- 二一组卷

题型：解答题题类：难易度：普通

2024届新疆维吾尔自治区高三下学期第一次适应性检测理综试题-高中物理

如图所示为某科研小组设计的静电分选装置原理示意图。两个竖直放置的平行金属板间距为 $\text{[math]}$ ，板长为 $\text{[math]}$ ，两板间形成匀强电场。传送带漏斗的出口在两板中点处，且与两金属板等高，带有异种电荷的磷酸盐和石英颗粒混合在一起，从漏斗出口由静止下落，所有颗粒所带电荷量与其质量之比均为 $\text{[math]}$ 。不计颗粒间的相互作用力及空气阻力，电场仅限于平行金属板之间。重力加速度取 $\text{[math]}$ 。要使各颗粒刚好经金属板下边缘落入分选容器中。求：

（1）金属板间的电压；

（2）颗粒离开电场区域时的速度大小。

举一反三

某静电场中x轴正半轴上电场强度随x轴上位置变化规律如图所示，x轴正方向为电场强度正方向，x轴负方向为电场强度负方向，一个带电粒子在O点由静止释放，刚好能沿x轴正方向运动到 $\text{[math]}$ 处，不计粒子的重力，则下列判断正确的是（）

如图所示是直线加速器的一部分，AB接在电压大小为U、极性随时间t周期性变化的电源上。一质量为m、电量为e的电子，以初速度 $\text{[math]}$ 进入第3个金属圆筒左侧的小孔，此后在每个筒内均做匀速直线运动，时间恰好都为t，在每两筒的缝隙间利用电场加速，时间不计。试计算确定3个筒各自的长度以及电子从第5个金属圆筒出来时的速度。

如图所示，MN是长为L₁=3m的绝缘、粗糙平台，平台M点放置一质量为m=0.1kg、电荷量为q=+1C的小物块P。平台右端的光滑水平桌面上，放有一质量为m=0.1kg、长为L₂=9m的长木板Q，其上表面与平台相齐，右端带有挡板。其上从左端开始，每隔d=1.8m处放有质量为m=0.1kg的小物块A、B、C、D。在平台MN区域有竖直向下的电场，平台上各点的电场强度大小E与到M点距离x之间的关系为E=kx，小物块P与平台间的动摩擦因数为μ₁=0.25，小物块P、A、B、C、D与长木板Q之间的动摩擦因数均为μ₂=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现给小物块P一个水平向右的瞬时冲量I=1.3N•s，经过时间t=0.2s小物块P滑上长木板Q。已知小物块P未从长木板Q上滑落，所有碰撞均为弹性碰撞，重力加速度大小为10m/s² ，常量 $\text{[math]}$ ，求：

（1）小物块P从平台M点运动至右端N点时的速度大小；

（2）从小物块P与小物块A相碰，直到小物块A、B、C、D均与长木板Q保持相对静止时所用的时间；

（3）在小物块P运动的整个过程中，作用在小物块P上的电场力的冲量和小物块P因摩擦而产生的热量。

如图所示，质量为 $\text{[math]}$ 、带电荷量为 $\text{[math]}$ 的粒子，以初速度 $\text{[math]}$ 从 $\text{[math]}$ 点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中 $\text{[math]}$ 点时，速率 $\text{[math]}$ ，方向与电场的方向一致，则 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两点的电势差为（　　）

如图，空间存在竖直向下的匀强电场，半径为R的光滑绝缘圆弧轨道ABCD固定在电场中的竖直面内，BD为圆弧的竖直直径，O为圆心，OA与竖直方向的夹角为 $\text{[math]}$ 在电场中的P点沿水平方向抛出一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，小球恰好从A点无碰撞地进入圆弧轨道。不计小球的大小，重力加速度大小为g，匀强电场的电场强度大小 $\text{[math]}$ P、O两点在同一水平线上， $\text{[math]}$ 求：

空腔圆柱的截面圆如图所示，其圆心为O，半径为R，圆面上开有A、B、C、D四个小孔， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，圆内存在垂直纸面向外的匀强磁场 $\text{[math]}$ （未知），圆外OB和OC射线范围内存在垂直纸面向内的匀强磁场 $\text{[math]}$ （未知）。紧靠A孔有两金属板M，N，两板间加上交变电压 $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 已知，质量为m，电荷量为q的正电粒子持续由M板静止释放，经电场加速的粒子从A孔沿半径方向进入空腔内部，发现在 $\text{[math]}$ 时刻释放的粒子恰好能从B孔射出磁场，并能经过D孔。已知粒子在电场中加速的时间忽略不计，粒子撞击圆面即被吸收，圆面始终不带电。

（1）求从B孔飞出的粒子的速度 $\text{[math]}$ 及截面圆内磁感应强度 $\text{[math]}$ 的大小；

（2）求粒子从A孔运动到D孔的时间 $\text{[math]}$ 及比值 $\text{[math]}$ ；

（3）紧靠D孔有两金属板 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，两板间加上沿半径方向的交变电压 $\text{[math]}$ ，以 $\text{[math]}$ 板出口处 $\text{[math]}$ 点为原点建立直角坐标系 $\text{[math]}$ ，在y轴右侧 $\text{[math]}$ 区域内存在垂直纸面向内的匀强磁场 $\text{[math]}$ ，当 $\text{[math]}$ 时，从 $\text{[math]}$ 点进入磁场的速度最大的粒子恰好从点 $\text{[math]}$ 离开磁场。若要让从 $\text{[math]}$ 点进入磁场的速度最小的粒子也恰好击中点P，则 $\text{[math]}$ 的取值应为多少？

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