1、乙-0.5v/(m/s)1.51.00.50t/s-1.5-1.01.51.00.523. 如圖所示，質(zhì)量m13 kg的平板小車B在光滑水平面上以v11 m/s的速度向左勻速運動當(dāng)t0時，質(zhì)量m22kg的小鐵塊A以v23m/s的速度水平向右滑上小車，A與小車間的動摩擦因數(shù)為0.2若A最終沒有滑出小車，取水平向右為正方向，g10m/s2求：（1）A在小車上停止運動時小車的速度大小 （2）小車至少多長 （3）在圖乙所示的坐標(biāo)紙中畫出1.5 s內(nèi)小 車B運動的速度與時間圖像.甲v2v1BAUQ024. 能的轉(zhuǎn)化與守恒是自然界普遍存在的規(guī)律，如：電源給電容器的充電過程可以等效為將電荷逐個從原本電中性的

2、兩極板中的一個極板移到另一個極板的過程. 在移動過程中克服電場力做功，電源的電能轉(zhuǎn)化為電容器的電場能實驗表明:電容器兩極間的電壓與電容器所帶電量如圖所示（1）對于直線運動，教科書中講解了由v-t圖像求位移的方法請你借鑒此方法，根據(jù)圖示的Q-U圖像，若電容器電容為C，兩極板間電壓為U，求電容器所儲存的電場能BhC（2）如圖所示，平行金屬框架豎直放置在絕緣地面上框架上端接有一電容為C的電容器框架上一質(zhì)量為m、長為L的金屬棒平行于地面放置，離地面的高度為h磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與框架平面相垂直現(xiàn)將金屬棒由靜止開始釋放，金屬棒下滑過程中與框架接觸良好且無摩擦開始時電容器不帶電，不計各處電阻求a. 金

3、屬棒落地時的速度大小 b. 金屬棒從靜止釋放到落到地面的時間活塞xBhI23. （18分）如圖所示為利用電磁作用輸送非導(dǎo)電液體裝置的示意圖。一邊長為L、截面為正方形的塑料管道水平放置，其右端面上有一截面積為S的小噴口，噴口離地的高度為h，管道中有一絕緣活塞，在活塞的中部嵌有金屬棒，整個裝置放在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)棒中通有垂直紙面向里的恒定電流I時，活塞以某一速度向右勻速推動液體，液體以不變的速度v源源不斷地沿水平方向射出。若液體的密度為，重力加速度為g，不計所有阻力。求（1）液體落地點離噴口的水平距離x；（2）該裝置的功率；（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。24. （20分）如圖所示，直角坐標(biāo)系x

4、oy位于豎直平面內(nèi)，y軸正方向豎直向上，x軸正方向水平向右。空間中存在相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，勻強(qiáng)磁場垂直xoy平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。勻強(qiáng)電場（圖中未畫出）方向平行于xoy平面，小球（可視為質(zhì)點）的質(zhì)量為m、帶電量為+q，已知電場強(qiáng)度大小為，g為重力加速度。（1）若勻強(qiáng)電場方向水平向左，使小球在空間中做直線運動，求小球在空間中做直線運動的速度大小和方向；（2）若勻強(qiáng)電場在xoy平面內(nèi)的任意方向，確定小球在xoy平面內(nèi)做直線運動的速度大小的范圍；× × × × × × ×× × ×

5、× × × ×× × × × × × ×× × × × × × ×× × × × × × ×× × × × × × ×Oyx（3）若勻強(qiáng)電場方向豎直向下，將小球從O點由靜止釋放，求小球運動過程中距x軸的最大距離。23（18分） 在研究某些物理問題時，有很多物理量難以直接測量，我們

6、可以根據(jù)物理量之間的定量關(guān)系和各種效應(yīng)，把不容易測量的物理量轉(zhuǎn)化成易于測量的物理量。 （1）在利用如圖1所示的裝置探究影響電荷間相互作用力的因素時，我們可以通過絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角來判斷電荷之間相互作用力的大小。如果A、B兩個帶電體在同一水平面內(nèi)，B的質(zhì)量為m，細(xì)線與豎直方向夾角為，求A、B之間相互作用力的大小。 （2）金屬導(dǎo)體板垂直置于勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)電流通過導(dǎo)體板時，外部磁場的洛倫茲力使運動的電子聚集在導(dǎo)體板的一側(cè)，在導(dǎo)體板的另一側(cè)會出現(xiàn)多余的正電荷，從而形成電場，該電場對運動的電子有靜電力的作用，當(dāng)靜電力與洛倫茲力達(dá)到平衡時，在導(dǎo)體板這兩個表面之間就會形成穩(wěn)定的電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾

