20.在如圖17所示的空間區(qū)域里.y軸左方有一勻強(qiáng)電場.場強(qiáng)方向跟y軸正方向成600角.大小為E=4.0×N/C,y軸右方有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場.磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.20T.有一質(zhì)子以速度v=2.0×106m/s.由x軸上的A點(diǎn)(10cm.0)沿與x軸正方向成300角斜向上射入磁場.在磁場中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后射入電場.后又回到磁場.經(jīng)磁場作用后又射入電場.已知質(zhì)子質(zhì)量近似為m=1.6×10-27kg.電荷q=1.6×10-19C.質(zhì)子重力不計(jì).求:(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)(1) 質(zhì)子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑.(2) 質(zhì)子從開始運(yùn)動(dòng)到第二次到達(dá)y軸所經(jīng)歷的時(shí)間.(3) 質(zhì)子第三次到達(dá)y軸的位置坐標(biāo). 2007―2008學(xué)年第一學(xué)期教學(xué)調(diào)研考試 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

在以坐標(biāo)原點(diǎn) O為圓心、半徑為 r的圓形區(qū)域內(nèi),存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,如圖17所示。 一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子從磁場邊界與 x軸的交點(diǎn) A處以速度 v沿-x方向射入磁場,它恰好從磁場邊界與 y軸的交點(diǎn) C處沿+y方向飛出。

(1)請判斷該粒子帶何種電荷,并求出其比荷q/m ;
(2)若磁場的方向和所在空間范圍不變,而磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變?yōu)?img src="http://thumb.1010pic.com/pic5/tikupic/89/3/1zfms2.png" style="vertical-align:middle;" />,該粒子仍從 A處以相同的速度射入磁場,但飛出磁場時(shí)的速度方向相對于入射方向改變了60°角,求磁感應(yīng)強(qiáng)度多大?此次粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間 t是多少?

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在以坐標(biāo)原點(diǎn) O為圓心、半徑為 r的圓形區(qū)域內(nèi),存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,如圖17所示。 一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子從磁場邊界與 x軸的交點(diǎn) A處以速度 v沿-x方向射入磁場,它恰好從磁場邊界與 y軸的交點(diǎn) C處沿+y方向飛出。

(1)請判斷該粒子帶何種電荷,并求出其比荷q/m ;

(2)若磁場的方向和所在空間范圍不變,而磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變?yōu)?img src="http://thumb.1010pic.com/pic6/res/gzwl/web/STSource/2013032608313892181780/SYS201303260832142812141229_ST.files/image002.png">,該粒子仍從 A處以相同的速度射入磁場,但飛出磁場時(shí)的速度方向相對于入射方向改變了60°角,求磁感應(yīng)強(qiáng)度多大?此次粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間 t是多少?

 

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第一部分  選擇題(每題4分,共40分,漏選給2分,錯(cuò)選、不選給0分)

題號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

答案

B

CD

C

BC

ABC

BD

AC

BD

AC

CD

AC

CD

第二部分 非選擇題(共110分)

13.(1)(4分)直徑讀數(shù)為  2.010   mm; 長度是  11.45   mm

(每空2分,第一空最后一位估計(jì)允許偏差±0.001mm,第二空答案是唯一的)

(2)(10分)

(a)實(shí)驗(yàn)電路圖(2分,有錯(cuò)給0分)

(b)  110   W,    1.10   V。

(c)電動(dòng)勢E=  1.30  V,內(nèi)電阻r=__20__W.

(每空2分,有效數(shù)字不做要求)

14.(1)(2分)還需要的實(shí)驗(yàn)器材是:

   刻度尺、天平(配砝碼)  .(每項(xiàng)1分)

(2)(每空2分)

還缺哪些實(shí)驗(yàn)步驟: 平衡摩擦力(適當(dāng)墊起長木板的左端,直至輕推滑塊,滑塊能在水平長木板上勻速滑行為止)

 

應(yīng)控制的實(shí)驗(yàn)條件: 實(shí)驗(yàn)中保持

 

要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式:

 

(3)(每空2分)

W=;    ΔEK

本題第(1)、(2)問可能會出現(xiàn)許多不同的解答,可參考以下方案給分:

解一:(1)天平(1分)   刻度尺(1分)

(2)所缺的步驟:在沙桶中裝適量的細(xì)沙,直到輕推滑塊,滑塊能在水平長木板上勻速運(yùn)動(dòng)為止(2分),用天平測出此時(shí)沙和小桶的總質(zhì)量m′(2分).

本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式(2分)

解二:(1)天平(1分)   刻度尺(1分) 

(2)所缺的步驟:在沙桶中裝適量的細(xì)沙直到輕推滑塊,滑塊能在水平長木板上勻速運(yùn)動(dòng)為止(2分),用天平測出此時(shí)沙和小桶的總質(zhì)量m′(1分).實(shí)驗(yàn)中保持.(1分)

本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式(2分)

解三:(1)天平(1分)   刻度尺(1分)   小木塊(1分)

(2)所缺的步驟:先將空的小沙桶從滑輪上取下,用天平測定小沙桶的質(zhì)量(2分),再將空的小沙桶掛回,用小木塊將長木板的左端稍稍墊起,直至輕推滑塊,滑塊能在水平長木板上勻速滑行為止(1分).

