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如图所示,间距为
的平行光滑金属导轨水平固定,导轨平面处在竖直向下,磁感应强度大小为
的匀强磁场中。导轨左端连接有电容为
的平行板电容器,质量为
、电阻不可忽略的导体棒垂直导轨放置在导轨上,导轨足够长且电阻不计。求:
(1)请画出电容器所带电量
与其两极板间电压
之间的关系图线,并求出电容器所储存的电能
与极板间电压
及电容
的关系式;
(2)某时刻给导体棒一平行于导轨的水平初速度
,则最终导体棒的速度为多大。
类型:解答题
难度系数:较难0.4
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如图所示,直角
为由某种负折射率材料制成的光学元件的横截面,其中
为
边的两个三等分点,且知
边长
。所谓“负折射率材料”,即光从真空射到该材料界面发生折射时,入射光线和折射光线分布在法线同一侧,此时折射角取负值,其余光学规律不变。现有一束单色光,从
点以入射角
射入元件,经元件作用后从
边出射,出射光线恰与入射光线平行,光在真空中的传播速度为
。
(1)求此光学元件对该光束的折射率
的大小;
(2)若保持入射角不变,将入射点平移至
点,请画出光束传播的光路图并求出光束在元件中的传播时间。
类型:解答题
难度系数:较难0.4
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如图所示,在倾角
的光滑固定斜面上固定有一可绕转轴
在斜面内自由转动的轻杆,杆的两端分别连接着质量为
的小球P和质量为
的小球Q,
OP
的长度
,
OQ
的长度
,重力加速度
取
。现给小球P一个垂直于
且与斜面平行的初速度
,规定转轴
点为零势能点,则此后(
)
A.系统机械能不变恒为
B.当轻杆转至水平位置时,轻杆对球P弹力的大小为
C.当球Q转至最低点时,轻杆对转轴
的弹力为零
D.当球Q转至最低点时,轻杆对转轴
的弹力大小为
类型:多选题
难度系数:较难0.4
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(1)在如图所示的实验装置中,充电后的平行板电容器的A极板与灵敏的静电计相接,极板B接地
若极板B稍向上移动一点,则将观察到静电计指针偏角
______________
,此实验说明平行板电容器的电容随正对面积减小而
_______
;(填“变大”或“变小”)
若极板B稍向左移动一点,则将观察到静电计指针偏角
_______
,此实验说明平行板电容器的电容随距离变大而
_____
,(填“变大”或“变小”)
(2)如图所示为示波管的示意图,以屏幕的中心为坐标原点,建立如图所示的直角坐标系
xoy
,当在
这对电极上加上恒定的电压
,同时在
电极上加上恒定的电压
时,荧光屏上光点的坐标为(4,-1),则当在
这对电极上加上恒定的电压
,同时在
电极上加上恒定的电压
时,荧光屏上光点的坐标为(
_______
,
__________
)
类型:实验题
难度系数:较难0.4
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空间有一沿
x
轴对称分布的电场,其
x
轴上电场强度
E
随
x
变化的图像如图示,取
x
轴正向为电场正方向,下列说法正确的是( )
A.
O
点的电势最低,
x
2
点的电势最高
B.
