高二物理60道计算题含答案

1、R,当电流表的1.（ 10分）如图所示，ABCD是一个正方形的匀强磁场区域，由静止开始经相同电压加 速后的甲、乙两种带电粒子，分别从A、B两点射入磁场，结果均从 C点射出，则它们的速率v甲：v乙为多大？，它们通过该磁场所用的时间t甲：t乙为多大?2. （12分）如图所示，两平行光滑铜杆与水平面的倾角a均为300，其上端与电源和滑动变阻器相连，处于竖直向下的匀强磁场中，调节滑动变阻器读数l=2.5A时，横放在铜杆上的铝棒恰能静止。 铝棒的质量m=2kg,两杆间的距离L=40cm。求此磁场的磁感应强度。r=1 Q,安培表的读数l=0.4A。求电阻 &的阻值和它消耗的电功率。4、（ 10分）如图所示

2、，电源的电动势E=110V,电阻Ri=21Q，电动机绕组的电阻R）=0.5 Q,电键S始终闭合。当电键 S断开时，电阻 R1的电功率是 525W当电键 S闭合时，电阻 R的电功率是336W,求：（1 ）电源的内电阻；（2）当电键S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率。Si5、（ 12分）如图甲所示，电荷量为q =1X 10-4C的带正电的小物块置于绝缘水平面上，所在空间存在方向 沿水平向右的 电场，电场强度E的大小与时 间的关系如图 乙所示，物块运乙丙2动速度与时间t的关系如图丙所示，取重力加速度g=10m/s。求（1）前2秒内电场力做的功。（2）物块的质量。（3）物块与水平面间的动摩擦因

3、数。6、（ 12分）如图所示，水平放置的两块平行金属板长I =5cm,两板间 距d=1cm,两板间电压为U=90V,且上板带正电，一个电子沿水平方向以速度 vo=2.0 x 107m/s ,从两板中央射入， 求： （已知电子质量 m=9.1x 10-31电荷量e=1.6 x 10-19）（1）电子偏离金属板的侧位移 yo是多少?（2）电子飞出电场时的速度是多少?（3 ）电子离开电场后，打在屏上的 长。7、（本题8分）在远距离输电时，如果输送一定的功率，当输电电压为220 V时，在输电线上损失的功率为75 kW;若输电电压提高到6 000 V时，在输电线上损耗的功率又是多少 ？8、（本题8分）如

4、图12所示，在既有匀强电场（场强大小为E、和水平方向夹30角斜向下）又有匀强磁场（磁感应强度大小为B、方向水平并和电场方向垂直）的空间，有一质量为m的带电液滴，恰好能够向下做匀速直线运动，试求液滴的电 性和电量。9、（本题12分）如图15所示，回旋加速器 D型盒的半径为 R，用来加速质量为 m、电量为q的质子，使质子由静止加速到能量为E后，从A孔射出，试求：（1）加速器中匀强磁场 B的大小；（2）设D型盒间的电压为 U，电场视为匀强电场，质子每次经过电场加速后能量增加，加速到上述能量所需回旋的周数是多少？mn(3) 加速到上述能量所需的时间为多少?10、(本题12分)如图15所示，导体框架的平

5、行导轨间距d = 1m，框架平面与水平B = 0.2T 。导体棒 ab的质量 m =g取10m/s2。导轨不计电阻，且面夹角a = 30 ，匀强磁场方向垂直框架平面向上，且0.2kg, R = 0.1 Q，水平跨在导轨上，可无摩擦滑动,6V 1A ”，电源电压为 12V,足够长。试求：(1) ab下滑的最大速度；(2) 以最大速度下滑时，ab棒上的电热功率。11. (10分)如图所示电路中，三只相同的小灯泡规格都是“ 电阻R的阻值为6 Q。假设小灯泡电阻不变，S闭合后, 求：(1) S2、S3均断开时，小灯泡 L1两端的电压；(2) S2闭合，S3断开时，通过小灯泡 L1的电流；(3) S、S