本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式(2分)

解四:(1)天平(1分)   刻度尺(1分)   小木塊(1分)

(2)所缺的步驟:先將小沙桶和滑塊的連線斷開,用小木塊將長木板的左端稍稍墊起(1分),直至輕推滑塊,滑塊能在水平長木板上勻速滑行為止(1分).實(shí)驗(yàn)中保持.(1分)

本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式(2分)

解五:(1)天平(1分)   刻度尺(1分)    小木塊(1分)  

(2)所缺的步驟:先將空的小沙桶從滑輪上取下,用天平測定小沙桶的質(zhì)量(1分),再將空的小沙桶掛回,用小木塊將長木板的左端稍稍墊起,直至輕推滑塊,滑塊能在水平長木板上勻速滑行為止(1分).實(shí)驗(yàn)中保持.(1分)

本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式(2分)

 

15.(10分)解:著陸器從高度為h處平拋到第二次著陸,由機(jī)械能守恒有:

                            2分

得出月球表面的重力加速度為:………①         3分

當(dāng)衛(wèi)星的軌道半徑為月球半徑R時(shí),發(fā)射速度最小,設(shè)最小速度為,由萬有引力(約等于重力)提供向心力有:

………②                                    2分

   由①②式可得出:………③     3分

 

    

16.(12分)

解:(1)由左手定則和題意知,小球帶負(fù)電   ………2分

設(shè)小球第一次到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度為v,則由動(dòng)能定理(或由機(jī)械能守恒定律)可得: ………2分

在最低點(diǎn)由向心力公式得:

………2分

解得:q=2.5×10-3C ………1分

(2)根據(jù)機(jī)械能守恒定律,小球第二次到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),速度大小仍為v………2分

由向心力公式得:………2分

解得:F=5.5×10-2N………1分

 

17.(14分)

解:(1)金屬桿做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng)………2分

(2)由圖象知:

   時(shí),

   此時(shí)由于平衡………2分

   得:………2分

(3)由圖象知:,

此時(shí)由牛頓第二定律:………2分

即:;………3分

解得:………3分

 

18.(15分)

解:(1)因油滴在第Ⅱ、Ⅲ象限中做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以油滴受的合力為零,若油滴帶負(fù)電,則其合力一定不為零;若油滴帶正電,則其合力可以為零,所以油滴帶正電.………3分

 (2) 由平衡條件知: ………3分

 ………2分                 

(3)油滴從進(jìn)入區(qū)域到點(diǎn)的過程由動(dòng)能定理:

   ………3分

   ;………2分

   ………2分

19.(16分)

解:(1)對球,從靜止到碰的過程由動(dòng)

能定理:;………1分

即:

得:…1分

    、碰撞由動(dòng)量守恒,令水平向左為正:有:………1分

    得:(向左)………1分

     加上豎直向上的電場后,整體仍做圓周運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過程由動(dòng)能定理:

      ………1分

     得: ………1分

    在最高點(diǎn),由牛頓第二定律:………1分

    得:………1分

(2)整體能完成圓周運(yùn)動(dòng)的條件是:在點(diǎn):………1分

即:    ………1分

得:………1分

、碰撞由動(dòng)量守恒,令水平向左為正:有:

   得:  ………1分  由  得:………1分

、碰撞由動(dòng)量守恒,令水平向右為正:有:

得:  ………1分  由  得:………1分

所以,滿足的條件是:………1分

 

20.(17分)

解:解:(1)質(zhì)子在磁場中受洛侖茲力做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)

牛頓第二定律有:………2分

得半徑為:………2分

(2)由于質(zhì)子的初速度方向與x軸正方向的夾角為300

且半徑恰好等于OA,因此質(zhì)子將在磁場中做半個(gè)圓周

運(yùn)動(dòng)到達(dá)y軸上的C點(diǎn),如圖所示.

根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,質(zhì)子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為: ………2分

質(zhì)子從出發(fā)運(yùn)動(dòng)到第一次到達(dá)y軸的時(shí)間為: ………1分

質(zhì)子進(jìn)入電場時(shí)的速度方向與電場的方向相同,在電場中先做勻減速運(yùn)動(dòng),速度減為零后反向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)質(zhì)子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2,根據(jù)牛頓第二定律有:

………2分,得………1分

因此質(zhì)子從開始運(yùn)動(dòng)到第二次到達(dá)y軸的時(shí)間為: ………2分.

(3)質(zhì)子再次進(jìn)入磁場時(shí),速度的方向與電場的方向相同,在洛侖茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),到達(dá)y軸的D點(diǎn).由幾何關(guān)系得CD=2Rcos300  ………2分

則質(zhì)子第二次到達(dá)y軸的位置為

………2分

即質(zhì)子第三次到達(dá)y軸的坐標(biāo)為(0,34.6). ………1分

 

 

 

 


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