精品解析:江苏省常州市2024-2025学年高三上学期期中考试物理试题
2024-11-10
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2份
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26页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | 常州市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.12 MB |
| 发布时间 | 2024-11-10 |
| 更新时间 | 2026-08-12 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-11-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/48565915.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
常州市2024-2025学年第一学期高三期中质量调研
物 理
2024年11月
注意事项:
1. 本试卷包含选择题和非选择题两部分。考生答题全部答在答题卡上,答在本试卷上无效。本次考试时间为75分钟,满分值为100分。
2. 答题前,请务必将自己的姓名、准考证号(考试号)用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡上,并用2B铅笔将对应的数字标号涂黑。
3. 答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案方框涂黑。如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其它答案。答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置,在其它位置答题一律无效。
一、单项选择题(共11小题,每小题4分,共44分.每小题只有一个选项符合题意)
1. 功率的单位瓦特用基本单位表示应为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据
,,
则有
利用单位运算可知,功率的单位瓦特用基本单位表示应为。
故选D。
2. 空间站中的物体处于完全失重的状态,测量质量往往采用动力学方法:对悬浮在空间站中的物体施加拉力F,测量其加速度a,从而得到物体质量。测得两位宇航员的加速度随拉力变化的a-F图像如图所示,图线1、2与横坐标夹角分别为θ1、θ2,则两人的质量之比m1∶m2等于( )
A. tanθ1∶tanθ2 B. tanθ2∶tanθ1 C. θ1∶θ2 D. θ2∶θ1
【答案】B
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律,有
即
故图像的斜率表示,两人的质量之比等于斜率的反比,即
故选B。
3. 做变速运动的物体,下列情况可能出现的是( )
A. 物体加速度等于0,而其速度变化率却不等于0
B. 物体具有向东的加速度,而速度变化的方向却向西
C. 两物体相比,一个物体加速度较大而其速度却较小
D. 两物体相比,一个物体速度变化较快而其加速度却较小
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据加速度的定义可知,加速度等于速度的变化率,可知,物体加速度等于0,则其速度变化率一定等于0,故A错误;
B.根据加速度的定义式可知,加速度的方向与速度变化量的方向相同,即物体具有向东的加速度,速度变化的方向也向东,故B错误;
C.加速度表示速度变化快慢的物理量,可知,两物体相比,一个物体加速度较大,则其速度可能较小,但其速度一定变化快,即一个物体速度变化较快则其加速度一定较大,故C正确,D错误。
故选C。
4. 如图所示为脚踏自行车的传动装置简化图,甲、乙两轮同轴且无相对转动,传动链条在各轮转动中不打滑,A、B、C分别是甲、乙、丙三轮边缘上的点,则( )
A. 周期 B. 线速度
C. 角速度 D. 向心加速度
【答案】D
【解析】
【详解】C.甲和丙链条转动,所以其线速度大小相等,即
根据
因为
所以
甲乙同轴转动,则二者角速度相等,即
则
故C错误;
