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題目列表(包括答案和解析)

25②（供選用《選修3-l》物理課教材的學(xué)生做）
如圖所示，空間分布著方向平行于紙面且與場(chǎng)區(qū)邊界垂直的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，場(chǎng)區(qū)寬度為L(zhǎng)．在緊靠電場(chǎng)的右側(cè)空間分布著方向垂直于紙面的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，兩磁場(chǎng)的方向相反、分界面與電場(chǎng)邊界平行，且右邊磁場(chǎng)范圍足夠大．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從A點(diǎn)由靜止釋放后，在電場(chǎng)和磁場(chǎng)存在的空間進(jìn)行周期性的運(yùn)動(dòng)．已知電場(chǎng)的右邊界到兩磁場(chǎng)分界面間的距離是帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑的
3
2
倍，粒子重力不計(jì)．求：
（1）粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后，進(jìn)入磁場(chǎng)的速度大�。�
（2）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑；
（3）粒子從A點(diǎn)出發(fā)到第一次返回A點(diǎn)的時(shí)間．

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(25分)如圖所示，兩個(gè)金屬輪A1、A2，可繞通過(guò)各自中心并與輪面垂直的固定的光滑金屬軸O1和O2轉(zhuǎn)動(dòng)，O1和O2相互平行，水平放置.每個(gè)金屬輪由四根金屬輻條和金屬環(huán)組成，A1輪的輻條長(zhǎng)為a1、電阻為R1，A2輪的輻條長(zhǎng)為a2、電阻為R2，連接輻條的金屬環(huán)的寬度與電阻都可以忽略.半徑為a0的絕緣圓盤(pán)D與A1同軸且固連在一起.一輕細(xì)繩的一端固定在D邊緣上的某點(diǎn)，繩在D上繞足夠匝數(shù)后，懸掛一質(zhì)量為m的重物P.當(dāng)P下落時(shí)，通過(guò)細(xì)繩帶動(dòng)D和A1繞O1軸轉(zhuǎn)動(dòng).轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，A1、A2保持接觸，無(wú)相對(duì)滑動(dòng)；兩輪與各自細(xì)軸之間保持良好的電接觸；兩細(xì)軸通過(guò)導(dǎo)線與一阻值為R的電阻相連.除R和A1、A2兩輪中輻條的電阻外，所有金屬的電阻都不計(jì).整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與轉(zhuǎn)軸平行.現(xiàn)將P釋放，試求P勻速下落時(shí)的速度.

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(25分)圖示為一固定不動(dòng)的絕緣的圓筒形容器的橫截面，其半徑為R，圓筒的軸線在O處.圓筒內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向與圓筒的軸線平行，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.筒壁的H處開(kāi)有小孔，整個(gè)裝置處在真空中.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子P以某一初速度沿筒的半徑方向從小孔射入圓筒，經(jīng)與筒壁碰撞后又從小孔射出圓筒.設(shè)：筒壁是光滑的，P與筒壁碰撞是彈性的，P與筒壁碰撞時(shí)其電荷量是不變的.若要使P與筒壁碰撞的次數(shù)最少，問(wèn)：

1.P的速率應(yīng)為多少？

2.P從進(jìn)入圓筒到射出圓筒經(jīng)歷的時(shí)間為多少？

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(25分)圖中正方形ABCD是水平放置的固定梁的橫截面，AB是水平的，截面的邊長(zhǎng)都是l.一根長(zhǎng)為2l的柔軟的輕細(xì)繩，一端固定在A點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m的小球，初始時(shí)，手持小球，將繩拉直，繞過(guò)B點(diǎn)使小球處于C點(diǎn).現(xiàn)給小球一豎直向下的初速度v0，使小球與CB邊無(wú)接觸地向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)，分別取下列兩值時(shí)，小球?qū)⒋虻搅荷系暮翁帲?/p>

1.

2.

設(shè)繩的伸長(zhǎng)量可不計(jì)而且繩是非彈性的.

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(25分)從赤道上的C點(diǎn)發(fā)射洲際導(dǎo)彈，使之精確地?fù)糁斜睒O點(diǎn)N，要求發(fā)射所用的能量最少.假定地球是一質(zhì)量均勻分布的半徑為R的球體，R=6400km.已知質(zhì)量為m的物體在地球引力作用下作橢圓運(yùn)動(dòng)時(shí)，其能量E與橢圓半長(zhǎng)軸a的關(guān)系為式中M為地球質(zhì)量，G為引力常量.

