(2)若偏轉(zhuǎn)磁場的區(qū)域?yàn)閳A形.且與MN相切于G點(diǎn).如圖乙所示.其它條件不變.要保證上述粒子從G點(diǎn)垂直于MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場后不能打到MN邊界上.求磁場區(qū)域的半徑應(yīng)滿足的條件. 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)




(1)該粒子的比荷(q/m
(2)若偏轉(zhuǎn)磁場為半徑為的圓形區(qū)域,且與MN相切于G點(diǎn),如圖乙所示,其它條件不變.仍保證上述粒子從G點(diǎn)垂直于MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場,最終仍然到達(dá)照相底片上的H點(diǎn),則磁感應(yīng)強(qiáng)度的比值為多少?

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如圖所示,真空中有一以(r,0)為圓心、半徑為r的圓柱形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場的磁感強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向里.磁場的上方有兩等大的平行金屬板MN,兩板間距離為2r.從O點(diǎn)向不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子,質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)軌跡均在紙面內(nèi).當(dāng)質(zhì)子進(jìn)入兩板間時(shí)兩板間可立即加上如圖所示的電壓,且電壓從t=0開始變化,電壓的最大值為,已知質(zhì)子的電荷量為e,質(zhì)量為m,質(zhì)子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r,不計(jì)重力,求:

(1)質(zhì)子進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小;

(2)若質(zhì)子沿x軸正方向射入磁場,到達(dá)M板所需的時(shí)間為多少?

(3)若質(zhì)子沿與x軸正方向成某一角度θ的速度射入磁場時(shí),粒子離開磁場后能夠平行于金屬板進(jìn)入兩板間,求θ的范圍以及質(zhì)子打到M板時(shí)距坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離。

【答案】(1)(2)

【解析】(1)由牛頓第二定律: …………(1分)

解得: ………………(1分)

(2)如圖:質(zhì)子在磁場運(yùn)動(dòng)周期,………………(2分)

進(jìn)入MN間

在0到時(shí)間內(nèi),質(zhì)子不受電場力………………(1分)

到T時(shí)間內(nèi),質(zhì)子受的電場力。  ………………(1分)

 ………………(1分)   ………………(1分)

 ………………(1分)         ………………(1分)

因此

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如圖所示,真空中有一以(r,0)為圓心、半徑為r的圓柱形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場的磁感強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向里.磁場的上方有兩等大的平行金屬板MN,兩板間距離為2r.從O點(diǎn)向不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子,質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)軌跡均在紙面內(nèi).當(dāng)質(zhì)子進(jìn)入兩板間時(shí)兩板間可立即加上如圖所示的電壓,且電壓從t=0開始變化,電壓的最大值為,已知質(zhì)子的電荷量為e,質(zhì)量為m,質(zhì)子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r,不計(jì)重力,求:
(1)質(zhì)子進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小;
(2)若質(zhì)子沿x軸正方向射入磁場,到達(dá)M板所需的時(shí)間為多少?
(3)若質(zhì)子沿與x軸正方向成某一角度θ的速度射入磁場時(shí),粒子離開磁場后能夠平行于金屬板進(jìn)入兩板間,求θ的范圍以及質(zhì)子打到M板時(shí)距坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離。

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如圖所示,真空中有一以(r,0)為圓心、半徑為r的圓柱形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場的磁感強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向里.磁場的上方有兩等大的平行金屬板MN,兩板間距離為2r.從O點(diǎn)向不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子,質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)軌跡均在紙面內(nèi).當(dāng)質(zhì)子進(jìn)入兩板間時(shí)兩板間可立即加上如圖所示的電壓,且電壓從t=0開始變化,電壓的最大值為,已知質(zhì)子的電荷量為e,質(zhì)量為m,質(zhì)子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r,不計(jì)重力,求:

(1)質(zhì)子進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小;

(2)若質(zhì)子沿x軸正方向射入磁場,到達(dá)M板所需的時(shí)間為多少?

