内容正文:
2024年下学期期末教学质量监测试卷高二物理
温馨提示:本试卷分试题卷和答题卷两部分,请将答案填(涂)在答题卷上,考试结束后只交答题卷。本试卷共5页,有16道题。全卷满分100分,考试用时75分钟。
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1. 在天气干燥的季节,脱掉外衣后再去摸金属门把手时,常常会被电一下。关于该过程的说法正确的是( )
A. 脱掉外衣时,由于摩擦而创造了电荷,使外衣和身体各自带上了电
B. 脱掉外衣时,电荷由于摩擦发生了转移,使外衣所带电荷量比身体多
C. 脱掉外衣后,外衣所带的电荷量可能为5.6×10-19C
D. 脱掉外衣后,手靠近金属门把手时,会使门把手靠近手的一端与手带异种电荷
2. 要打碎一块5毫米厚的普通玻璃,需要约600N的力。现让一枚质量约100g的鹅蛋从高空落到5毫米厚的普通玻璃上,若鹅蛋与玻璃的作用时间为0.01s,要使玻璃打碎,鹅蛋从高空落下的高度约为( )(不计空气阻力,重力加速度为)
A. 300m B. 250m C. 180m D. 120m
3. 如图甲,一单摆做小角度摆动,从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时,其相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力,对此单摆的振动过程,下列说法正确的是( )
A. 单摆的振动周期是1s
B. 单摆的摆长约为1m
C. 若仅将摆角增大,单摆周期也变大
D. 时,摆球位于左侧最大位移处,速度为零,合力也为零
4. 如图所示,在匀强磁场中,有两长直导线M和N垂直于纸面固定放置,两者间距为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时,纸面内与两导线距离均为l的P点处的磁感应强度为零,其中通电导线M和N在P点产生的磁感应强度大小均为B,则( )
A. 匀强磁场的方向水平向左,大小为
B. 匀强磁场的方向竖直向上,大小为B
C. 两导线连线中点处的磁感应强度方向竖直向上,大小为B
D. 两导线连线中点处磁感应强度方向水平向右,大小为
5. 传感器是自动控制设备中不可缺少的元件。如图是一种测定位移的电容式传感器电路,电源电动势为E,电路中电阻阻值为R。在该电路中,闭合S一段时间后,使工件(电介质)缓慢向左移动,则在工件移动的过程中( )
A. 通过电流表G的电流方向由b至a
B. 通过电流表G的电流始终为零
C 电容器两极板所带电荷量增大
D. 电容器两极板之间的电压始终等于电源电动势E
6. 室内装修常用的板材、油漆、地毯、壁纸等多含有甲醛,甲醛对人体的身体健康有较大伤害。为了检测家里甲醛含量的变化,某同学查阅资料并购买了一个甲醛敏感电阻Rx(其阻值随甲醛含量的增加而增大),设计了如图所示的电路来粗略检测家里甲醛气体含量。电源电动势为E、内阻为r,R0为定值电阻,R为电阻箱,电压表和电流表均视为理想电表,则下列说法正确的是( )
A. R一定时,当室内甲醛含量升高时,电流表示数增大
B. R一定时,当室内甲醛含量降低时,电压表示数减小
C. 仅调节电阻箱,电压表、电流表的示数变化量的比值不变
D. R一定时,甲醛含量越高,电压表的示数越大
7. 如图所示,带正电的小球P与小定滑轮O固定在同一竖直面上,用绕过滑轮O的绝缘细线拉住带电小球Q,Q静止时两球恰好位于同一水平面,且。现用力拉细线上端使Q缓慢上移,直至P、Q连线与水平方向的夹角为60°,此过程中P、Q两球的带电荷量保持不变。则( )
A. P、Q间的库仑力一直减小
B. 库仑力对Q一直做正功
C. Q的电势能一直增大
D. 细线拉力对Q做的功等于Q重力势能的增加量
二、多项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也.”进一步研究表明,地球周围地磁场的分布示意如图.结合上述材料,下列说法正确的是( )
A. 地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B. 地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近