6、3均闭合时，小灯泡 L1的功率。12. ( 9分)在密立根油滴实验装置中，喷雾器向透明的盒子里喷入带电油滴，小盒子内的上、下两金属板分别接在电源两极上，通过改变两金属板间的电场强度可控制带电油滴在板间的运动状态。已知某油滴所受的重力为1.8 X 10_9N,当电场强度调节为4.0 X 104N/C时，通过显微镜观察该油滴竖直向下做匀速直 线运动，如图所示。不计空气阻力，(1 )画出两电极间的电场线(至少三条)，显(2) 该油滴带何种电荷？所带电荷量是多少？(3) 该油滴所带电荷量是元电荷e的多少倍?13. (9分)如图(a)所示，在间距 L = 0.5m、倾角B =37的光滑倾斜导轨上，水平地

7、放 着一质量为m= 0.02kg的通电导体棒ab,电流大小为I = 2.0A。为使导体棒ab在斜面 上静止，可在平行纸面的方向加一匀强磁场。(1)(2)(3)若磁感应强度方向水平向左，如图(b)所示，请在图中标出导体棒 ab中电流的方向,并作出它的受力示意图； 若磁感应强度方向竖直向上，如图(c)所示，求出此状态时的磁感应强度 R的大小。 如果导体棒中的电流改为图(d)所示，磁场的方向可在纸面内改变，现欲使导体棒仍能静止在导轨上，所加的匀强 磁场的方向范围是什么？请画在图(d)中。【画法举例：如图表示包含该方向，虚线一侧表示不包含该方向】a(a)(e)所示，实线一侧(e)14. (10分)如图

8、所示，在磁感应强度B=0. 5T的匀强磁场中，长L=0.4m，电阻 r=1.6 的导体棒MN在金属框上以v=6m/s的速度向右匀速滑动，其中R1=4 , Ra=6 ,其它导线上 的电阻不计，求：(1) 通过电阻Ri的电流强度；(2) 导体棒MN受到的安培力的大小和方向。Mx15.(11分)如图所示，水平放置的两块平行金属板长 电压U=91V且下板带正电。一个电子沿水平方向以速度 入，已知电子电荷量q=1. 6X 10-19C,质量m=9. 1X(1)(2)(3)L=5.0cm,两板间距d=1.Ocm,两板 间vo=2.O x 107mi/s从两板正中央射10-31 kg。求：电子离开金属板时的

9、侧向位移y的大小；电子飞出电场时的速度 v的大小；电子离开电场后，打在荧光屏上的p点，若荧光屏距金属板右端距离S=10cm求op的长度？16. (13分)如图所示，坐标系 xOy在竖直平面内，x轴上、下方分别有垂直于纸面向外的 磁 感应强度为 B=Bo和R=3B)的足够大匀强磁场。今有一质量为 m电荷量为q的带正电荷粒子(不计重力)，在xOy平面内，自图中 O点出发，以初速度 vo沿与x轴成30角斜向上射入磁场。求：(1)粒子从O点射出到第二次通过 x轴的过程中所经历的时间t ； * (2)粒子第二次通过 x轴时的位置坐标。 B. *17. (6分)如图所示，光滑平行导轨MN PQ固定在水平面

10、上，导轨间的距离 l=0.6m，左端接电阻R=0.9 Q,导轨电阻不计。 导轨所在空间存在垂直于水平面向下的匀强磁场，磁感应强度B=0.1T。现将一根阻值为 r=0.1 Q的金属棒置于导轨上，它与导轨接触良好，用一 水平向右的拉力使金属棒沿导轨向右做速度v=5.0m/s的匀速直线运动。求：(1) 金属棒切割磁感线产生的感应电动势的大小;x K K M(2 )通过电阻R的电流大小和方向；(3) 拉力F的大小。18. (8分)如图所示，MN表示真空中垂直于纸面的平板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向 垂直纸面向里，磁感应强度大小为 Bo 一带电粒子从平板上的狭缝 O处以垂直于平板的初速度v射入磁场区域

