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,從靜止開始經(jīng)加速電場加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析儀,加速電場的電壓U應(yīng)為多大?(離子的重力不計)
(2)離子由P點進入磁分析儀后,最終打在乳膠片上的Q點,該點距入射點P多遠?若有一群離子從靜止開始通過質(zhì)譜儀后落在同一點Q,則該群離子有什么共同點?
圖15-16為一種質(zhì)譜儀示意圖,由加速電場、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,均勻輻向電場的場強為E,方向如圖所示;磁分析儀中有垂直紙面向外的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,問:
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,從靜止開始經(jīng)加速電場加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析儀,加速電場的電壓U應(yīng)為多大?(離子的重力不計)
(2)離子由P點進入磁分析儀后,最終打在乳膠片上的Q點,該點距入射點P多遠?若有一群離子從靜止開始通過質(zhì)譜儀后落在同一點Q,則該群離子有什么共同點?
(15分) 2008年2月22日,2008年跳水世界杯在“水立方”展開第四日角逐。在男子雙人十米臺決賽中，中國組合林躍/火亮優(yōu)勢明顯，最終以總分482.46分成功折桂，幫助中國隊奪得第五枚金牌。如圖16甲是林躍/火亮在跳臺上騰空而起的英姿。中國組合林躍/火亮站在距水面10m高的跳臺跳板上的最邊緣端，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伸直雙臂做一個翻掌壓水花的動作,如圖16乙所示，這時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)請問運動員在空中是依靠什么力來完成各種難度較大動作的?這些力相互作用力對運動員的整體運動過程有影響嗎?為什么?請試探究性回答；
(2)不計空氣阻力，試估算從躍起到手觸及水面的過程中運動員完成一系列動作可利用的時間多長；
(3)忽略運動員進入水面過程中受力的變化，入水后，運動員的重心能下沉到離水面約2.2m處，試估算水對運動員的平均阻力約是運動員自身重力的幾倍。
(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.電源電動勢E＝24V，內(nèi)電阻r＝1 Ω，電阻R＝
15 Ω.閉合開關(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，滑動變阻器接入電路的阻值為多大時，
小球恰能到達A板？此時，電源的輸出功率是多大？(取g＝10 m/s2)
(15分)如圖16甲所示，水平傳送帶的長度L＝6 m，皮帶輪以速度v順時針勻速轉(zhuǎn)動，現(xiàn)在一質(zhì)量為1 kg的小物塊(可視為質(zhì)點)以水平速度v0從A點滑上傳送帶，越過B點后做平拋運動，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，物塊在A、B之間做什么運動？當(dāng)v≥7 m/s時，物塊在A、B之間做什么運動？
(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。全部選對的得5分，選不全的得3分，有選錯的或不答的得0分。
題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
D
A
B
D
B
BC
CD
ABD
二、實驗題：本題共三小題，共計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）滑動變阻器分壓接法；電流表外接（4分）
（3）由圖可知：U1=1.00 V時，I1=0.155A U2=2.00V時，I2=0.250A
得
由于小燈珠兩端的電壓升高時，燈絲的溫度升高，導(dǎo)致燈絲電阻變大，所以有：
>
（2分）
(4) 剛開始通過小燈珠的電流很小時，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、計算題：本題共4小題，52分,解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和主要演算步驟，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，根據(jù)全電路的歐姆定律可得：E=U+2I（R1+r+R2）
當(dāng)K斷開后，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動所需的向心力,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動,萬有引力提供向心力,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 f=m
， 1分
由此可解得勻速下降的速度為 
，
1分
單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的機械能為： 
2分
16（14分）解：(1) 由小球運動到最高點可知，小球帶正電． （2分）
（2）設(shè)小球運動到最高點時的速度為v， 對該過程中，由動能定理有：
（qE－mg）L＝
① （2分）
在最高點小球在細線斷裂前瞬間，設(shè)細線拉力為T，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在水平方向運動L過程中歷時為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)小球運動到與O點水平方向相距L時，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R由E0電場進入E1電場，由Q到R及R到M點的時間分別為t1與t2，到達R時豎直速度為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方向粒子做勻速運動，故P、R兩點間的距離是R、T兩點間距離的兩倍。即粒子在E0電場做類平拋運動在PT方向的位移是在E1電場中的兩倍。
設(shè)PQ間到P點距離為△y的F處射出的粒子通過電場后也沿水平方向，若粒子第一次達PT直線用時△t，水平位移為△x，則
（1分） 
粒子在電場E1中可能做類平拋運動后垂直CD邊射出電場，也可能做類斜拋運動后返回E0電場，在E0電場中做類平拋運動垂直CD水平射出，或在E0電場中做類斜拋運動再返回E1電場。
若從E1電場垂直CD射出，則
（n＝0、1、2、3、……）
解得：
（n＝0、1、2、3、……）
若粒子從E0電場垂直CD射出電場，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、……
或 
（n＝1、2、3、……）
解得：
（n＝1、2、3、……）
即PF間的距離為
（n = 1，2，3，……）
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