂有绝缘层，其上 O 点右侧相距 h 处有小孔 K；b 板上有小孔 T，且 O、T 在同一条竖直直线上，图示平面为竖直平面质量为 m，电荷量为q（q0）的静止粒子被发射装置（图中未画出）从 O 点发射，沿 p 板上表面运动时间 t 后到达 K 孔，不与其碰撞地进入两板之间粒子视为质点，在图示平面内运动，电荷量保持不变，不计空气阻力，重力加速度大小为 g（1）求发射装置对粒子做的功；（2）电路中的直流电源内阻为 r，开关 S 接“1”位置时，进入板

11、间的粒子落在 b板上的 A 点，A 点与过 K 孔竖直线的距离为 L此后将开关 S 接“2”位置，求阻值为 R 的电阻中的电流强度；（3）若选用恰当直流电源，电路中开关 S 接“1”位置，使进入板间的粒子受力平衡，此时在板间某区域加上方向垂直于图面的、磁感应强度大小合适的匀强磁场（磁感应强度 B 只能在 0Bm=范围内选取） ，使粒子恰好从 b板的 T 孔飞出，求粒子飞出时速度方向与 b 板板面的夹角的所有可能值（可用反三角函数表示） 第 8 页（共 23 页）2014 年四川省高考物理试卷年四川省高考物理试卷参考答案与试题解析参考答案与试题解析一、选择题一、选择题1 （6 分）如图所示，甲是

12、远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则（ ）A用户用电器上交流电的频率是 100HzB发电机输出交流电的电压有效值是 500VC输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小【分析】根据图象可知交流电的最大值以及周期等物理量，然后进一步可求出其瞬时值的表达式以及有效值等同时由变压器电压与匝数成正比，电流与匝数成反比【解答】解：A、发电机的输出电压随时间变化的关系，由图可知，T=0.02s，故 f=，故 A 错误；B、由图象可知交流的最大值为 Um=500V，因此其有效值为 U=V，故 B 错误；C、输电线的电流由输送的

13、功率与电压决定的，与降压变压器原副线圈的匝数比无关，故 C 错误；D、当用户用电器的总电阻增大时，用户的功率减小，降压变压器的输出功率减小，则输入的功率减小，输入的电流减小，输电线上损失的功率减小，故 D正确；故选：D。【点评】本题考查了有关交流电描述的基础知识，要根据交流电图象正确求解第 9 页（共 23 页）最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量，同时正确书写交流电的表达式2 （6 分）电磁波已广泛运用于很多领域下列关于电磁波的说法符合实际的是（ ）A电磁波不能产生衍射现象B常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D光在真空中运

14、动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同【分析】电磁波是横波，波都能发生干涉和衍射，常用红外线做为脉冲信号来遥控电视；利用多普勒效应和光速不变原理判断 CD 选项【解答】解：AB、电磁波是横波，波都能发生干涉和衍射，常用红外线做为脉冲信号来遥控电视，故 AB 错误；C、由于波源与接受者的相对位移的改变，而导致接受频率的变化，称为多普勒效应，所以可以判断遥远天体相对于地球的运动速度，故 C 正确；D、根据光速不变原理，知在不同惯性系中，光在真空中沿不同方向的传播速度大小相等，故 D 错误。故选：C。【点评】明确干涉和衍射是波特有的现象；知道电磁波谱及作用功能，多普勒效应和光速不变原理，属于基础题

15、3 （6 分）如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则（ ）A小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B小球所发的光能从水面任何区域射出C小球所发的光从水中进入空气后频率变大D小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大第 10 页（共 23 页）【分析】小球反射的光线垂直射向界面时，传播方向不发生改变；小球所发的光射向水面的入射角较大时会发生全反射；光从一种介质进入另一介质时频率不变【解答】解：A、无论小球处于什么位置，小球所发的光会有一部分沿水平方向射向侧面，则传播方向不发生改变，可以垂直玻璃缸壁射出，人可以从侧面看见小球，故 A 错误；B、小球所发的光射向水面的入射角较

16、大时会发生全反射，故不能从水面的任何区域射出，故 B 错误；C、小球所发的光从水中进入空气后频率不变，C 错误；D、小球所发的光在介质中的传播速度 v=，小于空气中的传播速度 c，故 D 正确；故选：D。【点评】本题考查了折射和全反射现象，由于从水射向空气时会发生全反射，故小球所发出的光在水面上能折射出的区域为一圆形区域，并不是都能射出4 （6 分）有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为 v 的大河。小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直。去程与回程所用时间的比值为 k，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为（ ）ABCD【分析】根据船头指向始终

