17.(18分)
(1)解:在反應時間內,汽車作勻速運動,行駛的距離為:
……………………2分
汽車剎車的過程,車做勻減速直線運動,由牛頓第二定律有:
……………………2分
得:a=5m/s2…………………………2分
剎車過程中汽車運動的距離為:
………………2分
所求距離為:………………2分
(2)解:設點電荷在AB兩連線中點處產(chǎn)生的場強為E1,所加的勻強 電場的場強為E0,
AB連線中點處的合場強為E。根據(jù)點電荷場強的計算公式:
A點電荷在AB連線中點處產(chǎn)生的場強為:
,方向由A指向B……………………2分
B點電荷在AB連線中點處產(chǎn)生的場強為:
,方向由A指向B。……………………2分
根據(jù)電場疊加原理:
E1=EA+EB=,
方向由A指向B………………………………1分
根據(jù)受電荷受力平衡和庫侖定律有:
方向由B指向A
……………………2分
根據(jù)電場疊加原理:
E=E1―E0=,方向由A指向B
………………1分
(評分說明:沒有按以上步驟計算,但結果正確的參照給分)
18.(17分)
解:(1)區(qū)域一是磁場,方向垂直紙面向里,
區(qū)域二是電場,方向由A指向C。
(評分說明:共4分,場區(qū)及方向正確的每項給1分)
(2)設電場強度的大小為E,電荷從C點進入?yún)^(qū)域一的速度為v。
從A到C電荷做初初零的加速直線運動,且過C點時速度方向與+x軸方向成45°角,有 ……………………① ………………2分
電荷進入?yún)^(qū)域一后,在洛侖茲力的作用下做勻速圓運動,運動軌跡如圖,有:
由題意及幾何關系:
………………③ ……………………2分 由①②③可得: ……………………2分 (3)電荷從坐標原點O第二次經(jīng)過x軸進入?yún)^(qū)域二,速度方向與電場方向垂直,電荷在電場中做類平拋運動,設經(jīng)過時間t民荷第三次經(jīng)過x軸,有: ……………………2分 所以: ……………………2分 即電荷第三次經(jīng)過x軸上的點坐標為(8,0) (評分說明:沒有必要文字說明或圖形輔助說明的要酌情扣分;其中第(3)的多種解法,正確的參照給分) 19.(16分) 解:(1)ab其剛進入水平導軌時,cd棒受到的安培力最大,此時它的加速度最大 設ab棒進入水平導軌的速度為v1 ab棒從圓弧導軌滑下機械能守恒: …………①
……………………2分 ab棒剛進入水平導軌時,設回路的感應電動勢為,由: ………………②
……………………1分 ………………③ ……………………1分 cd棒受到的安培力為: …………④ ……………………1分 根據(jù)牛頓第二定律,cd棒的最大加速度為: ……………………⑤ ……………………1分 得: ……………………⑥ ……………………2分 (2)離開導軌時,設cd棒的速度為棒的速度為。 ab棒與cd棒在水平導軌上運動, 動量守恒:………………⑦ ………………2分 依題意,有: ……………………⑧ 由平反轉運動知識:有:……………………⑨ ………………2分 根據(jù)動量守恒,兩棒在軌道上運動過程中產(chǎn)生的焦耳熱為: …………⑩ ………………2分 聯(lián)立①⑦⑨⑩得: …………11 ……………………2分 20.(17分) 解:設兩釘間的距離為d,小球的質量為m,繩與釘碰前,繩的拉力為F0、小球運動半徑為R0、圓周運動周期為T0,繩與釘?shù)谝淮巍⒌诙巍趎次相碰后,繩的拉力為F1、F2、……、Fn,小球圓周運動周期為T1、T2、……、Tn 由圖線可知:F0=5N,T0=12s、F1=6N………………1分 (1)整個運動過程中,小球動能Ek不變!1分 由為一定值……………………1分 據(jù)此:; 得: ……………………1分 再由:……………………1分 解得:(其中n=0、1、2……5)…………2分
由,為一定值!1分 據(jù)此: 即: …………………………1分 解得:………………1分 運動半周期的時間: (其中n=1、2、……5)………………2分 所以
5 6 7.5 10 15 30
6 5 4 3 2 1 (評分說明:作圖共4分,每作對1段給1分,沒有分析與計算的,作圖正確也不能給分,其它解法,正確的參照給分。)
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