北京市顺义区2016届高三(上)期末物理试卷(解析版)(6)

B点受重力和支持力，由它们的提供向心力，根据牛顿第二定律求解支持力． （3）小滑块从B点出发做平抛运动，根据平抛运动的规律求解x． 【解答】解：（1）从A到B的过程，由机械能守恒定律得： mgR=解得：vB=

，

（2）在B点，对小滑块由牛顿第二定律得：FN﹣mg=m解得 FN=3mg=30N

根据牛顿第三定律可知滑块滑到圆弧轨道底端B点时对轨道的压力为30N （3）小滑块从B点出发做平抛运动，根据平抛运动的规律， 水平方向：x=vt 竖直方向：h=gt2 解得：x=0.9m

答：（1）小滑块滑到圆弧轨道底端B点时的速度v为3m/s； （2）小滑块滑到圆弧轨道底端B点时对轨道的压力FN为30N （3）小滑块落地点与B点的水平距离x为0.9m．

21．对于长度为l、横截面积为S，单位体积自由电子数为n的均匀导体，若在其两端加上电压U，就会在导体中有匀强电场产生，此时导体内移动的自由电子受匀强电场作用而加速．在运动过程中又与做热运动的阳离子碰撞而减速，这样边反复进行碰撞边向前移动，可以认为阻碍电子运动的阻力大小与电子移动的平均速度成正比，其比例系数为k．已知自由电子的电荷量为e，求： （1）电场力和碰撞的阻力相平衡时，电子在导体中运动的平均速率v； （2）自由电子在导体中以平均速率v运动时，该导体中的电流I； （3）该导体的电阻值R．

【考点】欧姆定律；电流、电压概念．

【分析】（1）当电子匀速运动时，受力平衡，电场力和电子受到的阻力的大小相等，根据平衡的条件即可求得电子运动的速度的大小． （2）由电流的微观表达式可求得电流；

第26页（共32页）

（3）由欧姆定律及（1）中求得的速度表达式可求得电阻的表达式． 【解答】解：（1）导体中的电场强度为：E=， 电子受到的电场力为：F=eE=电子受到的阻力为：f=kv，

当电场力和碰撞的阻力相平衡时有：F=f， 即：

=kv，

，

所以有：v=

（2）由电流的微观表达式可得： I=nveS=

；

（3）由欧姆定律可知： R=

；

答：（1）电场力和碰撞的阻力相平衡时，电子在导体中运动的平均速率v为（2）自由电子在导体中以平均速率v运动时，该导体中的电流I为（3）该导体的电阻值R为

．

；

22．如图所示，一质量M=1．Okg的沙摆，用轻绳悬于天花板上O点．另有一玩具枪能连续发射质量m=0.01kg．速度v=4．Om/s的小钢珠．现将沙摆拉离平衡位置，由高h=0.20m处无初速度释放，恰在沙摆向右摆到最低点时，玩具枪发射的第一颗小钢珠水平向左射入沙摆，二者在极短时间内达到共同速度．小钢珠射入沙摆的过程中，沙摆的质量保持不变，不计空气阻力，g取lOm/s2 （1）求第一颗小钢珠射入沙摆前的瞬间，沙摆的速度大小v0； （2）求第一颗小钢珠射入沙摆后，沙摆和小钢珠的共同速度

（3）从第二颗小钢球开始，沙摆向左运动到最低点时打入小钢球．若使沙摆被小钢珠射入后摆起的最大高度超过h，则射入沙摆的小钢球的颗数应满足什么条件．

第27页（共32页）

【考点】动量守恒定律；功能关系．

【分析】（1）在砂摆向下运动的过程中，只有重力做功，由动能定理或机械能守恒定律可以求出砂摆到达水平位置时的速度．

（2）钢珠射入砂摆的过程中，两者组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出钢珠射入砂摆后的瞬间，砂摆的速度．

（3）钢珠射入砂摆的过程中，系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出n颗钢珠射入砂摆后，砂摆的速度；砂摆要回到释放时的高度，砂摆在最低点时的速度应大于等于砂摆第一次到达最低点时的速度．

