鄂豫晉冀陜五省2024屆高考仿真模擬物理試卷含解析

鄂豫晉冀陜五省2024屆高考仿真模擬物理試卷

注意事項(xiàng)

1.考生要認(rèn)真填寫(xiě)考場(chǎng)號(hào)和座位序號(hào)。

2.試題所有答案必須填涂或書(shū)寫(xiě)在答題卡上，在試卷上作答無(wú)效。第一部分必須用2B鉛筆作答；第二部分必須用黑

色字跡的簽字筆作答。

3.考試結(jié)束后，考生須將試卷和答題卡放在桌面上，待監(jiān)考員收回。

一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。

1、某加濕器在電子元件控制下，通過(guò)的電流如圖所示，周期為L(zhǎng)Os,若等效工作電阻恒為100C,則該加濕器1小時(shí)

消耗的電能約為（）

1.0-----1

1:01/&

-05.........

A.8.0x10"度B.7.5x10-2度c.7.0x10-2度D.7.2、10一2度

2、下列說(shuō)法正確的是（）

A.在光電效應(yīng)中，增加入射光的強(qiáng)度，飽和光電流不變

B.夕衰變現(xiàn)象說(shuō)明電子是原子的組成部分

C.兩個(gè)笊核的聚變反應(yīng)方程式為:H+：Hf汨0+屬

D.處于基態(tài)的氫原子吸收光子發(fā)生躍遷后動(dòng)能增加

3、在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)時(shí)用拉力傳感器測(cè)得擺線的拉力大小尸隨時(shí)間f變化的圖象如圖所示,

則該單擺的周期為（）

A.tB.ItC.3，D.4f

4、如圖甲，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比iu=10：1,副線圈電路接有滑動(dòng)變阻器R和額定電壓為12V、線圈

電阻為2。的電動(dòng)機(jī)M.原線圈輸入的交流電壓如圖乙.閉合開(kāi)關(guān)S,電動(dòng)機(jī)正常工作，電流表示數(shù)為1A.下列判斷

正確的是（）

226/5

0r/x|(r2s

rr-220/1

甲L

A.副線圈兩端的電壓有效值為220V

B.滑動(dòng)變阻器R的接入電阻為10。

C.電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為12W

D.若電動(dòng)機(jī)突然卡住，原線圈輸入功率將變小

5、如圖所示，R.,處是光敏電阻，a、b兩點(diǎn)間接一電容，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，在沒(méi)有光照射時(shí)，電容上下極板上電量為

零，當(dāng)用光線照射電阻R,時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）

A.R3的電阻變小,電容上極板帶正電,電流表示數(shù)變大

B.R’的電阻變小，電容上極板帶負(fù)電,電流表示數(shù)變大

C.R3的電阻變大，電容上極板帶正電,電流表示數(shù)變小

D.R3的電阻變大，電容上極板帶負(fù)電,電流表示數(shù)變小

6、如圖所示，物體m與斜面體M一起靜止在水平面上。若將斜面的傾角。稍微增大一些，且物體m仍靜止在斜面

上，則

A.斜面體對(duì)物體的支持力不變

B.斜面體對(duì)物體的摩擦力變大

C.水平面與斜面體間的摩擦力變大

D.水平面與斜面體間的摩擦力變小

二、多項(xiàng)選擇題；本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。

全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。

7、如圖，質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為七的長(zhǎng)木板靜止在光滑水平面上，質(zhì)量為，〃的小鐵塊以水平初速度均從木板左端向右

滑動(dòng)，恰好不會(huì)從木板右端滑出。下列情況中，鐵塊仍不會(huì)從木板右端滑出的是（）

A.僅增大機(jī)B.僅增大M

C.僅將，〃和L增大為原來(lái)的兩倍D.僅將"和L增大為原來(lái)的兩倍

8、如圖所示，兩等量異種點(diǎn)電荷分別固定在正方體的。、6兩個(gè)頂點(diǎn)上，電荷量分別為q和一q（?＞（））,以d為正方

體的另外兩個(gè)頂點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是

A.c、d兩點(diǎn)的電勢(shì)相等

B.c、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同

C.將一正電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功

D.將一負(fù)電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn)，電勢(shì)能增加

9、如圖所示，半徑為的圓弧3。與傾角為〃的斜面相切于S點(diǎn)，與水平地面相切于。點(diǎn)，與圓02軌道相切于。

點(diǎn)，圓心彷、3和。在同一水平直線上，圓S的半徑為入質(zhì)量為由的質(zhì)點(diǎn)從斜面上某位置由靜止釋放，剛好能在

圓。2軌道內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)。不計(jì)一切阻力，重力加速度為g。則質(zhì)點(diǎn)（）

