2020年山东省五莲县丶安丘市、诸城市、兰山区高考物理试卷(6月份) (含答案解析)
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2020年山东省五莲县丶安丘市、诸城市、兰山区高考物理试卷(6月
份)
一、单选题(本大题共8小题,共24.0分)
1.以下说法正确的是()
A. 绕地球沿圆轨道飞行的航天器中悬浮的液滴处于平衡状态
B. 洗衣机脱水时利用离心运动把附着在衣物上的水份甩掉
C. 匀速直线运动因为受合力等于零,所以机械能一定守恒
D. 合力对物体做功为零时,机械能一定守恒
2.一列简谐横波沿直线由a向b传播,相距5.0m的a、b两处的质点振动
图象如图中a、b所示,则以下说法正确的是()
A. 该波的波长可能是18m
B. 该波的波速可能是5m/s
C. 该波的波长可能是5m
D. 该波由a传播到b可能历时6s
3.如图所示,为某电场中的一条电场线,A、B、C为电场线上的三点,且AB=BC,则下列判断
正确的是()
A. U AB=U BC
B. E A>E B>E C
C. E A=E B=E C
D. φA>φB>φC
4.如图所示,实线表示一定质量的理想气体状态变化的p−T图像,变化过
程如图中箭头所示,下列说法正确的是()
A. bc过程中气体对外做功,放出热量
B. ab过程中气体内能增加,密度不变
C. cd过程中,分子平均动能不变,密度增大
D. da过程中,每个分子动能都减少
5.如图所示,水平面上的物体受水平向右、大小为F的拉力作用,物体处于静
止状态.如果改用大小仍为F、水平向左的力推物体,则()
A. 物体处于静止状态,受到的摩擦力大小不变
B. 物体处于静止状态,受到的摩擦力变小
C. 物体沿水平面滑动,受到的摩擦力大小不变
D. 物体沼水平面滑动,受到的摩擦力变小
6.2010年10月1日,我国成功发射“嫦娥二号”月球探测器,在探测器靠近月球的过程中(探测
器质量不变),月球对它的万有引力()
A. 变小
B. 变大
C. 不变
D. 无法确定
7.研究光电效应现象的实验装置如图(a)所示,用光强相同的黄光和蓝光照射光电管阴极K时,测
得相应的遏止电压分别为U1和U2,产生的光电流I随光电管两端电压U的变化规律如图(b)所示。
已知电子的质量为m,电荷量为−e,黄光和蓝光的频率分别为ν1和ν2,且ν1<ν2.则下列判断正确的是()
A. U1>U2
B. 图(b)中的乙线是对应黄光照射
C. 根据题述条件无法算出阴极K金属的极限频率
D. 用蓝光照射时,光电子的最大初动能为eU2
8.如图所示为甲、乙两质点的v−t图象.对于甲、乙两质点的运动,下列
说法中正确的是()
A. 质点甲、乙的速度相同
B. 质点甲向所选定的正方向运动,质点乙与甲的运动方向相反
C. 在相同的时间内,质点甲、乙的位移相同
D. 不管质点甲、乙是否从同一地点开始运动,它们之间的距离一定越来
越大
二、多选题(本大题共4小题,共16.0分)
9.如图所示,将一个折射率为n的透明长方体放在空气中,矩形ABCD是它的
AD,则()
一个截面,一单色细光束入射到P点,入射角为θ.AP=1
2
n
A. 若要使光束进入长方体后能射至AD面上,角θ的最小值为arcsin1
2
B. 若要使光束进入长方体后能射至AD面上,角θ的最小值为arcsin√5
n
5
C. 若要此光束在AD面上发生全反射,角θ的范围应满足arcsin√5
n<θ≤arcsin√n2−1
5
D. 若要此光束在AD面上发生全反射,角θ的范围应满足arcsin2√5
n<θ≤arcsin√n2−1
5
10.如图甲所示,在竖直方向分布均匀的磁场,水平放置一个金属圆环,圆环所围面积为0.1m2,圆
