题目列表(包括答案和解析)
“嫦娥二号”卫星送入近地点高度200公里、远地点高度38万公里的直接奔月轨道，如图14甲所示．卫星奔月飞行约需112小时；当卫星到达月球附近的特定位置时，实施近月制动，进入近月点100公里的椭圆轨道．再经过两次轨道调整，进入100公里的极月圆轨道．| 1 | 6 |
1879年美国物理学家霍尔在研究载流导体在磁场中受力情况时，发现了一种新的电磁效应：将导体置于磁场中，并沿垂直磁场方向通入电流，则在导体中垂直于电流和磁场的方向会产生一个横向电势差，这种现象后来被称为霍尔效应，这个横向的电势差称为霍尔电势差。
（1）如图14甲所示，某长方体导体
的高度为
、宽度为
，其中的载流子为自由电子，其电荷量为
，处在与
面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为
。在导体中通有垂直于
面的电流，若测得通过导体的恒定电流为
，横向霍尔电势差为
，求此导体中单位体积内自由电子的个数。
（2）对于某种确定的导体材料，其单位体积内的载流子数目
和载流子所带电荷量
均为定值，人们将
定义为该导体材料的霍尔系数。利用霍尔系数
已知的材料可以制成测量磁感应强度的探头，有些探头的体积很小，其正对横截面（相当于图14甲中的面）的面积可以在
以下，因此可以用来较精确的测量空间某一位置的磁感应强度。如图14乙所示为一种利用霍尔效应测磁感应强度的仪器，其中的探头装在探杆的前端，且使探头的正对横截面与探杆垂直。这种仪器既可以控制通过探头的恒定电流的大小，又可以监测出探头所产生的霍尔电势差，并自动计算出探头所测位置磁场的磁感应强度的大小，且显示在仪器的显示窗内。
①在利用上述仪器测量磁感应强度的过程中，对探杆的放置方位有何要求；
②要计算出所测位置磁场的磁感应强度，除了要知道
外，还需要知道哪个物理量，并用字母表示。推导出用上述这些物理量表示所测位置磁感应强度大小的表达式。
如图14甲所示，光滑的平行水平金属导轨
、
相距
，
在
点和
点间连接一个阻值为
的电阻，在两导轨间
矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为
的匀强磁场，磁感应强度为
。一质量为
、电阻为
、长度也刚好为的导体棒
垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距
。现用一个水平向右的力
拉棒，使它由静止开始运动，棒离开磁场前已做匀速直线运动，棒与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，随与初始位置的距离
变化的情况如图14乙，
已知。求：
（1）棒离开磁场右边界时的速度；
（2）棒通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能；
（3）满足什么条件时，棒进入磁场后一直做匀速运动。
如图14甲所示，光滑的平行水平金属导轨、
相距
，
在点和
点间连接一个阻值为
的电阻，在两导轨间
矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为
的匀强磁场，磁感应强度为
。一质量为
、电阻为
、长度也刚好为
的导体棒
垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距
。现用一个水平向右的力
拉棒
，使它由静止开始运动，棒
离开磁场前已做匀速直线运动，棒
与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，
随
与初始位置的距离
变化的情况如图14乙，
已知。求：
（1）棒离开磁场右边界时的速度；
（2）棒通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能；
（3）满足什么条件时，棒
进入磁场后一直做匀速运动。
示波管是示波器的核心部分，它主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，如图14甲所示。电子枪具有释放电子并使电子聚集成束以及加速的作用；偏转系统使电子束发生偏转；电子束打在荧光屏上形成光迹。这三部分均封装于真空玻璃壳中。已知电子的电荷量
=1．6×10
C，质量
=0．91×10
kg，电子所受重力及电子之间的相互作用力均可忽略不计，不考虑相对论效应。
（1）电子枪的三级加速可简化为如图14乙所示的加速电场，若从阴极逸出电子的初速度可忽略不计，要使电子被加速后的动能达到16×10
J，求加速电压
为多大；
（2）电子被加速后进入偏转系统，若只考虑电子沿Y（竖直）方向的偏转情况，偏转系统可以简化为如图14丙所示的偏转电场。偏转电极的极板长
=4．0cm，两板间距离
=1．0cm，极板右端与荧光屏的距离
=18cm，当在偏转电极上加
的正弦交变电压时，如果电子进入偏转电场的初速度
，求电子打在荧光屏上产生亮线的最大长度；
（3）如图14甲所示，电子枪中灯丝用来加热阴极，使阴极发射电子。控制栅极的电势比阴极的电势低，调节阴极与控制栅极之间的电压，可控制通过栅极电子的数量。现要使打在荧光屏上电子的数量增加，应如何调节阴极与控制栅极之间的电压。电子枪中
、
和
三个阳极除了对电子加速外，还共同完成对电子的聚焦作用，其中聚焦电场可简化为如图14丁所示的电场，图中的虚线是该电场的等势线。请简要说明聚焦电场如何实现对电子的聚焦作用。
第一部分 选择题（每题4分，共40分，漏选给2分，错选、不选给0分）
题号
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 非选择题（共110分）
13．（1）(4分)直径读数为
（每空2分，第一空最后一位估计允许偏差±
（2）(10分)
（a）实验电路图（2分，有错给0分）
（b） 110 W， 1.10 V。
（c）电动势E＝ 1.30 V，内电阻r＝__20__W.
