高中物理试题

如图所示，在坐标系xOy第二象限内有一圆形匀强磁场区域(图中未画出)，磁场方向垂直xOy平面．在x轴上有坐标(－2l₀,0)的P点，三个电子a、b、c以相等大小的速度沿不同方向从P点同时射入磁场区，其中电子b射入方向为＋y方向，a、c在P点速度与b速度方向夹角都是θ＝ .电子经过磁场偏转后都垂直于y轴进入第一象限，电子b通过y轴Q点的坐标为y＝l₀，a、c到达y轴时间差是t₀.在第一象限内有场强大小为E，沿x轴正方向的匀强电场．已知电子质量为m、电荷量为e，不计重力．求：

(1) 电子在磁场中运动轨道半径和磁场的磁感应强度B.
(2) 电子在电场中运动离y轴的最远距离x.
(3) 三个电子离开电场后再次经过某一点，求该点的坐标和先后到达的时间差Δt.

如图（a）所示，平行金属板和间的距离为，现在、板上加上如图（b）所示的方波形电压，=0时板比板的电势高，电压的正向值为，反向值也为，现有由质量为的带正电且电荷量为的粒子组成的粒子束，从的中点以平行于金属板方向的速度不断射入，所有粒子不会撞到金属板且在间的飞行时间均为，不计重力影响。试求：

（1）粒子射出电场时的速度大小及方向；
（2）粒子打出电场时位置离点的距离范围；
（3）若要使打出电场的粒子经某一垂直纸面的圆形区域匀强磁场偏转后，都能到达圆形磁场边界的同一个点，而便于再收集，则磁场区域的最小半径和相应的磁感强度是多大？

两个质量都是=0.4kg的砂箱A、B并排放在光滑的水平桌面上，一颗质量为=0.1kg的子弹以=140m/s的水平速度射向，如图所示.射穿后，进入并同一起运动，测得、落点到桌边缘的水平距离=1∶2，求：

（1）沙箱离开桌面的瞬时速度；（2）子弹在砂箱､中穿行时系统一共产生的热量.

如图所示，在倾角为的光滑斜面上端系有一劲度系数为200N/m的轻质弹簧，弹簧下端连一个质量为2kg的小球，球被一垂直于斜面的挡板A挡住，此时弹簧没有形变．若挡板A以4m/s²的加速度沿斜面向下做匀加速运动，取，则
 

A．小球从一开始就与挡板分离	B．小球速度最大时与挡板分离
C．小球向下运动0.01 m时与挡板分离	D．小球向下运动0.02m时速度最大

如图所示，在一二象限内范围内有竖直向下的运强电场E，电场的上边界方程为。在三四象限内存在垂直于纸面向里、边界方程为的匀强磁场。现在第二象限中电场的上边界有许多质量为m，电量为q的正离子，在处有一荧光屏，当正离子达到荧光屏时会发光，不计重力和离子间相互作用力。

（1）求在处释放的离子进入磁场时速度。
（2）若仅让横坐标的离子释放，它最后能经过点，求从释放到经过点所需时间t.
（3）若同时将离子由静止释放，释放后一段时间发现荧光屏上只有一点持续发出荧光。求该点坐标和磁感应强度。

今年的春节联欢晚会上“小彩旗”四个小时的旋转引起网络热议，有美国网友想到了“我究竟以什么样的速度沿着地球自转轴旋转呢？”并绘制出了不同纬度处沿地球自转的切向速度图（不考虑公转影响），如图所示，则下面说法正确的是（    ）

A．从图像中可知只要知道了地球上某位置随地球自转的线速度，就可以确定该点的纬度

B．从图像可知在赤道面近地环绕卫星的线速度约为1050英里/小时

C．若已知“小彩旗”所在的纬度，就可以从图像中得到她在舞台上旋转的线速度

D．坐在“春晚”现场观看表演的观众，他们随地球自转的向心加速度大小相等

某放置在真空中的装置如图甲所示，水平放置的平行金属板A、B中间开有小孔，小孔的连线与竖直放置的平行金属板C、D的中心线重合。在C、D的下方有如图所示的、范围足够大的匀强磁场，磁场的理想上边界与金属板C、D下端重合，其磁感应强度随时间变化的图象如图乙所示，图乙中的为已知，但其变化周期未知。已知金属板A、B之间的电势差为，金属板C、D的长度均为L，间距为。质量为m、电荷量为q的带正电粒子P（初速度不计、重力不计）进入A、B两板之间被加速后，再进入C、D两板之间被偏转，恰能从D极下边缘射出。忽略偏转电场的边界效应。

