精品解析:湖南省长沙市长郡中学2024-2025学年高一下学期6月期末物理试题
2025-07-31
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | 长沙市 |
| 地区(区县) | 天心区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.82 MB |
| 发布时间 | 2025-07-31 |
| 更新时间 | 2025-08-12 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-07-31 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53290053.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
长郡中学2025年上学期高一期末考试
物理
时量∶75分钟满分∶100分
一、单选题(本大题共6小题,每题4分,共24分,每小题有且仅有一个选项符合题意)
1. 牛顿时代的科学家们围绕万有引力的研究,经历了大量曲折顽强而又闪烁智慧的科学实践.在万有引力定律的发现历程中,下列叙述不符合史实的是( )
A. 开普勒研究了第谷的行星观测记录,提出了开普勒行星运动定律
B. 牛顿利用开普勒第三定律,通过实验得出了万有引力定律
C. 卡文迪许利用扭称实验测出了引力常量G的数值
D. “月一地检验”表明地球与物体间的引力与天体间的引力遵从相同规律
2. 关于静电防止与利用,下列说法错误的是( )
A. 图甲为静电喷漆的示意图,静电喷漆是利用同种电荷相互排斥,使油漆与金属表面在静电斥力作用下喷涂更均匀
B. 乙图中,燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电原理
C. 丙图的自助加油机都会有除静电装置,通过与加油机接地的金属面板进行接触操作,会消除工作人员身上的静电
D. 丁图的超高压带电作业,电工所穿的高压工作服内有编织的铜丝,这样做的目的是电工被铜丝衣服所包裹,使衣服内电场强度为零
3. 一个简单的闭合电路由内外两部分电路构成,已知内电路的电源是一个化学电池,电池的正、负极附近分别存在着化学反应层,反应层中非静电力(化学作用)把正电荷从电势低处移到电势高处,在这两个地方,电势会沿电流方向跃升,这样整个闭合电路的电势高低变化情况如图所示,图中各点位置的高低表示电路中相应各点电势的高低,D点的高度略低于C点。若增大外电路电阻R,则下列说法正确的是( )
A. C、D两点的高度差将变大
B. A、B两点的高度差将不变
C. A与D、C与B高度差的总和将变小
D. 设电路中定向移动的正电荷为正电荷,则单位正电荷从B处经C、D移至A处,非静电力做功不变
4. 有一质量的“双引擎”小汽车,汽油发动机的输出功率为48kW,电动机的输出功率为仅靠汽油机输出动力时,在平直公路上可以的速度匀速行驶。若汽车运动过程中所受阻力始终不变,则汽油发动机和电动机同时工作之后,匀速行驶的速度为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,电源电动势6V,内阻,小灯泡L标有“2V 0.4W”字样,开关S闭合后,小灯泡L正常发光。已知电动机的内阻也是,则电动机的输出功率为( )
A. 0.76W B. 0.72W C. 0.04W D. 0.4W
6. 如图所示,边长为5cm的等边三角形ABC。三角形处在匀强电场中,三角形所在平面与匀强电场的电场线平行,三角形各顶点的电势分别为,下列说法正确的是( )
A. 匀强电场的场强大小为120V/m,方向由A指向C
B. 匀强电场的场强大小为120V/m,方向由C指向A
C. 匀强电场的场强大小为240V/m,方向由A指向C
D. 匀强电场的场强大小为240V/m,方向由C指向A
二、多选题(本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
7. 某次闪电前云地之间的电势差约为,云地间距离约为1km,一次短时闪电过程中云地间转移的电荷量约为6C,闪电持续时间约为。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据,下列判断正确的是( )
A. 闪电电流的平均值约为 B. 闪电电流的平均值约为
C. 闪电前云地间的电场强度约为 D. 闪电前云地间的电场强度约为
8. 设土星绕太阳的运动为匀速圆周运动,若测得土星到太阳的距离为r,土星绕太阳运动的周期为T,引力常量为G,则根据以上数据可解得的物理量有( )
