高中物理计算题2

高中物理计算题高中物理计算题高中物理计算题绝密★启用前2014-2015学年度学校3月月考卷试卷副标题考试范围：题号

xxx；考试时间：一二

100分钟；命题人：xxx三总分得分注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题）请点击改正第I卷的文字说明第II卷（非选择题）请点击改正第II卷的文字说明评卷人得分一、计算题（题型说明）1．（原创）（18分）如图甲所示，平行放置的金属板A、B间电压为U0，中心各有一个小孔P、Q；平行放置的金属板C、D间电压变化规律如图乙，板长和板间距均为L；粒子接收屏M与D板夹角为127.现从P点处连续不断地有质量为m、带电量为＋q的粒子放出（粒子的初速度可忽略不计）,经加快后从Q点射出，贴着C板并平行C板射入,经周期T粒子恰巧经过C、D间电场（粒子间互相作使劲忽略不计，重力不计，sin370.6，cos370.8）.（1）T与上述物理量之间应知足怎样的关系；（2）若在t＝0时刻进入C、D间电场的粒子恰从D板边缘飞出，则U为多少并求此粒子射出时的速度v；T（3）在（2）的条件下，欲使从C、D间飞出的粒子汇聚在M板上某一点，并使在t2时刻进入C、D间的粒子垂直打在M板上，可在C、D右侧某处加一垂直纸面的匀强磁场，试求磁感觉强度B的大小和磁场的最小面积Smin.2．以以下列图，坐标系xOy在竖直平面内，水平轨道AB和斜面BC均圆滑且绝缘，AB和BC的长度均为L，斜面BC与水平川面间的夹角θ=60，有一质量为m、电量为+q的带电小球（可看作质点）被放在A点．已知在第一象限散布着互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上，场富强小E2mg，磁场垂直纸面向外，磁感觉强度大小q为B；在第二象限散布着沿x轴正向的匀强电场，场富强小未知．现将放在A点的带电小球由静止释放，恰能抵达C点，问1）分析说明小球在第一象限做什么运动；2）小球运动到B点的速度；3）第二象限内匀强电场的场强E1．3．（17分）如图甲所示，电阻不计，间距为l的平行长金属导轨置于水平面内，阻值为R的导体棒ab固定连结在导轨左端，另一阻值也为R的导体棒ef垂直放置到导轨上，ef与导轨接触优秀，并可在导轨上无摩擦搬动。现有一根轻杆一端固定在ef中点，另一端固定于墙上，轻杆与导轨保持平行，ef、ab两棒间距为d。若整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，且从某一时刻开始，磁感觉强度B随时间t按图乙所示的方式变化。（1）求在0～to时间内流过导体棒ef的电流的大小与方向；（2）求在to2to时间内导体棒ef产生的热量；（3）to时刻杆对导体棒ef的作使劲的大小和方向。4．（16分）以以下列图，坐标系xoy在竖直平面内，y轴的正方向竖直向上，y轴的右侧广大空间存在水平向左的匀强电场E1=2N/C，y轴的左侧广大空间存在匀强电场，磁场方向垂直纸面向外，B=1T，电场方向竖直向上，E2=2N/C。t=0时刻，一个带正电的质点在O点以v=2m/s的初速度沿着与x轴负方向成450角射入y轴的左侧空间，质点的电量为q=10-6C，质量为m=2×10-7kg，重力加快度g=10m/s2。求：（1）质点从O点射入后第一次经过y轴的地点；（2）质点从O点射入到第二次经过y轴所需时间；（3）质点从O点射入后第四次经过y轴的地点。5．（18分）如图，坐标系xOy在竖直平面内，第一象限内散布匀强磁场，磁感觉强度大小为B，方向垂直纸面向外；第二象限内散布着沿x轴正方向的水平匀强电场，场富强小EB2qL，质量6m为m、电荷量为＋q的带电粒子从A点由静止释放，A点坐标为（L，3L），在静2电力的作用下以必然速度v进入磁场，最后落在x轴上的P点.不计粒子的重力．求：YyABEOPx(1)带电粒子进入磁场时的速度v大小．(2)P点与O点之间的距离．6．（14分）以以下列图，在xoy平面内，在x>0范围内以x轴为电场和磁场的界线，在x<0范围内以第Ⅲ象限内的直线OM为电场与磁场的界线，OM与x轴负方向成θ=45°角，在界线的下方空间存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感觉强度大小为B=，在界线的上方有沿y轴正方向的匀强电场，场富强小为E=32N/C；在y轴上的P点有一个不计重力的带电微粒，以沿3x轴负方向的初速度v0=2×10m/s射出，已知OP=，微粒所-18-24带电荷量q=-5×10C，质量m=1×10kg，求：带电微粒第一次进入电场时的地点坐标；带电微粒从P点出发到第三次经过电磁场界线经历的总时间；带电微粒第四次经过电磁场界线时的速度大小。7．如图甲所示，在磁感觉强度为B的水平匀强磁场中，有两根竖直放置相距为L平行圆滑的金属导轨，顶端用一阻直为R的电阻相连，两导轨所在的竖直平面与磁场方向垂直。一根质量为m的金属棒从静止开始沿导轨竖直向下运动，当金属棒下落龙时，速度达到最大，整个过程中金属棒与导轨保持垂直且接触优秀。重力加快度为g，导轨与金属棒的电阻可忽略不计，设导轨足够长。求：（l）经过电阻R的最大电流；（2）从开始到速度最大过程中，金属棒战胜安培力做的功WA；3）若用电容为C的平行板电容器代替电阻R，如图乙所示，仍将金属棒从静止释放，经历时间t的刹时速度v1。8．以以下列图，在石轴上方存在匀强磁场，磁感觉强度为B，方向垂直纸面向内。在x轴下方存在匀强电场，方向竖直向上。一个质量为m，电荷量为q，重力不计的带正电粒子从y轴上的a(h、0)点沿y正方向以某初速度开始运动，一段时间后，粒子与x轴正方向成45°进入电场，再次经过y轴的b点时速度方向恰巧与y轴垂直。求：1）粒子在磁场中运动的轨道半径厂和速度大小v1；2）匀强电场的电场强度大小E；（3）粒子从开始到第三欢经过x轴的时间t总9．以以下列图，在足够长的绝缘板MN上方距离为d的O点处，水平向左发射一个速率为v0，质量为m、电荷为q的带正电的粒子（不考虑粒子重力）。1）若在绝缘板上方加一电场强度大小为电粒子打到板上距P点的水平距离（已知

