題目列表(包括答案和解析)
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圖8-3-29
(1)油滴運(yùn)動速率的大。
(2)在x>0空間內(nèi)所加電場的場強(qiáng)大小和方向;
(3)油滴從x軸上的M點(diǎn)開始到達(dá)x軸上的N點(diǎn)所用的時間.
如圖所示,坐標(biāo)系xoy在豎直平面內(nèi),空間有沿水平方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,在x<0的區(qū)域內(nèi)還有沿x軸負(fù)向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為E.一個帶正電的油滴經(jīng)圖中x軸上的M點(diǎn),沿著與水平方向成α=30°角斜向下做直線運(yùn)動,進(jìn)入x>0的區(qū)域.要使油滴進(jìn)入x>0的區(qū)域后能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動.需在x>0的區(qū)域內(nèi)加一個勻強(qiáng)電場,若帶電油滴做圓周運(yùn)動通過x軸上的N點(diǎn),且MO=NO,重力加速度為g,求:
(1)油滴的運(yùn)動速度的大?
(2)在x>0的區(qū)域內(nèi)所加的電場強(qiáng)度的大小和方向?
(3)油滴從x軸上的M點(diǎn)到達(dá)x軸上的N點(diǎn)所用的時間?
(18分)如圖所示,在地面附近,坐標(biāo)系xoy在豎直平面內(nèi),空間有沿水平方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,在x<0的區(qū)域內(nèi)還有沿X軸負(fù)向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為E。一個帶正電油滴經(jīng)圖中x軸上的M點(diǎn),沿著與水平方向成α=300角斜向下做直線運(yùn)動,進(jìn)入x>0的區(qū)域。要使油滴進(jìn)入x>0的區(qū)域后能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動。需在x>0的區(qū)域內(nèi)加一個勻強(qiáng)電場,若帶電油滴做圓周運(yùn)動通過x軸上的N點(diǎn),且MO=NO。
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求:
①油滴的運(yùn)動速度的大小?
②在x>0的區(qū)域內(nèi)所加的電場強(qiáng)度的大小和方向?
③油滴從x軸上的M點(diǎn)到達(dá)x軸上的N點(diǎn)所用的時間?
(18分)如圖所示,在地面附近,坐標(biāo)系xoy在豎直平面內(nèi),空間有沿水平方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,在x<0的區(qū)域內(nèi)還有沿X軸負(fù)向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為E。一個帶正電油滴經(jīng)圖中x軸上的M點(diǎn),沿著與水平方向成α=300角斜向下做直線運(yùn)動,進(jìn)入x>0的區(qū)域。要使油滴進(jìn)入x>0的區(qū)域后能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動。需在x>0的區(qū)域內(nèi)加一個勻強(qiáng)電場,若帶電油滴做圓周運(yùn)動通過x軸上的N點(diǎn),且MO=NO。![]()
求:
①油滴的運(yùn)動速度的大小?
②在x>0的區(qū)域內(nèi)所加的電場強(qiáng)度的大小和方向?
③油滴從x軸上的M點(diǎn)到達(dá)x軸上的N點(diǎn)所用的時間?
第一部分 選擇題(每題4分,共40分,漏選給2分,錯選、不選給0分)
題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
B
CD
C
BC
ABC
BD
AC
BD
AC
CD
AC
CD
第二部分 非選擇題(共110分)
13.(1)(4分)直徑讀數(shù)為
(每空2分,第一空最后一位估計允許偏差±
(2)(10分)
(a)實驗電路圖(2分,有錯給0分)
(b) 110 W, 1.10 V。
(c)電動勢E= 1.30 V,內(nèi)電阻r=__20__W.
(每空2分,有效數(shù)字不做要求)
14.(1)(2分)還需要的實驗器材是:
刻度尺、天平(配砝碼) .(每項1分)
(2)(每空2分)
還缺哪些實驗步驟: 平衡摩擦力(適當(dāng)墊起長木板的左端,直至輕推滑塊,滑塊能在水平長木板上勻速滑行為止)
應(yīng)控制的實驗條件: 實驗中保持
.
要驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式:
(3)(每空2分)
W=
; ΔEK=
.
本題第(1)、(2)問可能會出現(xiàn)許多不同的解答,可參考以下方案給分:
解一:(1)天平(1分) 刻度尺(1分)
(2)所缺的步驟:在沙桶中裝適量的細(xì)沙,直到輕推滑塊,滑塊能在水平長木板上勻速運(yùn)動為止(2分),用天平測出此時沙和小桶的總質(zhì)量m′(2分).
本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式
(2分)
解二:(1)天平(1分) 刻度尺(1分)
(2)所缺的步驟:在沙桶中裝適量的細(xì)沙直到輕推滑塊,滑塊能在水平長木板上勻速運(yùn)動為止(2分),用天平測出此時沙和小桶的總質(zhì)量m′(1分).實驗中保持
.(1分)
本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式
(2分)
解三:(1)天平(1分) 刻度尺(1分) 小木塊(1分)
(2)所缺的步驟:先將空的小沙桶從滑輪上取下,用天平測定小沙桶的質(zhì)量
(2分),再將空的小沙桶掛回,用小木塊將長木板的左端稍稍墊起,直至輕推滑塊,滑塊能在水平長木板上勻速滑行為止(1分).