A.根据
可得
故A错误;
B.根据
且
可得
故B错误;
D.对甲、丙由
根据,,可得
对甲、乙由
根据,,可得
故
故D正确。
故选D。
5. 三个点电荷A、B、C附近的电场线分布如图所示,则( )
A. 电荷A带负电
B. 电荷C带正电
C. a点的电势比b点的高
D. a点的电场强度比b点的小
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据点电荷电场线分布情况,由电场线从正电荷到负电荷或从正电荷都无穷远处,可知点电荷A为正电荷;从无穷远处指向负电荷,可知电荷C为负电荷,故AB错误;
C.沿着电场线方向电势降低,a点离电荷距离近,b点离电荷距离远,故a点的电势比b点的高,故C正确;
D.电场线越密集的地方场强越大,故a点的电场强度比b点的大,故D错误。
故选C。
6. 电动餐桌的转盘由电动机带动,现施加外力使转盘停止转动,电动机被卡住不转动,假设电动机两端的电压保持不变,则电动机被卡住后与正常工作相比( )
A. 消耗功率变大 B. 发热功率不变
C. 电压与电流比值不变 D. 电流变小
【答案】A
【解析】
【详解】ABD.电动机正常运转时
电动机被卡住后
可知
则被卡后电动机电流I变大,消耗功率IU变大,发热功率I2r变大,选项A正确,BD错误;
C.电动机正常运转时
电动机被卡住后
即被卡后电压与电流比值减小,选项C错误。
故选A。
7. 竞速游泳的出发技术十分重要,如图,某运动员两次跳离出发台时仅速度方向不同,若将运动员视作质点,不计空气阻力。相比之下,第1次起跳( )
A. 最高点速度较大 B. 在空中运动时间较长
C. 入水时速度较大 D. 入水点离出发点较远
【答案】B
【解析】
【详解】A.由于运动员在最高点时,竖直方向上的速度为零(因为竖直方向上是竖直上抛运动,到达最高点时速度为零),所以最高点的速度就等于水平方向上的速度。由图可知第1次起跳比第2次起跳时速度与水平方向的夹角大,故第1次水平方向上的分速度小,因此最高点速度较小,故A错误;
B.设运动员的初速度为,跳台高出水面H,初速度与水平方向的夹角为,那么运动员在空中的运动时间t可以由竖直方向上的竖直上抛运动决定,当抛到最高点时发生的时间为,由加速度公式变换得
当运动员从最高点落到跳台高度时,发生的时间为
运动员从跳台高度处再继续落入水面时,发生的时间为,则有位移公式有
当运动员落到跳台高度时竖直方向的速度为
以上解得
所以运动员在空中运动时间为
由此可以得出初速度与水平方向的夹角越大,在空中运动时间越长,故B正确;
C.由于机械能守恒,运动员在起跳时的动能和势能之和等于入水时的动能和势能之和(这里势能都为零,因为都是相对于出发台的高度)。而两次起跳的初动能是相同的,所以入水时的动能也是相同的,因此入水时速度大小相等,选项C错误;
D.入水点离出发点的距离可以定性的分析,速度大小相同的情况下,当起跳时的速度与水平方向的夹角为时,入水点离出发点最远。如果第2次起跳的速度与水平方向的夹角时,入水点离出发点相比第1次远,故D错误。
故选B。
8. 无人机飞行测试中,其竖直方向运动的x—t图像如图所示,取向上为正,则无人机在0~t0时间内竖直方向分加速度( )
A. 始终向上 B. 先向下再向上
C. 先向上再向下后向上 D. 先向下再向上后向下
【答案】A
【解析】
【详解】图像的斜率表示速度,斜率的正负表示速度方向,斜率的绝对值表示速度大小,由于取向上为正,根据图像可知,无人机先向下做减速运动,此过程竖直方向分加速度方向向上,无人机后来向上做加速运动,此过程竖直方向分加速度方向也向上,即无人机在0~t0时间内竖直方向分加速度始终向上。
故选A。
9. 在测量电源的电动势和内阻实验中,某同学连接电路如图,闭合开关调节滑动变阻器,发现电流表示数从较小值增大至满偏过程中电压表示数变化很小,引起该现象的原因最可能是( )
A. 滑动变阻器总阻值太大 B. 电源的内阻太小
C. 电压表内阻太大 D. 某根导线断路
【答案】B
【解析】
【详解】D.若连接电压表的导线断路,则电压表示数为0,若干路上的导线断路,则电压表与电流表示数均为0,故D错误;
ABC.电压表测量的是路端电压,根据闭合电路欧姆定律有
电流表示数从较小值增大至满偏过程中电压表示数变化很小,表明电源内阻太小,与电压表内阻、滑动变阻器的总阻值无关,故AC错误,B正确。
故选B。
