題目列表(包括答案和解析)
(18分)在豎直平面內(nèi)建立一平面直角坐標(biāo)系xoy,x軸沿水平方向,如圖甲所示。第一象限內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),第二象限內(nèi)有一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)。某種發(fā)射裝置(未畫(huà)出)豎直向上發(fā)射出一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(可視為質(zhì)點(diǎn)),該粒子以v0的初速度從x軸上的A點(diǎn)進(jìn)入第二象限,并從y軸上的C點(diǎn)沿水平方向進(jìn)入第一象限后能夠沿水平方向運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)。已知OA、OC距離相等,CD的距離為OC,E點(diǎn)在D點(diǎn)正下方,位于x軸上,重力加速度為g。則:
(1)求粒子在C點(diǎn)的速度大小以及OC之間的距離;
(2)若第一象限同時(shí)存在按如圖乙所示規(guī)律變化的磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面,(以垂直紙面向外的磁場(chǎng)方向?yàn)檎较,圖中B0,T0均為未知量),并且在時(shí)刻粒子由C點(diǎn)進(jìn)入第一象限,且恰好也能通過(guò)同一水平線上的D點(diǎn),速度方向仍然水平。若粒子在第一象限中運(yùn)動(dòng)的周期與磁場(chǎng)變化周期相同,求交變磁場(chǎng)變化的周期;
(3)若第一象限仍同時(shí)存在按如圖乙所示規(guī)律變化的磁場(chǎng)(以垂直紙面向外的磁場(chǎng)方向?yàn)檎较,圖中B0,T0均為未知量),調(diào)整圖乙中磁場(chǎng)變化的周期,讓粒子在t=0時(shí)刻由C點(diǎn)進(jìn)入第一象限,且恰能通過(guò)E點(diǎn),求交變磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0應(yīng)滿足的條件。
在豎直平面內(nèi),一根光滑金屬桿彎成如圖所示形狀,相應(yīng)的曲線方程為y=2.5cos(kx+π)(單位:m),式中k=1m-1。將一光滑小環(huán)套在該金屬桿上,開(kāi)始時(shí)小環(huán)靜止于金屬桿的最低點(diǎn),給小環(huán)以v0=10m/s的水平初速度沿桿向右運(yùn)動(dòng)。取重力加速度g=10m/s2,關(guān)于小環(huán)的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.金屬桿對(duì)小環(huán)不做功
B.小環(huán)沿x軸方向的分運(yùn)動(dòng)為勻速運(yùn)動(dòng)
C.小環(huán)能到達(dá)金屬桿的最高點(diǎn)
D.小環(huán)不能到達(dá)金屬桿的最高點(diǎn)
(18分)在豎直平面內(nèi)建立一平面直角坐標(biāo)系xoy,x軸沿水平方向,如圖甲所示。第一象限內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),第二象限內(nèi)有一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)。某種發(fā)射裝置(未畫(huà)出)豎直向上發(fā)射出一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(可視為質(zhì)點(diǎn)),該粒子以v0的初速度從x軸上的A點(diǎn)進(jìn)入第二象限,并從y軸上的C點(diǎn)沿水平方向進(jìn)入第一象限后能夠沿水平方向運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)。已知OA、OC距離相等,CD的距離為OC,E點(diǎn)在D點(diǎn)正下方,位于x軸上,重力加速度為g。則:
(1)求粒子在C點(diǎn)的速度大小以及OC之間的距離;
(2)若第一象限同時(shí)存在按如圖乙所示規(guī)律變化的磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面,(以垂直紙面向外的磁場(chǎng)方向?yàn)檎较,圖中B0,T0均為未知量),并且在時(shí)刻粒子由C點(diǎn)進(jìn)入第一象限,且恰好也能通過(guò)同一水平線上的D點(diǎn),速度方向仍然水平。若粒子在第一象限中運(yùn)動(dòng)的周期與磁場(chǎng)變化周期相同,求交變磁場(chǎng)變化的周期;
(3)若第一象限仍同時(shí)存在按如圖乙所示規(guī)律變化的磁場(chǎng)(以垂直紙面向外的磁場(chǎng)方向?yàn)檎较,圖中B0,T0均為未知量),調(diào)整圖乙中磁場(chǎng)變化的周期,讓粒子在t=0時(shí)刻由C點(diǎn)進(jìn)入第一象限,且恰能通過(guò)E點(diǎn),求交變磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0應(yīng)滿足的條件。
一、1、C 2、B 3、C 4、C 5、C 6、C 7、D 8、ACD
二、實(shí)驗(yàn)題:(18分)將答案填在題目的空白處,或者要畫(huà)圖連線。
9、(9分)①(2分)P
②(3分)3.66×10-3(或3.7×10-3); 0.54%
在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi),可認(rèn)為系統(tǒng)在碰前的動(dòng)量和碰后的支量是相等的。
③(2分)D
④(2分)
10、(9分)(1)(3分)2.90,3.50,V1,(2)(6分)E=b/(1-k),I不可以,U1-U2,
三、本大題共三小題共計(jì)54分.解答時(shí)請(qǐng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟.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)值和單位
11、(16分)(1)(4分)加速度大小 a = 20m/s2 (1分)
根據(jù)牛頓第二定律 Eq = ma (1分)
解得場(chǎng)強(qiáng) E = 2.0×104N/C (1分)
方向沿x軸負(fù)方向 (1分)
(2)(6分)物體在O點(diǎn)的初速度 v0 = 6.0m/s (1分)
減速時(shí)間 t1 = = 0.3s (1分)
0.3s內(nèi)經(jīng)過(guò)的路程 x1 = = 0.9 m (1分)
后0.2s物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)的路程
x2 = = 0.4m (1分)
0.5s內(nèi)物體經(jīng)過(guò)的路程 s = x1+x2 = 1.3m (2分)
(3)(6分)第0.6s末帶電物體回到坐標(biāo)原點(diǎn)O (1分)
之后的0.2s物體以初速度v0做類平拋運(yùn)動(dòng)
在y方向根據(jù)牛頓第二定律
Eq ? mg = ma′ (1分)
(1分)
解得物體在y方向經(jīng)過(guò)的距離y0 = 0.2m (1分)
電場(chǎng)力做功 W = Eq y0 = 8.0×10-3J (1分)
所以電勢(shì)能減少8.0×10-3J (1分)
(或電勢(shì)能的變化量為 ∆EP = ? 8.0×10-3J)
12、(18分)(1)飛機(jī)水平速度不變 (1分)
y方向加速度恒定 (2分)
消去t即得 (2分)
由牛頓第二定律 (3分)
(2)升力做功 (3分)
在h處 (3分)
∴ (4分)
13、(20分)(1)當(dāng)ab剛處于磁場(chǎng)時(shí)燈正好正常工作,U外=U,U內(nèi)=2U,
(6分)
(2)因?yàn)閯蛩僖苿?dòng),所以在磁場(chǎng)區(qū)域經(jīng)過(guò)棒ab的過(guò)程中,燈一直正常工作,故等L1消耗的電能為 (6分)
(3)棒與燈1并聯(lián)后,再與2串聯(lián),所以要保證燈2不會(huì)燒壞就可以,即以燈2正常工作為準(zhǔn)。(8分)
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