(3)若質(zhì)子沿與x軸正方向成某一角度θ的速度射入磁場時(shí),粒子離開磁場后能夠平行于金屬板進(jìn)入兩板間,求θ的范圍以及質(zhì)子打到M板時(shí)距坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離。

【答案】(1)(2)

【解析】(1)由牛頓第二定律: …………(1分)

解得: ………………(1分)

(2)如圖:質(zhì)子在磁場運(yùn)動(dòng)周期,………………(2分)

進(jìn)入MN間

在0到時(shí)間內(nèi),質(zhì)子不受電場力………………(1分)

到T時(shí)間內(nèi),質(zhì)子受的電場力。  ………………(1分)

 ………………(1分)   ………………(1分)

 ………………(1分)         ………………(1分)

因此

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如圖所示,真空中有一以(r,0)為圓心、半徑為r的圓柱形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場的磁感強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向里.磁場的上方有兩等大的平行金屬板MN,兩板間距離為2r.從O點(diǎn)向不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子,質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)軌跡均在紙面內(nèi).當(dāng)質(zhì)子進(jìn)入兩板間時(shí)兩板間可立即加上如圖所示的電壓,且電壓從t=0開始變化,電壓的最大值為,已知質(zhì)子的電荷量為e,質(zhì)量為m EMBE,質(zhì)子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r,不計(jì)重力,求:

(1)質(zhì)子進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小;

(2)若質(zhì)子沿x軸正方向射入磁場,到達(dá)M板所需的時(shí)間為多少?

(3)若質(zhì)子沿與x軸正方向成某一角度θθ>0)的速度射入磁場時(shí),粒子離開磁場后能夠平行于金屬板進(jìn)入兩板間,求θ的大小以及質(zhì)子打到M板時(shí)距坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離。

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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。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意

1.D       3B          3A          4C         5D

二、多項(xiàng)選擇題.本題共4小題,每小題4分,共16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意.全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分。

6.BC       7.BCD         8.AB         9.AD

三、簡答題.本題共3小題,共計(jì)44分.把答案填在答題卡相應(yīng)的橫線上或按題目要求作答.第10、11題為必做題,第12題有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組題,請(qǐng)?jiān)谄渲腥芜x兩組題作答;若三組均答,則以Ⅰ、Ⅱ兩組題計(jì)分.

10.(1)細(xì)線與軌道平行(或水平)。2分)  遠(yuǎn)小于 。2分)

  (2)兩小車從靜止開始作勻加速直線運(yùn)動(dòng),且兩小車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等。2分)

  (3)23.36(23.34-23.38均對(duì))。2分)  3 。2分)

11.(1)保護(hù)電源,防止短路。2分)

  (2)如右圖所示(有一處錯(cuò)就不給分) (2分)

  (3)多測幾組R、U,分別求出電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻r,再求E、r的平均值,利用圖象處理數(shù)據(jù)!。2分)

 

12.本題有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組題,請(qǐng)?jiān)谄渲腥芜x兩組作答;若三組均答,則以Ⅰ、Ⅱ兩組計(jì)分。

Ⅰ. (12分)(選修3-3試題)

1.BCD (全對(duì)得4分,不全對(duì)的,選對(duì)1個(gè)給1分,選錯(cuò)1個(gè)扣1分,扣完為止)

 

  2.(1)ACB過程內(nèi)能增加                (2分)

    ACB過程中  W1=-280J,Q1=410J

    由熱力學(xué)第一定律 UB-UA=W1+Q1=130J      (2分)

        氣體內(nèi)能的變化量為130J

   (2)BDA過程中氣體放熱               (1分) 

        因?yàn)橐欢ㄙ|(zhì)量理想氣體的內(nèi)能只是溫度的函數(shù),BDA過程中氣體內(nèi)能變化量

              UA-UB=-130J      。1分) 

    由題知      。200J

    由熱力學(xué)第一定律   UA-UB=W2+Q2

              Q2=-330J        。2分)

    放出熱量330J

 

Ⅱ. (12分)(選修3-3試題)

1.BEF (全對(duì)得4分,不全對(duì)的,選對(duì)1個(gè)給1分,選錯(cuò)1個(gè)扣1分,扣完為止)