C. 地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D. 在地面上放置一个小磁针,小磁针的南极指向地磁场的北极
9. 如图所示,导线ab和cd互相平行,则下列四种情况中,导线cd中有电流产生的是( )
A. 开关S闭合或断开的瞬间 B. 开关S是闭合的,但滑动触头向左滑
C. 开关S是闭合的,但滑动触头向右滑 D. 开关S始终闭合,滑动触头不动
10. 一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图如图甲所示。图乙表示该波传播的介质中处的质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 波沿轴负方向传播
B. 波传播的速度大小为
C. 该波遇到尺寸为障碍物时能发生明显的衍射现象
D. 时,质点在平衡位置
11. 某演示用多用电表有两个挡位,一是量程为电流表,另一是倍率为“”的欧姆挡其内部电路如图甲所示。其中为定值电阻,表盘如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 图中应为红表笔,应是黑表笔 B. 当开关接到时,多用电表用来测量电阻
C. 欧姆挡内电源的电动势应为 D. 欧姆挡内电源的电动势应为
三、实验题(本题共2小题,每空2分,共16分)
12. “验证动量守恒实验”的装置的简化示意图如图甲所示,入射小球的质量为,被碰小球的质量为。
(1)对于该实验的要求及对应目的,下列说法正确的是_____(填正确答案标号)。
A. 为了保证碰撞过程中两小球动量守恒,两小球的质量应满足
B. 为了保证碰后能向右飞出,两小球的质量应满足
C. 实验中使用的斜槽不需要光滑,但是为了保证两小球能做平抛运动,需要斜槽末端水平
(2)多次从同一位置由静止释放入射小球,小球在纸上留下很多个痕迹,如图乙所示,为了确定落点,三个圆中最合理的是_____(填正确答案标号)。
A. a B. b C. c
(3)如果碰撞过程满足动量守恒,则需要验证的表达式为______________(用表示),若进一步验证该碰撞是否为弹性碰撞,则还需要满足的表达式为__________。(用表示)
13. 某兴趣实验小组要测量一圆柱形金属的电阻率
(1)先用螺旋测微器测量元件的直径如下图:读数为________mm.
(2)为较精确测量该元件的电阻,实验室提供如下器材:
A.待测圆柱形金属R,电阻约为24Ω
B.电动势E=4V,内阻不计的电源一个
C.电流表量程为0~150mA内阻为40Ω
D.电流表量程为0~50mA,内阻10Ω
E.电压表量程为0一15V,内阻15KΩ
F.电压表量程为0~3V,内阻5KΩ
C.滑动变阻器(0~50Ω),额定电流为1.0A;
H.电键、导线若干
电流表应选_________,电压表应选___________.(均填器材前面的序号)
(3)请在图框中画出实验电路图,要求所测电压从零开始连续变化___________.
四、解答题(本题共3小题,第14题10分,第15题10分,第16题16分,共36分)
14. 如图所示,长为L的不可伸长绝缘细线一端悬于O点,另一端系一质量为m的带电小球。将该装置放在水平向右场强为E的匀强电场中,小球在A点静止时细线与竖直方向成37°角。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)重力加速度为g。
(1)画出小球在A点静止时的受力示意图;
(2)计算小球所带电荷量,并判断小球所带电荷的电性;
(3)若保持细线处于绷紧状态,将小球向右拉,直至细线与电场线平行,由静止释放,求小球运动到最低点时的速度大小。
15. 如图所示,一平行板电容器水平放置,板长为L,板间距离为d,两板间电压为U,上极板带正电。一带正电离子沿水平方向以速度在右侧从两板中间射入,该离子电荷量为q、质量为m,但不计重力。电容器左侧有一竖直板,平行板电容器水平中线与竖直板交于O点,离子刚离开电容器的点作水平线交竖直板于A点,离开电容器后,离子打在竖直板上的B点,竖直板与电容器极板左端的距离为。求:
(1)OA的长度;
(2)AB的长度。
