題目列表(包括答案和解析)
(18分)如圖所示,真空中以為圓心,半徑r=0.1m的圓形區(qū)域內(nèi)只存在垂直紙面向外的勻強磁場,圓形區(qū)域的最下端與xoy坐標(biāo)系的x軸相切于坐標(biāo)原點O,圓形區(qū)域的右端與平行y軸的虛線MN相切,在虛線MN右側(cè)x軸的上方足夠大的范圍內(nèi)有方向水平向左的勻強電場,電場強度E=1.0×105 N/C,F(xiàn)從坐標(biāo)原點O沿xoy平面在y軸兩側(cè)各30°角的范圍內(nèi)發(fā)射速率均為v0=1.0×106m/s的帶正電粒子,粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r=0.1m,已知粒子的比荷,不計粒子的重力、粒子對電磁場的影響及粒子間的相互作用力,求:
(1)磁場的磁感應(yīng)強度B的大小;
(2)沿y軸正方向射入磁場的粒子,在磁場和電場中運動的總時間;
(3)若將勻強電場的方向改為豎直向下,其它條件不變,則粒子達到x軸的最遠位置與最近位置的橫坐標(biāo)之差。
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一、本題共8小題,每小題6分,共48分。1―5小題為單選題,只有一個正確答案:6―8題在每小題的四個選項中,有的小題只有一個選項正確,有的小題有多個選項正確,全部選對得6分,選不全的得3分,選錯或不答的得0分。
1.B 2.C 3.D 4.C 5.A 6.BC 7.ACD 8.AC
二、實驗題:(本題共3小題,共18分。)
9.(共計18分)
(1)(4分)
(2)(8分) ①見圖1;
②4.5V ③D 理由:根據(jù)電阻
的伏安特性,電壓增大至一定值,
電阻阻值會明顯變大
(3)(6分):①乙;②
③不變;(實驗題每空2分)
三、計算題:(54分)解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。
10.(16分)解答: (1)下滑過程機械能守恒
得 ①
物體相對于小車板面滑動過程動量守恒
②
所以 ③
(2)對小車由動能定理有 ④
(3)設(shè)物體相對于小車板面滑動的距離為L由能量守恒有,摩擦生熱:
⑤
代入數(shù)據(jù)解得:
11.(18分)解答:
(1)質(zhì)子射入磁場后做勻速圓周運動,有
①
可得 ②
(2)質(zhì)子沿軸正向射入磁場后經(jīng)1/4圓弧后以速度垂直于電場方向進入電場,在磁場中運動的時間
③
進入電場后做拋物線運動,沿電場方向運動后到達軸,因此有
④
所求時間為 ⑤
(3)質(zhì)子在磁場中轉(zhuǎn)過120°角后從點垂直電場線進入電場,如圖所示。
點距軸的距離
⑥
因此可得質(zhì)子從進入電場至到達軸所需時間為
⑦
質(zhì)子在電場中沿軸方向做運速直線運動因此有
⑧
質(zhì)子到達軸的位置坐標(biāo)為 ⑨
12.(20分)解.(1)質(zhì)點從半圓弧軌道做平拋運動又回到點,設(shè)質(zhì)點在點的速度為,質(zhì)點從點運動到點所用的時間為。
在水平方向 ①
豎直方向上 ②
解①②式有 ③
對質(zhì)點從到由動能定理有
④
解得
(2)要使力做功最少,確定的取值,由知,只要質(zhì)點在點速度最小,則功就最小,就是物理極值
若質(zhì)點恰好能通過點,其在點最小速度為,由牛頓第二定律有
,則 ⑤
由③⑤式有,解得時,
最小,最小的功
(3)由和④式
得
因,由極值不等式有;當(dāng)時,即時
,
最小的力
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