环电阻为0.2Ω.在第1s内感应电流I沿顺时针方向。
磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(其中4~5s的时间段呈直线).则()
A. 在0~4s时间段,磁场的方向竖直向下
B. 在2~5s时间段感应电流沿逆时针方向
C. 在0~5s时间段,感应电流先减小再不断增大
D. 在4~5s时间段,线圈的发热功率为5.0×10−4W
11.如图所示,L1、L2为两平行的虚线,L1上方和L2下方都是垂直纸面向
里的磁感应强度相同的匀强磁场,A、B两点都在L2上,带电粒子从A
点以初速度v斜向上与L2成30°角射出,经过B点时速度方向也斜向
上,不计重力,下列说法中正确的是()
A. 带电粒子经过B点时速度一定跟A点速度相同
B. 若将带电粒子在A点时初速度变大(方向不变),它仍能经过B点
C. 若将带电粒子在A点时初速度方向改为与L2成60°角斜向上,它也能经过B点
D. 此粒子一定带正电
12.如图所示,一理想变压器原副线圈匝数分别为n1=1000匝.n2=200匝,原线圈中接一交变电
源,交变电源电压u=220√2sin100πt(V).副线圈中接一电动机,电阻为11Ω,电流表A2示数为1A,电表对电路的影响忽略不计.下列说法正确的是()
A. 此交流电的频率为100 Hz
B. 电流表示数为0.2A
C. 此电动机输出功率为33 W
D. 电压表示数为220√2V
三、实验题(本大题共2小题,共14.0分)
13.对于“研究平抛运动”的实验,请完成下面两问.
(1)研究平抛运动的实验中,下列说法正确的是______.(请将正
确选项前的字母填在横线上)
A.应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道的末端必须保持水平
(2)如图是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹,O为抛
出点.在轨迹上任取两点A、B,分别测得A点的竖直坐标y1=
4.90cm、B点的竖直坐标:y2=44.10cm,A、B两点水平坐标
间的距离△x=40.00cm.g取9.80m/s2,则平抛小球的初速
度v0为______m/s.
14.“用DIS测定电源的电动势和内阻”的实验电路如图(a)所示,其中R1为定值电阻,R为滑动变
阻器.
(1)下列关于图(a)电路的说法中正确的有______
(A)甲为电压传感器,R的作用是保护电路
(B)甲为电压传感器,R1的作用是保护电路
(C)乙为电压传感器,R的作用是保护电路
(D)乙为电压传感器,R1的作用是保护电路
(2)实验测得电池①的路端电压U与电流I的拟合曲线如图(b)中①图线所示,由此得到电池①
的电源电动势E1=______V,内阻r1=______Ω;
(3)改用电池②,重复上述实验方法,得到图(b)中的图线②.用阻值相同的两个定值电阻分别与
电池①及电池②连接,两电池的输出功率相等,则这两个定值电阻的阻值为______Ω,电池①和电池②的效率η1______η2(选填“>”“=”或“<”).
四、计算题(本大题共4小题,共46.0分)
15.风帆车是利用风能推动的,现把风帆车模型化如图所示模型,风帆车的总质量为M,风帆的面
积为s,风向与风帆表面垂直,风速为v0,空气密度为ρ,空气吹到风帆表面后与风帆相对静止且立即流走,不影响后面的空气与风帆的作用.只考虑风对车的推力,不考虑其他空气阻力.
(1)在开动风帆车前,踩住刹车保持车处于静止状态,此时地面对车的摩擦力的大小为多少?
(2)松开刹车后,车在风力作用下做加速运动,经时间t后做匀速运动,速度为v.已知车受到的
地面阻力为车重的k倍,求时间t内空气对小车的平均作用力的大小.