10. 如图所示,长直木板右端垫高制作成斜面,木板左端点与水平面在A点平滑连接,右端点在O正上方。一小木块从斜面顶端由静止下滑,到达水平面上的B点停下,小木块与木板、水平面间的动摩擦因数相同。现用相同材质、不同长度的木板按图甲乙丙丁放置,则( )
A. 图甲中小木块将停在B点左侧
B. 图乙中小木块将停在B点左侧
C. 图丙中小木块将停在B点左侧
D. 图丁中小木块将停在B点正上方的木板上
【答案】A
【解析】
【详解】BC.设斜面的长度为,倾角为,小木块的最终停止点到斜面底端的距离为,小木块的释放点到水平面的高度为,则小木块由释放到停止的整个过程中,根据动能定理,有
整理,得
式中即为小木块的释放点到最终停止点的水平距离,设,则
显然,只要释放点到水平面的高度不变,不变,即图乙、丙中的小木块仍将停在B点,故B、C错误;
A.图甲中小木块的释放点到水平面的高度大于,由可知,也将变大,即小木块将停在B点左侧,故A正确;
D.由得
丁图中斜面底端在B点左侧,即
即
即小木块所受重力沿斜面向下的分力小于滑动摩擦力,故小木块释放后不会下滑,故D错误。
故选A。
11. 如图所示,电动传送带保持恒定的速率顺时针转动,将物块无初速度地放在传送带底端,到达顶端前物块已匀速运动。物块的动能Ek、机械能E、所受摩擦力的功率P以及传送物块多消耗的电能E电随时间t变化关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设物块的质量为m,重力加速度为g,物块与传送带的动摩擦因数为,传送带与底面的夹角为,传送带的速率为。
A.物块无初速度地放在传送带底端,根据牛顿第二定律有
可知加速度a保持不变,即物块先向上做匀加速直线运动,则在共速前,对物块有
则动能为
可知这段时间的图像是开口向上的曲线;时间后物块与传送带共速,物块的动能不变,为
可知这段时间的是平行于时间轴的直线,故A错误;
B.物块无初速度地放在传送带底端,先向上做匀加速直线运动,在共速前,对物块有
则动能为
物块发生的位移为
物块上升的高度为
则重力势能为
则这段时间的机械能
变形得
可知这段时间的图像是开口向上的曲线;时间后,物块与传送带共速,物块的动能不变,为
物块做匀速直线运动,则位移为
则重力势能为
则这段时间的机械能
变形得
可知这段时间的是一条倾斜向右上方的直线,故B错误;
C.物块无初速度地放在传送带底端,先向上做匀加速直线运动,在共速前,对物块有
且摩擦力为滑动摩擦力,大小保持不变,为
则这段时间物块所受摩擦力的功率
可知这段时间的图像为过原点的倾斜直线;在共速后,摩擦力为静摩擦力,大小保持不变,为
则这段时间物块所受摩擦力的功率
可知这可知这段时间的图像为平行于时间轴的直线,故C错误;
D.物块无初速度地放在传送带底端,先向上做匀加速直线运动,在共速前,对物块有
传送带的位移为
相对位移为
则这段时间产生的热量为
故这段时间多消耗的电能等于增加的机械能与热量之和,则有
代入共速前的机械能E和热量Q的表达式,解得
故这段时间的是一条过原点的倾斜直线;共速后,摩擦力为静摩擦力,物块与传送带的相对位移为零,则产生的热量为零,故这段时间多消耗的电能等于增加的机械能,即增加的重力势能,则有
故这段时间的是一条过倾斜右上方直线;因
故后面直线的斜率更小,故D正确。
故选D。
二、非选择题:共5小题,共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某实验小组利用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律,在气垫导轨上安装了光电门,滑块上固定遮光条,滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连。
(1)实验前应调节气垫导轨水平,此操作过程_______(选填“需要”或“不需要”)悬挂钩码;
(2)使用游标卡尺测量遮光条的宽度时,应使用图2中的部位_______(选填“A”或“B”或“C”),测量读数如图3所示,则遮光条的宽度d =________mm;
(3)测出滑块由静止释放时遮光条到光电门间的距离L,遮光条的宽度d,滑块和遮光条的总质量M,钩码质量m,重力加速度为g。由数字计时器测出遮光条通过光电门的时间t,若系统机械能守恒,则得到的表达式为_______(用题中字母表示);
(4)改变滑块静止释放时遮光条到光电门间的距离L,得到多组L和t的数据,作出图像,如图4所示。经检查发现该图像未过坐标原点的原因是由于L测量错误导致的,则L的测量值_______(选填“大于”或“小于”)真实值。