16. 如图所示,可视为质点的小球A、B放置在光滑水平平台上。现使小球A以一定初速度沿水平平台向右运动,小球A、B发生弹性碰撞(碰撞时间极短)。小球A碰撞后从平台左边缘飞出,落到比平台低h=0.8m的水平地面时离平台左边缘的水平位移x=0.4m。小球B从平台右边缘飞出后刚好沿切线进入固定的竖直光滑圆弧轨道的D点,且恰好能通过圆弧轨道最高点C。已知小球A的质量m1=1kg,圆弧轨道的轨道半径R=0.4m,D点和圆弧轨道圆心O点的连线与竖直方向的夹角θ=60°,取重力加速度大小g=10m/s2,不计空气阻力,求:
(1)碰撞后瞬间小球A速度大小vA;
(2)小球B经过D点时的速度大小vD;
(3)小球A碰撞前的速度大小v0和小球B的质量m2。
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2024年下学期期末教学质量监测试卷高二物理
温馨提示:本试卷分试题卷和答题卷两部分,请将答案填(涂)在答题卷上,考试结束后只交答题卷。本试卷共5页,有16道题。全卷满分100分,考试用时75分钟。
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1. 在天气干燥的季节,脱掉外衣后再去摸金属门把手时,常常会被电一下。关于该过程的说法正确的是( )
A. 脱掉外衣时,由于摩擦而创造了电荷,使外衣和身体各自带上了电
B. 脱掉外衣时,电荷由于摩擦发生了转移,使外衣所带电荷量比身体多
C. 脱掉外衣后,外衣所带的电荷量可能为5.6×10-19C
D. 脱掉外衣后,手靠近金属门把手时,会使门把手靠近手的一端与手带异种电荷
【答案】D
【解析】
【详解】AB.脱掉外衣时,由于摩擦使电荷发生转移,并不是创造了电荷,从而使外衣和身体各自带上了等量异种电荷,故AB错误;
C.任何带电体所带的电荷量一定为元电荷的整数倍,故C错误;
D.脱掉外衣后,手靠近金属门把手时,由于感应起电,会使门把手靠近手的一端与手带异种电荷,故D正确。
故选D。
2. 要打碎一块5毫米厚的普通玻璃,需要约600N的力。现让一枚质量约100g的鹅蛋从高空落到5毫米厚的普通玻璃上,若鹅蛋与玻璃的作用时间为0.01s,要使玻璃打碎,鹅蛋从高空落下的高度约为( )(不计空气阻力,重力加速度为)
A. 300m B. 250m C. 180m D. 120m
【答案】C
【解析】
【详解】设落下的高度为,则
因为重力远小于F,所以鹅蛋的重力忽略,规定竖直向上为正方向,根据动量定理,得
解得
C正确。
故选C。
3. 如图甲,一单摆做小角度摆动,从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时,其相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力,对此单摆的振动过程,下列说法正确的是( )
A. 单摆的振动周期是1s
B. 单摆的摆长约为1m
C. 若仅将摆角增大,单摆周期也变大
D. 时,摆球位于左侧最大位移处,速度为零,合力也为零
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题图乙可知单摆的周期
故A错误;
B.由单摆的周期公式
解得
故B正确;
C.单摆周期与摆角无关,故C错误;
D.时,摆球位于左侧最大位移处,速度虽为零,但不是平衡状态,合力不为零,故D错误。
故选B
4. 如图所示,在匀强磁场中,有两长直导线M和N垂直于纸面固定放置,两者间距为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时,纸面内与两导线距离均为l的P点处的磁感应强度为零,其中通电导线M和N在P点产生的磁感应强度大小均为B,则( )
A. 匀强磁场的方向水平向左,大小为
B. 匀强磁场的方向竖直向上,大小为B
C. 两导线连线中点处的磁感应强度方向竖直向上,大小为B
D. 两导线连线中点处的磁感应强度方向水平向右,大小为
【答案】A
【解析】
【详解】AB.导线M和N中电流I均向里时,产生的磁场如图所示
由几何关系可得,两通电导线在点的合磁感应强度为
方向水平向右,P点处的磁感应强度为零,可知匀强磁场的磁感应强度与两通电导线在点的合磁感应强度大小相等,方向相反,则匀强磁场的方向水平向左,大小为,故A正确,B错误;