2.(1)v=               。3分)

。2)如圖,設(shè)紅光折射角為γ1,紫光折射角為γ2,根據(jù)折射定律有:

   紅光 n1 。1分)

      cosγ1   。1分)

      tanγ1   。1分)

   同理,紫光 n2  tanγ2

   解得 Δx=d tanγ1-d tanγ2=dsini()     (2分)

 

Ⅲ.(12分)(選修3-5試題)

1.ADE。ㄈ珜(duì)得4分,不全對(duì)的,選對(duì)1個(gè)給1分,選錯(cuò)1個(gè)扣1分,扣完為止)

2.解:(1)       (3分)

。2)設(shè)釷核的反沖速度大小為v,由動(dòng)量守恒定律,得:

   0=mv0-(M-m)v              (1分)

        v=               (1分)

       。1分)

         。2分)

四、計(jì)算題或推導(dǎo)證明題.本題共4小題,共計(jì)45分.解答時(shí)請(qǐng)寫出必要的文字說明、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,答案中必須明確寫出數(shù)值的單位。

13.解:(1)汽車開始做勻加速度運(yùn)動(dòng)

                   (1分)

      解得           。2分)

(2)汽車滑行減速過程加速度為a2

                      a2  (1分)

 由牛頓第二定律  。璮=ma2                 (1分)

  解得       f=4×103N        (1分)

  (3)開始汽車加速過程中加速度a1

            S0a1t2                  (1分)

由牛頓第二定律  F-f=ma1                  (1分)

解得      F=f+ma1=6×103N     (1分)

 

14.解:(1)粒子經(jīng)過電場加速,進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場時(shí)速度為v

   有         qU=mv2           ①         (1分)

進(jìn)入磁場后做圓周運(yùn)動(dòng),軌道半徑為r

qvB=m      ②     (2分)

   打到H點(diǎn)有    r=         ③     (1分)

由①③②得    

(2)要保證所有粒子都不能打到MN邊界上,粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)俯角小于90°,臨界狀態(tài)為90°,如圖所示,磁場區(qū)半徑

           R=r=            (2分)

   所以磁場區(qū)域半徑滿足R≤          。2分)

 

15.解:設(shè)乙靜止時(shí)AP間距離為h,則由幾何關(guān)系得

        d2+h2=(2d-h(huán))2           (1分)

解得          h=          。1分)

對(duì)滑輪受力分析如圖,則有

FT+FTcosθ=mg            (1分)

FTsinθ=F        。1分)

解得:     F=mg         (2分)

(2)乙在滑動(dòng)過程中機(jī)械能守恒,滑到繩的中點(diǎn)位置最低,速度最大。此時(shí)APB三點(diǎn)構(gòu)成一正三角形。

P與AB的距離為 h/=dcos30°=         (2分)

由機(jī)械能守恒有  mg(h/-h(huán))=    。2分)

解得          。2分)

16.解:(1)ab桿在位移L到3L的過程中,由動(dòng)能定理

         F(3L-L)=    。1分)

 ab桿在磁場中發(fā)生L過程中,恒力F做的功等于ab桿增加的動(dòng)能和回路產(chǎn)生的電能

         FL=       。2分)

解得            。2分)

ab桿在離開磁場前瞬間,水平方向上受安培力F和外力F作用,加速度a,

                          (1分)

                           (1分)

 解得            (2分)

(2)當(dāng)磁場按Bt=Bcos t規(guī)律變化時(shí),閉合回路的磁通量Φ的變化規(guī)律為

Φ==Bcosωt=BL2cosωt

   該過程中穿過線圈的磁通量,與線圈在磁場中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律相同,因此回路中產(chǎn)生交流電。

   電動(dòng)勢(shì)最大值

       Em=BωL2           。2分)

     磁場減小到零,相當(dāng)于線圈轉(zhuǎn)過90°,經(jīng)歷四分之一周期,過程中產(chǎn)生的電熱

       Q2        (2分)

       T=

  解得             。2分)

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