題目列表(包括答案和解析)
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| q |
| m |
(18分)在平面直角坐標系的第一象限內存在一有界勻強磁場,該磁場的磁感應強度大小為B=0.1T,方向垂直于xOy平面向里,在坐標原點O處有一正離子放射源,放射出的正離子的比荷都為
=1×106C/kg,且速度方向與磁場方向垂直。若各離子間的相互作用和離子的重力都可以忽略不計。
(1)如圖甲所示,若第一象限存在直角三角形AOC的有界磁場,∠OAC=30°,AO邊的長度l=0.3m,正離子從O點沿x軸正方向以某一速度射入,要使離子恰好能從AC邊射出,求離子的速度大小及離子在磁場中運動的時間。
(2)如圖乙所示,若第一象限存在一未知位置的有界勻強磁場,正離子放射源放射出不同速度的離子,所有正離子入射磁場的方向均沿x軸正方向,且最大速度vm=4.0×10 4m/s,為保證所有離子離開磁場的時候,速度方向都沿y軸正方向,試求磁場的最小面積,并在圖乙中畫出它的形狀。
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(18分)在平面直角坐標系的第一象限內存在一有界勻強磁場,該磁場的磁感應強度大小為B=0.1T,方向垂直于xOy平面向里,在坐標原點O處有一正離子放射源,放射出的正離子的比荷都為
=1×106C/kg,且速度方向與磁場方向垂直。若各離子間的相互作用和離子的重力都可以忽略不計。
(1)如圖甲所示,若第一象限存在直角三角形AOC的有界磁場,∠OAC=30°,AO邊的長度l=0.3m,正離子從O點沿x軸正方向以某一速度射入,要使離子恰好能從AC邊射出,求離子的速度大小及離子在磁場中運動的時間。
(2)如圖乙所示,若第一象限存在一未知位置的有界勻強磁場,正離子放射源放射出不同速度的離子,所有正離子入射磁場的方向均沿x軸正方向,且最大速度vm=4.0×10 4m/s,為保證所有離子離開磁場的時候,速度方向都沿y軸正方向,試求磁場的最小面積,并在圖乙中畫出它的形狀。![]()
xOy平面內有許多電子(質量為m、電荷量為e),從坐標軸O不斷以相同的速率v0沿不同方向射入第一象限,如圖3所示.現加一個垂直于xOy平面向內、磁感應強度為B的勻強磁場,要求這些電子穿過磁場后都能平行于x軸向x正方向運動,求符合該條件磁場的最小面積.
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題號
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9
10
11
12
答案
B
C
CD
A
B
B
C
AD
BD
D
C
D
13.(1)2.030(2分) (2)75.2s(1分)1.88s (1分)
(3)例如:計算擺長時,漏加擺球半徑等于合理答案均給分。(2分)
14.
(由于實驗操作順序原因而寫成
)
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15.解:(1)根據動能定理可求帶電粒子剛進入偏轉管C時的瞬時速度.files/image123.gif)
由
得
①
(2)電場力提供了帶電粒子在偏轉管C內運動所需的向心力
②
由①②式得
(2分)
16.解:(1)設地球質量為
.飛船質量為
,則地球表面質量為
的某物體
, 所以
①
飛船在A點受到地球引力為
②
由①②得.files/image164.gif)
(2)飛船在預定圓軌道飛行的周期.files/image166.gif)
根據牛頓第二定律.files/image168.gif)
解得.files/image170.gif)
17.解:根據牛頓第二定律可知滑塊A在斜面上下滑的加速度
.files/image172.jpg)
①
設A到斜面底部的速度為
,所經時間為
②
當A恰好追上滑塊B時,滑塊A在水平底部經時間.files/image180.gif)
③
當A恰好能追上滑塊B, 滑塊B的速度恰好等于
,即
④
由①②③④解方程組得
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18.解因為
,所以粒子通過磁場的時間小于周期.files/image107.gif)
由于
得
① 由于
得
②
(1)當弦長最短,即由P進入Q飛出時,離子在磁場中運動時間最短
③
從幾何關系可知
④
由①②③④得
(2)當速度沿界面I豎直向上時,離子在磁場中運動時間最長,
從幾何關系可知
⑤
⑥
⑦
由于
⑧
由①②③④⑤⑥⑦⑧得.files/image215.gif)
解法二:由
得
.files/image219.gif)
同理可得.files/image221.gif)
19.解:(1)根據法拉第電磁感應定律可求
三段的感應電動勢
.files/image227.gif)
根據閉合電路歐姆定律求出bc兩點間的電勢差
.files/image229.gif)
金屬板間的電勢差為.files/image231.gif)
由平衡條件
可得.files/image235.gif)
(2)金屬棒所受安培力為.files/image237.gif)
加在金屬棒上拉力的功率 .files/image239.gif)
20.解:(1)根據機械能守恒定律 .files/image241.gif)
得物體P滑到B點時的速度為 .files/image243.gif)
(2)沒有傳送帶時,物塊離開B點后做平拋運動的時間為t:物塊從靜止的傳送帶右端水平拋出,在空中運動的時間也為
: .files/image246.gif)
水平位移為
,因此物體從傳送帶右端拋出的速度
.files/image250.gif)
根據動能定理.files/image252.gif)
所以傳送帶之間的動摩擦因數為.files/image254.gif)
(3)當傳送帶向右運動時,若傳送帶的速度
,即
時,物體在傳送帶上一直做勻減速運動,離開傳送帶的速度仍為
,落地的水平位移為
,即.files/image262.gif)
當傳送帶的速度
時,物體將會在傳送帶上先做一段勻變速運動,如果尚未到達傳送帶右端,速度即與傳送帶速度相同,此后物體將做勻速運動,而后以速度
離開傳送帶,
的最大值
為物體在傳送帶上一直加速而達到的速度。
由此解得.files/image272.gif)
當
,物體將以速度
離開傳送帶,因此得O、D之間的距離為
.files/image276.gif)
當
,即
時,物體從傳送帶右端飛出時的速度為
,O、D之間的距離為 .files/image283.gif)
綜合以上的結果,得出O、D之間的距離s隨速度變化的函數關系為
.files/image286.gif)
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