11、，最后到达平板上的P点。已知B、v以及P到O的距离I。粒子重力xxxB不计，求：(1) 粒子的电荷量 q与质量m之比;(2) 粒子在磁场中运动的时间。19. ( 8分)如图所示，A B和C D为真空中两对平行金属板， A、B两板间的电压为 U, C D两板间的电压为 U2。一带电粒子从 A板的小孔进入电场， 粒子的初速度可视为零， 经电场 加速后从B板小孔射出，并沿C、D两板中线进入偏转电场。 已知C D两板之间的距离为 d, 极板长为I。带电粒子的质量为 m,所带电荷量为q，带电粒子所受重力不计。求：(1) 带电粒子从B板射出时速度的大小 v。；c(2) 带电粒子在偏转电场中运动的时间t ;

12、(3 )带电粒子从偏转电场射出时的侧移量y。20. (10分)如图所示，边长 l=1.0m的闭合正方形线圈，其匝数为10匝，线圈的总电阻r=3.0 Q。线圈所在区域存在匀强磁场，磁场方向垂直线圈所在平面向外，磁感应强度大小 随时间变化如图乙所示。(1) 分别求出在 00.2s和0.2s0.3s时间内，线圈中感应电动势的大小；(2) 在丙图中画出线圈中感应电流随时间变化的I-t图像(以线圈中逆时方向为电流正 方向，至少画出两个周期)；(3) 求出这个交流电电流的有效值。21. (10分)如图所示，一质量为 m电荷量为+q的带电小球，用一长为I绝缘细线悬挂于 0点，处于静止状态，现给小球所在的空间

13、加一水平向右的匀强电场(电场未画出)，电场3mg强度 E= 3q , g 取 10m/s2。求:(1) 刚加上电场的瞬间，小球加速度的大小；(2) 小球向右摆动过程中，摆线与竖直方向的最大角度;(3) 小球向右摆动过程中，小球的最大动能。22. (10分)发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户，如果升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器(1) 画出上述输电全过程的线路图.（2） 若发电机的输出功率是100 kW,输出电压是250 V,升压变压器的原、副线圈的匝 数比为1 : 25,求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流（3） 若输电导线中的电功率损失为输入功率的4%,求

14、输电导线的总电阻和降压变压器 原线圈两端的电压（4） 计算降压变压器的输出功率23. （ 10分）光子具有能量，也具有动量。光照射到物体表面时，会对物体产生压强， 这就是“光压”。光压的产生机理如同气体压强：大量气体分子与器壁的频繁碰撞产生了持 续均匀的压力，器壁在单位面积上受到的压力就是气体的压强。设太阳光每个光子的平均 能量为E,太阳光垂直照射地球表面时，在单位面积上的辐射功率为P。已知光速为c,则光子的动量为E/c。求：（1） 若太阳光垂直照射在地球表面，则时间 t内照射到地球表面上半径为r的圆形区域 内太阳光的总能量及光子个数分别是多少？（2） 若太阳光垂直照射到地球表面，在半径为r的

15、某圆形区域内被完全反射（即所有光子均被反射，且被反射前后的能量变化可忽略不计），则太阳光在该区域表面产生的光压（用I表示光压）是多少？（3）有科学家建议利用光压对太阳帆的作用作为未来星际旅行的动力来源。一般情况 下，太阳光照射到物体表面时，一部分会被反射，还有一部分被吸收。若物体表面的反射1 P系数为P,则在物体表面产生的光压是全反射时产生光压的2 倍。设太阳帆的反射系数P =0.8，太阳帆为圆盘形，其半径 r=15m，飞船的总质量 m=100kg，太阳光垂直照射在太阳 帆表面单位面积上的辐射功率 Po=1.4kW，已知光速c=3.0 x 108m/s。利用上述数据并结合第（2）问中的结论，求