　　

1.假定地球沒(méi)有自轉(zhuǎn)，求最小發(fā)射速度的大小和方向(用速度方向與從地心O到發(fā)射點(diǎn)C的連線之間的夾角表示).

2.若考慮地球的自轉(zhuǎn)，則最小發(fā)射速度的大小為多少？

3.試導(dǎo)出。

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第Ⅰ卷  選擇題(共31分)

一、單項(xiàng)選擇題：本題共5小題，每小題3分，共15分，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的。

題號(hào)

1

2

3

4

5

答案

D

B

D

 C

A

 

二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)正確選項(xiàng)。全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分。

題號(hào)

6

7

8

9

答案

AD

BD

AC

BC

 

第Ⅱ卷（非選擇題  共89分）

三、簡(jiǎn)答題：（42分）

10、（1）d（2分）   0.70 （2分）  （2）24（2分）   小于（2分）

11、（1）（3分）                                                                                               

I/A

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.48

U/V

0.08

0.15

0.25

0.40

0.60

0.90

1.30

1.85

2.50

3.00

U燈/V

0.03

0.05

0.10

0.20

0.35

0.60

0.95

1.45

2.05

2.52

 

（2）（2分）D   

（3）（2分＋2分）

 

（4）（3分）在同一坐標(biāo)系中作出的圖線，根據(jù)此圖線與燈泡的U-I圖線的交點(diǎn)可得此時(shí)燈泡的電壓U=0.6V，電流I=0.3A。所以，燈泡的實(shí)際功率為 P=UI=0.18W。

 

A

B

Y

0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

1

1

12、（1）增大（3分）   增大（3分）

   （2）（4分）

 

13、（1）（4分）；（2）（4分）0.2；

（3）（4分）能。因?yàn)槁暡ǖ牟ㄩL(zhǎng)與障礙物的高度差不多，可以發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，所以，觀察者能夠聽(tīng)到聲音。

四、計(jì)算題：

14、（1）（1分） 。（1分）

即時(shí)刻物體的位置坐標(biāo)為（30，20）（1分）

（2）（1分）    ，（1分）

當(dāng)時(shí)，（1分）

（1分），

方向與軸正方向夾角為（或滿足；或530）（1分）

物體在軸方向物體做勻速運(yùn)動(dòng)，在軸方向物體做勻加速運(yùn)動(dòng)。

，沿軸正方向（2分）。

（3）如圖，摩擦力方向與物體運(yùn)動(dòng)方向相反，外力與摩擦力的合力使物體加速。

（2分）

，，

根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律：，解出

，解出（2分）

（1分）

15、（1）當(dāng)以CD為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， AB棒切割磁感線，當(dāng)轉(zhuǎn)到AD邊豎直時(shí)

（2分）

   （2分）

AB受到的水平外力應(yīng)等于AB邊受到的安培力

（2分）

（2）在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，線圈內(nèi)產(chǎn)生了交變電流，從開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)到AD邊豎直可視為正弦交變電流的0到T/4   （2分）

所以Q=0.00196J（2分）

（3）當(dāng)以CD為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，僅AB棒切割磁感線。

（2分）

當(dāng)以AB為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，僅CD棒切割磁感線。

（2分）

第一個(gè)周期內(nèi)兩點(diǎn)間的電勢(shì)差隨時(shí)間變化的關(guān)系為

   

 

 

 

 

（2分）

16、（1）對(duì)水平管中的物體分析，物體能保持靜止，有：

， （2分）  解出  （2分）

（2）物體進(jìn)入水平管時(shí)，摩擦力的大小與右端進(jìn)入水平管的距離之間的關(guān)系是：

   ，作出圖：（2分）

從圖中曲線和坐標(biāo)軸所圍的面積可以求出物體在進(jìn)入水平管的過(guò)程中，克服阻力所做的功：。（2分）

減小的重力勢(shì)能（2分）

能夠全部進(jìn)入管中，重力勢(shì)能必大于或等于克服阻力所做的功，

即：，解出。（2分）

（3）當(dāng)時(shí)，物體全部進(jìn)入水平管中，設(shè)右端進(jìn)入水平管的距離為，則物體克服阻力所做的功（2分）

減小的重力勢(shì)能

由解出（2分）

（用平均值求摩擦力的功同樣給分）

 

 

 

 


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