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題目列表(包括答案和解析)

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區(qū)邊界垂直的有界勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E，場區(qū)寬度為L．在緊靠電場的右側(cè)空間分布著方向垂直于紙面的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，兩磁場的方向相反、分界面與電場邊界平行，且右邊磁場范圍足夠大．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，在電場和磁場存在的空間進(jìn)行周期性的運(yùn)動(dòng)．已知電場的右邊界到兩磁場分界面間的距離是帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑的
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倍，粒子重力不計(jì)．求：
（1）粒子經(jīng)電場加速后，進(jìn)入磁場的速度大��；
（2）粒子在磁場中運(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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(25分)如圖所示，兩個(gè)金屬輪A1、A2，可繞通過各自中心并與輪面垂直的固定的光滑金屬軸O1和O2轉(zhuǎn)動(dòng)，O1和O2相互平行，水平放置.每個(gè)金屬輪由四根金屬輻條和金屬環(huán)組成，A1輪的輻條長為a1、電阻為R1，A2輪的輻條長為a2、電阻為R2，連接輻條的金屬環(huán)的寬度與電阻都可以忽略.半徑為a0的絕緣圓盤D與A1同軸且固連在一起.一輕細(xì)繩的一端固定在D邊緣上的某點(diǎn)，繩在D上繞足夠匝數(shù)后，懸掛一質(zhì)量為m的重物P.當(dāng)P下落時(shí)，通過細(xì)繩帶動(dòng)D和A1繞O1軸轉(zhuǎn)動(dòng).轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，A1、A2保持接觸，無相對滑動(dòng)；兩輪與各自細(xì)軸之間保持良好的電接觸；兩細(xì)軸通過導(dǎo)線與一阻值為R的電阻相連.除R和A1、A2兩輪中輻條的電阻外，所有金屬的電阻都不計(jì).整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與轉(zhuǎn)軸平行.現(xiàn)將P釋放，試求P勻速下落時(shí)的速度.

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(25分)圖示為一固定不動(dòng)的絕緣的圓筒形容器的橫截面，其半徑為R，圓筒的軸線在O處.圓筒內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，磁場方向與圓筒的軸線平行，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.筒壁的H處開有小孔，整個(gè)裝置處在真空中.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子P以某一初速度沿筒的半徑方向從小孔射入圓筒，經(jīng)與筒壁碰撞后又從小孔射出圓筒.設(shè)：筒壁是光滑的，P與筒壁碰撞是彈性的，P與筒壁碰撞時(shí)其電荷量是不變的.若要使P與筒壁碰撞的次數(shù)最少，問：

1.P的速率應(yīng)為多少？

2.P從進(jìn)入圓筒到射出圓筒經(jīng)歷的時(shí)間為多少？

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(25分)圖中正方形ABCD是水平放置的固定梁的橫截面，AB是水平的，截面的邊長都是l.一根長為2l的柔軟的輕細(xì)繩，一端固定在A點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m的小球，初始時(shí)，手持小球，將繩拉直，繞過B點(diǎn)使小球處于C點(diǎn).現(xiàn)給小球一豎直向下的初速度v0，使小球與CB邊無接觸地向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)，分別取下列兩值時(shí)，小球?qū)⒋虻搅荷系暮翁帲?/p>

1.

2.

設(shè)繩的伸長量可不計(jì)而且繩是非彈性的.

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(25分)從赤道上的C點(diǎn)發(fā)射洲際導(dǎo)彈，使之精確地?fù)糁斜睒O點(diǎn)N，要求發(fā)射所用的能量最少.假定地球是一質(zhì)量均勻分布的半徑為R的球體，R=6400km.已知質(zhì)量為m的物體在地球引力作用下作橢圓運(yùn)動(dòng)時(shí)，其能量E與橢圓半長軸a的關(guān)系為式中M為地球質(zhì)量，G為引力常量.

　　

1.假定地球沒有自轉(zhuǎn)，求最小發(fā)射速度的大小和方向(用速度方向與從地心O到發(fā)射點(diǎn)C的連線之間的夾角表示).