16.如图所示,三棱镜的横截面ABC为直角三角形,∠A=90°,∠B=30°,
边长L AC=20cm,棱镜材料的折射率为√3.一束平行于底边BC的单
色光从AB边上的中点O射入此棱镜,已知真空中光速为3.0×108m/s。
求:
(1)通过计算判断光束能否从BC边射出;
(2)该光束从O射到BC边所用的时间。
17.如图所示,一个质量为m=6.0×10−3kg的小球带电量为q=
4.0×10−5C的正电,用长度L=1.0m的细线悬挂于固定点O上,此装
置置于水平向右的匀强电场中,场强的大小E=3.0×102N/C,现将带
电小球拉至O点右侧,使悬线伸直并保持水平,然后由静止释放小球,
求它运动最低点时动能是多少?速度是多少?(g=10m/s2)
18.如图,在xoy坐标中存在一方向垂直于纸面、磁感应强度为B的有界磁场,磁场宽度x=1.有一
质量为m的带电粒子q无初速地从A点处进入加速电场,经加速度后垂直y轴且从y=2处进入磁场,再经磁场偏转后从边界C点射出,最后打在x轴的P点上,CP与x轴的夹角为60°.不计粒子的重力,求:
(1)加速电场的电压U
(2)带电粒子在磁场中的运动时间t
(3)P点在x轴上的坐标xp。
-------- 答案与解析 --------
1.答案:B
解析:解:A、绕地球沿圆轨道飞行的航天器中悬浮的液滴重力提供向心力,处于完全失重状态,故A错误.
B、洗衣机脱水时,利用离心运动把附着在衣物上的水份甩掉,故B正确.
C、匀速直线运动受到的合力等于零,但机械能不一定守恒,如竖直方向的匀速直线运动机械能不守恒,故C错误.
D、合力对物体做功为零时,可能有除重力以外的力对物体做功,机械能不守恒,如起重机匀速向上吊起货物时货物的机械能不守恒,故D错误.
故选:B
地球沿圆轨道飞行的航天器中悬浮的液滴处于完全失重状态.洗衣机脱水时利用离心运动脱水.机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功.结合这些知识分析.
解决本题时要知道飞行器绕地球做圆周运动时,里面的液滴处于完全失重状态.机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功.可举例来分析抽象的概念题.
2.答案:B
解析:
【分析】
根据振动图象读出质点的振幅,即为该波的振幅.由图读出同一时刻a、b两质点的位置和速度方向,结合波形分析质点间的距离与波长的关系,得到波长的通项,再求解波长的特殊值,求出波速的通项,求解波速的特殊值.
由于波的周期性,造成了多解,所以得到的波长、波速都是通项,再由通项求解特殊值.
【解答】
解:A、C、由图看出,在t=0时刻,质点a经过平衡位置向上运动,质点b位于波谷,波由a向b 传播,结合波形得到:a、b间距离与波长的关系为:Δx=(n+1
4
)λ,(n=0,1,2,…),得到波长为:
λ=4Δx
4n+1m=20
4n+1
m,当n=0时,λ=20m;当n=1时,λ=4m;n=2时,λ=20
9
m,故AC错误;
B、波速为:v=λ
T =
4Δx
4n+1
4
m/s=Δx
4n+1
m/s=5
4n+1
m/s,(n=0,1,2,…),当n=0时,v=5m/s.故
B正确;
D、该波由a传播到b的时间为t=(n+1
4
)T=(4n+1)s,(n=0,1,2,…),由于n是整数,t不可能等于6s.故D错误.
故选:B.
3.答案:D
解析:解:A、若是匀强电场,φA−φB=φB−φC.若是非匀强电场,无法比较φA−φB与φB−φC的大小.故A错误.
BC、一条电场线无法确定电场线疏密情况,所以无法比较三点场强的大小.故BC错误.
D、顺着电场线方向,电势必定降低,则有φA>φB>φC.故D正确.
顺着电场线方向,电势必定降低.根据电场线疏密判断电场强度的大小,电场线越密电场强度越大.匀强电场中沿电场线方向相等的距离,电势差相等.
