精品解析:黑龙江省鹤岗市第一中学2023-2024学年高二上学期期末物理试题
2024-12-19
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 黑龙江省 |
| 地区(市) | 鹤岗市 |
| 地区(区县) | 工农区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.62 MB |
| 发布时间 | 2024-12-19 |
| 更新时间 | 2025-02-24 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-12-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49439124.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
鹤岗市第一中学2023-2024学年高二年级
上学期期末考试物理试题
考试时间:90分钟 试卷总分:100分
一、单选题(每题4分,28分)
1. 如图所示的下列各图中,表示通电直导线在匀强磁场中所受磁场力的情况,其中磁感应强度B、电流I、磁场力F三者之间的方向关系不正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.磁场向上,电流向外,根据左手定则可得,安培力的方向水平向左,A错误;
B.磁场向外,电流向上,根据左手定则可得,安培力的方向水平向右,B正确;
C.磁场向左,电流向里,根据左手定则可得,安培力的方向竖直向上,C正确;
D.磁场向里,电流向右上方,根据左手定则可得,安培力的方向向左上方,D正确。
本题选不正确的,故选A。
2. 下列情况能产生感应电流的是( )
A. 如图(a)所示,导体AB顺着磁感线运动
B. 如图(b)所示,条形磁铁插入线圈中不动时
C. 如图(c)所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通时
D. 如图(c)所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通,当改变滑动变阻器阻值时
【答案】D
【解析】
【详解】A.导体顺着磁感线运动,通过闭合电路的磁通量不变,不会产生感应电流,故A错误。
B.条形磁铁插入线圈中不动时,线圈中没有磁通量的变化,从而不会产生感应电流,故B错误。
C.小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通时,通过闭合回路的磁通量不变,不会产生感应电流,故C错误。
D.小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通,当改变滑动变阻器的阻值时,电路中电流发生改变,A产生的磁场发生变化,B中的磁通量发生变化,产生感应电流,故D正确。
故选D。
3. 下列说法正确的是( )
A. 当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时,这两个带电体才可以看成点电荷
B. 电场和电场线一样,是人为设想出来的,其实并不存在
C. 从公式来看,场强大小E与F成正比,与q成反比
D. 根据,当两个点电荷间的距离趋近于零时,电场力将趋向无穷大
【答案】A
【解析】
【详解】A.当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时,可以看成点电荷,故A正确;
B.电场线是人为设想出来的,其实并不存在,电场是客观存在的,故B错误;
C.采用比值定义法,E由电场本身的性质决定,与试探电荷无关,所以电场中某点的电场强度E与F,q无关,故C错误;
D.当两个点电荷距离趋于0时,两带电体已不能看成点电荷了,公式不适用了,故D错误;
故选A。
4. 匀强电场的电场强度E随时间t变化的图像如图所示,当t=0时,将一带电粒子在此匀强电场中由静止释放,若带电粒子只受电场力的作用,下列说法正确的是( )
A. 带电粒子将始终向同一个方向运动 B. 0~3s内,电场力做的总功不为零
C. 2s末带电粒子离出发点最远 D. 3s末带电粒子回到原出发点
【答案】D
【解析】
【详解】由牛顿第二定律可知,带电粒子在第1s内的加速度大小为
在第2s内加速度大小为