本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式
(2分)
解四:(1)天平(1分) 刻度尺(1分) 小木塊(1分)
(2)所缺的步驟:先將小沙桶和滑塊的連線斷開,用小木塊將長木板的左端稍稍墊起(1分),直至輕推滑塊,滑塊能在水平長木板上勻速滑行為止(1分).實驗中保持
.(1分)
本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式
(2分)
解五:(1)天平(1分) 刻度尺(1分) 小木塊(1分)
(2)所缺的步驟:先將空的小沙桶從滑輪上取下,用天平測定小沙桶的質(zhì)量
(1分),再將空的小沙桶掛回,用小木塊將長木板的左端稍稍墊起,直至輕推滑塊,滑塊能在水平長木板上勻速滑行為止(1分).實驗中保持
.(1分)
本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式
(2分)
15.(10分)解:著陸器從高度為h處平拋到第二次著陸,由機(jī)械能守恒有:
2分
得出月球表面的重力加速度為:
………①
3分
當(dāng)衛(wèi)星的軌道半徑為月球半徑R時,發(fā)射速度最小,設(shè)最小速度為
,由萬有引力(約等于重力)提供向心力有:
………② 2分
由①②式可得出:
………③ 3分
16.(12分)
解:(1)由左手定則和題意知,小球帶負(fù)電 ………2分
設(shè)小球第一次到達(dá)最低點(diǎn)時的速度為v,則由動能定理(或由機(jī)械能守恒定律)可得:
………2分
在最低點(diǎn)由向心力公式得:
………2分
解得:q=2.5×10
(2)根據(jù)機(jī)械能守恒定律,小球第二次到達(dá)最低點(diǎn)時,速度大小仍為v………2分
由向心力公式得:
………2分
解得:F=5.5×10-2N………1分
17.(14分)
解:(1)金屬桿做加速度不斷減小的加速運(yùn)動………2分
(2)由圖象知:
時,
;
此時由于平衡
………2分
得:
………2分
(3)由圖象知:
,
此時由牛頓第二定律:
………2分
即:
;………3分
解得:
………3分
18.(15分)
解:(1)因油滴在第Ⅱ、Ⅲ象限中做勻速直線運(yùn)動,所以油滴受的合力為零,若油滴帶負(fù)電,則其合力一定不為零;若油滴帶正電,則其合力可以為零,所以油滴帶正電.………3分
(2) 由平衡條件知:
………3分
………2分
(3)油滴從進(jìn)入
區(qū)域到
點(diǎn)的過程由動能定理:
………3分
;………2分
………2分

19.(16分)
解:(1)對
球,從靜止到碰
的過程由動
能定理:
;………1分
即:
得:
…1分
、
碰撞由動量守恒,令水平向左為正:有:
………1分
得:
(向左)………1分
加上豎直向上的電場
后,整體
仍做圓周運(yùn)動到最高點(diǎn)的過程由動能定理:
………1分
得:
………1分
在最高點(diǎn),由牛頓第二定律:
………1分
得:
………1分
(2)整體能完成圓周運(yùn)動的條件是:在
點(diǎn):
………1分
即:
………1分
得:
………1分
、
碰撞由動量守恒,令水平向左為正:有:
得:
………1分 由
得:
………1分
、
碰撞由動量守恒,令水平向右為正:有:
得:
………1分 由
得:
………1分
所以,
滿足的條件是:
或
………1分
20.(17分)
解:解:(1)質(zhì)子在磁場中受洛侖茲力做勻速圓周運(yùn)動,根據(jù)
牛頓第二定律有:
………2分
得半徑為:
………2分
(2)由于質(zhì)子的初速度方向與x軸正方向的夾角為300,
且半徑恰好等于OA,因此質(zhì)子將在磁場中做半個圓周
運(yùn)動到達(dá)y軸上的C點(diǎn),如圖所示.
根據(jù)圓周運(yùn)動的規(guī)律,質(zhì)子做圓周運(yùn)動的周期為:
………2分
質(zhì)子從出發(fā)運(yùn)動到第一次到達(dá)y軸的時間為:
………1分
質(zhì)子進(jìn)入電場時的速度方向與電場的方向相同,在電場中先做勻減速運(yùn)動,速度減為零后反向做勻加速直線運(yùn)動,設(shè)質(zhì)子在電場中運(yùn)動的時間為t2,根據(jù)牛頓第二定律有:
………2分,得
………1分
因此質(zhì)子從開始運(yùn)動到第二次到達(dá)y軸的時間為:
………2分.
(3)質(zhì)子再次進(jìn)入磁場時,速度的方向與電場的方向相同,在洛侖茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動,到達(dá)y軸的D點(diǎn).由幾何關(guān)系得CD=2Rcos300 ………2分
則質(zhì)子第二次到達(dá)y軸的位置為
………2分
即質(zhì)子第三次到達(dá)y軸的坐標(biāo)為(0,34.6). ………1分
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