本题考查对电场线两个意义的理解:根据电场线的方向,可判断电势的高低,根据电场线的疏密可判断场强的大小.一条电场线不能比较场强的大小.
4.答案:B
解析:
【分析】
根据图像可知,a→b气体做的是等容变化,b→c气体做的是等压变化,c→d气体做的是等温变化,根据气体的不同状态来分析即可。
本题考查了理想气体的状态方程、热力学第一定律。
利用气体的状态方程,逐项分析即可,关键的是掌握住气体的状态方程并能够灵活的应用。
【解答】
A.b→c的过程中,气体做的是等压变化,温度升高,内能增大;气体体积增大,对外做功,吸收热量,故A错误;
B.有图像可知,a→b的过程中,气体做的是等容变化,温度上升所以内能增加,密度不变,故B正确;
C.c→d的过程中,气体做的是等温变化,气体的压强减小,气体体积增大,密度减小,故C错误;
D.在d→a的过程中,气体温度减小,内能减小,分子平均动能减小,不能说明每个分子动能的变化,故D错误。
故选B。
5.答案:A
解析:解:物体水平方向受到拉力F和摩擦力而处于平衡状态,拉力F和水平面对物体的摩擦力是一对平衡力.
物体处于静止状态,受到的合外力为零,受到的摩擦力大小仍不变.故A正确,BCD错误.
故选:A.
根据施力物体与受力物体、性质等分析物体对水平面的压力与物体的重力是否相同.分析物体受力情况,分析拉力F和水平面对物体的摩擦力的关系.
分析受力情况是学习力学的基本功,一般按重力、弹力和摩擦力的顺序分析,根据平衡条件:合力为零,分析各力的关系.
6.答案:B
解析:解:在探测器靠近月球的过程中,离月球的距离逐渐减小,根据F=GMm
可知,距离减小,
r2
万有引力增大,故B正确.
根据万有引力公式F=GMm
r2
直接判断即可.
本题主要考查了万有引力公式的直接应用,知道质量不变时,距离减小,万有引力增大,难度不大,属于基础题.
7.答案:D
解析:解:遏止电压U与光的频率的关系:U=ℎ
e γ−W0
e
,
A、由表达式可知频率大的U大,是A错误
B、电流为0时的电压为遏止电压,则乙的遏止电压大为蓝光,则B错误
C、由eU=ℎγ−ℎγ0可求得极限频率。
则C错误
D、由eU2=E km可知D正确,
故选:D。
遏止电压U与光的频率的关系:U=ℎ
e γ−W0
e
,据此式分析各量。
解决本题的关键掌握光电效应方程,知道最大初动能与遏止电压的关系。
8.答案:B
解析:解:
A、由图读出,甲的速度为2m/s,乙的速度为−2m/s,说明两物体的速度大小相等,方向相反,速度不同.故A错误.
B、甲的速度为正值,乙的速度为负值,说明甲、乙分别向正方向和负方向运动,质点乙与甲的运动方向相反.故B正确.
C、质点甲向正方向运动,乙向负方向运动,在相同的时间内,质点甲、乙的位移大小相等,方向相反,位移并不相同.故C错误.
D、由于甲、乙的出发地点位置关系未知,它们之间的距离不一定越来越大.当两物体相向运动时,它们之间的距离减小;当两物体相互背离时,它们之间的距离增大.故D错误.
故选:B
由图读出两物体的速度,只有当速度的大小和方向都相同时,两物体的速度才相同.由图线与坐标所围“面积”读出位移,图线在坐标轴上方,位移为正方向,图线在坐标轴下方,位移为负方向.由速度的正负确定出速度的方向.由于甲、乙的出发地点位置关系未知,不能判断它们之间的距离是增大还是减小.