（每空2分，有效数字不做要求）
14．（1）（2分）还需要的实验器材是：
刻度尺、天平（配砝码） ．（每项1分）
（2）（每空2分）
还缺哪些实验步骤： 平衡摩擦力（适当垫起长木板的左端，直至轻推滑块，滑块能在水平长木板上匀速滑行为止）
应控制的实验条件： 实验中保持
．
要验证的数学表达式：
（3）（每空2分）
W＝
； ΔEK＝
．
本题第（1）、（2）问可能会出现许多不同的解答，可参考以下方案给分：
解一：（1）天平（1分） 刻度尺（1分）
（2）所缺的步骤：在沙桶中装适量的细沙，直到轻推滑块，滑块能在水平长木板上匀速运动为止（2分），用天平测出此时沙和小桶的总质量m′（2分）．
本实验最终要验证的数学表达式
（2分）
解二：（1）天平（1分） 刻度尺（1分）
（2）所缺的步骤：在沙桶中装适量的细沙直到轻推滑块，滑块能在水平长木板上匀速运动为止（2分），用天平测出此时沙和小桶的总质量m′（1分）．实验中保持．（1分）
本实验最终要验证的数学表达式
（2分）
解三：（1）天平（1分） 刻度尺（1分） 小木块（1分）
（2）所缺的步骤：先将空的小沙桶从滑轮上取下，用天平测定小沙桶的质量
（2分），再将空的小沙桶挂回，用小木块将长木板的左端稍稍垫起，直至轻推滑块，滑块能在水平长木板上匀速滑行为止（1分）．
本实验最终要验证的数学表达式（2分）
解四：（1）天平（1分） 刻度尺（1分） 小木块（1分）
（2）所缺的步骤：先将小沙桶和滑块的连线断开，用小木块将长木板的左端稍稍垫起（1分），直至轻推滑块，滑块能在水平长木板上匀速滑行为止（1分）．实验中保持．（1分）
本实验最终要验证的数学表达式
（2分）
解五：（1）天平（1分） 刻度尺（1分） 小木块（1分）
（2）所缺的步骤：先将空的小沙桶从滑轮上取下，用天平测定小沙桶的质量（1分），再将空的小沙桶挂回，用小木块将长木板的左端稍稍垫起，直至轻推滑块，滑块能在水平长木板上匀速滑行为止（1分）．实验中保持．（1分）
本实验最终要验证的数学表达式
（2分）
15．（10分）解：着陆器从高度为h处平抛到第二次着陆，由机械能守恒有：
2分
得出月球表面的重力加速度为：
………①
3分
当卫星的轨道半径为月球半径R时，发射速度最小，设最小速度为
，由万有引力（约等于重力）提供向心力有：
………② 2分
由①②式可得出：
………③ 3分
16．（12分）
解：（1）由左手定则和题意知，小球带负电 ………2分
设小球第一次到达最低点时的速度为v，则由动能定理（或由机械能守恒定律）可得：
………2分
在最低点由向心力公式得：
………2分
解得：q=2.5×10
（2）根据机械能守恒定律，小球第二次到达最低点时，速度大小仍为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）金属杆做加速度不断减小的加速运动………2分
（2）由图象知：
时，
；
此时由于平衡
………2分
得：
………2分
（3）由图象知：
，
此时由牛顿第二定律：
………2分
即：
；………3分
解得：
………3分
18．（15分）
解：（1）因油滴在第Ⅱ、Ⅲ象限中做匀速直线运动，所以油滴受的合力为零，若油滴带负电，则其合力一定不为零；若油滴带正电，则其合力可以为零，所以油滴带正电．………3分
(2) 由平衡条件知：
………3分
………2分
（3）油滴从进入
区域到
点的过程由动能定理：
………3分
；………2分
………2分
19．(16分)
解：（1）对
球，从静止到碰
的过程由动
能定理：
；………1分
即：
得：
…1分
、碰撞由动量守恒，令水平向左为正：有：
………1分
得：
（向左）………1分
加上竖直向上的电场
后，整体
仍做圆周运动到最高点的过程由动能定理：
………1分
得： 
………1分
在最高点，由牛顿第二定律：
………1分
得：
………1分
（2）整体能完成圆周运动的条件是：在点：
………1分
即：
………1分
得：
………1分
、碰撞由动量守恒，令水平向左为正：有：
得：
………1分 由
得：
………1分
、碰撞由动量守恒，令水平向右为正：有：
得：
………1分 由
得：
………1分
所以，
满足的条件是：或………1分
20.（17分）
解：解:(1)质子在磁场中受洛仑兹力做匀速圆周运动，根据
牛顿第二定律有：
………2分
得半径为：
………2分
(2)由于质子的初速度方向与x轴正方向的夹角为300，
且半径恰好等于OA，因此质子将在磁场中做半个圆周
运动到达y轴上的C点，如图所示.
根据圆周运动的规律，质子做圆周运动的周期为:
………2分
质子从出发运动到第一次到达y轴的时间为:
………1分
质子进入电场时的速度方向与电场的方向相同，在电场中先做匀减速运动，速度减为零后反向做匀加速直线运动，设质子在电场中运动的时间为t2，根据牛顿第二定律有:
………2分，得
………1分
因此质子从开始运动到第二次到达y轴的时间为:
………2分．
(3)质子再次进入磁场时，速度的方向与电场的方向相同，在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动，到达y轴的D点.由几何关系得CD=2Rcos300 ………2分
则质子第二次到达y轴的位置为
………2分
即质子第三次到达y轴的坐标为（0，34.6）. ………1分
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