内容正文:
衡阳市八中2026年高一下学期期末考试试题
物 理
满分100分,考试时间75分钟
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1. 如图所示,两个相同的木模质量均为,靠三根竖直细线连接,在水平面上按一个“互”字型静置,上方木模呈现悬浮效果,这是利用了建筑学中的“张拉整体”(Tensegrity)结构原理。图中长线上的张力,短线上张力为、水平面所受压力满足( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】B
【解析】
【详解】对整体受力分析,整体受重力和地面的支持力,由平衡条件得
根据牛顿第三定律,水平面所受压力
对上方木模受力分析,受重力、短线拉力和两根长线拉力,由平衡条件得
解得
故选B。
2. 1924年跳台滑雪被列为首届冬奥会项目。如图所示,一名运动员从雪道的最高点M由静止开始滑下,经过水平段后从P点飞入空中,最终落到Q点,不计运动员经过N点的机械能损失和空气阻力。已知运动员从M点到P点,重力做功为,克服阻力做功为,从P点到Q点重力做功为,设P点所在平面为零势能面,则下列说法正确的是( )
A. 运动员在P点的动能为
B. 运动员从M点到P点机械能增加了
C. 运动员在Q点的机械能为
D. 运动员从M点到Q点重力势能减少了
【答案】C
【解析】
【详解】A.运动员从M点到P点,根据动能定理有,解得运动员在P点的动能,故A错误;
B.运动员从M点到P点,除重力外只有阻力做功,阻力做功为,根据功能关系可知,机械能减少了,故B错误;
C.以P点所在平面为零势能面,运动员在P点的重力势能为0,则运动员在P点的机械能。从P点到Q点,只有重力做功,机械能守恒,则运动员在Q点的机械能,故C正确;
D.运动员从M点到Q点,重力做的总功为,根据重力做功与重力势能变化的关系可知,重力势能减少了,故D错误。
故选C。
3. 二十四节气划分是以地球和太阳的连线每扫过15°定为一个节气。如图所示为北半球二十四个节气时地球在公转轨道上位置的示意图,其中冬至时地球在近日点附近。则( )
A. 芒种到夏至的时间比大雪到冬至的长
B. 立夏时地球的公转速度比谷雨时大
C. 夏至时地球受太阳的引力比冬至大
D. 由地球的公转周期可求出地球的质量
【答案】A
【解析】
【详解】A.芒种到夏至和大雪到冬至均转过15°,由图可知,芒种到夏至地球与太阳连线扫过的面积大于大雪到冬至地球与太阳连线扫过的面积,根据开普勒第二定律可知,芒种到夏至的时间比大雪到冬至的长,故A正确;
B.根据开普勒第二定律可知,从近日点到远日点过程,地球的公转速度逐渐减小,则立夏时地球的公转速度比谷雨时小,故B错误;
C.根据,由于夏至时地球离太阳的距离更大,所以夏至时地球受太阳的引力比冬至小,故C错误;
D.设地球的公转轨道的半长轴为,公转周期为,根据开普勒第三定律可知,地球公转周期等于轨道半径的圆轨道周期,则有
可得太阳质量为
可知由地球的公转周期不可求出地球的质量,故D错误。
故选A。
4. 艺术挂钟不仅可以看时间,也能体现出主人的艺术修养以及营造艺术氛围,如图1所示是走时准确的指针式石英挂钟,以下关于其秒针、分针与时针的说法中正确的是( )
A. 秒针与分针的转动周期之比为 B. 秒针与分针的转动角速度大小之比为
C. 时针与分针的转动频率之比为 D. 时针与分针的转速之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据题意可知,秒针与分针的转动周期之比为,故A错误;
B.根据可知,秒针与分针的转动角速度大小之比为,故B正确;
CD.时针转动一周为,分针转动一周为,则二者的周期之比为,根据可知,时针与分针的转动频率之比为,时针与分针的转速之比为,故CD错误。
故B正确。
5. 如图所示为两个点电荷的电场线分布,点为两点电荷连线的中点,以为圆心的虚线圆与电场线交于点、、、,其中、两点关于两点电荷所在的直线对称,下列说法正确的是( )
A. 两点电荷的电荷量相等
B. 、两点的电场强度相同
C. 电子在点的电势能小于在点时的电势能