因此带电粒子在内向负方向做加速度大小为的匀加速直线运动,在内向负方向做加速度大小为的匀减速直线运动,内向正方向做加速度大小为的匀加速直线运动,内向正方向做加速度大小为的匀减速直线运动,在时,带电粒子速度刚好减为0且回到出发点;综上分析可知,带电粒子做周期性的往返运动;0~3s内,电场力做的总功为零;1.5s末,带电粒子离出发点最远;3s末带电粒子回到原出发点。
故选D。
5. 现在的智能手机大多有“双MIC降噪技术”,简单说就是在通话时,辅助麦克风收集背景音,与主麦克风音质信号相减来降低背景噪音。图甲是原理简化图,图乙是理想状态下的降噪过程,实线表示环境噪声声波,虚线表示降噪系统产生的等幅降噪声波,则下列说法正确的是( )
A. 降噪过程应用的是声波的衍射原理
B. 理想状态下,降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小相等,波长相等
C. P点处的质点经过一个周期振动所产生的路程为4A(A为降噪声波的振幅)
D. P点处的质点经过一个周期向外迁移的距离为一个波长
【答案】B
【解析】
【详解】AB.由图可看出,理想状态下降噪声波与环境声波波长相等,波速相等,则频率相同,叠加时产生干涉现象,由于两列声波等幅反相,所以振动减弱,起到降噪作用,故A错误,B正确;
C.图乙所示,此时介质中的质点P处于平衡位置,但因为两列声波等大反向,所以合振幅为零,故质点P静止不动,速度为零,故C错误;
D.波传播时,质点不随波移动,只在平衡位置附近振动,则P点并不随波移动,故D错误。
故选B。
6. 沿x轴传播的简谐横波在t1 = 0时刻的波形如图中实线所示,在t2 = 0.4s时刻的波形如图中虚线所示。已知波的周期0.2s < T < 0.4s,P为波中的一个振动质点。则下列说法不正确的是( )
A. 波的传播速度可能为20m/s
B. 在t3 = 0.6s时刻,质点P的振动方向一定向下
C. 在t3 = 0.6s时刻,质点P的加速度方向一定向上
D. 质点P在2.4s内运动的路程可能为96cm
【答案】C
【解析】
【详解】A.若该简谐波向x轴正方向
0.4 = (n+)T(n = 0,1,2,3……)
又因为0.2s < T < 0.4s,有
根据图像可知波长为6m,由
若该简谐波向x轴负方向
0.4 = (n+)T(n = 0,1,2,3……)
又因为0.2s < T < 0.4s,有
根据图像可知波长为6m,由
故A正确,不符合题意;
BC.若简谐波向x轴正方向传播,t3 = 0.6s时刻的波形图与0时刻的波形图相同,所以质点P向下振动,加速度方向向上;若简谐波向x轴负方向传播,画出t3 = 0.6s时刻的波形图如红色图线
此时质点P向下振动,加速度向下;综上所述,质点P的振动方向一定向下,加速度不一定向上,故B正确,不符合题意、C错误,符合题意;
D.若简谐波向x轴正方向传播,则
2.4s = 8T
质点P在2.4s内运动的路程为
s = 32A = 96cm
若简谐波向x轴负方向传播,则
2.4s = 10T
质点P在2.4s内运动的路程为
s = 40A = 120cm
故D正确,不符合题意。
故选C
7. 一放置在水平桌面上的条形磁铁,其磁感线分布如图所示。P、Q是同一条磁感线上的两点,下列说法正确的是( )
A. P、Q两点的磁感应强度相同
B 磁感应线始终由N极到S极
C. P点的磁感应强度方向由P指向Q
D. Q点的磁感应强度方向由Q指向P
【答案】D
【解析】
【详解】A.磁感线的疏密表示磁场强弱,Q处磁感线比P处密,故Q点的磁感应强度大于P点的磁感应强度,故A错误;
B.条形磁铁外部的磁感线由N极出发回到S极,条形磁铁内部的磁感线由S极到N极,故B错误;
CD.条形磁铁外部的磁感线由N极出发回到S极,磁感线的切线方向表示磁感应强度的方向,故P点和Q点磁场方向都是由Q指向P,故C错误,D正确;
故选D。
二、多选题(每题6分,18分)
8. 弹簧振子做机械振动,若从平衡位置O开始计时,经过0.3 s时,振子第一次经过P点,又经过了0.2 s,振子第二次经过P点,则到该振子第三次经过P点可能还需要多长时间( )
A. 1.2 s B. s C. 0.4 s D. 1.4 s
【答案】BD
【解析】
【详解】假设振子从平衡位置开始向右运动,当P点在右侧时,由题意可知
该振子第三次经过P点还需要的时间为
当P点在左侧时,由题意可知
可得
该振子第三次经过P点还需要的时间为
故选BD。
9. 一列简谐横波在t=0.4s时的波形图如图(a)所示,P是介质中的质点,图(b)是质点P的振动图像。已知该波在该介质中的传播速度为20m/s,则( )