mv20、方向竖直向下的匀强电场，求带2qdOPMN）；（2）若在绝缘板的上方只加一方向垂直纸面，磁感觉强度Bmv0的匀强磁场，求：qd①带电粒子在磁场中运动半径；②若O点为粒子发射源，能够在纸面内向各个方向发射带电粒子（不考虑粒子间的互相作用），求发射出的粒子打到板上的最短时间。10．以以下列图为质谱仪上的原理图，M为粒子加快器，电压为U＝5000V；N为速度选1择器，磁场与电场正交，磁感觉强度为B1＝，板间距离为d＝；P为一个边长为l的正方形abcd的磁场区，磁感觉强度为B2＝，方向垂直纸面向外，其中dc的中点S开有小孔，外侧紧贴dc放置一块荧光屏。今有一比荷为q108ckg的正离子从静止开始m经加快后，恰巧经过速度选择器，从a孔以平行于ab方向进入abcd磁场区，正离子刚好经过小孔S打在荧光屏上。求：1）粒子走开加快器时的速度v；2）速度选择器的电压U2；3）正方形abcd边长l。11．以以下列图，用电阻为R的硬导线做成一边长为L的方框。将方框放在绝缘的水平木板上，与木板最大的摩擦力为fm。在方框右半部加上平均增加的竖直向下的磁场所区中，磁感觉强度Bkt。求：1）导线中感觉电流的大小；2）经过多少时间方框开始运动。12．以以下列图，在竖直平面内有两个等量的异种点电荷，其电荷量分别为＋Q、－Q，固定在同一个水平直线上相距为3l的A、B两点。在AB连线的垂直均分线有固定光滑竖直绝缘杆，在C点有一个质量为m、电荷量为－q小环（可视为点电荷）静止释放。已知ABC组成正三角形，求：（1）在C点杆对小环的作使劲大小；（2）小环滑到D点的速度大小。13．以以下列图，质量m＝kg，电阻R＝Ω，长度L＝m的导体棒ab横放在U型金属11框架上．框架质量m2＝kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数u＝，相距m的MM′、NN′互相平行，电阻不计且足够长．电阻R2＝Ω的MN垂直于MM′整.个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感觉强度B＝T．垂直于ab施加F＝2N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，向来与MM′、NN′保持优秀接触，当ab运动到某处时，框架恰巧开始运动．设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2.(1)求框架开始运动时ab速度v的大小；(2)从ab开始运动到框架恰巧开始运动的过程中，MN上产生的热量Q＝J，求该过程ab位移x的大小．14．以以下列图,宽度L=1m的足够长的U形金属框架水平放置,框架处在竖直向上的匀强磁场中,磁感觉强度B=1T,框架导轨上放一根质量m=kg、电阻R=Ω的金属棒ab,棒ab与导轨间的动摩擦因数μ=.现用功率为6W的牵引力F使棒从静止开始沿导轨运动(ab棒向来与导轨接触优秀且垂直)。当棒的电阻R产生热量Q=J时获得牢固速度,此过程中,经过棒的电荷量q=C(框架电阻不计,g取10m/s2).问:(1)ab棒达到的牢固速度为多大(2)ab从静止抵达牢固速度的时间为多少15．以以下列图所示，两圆滑金属导轨，间距d＝，在桌面上的部分是水平的，处在磁感觉强度B＝、方向竖直向下的有界磁场中，电阻R＝3Ω，桌面高H＝，金属杆ab质量

