高中物理计算题

1、内装订线学校:_姓名：_班级：_考号：_外装订线绝密启用前2014-2015学年度?学校3月月考卷试卷副标题考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx题号一二三总分得分注意事项：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第I卷（选择题）请点击修改第I卷的文字说明第II卷（非选择题）请点击修改第II卷的文字说明评卷人得分一、计算题（题型注释）1（原创）（18分）如图甲所示，平行放置的金属板A、B间电压为U0，中心各有一个小孔P、Q；平行放置的金属板C、D间电压变化规律如图乙，板长和板间距均为L；粒子接收屏M与D板夹角为. 现从P点处连续不断地有质量为 m、

2、带电量为q的粒子放出（粒子的初速度可忽略不计）,经加速后从Q点射出，贴着C板并平行C板射入,经周期T粒子恰好通过C、D间电场（粒子间相互作用力忽略不计，重力不计，）.（1）T与上述物理量之间应满足怎样的关系；（2）若在t0时刻进入C、D间电场的粒子恰从D板边缘飞出，则U为多少？并求此粒子射出时的速度v；（3）在（2）的条件下，欲使从C、D间飞出的粒子汇聚在M板上某一点，并使在时刻进入C、D间的粒子垂直打在M板上，可在C、D右边某处加一垂直纸面的匀强磁场，试求磁感应强度B的大小和磁场的最小面积Smin.2如图所示，坐标系xOy在竖直平面内，水平轨道AB和斜面BC均光滑且绝缘，AB和BC的长度均为

3、L，斜面BC与水平地面间的夹角=600，有一质量为m、电量为+q的带电小球（可看成质点）被放在A点已知在第一象限分布着互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上，场强大小，磁场垂直纸面向外，磁感应强度大小为B；在第二象限分布着沿x轴正向的匀强电场，场强大小未知现将放在A点的带电小球由静止释放，恰能到达C点，问（1）分析说明小球在第一象限做什么运动；（2）小球运动到B点的速度；（3）第二象限内匀强电场的场强E13（17分）如图甲所示，电阻不计，间距为的平行长金属导轨置于水平面内，阻值为的导体棒固定连接在导轨左端，另一阻值也为的导体棒垂直放置到导轨上，与导轨接触良好，并可在导轨上无摩擦移动。现

4、有一根轻杆一端固定在中点，另一端固定于墙上，轻杆与导轨保持平行，两棒间距为。若整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，且从某一时刻开始，磁感应强度随时间按图乙所示的方式变化。（1）求在0时间内流过导体棒的电流的大小与方向；（2）求在时间内导体棒产生的热量；（3）1.5时刻杆对导体棒的作用力的大小和方向。4（16分）如图所示，坐标系xoy在竖直平面内，y轴的正方向竖直向上，y轴的右侧广大空间存在水平向左的匀强电场E1=2N/C，y轴的左侧广大空间存在匀强电场，磁场方向垂直纸面向外，B=1T，电场方向竖直向上，E2=2N/C。t=0时刻，一个带正电的质点在O点以v=2m/s的初速度沿着与x轴负方向成

5、450角射入y轴的左侧空间，质点的电量为q=10-6C，质量为m=2×10-7kg，重力加速度g=10m/s2。求：（1）质点从O点射入后第一次通过y轴的位置；（2）质点从O点射入到第二次通过y轴所需时间；（3）质点从O点射入后第四次通过y轴的位置。5（18分）如图，坐标系xOy在竖直平面内，第一象限内分布匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外；第二象限内分布着沿x轴正方向的水平匀强电场，场强大小，质量为m、电荷量为q的带电粒子从A点由静止释放，A点坐标为（ L ，），在静电力的作用下以一定速度v进入磁场，最后落在x轴上的P点.不计粒子的重力求：Y OxABEPy (1)带电

6、粒子进入磁场时的速度v大小(2)P点与O点之间的距离6（14分）如图所示，在xoy平面内，在x>0范围内以x轴为电场和磁场的边界，在x<0范围内以第象限内的直线OM为电场与磁场的边界，OM与x轴负方向成=45°角，在边界的下方空间存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.1T，在边界的上方有沿y轴正方向的匀强电场，场强大小为E=32N/C；在y轴上的P点有一个不计重力的带电微粒，以沿x轴负方向的初速度v0=2×103m/s射出，已知OP=0.8cm，微粒所带电荷量q=-5×10-18C，质量m=1×10-24kg，求：(1)带电