A. 该波的周期为0.6s B. 该波的波长为24m
C. 该波沿x轴正方向传播 D. 质点P的平衡位置坐标为x=6m
【答案】BD
【解析】
【详解】A.该波的周期为
T=1.2s
选项A错误;
B.该波的波长为
选项B正确;
C.由P点的振动图像可知,在t=0.4s时质点P沿y轴负向运动,结合波形图可知,该波沿x轴负方向传播,选项C错误;
D.由振动图像可知t=0.4s时刻质点P位移为
结合波形图可知,质点P左侧的波峰平衡位置坐标为x=4m,质点P的平衡位置坐标为x=6m,选项D正确。
故选BD。
10. 粒子以一定的初速度与静止的氧原子核发生正碰。此过程中,粒子的动量随时间变化的部分图像如图所示,时刻图线的切线斜率最大。则( )
A. 时刻的动量为
B. 时刻的加速度达到最大
C. 时刻的动能达到最大
D. 时刻系统的电势能最大
【答案】AB
【解析】
【详解】A.粒子与氧原子核组成的系统动量守恒,时刻的动量为
故A正确;
B.时刻图线的切线斜率最大,则粒子的动量变化率最大,根据
可知粒子的速度变化率最大,即加速度最大,即粒子受到的电场力最大,则氧原子核受到的电场力也最大,的加速度达到最大,故B正确;
C.时刻,粒子速度为零,由图可知时刻后,粒子反向运动,系统动量守恒,可知在时刻之后,的动量达到最大,的速度达到最大,的动能达到最大,故C错误;
D.时刻,氧原子核受到电场力最大,粒子与氧原子核的距离最近,系统的电势能最大,故D错误。
故选AB。
三、实验题(每空2分,16分)
11. 如图甲所示,在“验证动量守恒定律”实验中,A、B两球半径相同。先让质量为的A球从斜槽上某一固定位置C处由静止开始滚下,从轨道末端抛出,落到位于水平地面的复写纸上,在下面的白纸上留下痕迹。再把质量为的B球放在水平轨道末滑,让A球扔从位置C处由静止滚下,A球和B球碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹,M、P、N为三个落点的位置,未放B球时,A球的落点是P点,O点是轨道末端在记录纸上的竖直投影点,如图乙所示。
(1)本实验中,要求A球与B球碰后运动方向保持不变,则A球的质量与B球的质应满足______。(填“”或“”)
(2)实验中,不容易直接测定碰撞前后的速度。可以通过仅测量______(填选项前的符号),间接地解决这个问题。
A.小球开始释放的高度h
B.小球做平抛运动的水平位移
C.小球拋出点距地面的高度H
(3)三个落点位置与O点的距离分别为、、,在实验误差允许范围内,若满足关系式______,则可以认为两球碰撞过程中总动量守恒。(用题中相关物理量的字母表示)
【答案】 ①. ②. B ③.
【解析】
【详解】(1)[1]为防止两球碰撞后入射球反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,即;
(2)[2]小球离开斜槽后做平抛运动,球抛出点的高度相等,它们在空中的运动时间相等,水平位移与初速度成正比,可以把小球做平抛运动的时间作为时间单位,用球的水平位移代替其初速度,实验不需要测量小球释放点的高度与抛出点的高度,只要测出小球做平抛运动的水平位移即可,AC错误,B正确。
故选B。
(3)[3]根据平抛运动可知,落地高度相同,则运动时间相同,设落地时间为t,则
,,
而动量守恒的表达式是
若两球相碰前后的动量守恒,则需要验证表达式
即可。
12. 某学习小组探究一标有“3V,1.5W”小电珠在不同电压下的电功率大小,实验器材如下:
A.电池组(电动势为4.5V,内阻约1Ω)
B.直流电流表(0~0.6A,内阻约为0.125Ω)
C.直流电压表(0~3V,内阻约3kΩ)
D.直流电压表(0~15V内阻约15kΩ)
E.滑动变阻器(10Ω,5A)
F.滑动变阻器(1kΩ,300mA)
G.开关、导线若干
(1)本实验中电压表选用________(选填“C”或“D”),滑动变阻器应选用________(选填“E”或“F”)。
(2)请在图甲虚线框内画出描绘小灯泡伏安特性曲线的电路图________。
(3)某次测量,电流表指针偏转如图乙所示,则电流表的示数为________A。
(4)该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示,将这个小电珠与阻值为9Ω的定值电阻R0串联,接到电动势为4V、内阻为1Ω的电源两端,这个小电珠的实际功率为________W。(保留两位有效数字)
【答案】 ①. C ②. E ③. ④. 0.44 ⑤. 0.30