D. 同一试探电荷在、两点的电势能相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.中垂线的场强方向斜向右上方,所以两点电荷的电荷量不相等,正电电荷的电量大,故A错误;
B.根据电场线的对称性可知a,b两点电场强度的大小相等,但是方向不同,故B错误;
C.顺着电场线电势逐渐降低,所以b点的电势高于c点的电势,依据电势能,且电子电荷量,故电子在点的电势能小于在点时的电势能,故C正确;
D.分析可知d点的电势高于c点的电势,同一试探电荷在c,d两点的电势能不相同,故D错误。
故选C。
6. 一质量为m的物体以某一速度冲上一个倾角为37°的固定斜面,其运动的加速度的大小为0.9g。这个物体沿斜面上升的最大高度为H,则在这个过程中( )
A. 物体的重力势能增加了0.9mgH B. 物体的动能损失了mgH
C. 物体的动能损失了0.9mgH D. 物体的机械能损失了0.5mgH
【答案】D
【解析】
【详解】A.上升过程中重力做功,所以重力势能增加,故A错误;
BC.该过程合力做功
由动能定理可知,物体的动能损失了,故BC错误;
D.上滑过程,由牛顿第二定律有
解得
该过程摩擦力做功
功能关系可知,物体的机械能损失了0.5mgH,故D正确。
故选D。
7. 如图为简易水轮机截面示意图,水管水平放置,管口直径为。水从管口A流出后在D处冲击轮子边缘的挡水板,可使轮子连续转动,稳定时轮子边缘线速度与水流冲击速度近似相同。已知竖直高度差,轮子边缘的线速度,轮子半径。不计挡水板的大小,忽略空气阻力,取重力加速度,有关水流运动描述正确的是( )
A. 稳定时轮子角速度为 B. 水从管口A流出的速度大小为
C. 的水平距离为 D. 水管中水的流量为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据
可得稳定时轮子角速度为,故A错误;
B.根据平抛运动规律
解得
落在D处时的竖直方向速度为
水从管口A流出的速度大小为,故B错误;
C.AD的水平距离为,故C正确;
D.水管中水的流量为,故D错误。
故选C。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15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)
8. 如图,质量相等可视为质点的A、B两物块通过细绳连接,沿水平转盘的半径方向放置,A离轴心,B离轴心,细绳恰好伸直。已知A、B与盘面间的动摩擦因数均为0.3,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力大小,取重力加速度。则( )
A. 当转盘转动的角速度时,细线上没有张力
B. 当转盘转速不断增大时,B受到的摩擦力方向可能沿半径方向向外
C. 当转盘转速达到A、B刚好不滑动时,烧断细线,则A仍做圆周运动、B做离心运动
D. 当转盘转速达到A、B刚好不滑动时,烧断细线,则A做向心运动、B做离心运动
【答案】AC
【解析】
【详解】A.当物块B所需的向心力小于等于所受摩擦力时,细线上张力为零。设B的向心力等于摩擦力时圆盘转速为,则有
代入数据解得
所以当转盘转动的角速度时,细线上没有张力,故A正确;
B.A做圆周运动时,摩擦力与拉力提供向心力,则摩擦力一定大于拉力,所以B受到的摩擦力方向不可能沿半径方向向外,故B错误;
CD.当A、B所受静摩擦力均达到最大静摩擦力时刚好与盘面间不发生相对滑动,设此时圆盘得角速度为,细线的张力为T,则分别对A和B有,
烧断细线时,A、B做圆周运动所需向心力分别为,
可知物块A随盘一起转动,物块B将做离心运动,故C正确,D错误。
故选AC。
9. 如图所示,可视为质点的光滑定滑轮P与竖直墙面上的Q点等高,O为PQ的中点,PQ距离为2d。一根轻质不可伸长的细绳一端系在Q点,穿过质量为m的光滑圆环A再绕过定滑轮P,另一端吊着质量也为m的重物B。将圆环A由O点静止释放,设QA与水平方向夹角为θ。已知重力加速度为g,整个过程中B未与滑轮P相撞,不计空气阻力和一切摩擦。下列说法中正确的是( )
A. A和B的速度关系为
B. A可以下降的最大高度为
C. A和B总动能最大时,
