江蘇高考物理組合題主要包括以下內(nèi)容:
1. 單擺:會根據(jù)單擺的周期公式做近似計(jì)算,會根據(jù)角度很小的條件,將單擺問題簡化成簡諧運(yùn)動。
2. 碰撞:會用動量守恒和機(jī)械能守恒解決碰撞問題。
3. 帶電粒子在電場中的運(yùn)動:會根據(jù)電場力做功求出場強(qiáng)方向,會用動能定理或能量守恒確定速度方向。
4. 磁場:會根據(jù)洛倫茲力確定速度方向,會根據(jù)左手定則確定磁場方向。
此外,還會涉及到牛頓運(yùn)動定律和向心力公式的綜合應(yīng)用,以及電路設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作能力的考察。
總的來說,江蘇物理組合題考察的內(nèi)容比較全面,難度中等偏難。考生需要全面掌握知識點(diǎn),靈活運(yùn)用公式,同時(shí)注意細(xì)節(jié)和操作規(guī)范。
題目:
(說明)一個(gè)邊長為a=20cm的正方形板,被分成兩個(gè)部分,一部分是電阻R=10歐姆的均勻電阻板,另一部分是真空。電阻板上方有質(zhì)量為m=1kg的物體,物體與電阻板之間有摩擦力f=2N。物體上方有一塊玻璃板,玻璃板與電阻板之間有很小的距離,玻璃板下方真空部分有一束平行于電阻板的粒子流,粒子流在t=0時(shí)刻從電阻板右邊緣進(jìn)入,在t=T時(shí)刻從電阻板的左邊緣射出。已知粒子流的速度為v=10^7m/s,方向垂直電阻板向右下方。
(1)求粒子流打到物體上的位置與電阻板的距離;
(2)求粒子流打到物體上的位置與玻璃板的距離;
(3)求粒子流打到物體上的位置與物體上表面的夾角θ的正切值。
解析:
(1)粒子在電場中做類平拋運(yùn)動,根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式可求得粒子打在物體上的位置與電阻板的距離。
(2)粒子在電場中做類平拋運(yùn)動,根據(jù)幾何關(guān)系可求得粒子打在玻璃板上的位置與電阻板的距離。
(3)根據(jù)粒子在電場中的運(yùn)動軌跡,可求得粒子打在物體上的位置與物體上表面的夾角θ的正切值。
答案:
(1)粒子在電場中做類平拋運(yùn)動,根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式可得:
x = v0t = v0(T-t) = (vT-v0t) = a(T-t) = (vT-v0T)/qE = (vT-v0T)/qUd = (vT-v0T)d/qU = (aT^2 - v0T^2)/qUd = (aT^2 - v^2t^2)/qUd = (a^2T^2 - v^2t^2) / (qUd) = 4π^2a^2T^2 / (qUd)
其中,x為粒子打在物體上的位置與電阻板的距離;v0為粒子入射時(shí)的速度;v為粒子出射時(shí)的速度;T為粒子出射時(shí)間;a為正方形的邊長;d為電阻板的厚度;q為粒子的電荷量;E為電場強(qiáng)度;U為電勢差;E和U均為已知量。代入數(shù)據(jù)可得:x = 4π^2a^2T^2 / (qU) = 4π^2 × 4^2 × 20^2 / (1.6 × 10^-19 × 1) m = 7.6 × 10^4 m。
(2)粒子在電場中做類平拋運(yùn)動,根據(jù)幾何關(guān)系可得:
tanθ = y / x = d / x = d / (4π^2a^2T^2 / (qU)) = qUd / (4π^2a^2qU) = d / (4π^2a^2) = 1 / (π^2a^2)
其中,y為粒子打在玻璃板上的位置與電阻板的距離;θ為粒子打在物體上的位置與玻璃板的距離之間的夾角。代入數(shù)據(jù)可得:tanθ = 1 / (π^2 × 4^2) = 1 / (16π^2) ≈ 0.037。因此,粒子打在物體上的位置與玻璃板的距離約為37度。
(3)根據(jù)粒子在電場中的運(yùn)動軌跡,可得:tanθ的正切值 = tanθ = y / x = d / x = d / (4π^2a^2T^2 / (qU)) = qUd / (4π^2a^2qU) = qUd / U + qEd 代入數(shù)據(jù)可得:tanθ的正切值 = 1.6 × 10^-19 × 1 × 1 × 1 / (4π^2 × 1 × 1 × 1 × 1 × 10^-9) m^-3 = 3.6 × 10^-6 m^-3。因此,粒子打在物體上的位置與物體上表面的夾角θ的正切值為3.6 × 1