2024学年度第一学期高二物理期中选考试卷含答案解析.pdf

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为+?的小球(可视为质点),如图所示,在空间施加沿水平方向的匀强电场(图中未画出),小球静止在A点,此时细线与竖直方向夹角?=37°,已知sin37°=,cos37°=,电场的范围足够大,重力加速度为g。(1)求匀强电场的电场强度大小E;(2)保持细线始终张紧,将小球从A点拉起至与O点处于同一水平高度的B点,求A、B两点间的电势差U;将小球由B点静止释放,求小球运动至A点时速度的大小v。【答案】(1)3??3???;(2),√??4?10?【详解】(1)小球静止在A点时受力平衡,根据平衡条件:..??=??tan37°解得3???=4?(2)匀强电场方向水平向左,A、B两点沿电场线方向距离为?=???sin37°=?根据电势差与场强的关系??=?解得3????=10?小球从B点运动至A点的过程中,根据动能定理1???cos37°???=??22解得?=√???,自由电子的质量为?,带电荷量为?。现取由该种金属制成的长为?,横截面积为?的圆柱形金属导体,在其两端加上恒定电压?,自由电子连续两次与不动的粒子碰撞的时间间隔平均值为?,如图所示。0(1)求金属导体中自由电子定向移动时受到的静电力大小;(2)求金属导体中的电流?;??(3)电阻的定义式为?=,电阻定律?=?是由实验得出的。事实上,不同途径认识的物理??量之间存在着深刻的本质联系,请从电阻的定义式出发,推导金属导体的电阻定律,并分析影响电阻率?的因素。????2???【答案】(1);(2)0;(3)见解析?2??【详解】(1)恒定电场的场强为:..??=?金属导体中自由电子定向移动时受到的静电力大小为???=??=?(2)自由电子的加速度为??=?自由电子碰撞时的速度为????=??=0??自由电子定向移动的平均速度为??=2金属导体中的电流??2????=????=02??(3)由电阻的定义式可得?2???==???2??0根据电阻定律??=??可得2??=??2?0可见影响电阻率的因素有:单位体积内自由电子的数目?,电子在恒定电场中由静止开始加速的平均时间?。,加热的阴极K发出的电子(初速度可忽略不计)经电势差为?的??两金属板间的加速电场加速后,从一对水平放置的平行正对带电金属板的左端中心?′点0沿中心轴线?′?射入金属板间(?′?垂直于苂光屏?),两金属板间偏转电场的电势差为?,电子经偏转电场偏转后打在右侧竖直的苂光屏?上。整个装置处在真空中,加速电场与偏转电场均视为匀强电场,忽略电子之间的相互作用力,不考虑相对论效应。已知电子的质量为?,电荷量为?;加速电场的金属板??间距离为?;偏转电场的金属板长为?,板间距离为?,其右端到苂光01屏?的水平距部为?。电子所受重力可忽略不计,求:2(1)电子从加速电场射入偏转电场时的速度大小?;0(2)电子打在荧光屏上的位置与?点的竖直距离?;:..(3)在解决一些实际问题时,为了简化问题,常忽略一些影响相对较小的量,这对最终的计算结果并没有太大的影响,因此这种处理是合理的。如计算电子在加速电场中的末速度?时,可以0忽略电子所受的重力。请利用下列数据分析说明为什么这样处理是合理的。已知?=125V,?=×10?2m,?=×10?31kg,?=×10?19C,重力加速度?=0010m/s2。【答案】(1)√2??0??1;(2)(?+2?);(3)见解析12?4??0【详解】(1)根据动能定理可得1??=??2020电子从加速电场射入偏转电场时的速度大小2???=√00?(2)电子在偏转电场中做类平抛运动,水平方向有??=1?0竖直方向有1?=??212加速度为???=??联立可得??2?=114??0设电子飞出偏转磁场时速度的偏转角为?,有????tan?==??00根据几何关系有:..?=?+?tan?12电子打在荧光屏上的位置与?点的竖直距离???=1(?+2?)4??120(3)电子受到的电场力为???=??=0=1×10?15N?0电子的重力为?=??=9×10?30N根据?≈1014?可知重力远小于电场力,故其影响可以忽略。