D. A和B总动能最大时,A的动能为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.B上升的速度等于左侧绳伸长的速度,A沿QA方向的速度分量为,沿PA方向的速度分量也为,故有,故A错误;
B.由能量守恒知
解得,故B正确;
CD.AB总动能最大时,即总重力势能最小,此刻重力势能变化率为0,即
结合关联速度可知
即
由能量守恒知,
解得,C正确,D正确。
故选BCD。
10. 如图所示,轻质绝缘细线一端系在点,另一端与带电量为的小球(可视为质点)连接,整个装置处在水平向右、场强大小为的匀强电场中,小球静止时处在点,点在点的正下方,与间的夹角为,点在点正右方且与点等高,已知,现把小球移至A点,给小球一个水平向右的初速度(为未知量),小球正好能够到达点(运动过程中小球的电量不变),重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 小球的质量为
B. 小球在A点获得的动能为
C. 小球从A到的过程中,速度的最大值为
D. 小球从A到的过程中,通过点时细线的张力最大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.在B点对小球受力分析,由平衡条件可得
解得小球的质量为,故A错误;
B.小球从A点到C点,由动能定理可得
解得,故B正确;
CD.小球静止在B点,OB与OA间的夹角为37°,则电场力与重力的合力由O指向B,则B点是小球在圆弧中运动的等效最低点,所以小球从A点到C点的过程中,在B点的速度达到最大值,在B点对细线的拉力最大,小球从A点到B点,由动能定理可得
联立可得小球从A到的过程中,速度的最大值为
故C错误,D正确。
故选BD。
三、非选择题(本题共5小题,共57分)
11. 某同学研究做圆周运动的物体所受向心力大小与角速度大小的关系的实验装置如图所示。固定有遮光条的滑块套在光滑水平杆上,随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动,力传感器通过一轻质细绳连接滑块,用来测量细绳上的拉力大小F。测得滑块做匀速圆周运动时,宽度为d的遮光条经过光电门的遮光时间为t,滑块做圆周运动的半径为L。
(1)滑块的线速度大小_______,角速度大小_______。(均用d、t、L中的部分或全部物理量表示)
(2)改变水平杆的转速得到多组数据,记录力传感器示数F,算出对应的角速度,作出了如图所示的图线,则横轴所代表的物理量为_________(填“”“”或“”);
(3)若(2)中图线的斜率为k,可得滑块(含遮光条)的质量m为__________(用“k、L”表示)。
【答案】(1) ①. ②.
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
[1][2]滑块的线速度大小,角速度大小。
【小问2详解】
根据,因图像为过原点的直线,纵轴为F,则横轴所代表的物理量为。
【小问3详解】
根据,可知
可得滑块(含遮光条)的质量。
12. 小华用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”。已知重物A(含挡光片)、B的质量满足(),重力加速度为。实验操作步骤为:①按图甲装配好定滑轮和光电门;②A、B用绳连接后跨放在定滑轮上,用手托住B;③测量挡光片中心到光电门中心的竖直距离;④先接通光电门的电源,后释放B;⑤记录挡光片经过光电门的时间。
(1)如果忽略一切阻力,把A、B两物体看成系统绳子拉力做的总功为__________(零、不为零)。
(2)根据实验,小华同学还需要测量的物理量是:__________。
(3)挡光片通过光电门时的速度为__________(用题中的物理量和所测量的物理量表示)。
(4)如果系统的机械能守恒,应满足的关系式为__________(用题中的物理量和所测量的物理量表示)。
(5)小华反复改变挡光片中心到光电门中心的竖直距离,记录挡光片通过光电门时间,作出图像如图乙所示,则__________。
【答案】(1)零 (2)挡光片的宽度d
(3)
(4)
(5)3
【解析】
【小问1详解】
绳子拉力对A做正功,对B做负功,由于绳子对A、B拉力大小相同,A、B沿绳子方向的位移相同,所以绳子拉力对A、B两物体做的总功为零。
【小问2详解】