7、微粒第一次进入电场时的位置坐标；(2)带电微粒从P点出发到第三次经过电磁场边界经历的总时间；(3)带电微粒第四次经过电磁场边界时的速度大小。7如图甲所示，在磁感应强度为B的水平匀强磁场中，有两根竖直放置相距为L平行光滑的金属导轨，顶端用一阻直为R的电阻相连，两导轨所在的竖直平面与磁场方向垂直。一根质量为m的金属棒从静止开始沿导轨竖直向下运动，当金属棒下落龙时，速度达到最大，整个过程中金属棒与导轨保持垂直且接触良好。重力加速度为g，导轨与金属棒的电阻可忽略不计，设导轨足够长。求：（l）通过电阻R的最大电流；（2）从开始到速度最大过程中，金属棒克服安培力做的功WA；（3）若用电容为C的平行板电容器

8、代替电阻R，如图乙所示，仍将金属棒从静止释放，经历时间t的瞬时速度v1。8如图所示，在石轴上方存在匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向内。在x轴下方存在匀强电场，方向竖直向上。一个质量为m，电荷量为q，重力不计的带正电粒子从y轴上的a(h、0)点沿y正方向以某初速度开始运动，一段时间后，粒子与x轴正方向成45°进入电场，再次经过y轴的b点时速度方向恰好与y轴垂直。求：（1）粒子在磁场中运动的轨道半径厂和速度大小v1；（2）匀强电场的电场强度大小E；（3）粒子从开始到第三欢经过x轴的时间t总9如图所示，在足够长的绝缘板MN上方距离为d的O点处，水平向左发射一个速率为v0，质量为、电

9、荷为的带正电的粒子（不考虑粒子重力）。（1）若在绝缘板上方加一电场强度大小为、方向竖直向下的匀强电场，求带电粒子打到板上距P点的水平距离（已知）；（2）若在绝缘板的上方只加一方向垂直纸面，磁感应强度的匀强磁场，求：带电粒子在磁场中运动半径； 若O点为粒子发射源，能够在纸面内向各个方向发射带电粒子（不考虑粒子间的相互作用），求发射出的粒子打到板上的最短时间。10如图所示为质谱仪上的原理图，M为粒子加速器，电压为U15000V；N为速度选择器， 磁场与电场正交，磁感应强度为B10.2T，板间距离为d 0.06m；P为一个边长为l的正方形abcd的磁场区，磁感应强度为B20.1T，方向垂直纸面向外，

10、其中dc的中点S开有小孔，外侧紧贴dc放置一块荧光屏。今有一比荷为的正离子从静止开始经加速后，恰好通过速度选择器，从a孔以平行于ab方向进入abcd磁场区，正离子刚好经过小孔S 打在荧光屏上。求：（1）粒子离开加速器时的速度v；（2）速度选择器的电压U2；（3）正方形abcd边长l。11如图所示，用电阻为R的硬导线做成一边长为L的方框。将方框放在绝缘的水平木板上，与木板最大的摩擦力为。在方框右半部加上均匀增加的竖直向下的磁场区域中，磁感应强度。求：（1）导线中感应电流的大小；（2）经过多少时间方框开始运动。12如图所示，在竖直平面内有两个等量的异种点电荷，其电荷量分别为Q、Q，固定在同一个水平

11、直线上相距为的A、B两点。在AB连线的垂直平分线有固定光滑竖直绝缘杆，在C点有一个质量为m、电荷量为q小环（可视为点电荷）静止释放。已知ABC构成正三角形，求：（1）在C点杆对小环的作用力大小；（2）小环滑到D点的速度大小。13如图所示，质量m10.1 kg，电阻R10.3 ，长度L0.4 m的导体棒ab横放在U型金属框架上框架质量m20.2 kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数u0.2，相距0.4 m的MM、NN相互平行，电阻不计且足够长电阻R20.1 的MN垂直于MM.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B0.5 T垂直于ab施加F2 N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地