CD.导线、在连线中点处产生磁场大小相等,方向相反,合磁场为零,结合A选项可知:两导线连线中点处的磁感应强度方向水平向左,大小为,故CD错误。
故选A。
5. 传感器是自动控制设备中不可缺少的元件。如图是一种测定位移的电容式传感器电路,电源电动势为E,电路中电阻阻值为R。在该电路中,闭合S一段时间后,使工件(电介质)缓慢向左移动,则在工件移动的过程中( )
A. 通过电流表G的电流方向由b至a
B. 通过电流表G的电流始终为零
C. 电容器两极板所带电荷量增大
D. 电容器两极板之间的电压始终等于电源电动势E
【答案】D
【解析】
【详解】电容器两极板之间的电压始终等于电源电动势E,即两板间电压U不变,在工件缓慢向左移动的过程中,由
可知ε减小,电容C减小,根据
可知电容器带电量Q减小,可知电容器放电,即通过电流表G的电流方向由a至b。
故选D。
6. 室内装修常用的板材、油漆、地毯、壁纸等多含有甲醛,甲醛对人体的身体健康有较大伤害。为了检测家里甲醛含量的变化,某同学查阅资料并购买了一个甲醛敏感电阻Rx(其阻值随甲醛含量的增加而增大),设计了如图所示的电路来粗略检测家里甲醛气体含量。电源电动势为E、内阻为r,R0为定值电阻,R为电阻箱,电压表和电流表均视为理想电表,则下列说法正确的是( )
A. R一定时,当室内甲醛含量升高时,电流表示数增大
B. R一定时,当室内甲醛含量降低时,电压表示数减小
C. 仅调节电阻箱,电压表、电流表的示数变化量的比值不变
D. R一定时,甲醛的含量越高,电压表的示数越大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据“串反并同”法,R一定时,当室内甲醛含量升高时,Rx增大,电流表示数减小,电压表示数减小;当室内甲醛含量降低时,Rx减小,电压表示数增大,ABD错误;
C.电压表、电流表的示数变化量的比值等于定值电阻的阻值,保持不变,C正确。
故选C。
7. 如图所示,带正电的小球P与小定滑轮O固定在同一竖直面上,用绕过滑轮O的绝缘细线拉住带电小球Q,Q静止时两球恰好位于同一水平面,且。现用力拉细线上端使Q缓慢上移,直至P、Q连线与水平方向的夹角为60°,此过程中P、Q两球的带电荷量保持不变。则( )
A. P、Q间的库仑力一直减小
B. 库仑力对Q一直做正功
C. Q的电势能一直增大
D. 细线拉力对Q做的功等于Q重力势能的增加量
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.缓慢移动Q的过程中,Q处于动态平衡状态,对Q进行受力分析,如图所示
可知Q所受力的矢量三角形与三角形相似,可得
由数学知识可得,Q上移过程中保持不变,可知两球间的库仑力大小保持不变,Q受到的库仑力不做功,Q的电势能保持不变,故ABC错误。
D.根据功能关系可知,细线拉力对Q做的功等于Q重力势能的增加量,故D正确。
故选D。
二、多项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也.”进一步研究表明,地球周围地磁场的分布示意如图.结合上述材料,下列说法正确的是( )
A. 地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B. 地球内部也存磁场,地磁南极在地理北极附近
C. 地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D. 在地面上放置一个小磁针,小磁针的南极指向地磁场的北极
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合有一定的夹角,即为磁偏角,故A正确;
B.磁场是闭合的曲线,地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近,故B正确;
C、磁场是闭合的曲线,地球磁场从南极附近发出,从北极附近进入地球,组成闭合曲线,曲线的切线为该点磁场的方向,所以不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行,故C错误;
D.在地面上放置一个小磁针,小磁针的南极指向地理南极,即地磁北极,故D正确.