【答案】(1)不需要 (2) ①. B ②. 5.3
(3)
(4)小于
【解析】
【小问1详解】
实验前应调节气垫导轨水平,此操作过程不需要悬挂钩码,只要滑块能在导轨任意位置静止即可说明导轨水平;
【小问2详解】
[1]使用游标卡尺测量遮光条的宽度时,应使用图2中的部位B;
[2]遮光条的宽度d =5mm+0.1mm×3=5.3mm;
【小问3详解】
遮光条通过光电门的速度
要验证的关系为
即
【小问4详解】
根据
可得
该图像未过坐标原点的原因是由于L测量错误导致的,则L的测量值小于真实值。
13. 第一宇宙速度又叫做环绕速度,第二宇宙速度又叫做逃逸速度,逃逸速度是环绕速度的倍;逃逸速度大于或等于光速的天体即为黑洞。太阳的质量为M,引力常量为G,真空光速为c。
(1)已知太阳半径为R,求太阳的环绕速度大小;
(2)倘若太阳能收缩成球形黑洞,求该黑洞的最大半径。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
假设卫星绕太阳表面做圆周运动,由万有引力提供向心力,则有
解得
【小问2详解】
假设卫星绕黑洞表面做圆周运动,由万有引力提供向心力,则有
根据题意,太阳收缩成球形黑洞后逃逸速度
解得
其中
解得
可知,黑洞最大半径
14. 如图,被轻绳拴住的小球静止于上表面光滑的斜面,轻绳与竖直方向的夹角为45°,斜面倾角为θ、质量为M,小球质量为m。现剪断轻绳,小球沿斜面下滑,斜面仍静止,重力加速度为g。求:
(1)在静止和沿斜面下滑两种情况下,小球受到的支持力各为多大;
(2)小球沿斜面下滑时,地面对斜面的支持力与摩擦力各为多大。
【答案】(1),
(2),
【解析】
【小问1详解】
小球处于静止状态时,根据受力平衡可得
,
解得小球受到的支持力为
剪断轻绳,小球沿斜面下滑时,垂直斜面方向根据受力平衡可得小球受到的支持力为
【小问2详解】
小球沿斜面下滑时,以斜面为对象,竖直方向根据受力平衡可得
又
解得地面对斜面的支持力为
水平方向根据受力平衡可得
解得地面对斜面的摩擦力为
15. 某示波管简化装置由加速板、,偏转板、及圆弧荧光屏组成,如图1所示,加速电场电压为,、两板间距和板长均为,荧光屏圆弧的半径为,其圆心与正方形偏转区域的中心点恰好重合,、板间电压随时间的变化规律如图2所示。质量为、电荷量为、初速度为零的粒子从时刻开始连续均匀地“飘入”加速电场,粒子通过偏转电场的时间远小于,不计粒子间的相互作用及粒子的重力。求:
(1)粒子进入偏转电场时的速度大小;
(2)在电压变化的一个周期内,能穿过偏转电场的粒子数占总粒子数的百分比(精确至0.1%);
(3)粒子从进入偏转电场到打在屏上的最长时间与最短时间之差。
【答案】(1) (2)66.7%
(3)
【解析】
【小问1详解】
设粒子进入偏转电场时的速度大小为,根据动能定理可得
解得
【小问2详解】
粒子通过偏转电场的时间远小于T,故在AB板间运动时电压可视作恒定。粒子恰好从极板右侧边缘射出时电压为U,根据类平抛运动规律得,
粒子在偏转电场中的加速度
联立解得
故在电压变化的一个周期内,能穿过偏转电场的粒子数占比为
【小问3详解】
由于所有出射粒子进入偏转电场后沿轴线方向的运动相同,故该方向的分位移之差最大时,时间差最大,如图所示
则最长时间与最短时间之差
几何关系可知
联立解得
16. 如图所示,直角细支架竖直段AB粗糙、水平段BC光滑且均足够长,AB段、BC段各穿过一个质量1kg的小球a与b,a、b两球通过长1m的细线连接.支架以初始角速度ω1绕AB段匀速转动,此时细线与竖直方向夹角为37°,两小球在支架上不滑动;现缓慢增大角速度至足够大,此后又缓慢减小至ω2,ω1=ω2=rad/s,在此过程中小球a由静止缓慢上升至最高点后缓慢下滑.小球a与AB段间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.支架转动角速度从ω1变化到ω2过程中,求:
(1)初始时刻,细线中的张力大小;
(2)小球a重力势能的变化量;
(3)细线与竖直方向夹角θ的最大值(用三角函数表示)。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
当角速度为,对b有
其中
解得
【小问2详解】
当角速度为,对b有
对a 有,
且