12、运动，始终与MM、NN保持良好接触，当ab运动到某处时，框架恰好开始运动设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2.(1)求框架开始运动时ab速度v的大小；(2)从ab开始运动到框架恰好开始运动的过程中，MN上产生的热量Q0.1 J，求该过程ab位移x的大小14如图所示,宽度L=1 m的足够长的U形金属框架水平放置,框架处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1 T,框架导轨上放一根质量m=0.2 kg、电阻R=1.0 的金属棒ab,棒ab与导轨间的动摩擦因数=0.5.现用功率为6 W的牵引力F使棒从静止开始沿导轨运动(ab棒始终与导轨接触良好且垂直)。当棒的电阻R产生热量

13、Q=5.8 J时获得稳定速度,此过程中,通过棒的电荷量q=2.8 C(框架电阻不计,g取10 m/s2).问: (1)ab棒达到的稳定速度为多大?(2)ab从静止到达稳定速度的时间为多少?15如下图所示，两光滑金属导轨，间距d0.2m，在桌面上的部分是水平的，处在磁感应强度B0.1T、方向竖直向下的有界磁场中，电阻R3，桌面高H0.8m，金属杆ab质量m0.2kg、电阻r1，在导轨上距桌面h0.2m高处由静止释放，落地点距桌面左边缘的水平距离s0.4m，g10m/s2，求：(1)金属杆刚进入磁场时，R上的电流大小和方向；(2)整个过程中R上放出的热量16在范围足够大，方向竖直向下的匀强磁场中，

14、B0.2 T，有一水平放置的光滑框架，宽度为L0.4 m，如图所示，框架上放置一质量为0.05 kg，电阻为1 的金属杆cd，框架电阻不计若cd杆以恒定加速度a2 m/s2，由静止开始做匀变速运动，则(1)在5 s内平均感应电动势是多少？(2)第5 s末，回路中的电流多大？(3)第5 s末，作用在cd杆上的水平外力多大？17发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户(升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器)，输电全过程的线路图如图所示，求：(1)若发电机的输出功率是100 kW，输出电压是250 V，升压变压器的原副线圈的匝数比为125，求升压变压器的输出电压和输电导线中的电

15、流；(2)若输电导线中的电功率损失为输入功率的4%，求输电导线的总电阻。18（14分）如图A.，M、N、P为直角三角形的三个顶点，M37°，MP中点处固定一电量为Q的正点电荷，MN是长为a的光滑绝缘杆，杆上穿有一带正电的小球（可视为点电荷），小球自N点由静止释放，小球的重力势能和电势能随位置x（取M点处x0）的变化图像如图B.所示，取sin 37°0.6，cos 37°0.8。（1）图B中表示电势能随位置变化的是哪条图线？（2）求势能为E1时的横坐标x1和带电小球的质量m；（3）已知在x1处时小球与杆间的弹力恰好为零，求小球的电量q；（4）求小球运动到M点时的速度

16、。19(18分)如图所示，在坐标系xOy内有一半径为a的圆形区域，圆心坐标为O1（a，0），圆内分布有垂直纸面向里的匀强磁场。在直线ya的上方和直线x2a的左侧区域内，有一沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E。一质量为m、电荷量为+q（q0）的粒子以速度v从O点垂直于磁场方向射入，当速度方向沿x轴正方向时，粒子恰好从O1点正上方的A点射出磁场，不计粒子重力。（1）求磁感应强度B的大小；（2）粒子在第一象限内运动到最高点时的位置坐标；（3）若粒子以速度v从O点垂直于磁场方向射入第一象限，当速度方向沿x轴正方向的夹角=30°时，求粒子从射入磁场到最终离开磁场的时间t。20（12分）如图所

17、示，图a表示，空间有一宽为2L的匀强磁场区域，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外。abcd是由均匀电阻丝做成的边长为L的正方形线框，总电阻为R。线框以垂直磁场边界的速度v匀速通过磁场区域。在运动过程中，线框ab、cd两边始终与磁场边界平行。线框刚进入磁场的位置x=0，x轴沿水平方向向右。求：（1）cd边刚进入磁场时，ab两端的电势差，并指明哪端电势高；（2）线框穿过磁场的过程中，线框中产生的焦耳热；（3）在b图中，画出ab两端电势差随距离变化的图像。其中。21（20分）如图，直线MN 上方有平行于纸面且与MN成45。的有界匀强电场，电场强度大小未知；MN下方为方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场，磁