本题关键是速度和位移都是矢量,矢量相同不仅大小要相等,方向也要相同,要有矢量的意识.9.答案:BC
解析:试题分析:当光束进入长方体后恰好射至AD面上D点时,角θ的值最小,由几何知识求出此时的折射角的正弦值,由折射定律求出角θ的最小值.若要此光束在AD面上发生全反射,光束射AD面上的入射角要大于等于临界角,由临界角公式和几何关系、折射定律结合求解角θ的范围.
A、B当光束进入长方体后恰好射至AD面上D点时,角θ的值最小.设此时光线在AB面的折射角为α.根据几何知识得:
sinα=
由题,,代入解得:
sinα=
由n=
得:sinθ=nsinα=
得:θ=arcsin.故A错误,B正确.
C、D,设光束射AD面上的入射角为β,若要此光束在AD面上发生全反射,则必须有β≥C,
得到:sinβ≥sinC═
由几何知识得:α+β=90°
得到:sinα=cosβ=≤=
又由n=
得:sinθ=nsinα≤
则:θ
所以若要此光束在AD面上发生全反射,角θ的范围应满足:arcsin n<θ≤arcsin.故C正
确,D错误.
故选:BC.
10.答案:BD
解析:解:A、在第1s内感应电流I沿顺时针方向,依据楞次定律,可知,在0~4s时间段,磁场的方向竖直向上,而在4~5s时间段,磁场的方向竖直向下,故A错误。
B、在2~5s时间段,B−t图象斜率为负,那么感应电流方向是逆时针,故B正确。
C、由题意可知,根据闭合电路欧姆定律得,I=E
R =△Φ
△t⋅R
=△B
△t
⋅S
R
,知磁感应强度的变化率越大,则
电流越大,由图示图象可知,在0~2s时间段,磁感应强度的变化率不断减小,则感应电流减小,而在2~4s时间段,磁感应强度的变化率不断增大,那么感应电流增大,在4~5s时间段,磁感应强度的变化率不变,那么感应电流也不变,故C错误;
D、在4~5s时间段,感应电流恒定时,则发热功率P=I2R=(0.1
1×0.1
0.2
)2×0.2W=5×10−4W.故D
正确。
故选:BD。
根据楞次定律判断感应电流的方向,通过法拉第电磁感应定律求出感应电动势的大小,结合闭合电路欧姆定律求出电流的大小,从而即可求解。
解决本题的关键会运用法拉第电磁感应定律求解电动势的大小,会运用楞次定律判断感应电流的方向,理解磁场的变化率与感应电动势的关系。
11.答案:AB
解析:解:画出带电粒子运动的可能轨迹,B点
的位置可能有下图四种.
A、如图所示,粒子B的位置在B2、B3时速度方
向也斜向上,速度跟在A点时的速度大小相等,
方向相同,速度相同.故A正确;
B、根据轨迹,粒子经过边界L1时入射点与出射点
间的距离与经过边界L2时入射点与出射点间的距
离相同,与速度无关.所以当初速度大小稍微增
大一点,但保持方向不变,它仍有可能经过B
点.故B正确.
C、如图,设L1与L2之间的距离为d,则A到B2的
距离为:x=2d
tanθ
,若将带电粒子在A点时初速
度方向改为与L2成60°角斜向上,它就只经过一个
周期后一定不经过B点.故C错误.
D、如图所示,分别是正负电荷的运动轨迹,正负电荷都可能.故D错误.
故选:AB
分析带电粒子的运动情况:在无磁场区域,做匀速直线运动,进入磁场后,只受洛伦兹力,做匀速圆周运动,画出可能的轨迹,作出选择.