联立可得
解得 θ2=53°
小球a重力势能的变化量
解得
【小问3详解】
缓慢增大角速度,a球缓慢上滑过程中,则有,
且
联立解得
对b有
联立得
当趋于无穷大时,最大,此时
解得
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常州市2024-2025学年第一学期高三期中质量调研
物 理
2024年11月
注意事项:
1. 本试卷包含选择题和非选择题两部分。考生答题全部答在答题卡上,答在本试卷上无效。本次考试时间为75分钟,满分值为100分。
2. 答题前,请务必将自己的姓名、准考证号(考试号)用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡上,并用2B铅笔将对应的数字标号涂黑。
3. 答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案方框涂黑。如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其它答案。答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置,在其它位置答题一律无效。
一、单项选择题(共11小题,每小题4分,共44分.每小题只有一个选项符合题意)
1. 功率的单位瓦特用基本单位表示应为( )
A. B.
C. D.
2. 空间站中的物体处于完全失重的状态,测量质量往往采用动力学方法:对悬浮在空间站中的物体施加拉力F,测量其加速度a,从而得到物体质量。测得两位宇航员的加速度随拉力变化的a-F图像如图所示,图线1、2与横坐标夹角分别为θ1、θ2,则两人的质量之比m1∶m2等于( )
A. tanθ1∶tanθ2 B. tanθ2∶tanθ1 C. θ1∶θ2 D. θ2∶θ1
3. 做变速运动的物体,下列情况可能出现的是( )
A. 物体加速度等于0,而其速度变化率却不等于0
B. 物体具有向东的加速度,而速度变化的方向却向西
C. 两物体相比,一个物体加速度较大而其速度却较小
D. 两物体相比,一个物体速度变化较快而其加速度却较小
4. 如图所示为脚踏自行车的传动装置简化图,甲、乙两轮同轴且无相对转动,传动链条在各轮转动中不打滑,A、B、C分别是甲、乙、丙三轮边缘上的点,则( )
A. 周期 B. 线速度
C. 角速度 D. 向心加速度
5. 三个点电荷A、B、C附近的电场线分布如图所示,则( )
A. 电荷A带负电
B. 电荷C带正电
C. a点的电势比b点的高
D. a点的电场强度比b点的小
6. 电动餐桌的转盘由电动机带动,现施加外力使转盘停止转动,电动机被卡住不转动,假设电动机两端的电压保持不变,则电动机被卡住后与正常工作相比( )
A. 消耗功率变大 B. 发热功率不变
C. 电压与电流比值不变 D. 电流变小
7. 竞速游泳的出发技术十分重要,如图,某运动员两次跳离出发台时仅速度方向不同,若将运动员视作质点,不计空气阻力。相比之下,第1次起跳( )
A. 最高点速度较大 B. 在空中运动时间较长
C. 入水时速度较大 D. 入水点离出发点较远
8. 无人机飞行测试中,其竖直方向运动的x—t图像如图所示,取向上为正,则无人机在0~t0时间内竖直方向分加速度( )
A. 始终向上 B. 先向下再向上
C. 先向上再向下后向上 D. 先向下再向上后向下
9. 在测量电源的电动势和内阻实验中,某同学连接电路如图,闭合开关调节滑动变阻器,发现电流表示数从较小值增大至满偏过程中电压表示数变化很小,引起该现象的原因最可能是( )
A. 滑动变阻器总阻值太大 B. 电源的内阻太小
C. 电压表内阻太大 D. 某根导线断路
10. 如图所示,长直木板右端垫高制作成斜面,木板左端点与水平面在A点平滑连接,右端点在O正上方。一小木块从斜面顶端由静止下滑,到达水平面上的B点停下,小木块与木板、水平面间的动摩擦因数相同。现用相同材质、不同长度的木板按图甲乙丙丁放置,则( )
A. 图甲中小木块将停在B点左侧
B. 图乙中小木块将停在B点左侧
C. 图丙中小木块将停在B点左侧
D. 图丁中小木块将停在B点正上方的木板上
11. 如图所示,电动传送带保持恒定的速率顺时针转动,将物块无初速度地放在传送带底端,到达顶端前物块已匀速运动。物块的动能Ek、机械能E、所受摩擦力的功率P以及传送物块多消耗的电能E电随时间t变化关系正确的是( )
