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2023年海南省琼中县高考物理二模试卷(含答案解析)
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这是一份2023年海南省琼中县高考物理二模试卷(含答案解析),共16页。试卷主要包含了 下列说法正确的是,5s∼1等内容,欢迎下载使用。
2023年海南省琼中县高考物理二模试卷1. 下列核反应方程中,x表示质子的是( )A. B.
C. D. 2. 小明用50N的水平力推木箱,没推动,此时木箱受到的摩擦力为;小花用78N的水平力恰好能推动木箱,此时木箱受到的摩擦力为;小振用100N的水平力把木箱推动了,此时木箱受到的摩擦力为。已知木箱对地面的压力为300N,木箱与地面间的动摩擦因数为,则、、的大小分别为( )A. 0N,78N,100N B. 0N,78N,75N
C. 50N,78N,100N D. 50N,78N,75N3. 如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比::5,原线圈接的交流电,电阻,D为理想二极管,则( )
A. 通过电阻的电流为2A B. 二极管的反向耐压值应大于50V
C. 原线圈的输入功率为200W D. 通过原线圈的电流为4. 如图所示,是将滑动变阻器作分压器用的电路,A、B为分压器的输出端,R是电阻,电源电压为U保持恒定。如果滑动片P位于变阻器的中央,下列判断正确的是( )
A. 输出端的电压大于 B. 输出端的电压等于
C. 滑动片P向上移动,输出电压增大 D. 负载电阻R的阻值越大,输出电压越小5. 下列说法正确的是( )A. 太阳光下的油膜呈彩色,是光的衍射现象
B. 激光信号在光导纤维中传输的过程是利用了光的干涉
C. 拍摄玻璃橱窗内的物品时,在镜头前加一个偏振片可以削弱反射光的干扰
D. 若红光与紫光从水中垂直水面射向空中,在逐渐增大入射角的过程中,水面上红光比紫光先消失6. 矩形金属线圈abcd位于通电长直导线附近,通电长直导线中电流I的方向如图所示,线圈与导线在同一个平面内,线圈的ab、cd边与导线平行。在这个平面内,下列说法正确的是( )A. 穿过线圈abcd的磁场方向垂直纸面向外
B. 若线圈远离导线,则穿过线圈的磁通量会增大
C. 若通过直导线的电流增大,则穿过线圈的磁通量会增大
D. 若线圈中也通有方向为的电流,导线会吸引线圈
7. 2021年4月29日、中国“天宫”空间站“天和核心舱”在海南文昌发射场发射升空,并准确进入预定轨道,意味着我国载人航天工程空间站组装建设进入了新的阶段。已知“天和核心舱”在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动,地球表面的重力加速度为g,引力常量为G,忽略地球的自转,下列判断正确的是( )A. “天和核心舱”运动速度大于第一宇宙速度
B. “天和核心舱”运动速度小于第一宇宙速度
C. 利用以上数据不能求出“天和核心舱”在轨飞行的速度
D. 利用以上数据不能求出地球的半径8. 太阳帆飞船是利用太阳光的压力进行太空飞行的航天器,由于太阳光具有连续不断、方向固定等特点,借助太阳帆为动力的航天器在太阳光光子的撞击下,航天器的飞行速度会不断增加,并最终飞抵距地球非常遥远的天体。现有一艘质量为m的太阳帆飞船,假如仅受太阳光子的作用下在太空中运行,其帆面与太阳光垂直。设帆能地反射太阳光,帆的面积为S,且单位面积上每秒接受到的太阳辐射能量为E,已知太阳辐射的光子的波长均近似取为。不计太阳光反射时频率的变化,已知普朗克常量为h,光速为c。则下列说法正确的是( )A. 飞船每秒钟获得的能量为ES B. 光子被反射后,光子速度略有降低
C. 每秒射到帆面上的光子数 D. 飞船得到的加速度为9. 如图甲所示,悬挂在竖直方向上的弹簧振子,在C、D两点之间做简谐运动,O点为平衡位置。振子到达D点开始计时。以竖直向上为正方向,在一个周期内的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 振子在O点受到的弹簧弹力等于零