计算挡光片通过光电门的瞬时速度需要用到挡光片的宽度,题干未给出该物理量,因此还需要测量挡光片的宽度d。
【小问3详解】
挡光片通过光电门时的速度为
【小问4详解】
根据机械能守恒得
代入得
【小问5详解】
重物A(含挡光片)、B的质量满足(),代入(4)中公式化简得
变形得
结合图乙可得,图像的斜率为
解得
13. 如图所示,我国空间站绕地球的运动可视为匀速圆周运动。已知空间站做圆周运动的轨道半径为r,地球半径为R,地球表面处的重力加速度为g,引力常量为G。忽略地球自转的影响,求:
(1)地球的质量M;
(2)地球的第一宇宙速度v;
(3)空间站绕地球运动的周期T。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对地球表面的物体,有
解得
【小问2详解】
地球的第一宇宙速度等于近地卫星的运行速度,由万有引力提供向心力得
联立解得
【小问3详解】
空间站绕地球运动,由万有引力提供向心力得
解得
14. 如图所示,竖直平面内固定的圆弧轨道BCD和圆管轨道DE在D处平滑连接,O为圆弧圆心,半径均为,C点和E点分别是轨道的最低点和最高点,OB和OD连线与竖直直径的夹角分别为60°和37°,BF是与轨道共面的倾角为α(α未知)的直线,在该直线上某点A将一质量为的小球以某一初速度水平抛出,恰好从B点沿圆弧轨道的切线进入轨道,经过C点时速度大小为4m/s。已知小球直径略小于圆管内径,且远小于圆弧半径,不计轨道摩擦和空气阻力,,,。求:
(1)小球经过C点时对轨道压力的大小;
(2)小球平抛初速度的大小;
(3)若从直线BF上水平抛出的小球均能从圆弧轨道的B点沿切线进入轨道,且小球能够到达E点,则抛出点到B点的竖直高度h的最小值是多少。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
球经过点时,由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律,小球对轨道的压力
【小问2详解】
从到,由动能定理有
根据几何关系有
解得
【小问3详解】
小球经过D点的最小速度满足
设小球恰能通过时,平抛初速度为,经过点时速度的竖直分量为,则,
从抛出点到点,根据动能定理,有
解得
设小球到达E点时速度为,从到E由动能定理,有
解得
即小球能够到达E点,故抛出点到点的竖直距离的最小值
15. 如图所示,极板AB之间的电压为U,静止于两极板中间的带正电离子,经电场加速后恰能沿图中圆弧虚线通过静电分析器,从P点垂直CN进入矩形区域NCDQ的有界匀强电场,电场方向竖直向下,其中,,F为QN的中点。圆弧形静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场,方向指向圆心O点,已知圆弧虚线所在处半径为R,若离子的质量为m、电荷量为q;离子所受重力不计,电场之间不会相互影响。
(1)求离子刚进入圆弧形电场时的动能EkB;
(2)求辐射状电场在圆弧虚线处的电场强度E0的大小;
(3)若要求离子只能打在QF之间,求矩形区域QNCD内匀强电场的场强E要满足什么条件?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
离子在加速电场中运动,由于静止于两极板中间,只能加速总距离的一半,故实际加速电压为。根据动能定理有
解得
【小问2详解】
离子在静电分析器中做匀速圆周运动,电场力提供向心力,有
又因为
联立解得
【小问3详解】
离子进入矩形区域后做类平抛运动。水平方向
竖直方向
其中
加速度
由
得
联立得水平位移
离子打在QF之间,即水平位移
代入得
解得
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衡阳市八中2026年高一下学期期末考试试题
物 理
满分100分,考试时间75分钟
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1. 如图所示,两个相同的木模质量均为,靠三根竖直细线连接,在水平面上按一个“互”字型静置,上方木模呈现悬浮效果,这是利用了建筑学中的“张拉整体”(Tensegrity)结构原理。图中长线上的张力,短线上张力为、水平面所受压力满足( )