m＝、电阻r＝1Ω，在导轨上距桌面h＝高处由静止释放，落地点距桌面左侧缘的水平距s＝，g＝10m/s2，求：金属杆刚进入磁场时，R上的电流大小和方向；整个过程中R上放出的热量．16．在范围足够大，方向竖直向下的匀强磁场中，宽度为L＝m，以以下列图，框架上放置一质量为

B＝T，有一水平放置的圆滑框架，kg，电阻为1Ω的金属杆cd，框架电阻不计．若cd杆以恒定加快度a＝2m/s2，由静止开始做匀变速运动，则在5s内平均感觉电动势是多少第5s末，回路中的电流多大第5s末，作用在cd杆上的水平外力多大17．发电站经过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户降压变压器都可视为理想变压器)，输电全过程的线路图以以下列图，求：

(升压变压器和若发电机的输出功率是100kW，输出电压是250V，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；若输电导线中的电功率损失为输入功率的4%，求输电导线的总电阻。18．（14分）如图A.，M、N、P为直角三角形的三个极点，∠M＝37°，MP中点处固定一电量为Q的正点电荷，MN是长为a的圆滑绝缘杆，杆上穿有一带正电的小球（可视为点电荷），小球自N点由静止释放，小球的重力势能和电势能随地点x（取M点处＝0）的变化图像如图B.所示，取sin37＝°，cos37°。＝

x1）图B中表示电势能随地点变化的是哪条图线2）求势能为E1时的横坐标x1和带电小球的质量m；（3）已知在x1处时小球与杆间的弹力恰巧为零，求小球的电量q；（4）求小球运动到M点时的速度。19．(18分)以以下列图，在坐标系xOy内有一半径为a的圆形地区，圆心坐标为O1（a，0），圆内散布有垂直纸面向里的匀强磁场。在直线y＝a的上方和直线x＝2a的左侧地区内，有一沿y轴负方向的匀强电场，场富强小为E。一质量为m、电荷量为+q（q＞0）的粒子以速度v从O点垂直于磁场方向射入，当速度方向沿x轴正方向时，粒子恰巧从O1点正上方的A点射出磁场，不计粒子重力。1）求磁感觉强度B的大小；2）粒子在第一象限内运动到最高点时的地点坐标；（3）若粒子以速度v从O点垂直于磁场方向射入第一象限，当速度方向沿x轴正方向的夹角=30°时，求粒子从射入磁场到最后走开磁场的时间t。20．（12分）以以下列图，图a表示，空间有一宽为2L的匀强磁场所区，磁感觉强度为B，方向垂直纸面向外。abcd是由平均电阻丝做成的边长为L的正方形线框，总电阻为R。线框以垂直磁场界线的速度v匀速经过磁场所区。在运动过程中，线框ab、cd两边始终与磁场界线平行。线框刚进入磁场的地点x=0，x轴沿水平方向向右。求：1）cd边刚进入磁场时，ab两头的电势差，并指明哪端电势高；2）线框穿过磁场的过程中，线框中产生的焦耳热；（3）在b图中，画出ab两头电势差Uab随距离变化的图像。其中U0BLv。21．（20分）如图，直线MN上方有平行于纸面且与MN成45。的有界匀强电场，电场强度大小未知；MN下方为方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场，磁感觉强度大小为B。今从MN_上的O点向磁场中射入一个速度大小为v、方向与MN成45角的带正电粒子，该粒子在磁场中运动时的轨道半径为R。若该粒子从O点出发记为第一次经过直线MN，而第五次经过直线MN时恰巧又经过O点。不计粒子的重力。求：（1）电场强度的大小；（2）该粒子从O点出发，第五次经过直线MN时又经过O点的时间；（3）该粒子再次从O点进入磁场后，运动轨道的半径。22．（19分）如图a所示的平面坐标系xOy，在整个地区内充满了匀强磁场，磁场方向垂直坐标平面，磁感觉强度B随时间变化的关系如图b所示。开始时刻，磁场方向垂直纸面向内（如图），t=0时刻有一带正电的粒子（不计重力）从坐标原点O沿x轴正向进入磁场，初速度为