B. 振子做简谐运动的表达式为
C. 的时间内,振子通过的路程为5cm
D. 和时,振子的速度不同,但加速度大小相等10. 某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M运动到N,以下说法正确的是( )A. 粒子必定带正电荷
B. 粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度
C. M点的电势小于N点的电势
D. 粒子在M点的电势能大于它在N点的电势能
11. 飞镖运动是一种可全民参与的运动。若每次飞镖都是水平投掷,飞镖在空中的运动可视为平抛运动。如图,某次将飞镖水平投出后正中靶心,下列正确的是( )
A. 若飞镖质量较大,则空中飞行的时间会变短
B. 若出手位置变高,为了正中靶心,应当减小投掷速度
C. 飞镖对准靶心投掷,投出时靶也做自由落体,则镖正中靶心
D. 飞镖对准靶心投掷,投出时靶也做自由落体,则镖命中靶心上方位置12. 如图所示,在粗糙水平面上放置质量分别为3m、3m、3m、的四个木块A、B、C、D,木块A、B用一不可伸长的轻绳相连,木块间的动摩擦因数均为,木块C、D与水平面间的动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若用水平拉力F拉木块B,使四个木块一起匀加速前进,重力加速度为g,则( )A. 匀加速的最大加速度为
B. 以最大加速度匀加速前进时,木块A、C间的摩擦力与木块B、D间的摩擦力大小之比为3:2
C. 水平拉力F最大为
D. 轻绳所受的最大拉力为13. 小明同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律,其中红外线发射器、接收器可记录小球的挡光时间。小明同学进行了如下操作:
用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示,则小球的直径为______mm;
该小球质量为m、直径为现使小球从红外线的正上方的高度h处自由下落,记录小球挡光时间t,已知重力加速度为g,则小球下落过程中动能增加量的表达式为______;重力势能减少量的表达式为______用所给字母表示。
改变小球下落高度h,多次重复实验,发现小球动能的增加量总是小于重力势能的减少量,你认为可能的原因是______至少写出一条。14. 小杨同学在“用插针法测定玻璃砖折射率”的实验中,在线段ab上正确地插好两枚大头针ab后,插上大头针c时应采取的正确操作______;正确操作后绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置如图所示。请结合所学的知识判断出其出射的光线应过______填“d”或“e”点。
15. 图甲为某同学测量某一电源的电动势和内电阻的电路图,其中虚线框内为用毫安表改装成双量程电流表的电路。已知毫安表的内阻为,满偏电流为100mA,电压表V量程为3V,、、为定值电阻,其中。
若使用a和b两个接线柱,电流表量程为;若使用a和c两个接线柱,电流表量程为由题中条件和数据,可求出______,______。
实验步骤:
①按照原理图连接电路;
②开关拨向b,将滑动变阻器R的滑片移动到______端填“左”或“右”,闭合开关;
③多次调节滑动变阻器的滑片,记下相应的毫安表的示数I和电压表示数U。
数据处理:
①利用实验测得的数据画成了图乙所示的图象;
②由图象得电源的电动势______V,内阻______结果均保留2位有效数字16. 如图所示,固定在斜面上的绝热圆筒汽缸,由粗细不同的两部分组成,两部分的深度均为L,两部分的连接处有卡子。两轻质的绝热活塞A、B用一根长为L的不可伸长的细线连接,A、B活塞的面积分别为2S和S。两活塞之间封闭了一定质量的理想气体,初始时气体的温度为,大气压强恒为。静止时A、B活塞都位于两部分圆筒的中间位置,细线刚好绷直。现给电热丝通电,加热气体。不计一切摩擦,活塞不漏气。则:
汽缸内气体温度为多少时,活塞移动到卡子处?
