(3)連接電路如圖所示(3分);
左(1分)若其他接法正確,同樣給分
(4)大于(1分)
四.論述計(jì)算題:共71分
12.(1)設(shè)AC=h、電場力為FQ,根據(jù)牛頓第二定律得:
FQ+mg=ma…………①
(1分 )
第一次拋出時(shí),h= …② (1分 )
第二次拋出時(shí),h=……③ (1分 )
由②、③兩式得a=4g…………④ (1分 )
所以,F(xiàn)Q:G=3:1
…………⑤ (1分 )
(2)第一次拋出打在C點(diǎn)的豎直分速度y1=a()…………⑥ (1分 )
第二次拋出打在C點(diǎn)的豎直分速度y2=g()…………⑦ (1分 )
第一次拋出打在C點(diǎn)的速度1=…………⑧ (1分 )
第二次拋出打在C點(diǎn)的速度2=…………⑨ (1分 )
所以,1:2=2:1…………⑩ (1分 )
13. (1) (2分) (1分)
(2分) (1分)
方向斜向右下方,與豎直方向夾角為(1分)
(2) (2分) (1分)
(2分) (1分)
由牛頓第三定律,小球?qū)A環(huán)的壓力為,方向向下 (1分)
(3)進(jìn)一步計(jì)算發(fā)現(xiàn)小球第一次回到A點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為,這與靜電力做功與路徑無關(guān)矛盾,出現(xiàn)問題的原因是:這種方向是平行直線但大小不等的電場是不存在的 (2分)
14.(1)將F沿水平方向、豎直方向分解。
冰塊受的支持力F=mg+Fsin37,(2分)
摩檫力F=μF (2分)
在前一階段,對(duì)冰塊由動(dòng)能定理得
?(Fcos37+ F)x= m v-m v(3分)
聯(lián)立以上各式,并將x=4.00m等數(shù)據(jù)代入,解出v=1.00m/s (2分)
(2)冰塊做類平拋運(yùn)動(dòng),沿x軸方向
x= vt=10.0m (2分)
沿y軸方向,由牛頓第二定律:a=,y=at (2分)
聯(lián)立解得y=52.1m>5m,故冰塊碰不到儀器室。 (2分)
15.(1) Wa=magd
=1.0J
2分
Wb=mbgd
=0.5J
2分
(2)b在磁場中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí):速度為,總電阻R1=7.5Ω
b中的電流
① 2分
由以上各式得: ②1分
同理,a棒: ③ 1分
由以上各式得,
④1分
⑤1分
⑥1分
⑦ 1分
⑧1分
由④⑤⑥⑦⑧得
Ha=
⑨ 1分
Hb=m
⑩ 1分
16.(1)磁場中帶電粒子在洛侖茲力作用下做圓周運(yùn)動(dòng),故有
qVB=mv2/r,① …………………… (1分) .
同時(shí)有T=2πr/v=2πm/qB ②
…………………… (1分) .
粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,由幾何知識(shí)知,‘ ‘
Xc=一(r+rcos45 0)=―(2+√2)mv/2qB,③
……………………(2分)
故,c點(diǎn)坐標(biāo)為(― (2 + √2)mv/2qB,0 )。④
……………………(1分)
(2)設(shè)粒子從A到C的時(shí)間為t1,由題意知
t1=5T/8=5πm/4qB ⑤
……………………(1分)
設(shè)粒子從進(jìn)入電場到返回C的時(shí)間為t2,其在電場中做勻變速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)
學(xué)知識(shí),有
qE=ma ⑥
及 2Vc=at2, ⑦ .
聯(lián)立⑥⑦解得t2 = 2mv0/qE ⑧
…………………… (1分).
設(shè)粒子再次進(jìn)入磁場后:在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t3,由題意知 .
t3 =T/4 =πm/2qB ⑨
……………………(1分)
故而,設(shè)粒子從A點(diǎn)到第三次穿越x軸的時(shí)間為
t=t1+t2+t3 = 7πm/4qB
+ 2mv0/qE
⑩ ……………………(1分).
(3)粒子從第三次過x軸到第4次過X軸的過程是在電場中做類似平拋的運(yùn)動(dòng),即沿著v0
的方向(設(shè)為X’軸)做勻速運(yùn)動(dòng),即
X’=V0t …①
vx'=V0……②
……………………(1分)
沿著qE的方向(設(shè)為y’軸)做初速為0的勻變速運(yùn)動(dòng),即
y'= qEt2 / 2m …③
Vy'= qEt/m ……④;
……………………(1分)
設(shè)離子第四次穿越X軸時(shí)速度的大小為V,速度方向與電場方向的夾角為α.由圖中幾何關(guān)系知
y'/x'=cos 450!,
……………………(1分)
V=√(v02+vy'2()……⑥
……………………(1分)
tanα=v0/vy' ……⑦
……………………(1分)
綜合上述①②③④⑤⑥⑦得
v=√5 v0……⑧
……………………(1分)
α=arctan0.5…⑨
……………………(1分)