【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动. 【专题】带电粒子在磁场中的运动专题.
【分析】根据带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的过程中,洛伦兹力提供向心力,即可求出粒子运动的半径与周期;结合几何关系即可求得其他. 【解答】解:粒子在磁场中运动时,洛伦兹力提供向心力,得:所以粒子在磁场中运动的半径:粒子运动的周期:A、若r<2R=
,则粒子运动的轨迹如图1,粒子从第一象限射出磁场,射出磁场后做直
线运动,所以0°<θ<90°.故A正确; B、C、D、若r≥2R=
,则粒子运动的轨迹如图2,粒子一定是垂直与x轴经过x轴,所
=
.故BC错误,D正确.
以粒子在第一象限中运动的时间是半个周期,所以t=故选:AD
【点评】带电粒子在磁场中由洛伦兹力提供做匀速圆周运动,同时结合数学几何关系来构建长度关系.注意运动圆弧的半径与磁场半径的区别.
二、非选择题:包括必考题和选考题两部分.第22题~第25题为必考题,每个试题考生都必须作答.第33题~第35题为选考题,考生根据要求作答.(一)必考题(共47分) 9.为了测量木块与木板间动摩擦因数μ,某小组使用位移传感器设计了如图甲所示实验装置,让木块从倾斜木板上一点A由静止释放,位移传感器可以测出木块到传感器的距离.位移传感器连接计算机,描绘出木块相对传感器的位移S随时间t变化规律,如图所示. (1)根据上述图线,计算0.4s时木块的速度v= 0.4 m/s,木块加速度a= 1 m/s2;
(2)为了测定动摩擦因数μ,还需要测量的量是 斜面倾角(或A点的高度) ;(已知当地的重力加速度g);
(3)为了提高木块与木板间动摩擦因数μ的测量精度,下列措施可行的是 A (单选) A.A点与传感器距离适当大些 B.木板的倾角越大越好 C.选择体积较大的空心木块
D.传感器开始计时的时刻必须是木块从A点释放的时刻.
【考点】探究影响摩擦力的大小的因素. 【专题】实验题;摩擦力专题.
【分析】(1)由于滑块在斜面上做匀加速直线运动,所以某段时间内的平均速度等于这段时间内中点时刻的瞬时速度;根据加速度的定义式即可求出加速度; (2)为了测定动摩擦力因数μ还需要测量的量是木板的倾角θ;
(3)为了提高木块与木板间摩擦力因数μ的测量精度,可行的措施是A点与传感器位移适当大些或减小斜面的倾角.
【解答】解:(1)根据某段时间内的平均速度等于这段时间内中点时刻的瞬时速度,得0.4s末的速度为: v=
0.2s末的速度为:
,
则木块的加速度为: a=
.
,
(2)选取木块为研究的对象,木块沿斜面方向是受力为: ma=mgsinθ﹣μmgcosθ
得:
所以要测定摩擦因数,还需要测出斜面的倾角θ
(3)根据(2)的分析可知,在实验中,为了减少实验误差,应使木块的运动时间长一些,可以:
可以减小斜面的倾角、增加木块在斜面上滑行的位移等,传感器开始的计时时刻不一定必须是木块从A点释放的时刻.故A正确,BCD错误. 故选:A
故答案为:(1)0.4,1;(2)斜面倾角(或A点的高度);(3)A.
【点评】解决本题的关键知道匀变速直线运动的推论,在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,以及会通过实验的原理得出动摩擦因数的表达式,从而确定所需测量的物理量.
10.一实验小组准备探究元件Q的伏安特性曲线,他们设计了如图所示的电路图.
请回答下列问题:
(1)考虑电表内阻的影响,该无件电阻的测量值 大于 (选填“大于”、“等于”或“小于’’)真实值.
(2)实验测得表格中的7组数据.请在坐标纸上作出该元件的I﹣U图线. 序号 1 2 3 4 电压/V 0.00 0.50 1.00 1.50 电流/A 0.00 0.20 0.35 0.45
5 6 7 2.00 2.50 3.00 0.50 0.54 0.58 求
(3)为了求元件Q在I﹣U图线上某点的电阻,甲同学利用该点的坐标(u、I),由
得.乙同学作出该点的切线,求出切线的斜率k,由R=求得.其中 甲 (选填“甲’’或“乙”)同学的方法正确. 【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线. 【专题】实验题.
【分析】(1)误差来自于电表的内阻影响,分析两表的示数变化可知误差; (2)由表中数据利用描点法可得出各点的坐标位置,再由平滑曲线将各点连接即可; (3)分析两种做法及实验原理可知哪一种做法更符合.
【解答】解:(1)由实验电路图可知,实验采用电流表内接法,由于电流表的分压作用,实验所测电压值U偏大,由欧姆定律可知,元件电阻的测量值大于真实值. (3)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出图象如图所示.
(3)从理论上讲,甲利用了欧姆定律,乙同学利用了斜率的意义,理论上说都没有问题,但从实际情况来说,我们根据测量数据描绘的I﹣U图象是大致曲线,存在很大的误差,如果再作出切线线求电阻,误差更大,计算结果更不准确;故甲同学的计算结果更准确; 故答案为:(1)电路图如图所示;(2)小于;(3)图象如图;(4)甲.
【点评】本题考查了实验误差分析、作图象、求电阻方法等问题,应用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法,要掌握描点法作图的方法,会根据图象求出相关量.
11.如图所示,光滑绝缘的正方形水平桌面边长为d=0.48m,离地高度h=1.25m.桌面上存在一水平向左的匀强电场(除此之外其余位置均无电场),电场强度E=1×104N/C.在水平桌面上某一位置P处有一质量m=0.01kg,电量q=1×10﹣6C的带正电小球以初速v0=1m/s向右运动.空气阻力忽略不计,重力加速度g=10m/s.求: (1)小球在桌面上运动时加速度的大小和方向?
(2)P处距右端桌面多远时,小球从开始运动到最终落地的水平距离最大?并求出该最大水平距离?
2
【考点】电场强度;牛顿第二定律;平抛运动. 【专题】电场力与电势的性质专题.
【分析】(1)对小球受力分析,受到重力、支持力和电场力,根据牛顿第二定律列式求加速度即可;
(2)先假设桌面足够长,计算出速度减为零需要的减速距离,判断出小球只能从右侧滚下,然后根据运动学公式求出平抛的初速度,再结合平抛运动的知识求得射程的一般表达式,得到初末位置的水平距离,根据数学知识得到其最大值.
【解答】解:(1)对小球受力分析,受到重力、支持力和电场力,重力和支持力平衡,根据牛顿第二定律有 a==
=
=1.0m/s2
方向:水平向左
(2)设球到桌面右边的距离为x1,球离开桌面后作平抛运动的水平距离为x2,则 x总=x1+x2 由v﹣v0=﹣2ax1 代入得 v=
=
2
2
设平抛运动的时间为t,根据平抛运动的分位移公式,有 h=gt2 代入得t=0.5s