当气体温度升高到时,细线对A活塞的作用力为多大?17. 如图所示,半径为的四分之一光滑圆弧轨道AB固定在竖直面内,圆弧轨道最低点B与水平面平滑连接,O为圆弧圆心,OB竖直,水平面上离B点的距离为处的C点有一竖直固定弹性挡板。甲、乙两个滑块均可视为质点,滑块甲的质量为,滑块乙的质量为,将滑块乙放在B点,滑块甲在圆弧最高点A点由静止释放,滑块甲沿圆弧向下运动并在最低点与乙发生弹性正碰,滑块乙运动到右端与挡板碰撞过程也没有动能损失,此后,甲、乙两滑块刚好能够发生第二次碰撞可理解为速度均为零。已知两滑块与水平面间的动摩擦因数相同,重力加速度大小为,碰撞时间极短,求:
滑块甲与滑块乙碰撞后一瞬间,滑块甲对圆弧轨道的压力;
两滑块第一次碰撞到第二次碰撞的时间间隔为多少。
18. 如图,在直角坐标系xOy第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场,在第四象限内存在垂直xOy平面向外的匀强磁场。A点是x轴上的一点,距离坐标原点的距离为2h,C点是y轴上一点,距离坐标原点的距离为h。一质量为m、电荷量为的带电粒子从C点以初速度垂直y轴进入电场,粒子恰从A点进入第四象限,继而再次进入电场区域。不计粒子的重力,求:
电场强度E的大小;
磁感应强度B的最小值。
答案和解析 1.【答案】C 【解析】解:A、根据电荷数守恒、质量数守恒,X的电荷数为1,质量数为0,是正电子,故A错误。
B、根据电荷数守恒、质量数守恒,X的电荷数为2,质量数为4,为质子,故B错误。
C、根据电荷数守恒、质量数守恒,X的电荷数为1,质量数为1,为质子,故C正确。
D、根据电荷数守恒、质量数守恒,X的电荷数为0,质量数为1,为中子,故D错误。
故选:C。
根据电荷数守恒、质量数守恒得出X的电荷数和质量数,从而确定X是否为质子.
解决本题的关键知道核反应过程中电荷数守恒、质量数守恒,知道质子的电荷数为1,质量数为
2.【答案】D 【解析】解:小明用50N的水平力推木箱,没推动,根据共点力平衡条件可知此时木箱受到的摩擦力为;用78N的水平力恰好把木箱推动了,则此时木箱受到的摩擦力为,小振用100N的水平力把木箱推动了,则摩擦力为滑动摩擦力,,故ABC错误,D正确;
故选:D。
明确木箱的状态,确定属于滑动摩擦力还是动摩擦力,再根据平衡条件确定静摩擦力,根据滑动摩擦力公式求解滑动摩擦力。
本题考查摩擦力的判断和计算,解题关键是知道静摩擦力和滑动摩擦力的条件,知道根据平衡条件确定静摩擦力,根据滑动摩擦力公式求解滑动摩擦力。
3.【答案】B 【解析】解:A、由表达式知原线圈电压有效值为,根据得:副线圈两端电压为,则通过电阻的电流为,故A错误;
B、输出电压最大值为50V;故要使电路正常工作,反向耐压值应大于50V;故B正确;
C、根据电流热效应,;所以两端的电压为;故通过的电流;输出端的总功率,故输入功率也为75W,故C错误;
D、原线圈的电流,故D错误。
故选:B。
根据瞬时值表达式可以求得输出电压的有效值、周期和频率等,再根据电压与匝数成正比和二极管的特点即可求得结论
本题的难点在于二极管的作用,是使得反向电流不能通过,根据电流热效应求其有效值.
4.【答案】C 【解析】解:将滑动变阻器的下部分电阻与负载电阻并联后的总电阻等效为,再与滑动变阻器的上部分电阻串联,等效电路如图所示。
当滑动变阻器滑动片位于变阻器中点时,变阻器的下半部分与负载R并联,根据电阻并联的特点,可得;根据串联电路的电压的分配原则可知,输出端的电压,故AB错误。
根据并联电路电阻特点,滑动片P向上移动或者负载电阻R的阻值增大,并联部分的总电阻增大,根据串联电阻电压的分配原则可知,输出端电压增大,故C正确,D错误。
故选:C。
明确电路结构,知道并联电路的总电阻小于任何一个分电阻,串联电路电压的分配与电阻成正比。
本题考查了电阻的并联以及串联电路电压的分配特点,要仔细分析,明确滑动变阻器的下半部分与R并联。
5.【答案】C 【解析】解:太阳光下的油膜呈彩色,是由于光的薄膜干涉而形成的现象,故A错误;
B.激光信号在光导纤维中传输时是利用了光的全反射原理进行的,故B错误;
C.反射光是偏振光,拍摄玻璃橱窗内的物品时,在镜头前加一个偏振片可以削弱反射光的干扰,故C正确;
D.光线发生全反射的临界角的正弦值与折射率的关系满足,水对红光的折射率比对紫光的折射率小,所以红光发生全反射的临界角比紫光发生全反射的临界角大,逐渐增大入射角的过程中,水面上红光比紫光后消失,故D错误。
故选:C。
油膜呈彩色,是光的干涉现象;激光信号在光导纤维中传输时是利用了光的全反射原理进行的;在镜头前加一个偏振片可以削弱反射光的干扰;根据全反射的条件判断。
本题考查学生对光的干涉、衍射、全反射现象的理解,学生清楚光的干涉、衍射、全反射的概念是解题关键。
6.【答案】C 【解析】解:A、根据右手螺旋定则可知,穿过线圈abcd的磁场方向垂直纸面向里,故A错误;
B、当线圈远离导线,穿过线圈的磁场减小,即穿过线圈的磁通量减小,故B错误;
C、当导线中的电流I逐渐增大时,穿过线圈的磁通量增大,故C正确;
D、若线圈中也通有方向为的电流,则线圈电流产生的磁场向外,所以导线会排斥线圈,故D错误。
故选:C。
根据右手螺旋定则分析电流产生磁场的方向,磁场变小时,磁通量也变小,分析线圈的磁场从而判断导线与线圈的作用力。
解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流周围的磁场方向,掌握磁通量的相关概念.