（1）求金属板C、D之间的电势差U_CD。
（2）求粒子离开偏转电场时速度的大小和方向。
（3）规定垂直纸面向里的磁场方向为正方向，在图乙中t=0时刻该粒子进入磁场，并在时刻粒子的速度方向恰好水平，求磁场的变化周期T₀和该粒子从射入磁场到离开磁场的总时间t_总。

如图所示，与纸面垂直的竖直面MN的左侧空间中存在竖直向上场强大小为的匀强电场（上、下及左侧无界）。一个质量为、电量为的可视为质点的带正电小球，在时刻以大小为的水平初速度向右通过电场中的一点P，当时刻在电场所在空间中加上一如图所示随时间周期性变化的磁场，使得小球能竖直向下通过D点，D为电场中小球初速度方向上的一点，PD间距为，D到竖直面MN的距离DQ为.设磁感应强度垂直纸面向里为正.

（1）试说明小球在0—时间内的运动情况,并在图中画出运动的轨迹；
（2）试推出满足条件时的表达式（用题中所给物理量、、、、来表示）；
（3）若小球能始终在电场所在空间做周期性运动.则当小球运动的周期最大时，求出磁感应强度及运动的最大周期的表达式（用题中所给物理量、、、来表示）。

有一个竖直固定在地面的透气圆筒，筒中有一劲度系数为的轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为的薄滑块，圆筒内壁涂有一层新型智能材料─—ER流体，它对滑块的阻力可调。起初，滑块静止，ER流体对其阻力为0，弹簧的长度为L.现有一质量也为的物体从距地面2L处自由落下，与滑块碰撞后粘在一起向下运动。为保证滑块做匀减速运动，且下移距离为时速度减为0，ER流体对滑块的阻力须随滑块下移而变。试求（忽略空气阻力）：

（1）下落物体与滑块碰撞前的瞬间物体的速度;
（2）下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能；
（3）滑块下移距离d时ER流体对滑块阻力的大小。

如图所示，在xoy平面内，第Ⅲ象限内的直线OM是电场与磁场的边界，OM与负x轴成45°角．在x＜0且OM的左侧空间存在着负x方向的匀强电场E，场强大小为0.32N/C； 在y＜0且OM的右侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场B，磁感应强度大小为0.1T．一不计重力的带负电的微粒，从坐标原点O沿y轴负方向以v₀=2×10³m/s的初速度进入磁场，最终离开电磁场区域．已知微粒的电荷量q=5×10^-18C，质量m=1×10^-24kg，求：

（1）带电微粒第一次经过磁场边界的位置坐标；
（2）带电微粒在磁场区域运动的总时间；
（3）带电微粒最终离开电、磁场区域的位置坐标．

（1）某同学欲将量程为200μA的电流表G改装成电压表。

①该同学首先采用如图所示的实验电路测量该电流表的内阻R_g，图中R₁、R₂为电阻箱。他按电路图连接好电路，将R₁的阻值调到最大，闭合开关S₁后，他应该正确操作的步骤是       。（选出下列必要的步骤，并将其序号排序）
a．记下R₂的阻值
b．调节R₁的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度
c．闭合S₂，调节R₁和R₂的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半
d．闭合S₂，保持R₁不变，调节R₂的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半
②如果按正确操作步骤测得R₂的阻值为500Ω，则R_g的阻值大小为    ；（填写字母代号）

