題目列表(包括答案和解析)
圖15-16
(1)為了使位于A處的質(zhì)量為m、電荷量為q的離子,從靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿圖中圓弧虛線通過(guò)靜電分析儀,加速電場(chǎng)的電壓U應(yīng)為多大?(離子的重力不計(jì))
(2)離子由P點(diǎn)進(jìn)入磁分析儀后,最終打在乳膠片上的Q點(diǎn),該點(diǎn)距入射點(diǎn)P多遠(yuǎn)?若有一群離子從靜止開(kāi)始通過(guò)質(zhì)譜儀后落在同一點(diǎn)Q,則該群離子有什么共同點(diǎn)?
圖15-16為一種質(zhì)譜儀示意圖,由加速電場(chǎng)、靜電分析儀和磁分析儀組成.若靜電分析儀通道的半徑為R,均勻輻向電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E,方向如圖所示;磁分析儀中有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,問(wèn):
圖15-16
(1)為了使位于A處的質(zhì)量為m、電荷量為q的離子,從靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿圖中圓弧虛線通過(guò)靜電分析儀,加速電場(chǎng)的電壓U應(yīng)為多大?(離子的重力不計(jì))
(2)離子由P點(diǎn)進(jìn)入磁分析儀后,最終打在乳膠片上的Q點(diǎn),該點(diǎn)距入射點(diǎn)P多遠(yuǎn)?若有一群離子從靜止開(kāi)始通過(guò)質(zhì)譜儀后落在同一點(diǎn)Q,則該群離子有什么共同點(diǎn)?
(15分) 2008年2月22日,2008年跳水世界杯在“水立方”展開(kāi)第四日角逐。在男子雙人十米臺(tái)決賽中,中國(guó)組合林躍/火亮優(yōu)勢(shì)明顯,最終以總分482.46分成功折桂,幫助中國(guó)隊(duì)奪得第五枚金牌。如圖16甲是林躍/火亮在跳臺(tái)上騰空而起的英姿。中國(guó)組合林躍/火亮站在距水面10m高的跳臺(tái)跳板上的最邊緣端,他們的重心離跳板板面的高度大約為1m,當(dāng)他們騰空躍起后其重心離跳板板面最大高度為2m,下降到手觸及水面時(shí)伸直雙臂做一個(gè)翻掌壓水花的動(dòng)作,如圖16乙所示,這時(shí)他們的重心離水面大約為1m。(g取10m/s2,保留三位有效數(shù)字)
(1)請(qǐng)問(wèn)運(yùn)動(dòng)員在空中是依靠什么力來(lái)完成各種難度較大動(dòng)作的?這些力相互作用力對(duì)運(yùn)動(dòng)員的整體運(yùn)動(dòng)過(guò)程有影響嗎?為什么?請(qǐng)?jiān)囂骄啃曰卮穑?/p>
(2)不計(jì)空氣阻力,試估算從躍起到手觸及水面的過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員完成一系列動(dòng)作可利用的時(shí)間多長(zhǎng);
(3)忽略運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水面過(guò)程中受力的變化,入水后,運(yùn)動(dòng)員的重心能下沉到離水面約2.2m處,試估算水對(duì)運(yùn)動(dòng)員的平均阻力約是運(yùn)動(dòng)員自身重力的幾倍。
(16分)如圖所示的電路中,兩平行金屬板A、B水平放置,兩板
間的距離d=40 cm.電源電動(dòng)勢(shì)E=24V,內(nèi)電阻r=1 Ω,電阻R=
15 Ω.閉合開(kāi)關(guān)S,待電路穩(wěn)定后,將一帶正電的小球從B板小孔以
初速度v0=4 m/s豎直向上射入板間.若小球帶電荷量為q=1×10-2C,
質(zhì)量為m=2×10-2kg,不考慮空氣阻力.那么,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大時(shí),
小球恰能到達(dá)A板?此時(shí),電源的輸出功率是多大?(取g=10 m/s2)
(15分)如圖16甲所示,水平傳送帶的長(zhǎng)度L=6 m,皮帶輪以速度v順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),現(xiàn)在一質(zhì)量為1 kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以水平速度v0從A點(diǎn)滑上傳送帶,越過(guò)B點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng),其水平位移為x,保持物塊的初速度v0不變,多次改變皮帶輪的速度v依次測(cè)量水平位移x,得到如圖16乙所示的x-v圖象.
(1)當(dāng)0<v≤1 m/s時(shí),物塊在A、B之間做什么運(yùn)動(dòng)?當(dāng)v≥7 m/s時(shí),物塊在A、B之間做什么運(yùn)動(dòng)?
(2)物塊的初速度v0多大?