7.【答案】B 【解析】解:AB、第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,根据万有引力提供向心力可知,,解得运行速度:,轨道半径越大,运行速度越小,故“天和核心舱”运行速度小于第一宇宙速度,故A错误,B正确;
CD、设地球半径为R,由黄金代换公式得:
天和核心舱在绕地球做匀速圆周运动,舱体做圆周运动的半径为,舱体受到的万有引力提供向心力,,联立可求得地球半径R,
由圆周运动物理量的关系可知,,其中R可求,所以舱体做圆周运动的线速度可计算,故CD错误。
故选:B。
根据万有引力提供向心力,结合在地球表面物体的重力与受到的万有引力的关系,求出地球的半径。
根据圆周运动物理量的关系分析。
该题考查了万有引力定律的相关知识,在处理天体运动问题时,要注意解题的思路有:一是万有引力提供向心力;二是万有引力等于物体的重力。
8.【答案】D 【解析】解:A、每秒光照射到帆面上的能量ES,不计太阳光反射时频率的变化,根据能量守恒知,飞船获得的能量为零,故A错误;
B、光子被反射后,光子速度任然为光速,故B错误;
C、光子的平均能量,每秒射到帆面上的光子数:,故C错误;
D、每个光子的动量:
光射到帆面被反弹,由动量定理得:
对飞船,由牛顿第二定律得:
联立解得:,故D正确。
故选:D。
根据ES求解每秒照射到帆面上的能量E,根据ɛ求解每个光子的能量,根据解每秒射到帆面上的光子数;
根据动量定理求解太阳光的推力,根据牛顿第二定律求解加速度。
本题关键是明确太阳帆飞船的工作原理,然后结运用能量守恒定律、爱因斯坦光子说、动量定理、牛顿第二定律列式后联立求解。
9.【答案】BC 【解析】解:振子在O点受到的回复力为零,此时弹簧弹力等于振子自身重力大小,故A错误;
B.由图乙可得,振子的振幅,初相位,周期,则圆频率,所以振子做简谐运动的表达式为,故B正确;
C.由图时刻振子在平衡位置,时刻振子到达最大位移处,位移为5cm,所以在的时间内,振子通过的路程为5cm,故C正确;
D、根据简谐振动的对称性可知,在和时,振子的速度相等,加速度大小相等,故D错误。
故选:BC。
根据回复力的特点判断在平衡位置和最远点回复力变化,由图读出振子的周期、振幅和初相位,根据简谐运动的位移表达式写出其振动方程,结合振动方程计算路程;根据图像,结合其特点判断速度与加速度。
本题考查简谐运动,要求掌握简谐运动回复力的特点和位移函数表达式。
10.【答案】AD 【解析】解:A、粒子所受电场力指向轨迹凹侧,且和电场线的切线在同一条直线上,则由图可知粒子必定带正电荷,故A正确;
B、根据电场线的特点,电场线越稀疏的位置电场强度越小。所以粒子在M点所受的电场力小于它在N点所受的电场力,则粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度,故B错误;
C、沿电场线方向电势降低,所以M点电势高于N点电势,故C错误;
D、粒子带正电,根据电势能的公式可知粒子在M点的电势能大于它在N点的电势能,故D正确。
故选:AD。
根据曲线运动的特点分析电场力的方向,判断粒子的电性;
电场线的疏密表示电场的强度的大小,电场线疏的地方电场的强度小,粒子受电场力小,加速度小;
根据沿电场线方向电势降低的规律分析两点电势的高低;
电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增加。
本题的关键要明确曲线运动的合外力指向轨迹的内侧,由此分析电场力的方向.要加强基础知识的学习,掌握住电场线的特点:电场线密的地方电场的强度大,电场线疏的地方电场的强度小.这些知识在分析轨迹问题时经常用到。