16、太阳帆飞船仅在上述光压的作用下，能产生的加速度大小是多少？不考虑光子被反射前后的能量变化。（保留2位有效数字）24. （ 8分）如图所示的曲线表示某一电场的电场线（未表明方向），把一带电荷量为 2X 10-8C的正点电荷从 A点移至B点时，电场力做了 6 x 10-4J的功，且在B点受到电场力为 4x 10-6N,试求：（1 ）在图中标出每根电场线的方向并求出B的场强;（2 ）该电荷在A、B两点中哪一点时的电势能大， 从A点移至B点电势能改变了多少；（3）A、B两点的电势差是多少？25. (8分)如图所示，磁流体发电机的极板相距d 0.2m,极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，B 1.0T。外电

17、路中可变负载电阻R用导线与极板相连。电离气体以速率1100 m s沿极板射入,极板间电离气体等效内阻r 0.1 ,试求此发电机的电动势及最大输出功率。3F方，当空中有方向为水平向右，大小为4E 2 10 N/C的匀强电场时，小球偏转37后处在静止状态。(1)(2)(3)分析小球的带何种电荷； 求小球带电量 q；求剪断细线后带电小球的加速度a。L,横截面积为S, n,电子电量v.O如为27.( 12分)一段粗细均匀的导体长为 图所示，导体单位体积内的自由电子数为 e,通电后，电子定向运动的速度大小为(1) 请用n、e、S、v表示流过导体的电流大小I .(2) 若再在垂直导体的方向上加一个空间足够

18、大的匀强磁场，磁感应强度大小为 根据导体所受安培力推导出导体中某一自由电子所受的洛伦兹力大小的表达式.e、B,试26. ( 10分)如图所示，用 30cm的细线将质量为 m 4 10 kg的带电小球P悬挂在O点正28. (13分)如图所示，两平行光滑的导轨相距l=0.5m，两导轨的上端通过一阻值为 R=0.4Q的定值电阻连接，导轨平面与水平面夹角为B=30o，导轨处于磁感应强度为 B=1T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，一长度恰等于导轨间距、质量为m=0.5kg的金属棒,由图示位置静止释放，已知金属棒的电阻为r=0.1 Q,导轨电阻不计，g=10m/s2。求：(1 )求金属棒释放后，所能

19、达到的最大速度Vm；(2) 当金属棒速度达 v=2m/s时，其加速度的大小；29. (15分)如图所示，真空室内存在宽度为d=8cm的匀强磁场区域，磁感应强bXB d(3) 若已知金属棒达最大速度时，下滑的距离为s=10m,求金属棒下滑过 程中，棒中产生的焦耳热。度B=0.332T,磁场方向垂直于纸面向里；ab、cd足够长，cd为厚度不计的金箔，金箔右侧有一匀强电场区域，电场强度E=3.32 X 105 N/C,方向与金箔成 37角。紧挨边界 ab放一点状粒子放射源S,可沿纸面向各个方向均匀放射初速率相同的粒子，已知：ma =6.64X 10-27Kg, q =3.2 X 10-19C,初速率

20、 v=3.2 X 106 m/s .(sin37 =0.6,cos37 =0.8 )求:粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径R;金箔cd被 粒子射中区域的长度 L ； 设打在金箔上d端离cd中心最远的粒子沿直线穿出金箔进入电场，在电场中运动经t=0.1s(0 t = 3 Q, R3 = 8 Q, F5 = 6 Q.若电源提供的总功率为P 总=30W,电源输出功率为 P出=28.4W，电源内阻r = 0.4 Q,求：rC-1AB间的电压UAb =?L囲IIt电源电动势?1r38. (10分)如图所示的电路中,两平行金属板 A B水平放置,两板间的距离 d=40 cm.电源电动势E=24 V,内阻r=

21、1 Q ,电阻R=15Q 闭合开关S,待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度 vo=4 m/s竖直向上射入板间.若小球电荷量为q=1 x 10-2 C，质量为m=2X 10-2,小球5.0kg的物体由静止开始沿kg,不考虑空气阻力.那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时 恰能到达A板？此时，电源的输出功率多大？K39. (6分)如图所示，用F 15.0N的水平拉力，使质量m光滑水平面做匀加速直线运动.试求：(1)物体运动的加速度 a的大小；(2 )由静止开始计时，物体 5.0 s 内通过的位移x的大小.40. (6分)某人将一个质量 m 0.1kg 的小球从离水平地面高h 20m处以

