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2013年高考物理权威预测题(附答案)(17)

2013-05-18 

  【预测题12】如下图所示为电子显示仪器(如示波器)的核心部件。如图所示,部分为加速装置,阴极产生的热电子由静止开始经加速电压u1加速后,进入板长为 ,间距为d,电压为u2的偏转区域,距偏转区域右侧为 的位置是荧光屏,电子轰击荧光屏能够显示出光斑。依据上述信息,求:

  (1)若偏转电压μ2为稳定的直流电压,试推导Y的表达式;

  (2)若u2=kt,光斑在荧光屏上做什么运动?速度多大?

  (3)若u2=βt2,光斑在荧光屏上做什么运动?加速度多大?

  (4)若u2=umsinωt,光斑在荧光屏上的运动性质如何?光斑在荧光屏上的运动范围多大?

  【解析】(1)电子的加速过程,由动能定理得 进入偏转电场后,平行于板的方向电子做匀速直线运动 垂直于板的方向做初速为0的匀加速直线运动, 电子射出平行板偏转电场后速度的偏向角为 , (设 为沿 方向的分速度)反向延长出射速度方向的直线,交原运动方向于点 ,则

  , .

  由于三角形相似得 ,

  (2)若 则 因为OP与时间 成正比,所以光斑在萤光屏上做匀速直线运动,速度的大小等于时间 前面的系数。即 .

  (3)若 光斑在萤光屏上做匀加速直线运动,加速度大小为 (4)若 , 光斑在萤光屏上做简谐运动,如果频率足够高,则成一条竖直亮线,运动范围等于振幅的2倍,即 【点评】带电粒子在电场中的运动,平等板电容器是近几年高考中考查命题频率较高,且集中在带电粒子在电场中的运动、电场力做功与电势能的变化这几个知识点上,尤其是在与力学知识的结合中巧妙地把电场的概念、牛顿定律和功能关系等联系命题,对老先生能力有较好的测试作用,试题题型全面,一般是以选择和填空的形式出现,命题趋于综合能力的考查,且结合力学的平衡问题、运动学、牛顿定律、功和能及交变电流等构成综合试题,考查分析问题能力、综合能力和用数学的方法解决物理问题的能力。,此类问题的解题关键是弄清粒子的运动过程,正确分析每个过程中粒子的受力情况,在根据受力情况找对应的运动规律,利用运动学方程解决问题

  【预测题13】如图所示,质量为m1、带电荷量为+q的金属球a和质量为m2= m1、带电荷量为+q的金属球b用等长的绝缘轻质细线吊在天花板上,它们静止时刚好接触,并且ab接触处贴一绝缘纸、使ab碰撞过程中没有电荷转移,在PQ左侧有垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场,在PQ右侧有竖直向下的匀强电场、场强大小为E= 。现将球b拉至细线与竖直方向成θ=53°的位置(细线刚好拉直)自由释放,下摆后在最低点与a球发生弹性碰撞。由于电磁阻尼作用,球a将于再次碰撞前停在最低点,求经过多少次碰撞后悬挂b的细线偏离竖直方向的夹角小于37°?

  【解析】设b球第一次到最低点时速度大小为V1,从自由释放到最低点的过程中,对b应用动能定理有(细线长度为L): ①

  b球从最低点(设速度为V0)运动到细线偏离竖直方向夹角φ=37°的过程中,对b应用动能定理有:

  ② 即①/②得:V0= =0.707V1 ③

  a和b在最低点发生弹性碰撞,设碰前b的速度为V,碰后a和b的速度分别为V2、V3,对a和b在碰撞过程中应用动量守恒和能量转化守恒有:m2V=m1V2+m2V3 ④

  ⑤ ④⑤联立解得V3=-0.9V ⑥

  由此可知b球碰后速度总是碰前速度的0.9倍。

  ab第1次碰后b球的速度为V11=0.9 V1>V0 ⑦

  ab第2次碰后b球的速度为V12=0.92 V1=0.81 V1>V0 ⑧

  ab第3次碰后b球的速度为V12=0.93 V1=0.729 V1>V0 ⑨

  ab第4次碰后b球的速度为V12=0.94 V1=0.6561 V1<v0 p="" ⑩

  所以经过4次碰撞b球偏离竖直方向的夹角将小于37°。

  ⑷电磁感应与电路

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