莞中高二物理寒假作业参考答案(20120114)_2

莞中高二物理莞中高二物理 寒假作业参考答案寒假作业参考答案 2012 01 142012 01 14 答案整理 李新山答案整理 李新山 一 选择题一 选择题 题号123456789101112 选项CCDACCADACCBDCDA 题号1314151617181920212223 选项DADBABDADCCDBCBC 部分选择题解析 部分选择题解析 1 电荷间相互吸引 移开过程电场力做负功 2 电荷性质不明 只受电场力且做负功 电势能增加 动能减少 动能电势能之和不变 3 因粒子在 A B 两点速度为零 粒子一定是先加速后减速运动 即先是重力大于电场力 后重力小于电场 力 电场力大小变化 不可能做匀变速运动 电荷正负不明 电势的高低无法判断 但运动过程电场力做负功 重力做正功 动能无变化 所以重力势能的减少等于电势能的增加 4 电荷无初速度 电场力 重力是恒力 电荷沿合力方向做匀加速直线运动 5 因在 M N 两点放入的是等量异种电荷 根据等量异种电荷形成的电场线对称等特点 中垂线上场强与之 垂直 移动电荷不做功 场强的相同 要注意方向 6 电容器上电压等于滑线变阻器两端电压 上板带正电 当滑动头向上移 电压增大 板间场强增大 电容 器充电 当 S 断开 电容器通过滑动变阻器形成回路放电有电流形成 7 小球由 A 运动到 B 根据点电荷场强特点 电场力对小球不做功 机械能守恒 2 2 1 mvmgR 在 B 点对细管无压力 由牛顿第二定律 解联立方程得 C 选项 R v mmgEq 2 8 由力的平衡和左手定则判定 9 液滴受力平衡 有 因液滴带电量是元电荷的整数倍 故q d U mg qq mgd U 17 104 6 C 19 106 1 选择 BD 液滴带 1 个 2 个元电荷 10 当 cd 以初速度向右切割磁感线产生逆时针方向电流 cd 杆受磁场力向右做减速运动 ab 受磁场力向右做 加速运动 因二者速度差逐渐变小 回路中的电流变小 当二者速度相同时 回路的面积不再变化 也就不再 有电流 二者所受磁场力消失 二者以相同速度做匀速运动 11 当 dc 边进入磁场时产生逆时针方向电流 离开磁场时 ab 边切割磁感线产生顺时针方向电流 因 dc 边进 入过程 dc 离开磁场过程都有电流产生 有机械能损失 故速度大小不会相等 最后线框只在磁场内往返运动 不在有磁通量变化 即无电流产生 无机械能损失 12 由楞次定律判断出 a 板带正电 电流在电源内部由高电势到低电势 由法拉第感应定律 UCQr t B UE 2 FF 6 101 13 由 B t 图 恒定 即回路中的电流恒定 顺时针方向 在时间内 ab cd 两金属杆受力向左 t B 0 0t 右 阻碍磁通量变化 有增大面积的趋势 大小变小最后为 0 因磁场在减弱 在时间段磁场增强 有阻碍磁通量变化 有减小面积的趋势 00 2tt 题目中 题目中 D 选项和图中有误 选项和图中有误 改为 改为 D 由 由 t0到到 2t0时间内两杆靠近 细线中的张力消失时间内两杆靠近 细线中的张力消失 14 ab 向右匀速 切割磁感线 电流方向由 a 到 b 由力的平衡 BILmgF 拉力 R BLv I 2 1 cd 杆下滑过程匀速 速度与磁场平行 受磁场力向右 竖直方向摩擦力与重力平衡 即 BILmg R BLv I 2 1 15 不管从何方向拉出线圈 磁通量都是减小 产生的电流放一样 顺时针方向 切割磁感线的有效长度在变 化 先大后小 所以电流先变大后变小 16 由楞次定律判定 17 在南半球 地磁场的一个分量垂直地面向上 如右示意图 飞机无论水平向那 个方向飞行 切割磁感线产生电动势 由右手定则可判定右端电势高 四指指向高 电势 18 杆匀速运动过程 三力做功 拉力做正功 重力 安培力做负功 合力功为零 拉力功 一部分转化为重 力势能 另一部分通过安培力做负功转化为热能 19 转盘顺时针方向转动时 每个半径切割磁感线 由右手定则 电流方向由中心沿半径指向外 即从 B 流出 要使其通电沿顺时针转动 由左手定则 在磁场中的半径电流方向由边缘指向中心 即 B 接电源正极 20 小球由斜面上释放到圆轨道最高点 