7、效應(yīng)。利用霍爾效應(yīng)可以測量磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。 如圖2所示，若磁場方向與金屬導(dǎo)體板的前后表面垂直，通過所如圖所示的電流I，可測得導(dǎo)體板上、下表面之間的電勢差為U，且下表面電勢高。已知導(dǎo)體板的長、寬、高分別為a、b、c，電子的電荷量為e，導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n。求： a導(dǎo)體中電子定向運動的平均速率v； b磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向。24（20分） 如圖1所示，木板A靜止在光滑水平面上，一小滑塊B（可視為質(zhì)點）以某一水平初速度從木板的左端沖上木板。 （1）若木板A的質(zhì)量為M，滑塊B的質(zhì)量為m，初速度為v0，且滑塊B沒有從木板A的右端滑出，求木板A最終的速度v。 （2）若滑塊B以v1=3.0m

8、/s的初速度沖上木板A，木板A最終速度的大小為v=1.5m/s；若滑塊B以初速度v2=7.5m/s沖上木板A，木板A最終速度的大小也為v=1.5m/s。已知滑塊B與木板A間的動摩擦因數(shù)=0.3，g取10m/s2。求木板A的長度L。 （3）若改變滑塊B沖上木板A的初速度v0，木板A最終速度v的大小將隨之變化。請你在圖2中定性畫出vv0圖線。23為減少煙塵排放對空氣的污染，某同學(xué)設(shè)計了一個如圖所示的靜電除塵器，該除塵器的上下底面是邊長為L0.20m的正方形金屬板，前后面是絕緣的透明有機(jī)玻璃，左右面是高h(yuǎn)0.10m的通道口。使用時底面水平放置，兩金屬板連接到U2000V的高壓電源兩極（下板接負(fù)極），

9、于是在兩金屬板間產(chǎn)生一個勻強(qiáng)電場（忽略邊緣效應(yīng)）。均勻分布的帶電煙塵顆粒以v=10m/s的水平速度從左向右通過除塵器，已知每個顆粒帶電荷量 q+2.0×1017C，質(zhì)量m1.0×1015kg，不考慮煙塵顆粒之間的相互作用和空氣阻力，并忽略煙塵顆粒所受重力。在閉合開關(guān)后：（1）求煙塵顆粒在通道內(nèi)運動時加速度的大小和方向；（2）求除塵過程中煙塵顆粒在豎直方向所能偏轉(zhuǎn)的最大距離；（3）除塵效率是衡量除塵器性能的一個重要參數(shù)。除塵效率是指一段時間內(nèi)被吸附的煙塵顆粒數(shù)量與進(jìn)入除塵器煙塵顆粒總量的比值。試求在上述情況下該除塵器的除塵效率；若用該除塵器對上述比荷的顆粒進(jìn)行除塵，試通過分析

10、給出在保持除塵器通道大小不變的前提下，提高其除塵效率的方法。24（20分）根據(jù)玻爾理論，電子繞氫原子核運動可以看作是僅在庫侖引力作用下的勻速圓周運動，已知電子的電荷量為e，質(zhì)量為m，電子在第1軌道運動的半徑為r1，靜電力常量為k。（1）電子繞氫原子核做圓周運動時，可等效為環(huán)形電流，試計算電子繞氫原子核在第1軌道上做圓周運動的周期及形成的等效電流的大小； （2）氫原子在不同的能量狀態(tài)，對應(yīng)著電子在不同的軌道上繞核做勻速圓周運動，電子做圓周運動的軌道半徑滿足rn=n2r1，其中n為量子數(shù)，即軌道序號，rn為電子處于第n軌道時的軌道半徑。電子在第n軌道運動時氫原子的能量En為電子動能與“電子-原子核

11、”這個系統(tǒng)電勢能的總和。理論證明，系統(tǒng)的電勢能Ep和電子繞氫原子核做圓周運動的半徑r存在關(guān)系：Ep=-k（以無窮遠(yuǎn)為電勢能零點）。請根據(jù)以上條件完成下面的問題。試證明電子在第n軌道運動時氫原子的能量En和電子在第1軌道運動時氫原子的能量E1滿足關(guān)系式假設(shè)氫原子甲核外做圓周運動的電子從第2軌道躍遷到第1軌道的過程中所釋放的能量，恰好被量子數(shù)n=4的氫原子乙吸收并使其電離，即其核外在第4軌道做圓周運動的電子脫離氫原子核的作用范圍。不考慮電離前后原子核的動能改變，試求氫原子乙電離后電子的動能。23（1）(6分)A在小車上停止運動時，A、B以共同速度運動，設(shè)其速度為v，取水平向右為正方向，（1分）由動