17、与河岸垂直，结合运动学公式，可列出河宽与船速的关系式，当路线与河岸垂直时，可求出船过河的合速度，从而列出河宽与船速度的关系，进而即可求解。【解答】解：设船渡河时的速度为 vc；当船头指向始终与河岸垂直，则有：t去=；当回程时行驶路线与河岸垂直，则有：t回=；而回程时的船的合速度为：v合=；第 11 页（共 23 页）由于去程与回程所用时间的比值为 k，所以小船在静水中的速度大小为：vc=，故 B 正确；故选：B。【点评】解决本题的关键知道分运动与合运动具有等时性，以及知道各分运动具有独立性，互不干扰。5 （6 分）如图所示，甲为 t=1s 时某横波的波形图象，乙为该波传播方向上某一质点的振动图

18、象，距该质点x=0.5m 处质点的振动图象可能是（ ）ABCD【分析】由甲读出波长，由乙图读出周期，从而求出波速。由图乙读出质点的状态，判断出波的传播方向，再根据该质点与x=0.5m 处质点状态关系，分析即可。【解答】解：从甲图可以得到波长为 2m，乙图可以得到周期为 2s，即波速为v=1m/s；由乙图象可以得到 t=1s 时，该质点位移为负，并且向下运动，该波是可能向左传播，也可能向右传播，而距该质点 x=0.5m 处质点，就是相差 或时间相差T，但有两种可能是提前或延后。第 12 页（共 23 页）若是延后，在 t=1s 时再经过到达乙图的振动图象 t=1s 时的位移，所以 A 正确；若是

19、提前，在 t=1s 时要向返回到达乙图的振动图象 t=1s 时的位移，该质点在t=1s 时，该质点位移为负，并且向上运动，所以 BCD 都错误。故 A 正确，BCD错误。故选：A。【点评】本题关键要分析出两个质点状态的关系，根据质点的振动方向熟练判断波的传播方向。6 （6 分）如图所示，不计电阻的光滑 U 形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板 H、P 固定在框上，H、P 的间距很小质量为 0.2kg 的细金属杆 CD 恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为 1m 的正方形，其有效电阻为 0.1此时在整个空间加方向与水平面成 30角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化

20、规律是 B=（0.40.2t）T，图示磁场方向为正方向，框、挡板和杆不计形变则（ ）At=1s 时，金属杆中感应电流方向从 C 到 DBt=3s 时，金属杆中感应电流方向从 D 到 CCt=1s 时，金属杆对挡板 P 的压力大小为 0.1NDt=3s 时，金属杆对挡板 P 的压力大小为 0.2N【分析】根据楞次定律，并由时刻来确定磁场的变化，从而判定感应电流的方向；根据法拉第电磁感应定律，结合闭合电路欧姆定律，及安培力表达式，与力的合成与分解，并由三角知识，即可求解【解答】解：A、当 t=1s 时，则由磁感应强度随时间变化规律是 B=（0.40.2t）T，可知，磁场在减小，根据楞次定律可得，金

21、属杆中感应电流方向从 C 到 D，故 A 正确；B、同理，当 t=3s 时，磁场在反向增加，由楞次定律可知，金属杆中感应电流第 13 页（共 23 页）方向从 C 到 D，故 B 错误；C、当在 t=1s 时，由法拉第电磁感应定律，则有：E=0.212=0.1V；再由欧姆定律，则有感应电流大小 I=1A；则 t=1s 时，那么安培力大小F=BtIL=（0.40.21）11=0.2N；由左手定则可知，安培力垂直磁场方向斜向上，则将安培力分解，那么金属杆对挡板 P 的压力大小 N=Fcos60=0.20.5=0.1N，故 C 正确；D、同理，当 t=3s 时，感应电动势仍为 E=0.1V，电流大小

22、仍为 I=1A，由于磁场的方向相反，由左手定则可知，安培力的方向垂直磁感线斜向下，根据力的合成，则得金属杆对 H 的压力大小为 N=Fcos60=0.20.5=0.1N，故D 错误；故选：AC。【点评】考查楞次定律与法拉第电磁感应定律的应用，掌握左手定则的内容，注意磁场随着时间变化的规律，及理解力的平行四边形定则的应用7 （6 分）如图所示，水平传送带以速度 v1匀速运动，小物体 P、Q 由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t=0 时刻 P 在传送带左端具有速度 v2，P 与定滑轮间的绳水平，t=t0时刻 P 离开传送带不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长正确描述小物体 P 速度随时间变化的图象可能是