9. 如图所示,导线ab和cd互相平行,则下列四种情况中,导线cd中有电流产生是( )
A. 开关S闭合或断开的瞬间 B. 开关S是闭合的,但滑动触头向左滑
C. 开关S是闭合的,但滑动触头向右滑 D. 开关S始终闭合,滑动触头不动
【答案】ABC
【解析】
【详解】导线cd中有电流产生的原因是回路中的磁通量发生变化,上半部分中的磁场是由导线ab中的电流激发的,如果想让磁场强度变化,导线ab中的电流应发生变化,开关闭合或断开瞬间,电流从无到有或从有到无,发生了变化;开关闭合,滑动触头向左滑,电流减小;开关闭合,滑动触头右滑,电流变大;开关闭合,滑动触头不变,电流不变。
故ABC正确,D错误。
故选ABC。
10. 一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图如图甲所示。图乙表示该波传播的介质中处的质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 波沿轴负方向传播
B. 波传播的速度大小为
C. 该波遇到尺寸为的障碍物时能发生明显的衍射现象
D. 时,质点在平衡位置
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由图乙可知,质点a在时刻向y轴正方向振动,由图甲根据同侧法可知,该简谐横波沿x轴负方向传播,故A正确;
B.由图甲可知,该波的波长
由图乙可知,该波的周期
波传播的速度大小为
故B错误;
C.由图甲可知,该波的波长
则该波遇到尺寸为的障碍物时能发生明显的衍射现象,故C正确;
D.由A分析可知,质点b在,在平衡位置向下振动,由图乙可知,周期
在时,经过了
则质点b到达负的最大位移处,故D错误。
故选AC。
11. 某演示用多用电表有两个挡位,一是量程为电流表,另一是倍率为“”的欧姆挡其内部电路如图甲所示。其中为定值电阻,表盘如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 图中应为红表笔,应是黑表笔 B. 当开关接到时,多用电表用来测量电阻
C. 欧姆挡内电源的电动势应为 D. 欧姆挡内电源的电动势应为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.多用电表的规则是电流从红表笔流入、黑表笔流出,且红表笔接内部电源负极,黑表笔接内部电源正极。 结合电路,表头电流需要正进负出,电流始终从流入表头,因此是红表笔,接内部电源正极,电流从流出,是黑表笔,故A正确;
B.测量电阻需要接入内部电源,当开关接到时,电路没有接入电源,此时表头与并联构成电流表,用来测量电流,不是测量电阻,故B错误;
CD.欧姆表的内阻等于中值电阻,由图乙可知,欧姆挡中值刻度为,倍率为,因此欧姆表内阻
已知电流表量程(即欧姆挡满偏电流),根据闭合电路欧姆定律,满偏时
得电源电动势 , 故C正确,D错误。
故选 AC。
三、实验题(本题共2小题,每空2分,共16分)
12. “验证动量守恒实验”的装置的简化示意图如图甲所示,入射小球的质量为,被碰小球的质量为。
(1)对于该实验的要求及对应目的,下列说法正确的是_____(填正确答案标号)。
A. 为了保证碰撞过程中两小球动量守恒,两小球的质量应满足
B. 为了保证碰后能向右飞出,两小球的质量应满足
C. 实验中使用的斜槽不需要光滑,但是为了保证两小球能做平抛运动,需要斜槽末端水平
(2)多次从同一位置由静止释放入射小球,小球在纸上留下很多个痕迹,如图乙所示,为了确定落点,三个圆中最合理是_____(填正确答案标号)。
A. a B. b C. c
(3)如果碰撞过程满足动量守恒,则需要验证的表达式为______________(用表示),若进一步验证该碰撞是否为弹性碰撞,则还需要满足的表达式为__________。(用表示)
【答案】(1)C (2)C
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
A.碰撞过程中两小球动量守恒,与小球的质量关系无关,故A错误;
B.碰撞过程中,小球受到向右的冲量,会向右飞出,与小球的质量关系无关,故B错误;
C.只要小球每次由静止释放的位置相同,就能保证每次碰前速度相同,因此不需要斜槽光滑,但是为了保证两小球能做平抛运动,需要斜槽末端水平,故C正确。
故选C。
【小问2详解】
根据突出主要矛盾,忽略次要矛盾的原则,确定平均落点时,三个圆中最合理的是c。
故选C。
【小问3详解】
[1]小球碰后均做平抛运动,水平方向有
竖直方向有
可知满足动量守恒时应满足表达式
[2]若碰撞为弹性碰撞则还应满足表达式
结合动量守恒表达式可得
13. 某兴趣实验小组要测量一圆柱形金属的电阻率
(1)先用螺旋测微器测量元件的直径如下图:读数为________mm.