【解析】
【详解】(1)[1][2]由题意知,小电珠的额定电压为3V,故电压表选择3V量程的C;该实验中电流需从零开始测量多组,故滑动变阻器需采用分压式接法,为调节方便,滑动变阻器选择阻值小额定电流大的E;
(2)[3]小电珠内阻较小,测量电路用外接法,滑动变阻器用分压式,所以电路图如图所示;
(3)[4]电流表量程为0.6A,最小分度值为0.02A,可知图中电表的读数为0.44A;
(4)[5]根据闭合电路的欧姆定律
E=U+I(r+R0)
整理得
U=-10I+4
在小电珠伏安特性曲线的同一坐标内画出该回路的U-I图线,其与伏安特性曲线的交点坐标值即为小电珠实际的电压和电流,如图所示
小电珠在该闭合回路中电压U=1.0V,电流I=0.3A,实际功率
P=UI=0.30W
四、解答题
13. 如图所示,是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内电阻r=0.8 Ω,电路中另一电阻R=10 Ω,直流电压U=160 V,电压表示数UV=110 V。试求:
(1)通过电动机的电流;
(2)输入电动机的电功率;
(3)若电动机以v=1 m/s匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量。(g取10 m/s2)
【答案】(1)5A;(2)550 W;(3)53 kg
【解析】
【详解】(1)由电路中的电压关系可得电阻R的分压为
则流过电阻R的电流为
则通过电动机的电流为
(2)输入电动机的电功率为
(3)电动机的发热功率
电动机输出的机械功率
又
可得
14. 如图所示.一静止的电子经过电压为U的电场加速后,从A点沿水平方向射入竖直向上的匀强电场中、最终电子从B点离开电场,它在竖直方向的偏移距离,其中L为匀强电场的宽度。电子的电荷量为e,质量为m,重力忽略不计。求:
(1)电子经过A点的速度大小;
(2)竖直向上的匀强电场的电场强度大小;
(3)电子从B点离开电场时速度大小。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)经电场加速,由动能定理有
解得
(2)进入偏转电场后做类平抛运动,有
,,
联立解得
(3)电子从B点离开电场时沿电场方向的分速度为
则电子从B点离开电场时速度大小为
联立解得
15. 舰载机电磁弹射是现在航母最先进的弹射技术,我国在这一领域已达到世界先进水平。某兴趣小组开展电磁弹射系统的设计研究,如图1所示,用于推动模型飞机的动子(图中未画出)与线圈绝缘并固定,线圈带动动子,可在水平导轨上无摩擦滑动。线圈位于导轨间的辐向磁场中,其所在处的磁感应强度大小均为B。开关S与1接通,恒流源与线圈连接,动子从静止开始推动飞机加速,飞机达到起飞速度时与动子脱离;此时S掷向2接通定值电阻R0,同时施加回撤力F,在F和磁场力作用下,动子恰好返回初始位置停下。若动子从静止开始至返回过程的v-t图如图2所示,在t1至t3时间内F=(800-10v)N,t3时撤去F。已知起飞速度v1=80m/s,t1=1.5s,线圈匝数n=100匝,每匝周长l=1m,飞机的质量M=10kg,动子和线圈的总质量m=5kg,R0=9.5Ω,B=0.1T,不计空气阻力和飞机起飞对动子运动速度的影响,求
(1)恒流源电流I;
(2)线圈电阻R;
(3)时刻t3。
【答案】(1)80A;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由题意可知接通恒流源时安培力
动子和线圈在0~t1时间段内做匀加速直线运动,运动的加速度为
根据牛顿第二定律有
代入数据联立解得
(2)当S掷向2接通定值电阻R0时,感应电流为
此时安培力为
所以此时根据牛顿第二定律有
由图可知在至期间加速度恒定,则有
解得
,
(3)根据图像可知
故;在0~t2时间段内的位移
而根据法拉第电磁感应定律有
电荷量的定义式
可得
从t3时刻到最后返回初始位置停下的时间段内通过回路的电荷量,根据动量定理有
联立可得
解得
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鹤岗市第一中学2023-2024学年高二年级
上学期期末考试物理试题
考试时间:90分钟 试卷总分:100分
一、单选题(每题4分,28分)
1. 如图所示的下列各图中,表示通电直导线在匀强磁场中所受磁场力的情况,其中磁感应强度B、电流I、磁场力F三者之间的方向关系不正确的是( )
