題目列表(包括答案和解析)
按題目要求作答.解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.
如圖所示,兩個(gè)幾何形狀完全相同的平行板電容器PQ和MN,豎直置于區(qū)域足夠大的水平方向勻強(qiáng)磁場中,兩電容器極板上端和下端分別在同一水平線上.已知P、Q和M、N板間距都是d,板間電壓都是U,極板長度均為l.今有一電子從極板邊緣的O點(diǎn)以速度v0沿P、Q兩板間的中心線進(jìn)入并勻速直線運(yùn)動穿過電容器,此后經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)又沿豎直方向進(jìn)入并勻速直線運(yùn)動穿過電容器M、N板間,穿過M、N板間電場后,再經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)又通過O點(diǎn)沿豎直方向進(jìn)入電容器P、Q極板間,循環(huán)往復(fù).已知電子質(zhì)量為m,電量為e,重力不計(jì).
(1)Q板和M板間的距離x滿足什么條件時(shí),能夠達(dá)到題述過程的要求?
(2)電子從O點(diǎn)出發(fā)至第一次返回到O點(diǎn)經(jīng)過了多長時(shí)間?
一.單項(xiàng)選擇題(本題共10小題,每小題3分,共30分)。
題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
A
D
C
B
B
B
A
D
二.多項(xiàng)選擇題(本題共6小題,每小題3分,共18分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有一個(gè)或多個(gè)選項(xiàng)正確。全部選對的得3分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)。
題號
11
12
13
14
15
16
答案
AD
BD
AD
ABC
AD
BCD
第Ⅱ卷
(實(shí)驗(yàn)題、計(jì)算題,共7題,共72分)
三.實(shí)驗(yàn)題(18分)
(1)0.730;8.0(8也給分);。(前兩空分別為2分,第三空4分)
(2)l1、l3;l1/l3 (每空2分)
(3)①乙;② 9.4;③紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦阻力、空氣阻力。 (每空2分)
四.計(jì)算題:本題共6小題,共54分。解答應(yīng)有必要的文字說明、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(jì)算的,答案中必須寫出數(shù)值和單位。
18.(8分)分析和解:
(2) 因?yàn)榻饘賶K勻速運(yùn)動,所以
………………(2分)
…………(2分)
(2)撤去拉力后a==μg ……… (1分)
a=
金屬塊在桌面上滑行的最大距離s = ………(1分)
=
s=
19.(8分)分析和解:(1)導(dǎo)體棒、金屬導(dǎo)軌和直流電源構(gòu)成閉合電路,根據(jù)閉合電路歐姆定律有:
I==
(2)導(dǎo)體棒受到的安培力:
F安=BIL=0.30N…………(2分)
(3)導(dǎo)體棒所受重力沿斜面向下的分力F1= mg sin37º=0.24N
由于F1小于安培力,故導(dǎo)體棒受沿斜面向下的摩擦力f…………(1分)
根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件
mg sin37º+f=F安…………(1分)
解得:f=0.06N …………(1分)
20.(8分)分析和解:(1)帶電粒子經(jīng)過電場加速,進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場時(shí)速度為v,由動能定理
…………………①(1分)
進(jìn)入磁場后帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動,軌道半徑為r
………………②(2分)
打到H點(diǎn)有 ………………………③(1分)
由①②③得 …………(1分)
(2)要保證所有粒子都不能打到MN邊界上,粒子在磁場中運(yùn)動偏角小于90°,臨界狀態(tài)為90°,如圖所示,磁場區(qū)半徑
。2分)
所以磁場區(qū)域半徑滿足 。1分)
21.(10分)分析和解:(1)木塊A在桌面上受到滑動摩擦力作用做勻減速運(yùn)動,根據(jù)牛頓第二定律,木塊A的加速度 =
設(shè)兩木塊碰撞前A的速度大小為v,根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式,得
=
(2)兩木塊離開桌面后均做平拋運(yùn)動,設(shè)木塊B離開桌面時(shí)的速度大小為v2,在空中飛行的時(shí)間為t′。根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律有:,s=v2t′…………………(2分)
解得:
=
(3)設(shè)兩木塊碰撞后木塊A的速度大小為v1,根據(jù)動量守恒定律有:
…………………………………(1分)
解得:
=
設(shè)木塊A落到地面過程的水平位移為s′,根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律,得
=
則木塊A落到地面上的位置與D點(diǎn)之間的距離 =
22.(10分)分析和解:(1)設(shè)電子經(jīng)電壓U1加速后的速度為v0,由動能定理
e U1=-0…………………………………………(2分)
解得 ………………………………..………(1分)
(2)電子以速度v0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后,垂直于電場方向做勻速直線運(yùn)動,沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動。設(shè)偏轉(zhuǎn)電場的電場強(qiáng)度為E,電子在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動的時(shí)間為t,加速度為a,電子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的側(cè)移量為y。由牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式
t=……………………………………………..……….(1分)
F=ma F=eE E=
a =……………………………………………(2分)
y=……………………………………………(1分)
解得 y=…………………………………………(1分)
(3)減小加速電壓U1;增大偏轉(zhuǎn)電壓U2;……
(本題的答案不唯一,只要措施合理,答出一項(xiàng)可得1分,答出兩項(xiàng)及以上可得2分。)
23(10分)分析和解:(1)設(shè)軌道半徑為R,由機(jī)械能守恒定律:
--------------------------①(2分)
在B點(diǎn):-----------------------------②(1分)
在A點(diǎn):------------------------------③(1分)
由①②③式得:兩點(diǎn)的壓力差:------④(1分)
由圖象得:截距 ,得---------------------------⑤(1分)
(2)由④式可知:因?yàn)閳D線的斜率
所以……………………………………⑥(2分)
(3)在A點(diǎn)不脫離的條件為: ------------------------------⑦(1分)
由①⑥⑦三式和題中所給已知條件解得:--------------------------⑧(1分)
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