一、本題共10小題.每小題5分,共50分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中。有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確,有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確。全部選對(duì)的得5分,選不全的得3分,有選錯(cuò)的或不答的得0分。
題號(hào)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
D
A
B
D
B
BC
CD
ABD
二、實(shí)驗(yàn)題:本題共三小題,共計(jì)18分
11.(4分)、1.25V 11.2(11.3)V 12 (4分)、BC
13.參考解答:(1)A2 ;R1 (2分)(2)滑動(dòng)變阻器分壓接法;電流表外接(4分)
(3)由圖可知:U1=1.00 V時(shí),I1=0.155A U2=2.00V時(shí),I2=0.250A
得
由于小燈珠兩端的電壓升高時(shí),燈絲的溫度升高,導(dǎo)致燈絲電阻變大,所以有:>(2分)
(4) 剛開(kāi)始通過(guò)小燈珠的電流很小時(shí),根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知,燈絲發(fā)出的熱量還不能使它的溫度上升得足夠高,因此它不亮. (2分)
三、計(jì)算題:本題共4小題,52分,解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和主要演算步驟,只寫(xiě)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(xiě)出數(shù)值與單位。
14.解:(10分)設(shè)燈泡的額定電壓為U,額定電流為I。
則當(dāng)K閉合時(shí),根據(jù)全電路的歐姆定律可得:E=U+2I(R1+r+R2)
當(dāng)K斷開(kāi)后,要燈泡仍正常發(fā)光,必有:E=U+I(R1+r+R/2)
由以上二式聯(lián)立可得:(R1+r+R/2)=2(R1+r+R2) 求得R/2=50Ω.
15.(12分)(1).宇航員所受到地球的引力全部提供繞地球作圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力,宇航員處于完全失重狀態(tài). 2分
(2). 飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),萬(wàn)有引力提供向心力,則有:
GMm/(R+h)2=m(2π/T)2(R+h) 2分
地表物體的重力等于物體受到的萬(wàn)有引力,則有:m/g=GMm//R2 2分
解得: 2分
(3).設(shè)空氣阻力為f,由題設(shè)可知 f=kv2 ,勻速下降時(shí) f=m , 1分
由此可解得勻速下降的速度為 , 1分
單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的機(jī)械能為: 2分
16(14分)解:(1) 由小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)可知,小球帶正電. (2分)
(2)設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的速度為v, 對(duì)該過(guò)程中,由動(dòng)能定理有:
(qE-mg)L= ① (2分)
在最高點(diǎn)小球在細(xì)線斷裂前瞬間,設(shè)細(xì)線拉力為T(mén),則根據(jù)牛頓第二定律有:
T+mg-qE= ② (2分)
由①②式及題中數(shù)據(jù)可得:T=15N (1分)
(3)小球在細(xì)線斷裂后,在豎直方向的加速度設(shè)為a,得:
a=, ③ (2分)
設(shè)C在水平方向運(yùn)動(dòng)L過(guò)程中歷時(shí)為t,則水平方向上有:
L=vt ④ (1分)
設(shè)豎直方向的位移為s,則有: ⑤ (2分)
由①③④⑤式及題中數(shù)據(jù)解得: 0.125m (1分)
所以當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到與O點(diǎn)水平方向相距L時(shí),小球距O的高度為
m (1分)
17.(16分) (1)設(shè)粒子經(jīng)PT直線上的點(diǎn)R由E0電場(chǎng)進(jìn)入E1電場(chǎng),由Q到R及R到M點(diǎn)的時(shí)間分別為t1與t2,到達(dá)R時(shí)豎直速度為vy,則:
由、及得:
①
②
③
④
上述三式聯(lián)立解得:, 即(8分)。
(2)由E1=2E0及③式可得t1=2t2。
因沿PT方向粒子做勻速運(yùn)動(dòng),故P、R兩點(diǎn)間的距離是R、T兩點(diǎn)間距離的兩倍。即粒子在E0電場(chǎng)做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)在PT方向的位移是在E1電場(chǎng)中的兩倍。
設(shè)PQ間到P點(diǎn)距離為△y的F處射出的粒子通過(guò)電場(chǎng)后也沿水平方向,若粒子第一次達(dá)PT直線用時(shí)△t,水平位移為△x,則
(1分)
粒子在電場(chǎng)E1中可能做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)后垂直CD邊射出電場(chǎng),也可能做類(lèi)斜拋運(yùn)動(dòng)后返回E0電場(chǎng),在E0電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)垂直CD水平射出,或在E0電場(chǎng)中做類(lèi)斜拋運(yùn)動(dòng)再返回E1電場(chǎng)。
若從E1電場(chǎng)垂直CD射出,則 (n=0、1、2、3、……)
解得:
(n=0、1、2、3、……)
若粒子從E0電場(chǎng)垂直CD射出電場(chǎng),則
(k=1、2、3、……)
(k=1、2、3、……)(8分)
即PF間的距離為其中n=0、1、2、3、……,k=1、2、3、……
解得: (n=1、2、3、……)
即PF間的距離為 (n = 1,2,3,……)
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