A. 土星线速度的大小 B. 土星加速度的大小
C. 土星的质量 D. 太阳的质量
9. 如图,两对等量异号点电荷+q、-q()固定于正方形的4个顶点上。L、N是该正方形两条对角线与其内切圆的交点,O为内切圆的圆心,M为切点。则( )
A. L和N两点处的电场方向相互垂直
B. M和O两点处的电场强度相同
C. 将一点电荷从M点移动到O点,电场力做功为零
D. 将一点电荷从L点移动到N点,电场力做功为零
10. 如图所示,电源电动势,内阻,电阻,,,是可变电阻,电容器电容,a、b分别为电容器上下两个极板,G为灵敏电流表。初始时开关闭合、断开,电路稳定,现将开关也闭合直至电路再次稳定,则下列说法正确的是( )
A. 开关闭合,断开电路稳定时电容器极板带正电
B. 闭合后,调节使得上下两极板电势相等时
C. 若,则闭合前后电路稳定时电源的输出功率相等
D. 若,则在整个过程中流过电流表的电荷量为
第Ⅱ卷非选择题(共56分)
三、实验题(本大题共2小题,每空2分,共16分)
11. 用如图所示的实验装置探究功和动能变化的关系。一木板放在安装有定滑轮和光电门的气垫导轨上,木板左右两端安装了宽度均为d的相同遮光条A、B,木板(含遮光条)的质量为M,两遮光条间的距离为L,用不可伸长的细线绕过定滑轮,把木板与力传感器连接起来,传感器下方悬挂钩码,将木板由静止释放,由数字计时器可读出遮光条通过光电门的时间。
(1)在完成实验时,下列不必要的实验要求是______(填选项前字母)
A.应使木板质量远大于钩码和力传感器的总质量
B.应使木板释放的位置与光电门间的距离适当大些
C.应将气垫导轨调节水平
D.应使细线与气垫导轨平行
(2)按要求调整好实验装置后进行实验,主要测量步骤如下:
①将木板从距离光电门适当的位置由静止释放,木板在细线拉动下运动,记录力传感器的示数F及遮光条A、B先后经过光电门的时间为t1、t2,则遮光条A、B通过光电门的过程中木板动能的变化量ΔEk=___________,合外力对木板做功W=_______.(以上两空用字母M、t1、t2、d、L、F表示)
②增加所挂钩码的个数,重复①的操作,比较W、ΔEk的大小,可得出实验结论。
12. 有一长度为L、电阻率为ρ的圆柱形金属管,管内部中空,其横截面如图甲所示。现需要测量中空部分的横截面积S,某同学设计了一个实验方案,实验操作步骤如下:
(1)用多用电表“×1”挡粗测金属管的电阻,指针位置如图乙所示,则金属管的阻值为______Ω。
(2)现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了下列器材:
A.电流表A(量程为0.6A,内阻约为3Ω);
B.电压表V(量程3.0V,内阻约为3kΩ);
C.滑动变阻器R(最大阻值为10Ω);
D.电源E(电动势为3V,内阻可忽略);
E.待测金属管Rx、开关S、导线若干。
下列给出的丙、丁两个电路中,更合理的是______(选填“丙”或“丁”)电路,利用此电路测得的电阻值______(选填“大于”或“小于”)真实值。
(3)用螺旋测微器测出金属管(如戊图)的直径d = ______mm。
(4)实验还需要直接测量的物理量有电压表示数U、电流表示数I,则金属管的中空截面积S = ______(结果用题目所给物理量U、I、L、ρ、d符号表示)。
四、解答题(13题12分,14题12分,15题16分,共40分)
13. 如图所示,、、三点位于同一竖直平面内,两带正电小球固定在边长的正三角形两个水平顶点、上,电荷量均为,已知静电力常量,。求:
(1)顶点电场强度的大小;
(2)现在点放一质量带电小球,恰能处于静止状态,则该小球的电性及所带电荷量是多少?
14. 如图所示,六分之一光滑圆弧支架竖直放置,圆弧半径为,支架的底部水平,离地面足够高,圆心在点的正上方,右侧边缘点固定一个光滑轻质滑轮(滑轮大小不计)。可视为质点的小球A、B系在长为的跨过滑轮的轻绳两端,两球的质量分别为、。现将A球从紧靠滑轮P处由静止释放,取CD面为零势能面,重力加速度为g,不计空气阻力。求∶
(1)释放前A、B系统的重力势能Ep;
(2)A球运动到C点时的速度大小vA。
15. 如图甲所示,真空中电极连续不断均匀地发出电子(设电子的初速度为零),经加速电场加速,由小孔穿出,沿两个彼此绝缘且靠近的水平金属板A、B间的中线射入偏转电场,A、B两板距离为d、A、B板长为L,AB两板间加周期性变化的电场,如图乙所示,周期为T,加速电压为,其中m为电子质量、e为电子电量,L为A、B板长,T为偏转电场的周期,不计电子的重力,不计电子间的相互作用力,且所有电子都能离开偏转电场,求:
(1)电子从加速电场飞出后水平速度大小?
