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題目列表(包括答案和解析)

25②（供選用《選修3-l》物理課教材的學生做）
如圖所示，空間分布著方向平行于紙面且與場區(qū)邊界垂直的有界勻強電場，電場強度為E，場區(qū)寬度為L．在緊靠電場的右側(cè)空間分布著方向垂直于紙面的兩個勻強磁場，磁感應(yīng)強度均為B，兩磁場的方向相反、分界面與電場邊界平行，且右邊磁場范圍足夠大．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從A點由靜止釋放后，在電場和磁場存在的空間進行周期性的運動．已知電場的右邊界到兩磁場分界面間的距離是帶電粒子在磁場中運動的軌道半徑的
3
2
倍，粒子重力不計．求：
（1）粒子經(jīng)電場加速后，進入磁場的速度大��；
（2）粒子在磁場中運動的軌道半徑；
（3）粒子從A點出發(fā)到第一次返回A點的時間．

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(25分)如圖所示，兩個金屬輪A1、A2，可繞通過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，O1和O2相互平行，水平放置.每個金屬輪由四根金屬輻條和金屬環(huán)組成，A1輪的輻條長為a1、電阻為R1，A2輪的輻條長為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D與A1同軸且固連在一起.一輕細繩的一端固定在D邊緣上的某點，繩在D上繞足夠匝數(shù)后，懸掛一質(zhì)量為m的重物P.當P下落時，通過細繩帶動D和A1繞O1軸轉(zhuǎn)動.轉(zhuǎn)動過程中，A1、A2保持接觸，無相對滑動；兩輪與各自細軸之間保持良好的電接觸；兩細軸通過導線與一阻值為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.整個裝置處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向與轉(zhuǎn)軸平行.現(xiàn)將P釋放，試求P勻速下落時的速度.

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(25分)圖示為一固定不動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)有勻強磁場，磁場方向與圓筒的軸線平行，磁感應(yīng)強度為B.筒壁的H處開有小孔，整個裝置處在真空中.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與筒壁碰撞時其電荷量是不變的.若要使P與筒壁碰撞的次數(shù)最少，問：

1.P的速率應(yīng)為多少？

2.P從進入圓筒到射出圓筒經(jīng)歷的時間為多少？

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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，截面的邊長都是l.一根長為2l的柔軟的輕細繩，一端固定在A點，另一端系一質(zhì)量為m的小球，初始時，手持小球，將繩拉直，繞過B點使小球處于C點.現(xiàn)給小球一豎直向下的初速度v0，使小球與CB邊無接觸地向下運動，當，分別取下列兩值時，小球?qū)⒋虻搅荷系暮翁帲?/p>

1.

2.

設(shè)繩的伸長量可不計而且繩是非彈性的.

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(25分)從赤道上的C點發(fā)射洲際導彈，使之精確地擊中北極點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動時，其能量E與橢圓半長軸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.試導出。

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一、單項選擇題：本題共5小題，每小題3分，共15分

題   號

1

2

3

4

5

答   案

D

C

B

C

D

二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分．每題有多個選項符合題意，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，錯選或不答的得0分．

題   號

6

7

8

9

答   案

AD

BD

AC

AD

 

三、簡答題：本題分必做題（第10、11題）和選做題（第12題）兩部分，共計42分．請將解答填在答題卡相應(yīng)的位置．

10、10．2.80 m2/s2；     1.30 m/s（ m/s）；   

11、（1）乙同學；畫出的圖線是一條直線，容易求出電池的電動勢和內(nèi)電阻

   （2）如下圖所示

（3）0.75~1.2 （2分）；9000~11000

（4）電源內(nèi)阻過大

12．選做題（請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡上把所選題目對應(yīng)字母后的方框涂滿涂黑．如都作答則按A、B兩小題評分．）

A． (選修模塊3-3) (12分)

⑴0.12   ⑵A  ⑶減少，1×105J

B． (選修模塊3-4) (12分)

⑴  10，4，沿y軸正方向，5   ⑵  C   ⑶  ，紅

C． (選修模塊3-5) (12分)

⑴，（m1+m2―m3）c2    ⑵ C  ⑶ 40m/s

四、計算題：本題共3小題，共47分．解答時請寫出必要文字說明、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(shù)值計算的題，答案中須明確寫出數(shù)值和單位．

13、（1）打出粒子的速度都是相同的，在沿電場線方向速度大小為

                                   

所以打出速度大小為          

設(shè)速度方向與v0的夾角為θ，則 

（2）當粒子由時刻進入電場，向下側(cè)移最大，則

        

當粒子由時刻進入電場，向上側(cè)移最大，則

                                      

在距離O/中點下方至上方范圍內(nèi)有粒子打出．

14、⑴PQ在區(qū)域Ⅱ中距中間邊界，而MN在區(qū)域I 距中間邊界時，PQ邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 

 MN邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

故回路中的電動勢V  

由于線框勻速運動，故水平拉力做的功等于線框中產(chǎn)生的焦耳熱，即

 

⑵設(shè)初速度為，勻速運動一段時間后減速，MN邊到達中間界線時速度為，接著又勻速運動一段時間后，再減速，最后速度為0，則對跨越中間邊界的過程據(jù)動量定理有

 

對跨越最右邊界的過程據(jù)動量定理有     

線圈運動時產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢，電量

聯(lián)立化簡得   

由上式可得：        則    

故            則     

15、⑴ 木塊受到鉛塊提供的滑動摩擦力

有鉛塊的那個木塊與地面間的最大靜摩擦力為

其余每個木塊與地面間的最大靜摩擦力為

設(shè)鉛塊到第n個木塊時，第n個木塊及后面的木塊開始在地面上滑動，則

    得 n>11.5

即當鉛塊滑到第12個木塊左端時，12、13兩木塊開始在地面上滑動。

⑵ 鉛塊剛滑上第12個木塊左端時的速度滿足

解得

鉛塊滑動的加速度，

此時第12、13的加速度

以第12、13兩木塊為參考系，鉛塊滑到第12個木塊右端時相對木塊的速度滿足

  

故鉛塊可以滑上第13個木塊，在第13個木塊上滑動時，木塊的加速度為

以第13個木塊為參照，鉛塊相對木塊13靜止時滑行的距離為

所以，鉛塊最終停在第13塊木塊上，距離其左端0.107m。

 


同步練習冊答案