v0=2×103m/s。已知带电粒子的比荷为

q

1.0104C/kg，其余相关m数据见图中标示。试求：（1）t14104s时粒子所处地点的坐标（x1，y1）；3（2）带电粒子进入磁场运动后第一次抵达y轴时离出发点的距离h；（3）带电粒子可否还能够返回原点若是能够，求返回原点经历的时间t′。23．（17分）以以下列图，无量长金属导轨EF、PQ固定在倾角为θ=53°的圆滑绝缘斜面上，轨道间距L=1m，底部接入一阻值为R=Ω的定值电阻，上端张口。垂直斜面向上的匀强磁场的磁感觉强度B=2T。一质量为m=0.5kg的金属棒ab与导轨接触优秀，ab与导轨间动摩擦因数μ=，ab连入导轨间的电阻r=Ω，电路中其余电阻不计。现用一质量为M=2.86kg的物体经过一不可以伸长的轻质细绳绕过圆滑的定滑轮与ab相连。由静止释放M，当M下落高度h=m时，ab开始匀速运动（运动中ab向来垂直导轨，并接触优秀）。不计空气阻力，sin53°=，cos53°=，取g=10m/s2。求：（1）ab棒沿斜面向上运动的最大速度vm；（2）ab棒从开始运动到匀速运动的这段时间内电阻R上产生的焦耳热QR和流过电阻R的总电荷量q。24．以以下列图，两足够长平行圆滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角θ＝30°，导轨电阻不计。磁感觉强度为B=2T的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为L=0.5m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且向来与导轨电接触优秀，金属棒ab的质量m=1kg、电阻r=1Ω。两金属导轨的上端连结右端电路，灯泡电阻R＝4Ω，定L值电阻RR2＝12Ω，重力加快度为g=10m/s2，现闭合开关，将金属1＝2Ω，电阻箱电阻棒由静止释放，下滑距离为s0=50m时速度恰达到最大，试求：1）金属棒下滑的最大速度vm；2）金属棒由静止开始下滑2s0的过程中整个电路产生的电热Q。25．以以下列图，带电平行金属板相距为2R，在两板间半径为R的圆形地区内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感觉强度为B，两板及其左侧边缘连线均与磁场界线恰巧相切。一带电粒子（不计重力）沿两板间中心线O1O2从左侧O1点以某一速度射入，沿直线通过圆形磁场所区，尔后恰巧从极板边缘飞出，在极板间运动时间为t0。若仅撤去磁场，质子仍从O1点以相同速度射入，经t0时间打到极板上。求：2（1）两极板间电压U；（2）若两极板不带电，保持磁场不变，带电粒子仍沿中心线O1O2从O1点射入，欲使带电粒子从左侧飞出两板间，入射速度v应知足什么条件。26．以以下列图，在一水平向左的匀强电场中，圆滑绝缘直角三角形斜劈ABC被固定在水平面上，其斜面长L＝1.5m，倾角为θ＝37°。有一个电荷量为-5q＝3×10C、质量为m＝-3A处。g＝10m/s2，sin37°4×10kg的带电小物块（可视为质点）恰能静止在斜面的顶端＝，cos37°＝．求：（1）AB两点间的电势差UAB；（2）若电场强度减小为原来的一半时小物块从A下滑到B的时间t。27．以以下列图，电灯L标有“4V、1W”。滑动变阻器R1总电阻为50Ω，闭合开关S，当滑P滑至某地点时，电流表示数为I1=0.45A，电灯L恰巧正常发光。由于外电路发生故障，电灯L突然熄灭，此时电流表示数变为I2=0.5A，电压表示数变为U=10V。电流表和电压表均为理想电表，试求电源电动势E和内电阻r。28．以以下列图，在xoy平面内第Ⅱ象限有沿y轴负方向的匀强电场，场富强小为E3104N/C。y轴右侧有一个界线为圆形的匀强磁场所区，圆心O′位于x轴上，半径为r=，磁场最左侧与y