A. , B. ,
C. , D. ,
2. 1924年跳台滑雪被列为首届冬奥会项目。如图所示,一名运动员从雪道的最高点M由静止开始滑下,经过水平段后从P点飞入空中,最终落到Q点,不计运动员经过N点的机械能损失和空气阻力。已知运动员从M点到P点,重力做功为,克服阻力做功为,从P点到Q点重力做功为,设P点所在平面为零势能面,则下列说法正确的是( )
A. 运动员在P点的动能为
B. 运动员从M点到P点机械能增加了
C. 运动员在Q点的机械能为
D. 运动员从M点到Q点重力势能减少了
3. 二十四节气划分是以地球和太阳的连线每扫过15°定为一个节气。如图所示为北半球二十四个节气时地球在公转轨道上位置的示意图,其中冬至时地球在近日点附近。则( )
A. 芒种到夏至的时间比大雪到冬至的长
B. 立夏时地球的公转速度比谷雨时大
C. 夏至时地球受太阳的引力比冬至大
D. 由地球的公转周期可求出地球的质量
4. 艺术挂钟不仅可以看时间,也能体现出主人的艺术修养以及营造艺术氛围,如图1所示是走时准确的指针式石英挂钟,以下关于其秒针、分针与时针的说法中正确的是( )
A. 秒针与分针的转动周期之比为 B. 秒针与分针的转动角速度大小之比为
C. 时针与分针的转动频率之比为 D. 时针与分针的转速之比为
5. 如图所示为两个点电荷的电场线分布,点为两点电荷连线的中点,以为圆心的虚线圆与电场线交于点、、、,其中、两点关于两点电荷所在的直线对称,下列说法正确的是( )
A. 两点电荷的电荷量相等
B. 、两点的电场强度相同
C. 电子在点的电势能小于在点时的电势能
D. 同一试探电荷在、两点的电势能相同
6. 一质量为m的物体以某一速度冲上一个倾角为37°的固定斜面,其运动的加速度的大小为0.9g。这个物体沿斜面上升的最大高度为H,则在这个过程中( )
A. 物体的重力势能增加了0.9mgH B. 物体的动能损失了mgH
C. 物体的动能损失了0.9mgH D. 物体的机械能损失了0.5mgH
7. 如图为简易水轮机截面示意图,水管水平放置,管口直径为。水从管口A流出后在D处冲击轮子边缘的挡水板,可使轮子连续转动,稳定时轮子边缘线速度与水流冲击速度近似相同。已知竖直高度差,轮子边缘的线速度,轮子半径。不计挡水板的大小,忽略空气阻力,取重力加速度,有关水流运动描述正确的是( )
A. 稳定时轮子角速度为 B. 水从管口A流出的速度大小为
C. 的水平距离为 D. 水管中水的流量为
二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15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)
8. 如图,质量相等可视为质点的A、B两物块通过细绳连接,沿水平转盘的半径方向放置,A离轴心,B离轴心,细绳恰好伸直。已知A、B与盘面间的动摩擦因数均为0.3,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力大小,取重力加速度。则( )
A. 当转盘转动的角速度时,细线上没有张力
B. 当转盘转速不断增大时,B受到的摩擦力方向可能沿半径方向向外
C. 当转盘转速达到A、B刚好不滑动时,烧断细线,则A仍做圆周运动、B做离心运动
D. 当转盘转速达到A、B刚好不滑动时,烧断细线,则A做向心运动、B做离心运动
9. 如图所示,可视为质点的光滑定滑轮P与竖直墙面上的Q点等高,O为PQ的中点,PQ距离为2d。一根轻质不可伸长的细绳一端系在Q点,穿过质量为m的光滑圆环A再绕过定滑轮P,另一端吊着质量也为m的重物B。将圆环A由O点静止释放,设QA与水平方向夹角为θ。已知重力加速度为g,整个过程中B未与滑轮P相撞,不计空气阻力和一切摩擦。下列说法中正确的是( )
A. A和B的速度关系为
B. A可以下降的最大高度为
C. A和B总动能最大时,
D. A和B总动能最大时,A的动能为
10. 如图所示,轻质绝缘细线一端系在点,另一端与带电量为的小球(可视为质点)连接,整个装置处在水平向右、场强大小为的匀强电场中,小球静止时处在点,点在点的正下方,与间的夹角为,点在点正右方且与点等高,已知,现把小球移至A点,给小球一个水平向右的初速度(为未知量),小球正好能够到达点(运动过程中小球的电量不变),重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 小球的质量为