22、大小v 010m/s的速度抛出，小球落地时的速度大小v 20m/s ,(取重力加速度 g 10m/s 2)试求：(1) 抛出小球的过程中人对小球做的功；(2) 在小球运动的过程中空气阻力对小球做的功.ac=abc2B41. （ 9分）如图所示，半径为 R的1/4圆弧光滑轨道位于竖直平面内，0B沿竖直方向，轨道上端A距地面高度为H，质量为m的小球从A点由静止释放，最后落在水平地面上的C点，不计空气阻力.试求：（1）小球运动到轨道上的B点时对轨道的压力 F ;i（2）小球落地点 C与B点的水平距离s ;!L ；（3）小球落到C点时速度与水平地面间的夹角42、小球A用不可伸长的轻绳悬于0点，在0点的

23、正下方有一固定的钉子B，B距0点的距离0B=d初始时把小球 A拉至与0同一水平面无初速释放，绳长为L, 为使球能绕B点作完整的圆周运动，试求 d的取值范围。43、如图所示，粗细均匀的电阻丝制成的圆环上有A、B C三个点,已知，A B两点等分圆环的周长。用导线把把A、C两点接在一个电源的两端，已知电源的电动势为5V,内电阻为3 Q,电路消耗的总功率为 3W则把A、B两点接在电源上时，圆环消 耗的功率是多少？44、如图所示，水平方向的匀强电场的场强为E,电场区宽度为 L,竖直方向足够长，紧挨着电场的是垂直纸面向外的两个匀强磁场区域，其磁感应强度分别为B和2B。一个质量为m电量为q的带正电的粒子（不

24、计重力）从电场的边界MN上的a点由静止释放，经电场加速后进入磁场，经过 tB = n m / 4qB 时间穿过中间磁场，进入右 边磁场，然后按某一路径再返回到电场的边界MN上的某一点b （虚线a.为场区的分界面），求：中间磁场的宽度 d带电粒子从a点到b点共经历的时间tabD及一个小灯泡L组成一个闭合R=6W内阻r=4 Q,小灯泡的额45 （10分）如图7所示，一电源和一个电动机 回路。已知电源的内阻 rc=2Q，电动机额定功率图丁定功率P2=I.5W .额定电压 U=3V.如果合上开关，电动机和小灯泡刚好都能正常工作，求：(1) 电源的电动势E;(2) 电动机的效率。46. (10分)一木块

25、放在光滑的水平地面上，一子弹以某一初速度水平射入木块，并和 木块一起以共同速度沿水平地面运动已知木块的质量是子弹质量的k倍，且子弹射入木块过程中产生的热量有2/5被子弹吸收，子弹的温度因此升高了TC.设子弹的比热为 C,求子弹射入木块前的速度.47. (10分)如图6所示，A、B、C D是边长为L的正方形的四个顶点，0是正方形对角线的交点.在A点固定着一个电量为+Q的点电荷，在 B点固定着一个电电荷量为 -2Q 的点电荷，已知静电力常量为k.(1) 求0点场强大小。(2) 若将一电量为q=2X 10-6C的负点电荷由电场中零电势点P处(P点在图中未5画出)移到C点，电场力做的功 W=-2 X

26、10 J,求C点的电势。48 . (12分)如图8所示，两根无阻导轨与水平面成B=37角放置，两导轨间距离为d=0.5m，在导轨上垂直于导轨水平放一根质量m=0.2kg、长度略大于 d、电阻R=4Q的均匀金属杆，导轨下端与一个内阻r=l Q电动势未知的电源两极相连，杆与导轨问最大静摩擦力fm=15N.当导轨间有竖直向上、磁感强度为B=2T的匀强磁场时，杆与导轨间刚好无摩擦力求：(1) 电源的电动势E.(2) 若将磁场改为垂直于导轨平面向下，要保证导轨不滑动，磁感强度的大小不得超过 多少？(g=10m/s , sin37 =0.6 )。49。(12分)如图9所示，能发射电子的阴极 k和金属板P之