(2)时刻射入偏转电场的电子离开偏转电场时距A、B间中线的距离y;
(3)若从时刻开始计时,射入偏转电场的电子离开时是在中线上方还是下方,与中线的距离是多大?
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长郡中学2025年上学期高一期末考试
物理
时量∶75分钟满分∶100分
一、单选题(本大题共6小题,每题4分,共24分,每小题有且仅有一个选项符合题意)
1. 牛顿时代的科学家们围绕万有引力的研究,经历了大量曲折顽强而又闪烁智慧的科学实践.在万有引力定律的发现历程中,下列叙述不符合史实的是( )
A. 开普勒研究了第谷的行星观测记录,提出了开普勒行星运动定律
B. 牛顿利用开普勒第三定律,通过实验得出了万有引力定律
C. 卡文迪许利用扭称实验测出了引力常量G的数值
D. “月一地检验”表明地球与物体间的引力与天体间的引力遵从相同规律
【答案】B
【解析】
【详解】A.开普勒研究了第谷的行星观测记录,提出了开普勒行星运动定律,故A正确,不符合题意;
B.牛顿进行了著名的“月—地检验”,提出了万有引力定律,故B错误,符合题意;
C.卡文迪许首次在实验室中利用扭称实验测出了引力常量G的数值,故C正确,不符合题意;
D.“月一地检验”表明地球与物体间的引力与天体间的引力遵从相同规律,故D正确,不符合题意。
故选B。
2. 关于静电的防止与利用,下列说法错误的是( )
A. 图甲为静电喷漆的示意图,静电喷漆是利用同种电荷相互排斥,使油漆与金属表面在静电斥力作用下喷涂更均匀
B. 乙图中,燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理
C. 丙图的自助加油机都会有除静电装置,通过与加油机接地的金属面板进行接触操作,会消除工作人员身上的静电
D. 丁图的超高压带电作业,电工所穿的高压工作服内有编织的铜丝,这样做的目的是电工被铜丝衣服所包裹,使衣服内电场强度为零
【答案】A
【解析】
【详解】A.静电喷漆利用的是带负电的油漆微粒在静电力作用下向正极运动,故A错误,符合题意;
B.点火器的放电电极做成钉尖形是为了利用尖端放电,使在电压不高的情况下也容易点火,故B正确,不符合题意;
C.加油机的除静电装置通过与加油机接地的金属面板进行接触操作,会导走身上的静电,保证加油站的安全,故C正确,不符合题意;
D.因为超高压输电线周围存在很强的电场,带电作业的工人直接进入这样的强电场会有生命危险。如果工人穿上包含金属丝的织物制成的工作服,这身工作服就像一个金属网罩,可以起到静电屏蔽的作用,使超高压输电线周围的电场被工作服屏蔽起来,工人就可以安全作业了,故D正确,不符合题意。
故选A。
3. 一个简单的闭合电路由内外两部分电路构成,已知内电路的电源是一个化学电池,电池的正、负极附近分别存在着化学反应层,反应层中非静电力(化学作用)把正电荷从电势低处移到电势高处,在这两个地方,电势会沿电流方向跃升,这样整个闭合电路的电势高低变化情况如图所示,图中各点位置的高低表示电路中相应各点电势的高低,D点的高度略低于C点。若增大外电路电阻R,则下列说法正确的是( )
A. C、D两点的高度差将变大
B. A、B两点的高度差将不变
C. A与D、C与B高度差的总和将变小
D. 设电路中定向移动正电荷为正电荷,则单位正电荷从B处经C、D移至A处,非静电力做功不变
【答案】D
【解析】
【详解】电动势不变,当R增大时,总电流减小,内电压减小,路端电压增加;
A.CD两点高度差类似于内电压,内电压减小;故A错误;