18、感应强度大小为B。今从MN_上的O点向磁场中射入一个速度大小为v、方向与MN成45角的带正电粒子，该粒子在磁场中运动时的轨道半径为R。若该粒子从O点出发记为第一次经过直线MN，而第五次经过直线MN时恰好又通过O点。不计粒子的重力。求：（1）电场强度的大小；（2）该粒子从O点出发，第五次经过直线MN时又通过O点的时间；（3）该粒子再次从O点进入磁场后，运动轨道的半径。22（19分）如图a所示的平面坐标系xOy，在整个区域内充满了匀强磁场，磁场方向垂直坐标平面，磁感应强度B随时间变化的关系如图b所示。开始时刻，磁场方向垂直纸面向内（如图），t=0时刻有一带正电的粒子（不计重力）从坐标原点O沿x轴正

19、向进入磁场，初速度为v0=2×103m/s。已知带电粒子的比荷为，其它有关数据见图中标示。试求：（1）时粒子所处位置的坐标（x1，y1）；（2）带电粒子进入磁场运动后第一次到达y轴时离出发点的距离h；（3）带电粒子是否还可以返回原点？如果可以，求返回原点经历的时间t。23（17分）如图所示，无限长金属导轨EF、PQ固定在倾角为=53°的光滑绝缘斜面上，轨道间距L=1 m，底部接入一阻值为R=0.4的定值电阻，上端开口。垂直斜面向上的匀强磁场的磁感应强度B=2T。一质量为m=0.5kg的金属棒ab与导轨接触良好，ab与导轨间动摩擦因数=0.2，ab连入导轨间的电阻r=0.1，

20、电路中其余电阻不计。现用一质量为M=2.86kg的物体通过一不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与ab相连。由静止释放M，当M下落高度h=2.0 m时，ab开始匀速运动（运动中ab始终垂直导轨，并接触良好）。不计空气阻力，sin53°=0.8，cos53°=0.6，取g=10m/s2。求：（1）ab棒沿斜面向上运动的最大速度vm；（2）ab棒从开始运动到匀速运动的这段时间内电阻R上产生的焦耳热QR和流过电阻R的总电荷量q。24如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角30°，导轨电阻不计。磁感应强度为B=2T的匀强磁场垂直导轨平面向

21、上，长为L=0.5m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨电接触良好，金属棒ab的质量m=1kg、电阻r=1。两金属导轨的上端连接右端电路，灯泡电阻RL4，定值电阻R12，电阻箱电阻R212，重力加速度为g=10 m/s2，现闭合开关，将金属棒由静止释放，下滑距离为s0=50m时速度恰达到最大，试求：（1）金属棒下滑的最大速度vm；（2）金属棒由静止开始下滑2s0的过程中整个电路产生的电热Q。25如图所示，带电平行金属板相距为2R，在两板间半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，两板及其左侧边缘连线均与磁场边界刚好相切。一带电粒子（不计重力）沿两板间中心线

22、O1O2从左侧O1点以某一速度射入，沿直线通过圆形磁场区域，然后恰好从极板边缘飞出，在极板间运动时间为t0。若仅撤去磁场，质子仍从O1点以相同速度射入，经时间打到极板上。求：（1）两极板间电压U；（2）若两极板不带电，保持磁场不变，带电粒子仍沿中心线O1O2从O1点射入，欲使带电粒子从左侧飞出两板间，入射速度v应满足什么条件。26如图所示，在一水平向左的匀强电场中，光滑绝缘直角三角形斜劈ABC被固定在水平面上，其斜面长L1.5m，倾角为37°。有一个电荷量为q3×10-5C、质量为m4×10-3kg的带电小物块（可视为质点）恰能静止在斜面的顶端A处。g10m/s2

23、，sin37°0.6，cos37°0.8求：（1）AB两点间的电势差UAB；（2）若电场强度减小为原来的一半时小物块从A下滑到B的时间t。27如图所示，电灯L标有“4V、1W”。滑动变阻器R1总电阻为50，闭合开关S，当滑片P滑至某位置时，电流表示数为I1=0.45A，电灯L恰好正常发光。由于外电路发生故障，电灯L突然熄灭，此时电流表示数变为I2=0.5A，电压表示数变为U=10V。电流表和电压表均为理想电表，试求电源电动势E和内电阻r。r28如图所示，在xoy平面内第象限有沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为N/C。y轴右侧有一个边界为圆形的匀强磁场区域，圆心O位于x轴上，半径为r=0.02m，磁