A. B.
C. D.
二、非选择题:共5小题,共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某实验小组利用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律,在气垫导轨上安装了光电门,滑块上固定遮光条,滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连。
(1)实验前应调节气垫导轨水平,此操作过程_______(选填“需要”或“不需要”)悬挂钩码;
(2)使用游标卡尺测量遮光条的宽度时,应使用图2中的部位_______(选填“A”或“B”或“C”),测量读数如图3所示,则遮光条的宽度d =________mm;
(3)测出滑块由静止释放时遮光条到光电门间的距离L,遮光条的宽度d,滑块和遮光条的总质量M,钩码质量m,重力加速度为g。由数字计时器测出遮光条通过光电门的时间t,若系统机械能守恒,则得到的表达式为_______(用题中字母表示);
(4)改变滑块静止释放时遮光条到光电门间的距离L,得到多组L和t的数据,作出图像,如图4所示。经检查发现该图像未过坐标原点的原因是由于L测量错误导致的,则L的测量值_______(选填“大于”或“小于”)真实值。
13. 第一宇宙速度又叫做环绕速度,第二宇宙速度又叫做逃逸速度,逃逸速度是环绕速度的倍;逃逸速度大于或等于光速的天体即为黑洞。太阳的质量为M,引力常量为G,真空光速为c。
(1)已知太阳半径为R,求太阳的环绕速度大小;
(2)倘若太阳能收缩成球形黑洞,求该黑洞的最大半径。
14. 如图,被轻绳拴住的小球静止于上表面光滑的斜面,轻绳与竖直方向的夹角为45°,斜面倾角为θ、质量为M,小球质量为m。现剪断轻绳,小球沿斜面下滑,斜面仍静止,重力加速度为g。求:
(1)在静止和沿斜面下滑两种情况下,小球受到的支持力各为多大;
(2)小球沿斜面下滑时,地面对斜面的支持力与摩擦力各为多大。
15. 某示波管简化装置由加速板、,偏转板、及圆弧荧光屏组成,如图1所示,加速电场电压为,、两板间距和板长均为,荧光屏圆弧的半径为,其圆心与正方形偏转区域的中心点恰好重合,、板间电压随时间的变化规律如图2所示。质量为、电荷量为、初速度为零的粒子从时刻开始连续均匀地“飘入”加速电场,粒子通过偏转电场的时间远小于,不计粒子间的相互作用及粒子的重力。求:
(1)粒子进入偏转电场时的速度大小;
(2)在电压变化的一个周期内,能穿过偏转电场的粒子数占总粒子数的百分比(精确至0.1%);
(3)粒子从进入偏转电场到打在屏上的最长时间与最短时间之差。
16. 如图所示,直角细支架竖直段AB粗糙、水平段BC光滑且均足够长,AB段、BC段各穿过一个质量1kg的小球a与b,a、b两球通过长1m的细线连接.支架以初始角速度ω1绕AB段匀速转动,此时细线与竖直方向夹角为37°,两小球在支架上不滑动;现缓慢增大角速度至足够大,此后又缓慢减小至ω2,ω1=ω2=rad/s,在此过程中小球a由静止缓慢上升至最高点后缓慢下滑.小球a与AB段间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.支架转动角速度从ω1变化到ω2过程中,求:
(1)初始时刻,细线中的张力大小;
(2)小球a重力势能的变化量;
(3)细线与竖直方向夹角θ的最大值(用三角函数表示)。
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