【解答】解：（1）砂摆从释放到最低点，由动能定理： Mgh=Mv02﹣0， 解得：v0=

=2m/s；

（2）小钢球打入砂摆过程系统动量守恒，选向右为正方向，由动量守恒定律得：

Mv0﹣mv=（M+m）v1， 解得：v1=

≈1.94m/s；

（3）第2颗小钢球打入过程，选向左为正方向，由动量守恒定律得： （M+m）v1+mv=（M+2m）v2， 第3颗小钢球打入过程，同理可得： （M+2m）v2+mv=（M+3m）v3， …

第n颗小钢球打入过程，同理可得： [M+（n﹣1）m]vn﹣1+mv=（M+nm）vn，

联立各式得：（M+m）v1+（n﹣1）mv=（M+nm）vn，

第28页（共32页）

解得：vn=，

当第n颗小钢球射入后，砂摆要能达到初始释放的位置， 砂摆速度满足：vn≥v0， 解得：n≥

=4，

所以，当第4颗小钢球射入砂摆后，砂摆能达到初始释放的高度，若要沙摆被小钢珠射入后摆起的最大高度超过h，则射入沙摆的小钢球的颗数应大于4． 答：（1）第一颗小钢珠射入砂摆前的瞬间，砂摆的速度为2m/s． （2）第一颗小钢珠射入沙摆后，沙摆和小钢珠的共同速度为1.94m/s． （3）若要沙摆被小钢珠射入后摆起的最大高度超过h，则射入沙摆的小钢球的颗数应大于4．

23．示波管、电视机显像管、电子显微镜中常用到一种叫静电透镜的元件，它可以把电子聚焦在中心轴上的一点F，静电透镜的名称由此而来．它的结构如图所示，K为平板电极，G为中央带圆孔的另一平行金属板，现分别将它们的电势控制在一定数值．图中的数据的单位为V，其中K板的电势为120V．根据由实验测得的数据，在图中画出了一些等势面，如图中虚线所示．从图中可知G板圆孔附近的等势面不再是平面，而是向圆孔的右侧凸出来的曲面，所以圆孔附近右侧的电场不再是匀强电场．

（1）题中已画出一条水平向右的电场线，请你在原电场线上下画出对称的一对电场线；

（2）分析静电透镜为何对自K电极出发的电子束有会聚作用；

（3）分析一个电子自K电极以一定的速度出发，运动到F点（电势为30.1V）的过程中，电子的加速度如何变化并求出电场力做了多少功．（设电子电量e=1.6×10﹣19C）

第29页（共32页）

【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势差与电场强度的关系；电势能．

【分析】（1）根据电场线与等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面，画出电场线；

（2）将电场强度分解为水平和竖直方向，根据电子竖直和水平方向的受力情况判断运动情况，即可分析得出结论；

（3）根据电场线的疏密程度比较电场强度的大小，根据W=Uq求电场力做功 【解答】解：（1）在静电场中，等势面（等势线）与穿过该面的电场线总是垂直关系，因而不难定性画出静电透镜周围的电场线，如图（1）所示

（2）假设由电极K水平向右发射的电子束穿出圆孔后，运动到电场中的A、B两点，A、B两点的电场方向放大至如图（2）所示，而电子受到的电场力F与电场方向相反，把F分解成水平方向和竖直方向，则电子的运动情况是水平方向上的减速运动和竖直方向上向着中心轴的加速运动，由对称性不难分析出电子束有向着中心会聚的特点，并可以聚焦在中心轴上的一点F，静电透镜的名称由此而来．

（3）在K和G之间的电场线的分布是均匀的，而G板的圆孔右侧电场线是非均匀的且逐渐变疏，因此电子产生的加速度是先不变后变小，而电场力对电子做负功，即：

═

由于电场力对电子做负功，则电子的电势能增大为：

答：（1）题中已画出一条水平向右的电场线，原电场线上下画出对称的一对电场

第30页（共32页）

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库北京市顺义区2016届高三(上)期末物理试卷(解析版)(6)在线全文阅读。