A. B.
C. D.
2. 下列情况能产生感应电流的是( )
A. 如图(a)所示,导体AB顺着磁感线运动
B. 如图(b)所示,条形磁铁插入线圈中不动时
C. 如图(c)所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通时
D. 如图(c)所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通,当改变滑动变阻器阻值时
3. 下列说法正确是( )
A. 当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时,这两个带电体才可以看成点电荷
B. 电场和电场线一样,是人为设想出来,其实并不存在
C. 从公式来看,场强大小E与F成正比,与q成反比
D. 根据,当两个点电荷间的距离趋近于零时,电场力将趋向无穷大
4. 匀强电场的电场强度E随时间t变化的图像如图所示,当t=0时,将一带电粒子在此匀强电场中由静止释放,若带电粒子只受电场力的作用,下列说法正确的是( )
A. 带电粒子将始终向同一个方向运动 B. 0~3s内,电场力做的总功不为零
C. 2s末带电粒子离出发点最远 D. 3s末带电粒子回到原出发点
5. 现在的智能手机大多有“双MIC降噪技术”,简单说就是在通话时,辅助麦克风收集背景音,与主麦克风音质信号相减来降低背景噪音。图甲是原理简化图,图乙是理想状态下的降噪过程,实线表示环境噪声声波,虚线表示降噪系统产生的等幅降噪声波,则下列说法正确的是( )
A. 降噪过程应用的是声波的衍射原理
B. 理想状态下,降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小相等,波长相等
C. P点处的质点经过一个周期振动所产生的路程为4A(A为降噪声波的振幅)
D. P点处的质点经过一个周期向外迁移的距离为一个波长
6. 沿x轴传播的简谐横波在t1 = 0时刻的波形如图中实线所示,在t2 = 0.4s时刻的波形如图中虚线所示。已知波的周期0.2s < T < 0.4s,P为波中的一个振动质点。则下列说法不正确的是( )
A. 波的传播速度可能为20m/s
B. 在t3 = 0.6s时刻,质点P的振动方向一定向下
C. 在t3 = 0.6s时刻,质点P的加速度方向一定向上
D. 质点P在2.4s内运动的路程可能为96cm
7. 一放置在水平桌面上条形磁铁,其磁感线分布如图所示。P、Q是同一条磁感线上的两点,下列说法正确的是( )
A. P、Q两点的磁感应强度相同
B. 磁感应线始终由N极到S极
C. P点的磁感应强度方向由P指向Q
D. Q点的磁感应强度方向由Q指向P
二、多选题(每题6分,18分)
8. 弹簧振子做机械振动,若从平衡位置O开始计时,经过0.3 s时,振子第一次经过P点,又经过了0.2 s,振子第二次经过P点,则到该振子第三次经过P点可能还需要多长时间( )
A. 1.2 s B. s C. 0.4 s D. 1.4 s
9. 一列简谐横波在t=0.4s时的波形图如图(a)所示,P是介质中的质点,图(b)是质点P的振动图像。已知该波在该介质中的传播速度为20m/s,则( )
A. 该波的周期为0.6s B. 该波的波长为24m
C. 该波沿x轴正方向传播 D. 质点P的平衡位置坐标为x=6m
10. 粒子以一定的初速度与静止的氧原子核发生正碰。此过程中,粒子的动量随时间变化的部分图像如图所示,时刻图线的切线斜率最大。则( )
A. 时刻的动量为
B. 时刻的加速度达到最大
C. 时刻的动能达到最大
D. 时刻系统的电势能最大
三、实验题(每空2分,16分)