x
1
和-
x
1
两点的电势相等
C.电子在
x
1
的电势能大于在
x
2
的电势能
D.电子由
x
1
运动到
x
3
电场力先做正功后做负功
类型:单选题
难度系数:较难0.4
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如图所示,空间有一水平向右的匀强电场,电场强度的大小为
E
=1.0×10
4
V/m。该空间有一个半径为
R
=2m的竖直光滑绝缘圆环的一部分,圆环与光滑水平面相切于
C
点,
A
点所在的半径与竖直直径
BC
成37°角。质量为
m
=0.04 kg、电荷量为
q
= +6×10
-5
C的带电小球2(可视为质点)静止于
C
点。轻弹簧一端固定在竖直挡板上,另一端自由伸长时位于
P
点。质量也为
m
=0.04 kg的不带电小球1挨着轻弹簧右端,现用力缓慢压缩轻弹簧右端到
P
点左侧某点后释放。小球1沿光滑水平面运动到
C
点与小球2发生碰撞,碰撞时间极短,碰后两小球黏合在一起且恰能沿圆弧到达
A
点。
P
、
C
两点间距离较远,重力加速度
g
取10 m/s
2
,不计空气阻力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求:
(1)黏合体在
A
点的速度大小;
(2)弹簧的弹性势能;
(3)小球黏合体由
A
点到达水平面运动的时间。
类型:解答题
难度系数:较难0.4
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如图,某一长直的赛道上,一辆
F
1赛车前方198m处有安全车1正以10m/s的速度匀速前进,这时赛车手经过0.2s的反应时间后从静止出发以2m/s
2
的加速度追赶。设各车辆间经过时不会相碰。
(1)求赛车追上安全车1时的速度大小;
(2)求赛车追上之前与安全车1的最远距离;
(3)当赛车刚追上安全车1时,赛车手立即刹车使赛车做匀减速直线运动。某时刻赛车遇到以4m/s的速度同方向匀速前进的安全车2,已知从此时刻起赛车第1s内的位移为12m,第4s内的位移为0.5m。求赛车从第一次追上安全车1到与安全车2第二次相遇经过的时间。
类型:解答题
难度系数:较难0.4
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如图所示,粒子源能不断产生多种比荷不同但电性相同的带电的粒子,带电粒子飘入电压为
的加速电场(宽度为
,带电粒子飘入加速电场的初速度可认为等于零),经加速后从小孔
S
沿平行金属板A、B的中心线射入。已知平行金属板A、B两板间的电压为
,两板的板长均为
,间距为
。不计带电粒子受到的重力,所有的带电粒子都能从A、B板间射出,不考虑带电粒子间的相互作用,设粒子的电荷量为
,质量为
(不同粒子的
和
可以不同),求:
(1)
与
的比值
要满足什么条件?用
和
表示。
(2)利用给出的条件通过计算证明:比荷不同的带电粒子在全过程中的运动轨迹是重合的。
(3)利用给出的条件计算:粒子射出电场时的速度大小表达式。
(以上计算及结果均需要用题目中所给的字母表示)
类型:解答题
难度系数:较难0.4
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如图所示,倾角为的斜面体
置于水平地面上,小物块
置于斜面上,通过绝缘细绳跨过光滑的定滑轮与带正电小球M连接,定滑轮左侧连接物块
的一段细绳与斜面平行,带负电的小球N用绝缘细线悬挂于
点。设两带电小球在缓慢漏电的过程中,两球心始终处于同一水平面上,并且
都处于静止状态,下列说法中正确的是( )
A.地面对
的支持力不变
B.
对
的摩擦力可能减小
C.地面对
的摩擦力一定变大
D.绝缘细绳对N的拉力一定变大
类型:单选题
难度系数:较难0.4
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如图所示,半径
R
=2.8m的光滑半圆轨道
BC
与倾角
θ
=37°的粗糙斜面轨道在同一竖直平面内,两轨道间由一条光滑水平轨道
AB
相连,
A
处用光滑小圆弧轨道平滑连接,
B
处与圆轨道相切.在水平轨道上,两静止小球
P
、
Q
压紧轻质弹簧后用细线连在一起.某时刻剪断细线后,小球
P
向左运动到
A
点时,小球
Q
沿圆轨道到达
C
点;之后小球
Q
落到斜面上时恰好与沿斜面向下运动的小球
P
发生碰撞.已知小球
P
的质量
m
1
=3.2kg,小球
Q
的质量
m
2
=1kg,小球
P
与斜面间的动摩擦因数
μ
=0.5,剪断细线前弹簧的弹性势能
E
p
=168J,小球到达
A
点或
B
点时已和弹簧分离.重力加速度
g
=10m/s
2
,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,不计空气阻力,求:
(1)小球
Q
运动到
C
点时的速度大小;
(2)小球
P
沿斜面上升的最大高度
h
;
(3)小球
Q
离开圆轨道后经过多长时间与小球
P
相碰。
类型:解答题
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