高三物理一日一题

1 如图所示 两足够长且间距L 1m的光滑平行导轨固定于竖直平面内 导轨的下端连接着一个阻值R 1 的电阻 质量为m 0 6kg的光滑金属棒MN靠在导轨上 可沿导轨滑动且与导轨接触良好 整个导轨处在空间足够大的垂直平面向里的匀强磁场中 磁感应强度B 1T 现用内阻r 1 的电动机牵引金属棒MN 使其从静止开始运动直到获得稳定速度 若上述过程中电流表和电压表的示数始终保持1A和8V不变 金属棒和导轨的电阻不计 重力加速度g取10m s2 求 1 电动机的输出功率 2 金属棒获得的稳定速度的大小 3 若金属棒从静止开始运动到获得稳定速度的过程中 棒上升的高度为1m 该过程中电阻R上产生的电热为0 7J 求此过程中经历的时间 2 如图所示 在竖直平面内有一个 日 字形线框 线框总质量为m 每条短边长度均为l 线框横边的电阻为r 竖直边的电阻不计 在线框的下部有一个垂直竖直平面 方向远离读者 磁感应强度为B的匀强磁场 磁场的高度也为l 让线框自空中一定高处自由落下 当线框下边刚进入磁场时立即作匀速运动 重力加速度为g 求 1 日 字形线框作匀速运动的速度v的大小 2 日 字形线框从开始下落起 至线框上边离开磁场的下边界为止的过程中所经历的时间t 3 如图所示 导体棒ab质量为0 10kg 用绝缘细线悬挂后 恰好与宽度为50cm的光滑水平导轨良好接触 导轨上还放有质量为0 20kg的另一导体棒cd 整个装置处于竖直向上的匀强磁场中 将ab棒向右拉起0 80m高 无初速释放 当ab棒第一次经过平衡位置向左摆起的瞬间 cd棒获得的速度是0 50m s 在ab棒第一次经过平衡位置的过程中 通过cd棒的电荷量为1C 空气阻力不计 重力加速度g取10m s2 求 1 ab棒向左摆起的最大高度 2 匀强磁场的磁感应强度 3 此过程中回路产生的焦耳热 4 如图所示的坐标系 x轴沿水平方向 y轴沿竖直方向 在x轴上方空间的第一 第二象限内 既无电场也无磁场 在第三象限 存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xy平面 纸面 向里的匀强磁场 在第四象限 存在沿y轴负方向 场强大小与第三象限电场场强相等的匀强电场 一质量为m 电荷量为q的带电质点 从y轴上y h处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限 然后经过x轴上x 2h处的P2点进入第三象限 带电质点恰好能做匀速圆周运动 之后经过y轴上y 2h处的P3点进入第四象限 已知重力加速度为g 求 1 粒子到达P2点时速度的大小和方向 2 第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小 3 带电质点在第四象限空间运动过程中最小速度的大小和方向 图 5 如图所示 螺线管与相距L的两竖直放置的导轨相连 导轨处于垂直纸面向外 磁感应强度为B0的匀强磁场中 金属杆ab垂直导轨 杆与导轨接触良好 并可沿导轨无摩擦滑动 螺线管横截面积为S 线圈匝数为N 电阻为R1 管内有水平向左的变化磁场 已知金属杆ab的质量为m 电阻为R2 重力加速度为g 不计导轨的电阻 不计空气阻力 忽略螺线管磁场对杆ab的影响 1 为使ab杆保持静止 求通过ab的电流的大小和方向 2 当ab杆保持静止时 求螺线管内磁场的磁感应强度B的变化率 3 若螺线管内方向向左的磁场的磁感应强度的变化率 k 0 将金属杆ab由静止释放 杆将向下运动 当杆的速度为v时 仍在向下做加速运动 求此时杆的加速度的大小 设导轨足够长 6 如图所示 质量为m 带电荷量为 q的小球 可看成质点 被长度为r的绝缘细绳系住并悬挂在固定点O 当一颗质量同为m 速度为v0的子弹沿水平方向瞬间射入原来在A点静止的小球 然后整体一起绕O点做圆周运动 若该小球运动的区域始终存在着竖直方向的匀强电场 且测得在圆周运动过程中 最低点A处绳的拉力TA 2mg 求 1 小球在最低点A处开始运动时的速度大小 2 匀强电场的电场强度的大小和方向 3 子弹和小球通过最高点B时的总动能 7 如图所示 一对平行金属板水平放置 板间距离为d 板间有磁感应强度为B的垂直于纸面向里的匀强磁场 将金属板接入如图所示的电路 已知电源的内电阻为r 滑动变阻器的总电阻为R 现将开关K闭合 并将滑动触头P调节至距离电阻R的右端为其总长度的1 4时 让一个质量为m 电量为q宏观带电粒子从两板间的正中央以某一初速度水平飞入场区 发现其恰好能够做匀速圆周运动 1 试判断该粒子的电性 求电源的电动势 2 若将滑动触头P调到电阻R的正中间位置时 该粒子仍以同样的状态入射 发现其沿水平方向的直线从板间飞出 求该粒子进入场区时的初速度 3 若将滑块触头P调到最左边 该粒子仍以同样的状态入射 发现其恰好从金属板的边缘飞出 求粒子飞出时的动能 8 如图所示 坐标空间中有场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场 y轴为两种场的分界面 图中虚线为磁场区的右边界 现有一质量为m 电荷量为 q的带电粒子 从电场中的P点以初速度沿x轴正方向开始运动 已知P点的坐标为 L 0 且 不计带电粒子的重力 试求 1 带电粒子运动到y轴上时的速度 2 要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回到电场中 磁场的宽度最大为多少 9 如图1所示 空间存在B 0 5T 方向竖直向下的匀强磁场 MN PQ是水平放置的平行长直导轨 其间距L 0 2m R是接在导轨一端的电阻 ab是跨接在导轨上质量m 0 1kg的导体棒 从零时刻开始 对ab棒施加一个大小为F 0 45N 方向水平向左的恒定拉力 使其从静止开始沿导轨滑动 