题目列表(包括答案和解析)
如图13-4-10所示,在真空中,半径为R=5L0的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.在磁场右侧有一对平行金属板M和N,两板间距离为d=6L0,板长为L=12L0,板的中心线O1O2与磁场的圆心O在同一直线上. 给M、N板加上电压U0,其变化情况如图13-4-11所示.有一电荷量为q、质量为m的带电的粒子,从M、N板右侧沿板的中心线,在t=0或t=T/4时刻以速率v向左射入M、N之间,粒子在M、N板的左侧刚好以平行于M、N板的速度射出.若上述粒子经磁场后又均能平行于M、N极板返回电场,而电场变化的周期T未知,求磁场磁感应强度B相应必须满足的条件.(不计粒子重力)
如图所示,在真空中,半径为R=5L0的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.在磁场右侧有一对平行金属板M和N,两板间距离为d=6L0,板长为L=12L0,板的中心线O1O2与磁场的圆心O在同一直线上.有一电荷量为q、质量为m的带电的粒子,以速度v0从圆周上的a点沿垂直于半径OO1并指向圆心的方向进入磁场平面,当从圆周上的O1点水平飞出磁场时,给M、N板加上如下图所示电压,最后粒子刚好以平行于M板的速度,从M板的边缘飞出(不计粒子重力).求
(1)磁场的磁感应强度;
(2)求交变电压的周期T和电压U0的值;
(3)若在t=时刻,该粒子从M、N板右侧沿板的中心线仍以速率v0向左射入M、N之间.求粒子从磁场中射出的点到a点的距离.
如图甲所示,在真空中,半径为R=5L0的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。在磁场右侧有一对平行金属板M和N,两板间距离为d=6L0,板长为L=12L0,板的中心线O1O2与磁场的圆心O在同一直线上。有一电荷量为-q、质量为m的带电粒子,以速度v0从圆周上的a点沿垂直于半径OO1并指向圆心的方向进入磁场平面,当从圆周上的O1点水平飞出磁场时,给M、N板加上如图乙所示电压,最后粒子刚好以平行于M板的速度从M板的边缘飞出(不计粒子重力)。
(1)求磁场的磁感应强度;
(2)求交变电压的周期T和电压U0的值;
(3)若在时刻,该粒子从M、N板右侧沿板的中心线仍以速率v0向左射入M、N之间,求粒子从磁场中射出的点到a点的距离。
如图1所示,在真空中,半径为R=5L0的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.在磁场右侧有一对平行金属板M和N,两板间距离为d=6L0,板长为L=12L0,板的中心线O1O2与磁场的圆心O在同一直线上.给M、N板加上电压U0,其变化情况如图2所示.有一电荷量为q、质量为m的带电的粒子,从M、N板右侧沿板的中心线,在t=0或t=T/4时刻以速率v向左射入M、N之间,粒子在M、N板的左侧刚好以平行于M、N板的速度射出.若上述粒子经磁场后又均能平行于M、N极板返回电场,而电场变化的周期T未知,求磁场磁感应强度B相应必须满足的条件.(不计粒子重力)
一、二、选择题。
1. C 2. C 3. A 4. D 5. B 6. AB 7. ABD 8. AC 9. BD
三、简答题.本题共2小题,共计20分.把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答.
10.(1)7.2 (2分) 8.695(8.692~8.698均对) (2分)
(2) ①a.平衡摩擦力(1分) b.钩码的重力远小于小车的总重力(1分)
②(2分,其它正确也得分) 钩码的重力和小车的总质量 (2分)
11.(10分)
(1)略(3分)
(2)(3)
(3)(4分)(写出正确结果即给满分)
,电压表的电阻为RV,开关闭合电,电路中电流为I,外电路总电阻为
根据闭合电路欧姆定律有:E=U+Ir=U+r,整理得:
可见图象为一条直线,故横坐标应表
直线的斜率为由此解得:
四.简答题:本题有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三组题,请在其中任选两组题作答;若三组题均答,则以Ⅰ、Ⅱ两组题计分,共24分,把答案填在题中的横线上或根据要求作答。
12.(1)BFH (全对得4分,不全对的,选对1个给1分,选错1个扣1分,扣完为止)
(2)解:
①如图,紫光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕S上的点E到亮区中心G的距离r就是所求最半径。
设紫光临界角为C,由全反射的知识: (2分)
由几何知识可知:
(1分)
(1分)
(1分)
所以有: =
(其他几何关系解法,只要正确参考上述步骤给分)
②紫色。(2分)
13.(1) CDF (全对得4分,不全对的,选对1个给1分,选错1个扣1分,扣完为止)
(2) 解:(1)由质量数和电荷数守恒可知:
(2分)
(2)由题设条件可求出质量亏损为:
△m=2.0136u×2-(3.0150-1.0087)u=0.0035u
所以释放的核能为: (2分)
(3)由动量和能量守恒有
解得: (1分)
(1分)
14.(1)飞机水平速度不变 ① y方向加速度恒定 ②
消去t即得 ③ 由牛顿第二定律 ④
(2)在h处 ⑥ ⑦
①~④式 共4分 ⑥~⑦式 共4分(用动能定理或其他解法正确同样给分)
15、(12分) (1)证明:因为行星的质量M=(R是行星的半径),(1分)
行星的体积V=R3,所以行星的平均密度==, (2分)
即T2=,是一个常量,对任何行星都相同。 (1分)
(2)空间探测器绕地球作圆周运动,有
由=得,空间站的轨道半径R= (1分)
=
随空间站一起运动时,空间探测器的动能为mv2== (1分)
随空间站一起运动时,空间探测器具有的机械能为
E1=-+mv2=-=- (2分)
(3)空间站要脱离地球的引力,机械能最小值为E∞=0,因此,对探测器做功为
W=E∞-E1= (2分)
由地面附近的重力加速度 得 2分)
16. (1) (3分)
在ab棒上升到最高点的过程中,根据能量守恒定律:
(2分)
Q=30J (1分) 电阻R上的热量:QR=Q/3=10J (1分)
(2)在0~T/4内, (1分)
在T/4~T/2内,
(2分)
在3T/4~T内 Q3=Q1= (1分)
++=5J (1分)解得:B0=0.5T (1分)
17.解:(1)粒子由a点进入磁场在洛仑兹力作用下做圆周运动,所以 ①(1分)
由题意知粒子圆周运动的半径: ② (1分)
由①、②得:(2分)
(2)据题意,粒子在电场中的运动时间为周期的整数倍,
即: 于是得: (1分)
粒子在电场中运动侧向总位移: (2分)
带入已知量计算得: (1分)
(3)由粒子在磁场中的受力可判断粒子带负电,粒子在时刻进入电场后向N板偏转,由题意知粒子应刚好平行于N板从N板的边缘水平飞出.并沿着水平方向进入磁场.
如图,设粒子从B点进入磁场,从C点射出,O"点为粒子圆周运动的圆心,由(1)知:,所以OBO''C为菱形,故有, (2分)
由于粒子水平射出,故O"B⊥v0,于是OC⊥v0,方向竖直,故aOC共线,
所以射出的点到a点的距为:aC=2R=
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