12、量守恒定律得 （4分） 代入數(shù)據(jù)解得 v0.6m/s （1分）（2）(6分)設(shè)小車的最小長度為L，由功能關(guān)系得 （4分）又 （1分）乙-0.5v/(m/s)1.51.00.50t/s-1.5-1.01.51.00.5聯(lián)立解得 L2.4m （1分）（3）(6分)設(shè)小車做變速運動的時間為t，由動量定理得 （3分）解得 t1.2s （1分） 圖 2分24、（1）(5分)由功能關(guān)系可知克服電場力做的功等于產(chǎn)生的電場能（1分）由圖可知在QU圖像中，圖像所圍面積即為克服電場力所做的功（1分）即 （1分） 又有電容定義式 （1分）兩式聯(lián)立得 電容器儲存的電場能為 （1分）（2）(7分)設(shè)導(dǎo)體棒落地的速度為v

13、，此時導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感生電動勢感生電動勢大小為 （2分）電容器儲存的電場能為 （2分）由動能定理得 （2分）解得 （1分）（3）(8分)導(dǎo)體棒下落過程中受安培力和重力，由動量定理可知 解得 (8分)23.（18分）解：（1）液體噴出后做平拋運動 （1分） （1分） 解得： （2分） （2）設(shè)活塞運動速度v0 由 （2分） 得 （1分）設(shè)在時間t內(nèi)有質(zhì)量為m的液體從噴口射出 （2分）時間t內(nèi)裝置對m做功 （2分） （2分）（3）金屬棒在磁場中受力 （1分） （2分）mgqEfv得 （2分）24.（20分）解：（1）由題意知小球做勻速直線運動 (2分) 受力分析如圖 (2分)勻速直線運動速度

14、大小 (1分)方向如圖，斜向下與x軸方向夾角45° (1分)（2）小球做直線運動的條件為：洛侖茲力與電場力和重力的合力為一對平衡力。當(dāng)電場在xoy平面內(nèi)方向任意時，電場力與重力合力最大值為2mg （1分） 最小值為零 （1分）則： （2分） （2分）得 （2分）（3）設(shè)小球運動到最低位置時下落高度為H，此時速度最大為v0，方向水平 （2分） 任意時刻v沿x軸正向、y軸負(fù)向的分速度分別為vx，vy.。 與vy.對應(yīng)的洛侖茲力水平分力方向沿x軸正向，小球由靜止釋放到最低點的過程中，應(yīng)用動量定理得： （2分）小球由靜止釋放到最低點的過程中，由動能定理得： （1分）解得： （1分）23（18

15、分）解：（1）帶電體B的受力情況如圖所示，則有 4分 （2）a因為 所以6分 b根據(jù)牛頓第二定律有 又因為 所以6分 根據(jù)左手定則可得：磁場的方向為垂直于前后表面向里2分24（20分）解：（1）由題意可知，木板A和滑塊B的系統(tǒng)動量守恒，則有所以4分 （2）由題意可知：當(dāng)滑塊B以速度v1沖上木板，最終滑塊與木板有共同速度v；當(dāng)滑塊B以速度v2沖上木板，滑塊將沖出木板，設(shè)滑塊B的速度為v3，在此過程中木板的位移為x。根據(jù)動量守恒定律和動能定理有 可求得：L=3m10分 （3）答案見下圖6分23（18分）解：（1）煙塵顆粒在通道內(nèi)只受電場力的作用，電場力F=qE （1分） 又因為 （1分）設(shè)煙塵顆粒

16、在通道內(nèi)運動時加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律有 （2分）解得 ，方向豎直向下 （2分）（2）若通道最上方的顆粒能通過通道，則這些顆粒在豎直方向上有最大的偏轉(zhuǎn)距離這些顆粒在水平方向的位移 L=vt （2分）在豎直方向的位移 （2分）解得 可確定這些顆粒能通過通道 因此，除塵過程中煙塵顆粒在豎直方向偏轉(zhuǎn)的最大距離為8.0cm （1分）（3）設(shè)每立方米有煙塵顆粒為N0時間t內(nèi)進(jìn)入除塵器的顆粒N1= N0hLvt （1分）時間t內(nèi)吸附在底面上的顆粒N2= N0hLvt （1分）則除塵效率 =80 （1分）因為 當(dāng)h<h時， 當(dāng)hh時，=1 （2分）因此，在除塵器通道大小及顆粒比荷不改變的情況下，可以通過適當(dāng)增大兩金屬板間的電壓U，或通過適當(dāng)減小顆粒進(jìn)入通道的速度v來提高除塵效率。 （2分）24（20分）解：（1）設(shè)電子繞氫原子核在第1軌道上做圓周運動的周期為T1，形成的等效電流大小為I1，根據(jù)牛頓第二定律有 （2分）則有 （1分）又因為 （2分）有 （1分）（2）設(shè)電子在第1軌道上運動的速度大小為v1，根據(jù)牛頓第二定律有 （1分） 電子在第1軌道運動的動能 （1分）電子在第1軌道運動時氫原子的能量 E1=