23、（ ）ABCD第 14 页（共 23 页）【分析】要分不同的情况进行讨论：若 V2V1：分析在 fQ 的重力时的运动情况或 fQ 的重力的运动情况若 V2V1：分析在 fQ 的重力时的运动情况或fQ 的重力的运动情况【解答】解：若 V2V1：f 向右，若 fGQ，则向右匀加速到速度为 V1后做匀速运动到离开，则为 B 图若 fGQ，则向右做匀减速到速度为 0 后再向左匀加速到离开，无此选项若 V2V1：f 向左，若 fGQ，则减速到 V1后匀速向右运动离开，无此选项若 fGQ，则减速到小于 V1后 f 变为向右，加速度变小，此后加速度不变，继续减速到 0 后向左加速到离开，则为 C 图则 AD

24、 错误，BC 正确故选：BC。【点评】考查摩擦力的方向与速度的关系，明确其与相对运动方向相反，结合牛顿第二定律分析运动情况，较难二、解答题二、解答题8 （6 分）小文同学在探究物体做曲线运动的条件时，将一条形磁铁放在桌面的不同位置，让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度 v0运动，得到不同轨迹，图中 a、b、c、d 为其中四条运动轨迹，磁铁放在位置 A 时，小钢珠的运动轨迹是 b （填轨迹字母代号） ，磁铁放在位置 B 时，小钢珠的运动轨迹是 c （填轨迹字母代号） 实验表明，当物体所受合外力的方向跟它的速度方向 不在 （选填“在”或“不在”）同一直线上时，物体做曲线运动第 15 页（共

25、23 页）【分析】首先知道磁体对钢珠有相互吸引力，然后利用曲线运动的条件判断其运动情况即可【解答】解：磁体对钢珠有相互吸引力，当磁铁放在位置 A 时，即在钢珠的正前方，所以钢珠所受的合力与运动的方向在一条直线上，所以其运动轨迹为直线，故应是 b；当磁铁放在位置 B 时，先钢珠运动过程中有受到磁体的吸引，小钢珠逐渐接近磁体，所以其的运动轨迹是 c；当物体所受的合外力的方向与小球的速度在一条直线上时，其轨迹是直线；当不在一条直线上时，是曲线故答案为：b，c，不在【点评】明确曲线运动的条件，即主要看所受合外力的方向与初速度的方向的关系，这是判断是否做曲线运动的依据9 （11 分）如图甲是测量阻值约几

26、十欧的未知电阻 Rx的原理图，图中 R0是保护电阻（10） ，R1是电阻箱（099.9） ，R 是滑动变阻器，A1和 A2是电流表，E 是电源（电动势 10V，内阻很小） 在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大实验具体步骤如下：（）连接好电路、将滑动变阻器 R 调到最大；（）闭合 S，从最大值开始调节电阻箱 R1，先调 R1为适当值，再调节滑动变阻器 R，使 A1示数 I1=0.15A，记下此时电阻箱的阻值 R1和 A2的示数 I2；（）重复步骤（） ，再测量 6 组 R1和 I2的值；（）将实验测得的 7 组数据在坐标纸上描点根据实验回答以下问题：现有四只供选用的电流表：A电流表（

27、03mA，内阻为 2.0）第 16 页（共 23 页）B电流表（03mA，内阻未知）C电流表（00.3A，内阻为 5.0）D电流表（00.3A，内阻未知）A1应选用 D ，A2应选用 C 测得一组 R1和 I2值后，调整电阻箱 R1，使其阻值变小，要使 A1示数I1=0.15A，应让滑动变阻器 R 接入电路的阻值 变大 （“不变”、 “变大”或“变小”）在坐标纸上画出 R1与 I2的关系图根据以上实验得出 Rx= 31.3 【分析】 （1）由题意可知，A1示数 I1=0.15A，即可确定量程，根据题目中图象示数可知，A2的量程为 0.3A；，（2）由欧姆定律，结合电路分析方法，可知滑动变阻器的

28、阻值如何变化；（3）根据描点，作出图象，让图线分布在点两边，删除错误点；（4）根据串并联特征，结合 R1与 I2的图象的斜率含义，依据欧姆定律，即可求解【解答】解：（1）A1示数 I1=0.15A，则 A1应选用量程为 0.3A 的电流表，由于只要知道电流大小即可，即选用 D；根据 R1与 I2的关系图，可知，A2的量程为 0.3A，且必须要知道其电阻，因此选用 C；（2）调整电阻箱 R1，使其阻值变小，要使 A1示数 I1=0.15A，则与其串联的两第 17 页（共 23 页）个电阻一个电流表的两端电压必须要在减小，因此只有应让滑动变阻器 R 接入电路的阻值在变大，才能达到这样的条件；（3）