带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动问题,关键是画出粒子圆周的轨迹.往往要抓住圆的对称性.12.答案:BC
解析:
【分析】根据电压与匝数程正比,电流与匝数成反比,变压器的输入功率和输出功率相等,逐项分析即可得出结论。
本题考查的是学生读图的能力,根据图象读出交流电的最大值和周期,根据电压和匝数之间的关系即可求得。
【解答】
A.由交流电表达式可知,交流电源的频率为50Hz,变压器不改变交变电流的频率,故A错误;
B.由电流与匝数成反比得通过电流表的电流为0.2A,故B正确;
C.由交流电表达式可知,变压器输入电压U1=220V,由于电压与匝数成正比,则电动机两端的电压
为:U2=n2n
1U1=44V,通过电动机的电流是1A,电动机输出功率为:P
出
=U2I−I2r=44×1W−
12×11W=33W,故C正确;
D.由交流电表达式可知,变压器输入电压的有效值为U1=220V,电压表测原线圈两端电压,且电压表的示数是输入电压的有效值,则电压表的示数是220V,故D错误。
故选BC。
13.答案:AC 2
解析:解:(1)A、因为要画同一运动的轨迹,必须每次释放小球的位置相同,且由静止释放,以保证获得相同的初速度.故A正确;
B、小球与斜槽之间的摩擦不影响平抛运动的初速度,不影响实验,所以斜槽轨道可以不光滑.故B 错误;
C、通过调节使斜槽末端保持水平,是为了保证小球做平抛运动.故C正确.
故选:AC.
(2)y1=4.90cm=0.049m;y2=44.10cm=0.441m,△x=40.00cm=0.4m,
根据y1=1
2gt12得:t1=√2y1
g
=√2×0.049
9.8
=0.1s,
根据y2=1
2gt22得:t2=√2y2
g
=√2×0.441
9.8
=0.3s,
则小球平抛运动的初速度为:v0=△x
t2−t1=0.40
0.2
=2m/s;
故答案为:(1)AC;(2)2.
(1)在实验中要画出平抛运动轨迹,必须确保小球做的是平抛运动.所以斜槽轨道末端一定要水平,同时斜槽轨道要在竖直面内.要画出轨迹,必须让小球在同一位置多次释放,才能在坐标纸上找到
一些点.然后将这些点平滑连接起来,就能描绘出平抛运动轨迹.
(2)根据位移时间公式分别求出抛出点到A、B两点的时间,结合水平位移和时间求出初速度.
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,结合运动学公式,抓住等时性
进行求解.
14.答案:(1)D;(2)6.0,2.4;(3)1.6,<
解析:
【分析】
(1)明确测量电动势和内电阻的实验原理,知道电压表和电流表的正确接法以及电阻的作用即可求解;
(2)根据闭合电路欧姆定律以及图象进行分析,从而求出电动势和内电阻;
(3)分析两图象的性质,明确要想使同一电阻功率相同,则两电源的输出电压和电流必须相同,从而只能是两图象的交点,由欧姆定律可求得电阻大小,根据效率公式即可求得效率.
本题考查测量电源的电动势和内电阻的实验,要注意明确实验原理,掌握实验中数据处理的基本方
法才能准确求解.
【解答】
解:(1)根据测量电动势和内电阻的实验原理可知,滑动变阻器应与电流传感器串联后与电压表并联,从而电压表测量路端电压,电流表测量电路中电流,故甲为电流传感器、乙为电压传感器;滑动变
阻器R起到调节电流作用,R1起保护电路作用,故D正确ABC错误.