2.若考慮地球的自轉(zhuǎn)，則最小發(fā)射速度的大小為多少？

3.試導(dǎo)出。

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一、單項(xiàng)選擇題：本題共5小題，每小題3分，共15分

題   號

1

2

3

4

5

答   案

D

C

B

C

D

二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分．每題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，錯(cuò)選或不答的得0分．

題   號

6

7

8

9

答   案

AD

BD

AC

AD

 

三、簡答題：本題分必做題（第10、11題）和選做題（第12題）兩部分，共計(jì)42分．請將解答填在答題卡相應(yīng)的位置．

10、10．2.80 m2/s2；     1.30 m/s（ m/s）；   

11、（1）乙同學(xué)；畫出的圖線是一條直線，容易求出電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻

   （2）如下圖所示

（3）0.75~1.2 （2分）；9000~11000

（4）電源內(nèi)阻過大

12．選做題（請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡上把所選題目對應(yīng)字母后的方框涂滿涂黑．如都作答則按A、B兩小題評分．）

A． (選修模塊3-3) (12分)

⑴0.12   ⑵A  ⑶減少，1×105J

B． (選修模塊3-4) (12分)

⑴  10，4，沿y軸正方向，5   ⑵  C   ⑶  ，紅

C． (選修模塊3-5) (12分)

⑴，（m1+m2―m3）c2    ⑵ C  ⑶ 40m/s

四、計(jì)算題：本題共3小題，共47分．解答時(shí)請寫出必要文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中須明確寫出數(shù)值和單位．

13、（1）打出粒子的速度都是相同的，在沿電場線方向速度大小為

                                   

所以打出速度大小為          

設(shè)速度方向與v0的夾角為θ，則 

（2）當(dāng)粒子由時(shí)刻進(jìn)入電場，向下側(cè)移最大，則

        

當(dāng)粒子由時(shí)刻進(jìn)入電場，向上側(cè)移最大，則

                                      

在距離O/中點(diǎn)下方至上方范圍內(nèi)有粒子打出．

14、⑴PQ在區(qū)域Ⅱ中距中間邊界，而MN在區(qū)域I 距中間邊界時(shí)，PQ邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢 

 MN邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢

故回路中的電動(dòng)勢V  

由于線框勻速運(yùn)動(dòng)，故水平拉力做的功等于線框中產(chǎn)生的焦耳熱，即

 

⑵設(shè)初速度為，勻速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后減速，MN邊到達(dá)中間界線時(shí)速度為，接著又勻速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，再減速，最后速度為0，則對跨越中間邊界的過程據(jù)動(dòng)量定理有

 

對跨越最右邊界的過程據(jù)動(dòng)量定理有     

線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢，電量

聯(lián)立化簡得   

由上式可得：        則    

故            則     

15、⑴ 木塊受到鉛塊提供的滑動(dòng)摩擦力

有鉛塊的那個(gè)木塊與地面間的最大靜摩擦力為

其余每個(gè)木塊與地面間的最大靜摩擦力為

設(shè)鉛塊到第n個(gè)木塊時(shí)，第n個(gè)木塊及后面的木塊開始在地面上滑動(dòng)，則

    得 n>11.5

即當(dāng)鉛塊滑到第12個(gè)木塊左端時(shí)，12、13兩木塊開始在地面上滑動(dòng)。

⑵ 鉛塊剛滑上第12個(gè)木塊左端時(shí)的速度滿足

解得

鉛塊滑動(dòng)的加速度，

此時(shí)第12、13的加速度

以第12、13兩木塊為參考系，鉛塊滑到第12個(gè)木塊右端時(shí)相對木塊的速度滿足

  

故鉛塊可以滑上第13個(gè)木塊，在第13個(gè)木塊上滑動(dòng)時(shí)，木塊的加速度為

以第13個(gè)木塊為參照，鉛塊相對木塊13靜止時(shí)滑行的距離為

所以，鉛塊最終停在第13塊木塊上，距離其左端0.107m。

 


同步練習(xí)冊答案