A向左运动所发生的位移为:x?2摩擦力做功的大小为:Wf?3?1?R
?fx?2?3?1??mgR
根据动能定理有:W?Wf?mgh?0 解得:W?2mgR
14.如图所示,有两块垂直纸面的带电平行金属板竖直放置,一带正电的粒子自A点经电场加速后从M、N两板下端之间的中点C垂直射入M、N两极板间,偏转后通过竖直极板N上的小孔O离开电场,粒子在O点时的速度大小为v,方向与x轴成45角斜向上。在N板右侧存在一垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的下边界到O点的距离为d,磁场的磁感应强度为B,粒子经过磁场偏转后垂直打在N板上的P点。M、N板间距离为2d,粒子重力不计,求: (1)O点到P点的距离; (2)两极板M、N之间的电势差; (3)粒子从C点运动到P点所用的时间。
【答案】(1)2?2d,(2)【解析】
??3?4???2d2. Bdv,(3)
24v【分析】粒子在磁场做匀速圆周运动,由几何关系得到粒子在磁场中运动的轨道半径,求出O点到P点的距离;粒子在偏转电场中做内平抛运动,由动能定理得到两极板M、N之间的电势差;求出粒子从C点运动到P点所用的时间。
解:(1)粒子运动的轨迹如图所示,由几何关系得到,粒子在磁场中运动的轨道半径R?2d
所以O点到P点的距离:OP?R?2OO?2?2d
'??
0(2)粒子在偏转电场中运动的初速度v0?vsin45
由动能定理得到:qU1212?mv?mv0 222qvB?mv2R
联立解得:U?2Bdv 2(3)粒子从c运动到O的时间
t1?d22d?vcos450v
2从O运动到D的时间t2?2d v在磁场中的运动时间t3?32?RT,T? 8v所以,粒子从c运动到P的时间t?t1?t2?t3 联立得到:t?32?1?
四.选做题(4小题) 15.下列说法正确的是( )
A. 有同种元素构成的固体,可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
????d???4?v3?4???2d4v
B. 温度越高,水的饱和蒸气压越大 C. 扩散现象是不同物质间的一种化学反应 D. 热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
E. 当两薄玻璃板夹有一层水膜时,在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开,这是大气压强的作用 【答案】ABD 【解析】
【详解】A.同种元素构成的可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体,如金刚石和炭,故A正确; B.水的饱和蒸气压只与温度有关,温度越高,水的饱和蒸气压越大,故B正确; C.扩散现象不是物质间的一种化学反应,故C错误;
D.“热量不可能自发地从低温物体传给高温物体”是符合热力学第二定律中关于“热传导是有方向的”规律的,故D正确;
E.当两薄玻璃板间夹有一层水膜时,在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开,这是由于水和玻璃板间存在引力,不是由于大气压强的作用的缘故,故E错误
16.如图所示,U型玻璃细管竖直放置,水平细管与U型细管底部相连通,各部分细管内径相同。此时U型玻璃管左.右两侧水银面高度差为15cm,C管水银面距U型玻璃管底部距离为5cm,水平细管内用小活塞封有长度12.5cm的理想气体A,U型管左管上端封有长25cm的理想气体B,右管上端开口与大气相通,现将活塞缓慢向右压,使U型玻璃管左、右两侧水银面恰好相平(已知外界大气压强为75cmHg,忽略环境温度的变化,水平细管中的水银柱足够长),求: ①此时气体B的气柱长度; ②此时气体A的气柱长度。
【答案】①20cm,②10cm. 【解析】
【分析】活塞缓慢向右压的过程中,气体B做等温变化,由玻意耳定律求出气体B的气柱长度;活塞缓慢向右压的过程中,气体A做等温变化,由玻意耳定律求出气体A的气柱长度。
解:①活塞缓慢向右压的过程中,气体B做等温变化
PB1VB1?PB2VB2
?75?15?cmHg?25cmS?75cmHg?LS(设S为玻璃管横截面面积)
解得气体B的气柱长度L?20cm
②活塞缓慢向右压的过程中,气体A做等温变化
PA1??75?5?cmHg?80cmHg PA2??75?25?cmHg?100cmHg
PA1VA1?PA2VA2
80cmHg?12.5cm?S?100cmHg?LA2S
解得气体A的气柱长度LA2?10cm
17.如图所示,实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图,虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形图.已知该波的波速是0.8m/s,则下列说法正确的是
A.这列波波长是14cm B.这列波的周期是0.15s C.这列波一定沿x轴负方向传播的
D.从t=0时刻开始,x=5cm处的质点经0.1s振动到波峰 E.每经过0.15s介质中的质点就沿x轴移动12cm 【答案】BCD 【解析】
A、从图中可以看出波长等于??12cm,故A正确; B、由已知得波速等于0.8m/s,周期T?的?v?0.12s?0.15s,故B正确; 0.8
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