題目列表(包括答案和解析)
如圖所示,在水平向右的勻強電場中有一絕緣斜面,斜面上有一帶電金屬塊沿斜面滑下,已知在金屬塊滑下的過程中動能增加了12J,金屬塊克服摩擦力做功8.0J,重力做功24J,則以下判斷正確的是( )
A.金屬塊帶負電荷
B.金屬塊克服電場力做功8.0J
C.金屬塊的機械能減少12J
D.金屬塊的電勢能減少4.0J
如圖所示,在水平向右的勻強電場中有一絕緣斜面,斜面上有一帶電金屬塊沿斜面滑下,已知在金屬塊滑下的過程中動能增加了12J,金屬塊克服摩擦力做功8.0J,重力做功24J,則以下判斷正確的是( )
A.金屬塊帶負電荷
B.金屬塊克服電場力做功8.0J
C.金屬塊的機械能減少12J
D.金屬塊的電勢能減少4.0J
一、1、CD 2、BD 3、D 4、AC 5、AD 6、AD 7、D 8、
二、實驗題:(18分)將答案填在題目的空白處,或者要畫圖連線。
9、(8分)(1) 0.8462(0.8461~0.8464均可) (4分)(2)ABD(4分)
10、(10分)⑵①BDE ②如右圖(各5分)
三、本大題共三小題共計54分.解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數值計算的題.答案中必須明確寫出數值和單位
11、(16分))⑴滑塊經過D點時做圓周運動,根據牛頓第二定律得:N-mg-Bqv1=mv12/R(3分)
解得:v1=5m/s(2分)
滑塊從A滑到D點的過程中,系統在水平方向不受外力,故系統水平方向動量守恒,因此有:
mv0=mv1+Mv2,解得:v2=1m/s(2分)
所以系統損失的機械能為:ΔE=(mv02-mv12-Mv22)/2=1.8(J)(2分)
⑵滑塊經過D點時撤去磁場,滑塊在圓弧軌道上往返運動過程,小車一直加速,當滑塊滑過D點,相對小車向左運動時,小車做減速運動,所以滑塊第二次經過D點時,小車速度最大,且為vm。根據水平方向系統動量守恒有:mv1+Mv2=mv2+Mvm,(2分)由于相互作用過程沒有能量損失,故系統動能也守恒,由動量守恒得:mv12+Mv22=mv22+Mvm2
由上面兩式解得:v2=-1m/s,vm=3m/s。(3分)
所以小車最大速度為3m/s。(2分)
12、(18分)(1)由題意知,當加了電場后, y軸右側的所有運動粒子將在電場力的作用下做類平拋運動,要使它們都能打在MN上,其臨界條件為:沿y軸方向運動的粒子必須且只能落在M(沿y軸正向)點或N點(沿y軸負向)。由平拋運動規(guī)律有:
MO´==vt (2分)
OO´= tan450= at2 (2分)
此時電場強度應為E0,由牛頓第二定律有qE0=ma (2分)
聯立以上三式解得 E0= (1分)
此過程電場力對粒子做正功,由動能定理知Ek=-+ qE0 (2分)
即Ek= (1分)
(2)此空間加上磁場后,所有粒子將在洛侖茲力的作用下,沿逆時針方向做勻速圓周運動, 由題設條件知,要使該板右側的MN連線上都有粒子打到,粒子軌跡直徑的最小值應為MN板的長度L,即R≥ (2分)
當R=時,磁感應強度有最大值,設為B0.由R==得B0= (2分)
放射源O發(fā)射出的粒子中,在題設條件下,當B〈B0即R〉時,能打在板的左側面上的粒子的臨界徑跡如右圖所示。此時,沿x軸正向射出的粒子經磁偏轉后剛好打到M點,沿y軸負向射出的粒子經磁偏轉后剛好打到N點,則可知第四象限的粒子將全部分別打在MN上的其余各點上.
∴放射源O放射出的所有粒子中只有打在MN板的左側。 (4分)
13、(20分)⑴子彈進入小車的過程中,子彈與小車組成的系統動量守恒,由動量守恒定律得:
m1v0=(m2+m1)v1 ① (3分)
由三物體組成的系統動量守恒,由動量守恒定律得:
(m2+m1)v1=(m2+m1+m3)v2 ② (3分)
設小車最小長度為L,三物體相對靜止后,對系統利用能量守恒定律得:
(m2+m1)v12-(m2+m1+m3)v22=μm3gL ③ (5分)
聯立以上方程解得:L=0.9m
車與物體的共同速度為:v2=2.1m/s (或m/s) (3分)
⑵以m3為研究對象,利用動量定理可得:μm3gt=m3v2 ④(4分)
解得:t=0.52s(或s) (2分)
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