27、间所加电压为 右侧有一平行板电容器，已知平行板的板长为L,板间距离为d,且电容器的上极板带负电荷，下极板带等量的正电荷，在两极板间还存在有垂直于纸面的匀 强磁场。从阴极 k发出的电子经kP之间的电场加速后从 p板上的小孔0射出, 然后射入电容器并刚好从两板正中间沿直线00射出电容器，如果在电子进入电容器前撤去板间电场而不改变磁场，则电子刚好能从平行板的右侧边缘射出， 不计电子初速、重力和电子间的相互作用，且整个装置放在真空中。求：(1)匀强磁场的磁感强度的方向；(2)加在电容器两板间的电压。50. 如图10所示，电源电动势 E=10V,内阻r=0.5 Q, “ 8V, 16W的灯泡恰好能正常发

28、光， 电动机M绕组的电阻 R)=1 Q，求：(1)电源的总功率 Pi； (2)电源的输出功率 P2； (3)电 动机的总功率 R; (4)电动机的输出功率 P4。E = L A M51. 如图11所示，在厚铅板 A表面上放有一放射源 M它向各个方向射出相同速率的质量 为m电量为q的粒子(重力可忽略不计的电子)。为了测出 粒子的射出速率，在金属网 B与A板之间加电压 U( A板电势低)，发现荧光屏 C上有半径为R的圆形亮斑，知道 A、B 间的距离为d, B、C间距离为L。A；BCI M=-6 X 10-4J(3) 由 UAb= WAB/q 知，UAb=3X 10-4V25. S断开，粒子匀速运动

29、时，两板间的电势差U等于电动势，则qvB qE,E U d ,U Bvd 220V ；I2Ur r，P I 2R ； PU2，当 R r 时，Pmur 121kW,(R r)4rR26、( 1)正，(2) 1.510 6C，(3) 12.5m/s227. (12 分)解：(1)导体中电流大小：I=q/t取t时间，该时间内通过导体某一截面的自由电子数为nSVt该时间内通过导体该截面的电量为n SVte代入上式得：I=q/t= nSVe(2)该导体处于垂直于它的匀强磁场中所受到的安培力：F=ILB又I= nSVe代入上式得：F=BneSVL安培力是洛伦兹力的宏观表现，即某一自由电子所受的洛伦兹力f

30、=F/N式中N为该导体中所有的自由电子数N=nSL由以上几式得：f=eVB28.解：(13 分)(1)最大速度时，合力为零mgsin 0 =F 安=BIL则Rm V 0.2mBq20cm（2分）（2）设cd中心为0,向c端偏转的粒子，当圆周轨迹与cd相切时偏离 0最远,设切点为P,对应圆心0,如图所示,则由几何关系得：OP SA,R2 （R d）2 16cm（3分）i=EBLVmaxvmaxmgR总 sinb2l25（m/ s）（2） F安 B2L2vR总总、KN）F合mg sinmaa 3m/s2（3 ）动能定理mgh Q - mv；22max18.75 J棒产生的热量为Q=-RQ=3.75J r29.（ 15 分）解：（1）粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即q vBv2（2 分）向d端偏转的 粒子，当沿Sb方向射入时，偏离 0最远，设此时圆周轨迹与 cd交于Q点，对应圆心 Q, 如图所示，则由几何关系得：QQR2 （R d）2 16cm（3 分）故金箔cd被粒子射中区域的长度 L= PQ OP QQ 32cm（1 分）（3）设从Q点穿出的粒子的速度为V，因半径0Q/场强E,则V丄E,故穿出的粒子在电场中做类平抛运动，轨迹如图所示。（1分）沿速度V方向做