题目列表(包括答案和解析)
(18分)在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy,x轴沿水平方向,如图甲所示。第一象限内有竖直向上的匀强电场,第二象限内有一水平向右的匀强电场。某种发射装置(未画出)竖直向上发射出一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子(可视为质点),该粒子以v0的初速度从x轴上的A点进入第二象限,并从y轴上的C点沿水平方向进入第一象限后能够沿水平方向运动到D点。已知OA、OC距离相等,CD的距离为
OC,E点在D点正下方,位于x轴上,重力加速度为g。则:
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(1)求粒子在C点的速度大小以及OC之间的距离;
(2)若第一象限同时存在按如图乙所示规律变化的磁场,磁场方向垂直纸面,(以垂直纸面向外的磁场方向为正方向,图中B0,T0均为未知量),并且在
时刻粒子由C点进入第一象限,且恰好也能通过同一水平线上的D点,速度方向仍然水平。若粒子在第一象限中运动的周期与磁场变化周期相同,求交变磁场变化的周期;
(3)若第一象限仍同时存在按如图乙所示规律变化的磁场(以垂直纸面向外的磁场方向为正方向,图中B0,T0均为未知量),调整图乙中磁场变化的周期,让粒子在t=0时刻由C点进入第一象限,且恰能通过E点,求交变磁场的磁感应强度B0应满足的条件。
在竖直平面内,一根光滑金属杆弯成如图所示形状,相应的曲线方程为y=2.5cos(kx+π)(单位:m),式中k=1m-1。将一光滑小环套在该金属杆上,开始时小环静止于金属杆的最低点,给小环以v0=10m/s的水平初速度沿杆向右运动。取重力加速度g=10m/s2,关于小环的运动,下列说法正确的是 ( )
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A.金属杆对小环不做功
B.小环沿x轴方向的分运动为匀速运动
C.小环能到达金属杆的最高点
D.小环不能到达金属杆的最高点
(18分)在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy,x轴沿水平方向,如图甲所示。第一象限内有竖直向上的匀强电场,第二象限内有一水平向右的匀强电场。某种发射装置(未画出)竖直向上发射出一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子(可视为质点),该粒子以v0的初速度从x轴上的A点进入第二象限,并从y轴上的C点沿水平方向进入第一象限后能够沿水平方向运动到D点。已知OA、OC距离相等,CD的距离为
OC,E点在D点正下方,位于x轴上,重力加速度为g。则:![]()
(1)求粒子在C点的速度大小以及OC之间的距离;
(2)若第一象限同时存在按如图乙所示规律变化的磁场,磁场方向垂直纸面,(以垂直纸面向外的磁场方向为正方向,图中B0,T0均为未知量),并且在
时刻粒子由C点进入第一象限,且恰好也能通过同一水平线上的D点,速度方向仍然水平。若粒子在第一象限中运动的周期与磁场变化周期相同,求交变磁场变化的周期;
(3)若第一象限仍同时存在按如图乙所示规律变化的磁场(以垂直纸面向外的磁场方向为正方向,图中B0,T0均为未知量),调整图乙中磁场变化的周期,让粒子在t=0时刻由C点进入第一象限,且恰能通过E点,求交变磁场的磁感应强度B0应满足的条件。
一、1、C 2、B 3、C 4、C 5、C 6、C 7、D 8、ACD
二、实验题:(18分)将答案填在题目的空白处,或者要画图连线。
9、(9分)①(2分)P
②(3分)3.66×10-3(或3.7×10-3); 0.54%
在实验误差允许范围内,可认为系统在碰前的动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、本大题共三小题共计54分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题.答案中必须明确写出数值和单位
11、(16分)(1)(4分)加速度大小 a = 20m/s2 (1分)
根据牛顿第二定律 Eq = ma (1分)
解得场强 E = 2.0×104N/C (1分)
方向沿x轴负方向 (1分)
(2)(6分)物体在O点的初速度 v0 = 6.0m/s (1分)
减速时间 t1 =
= 0.3s
(1分)
0.3s内经过的路程 x1
=
= 0.9 m (1分)
后0.2s物体做匀加速直线运动,经过的路程
x2 =
= 0.4m
(1分)
0.5s内物体经过的路程 s = x1+x2 = 1.3m (2分)
(3)(6分)第0.6s末带电物体回到坐标原点O (1分)
之后的0.2s物体以初速度v0做类平抛运动
在y方向根据牛顿第二定律
Eq ? mg = ma′ (1分)
(1分)
解得物体在y方向经过的距离y0 = 0.2m (1分)
电场力做功 W = Eq y0 = 8.0×10-3J (1分)
所以电势能减少8.0×10-3J (1分)
(或电势能的变化量为 ∆EP = ? 8.0×10-3J)
12、(18分)(1)飞机水平速度不变
(1分)
y方向加速度恒定
(2分)
消去t即得
(2分)
由牛顿第二定律
(3分)
(2)升力做功
(3分)
在h处
(3分)
∴
(4分)
13、(20分)(1)当ab刚处于磁场时灯正好正常工作,U外=U,U内=2U,
(6分)
(2)因为匀速移动,所以在磁场区域经过棒ab的过程中,灯一直正常工作,故等L1消耗的电能为
(6分)
(3)棒与灯1并联后,再与2串联,所以要保证灯2不会烧坏就可以,即以灯2正常工作为准。
(8分)
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