A.釋放點(diǎn)距離地面的高度為5r

B.在C時(shí)對(duì)軌道壓力為日21/咫

C.從圓弧8CO進(jìn)入圓02軌道的瞬間，前后向心加速度之比為5：2

D.從圓弧進(jìn)入圓02軌道的瞬間，前后角速度之比為2：5

10、一顆子彈以水平速度也穿入一塊在光滑水平面上迎面滑來(lái)的木塊后各自運(yùn)動(dòng)，設(shè)子彈與木塊間相互作用力恒定,

則該過(guò)程中子彈及木塊的速度時(shí)間圖象可能正確的是（圖中實(shí)線為子彈圖線，虛線為木塊圖線）（）

三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫(xiě)在答題卡中指定的答題處，不要求寫(xiě)出演算過(guò)程。

11.（6分）要描繪一只標(biāo)有“9V、5W”字樣小燈泡的完整伏安特性曲線，實(shí)驗(yàn)室可供如下器材：

A.電流表Ai（量程1.6A,內(nèi)阻約為1.5C）

B.電流表A2（量程3A,內(nèi)阻約為1.2。）

C.電壓表V（量程3V,內(nèi)阻q=3k。）

D.滑動(dòng)變阻器R1（阻值1?11C,額定電流1.8A）

E.滑動(dòng)變阻器&（阻值1?111C,額定電流1.5A）

F.定值電阻A=6k。

G.直流電源（電動(dòng)勢(shì)E=10V）

H.導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)

（1）請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫(huà)出電路圖_______

（2）滑動(dòng)變阻器應(yīng)選______；電流表應(yīng)選______（填寫(xiě)元件前序號(hào)）

（3）燈泡兩端實(shí)際電壓與電壓表讀數(shù)U關(guān)系式為

（4）根據(jù)該電路設(shè)訂圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得電壓表的讀數(shù)為U、電流表讀數(shù)為/,若考慮電表的內(nèi)阻，則此時(shí)燈泡的電阻

為（用題目中所給字母或符號(hào)表示）

12.（12分）某同學(xué)用長(zhǎng)木板、小車(chē)、光電門(mén)等裝置做探究加速度與質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。裝置如圖所示。

(1)實(shí)驗(yàn)前先用游標(biāo)卡尺測(cè)出安裝在小車(chē)上遮光條的寬度d.

⑵按圖示安裝好裝置，將長(zhǎng)木板沒(méi)有定滑輪的一端適當(dāng)墊高，小車(chē)(填“連接”或“不連接)祛碼盤(pán)，輕

推小車(chē)，如果計(jì)時(shí)器記錄小車(chē)通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間心力滿足力_______政填“大于”“小于”或"等于”)，則摩擦力得到了

平衡。

⑶保證跌碼和祛碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，調(diào)節(jié)好裝置后，將小車(chē)由靜止釋放，讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)A、B

的時(shí)間分別為小h,測(cè)出兩光電門(mén)間的距離為L(zhǎng),則小車(chē)的加速度用_________________(用已知或測(cè)出的物理量字母

表示)。

(4)保持兩個(gè)光電門(mén)間的距離、祛碼和成碼盤(pán)的總質(zhì)量均不變，改變小車(chē)的質(zhì)量M重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次，測(cè)出多組加速度〃

的值，及對(duì)應(yīng)的小車(chē)質(zhì)量作出圖象。若圖象為一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，則得出的結(jié)論

四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫(xiě)在答題卡中指定的答題處，要求寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算

步驟。

13.(10分)如圖⑸為一除塵裝置的截面圖，塑料平板M、N的長(zhǎng)度及它們間距離均為小大量均勻分布的帶電塵埃

以相同的速度vo進(jìn)人兩板間，速度方向與板平行，每顆塵埃的質(zhì)量均為帶電量均為?伏當(dāng)兩板間同時(shí)存在垂直紙

面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和垂直板向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，塵埃恰好勻速穿過(guò)兩板;若撤去板間電場(chǎng)，并保持板間磁場(chǎng)不變，貼近

N板入射的塵埃將打在M板右邊緣，塵埃恰好全部被平板吸附，即除塵效率為100%;若撤去兩板間電場(chǎng)和磁場(chǎng)，建

立如圖(b)所示的平面直角坐標(biāo)系xOy軸垂直于板并緊靠板右端，x軸與兩板中軸線共線，要把塵埃全部收集到位于

P(2.5d,?")處的條狀容器中，需在『軸右側(cè)加一垂直于紙面向里的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。塵埃顆粒重力、顆粒間作用力

及對(duì)板間電場(chǎng)磁場(chǎng)的影響均不計(jì)，求：

(1)兩板間磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度Bi的大小

⑵若撤去板間磁場(chǎng)，保持板間勻強(qiáng)電場(chǎng)不變，除塵效率為多少

(3)j軸右側(cè)所加圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度不大小的取值范圍

?y

W

“i

f???―?