29、根据题目中已知描的点，平滑连接，注意让图线分布在点的两边，删除错误的，如图所示；（4）根据欧姆定律，则有：（R1+R0+RA1）IA1=I2（RX+RA2） ；整理可得：R1=I2；而 R1与 I2的图象的斜率 k=241.7；则有：RX=kIA1RA2=241.70.155=31.3；故答案为：（1）D，C；（2）变大；（3）如上图所示；（4）31.3【点评】考查如何确定电表的方法，紧扣题意是解题的关键，理解欧姆定律的应用，掌握串并联特点，注意误差与错误的区别，理解图象的斜率含义10 （15 分）石墨烯是近些年发现的一种新材料，其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使 21 世纪

30、的世界发生革命性变化，其发现者由此获得 2010 年诺贝尔物理学奖用石墨烯制作超级缆绳，人类搭建“太空电梯”的梦乡有望在本世纪实现科学家们设想，通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站，电梯沿着这条缆绳运行，实现外太空和地球之间便捷的物资交换（1）若“太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为 h1的同步轨道站，求第 18 页（共 23 页）轨道站内质量为 m1的货物相对地心运动的动能设地球自转角速度为 ，地球半径为 R（2）当电梯仓停在距地面高度 h2=4R 的站点时，求仓内质量 m2=50kg 的人对水平地板的压力大小取地面附近重力加速度 g=10m/s2，地球自转角速度=7.310

31、5rad/s，地球半径 R=6.4103km【分析】 （1）因为同步轨道站与地球自转的角速度相等，根据轨道半径求出轨道站的线速度，从而得出轨道站内货物相对地心运动的动能（2）根据向心加速度的大小，结合牛顿第二定律求出支持力的大小，从而得出人对水平地板的压力大小【解答】解：（1）因为同步轨道站与地球自转的角速度相等，则轨道站的线速度 v=（R+h1），货物相对地心的动能（2）根据，因为 a=，联立解得 N=11.5N根据牛顿第三定律知，人对水平地板的压力为 11.5N答：（1）轨道站内质量为 m1的货物相对地心运动的动能第 19 页（共 23 页）为（2）质量 m2=50kg 的人对水平地板的压

32、力大小为 11.5N【点评】本题考查了万有引力定律与牛顿第二定律的综合，知道同步轨道站的角速度与地球自转的角速度相等，以及知道人所受的万有引力和支持力的合力提供圆周运动的向心力，掌握万有引力等于重力这一理论，并能灵活运用11 （17 分）在如图所示的竖直平面内，水平轨道 CD 和倾斜轨道 GH 与半径 r=m 的光滑圆弧轨道分别相切于 D 点和 G 点，GH 与水平面的夹角 =37过G 点，垂直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度 B=1.25T；过 D 点，垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场电场方向水平向右，电场强度 E=1104N/C小物体 P1质量 m=21

33、03kg、电荷量q=+8106C，受到水平向右的推力 F=9.98103N 的作用，沿 CD 向右做匀速直线运动，到达 D 点后撤去推力当 P1到达倾斜轨道底端 G 点时，不带电的小物体 P2在 GH 顶端静止释放，经过时间 t=0.1s 与 P1相遇P1和 P2与轨道 CD、GH间的动摩擦因数均为 =0.5，取 g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，物体电荷量保持不变，不计空气阻力求：（1）小物体 P1在水平轨道 CD 上运动速度 v 的大小；（2）倾斜轨道 GH 的长度 s【分析】 （1）P1运动到 D 点的过程中，对小物体进行正确的受力分析，在水平方向上利用二力平衡可

34、求得小物体 P1在水平轨道 CD 上运动速度 v 的大小（2）P1从 D 点到倾斜轨道底端 G 点的过程中，电场力和重力做功；P1在 GH 上运动过程中，受重力、电场力和摩擦力作用；P2在 GH 上运动过程中，受重力第 20 页（共 23 页）和摩擦力作用；对于各物体在各段的运动利用牛顿第二定律和能量的转化与守恒，列式即可解得轨道 GH 的长度【解答】解：（1）设小物体 P1在匀强磁场中运动的速度为 v，受到向上的洛伦兹力为 F1，受到的摩擦力为 f，则：F1=qvBf=（mgF1）由题意可得水平方向合力为零，有：Ff=0联立式，并代入数据得：v=4m/s；（2）设 P1在 G 点的速度大小为