A．250Ω

B．500Ω

C．750Ω

D．1000Ω

③为把此电流表G改装成量程为2.0V的电压表，应选一个阻值为    Ω的电阻与此电流表串联。          

（I）①在《验证二力合成的平行四边形定则》实验中，我们需要对使用的两只弹簧秤进行校对，看两只弹簧秤是否完全相同，校对的方法是
A．看两只弹簧秤的外形是否一样，是否由同一厂家生产
B．把两只弹簧秤的钩子互钩着水平地拉动，看两者示数是否完全相同
C．把两只弹簧秤的钩子互钩着一上一下竖直地拉动，看两者示数是否相同
D．把两只弹簧秤的钩子互钩着，任意地拉动，看两者示数是否完全相同
②在《验证二力合成的平行四边形定则》实验中，下列做法有利于减小误差的有
A．F₁、F₂两个力的夹角尽可能大一些
B．F₁、F₂两个力越大越好
C．在拉橡皮条时，弹簧秤的外壳不要与纸面接触，产生摩擦
D．拉力F₁、F₂的方向应与纸面平行，弹簧及钩子不与弹簧秤的外壳及纸面接触，产生摩擦
（Ⅱ）为了较准确地测量某电子元件的电阻，某实验小组做如下测量。
①用多用表测量该元件的电阻，选用“×l0”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转很小，因此需选择       倍率的电阻挡（填“×l”或“×l00”），并           ，再进行测量，若多用表中的电池旧了，用它测得的电阻值将          （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
②若用多用表测得该元件的电阻大约为1500Ω，现在要进一步精确测量其电阻，有以下器材：
A．待测元件R；（阻值约为1500Ω）
B．电流表（量程5mA，内阻约5Ω）
C．电阻箱（9999.9Ω，0.02 A）
D．直流电源（电动势约为20 V，内阻约0.5Ω）
E．单刀双掷开关一个，导线若干
实验小组有同学设计了如下电路进行测量。
在闭合S前，先把R打_____（填“最大值”或“最小值”），然后把k打1，____，再把k打2，则R_x=____（用实验中获得的物理量来表示。）

（III）两只完全相同的表头G，分别改装成一只电流表和一只电压表，一位同学不小心做实验时误将两只表串起来连接在一闭合电路中，接通电路后两只表的指针可能出现下列哪种现象
A．电流表的指针偏转，电压表的指针不偏转
B．两表指针偏转角度相同
C．两表指针都偏转，电压表的指针偏转角度比电流表大得多
D．两表指针都偏转，电流表的指针偏转角度比电压表大得多

如图所示区域内存在匀强磁场，磁场的边界由x轴和曲线围成（x≤2m），现把一边长为2m的正方形单匝线框以水平速度v=l0m/s水平匀速地拉过该磁场区，磁场区的磁感应强度为0.4T，线框电阻R=0.5Ω，不计一切摩擦阻力，则

A．水平拉力F的最大值为8N

B．拉力F的最大功率为12.8W

C．拉力F要做25.6J的功才能让线框通过此磁场区

D．拉力F要做12.8J的功才能让线框通过此磁场区

如下图所示，光滑水平面MN左端挡板处有一弹射装置P，右端N与处于同一高度的水平传送带之间的距离可忽略，传送带水平部分NQ的长度L=8m，皮带轮逆时针转动带动传送带以v = 2m/s的速度匀速转动。MN上放置两个质量都为m =" 1" kg的小物块A、B，它们与传送带间的动摩擦因数μ = 0.4。开始时A、B静止，A、B间压缩一轻质弹簧，其弹性势能E_p =" 16" J。现解除锁定，弹开A、B，并迅速移走弹簧。取g=10m/s²。

（1）求物块B被弹开时速度的大小；
（2）求物块B在传送带上向右滑行的最远距离及返回水平面MN时的速度v_B′；
（3）A与P相碰后静止。当物块B返回水平面MN后，A被P弹出，A、B相碰后粘接在一起向右滑动，要使A、B连接体恰好能到达Q端，求P对A做的功。

如图所示，水平地面上方有一绝缘弹性竖直薄档板，板高h="3" m，与板等高处有一水平放置的小篮筐，筐口的中心距挡板s="1" m。整个空间存在匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B=1T，而匀强电场未在图中画出；质量m=1×10^-3kg、电量q=﹣1×10^-3C的带电小球(视为质点)，自挡板下端的左侧以某一水平速度v₀开始向左运动，恰能做匀速圆周运动，若小球与档板相碰后以原速率弹回，且碰撞时间不计，碰撞时电量不变，小球最后都能从筐口的中心处落入筐中。(g取10m/s²，可能会用到三角函数值sin37°=0.6，cos37°=0.8)。试求：

（1）电场强度的大小与方向；
（2）小球运动的可能最大速率；
（3）小球运动的可能最长时间。