。二，，----二---------------

—???O―”X

Nnr

0(2.5d.-2d)

■

u

(a)(b)

14.(16分)如圖所示，在xQy平面內(nèi)存在大小隨時(shí)間周期性變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，變化規(guī)律分別如圖乙、丙

所示(規(guī)定垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向，沿軸負(fù)方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的正方向)。在，=0時(shí)刻由原點(diǎn)。發(fā)射一

q7i

個(gè)初速度大小為％、方向沿）'軸正方向的帶正電粒子，粒子的比荷-^■二彳7，B。、E。、均為已知量，不計(jì)粒子受

川印o

到的重力。

⑴求在。。內(nèi)粒子轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑；

⑵求1=2。時(shí)，粒子的位置坐標(biāo)；

⑶若粒子在f=25r0時(shí)首次回到坐標(biāo)原點(diǎn)求電場(chǎng)強(qiáng)度E。與磁感應(yīng)強(qiáng)度凡的大小關(guān)系。

H

O10210M＞包的。()to

15.（12分）如圖所示，水平地面上方MN邊界左側(cè)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和沿豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁感應(yīng)

強(qiáng)度8=1.0T,邊界右側(cè)離地面高/『0.45m處由光滑絕緣平臺(tái)，右邊有一帶正電的。球，質(zhì)量n】a=0.1kg、電量g=0.1C,

以初速度Vo=O.9m/s水平向左運(yùn)動(dòng)，與大小相同但質(zhì)量為叫,=0.05kg靜止于平臺(tái)左邊緣的不帶電的絕緣球b發(fā)生彈性

正碰，碰后。球恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，兩球均視為質(zhì)點(diǎn)，g=10m/s。求:

（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向；

⑵碰后兩球分別在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;

⑶碰后兩球落地點(diǎn)相距多遠(yuǎn)；

參考答案

一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。

1、c

【解析】

根據(jù)有效值的定義，有

/兇+/；必=/M

解得：交流電的有效值

/=咐+/；取=,2xRX().6+0.5、xRx().4八=歷八

-VRTRxl~

電阻功率

p=Z2/?=70W=7.OxlO_2kW

所以加濕器1小時(shí)消耗的電能

七=a=7.0x10-2kw.h=7.0x10-2度

故C正確，ABD錯(cuò)誤。

故選：3

2、C

【解析】

A.根據(jù)光子假設(shè)，當(dāng)入射光的強(qiáng)度增加時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)金屬表面的光子數(shù)增多，單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的

光電子增多，飽和光電流隨之增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.口衰變釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化來(lái)的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.兩個(gè)笊核的聚變反應(yīng)方程式為；H+；HT：He+(；n,選項(xiàng)C正確；

ke2_niv2

處于基態(tài)的氫原子吸收光子后向高能級(jí)躍遷，軌道半徑〃增大，根據(jù)可知，速度隨軌道半徑廠的增大

rr

而減小，所以動(dòng)能減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選C。

3、D

【解析】

單擺經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，速度最大，據(jù)牛頓第二定律知，單擺經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)擺線的拉力最大；從最低點(diǎn)到再次到達(dá)最低點(diǎn)

所需時(shí)間等于半個(gè)周期，所以據(jù)圖象得，該單擺的周期為41,故D項(xiàng)正確，ABC三項(xiàng)錯(cuò)誤。

4、B

【解析】

A.變壓器初級(jí)電壓有效值為220V,則副線圈兩端的電壓有效值為

U,JU\=22V

4

選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.滑動(dòng)變阻器接入電阻為

R=憶6=22^12Q=1()Q

I1

選項(xiàng)B正確；

C.電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為

-Z2r=lxl2-l2x2=10W

選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.若電動(dòng)機(jī)突然卡住，次級(jí)電流將變大，次級(jí)消耗的功率變大，則原線圈輸入功率將變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；

故選B.

點(diǎn)睛：此題要注意電動(dòng)機(jī)問(wèn)題的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系：輸出功率等干總功率與內(nèi)阻卜的熱功率的差值：電動(dòng)機(jī)被卡住后相當(dāng)

于純電阻，則電路的電流會(huì)變大，電動(dòng)機(jī)很快被燒毀.