洛伦兹力不做功 机械能守恒 在最高点 带正电小球受洛伦兹力向 下 刚好到最高点时 带负电的小球 由此可判断出 刚好到最高 R v mBqvmg 2 R v mBqvmg 2 点 带正电小球在最高点需要最大的速度 即起始下滑的高度最大 负电荷的速度最小 21 本题重点是匀速圆周运动圆心的确定 难点是几何知识的运用 圆心的确定 做弦 ab 既是圆周运动的弦 又是磁场区域的弦 的垂 直平分线 与 y 轴的交点 O1为圆周运动的圆心 圆心角与速度偏转角相等 为 600 三角形为等边三角形 因为直角三角 所以 ab 为磁 1 abO aOb 场区域的直径 直径上的圆周角等于 900 与圆周运动的直径相等 根据 几何知识 可得半径 运动时间 LR2 Bq m Tt 36 1 可求解对应选项 R v mBqv 2 0 0 M a c N B 0 t0 2t0 t P b d Q 甲 乙 左右 b O a x y v0 v0 600 O1 O2 600 22 两点间有电压时 之间应是短路 前提条件 如图两电压表示数同 且无电流 23 实物图对应的电路图 当滑动头向左滑动时 总电阻减小 总电流增大 L2变亮 V2示数变大 电源内压增大 外压减小 即 V1示数减小 L1与滑动 变阻器并联电阻减小 分压减小 L1变暗 二 计算题二 计算题 24 如图所示 一个半径为 R 的绝缘光滑半圆环 竖直放在场强为 E 的匀强电场中 电场方向竖直向下 在环 壁边缘处有一质量为 m 带有正电荷 q 的小球 由静止开始下滑 求小球经过最低点时对环底的压力 解 解 小球由起点到最低点 由动能定理 2 2 1 mvEqRmgR 小球在最低点 由牛顿第二定律 R v mEqmgFN 2 解以上方程式得小球受到的支持力 3EqmgFN 由牛顿第三定律 在最低点小球对环的压力 方向向下 3EqmgF 25 一个初速度为零的电子通过电压为 4500V 的电场加速后 从 C 点沿水平方向垂直飞入场强为 1 5 105V m 的匀强电场中 到达该电场中另一点 D 时 电子的速度方向与场强方向的夹角正好是 120 如图所示 求 C D 两点沿场强方向的距离 解 解 由动能定理 2 1 2 1 mveU 在 D 点 由速度的分解关系有 2 10 30tan v v 在竖直方向 电子做初速为零的匀加速 有 m Eq a atv 2 2 2 1 aty 解以上联立方程式得 E 1 5 105V m m E U y09 0 3 26 如图所示 A B 为不带电平行金属板 间距为 d 构成的电容器电容为 C 质量为 m 电量为 q 的带电液 滴一滴一滴由 A 板小孔上方距 A 板高 h 处以 v0初速射向 B 板 液滴到达 B 板后 把电荷全部转移在 B 板 上 求到达 B 板上的液滴数目最多不能超过多少 解 解 过程分析 随带电油滴落在 B 板上 电量积累过程 A 板通过接地会带上与 B 等量异种电荷 AB 之 间形成电场 使油滴做减速运动 知道其中一滴刚好到达 B 板速度为零 设其中一点到达 B 板时速度刚好为零 由动能定理 0 qUdhmg 设此时电容器上积累的电量为 Q 则有 U Q C 设滴上 B 板的滴数为 n 则有 nqQ 解以上方程组得 滴上 B 板的滴数不能超过 2 q Cdhmg n 27 如图所示 有位于竖直平面上的半径为 R 的圆形光滑绝缘轨道 其上半部分处于竖直向下 场强为 E 的匀 强电场中 下半部分处于水平向里的匀强磁场中 质量为 m 带正电为 q 的小球 从轨道的水平直径的 M 端由 静止释放 若小球在某一次通过最低点时对轨道的压力为零 求 1 磁感强度 B 的大小 E R O m q V1 V2 L2 L1 v C D 300 y v1 v2 v1 h d 2 小球对轨道最低点的最大压力 3 若要小球在圆形轨道内作完整的圆周运动 小球从轨道的水平直径的 M 端下滑的最小速度 解 解 1 小球由 M 到最低点 机械能守恒 2 1 2 1 mvmgR 在最低点对轨道压力为零 由牛顿第二定律 R v mmgBqv 2 1 解得 R g q m B 2 3 2 当小球由 N 点返回到最低点向左时压力最大 有 R v mmgBqvFN 2 1 解得 