(2)根据U=E−Ir可知,图象与纵轴的交点表示电动势,故E=6.0V;图象的斜率表示内阻,故r=
6.0−1.2
2.0
=2.4Ω;
(3)要使两电源分别与同一电阻串联后功率相同,则电阻的工作点只能是两电源U−I图象的交点处,
故由图可知,U=2.4V,I=1.5A,由欧姆定律可知,R=U
I =2.4
1.5
=1.6Ω;
根据效率公式η=U
E
×100%,由图可知,可知电池①的效率小于电池②的效率;
故答案为:(1)D;(2)6.0,2.4;(3)1.6,<
15.答案:解:(1)选取极短时间Δt内与帆作用的空气为研究对像,
由动量定理得−FΔt=0−ρsv0Δt,
解得F=ρsv0,
由牛顿第三定律和平衡条件可得,地面对车的摩擦力大小f=F=ρsv0
(2)对车用动量定理Ft−kmgt=mv−0,
解得。
答:
(1)在开动风帆车前,踩住刹车保持车处于静止状态,此时地面对车的摩擦力的大小为ρsv0;
(2)松开刹车后,车在风力作用下做加速运动,经时间t后做匀速运动,速度为v,已知车受到的地
面阻力为车重的k倍,求时间t内空气对小车的平均作用力F=mv
t
+kmg。
解析:本题考查了牛顿第三定律、平衡条件、动量定理解决流体问题、。
(1)选取极短时间Δt内与帆作用的空气为研究对像,用密度表示出质量,由动量定理得−FΔt=0−ρsv0Δt,再由牛顿第三定律和平衡条件可得地面对车的摩擦力大小;
(2)对车运动的全过程用动量定理列方程可得F=mv
t
+kmg。
16.答案:解:(1)设光线的入射角为i,折射角为r,由折射定律可得:
n=sini
sinr
由几何关系得:i=60°
解得折射角为:r=30°;
当光线射到BC面时,由几何关系可知,入射角为:θ=60°,而由sinC=1
n
可知,C=arcsin√3
3
,故C<60°,光在BC边上发生全反射,故不能射出BC边;
(2)由几何关系知△BOP为等腰三角形,
因AB=AC
tan30∘=√3
5
m,所以OP=OB=1
2
AB
光在玻璃中的传播速度为:v=c
n
光束从O射到BC边所用的时间为:t=OP
v
联立解得:t=1.0×10−9s
答:(1)光束不能从BC边射出;
(2)该光束从O射到BC边所用的时间为1.0×10−9s;
解析:(1)由折射定律可求得光进入时的折射角,由几何关系得出光到达界面时能否发生全射;(2)根据几何关系求出光线在玻璃中传播的距离,由v=c
n
求出光线在玻璃中传播的速度,从而求得传播时间。
本题是几何光学问题,作出光路图,运用几何知识求出入射角和折射角是解题的关键之处,即能很容易解决此类问题。
17.答案:解:对小球,从初始位置运动到最低点的过程重力做正功mgL,电场力做负功−qEL,运用动能定理得:
mgL−qEL=E k。
解得:E k=4.8×10−2J。
由E k=1
2
mv2
解得:v=4m/s
答:它运动最低点时动能是4.8×10−2J,速度是4m/s。
解析:小球受重力和电场力的作用向下运动,对小球,从初始位置运动到最低点的过程中运用动能定理即可解题;
本题关键是掌握动能定理的应用,注意在解答未知量的时候计算的灵活性。
18.答案:解:(1)设粒子在磁场中运动的速度为v,运动半径为r,则
对加速电场有:qU=1
2
mv2,
在磁场中偏转有:qvB=m v2
r
,
粒子在磁场中的运动轨迹如右图所示,
根据几何关系可知:rsin60°=1,
由以上式子联立解得:U=2qB2
3m
;
(2)粒子周期为T=2πr
v
,
粒子在磁场中的运动时间为t=60°
360∘T=πm
3qB
;
(3)根据几何知识可知,P点在x轴上的坐标为x p=1+2−r(1−cos60°)
tan60∘=2
3
(1+√3);
答:(1)加速电场的电压为2qB2
3m
(2)带电粒子在磁场中的运动时间为πm
;
3qB
(1+√3);
(3)P点在x轴上的坐标为2
3
解析:做出带电粒子在磁场中的运动轨迹,由几何知识求出半径,根据洛伦兹力提供向心力求出速度,在电场中根据动能定理列方程求加速电场的电压;
找到圆周运动轨迹所对的圆心角分析求解粒子在磁场中运动的时间,根据几何知识求解P点的横坐标;
解决该题的关键是正确做出粒子的运动轨迹,找到其做圆周运动的圆心,根据几何知识求解半径和圆心角;。