B.AB两点的高度差为外电压,外电压增加;故B错误;
C.而图中A与D,C与B高度差的总和为电动势,故应不变;故C错误;
D.正电荷从B处经CD至A处,非静电力做功W=Uq,不变;故D正确。
故选D。
4. 有一质量的“双引擎”小汽车,汽油发动机的输出功率为48kW,电动机的输出功率为仅靠汽油机输出动力时,在平直公路上可以的速度匀速行驶。若汽车运动过程中所受阻力始终不变,则汽油发动机和电动机同时工作之后,匀速行驶的速度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】仅靠汽油机输出动力时,在平直公路上可以的速度匀速行驶,阻力f与牵引力F相等,由
解得
若汽车运动过程中所受阻力始终不变,则汽油发动机和电动机同时工作之后,匀速行驶时,仍然有阻力 f与牵引力F相等,总输出功率,由
解得当前速度
故选B。
5. 如图所示,电源电动势6V,内阻,小灯泡L标有“2V 0.4W”字样,开关S闭合后,小灯泡L正常发光。已知电动机的内阻也是,则电动机的输出功率为( )
A. 0.76W B. 0.72W C. 0.04W D. 0.4W
【答案】B
【解析】
【详解】由小灯泡L正常发光,可知电路中电流为
则电动机两端电压为
电动机的输入功率为
电动机发热功率为
可得电动机的输出功率为
故选B。
6. 如图所示,边长为5cm的等边三角形ABC。三角形处在匀强电场中,三角形所在平面与匀强电场的电场线平行,三角形各顶点的电势分别为,下列说法正确的是( )
A. 匀强电场的场强大小为120V/m,方向由A指向C
B. 匀强电场的场强大小为120V/m,方向由C指向A
C. 匀强电场的场强大小为240V/m,方向由A指向C
D. 匀强电场的场强大小为240V/m,方向由C指向A
【答案】D
【解析】
【详解】设AC的中点为D,则D点的电势为
则,B、D在同一等势面上,A、C在同一条电场线上,电场强度大小为
解得
根据沿电场线方向电势逐渐降低可知,电场强度的方向由C指向A。
故选D
二、多选题(本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
7. 某次闪电前云地之间的电势差约为,云地间距离约为1km,一次短时闪电过程中云地间转移的电荷量约为6C,闪电持续时间约为。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据,下列判断正确的是( )
A. 闪电电流的平均值约为 B. 闪电电流的平均值约为
C. 闪电前云地间的电场强度约为 D. 闪电前云地间的电场强度约为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.闪电电流的平均值
故A正确,B错误;
CD.电场强度大小
故C正确,D错误。
故选AC。
8. 设土星绕太阳的运动为匀速圆周运动,若测得土星到太阳的距离为r,土星绕太阳运动的周期为T,引力常量为G,则根据以上数据可解得的物理量有( )
A. 土星线速度的大小 B. 土星加速度的大小
C. 土星的质量 D. 太阳的质量
【答案】ABD
【解析】
【详解】AB.土星线速度的大小为
土星加速度的大小
故AB正确,
CD.设土星的质量为,太阳的质量为,有万有引力提供向心力得
可得
由于土星的质量被约去,所以无法求出土星的质量,故C错误,D正确。
故选ABD。
9. 如图,两对等量异号点电荷+q、-q()固定于正方形的4个顶点上。L、N是该正方形两条对角线与其内切圆的交点,O为内切圆的圆心,M为切点。则( )
A. L和N两点处的电场方向相互垂直