过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好 图2是棒的速度 时间图像 其中AO是图像在O点的切线 AB是图像的渐近线 1 除R以外 其余部分的电阻均不计 求R的阻值 R 2 当棒的位移为100m时 其速度已经达到了最大速度10m s 求在此过程中电阻R上产生的热量 N Q 10 如图甲所示 光滑且足够长的平行金属导轨MN PQ固定在同一水平面上 两导轨间距L 0 3m 导轨电阻忽略不计 其间连接有固定电阻R 0 4 导轨上停放一质量m 0 1kg 电阻r 0 2 的金属杆ab 整个装置处于磁感应强度B 0 5T的匀强磁场中 磁场方向竖直向下 利用一外力F沿水平方向拉金属杆ab 使之由静止开始运动做匀加速直线运动 电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑 获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示 1 求金属杆的瞬时速度随时间变化的表达式 2 求第2s末外力F的大小 3 如果水平外力从静止起拉动杆2s所做的功为1 2J 求整个回路中产生的焦耳热是多少 11 如图 a 所示 在以直角坐标系xOy的坐标原点O为圆心 半径为r的圆形区域内 存在磁感应强度大小为B 方向垂直xOy所在平面的匀强磁场 一带电粒子由磁场边界与x轴的交点A处 以速度v0沿x轴负方向射入磁场 粒子恰好能从磁场边界与y轴的交点C处 沿y轴正方向飞出磁场 不计带电粒子所受重力 图 a 1 粒子带何种电荷 2 求粒子的荷质比 3 若磁场的方向和所在空间的范围不变 而磁感应强度的大小变为B 该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场 粒子飞出磁场时速度的方向相对于入射方向改变了 角 如图 b 所示 求磁感应强度B 的大小 12 如图16所示 两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距l 0 50m 导轨上端接有电阻R 0 80 导轨电阻忽略不计 导轨下部的匀强磁场区有虚线所示的水平上边界 磁感应强度B 0 40T 方向垂直于金属导轨平面向外 电阻r 0 20 的金属杆MN 从静止开始沿着金属导轨下落 下落一定高度后以v 2 5m s的速度进入匀强磁场中 金属杆下落过程中始终与导轨垂直且接触良好 已知重力加速度g 10m s2 不计空气阻力 1 求金属杆刚进入磁场时通过电阻R的电流大小 2 求金属杆刚进入磁场时 M N两端的电压 3 若金属杆刚进入磁场区域时恰能匀速运动 则在匀速下落过程中每秒钟有多少重力势能转化为电能 13 如图17所示 水平放置的两块带电金属极板a b平行正对 极板长度为l 板间距为d 板间存在着方向竖直向下 场强大小为E的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场 假设电场 磁场只存在于两板间 一质量为m 电荷量为q的粒子 以水平速度v0从两极板的左端正中央沿垂直于电场 磁场的方向射极板间 恰好做匀速直线运动 不计粒子的重力及空气阻力 1 求匀强磁场磁感应强度B的大小 2 若撤去磁场 粒子能从极板间射出 求粒子穿过电场时沿电场方向移动的距离 3 若撤去磁场 并使电场强度变为原来的2倍 粒子将打在下极板上 求粒子到达下极板时动能的大小 14 图18所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图 两块水平放置的平行金属板间距离为d 油滴从喷雾器的喷嘴喷出时 由于与喷嘴摩擦而带负电 油滴散布在油滴室中 在重力作用下 少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间 当平行金属板间不加电压时 由于受到气体阻力的作用 油滴最终以速度v1竖直向下匀速运动 当上板带正电 下板带负电 两板间的电压为U时 带电油滴恰好能以速度v2竖直向上匀速运动 已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比 油滴密度为 已测量出油滴的直径为D 油滴可看做球体 球体体积公式V D3 重力加速度为g 1 设油滴受到气体的阻力f kv 其中k为阻力系数 求k的大小 2 求油滴所带电荷量 15 一个半径r 0 10m的闭合导体圆环 圆环单位长度的电阻R0 1 0 10 2 m 1 如图19甲所示 圆环所在区域存在着匀强磁场 磁场方向垂直圆环所在平面向外 磁感应强度大小随时间变化情况如图19乙所示 1 分别求在0 0 3s和0 3s 0 5s时间内圆环中感应电动势的大小 2 分别求在0 0 3s和0 3s 0 5s时间内圆环中感应电流的大小 并在图19丙中画出圆环中感应电流随时间变化的i t图象 以线圈中逆时针电流为正 至少画出两个周期 3 求在0 10s内圆环中产生的焦耳热 甲rOB乙图 16 电视机显像管中需要用变化的磁场来控制电子束的偏转 图20甲为显像管工作原理示意图 阴极K发射的电子束 初速不计 经电压为U的加速电场后 进入一圆形匀强磁场区 磁场方向垂直于圆面 以垂直圆面向里为正方向 磁场区的中心为O 半径为r 荧光屏MN到磁场区中心O的距离为L 当不加磁场时 电子束将通过O点垂直打到屏幕的中心P点 当磁场的磁感应强度随时间按图20乙所示的规律变化时 在荧光屏上得到一条长为2L的亮线 由于电子通过磁场区的时间很短 可以认为在每个电子通过磁场区的过程中磁感应强度不变 已知电子的电荷量为e 质量为m 不计电子之间的相互作用及所受的重力 求 1 电子打到荧光屏上时速度的大小 2 磁场磁感应强度的最大值B0 17 在一真空