25.(22分) 如图所示,在直角坐标系的原点O处有一放射源,
向四周均匀发射速度大小相等、方向都平行于纸面的带
电粒子。在放射源右侧有一很薄的挡板,垂直于x轴放
置,挡板与xoy平面交线的两端M、N正好与原点O构成
等边三角形,为挡板与x轴的交点。在整个空间中,
有垂直于xoy平面向外的匀强磁场(图中未画出),带电
粒子在磁场中沿顺时针方向做匀速圆周运动。已知带电
粒子的质量为m,带电量大小为q,速度大小为υ,MN的长度为L。
(1)确定带电粒子的电性;
(2)要使带电粒子不打在挡板上,求磁感应强度的最小值;
(3)要使MN的右侧都有粒子打到,求磁感应强度的最大值。
(计算过程中,要求画出各临界状态的轨迹图)
24.(18分)如图所示,两块平行金属板MN、PQ竖直放置,两板间的电势差U =1.6×103V,现将一质量m =3.0×10-2kg、电荷量q = +4.0×10-5C的带电小球从两板左上方的A点以初速度v0 = 4.0m/s水平抛出,已知A点距两板上端的高度h =0.45m,之后小球恰好从MN板上端内侧M点进入两板间匀强电场,然后沿直线运动到PQ板上的C点,不计空气阻力,取g=10m/s2,求:
(1)带电小球到达M点时的速度大小;
(2)C点到PQ板上端的距离L;
(3)小球到达C点时的动能Ek。
23.(14分)一小孩坐在长L=1.0m的长方形滑板上从光滑的直冰道上滑下,直冰道与水平面间
的夹角θ=30°,在他下滑的过程中先后经过A、B两点,
整个滑板通过A、B两点所用时间分别为t1=0.2s、t2=0.1s ,
已知重力加速度为g=10m/s2,求滑板前端从A点运动到
B点所需的时间。
22.(18分)
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Ⅱ.(9分)利用计算机和力传感器可以比较精确地测量作用在挂钩上的力,并能得到挂钩所受的拉力随时间的变化图像,实验过程中挂钩位置可认为不变。某同学利用力传感器和单摆来验证机械能守恒,实验步骤如下:
①如图丙所示,固定力传感器M;
②取一根不可伸长的细线,一端连
接一小铁球,另一端穿过固定的光
滑小圆环O,并固定在传感器M的
挂钩上(小圆环刚好够一根细线通
过) 。③让小铁球自由悬挂并处于
静止状态,从计算机中得到拉力随
时间的关系图像如图丁所示;④让小铁球以较小的角度在竖直平面内的A、B之间摆动,从计算机中得到拉力随时间的关系图像如图戊所示。
请回答以下问题:
(1)由图中数据可求得小圆环O到小铁球球心的距离为 ▲ m(计算时取g≈π2m/s2)
(2)为了验证小铁球在最高点A和最低点C处的机械能是否相等,则
A.一定得测出小铁球的质量m
B.一定得测出细线离开竖直方向的最大偏角β
C.一定得知道当地重力加速度g的大小
D.只要知道图丁和图戊中的F0、F1、F2的大小
(3)若已经用实验测得了第(2)小题中所需测量的物理量,则为了验证小铁球在最高点A和最低点C处的机械能是否相等,只需验证等式 ▲ 是否成立(用题中所给物理量的符号来表示)
21.水平地面上有两个固定的、高度相同的粗糙斜面甲
和乙,底边长分别为L1、L2,且L1<L2,如图所示。
两个完全相同的小滑块A、B(可视为质点)与两
个斜面间的动摩擦因数相同,将小滑块A、B分别
从甲、乙两个斜面的顶端同时由静止开始释放,取
地面所在的水平面为参考平面,则
A.从顶端到底端的运动过程中,由于克服摩擦而产生的热量一定相同
B.滑块A到达底端时的动能一定比滑块B到达底端时的动能大
C.两个滑块加速下滑的过程中,到达同一高度时,机械能可能相同
D.两个滑块从顶端运动到底端的过程中,重力对滑块A做功的平均功率比滑块B的大
第Ⅱ卷(选择题,共10题,共174分)
20.如图所示,轻质弹簧上端固定,下端悬挂一根条形磁铁,在磁铁正下方不远处的
水平面上放一个电阻为R的闭合线圈,将磁铁缓慢托起至弹簧恢复原长时无初
速释放,在磁铁上下振动的过程中,线圈始终保持静止,不计空气阻力,则
A.磁铁上下振动的过程中振幅不变 B.磁铁做加速度不断减小的运动
C.水平面对线圈的支持力保持不变 D.线圈中的电流在某时刻可能为零
19.沿x轴正方向传播的简谐横波,波速为2m/s,t=0时刻的波形图
如图所示,P、M为介质中的两个质点,质点P刚好位于波峰。
关于这列波,下列说法正确的是
A.t=0时刻,质点P的速度比质点M的速度大
B.质点P比质点M先回到平衡位置
C.t=1.5s时刻,质点P的速度方向沿y轴正方向,并且达到最大值
D.质点M开始振动后的任意1s内,通过的路程一定为10cm
18.平面MN、PQ、ST为三个相互平行的界面,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为三种
不同的介质,平面ST的上表面涂有反射层(光线不能通过)。
某种单色光线射向界面MN后,发生了一系列的反射和折射现
象,光路如图所示。则
A.当入射角β适当减小时,光线c、d都可能会消失
B.当入射角β适当增大时,光线d可能会消失
C.对于三种介质,光在介质Ⅱ中的传播速度最小
D.出射光线b、c、d不一定平行
17.带电量相同的两个粒子P、Q,分别从两平行极板的正中央和下极板边
缘处以相同的速度垂直于电场方向射入匀强电场中,最后打在上极板上
的同一点,如图所示。则从粒子开始射入电场至打到上极板的过程中(粒
子的重力不计),下列结论正确的是
A.运动时间之比
B.质量之比
C.电势能减小量之比 D.动能的增加量之比
16.美国东部时间2009年2月10日11时55分,美国铱星公司的“铱33”商用通信卫星与俄罗斯已报废的“宇宙2251”军用通
信卫星在西伯利亚上空相撞。这是人类历史上首次发生完整的在轨卫星相撞事件,引起人们对太空安全的担忧。已知碰前“铱33” 卫星绕地球做匀速圆周运动,右表是“铱33”卫星及地球的部分参数,根据表中提供的数据及有关物理知识,可估算出
A.“铱33”卫星碰前的运行速度约为11.2km/s
B.“铱33”卫星绕地球运行周期约为100min
C.“铱33”卫星的轨道高度比地球同步卫星的轨道高度要高
D.相撞前两卫星可能位于同一条轨道上,并绕地球沿同一方向运动
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