mgFN6 3 小球刚好上升到最高点 对轨道压力位零 由牛顿第二定律 R v mmgEq 2 2 设在 M 的初速度为 小球由 M 到最高点 由动能定理 0 v 2 2 2 0 2 1 2 1 mvmvEqRmgR 解得 m EqR Rgv 3 3 0 28 如图所示 用质量为 m 电阻为 R 的均匀导线做成边长为 l 的单匝正方形线框 MNPQ 线框每一边的电阻 都相等 将线框置于光滑绝缘的水平面上 在线框的右侧存在竖直方向的有界匀强磁场 磁场边界间的距离为 2l 磁感应强度为 B 在垂直 MN 边的水平拉力作用下 线框以垂直磁场边界的速度 v 匀速穿过磁场 在运动 过程中线框平面水平 且 MN 边与磁场的边界平行 求 1 线框 MN 边刚进入磁场时 线框中感应电流的大小 2 线框 MN 边刚进入磁场时 M N 两点间的电压 UMN 3 在线框从 MN 边刚进入磁场到 PQ 边刚穿出磁场的过程中 水平拉力对线框所做的功 W 解 解 1 进入时电动势 电流 逆时针方向BLvE R BLv I 2 M N 两点间电压BLvUMN 4 3 3 线框通过磁场过程拉力做功 R vLB LBILW 32 2 2 29 在以坐标原点 O 为圆心 半径为 r 的圆形区域内 存在磁感应强度大小为 B 方向垂直于纸面向里的匀 强磁场 如图所示 一个不计重力的带电粒子从磁场边界与 x 轴的交点 A 处以速度 v 沿 x 方向射入磁场 恰好从磁场边界与 y 轴的交点 C 处沿 y 方向飞出 1 请判断该粒子带何种电荷 并求出其比荷 m q 2 若磁场的方向和所在空间范围不变 而磁感应强度的大小变为 B0 该粒子仍从 A 处以相同的速度射 入磁场 但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了 60 角 求磁感应强度 B0多大 此次粒子在磁场中 运动所用时间 t 是多少 解 解 1 如图 圆周运动的圆心为 O1 圆周运动半径rR 1 由牛顿第二定律 解得 r v mBqv 2 Br v m q 2 速度偏转角为 600 由图和几何知识求出半径rR3 2 B M N Q P v l 2l E B MN v y xO B A O1 R1 R1 R2 R2 O2 解得 在磁场中运动时间 2 2 0 R v mqvB qr mv B 3 3 0 v r qB m Tt 3 3 36 1 0 30 如图所示 一轻绳绕过两轻质滑轮 两端分别连接着矩形导线框 A1和石块 A2 线框 A1的 ab 边长 l1 1 m bc 边长 l2 0 6 m 电阻 R 0 1 质量 m 0 5 kg 石块 A2的质量 M 2 kg 两水平平行虚线 ef gh 之 间存在着垂直纸面向外的匀强磁场 磁感应强度 B 0 5 T 如果线框从静止开始运动 进入磁场最初一段时间 是匀速的 ef 和 gh 的距离 s l2 取 g 10 m s2 问 1 线框进入磁场前石块 A2的加速度 a 为多大 2 线框进入磁场时匀速运动的速度 v 为多大 3 线框完全进入磁场后 ab 边继续运动到 gh 线的过程中 其运动性质如何 解 解 1 线框进入磁场前 由牛顿第二定律 amMmgMg 带入数据解得加速度 2 6sma 2 匀速时 对线框由力的平衡 1 BIlmgMg R vBl I 1 解得在磁场中匀速运动速度大小smv 7 16 3 线框全部在磁场时 无电流 做加速度的匀加速运动 2 6sma 31 右图示 一质量为 m 带电量为 q 的正粒子在 D 处沿着图示方向进入磁感应强度为 B 的匀强磁场 此磁场 方向垂直纸面向里 结果粒子正好从离 A 点距离为 d 的小孔 C 沿垂直于 AC 的方向进入匀强电场 此电场方向 与 AC 平行且向上 最后粒子打在 B 点 而 B 离 A 点距离为 2d AB 垂直 AC 不计粒子的重力 粒子运动 轨迹始终在纸面内 本题已知物理量为 B m q d 求 1 粒子从 C 点进入电场的速度大小 2 匀强电场的电场强度 3 粒子从 D 到达 B 点的总时间 解 解 1 带电粒子自 D 点到 C 点 做匀速圆周运动 根据条件 确 定圆心在 O 点 设半径为 R 由几何知识 dR