11.【答案】BC 【解析】解:飞镖在空中的运动可视为平抛运动,重力加速度g恒定,由位移公式可得
水平方向:
竖直方向:
可以看出飞镖在空中飞行的时间与质量无关,故A错误;
B.若出手位置变高,竖直位移y变大,运动时间t变长,为了仍正中靶心水平位移x不变,应当减小投掷速度,故B正确;
飞镖对准靶心投掷,投出时靶也做自由落体,则镖与靶心始终在同一水平高度,竖直方向相对静止,仍能正中靶心,故C正确,D错误。
故选:BC。
根据平抛运动位移公式可以求出飞行时间、水平位移,从而可以判断飞镖再空中飞行的时间和质量的关系,以及水平速度、高度、水平距离之间的相互制约关系。
本题考查了平抛运动规律。熟练掌握平抛运动位移公式和速度公式是解决问题的关键。
12.【答案】CD 【解析】解:A、物块C运动的最大加速度,物块D运动的最大加速度为,可知系统匀加速的最大加速度为,故A项错误;
B、以最大加速度匀加速前进时,木块A、C间的摩擦力,对D分析,木块B、D间的摩擦,解得,即木块A、C间的摩擦力与木块B、D间的摩擦力大小之比为3:2,故B项正确;
C、对ABCD整体,,解得水平拉力F最大为,故C项正确;
D、对AC整体,,解得,即轻绳所受的最大拉力为,故D项正确.
故选:CD。
假设A、C间发生相互滑动时C运动的最大加速度;然后再假设B、D间发生相互滑动是的物块D运动的最大加速度,比较C、D运动最大加速度后,就能得到系统允许的最大加速度,隔离C、D分别用牛顿第二定律得出A、C间的摩擦力和B、D间的摩擦力;再对整个系统受力分析用牛顿第二定律得出最大的水平拉力,最后把A、C看成整体再解得轻绳的最大拉力。
本题以ABCD四个物体在外力作用下加速运动,涉及到连接体临街,所以本题先判断C、D谁先达到临界状态为“切入点”,然后再灵活运用整体法和隔离法解得绳的最大拉力和最大的外力F,体现对学生学科素养关键能力和综合运用能力的考查。
13.【答案】;;mgh;阻力做负功 【解析】解:螺旋测微器的固定刻度为,可动刻度为,
所以最终读数为,
已知经过光电门时的时间小球的直径;则可以由平均速度表示经过光电门时的速度;
所以,
则小球下落过程中动能增加量的表达式为;
重力势能减少量的表达式为。
根据能量守恒定律分析,重力势能的减少量往往大于动能的增加量的原因是阻力做负功,
故答案为:;,mgh;阻力做负功。
螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读;
根据下降的高度求出重力势能的减小量,根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出光电门的速度,从而得出动能的增加量;
根据能量守恒定律分析重力势能的减少量往往大于动能的增加量的原因。
对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理,要能正确使用这些基本仪器进行有关测量。本题为创新型实验,要注意通过分析题意明确实验的基本原理才能正确求解。
14.【答案】透过玻璃砖后挡住b、a的像 e 【解析】解:插上大头针c时应透过玻璃砖后挡住b、a的像;
分别连接dc和ec,由于出射光线和入射光线平行,由图可知,其出射的光线应过e。
故答案为:透过玻璃砖后挡住b、a的像;e。
为了测量截面为玻璃折射率,先在白纸上放好玻璃砖,在玻璃砖的左侧插上两枚大头针a和b,然后在玻璃砖的下侧观察到a像和b像,当a的像被恰好被b像挡住时,插上大头针c,使c挡住a、b的像。作出光路图进行分析。
本题主要是考查“用插针法测定玻璃砖折射率”的实验,掌握实验方法和实验原理是关键。
