25②（供選用《選修3-l》物理課教材的學(xué)生做）
如圖所示，空間分布著方向平行于紙面且與場(chǎng)區(qū)邊界垂直的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，場(chǎng)區(qū)寬度為L(zhǎng)．在緊靠電場(chǎng)的右側(cè)空間分布著方向垂直于紙面的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，兩磁場(chǎng)的方向相反、分界面與電場(chǎng)邊界平行，且右邊磁場(chǎng)范圍足夠大．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從A點(diǎn)由靜止釋放后，在電場(chǎng)和磁場(chǎng)存在的空間進(jìn)行周期性的運(yùn)動(dòng)．已知電場(chǎng)的右邊界到兩磁場(chǎng)分界面間的距離是帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑的

3

2

倍，粒子重力不計(jì)．求：
（1）粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后，進(jìn)入磁場(chǎng)的速度大��；
（2）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑；
（3）粒子從A點(diǎn)出發(fā)到第一次返回A點(diǎn)的時(shí)間．

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一、填空題，每小題4分，共20分

1、光子；科學(xué)假說(shuō)；        2、；      3、T_B=T_C<T_D；θ_B=θ_C>θ_D；

4、E₁>E₂；△E₁ = △E₂；     5、5，30

二、選擇題：共40分。

說(shuō)明

Ⅰ單項(xiàng)選擇題（每題4分）

Ⅱ多項(xiàng)選擇題（每題5分）

題號(hào)

6

7

8

9

10

11

12

13

14

選項(xiàng)

C

D

B

A

A

AB

BD

AD

CD

三、實(shí)驗(yàn)題：共30分

15、A

16、(1)A；(2)一節(jié)干電池、保護(hù)電阻 ；將電池與電流表、保護(hù)電阻串接

17、(1) ① ③ ；  ①中有導(dǎo)電物質(zhì)的一面朝上，③中應(yīng)使用電壓傳感器；(2) a ；(3) f ，向右

18、（1）作圖法 ；（2）畫(huà)出的s-t圖（如圖線甲）和的s-t圖（如圖線乙）                                                          

在誤差允許的范圍內(nèi)，圖線甲為直線，物體從A到B的運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)，從圖線的斜率可求得： ，     

從乙圖中無(wú)法直接判斷s、t之間的關(guān)系，但是該圖線接近于二次函數(shù)的圖像。為了驗(yàn)證這個(gè)猜想，通過(guò)轉(zhuǎn)換變量來(lái)進(jìn)行，即作s-t²圖線，為此求得表格如下：

時(shí)間t(s)

0.89

1.24

1.52

1.76

1.97

新變量t²(s²)

0.79

1.54

2.31

3.10

3.88

位移s(m)

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

依據(jù)上表中的t^2、、s數(shù)據(jù)可作圖線丙。從圖像中看出s與t^2、呈線性變化關(guān)系，由圖中斜率求得，即故

（3）從的過(guò)程中s隨t變化的規(guī)律是： 物體作勻速直線運(yùn)動(dòng)，          

從的過(guò)程中s隨t變化的規(guī)律是：物體作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，

19、解：（1）由圖線可看出滑塊上升和下滑的加速度大小幾乎相等，說(shuō)明摩擦力對(duì)滑塊Ａ運(yùn)動(dòng)的影響可以忽略。

（2）因?yàn)橛谢瑒?dòng)摩擦力，所以圖線不對(duì)稱。

上滑時(shí)，s₁ =1/2 g(sinθ+μcosθ)t₁²

下滑時(shí)，s ₂=1/2 g(sinθ-μcosθ)t₂²

代入圖給數(shù)據(jù)s₁ = s₂=0.55m   t₁=0.4s  t₂=0.6s

 ²

解得sinθ=0.5  θ＝30°  μ=0.22

 (θ角在arcsin0.45 ―arcsin0.55范圍都算對(duì)；μ在0.2―0.3都算對(duì))

四、計(jì)算題：共60分

20、解： 以密閉容器內(nèi)的一定量氣體為研究對(duì)象，選取標(biāo)準(zhǔn)狀況為該氣體的一個(gè)已知狀態(tài)，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可求解.

       取1摩爾氣體作為研究對(duì)象，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為，所包含的分子數(shù)為N_A=6.023×10²³個(gè).在題設(shè)條件下，設(shè)其體積為V，則根據(jù)氣態(tài)方程：

       有

       每個(gè)分子所占的空間體積為，分子間的距離為

21、解：該同學(xué)的解法不合理。（1分）

因?yàn)樵谑┘迂Q直向下的電場(chǎng)后，物體對(duì)桌面壓力N=mg+qE，因而物體受到的滑動(dòng)摩擦力f=mN=m(mg+qE)，而這位同學(xué)仍用f=mmg來(lái)計(jì)算摩擦力做的功。（2分）

正確解答：

未加電場(chǎng)：mg（H-h）-mmgS_AC=0                                      （1分）

加電場(chǎng)后：（mg+qE）（H-h）-m（mg+qE）S_AC=    （2分）

[ 聯(lián)解上述兩式得：   u=u₀=4米/秒]

運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)的公式：       （2分）

 得：S==4                   （2分）

22、、解：由閉合電路歐姆定律作aP兩端的U_ap―I圖像，因圖上任意一點(diǎn)的U_ap與I所對(duì)應(yīng)的矩形面積是外電路電阻R_x的輸出功率，從而由已知R_x的功率求出對(duì)應(yīng)的R_x值。

根據(jù)閉合電路歐姆定律

作圖像如圖所示，由圖可分析找到滑動(dòng)變阻器的發(fā)熱功率為9W的A點(diǎn)和B點(diǎn)，所以R_x有兩個(gè)值。

23、解：(1)輸電線冰層體積V_冰=πR²L，由于對(duì)稱性塔尖上所受壓力的增加量等于一根輸電線上冰層的重力，即ΔN=ρgV_冰=ρgπR²L。

    (2)輸電線與冰層的總質(zhì)量為：M=m₀L+ρπR²L，輸電線受到三個(gè)力作用，由共點(diǎn)力平衡條件得：

    2F₁cosθ=m₀gL+ρgπR²L   

最高點(diǎn)所受拉力為：

    由半根輸電線的受力可得最低點(diǎn)的拉力為

    (3)設(shè)鐵塔被冰包裹時(shí)的質(zhì)量為m`，則

    鐵塔即將翻倒時(shí)受到重力、地面拉力和輸電線拉力作用，以―端為軸，R取最大值時(shí)有：

24、解：（1）由題意知圓環(huán)所在處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B為：   ……①

圓環(huán)的有效切割長(zhǎng)度為其周長(zhǎng)即： ……②

圓環(huán)的電阻R_電為：……③

當(dāng)環(huán)速度為v時(shí)，切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為：……④

電流為：     ……⑤

故圓環(huán)速度為v時(shí)電功率為：P=I²R_電……⑥

聯(lián)立以上各式解得：……⑦

（2）當(dāng)圓環(huán)加速度為零時(shí)，有最大速度v_m

此時(shí)……⑧    由平衡條件……⑨

……⑩       聯(lián)立⑧⑨⑩解得……⑾

（3）由能量守恒定律……⑿

解得……⒀

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：③④⑤⑧⑨⑾⒀各2分，⑥⑦⑩各1分，⑿3分共20分