5、A

【解析】

凡是光敏電阻，當(dāng)用光線照射電阻R3時(shí)，據(jù)光敏電阻的特點(diǎn)，其阻值變小，據(jù)閉合電路的歐姆定律知，所以電流表

示數(shù)變大，CD錯(cuò)誤；

因原來(lái)時(shí)電容器極板上的帶電量為零，故說(shuō)明心兩點(diǎn)電勢(shì)相等；

有光照以后，兩支路兩端的電壓相等，因修、及支路中電阻沒(méi)有變化，故&的分壓比不變；而由于R3的電阻減小，

所以&的兩端電壓減小，URU、,而。左不變，所以。右增大，故上端的電勢(shì)要高于下端，故上端帶正電，A

正確B錯(cuò)誤；

6、B

【解析】

A、物體m靜止不動(dòng)，受力平衡.可對(duì)物體受力分析，正交分解重力G得：

斜面體對(duì)物體的支持力N=mgcos6

斜面體對(duì)物體的摩擦力f=mgsin二

比較可知日稍微增大一些，N變小，f變大，故A錯(cuò)誤、B正確.

C、對(duì)于水平面對(duì)斜面的力，最好采用整體法，對(duì)m和M整體進(jìn)行受力分析：

整體受重力和水平面的支持力，因?yàn)檎w處于靜止也就是平衡狀態(tài)，所以地面對(duì)斜面體的摩擦力始終為零，水平面對(duì)

斜面體間的支持力不變.故C錯(cuò)誤、D錯(cuò)誤.

故選：B.

二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。

全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。

7、ACD

【解析】

由動(dòng)量守恒和能量關(guān)系可知

=("?+M)v

Ax=g—g(，〃+M)廿

聯(lián)立解得

△x=——也——

2屆（1十胃）

M

A.僅增大機(jī)，則以不變，即物塊仍恰好從木板右端滑出，選項(xiàng)A正確；

B.僅增大則以變大，即物塊能從木板右端滑出，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.將，〃增大為原來(lái)的兩倍，則Ar不交，而L增大為原來(lái)的兩倍，物塊不能從木板右端滑出，選項(xiàng)C正確；

D.僅將M增大為原來(lái)的兩倍，則Ax變大，但是不會(huì)增加到原來(lái)的2倍，而力增加到原來(lái)的2倍，可知木塊不會(huì)從木

板上滑出，選項(xiàng)D正確；

故選ACDo

8、BD

【解析】

A.由幾何關(guān)系可知，由于。點(diǎn)離正電荷更近，則。點(diǎn)的電勢(shì)比d點(diǎn)高，故A錯(cuò)誤；

B.c、d兩點(diǎn)關(guān)于〃力對(duì)稱(chēng)，且講電荷量相同，由電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加可知，c、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同，故B正確；

C,由于c點(diǎn)的電勢(shì)比d點(diǎn)高，將一正電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn)，正電荷電勢(shì)能減小，則電場(chǎng)力做正功，故C錯(cuò)誤；

D.由于c點(diǎn)的電勢(shì)比d點(diǎn)高，將一負(fù)電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn)，負(fù)電荷電勢(shì)能增大，故D正確。

故選BD.

9、BD

【解析】

A.質(zhì)點(diǎn)剛好能在圓02軌道做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，在軌道的最高點(diǎn)

niv2

〃吆=

設(shè)釋放點(diǎn)高地高度為從根據(jù)機(jī)械能守恒定律

mgi*%

解得

h=4r

A錯(cuò)誤;

B.設(shè)質(zhì)點(diǎn)在C點(diǎn)速度為％,軌道對(duì)質(zhì)點(diǎn)的支持力為由機(jī)械能守恒有

mgh=-mv1

根據(jù)牛頓第二定律

治一…高

解得

z21

由牛頓第三定律可知，質(zhì)點(diǎn)在C時(shí)對(duì)軌道壓力為三21〃吆，B正確;

C.質(zhì)點(diǎn)從圓弧BCD進(jìn)入圓。軌道的瞬間，速度不變，由線速度與角速度關(guān)系

v

(O--

R

可知

組二

。后5

C錯(cuò)誤;

D.質(zhì)點(diǎn)從圓弧8CO進(jìn)入圓02軌道的瞬間，速度不變，向心加速度

V"

a=一

R

可知

/5

D正確。

故選BD.