11. 如图甲所示,在“验证动量守恒定律”实验中,A、B两球半径相同。先让质量为的A球从斜槽上某一固定位置C处由静止开始滚下,从轨道末端抛出,落到位于水平地面的复写纸上,在下面的白纸上留下痕迹。再把质量为的B球放在水平轨道末滑,让A球扔从位置C处由静止滚下,A球和B球碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹,M、P、N为三个落点的位置,未放B球时,A球的落点是P点,O点是轨道末端在记录纸上的竖直投影点,如图乙所示。
(1)本实验中,要求A球与B球碰后运动方向保持不变,则A球的质量与B球的质应满足______。(填“”或“”)
(2)实验中,不容易直接测定碰撞前后的速度。可以通过仅测量______(填选项前的符号),间接地解决这个问题。
A.小球开始释放的高度h
B.小球做平抛运动的水平位移
C.小球拋出点距地面的高度H
(3)三个落点位置与O点的距离分别为、、,在实验误差允许范围内,若满足关系式______,则可以认为两球碰撞过程中总动量守恒。(用题中相关物理量的字母表示)
12. 某学习小组探究一标有“3V,1.5W”小电珠在不同电压下的电功率大小,实验器材如下:
A.电池组(电动势为4.5V,内阻约1Ω)
B.直流电流表(0~0.6A,内阻约为0.125Ω)
C.直流电压表(0~3V,内阻约3kΩ)
D.直流电压表(0~15V内阻约15kΩ)
E.滑动变阻器(10Ω,5A)
F.滑动变阻器(1kΩ,300mA)
G.开关、导线若干
(1)本实验中电压表选用________(选填“C”或“D”),滑动变阻器应选用________(选填“E”或“F”)
(2)请在图甲虚线框内画出描绘小灯泡伏安特性曲线的电路图________。
(3)某次测量,电流表指针偏转如图乙所示,则电流表的示数为________A。
(4)该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示,将这个小电珠与阻值为9Ω的定值电阻R0串联,接到电动势为4V、内阻为1Ω的电源两端,这个小电珠的实际功率为________W。(保留两位有效数字)
四、解答题
13. 如图所示,是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内电阻r=0.8 Ω,电路中另一电阻R=10 Ω,直流电压U=160 V,电压表示数UV=110 V。试求:
(1)通过电动机的电流;
(2)输入电动机的电功率;
(3)若电动机以v=1 m/s匀速竖直向上提升重物,求该重物质量。(g取10 m/s2)
14. 如图所示.一静止的电子经过电压为U的电场加速后,从A点沿水平方向射入竖直向上的匀强电场中、最终电子从B点离开电场,它在竖直方向的偏移距离,其中L为匀强电场的宽度。电子的电荷量为e,质量为m,重力忽略不计。求:
(1)电子经过A点的速度大小;
(2)竖直向上的匀强电场的电场强度大小;
(3)电子从B点离开电场时速度大小。
15. 舰载机电磁弹射是现在航母最先进的弹射技术,我国在这一领域已达到世界先进水平。某兴趣小组开展电磁弹射系统的设计研究,如图1所示,用于推动模型飞机的动子(图中未画出)与线圈绝缘并固定,线圈带动动子,可在水平导轨上无摩擦滑动。线圈位于导轨间的辐向磁场中,其所在处的磁感应强度大小均为B。开关S与1接通,恒流源与线圈连接,动子从静止开始推动飞机加速,飞机达到起飞速度时与动子脱离;此时S掷向2接通定值电阻R0,同时施加回撤力F,在F和磁场力作用下,动子恰好返回初始位置停下。若动子从静止开始至返回过程的v-t图如图2所示,在t1至t3时间内F=(800-10v)N,t3时撤去F。已知起飞速度v1=80m/s,t1=1.5s,线圈匝数n=100匝,每匝周长l=1m,飞机的质量M=10kg,动子和线圈的总质量m=5kg,R0=9.5Ω,B=0.1T,不计空气阻力和飞机起飞对动子运动速度的影响,求
(1)恒流源的电流I;
(2)线圈电阻R;
(3)时刻t3。
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