(2)为较精确测量该元件的电阻,实验室提供如下器材:
A.待测圆柱形金属R,电阻约为24Ω
B.电动势E=4V,内阻不计的电源一个
C.电流表量程为0~150mA内阻为40Ω
D.电流表量程为0~50mA,内阻10Ω
E.电压表量程为0一15V,内阻15KΩ
F.电压表量程为0~3V,内阻5KΩ
C.滑动变阻器(0~50Ω),额定电流为1.0A;
H.电键、导线若干
电流表应选_________,电压表应选___________.(均填器材前面的序号)
(3)请在图框中画出实验电路图,要求所测电压从零开始连续变化___________.
【答案】 ①. 8.693mm; ②. C; ③. F; ④.
【解析】
【详解】(1)由图示螺旋测微器可知,其示数为:8.5mm+19.3×0.01mm=8.693mm;
(2)电动势E=4V,所以电压表应选量程为0~3V,故选F;最大电流为:,所以电流表应选量程为:0~150mA,故选C.
(3)待测电阻阻值约为24Ω,电流表内阻约为40Ω,电压表内阻约为5kΩ,电压表内阻远大于待测电阻值,电流表应采用外接法,要求所测电压从零开始连续变化,采用分压器电路,所以电路图如图所示:
四、解答题(本题共3小题,第14题10分,第15题10分,第16题16分,共36分)
14. 如图所示,长为L的不可伸长绝缘细线一端悬于O点,另一端系一质量为m的带电小球。将该装置放在水平向右场强为E的匀强电场中,小球在A点静止时细线与竖直方向成37°角。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)重力加速度为g。
(1)画出小球在A点静止时的受力示意图;
(2)计算小球所带电荷量,并判断小球所带电荷电性;
(3)若保持细线处于绷紧状态,将小球向右拉,直至细线与电场线平行,由静止释放,求小球运动到最低点时的速度大小。
【答案】(1)见解析;(2),电性为正电;(3)
【解析】
【分析】
【详解】(1)受力图如图
(2)由平衡条件可知
电性为正电;
(3)由动能定理得
解得
15. 如图所示,一平行板电容器水平放置,板长为L,板间距离为d,两板间电压为U,上极板带正电。一带正电离子沿水平方向以速度在右侧从两板中间射入,该离子电荷量为q、质量为m,但不计重力。电容器左侧有一竖直板,平行板电容器水平中线与竖直板交于O点,离子刚离开电容器的点作水平线交竖直板于A点,离开电容器后,离子打在竖直板上的B点,竖直板与电容器极板左端的距离为。求:
(1)OA的长度;
(2)AB的长度。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)平行板电容器极板之间电场的电场强度为
离子在电场中的加速度
离子在电场中做类平抛运动,则有
,
解得
(2)离子飞出极板后做匀速直线运动,将该运动分解为水平与竖直方向的两个分运动也为匀速直线运动,在水平方向有
在竖直方向有
,
结合上述解得
16. 如图所示,可视为质点的小球A、B放置在光滑水平平台上。现使小球A以一定初速度沿水平平台向右运动,小球A、B发生弹性碰撞(碰撞时间极短)。小球A碰撞后从平台左边缘飞出,落到比平台低h=0.8m的水平地面时离平台左边缘的水平位移x=0.4m。小球B从平台右边缘飞出后刚好沿切线进入固定的竖直光滑圆弧轨道的D点,且恰好能通过圆弧轨道最高点C。已知小球A的质量m1=1kg,圆弧轨道的轨道半径R=0.4m,D点和圆弧轨道圆心O点的连线与竖直方向的夹角θ=60°,取重力加速度大小g=10m/s2,不计空气阻力,求:
(1)碰撞后瞬间小球A的速度大小vA;
(2)小球B经过D点时的速度大小vD;
(3)小球A碰撞前的速度大小v0和小球B的质量m2。
【答案】(1)1m/s
(2)4m/s (3)3m/s,2kg
【解析】
【小问1详解】
小球A做平抛运动,竖直方向上有
水平方向上有
解得
【小问2详解】
小球B恰好能通过圆弧轨道最高点C,有
小球B从D点运动到C点,由动能定理有
其中
解得
【小问3详解】
小球B从平台右边缘飞出在空中做平抛运动,有
小球A、B发生弹性碰撞,有
解得
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