10、AB

【解析】

AB.設(shè)子彈運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较颍訌棿┻^(guò)木塊后速度方向不變，為正方向，由于穿過(guò)木塊過(guò)程中受到恒定的阻力作

用，所以速度減小；對(duì)于木塊，受到子彈的作用力后，有可能速度方向仍為負(fù)方向，也有可能最后速度方向與子彈方

向相同，即為正方向，故AB正確；

CD.子彈擊中木塊后，不可能出現(xiàn)二者均反向運(yùn)動(dòng)，所以CD錯(cuò)誤。

故選AB。

三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫(xiě)在答題卡中指定的答題處，不要求寫(xiě)出演算過(guò)程。

【解析】

（1）[1]描繪燈泡伏安特性曲線，電壓與電流應(yīng)從零開(kāi)始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，由題意可知，燈泡額定

電壓為9V,電壓表量程為3V,把電壓表量程擴(kuò)大為9V,應(yīng)給電壓表串聯(lián)一個(gè)定值電阻心;電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于燈泡

電阻，電流表應(yīng)采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示

（2）[2]⑶燈泡額定電流為

P5

1f=——=—AN.56A

U9

電流表應(yīng)選A；為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇D；

（3）[4]定值電阻阻值是電壓表內(nèi)阻的2倍，則定值電阻兩端電壓為電壓表兩端電壓的2倍，故燈泡兩端電壓為U尸3s

U

（4）[5]由圖示電路圖可知，電流表讀數(shù)為/,則通過(guò)燈泡的電流為/r一一,則燈泡電阻

入

3U

R=

~U

12、不連接等于^-4-4在祛碼和祛碼盤(pán)總質(zhì)量不變時(shí)，即小車(chē)所受拉力不變時(shí)，小車(chē)的加速度與

拉力成反比

【解析】

(2)[1|[2|平衡摩擦力的方法是用重力沿斜面向下的分力來(lái)抵消摩擦力的作用，具體做法是：將小車(chē)輕放(靜止)在長(zhǎng)

木板上，掛好紙帶(紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔之間有摩擦力)、不連接硅碼盤(pán)，將長(zhǎng)木板靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)

墊高，形成斜面，輕推小車(chē)，使小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)即可，此時(shí)小車(chē)通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間小滿足"等于3

⑶[3]遮光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)4時(shí)的速度表達(dá)式

經(jīng)過(guò)光電門(mén)8時(shí)的速度表達(dá)式

d

vR=—

Bt2

所以

M12(1I]

2A2L[tltf)

(4)[41由牛頓第二定律可知，

F

a=一

M

保持兩個(gè)光電門(mén)間的距離、祛碼和祛碼盤(pán)的總質(zhì)量均不變，改變小車(chē)的質(zhì)量M重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次，是一條過(guò)原點(diǎn)

M

的直線，說(shuō)明在祛碼和祛碼盤(pán)總質(zhì)量不變時(shí)，即小車(chē)所受拉力不變時(shí)，小車(chē)的加速度與拉力成反比，

四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫(xiě)在答題卡中指定的答題處，要求寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算

步驟。

ntv2/wv,門(mén),4〃/

13、⑴/⑵5。%；⑶與0產(chǎn)小拳

【解析】

(1)貼近N極板射入的塵埃打在M板右邊緣的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖甲所示,

甲

由幾何知識(shí)可知，塵埃在磁場(chǎng)中的半徑

R二d

塵埃在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得

D〃叫

解得

B,=—

qd

⑵電場(chǎng)、磁場(chǎng)同時(shí)存在時(shí)，塵埃做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件得

qE=

撤去磁場(chǎng)以后粒子在電場(chǎng)力的作用下做平拋運(yùn)動(dòng)，假設(shè)距離N極板），的粒子恰好離開(kāi)電場(chǎng)，則在水平方向

d=W

在豎直方向

12

y=-ar

2

加速度

qE

Q=^―

m

解得

y-0.5d

所以除塵效率

,,=2x100%=50%

d

⑶設(shè)圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑為凡，塵埃顆粒在圓形磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為此，要把塵埃全部收集到位于夕處的條

狀容器中，就必須滿足

R?=R。

另有

如圖乙

彳Mfv①

乙

當(dāng)圓形磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)月點(diǎn)且與M板的延長(zhǎng)線相切時(shí),圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑居最小，磁感應(yīng)強(qiáng)度也最大，則有

%小=125〃

解得

…皿

2大5qd

如圖丙

丙

當(dāng)圓形磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)P點(diǎn)且與V軸在R〃板的右端相切時(shí)，圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑《最大，磁感應(yīng)強(qiáng)度之最小，則有

&Vk人=25d

解得

R.=應(yīng)

所以圓形磁場(chǎng)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小須滿足的條件為

2ZY?V°<R<4WV°

5qd25qd

14、⑴一也；⑵(一汕，一也一甯1⑶EQ=￡BQ

TiI萬(wàn)2B。)64

【解析】

(1)粒子在磁場(chǎng)中