B. 小球在A点获得的动能为
C. 小球从A到的过程中,速度的最大值为
D. 小球从A到的过程中,通过点时细线的张力最大
三、非选择题(本题共5小题,共57分)
11. 某同学研究做圆周运动的物体所受向心力大小与角速度大小的关系的实验装置如图所示。固定有遮光条的滑块套在光滑水平杆上,随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动,力传感器通过一轻质细绳连接滑块,用来测量细绳上的拉力大小F。测得滑块做匀速圆周运动时,宽度为d的遮光条经过光电门的遮光时间为t,滑块做圆周运动的半径为L。
(1)滑块的线速度大小_______,角速度大小_______。(均用d、t、L中的部分或全部物理量表示)
(2)改变水平杆的转速得到多组数据,记录力传感器示数F,算出对应的角速度,作出了如图所示的图线,则横轴所代表的物理量为_________(填“”“”或“”);
(3)若(2)中图线的斜率为k,可得滑块(含遮光条)的质量m为__________(用“k、L”表示)。
12. 小华用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”。已知重物A(含挡光片)、B的质量满足(),重力加速度为。实验操作步骤为:①按图甲装配好定滑轮和光电门;②A、B用绳连接后跨放在定滑轮上,用手托住B;③测量挡光片中心到光电门中心的竖直距离;④先接通光电门的电源,后释放B;⑤记录挡光片经过光电门的时间。
(1)如果忽略一切阻力,把A、B两物体看成系统绳子拉力做的总功为__________(零、不为零)。
(2)根据实验,小华同学还需要测量的物理量是:__________。
(3)挡光片通过光电门时的速度为__________(用题中的物理量和所测量的物理量表示)。
(4)如果系统的机械能守恒,应满足的关系式为__________(用题中的物理量和所测量的物理量表示)。
(5)小华反复改变挡光片中心到光电门中心的竖直距离,记录挡光片通过光电门时间,作出图像如图乙所示,则__________。
13. 如图所示,我国空间站绕地球的运动可视为匀速圆周运动。已知空间站做圆周运动的轨道半径为r,地球半径为R,地球表面处的重力加速度为g,引力常量为G。忽略地球自转的影响,求:
(1)地球的质量M;
(2)地球的第一宇宙速度v;
(3)空间站绕地球运动的周期T。
14. 如图所示,竖直平面内固定的圆弧轨道BCD和圆管轨道DE在D处平滑连接,O为圆弧圆心,半径均为,C点和E点分别是轨道的最低点和最高点,OB和OD连线与竖直直径的夹角分别为60°和37°,BF是与轨道共面的倾角为α(α未知)的直线,在该直线上某点A将一质量为的小球以某一初速度水平抛出,恰好从B点沿圆弧轨道的切线进入轨道,经过C点时速度大小为4m/s。已知小球直径略小于圆管内径,且远小于圆弧半径,不计轨道摩擦和空气阻力,,,。求:
(1)小球经过C点时对轨道压力的大小;
(2)小球平抛初速度的大小;
(3)若从直线BF上水平抛出的小球均能从圆弧轨道的B点沿切线进入轨道,且小球能够到达E点,则抛出点到B点的竖直高度h的最小值是多少。
15. 如图所示,极板AB之间的电压为U,静止于两极板中间的带正电离子,经电场加速后恰能沿图中圆弧虚线通过静电分析器,从P点垂直CN进入矩形区域NCDQ的有界匀强电场,电场方向竖直向下,其中,,F为QN的中点。圆弧形静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场,方向指向圆心O点,已知圆弧虚线所在处半径为R,若离子的质量为m、电荷量为q;离子所受重力不计,电场之间不会相互影响。
(1)求离子刚进入圆弧形电场时的动能EkB;
(2)求辐射状电场在圆弧虚线处的电场强度E0的大小;
(3)若要求离子只能打在QF之间,求矩形区域QNCD内匀强电场的场强E要满足什么条件?
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