B. M和O两点处的电场强度相同
C. 将一点电荷从M点移动到O点,电场力做功为零
D. 将一点电荷从L点移动到N点,电场力做功为零
【答案】AC
【解析】
【详解】A.两个正电荷在N点产生的场强方向由N指向O,N点处于两负电荷连线的中垂线上,则两负电荷在N点产生的场强方向由N指向O,则N点的合场强方向由N指向O,同理可知,两个负电荷在L处产生的场强方向由O指向L,L点处于两正电荷连线的中垂线上,两正电荷在L处产生的场强方向由O指向L,则L处的合场方向由O指向L,由于正方形两对角线垂直平分,则L和N两点处的电场方向相互垂直,故A正确;
B.正方形底边的一对等量异号电荷在M点产生的场强方向向左,而正方形上方的一对等量异号电荷在M点产生的场强方向向右,由于M点离上方一对等量异号电荷距离较远,则M点的场强方向向左,而O点处的电场强度为零,故B错误;
C.由图可知,M和O点位于两等量异号电荷的等势线上,即M和O点电势相等,所以将一带正电的点电荷从M点移动到O点,电场力做功为零,故C正确;
D.由图可知,L点的电势低于N点电势,所以将一点电荷从L点移动到N点,电荷的电势能发生变化,则电场力做功不为零,故D错误。
故选AC。
10. 如图所示,电源电动势,内阻,电阻,,,是可变电阻,电容器电容,a、b分别为电容器上下两个极板,G为灵敏电流表。初始时开关闭合、断开,电路稳定,现将开关也闭合直至电路再次稳定,则下列说法正确的是( )
A. 开关闭合,断开电路稳定时电容器极板带正电
B. 闭合后,调节使得上下两极板电势相等时
C. 若,则闭合前后电路稳定时电源的输出功率相等
D. 若,则在整个过程中流过电流表的电荷量为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.开关闭合,断开,图像可知电容器b极板与电源负极相连,故b极板带负电,故A错误;
B.电容器上下两极板电势相等时,则两端电压相等,设支路电压为U,则有
代入题中数据解得
故B正确;
C.未闭合前,外电路电阻
此时电源输出功率
若,闭合后,外电路电阻
此时电源输出功率
则有,故C正确;
D.未闭合前,电容器两端电压
若,闭合后,电源路端电压
则电容器两端电压
则在整个过程中流过电流表的电荷量为
故D正确。
故选BCD。
第Ⅱ卷非选择题(共56分)
三、实验题(本大题共2小题,每空2分,共16分)
11. 用如图所示的实验装置探究功和动能变化的关系。一木板放在安装有定滑轮和光电门的气垫导轨上,木板左右两端安装了宽度均为d的相同遮光条A、B,木板(含遮光条)的质量为M,两遮光条间的距离为L,用不可伸长的细线绕过定滑轮,把木板与力传感器连接起来,传感器下方悬挂钩码,将木板由静止释放,由数字计时器可读出遮光条通过光电门的时间。
(1)在完成实验时,下列不必要的实验要求是______(填选项前字母)
A.应使木板质量远大于钩码和力传感器的总质量
B.应使木板释放的位置与光电门间的距离适当大些
C.应将气垫导轨调节水平
D.应使细线与气垫导轨平行
(2)按要求调整好实验装置后进行实验,主要测量步骤如下:
①将木板从距离光电门适当的位置由静止释放,木板在细线拉动下运动,记录力传感器的示数F及遮光条A、B先后经过光电门的时间为t1、t2,则遮光条A、B通过光电门的过程中木板动能的变化量ΔEk=___________,合外力对木板做功W=_______.(以上两空用字母M、t1、t2、d、L、F表示)
②增加所挂钩码的个数,重复①的操作,比较W、ΔEk的大小,可得出实验结论。
【答案】 ①. A ②. ③.