15.【答案】左 【解析】解:使用a、b接线柱时,
使用a、c接线柱时,
解得:,;
实验时应让电流由最小值开始调节,故滑片应从最左侧开始调,使滑动变阻器接入阻值由大到小;
毫安表接b,则可知,改装后量程为毫安表量程的6倍;
由闭合电路欧姆定律可得:
由图可知,,、
解得:;
故答案为:左 均可
根据串并联电路特点与欧姆定律可以求出电阻阻值;
根据实验安全和准确性原则确定实验基本方法,明确开始时滑片的位置;
根据改装原理以及闭合电路欧姆定律进和分析,由图象即可确定电动势和内电阻。
本题考查了电表的改装原理以及电动势和内电阻的测量,要注意明确实验原理和方法,注意掌握根据图象求解电动势和内电阻的基本方法应用。
16.【答案】解:因两活塞的质量不计,则汽缸内的气体压强为,当气体的温度升高时,两活塞缓慢上升,压强不变,初始时,气体的体积
热力学温度
B活塞移动到卡子处时,气体的体积
根据盖-吕萨克定律有
解得
由于
继续升温时,卡子挡住了B活塞,则气体做等容变化,根据查理定律有
分析A活塞受力,设细线对A活塞的拉力为F,根据平衡条件有
解得
答:汽缸内气体温度为400 K,活塞移动到卡子处;
当气体温度升高到时,细线对A活塞的作用力为。 【解析】分析气体体积,根据盖-吕萨克定律,求温度;
继续升温时,卡子挡住了B活塞,则气体做等容变化,根据查理定律和平衡条件求作用力。
本题考查学生对盖-吕萨克定律、查理定律的掌握,解题关键是正确根据题意分析出等压过程和等容过程。
17.【答案】解:设甲与乙要碰撞时,甲的速度大小为,根据机械能守恒定律有
解得
设碰撞后一瞬间,甲的速度大小为、乙的速度大小为,规定向右为正方向,根据动量守恒定律有
根据能量守恒有
解得,
设碰撞后一瞬间,圆弧轨道对甲的支持力为F,根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律,滑块甲对圆弧轨道的压力大小为
方向竖直向下;
已知两滑块与水平面间的动摩擦因数相同,故加速度大小相等,两滑块恰好能发生第二次碰撞,则
解得
第一次碰撞到第二次恰好碰撞的时间间隔
代入数据解得:
答:滑块甲与滑块乙碰撞后一瞬间,滑块甲对圆弧轨道的压力为,方向竖直向下;
两滑块第一次碰撞到第二次碰撞的时间间隔为。 【解析】根据动量守恒定律结合能量关系结合牛顿第二定律和牛顿第三定律可解得;
分解两滑块的运动情况,根据速度-位移公式解答。
本题主要是考查了动量守恒定律和能量守恒定律;对于动量守恒定律,其守恒条件是:系统不受外力作用或某一方向不受外力作用或合外力为零;解答时要首先确定一个正方向,利用碰撞前系统的动量和碰撞后系统的动量相等列方程,再根据能量关系列方程求解。
18.【答案】解:带电粒子在第一象限做类似平抛运动,根据牛顿第二定律可知其加速度大小为
根据类平抛运动规律有
联立解得
设粒子到达A点时沿y轴负方向的分速度大小为,根据运动学规律有
粒子在A点的速度大小为
速度方向与x轴正方向夹角的正切值为
粒子能再次进入电场区域,其临界情况为粒子的运动轨恰与y轴相切,此时粒子做圆周运动的半径最大,磁感应强度最小,如图所示:
有
根据牛顿第二定律有
联立解得
答:电场强度E的大小为;
磁感应强度B的最小值为。 【解析】根据牛顿第二定律和运动学公式计算出场强的大小;
由此分析出粒子进入磁场的速度,结合几何关系得出半径的大小,利用牛顿第二定律计算出磁感应强度的最小值。
本题主要考查了带电粒子在组合场中的运动,理解粒子在不同场中的受力特点,结合牛顿第二定律分析出粒子的运动类型,利用几何关系和运动学公式即可完成分析。
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