35、 vG，由于洛伦兹力不做功，根据动能定理有：qErsinmgr（1cos）=mmv2P1在 GH 上运动，受到重力，电场力和摩擦力的作用，设加速度为 a1，根据牛顿第二定律有：qEcosmgsin（mgcos+qEsin）=ma1P1与 P2在 GH 上相遇时，设 P1在 GH 上运动的距离为 s1，运动的时间为 t，则有：s1=vGt+a1t2设 P2质量为 m2，在 GH 上运动的加速度为 a2，则有：m2gsinm2gcos=m2a2P1与 P2在 GH 上相遇时，设 P2在 GH 上运动的距离为 s2，则有：s2=a2t2联立式，并代入数据得：s=s1+s2s=0.56m答：（1）小物

36、体 P1在水平轨道 CD 上运动速度 v 的大小为 4m/s；第 21 页（共 23 页）（2）倾斜轨道 GH 的长度 s 为 0.56m【点评】解答该题的关键是对这两个物体运动进行分段分析，分析清晰受力情况和各自的运动规律，利用运动定律和能量的转化与守恒定律进行解答；这是一个复合场的问题，要注意对场力的分析，了解洛伦兹力的特点，洛伦兹力不做功；知道电场力做功的特点，解答该题要细心，尤其是在数值计算上，是一道非常好的题12 （19 分）如图所示，水平放置的不带电的平行金属板 p 和 b 相距 h，与图示电路相连，金属板厚度不计，忽略边缘效应p 板上表面光滑，涂有绝缘层，其上 O 点右侧相距 h

37、 处有小孔 K；b 板上有小孔 T，且 O、T 在同一条竖直直线上，图示平面为竖直平面质量为 m，电荷量为q（q0）的静止粒子被发射装置（图中未画出）从 O 点发射，沿 p 板上表面运动时间 t 后到达 K 孔，不与其碰撞地进入两板之间粒子视为质点，在图示平面内运动，电荷量保持不变，不计空气阻力，重力加速度大小为 g（1）求发射装置对粒子做的功；（2）电路中的直流电源内阻为 r，开关 S 接“1”位置时，进入板间的粒子落在 b板上的 A 点，A 点与过 K 孔竖直线的距离为 L此后将开关 S 接“2”位置，求阻值为 R 的电阻中的电流强度；（3）若选用恰当直流电源，电路中开关 S 接“1”位置

38、，使进入板间的粒子受力平衡，此时在板间某区域加上方向垂直于图面的、磁感应强度大小合适的匀强磁场（磁感应强度 B 只能在 0Bm=范围内选取） ，使粒子恰好从 b板的 T 孔飞出，求粒子飞出时速度方向与 b 板板面的夹角的所有可能值（可用反三角函数表示） 【分析】 （1）由运动学的公式求出粒子的速度，然后由动能定理即可求得发射第 22 页（共 23 页）装置做的功；（2）粒子在匀强电场中做类平抛运动，将运动分解即可求得电场强度，由U=Ed 求出极板之间的电势差，再由欧姆定律即可求得电流；（3）没有磁场时，进入板间的粒子受力平衡，粒子只能做匀速直线运动；加磁场后粒子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动

39、，结合运动的特点与运动轨迹中的几何关系即可求解【解答】解：（1）粒子的速度：由动能定理得：；（2）粒子在匀强电场中做类平抛运动，水平方向：L=v0t1竖直方向：a=U=Eh联立得：；（3）没有磁场时，进入板间的粒子受力平衡，粒子只能做匀速直线运动；加磁场后粒子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，其运动的轨迹可能如图：由于洛伦兹力提供向心力，得：磁感应强度最大时，粒子的偏转半径最小最小为：设此时粒子的速度方向与下极板之间的夹角是 ，则：第 23 页（共 23 页）解得：sin，由可得，若磁感应强度减小，则 r 增大，粒子在磁场中运动的轨迹就越接近下极板，粒子到达 T 的速度方向就越接近平行于下极板所以粒子飞出时速度方向与 b 板板面的夹角的所有可能值是：0arcsin答：（1）发射装置对粒子做的功是；（2）阻值为 R 的电阻中的电流强度是；（3）使粒子恰好从 b 板的 T 孔飞出，粒子飞出时速度方向与 b 板板面的夹角的所有可能值是 0arcsin【点评】该题考查带电粒子在电场中的运动与带电粒子在磁场中的运动，分别按照平抛运动的规律与圆周运动的规律处理即可