【解析】
【详解】(1)[1] A.力传感器测出的力就是细线对木板的真是拉力,因此无需满足使木板质量远大于钩码和力传感器的总质量。
B.使木板释放的位置与光电门间的距离适当大些,可减小测量误差;
C、D.此实验需要满足导轨水平且细线与气垫导轨平行。
因此不必要的实验要求是A。
(2)[2]遮光条A通过光电门的速度,遮光条B通过光电门的速度,所以遮光条A、B通过光电门的过程中木板动能的变化量
[3] 此过程合外力对木板做功
12. 有一长度为L、电阻率为ρ的圆柱形金属管,管内部中空,其横截面如图甲所示。现需要测量中空部分的横截面积S,某同学设计了一个实验方案,实验操作步骤如下:
(1)用多用电表“×1”挡粗测金属管的电阻,指针位置如图乙所示,则金属管的阻值为______Ω。
(2)现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了下列器材:
A.电流表A(量程为0.6A,内阻约为3Ω);
B.电压表V(量程为3.0V,内阻约为3kΩ);
C.滑动变阻器R(最大阻值为10Ω);
D.电源E(电动势3V,内阻可忽略);
E.待测金属管Rx、开关S、导线若干。
下列给出的丙、丁两个电路中,更合理的是______(选填“丙”或“丁”)电路,利用此电路测得的电阻值______(选填“大于”或“小于”)真实值。
(3)用螺旋测微器测出金属管(如戊图)的直径d = ______mm。
(4)实验还需要直接测量的物理量有电压表示数U、电流表示数I,则金属管的中空截面积S = ______(结果用题目所给物理量U、I、L、ρ、d符号表示)。
【答案】(1)9.0##9
(2) ①. 丁 ②. 小
(3)10.400 (4)
【解析】
【小问1详解】
根据欧姆表的读数规律,该读数为9.0 Ω。
【小问2详解】
[1]由于电压表的内阻远远大于待测电阻的阻值与电流表的内阻,可知,电流表的分压影响较大,实验中应排除电流表分压影响,可知,测量电路采用电流表外接法,即更合理的是丁电路;
[2]由于测量电路采用电流表的外接法,则实验误差在电压表的分流,由于电压表分流影响,导致电流的测量值偏大,则利用此电路测得的电阻值小于真实值。
【小问3详解】
根据螺旋测微器的读数规律可知,该读数为
【小问4详解】
根据欧姆定律有
根据电阻定律有
解得
四、解答题(13题12分,14题12分,15题16分,共40分)
13. 如图所示,、、三点位于同一竖直平面内,两带正电小球固定在边长的正三角形两个水平顶点、上,电荷量均为,已知静电力常量,。求:
(1)顶点电场强度的大小;
(2)现在点放一质量带电小球,恰能处于静止状态,则该小球的电性及所带电荷量是多少?
【答案】(1)
(2)带负电,
【解析】
小问1详解】
依题意,设单个带电小球在顶点c处产生的电场强度为E,根据矢量叠加原理可得顶点c电场强度大小
代入相关数据求得
【小问2详解】
现在c点放一质量带电小球恰能处于静止状态,由平衡条件可知该小球受到的静电力方向竖直向上,与该点的场强方向相反,则小球带负电,且
代入数据得
14. 如图所示,六分之一光滑圆弧支架竖直放置,圆弧半径为,支架的底部水平,离地面足够高,圆心在点的正上方,右侧边缘点固定一个光滑轻质滑轮(滑轮大小不计)。可视为质点的小球A、B系在长为的跨过滑轮的轻绳两端,两球的质量分别为、。现将A球从紧靠滑轮P处由静止释放,取CD面为零势能面,重力加速度为g,不计空气阻力。求∶
(1)释放前A、B系统的重力势能Ep;
(2)A球运动到C点时的速度大小vA。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
取CD面为零势能面,A球距离零势能面的高度
B球在零势能面以下距离
所以释放前A、B系统的重力势能为
解得
【小问2详解】
由题意可知,A、B组成的系统机械能守恒,有
在C点进行速度的合成与分解,如图所示
根据几何关系,有
联立解得A球运动到C点时的速度大小为
15. 如图甲所示,真空中的电极连续不断均匀地发出电子(设电子的初速度为零),经加速电场加速,由小孔穿出,沿两个彼此绝缘且靠近的水平金属板A、B间的中线射入偏转电场,A、B两板距离为d、A、B板长为L,AB两板间加周期性变化的电场,如图乙所示,周期为T,加速电压为,其中m为电子质量、e为电子电量,L为A、B板长,T为偏转电场的周期,不计电子的重力,不计电子间的相互作用力,且所有电子都能离开偏转电场,求:
(1)电子从加速电场飞出后的水平速度大小?
(2)时刻射入偏转电场的电子离开偏转电场时距A、B间中线的距离y;
(3)若从时刻开始计时,射入偏转电场的电子离开时是在中线上方还是下方,与中线的距离是多大?
【答案】(1);(2)(3)电子从中线上射出
【解析】
【分析】
【详解】(1)加速电场加速,由动能定理得
解得
(2)电子在偏转电场里水平方向匀速运动,水平方向有
所以运动时间
则时刻射入偏转电场的电子,在竖直方向匀加速运动,竖直方向有
(3)由上问可知电子在电场中的运动时间均为,设电子在时加速度大小为,时加速度大小为,由牛顿第二定律得:
若从时刻开始计时,则在时间内竖直方向的位移
在时间内的竖直位移
可知电子恰好从中线位置离开电场。
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