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，進入磁場的速度大小；
（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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一、填空題，每小題4分，共20分

1、光子；科學(xué)假說；        2、；      3、T_B=T_C<T_D；θ_B=θ_C>θ_D；

4、E₁>E₂；△E₁ = △E₂；     5、5，30

二、選擇題：共40分。

說明

Ⅰ單項選擇題（每題4分）

Ⅱ多項選擇題（每題5分）

題號

6

7

8

9

10

11

12

13

14

選項

C

D

B

A

A

AB

BD

AD

CD

三、實驗題：共30分

15、A

16、(1)A；(2)一節(jié)干電池、保護電阻 ；將電池與電流表、保護電阻串接

17、(1) ① ③ ；  ①中有導(dǎo)電物質(zhì)的一面朝上，③中應(yīng)使用電壓傳感器；(2) a ；(3) f ，向右

18、（1）作圖法 ；（2）畫出的s-t圖（如圖線甲）和的s-t圖（如圖線乙）                                                          

在誤差允許的范圍內(nèi)，圖線甲為直線，物體從A到B的運動為勻速直線運動，從圖線的斜率可求得： ，     

從乙圖中無法直接判斷s、t之間的關(guān)系，但是該圖線接近于二次函數(shù)的圖像。為了驗證這個猜想，通過轉(zhuǎn)換變量來進行，即作s-t²圖線，為此求得表格如下：

時間t(s)

0.89

1.24

1.52

1.76

1.97

新變量t²(s²)

0.79

1.54

2.31

3.10

3.88

位移s(m)

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

依據(jù)上表中的t^2、、s數(shù)據(jù)可作圖線丙。從圖像中看出s與t^2、呈線性變化關(guān)系，由圖中斜率求得，即故

（3）從的過程中s隨t變化的規(guī)律是： 物體作勻速直線運動，          

從的過程中s隨t變化的規(guī)律是：物體作初速度為零的勻加速直線運動，

19、解：（1）由圖線可看出滑塊上升和下滑的加速度大小幾乎相等，說明摩擦力對滑塊Ａ運動的影響可以忽略。

（2）因為有滑動摩擦力，所以圖線不對稱。

上滑時，s₁ =1/2 g(sinθ+μcosθ)t₁²

下滑時，s ₂=1/2 g(sinθ-μcosθ)t₂²

代入圖給數(shù)據(jù)s₁ = s₂=0.55m   t₁=0.4s  t₂=0.6s

 ²

解得sinθ=0.5  θ＝30°  μ=0.22

 (θ角在arcsin0.45 ―arcsin0.55范圍都算對；μ在0.2―0.3都算對)

四、計算題：共60分

20、解： 以密閉容器內(nèi)的一定量氣體為研究對象，選取標準狀況為該氣體的一個已知狀態(tài)，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可求解.

       取1摩爾氣體作為研究對象，在標準狀態(tài)下為，所包含的分子數(shù)為N_A=6.023×10²³個.在題設(shè)條件下，設(shè)其體積為V，則根據(jù)氣態(tài)方程：

       有

       每個分子所占的空間體積為，分子間的距離為

21、解：該同學(xué)的解法不合理。（1分）

因為在施加豎直向下的電場后，物體對桌面壓力N=mg+qE，因而物體受到的滑動摩擦力f=mN=m(mg+qE)，而這位同學(xué)仍用f=mmg來計算摩擦力做的功。（2分）

正確解答：

未加電場：mg（H-h）-mmgS_AC=0                                      （1分）

加電場后：（mg+qE）（H-h）-m（mg+qE）S_AC=    （2分）

[ 聯(lián)解上述兩式得：   u=u₀=4米/秒]

運用平拋運動的公式：       （2分）

 得：S==4                   （2分）

22、、解：由閉合電路歐姆定律作aP兩端的U_ap―I圖像，因圖上任意一點的U_ap與I所對應(yīng)的矩形面積是外電路電阻R_x的輸出功率，從而由已知R_x的功率求出對應(yīng)的R_x值。

根據(jù)閉合電路歐姆定律

作圖像如圖所示，由圖可分析找到滑動變阻器的發(fā)熱功率為9W的A點和B點，所以R_x有兩個值。

23、解：(1)輸電線冰層體積V_冰=πR²L，由于對稱性塔尖上所受壓力的增加量等于一根輸電線上冰層的重力，即ΔN=ρgV_冰=ρgπR²L。

    (2)輸電線與冰層的總質(zhì)量為：M=m₀L+ρπR²L，輸電線受到三個力作用，由共點力平衡條件得：

    2F₁cosθ=m₀gL+ρgπR²L   

最高點所受拉力為：

    由半根輸電線的受力可得最低點的拉力為

    (3)設(shè)鐵塔被冰包裹時的質(zhì)量為m`，則

    鐵塔即將翻倒時受到重力、地面拉力和輸電線拉力作用，以―端為軸，R取最大值時有：

24、解：（1）由題意知圓環(huán)所在處在磁感應(yīng)強度B為：   ……①

圓環(huán)的有效切割長度為其周長即： ……②

圓環(huán)的電阻R_電為：……③

當(dāng)環(huán)速度為v時，切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為：……④

電流為：     ……⑤

故圓環(huán)速度為v時電功率為：P=I²R_電……⑥

聯(lián)立以上各式解得：……⑦

（2）當(dāng)圓環(huán)加速度為零時，有最大速度v_m

此時……⑧    由平衡條件……⑨

……⑩       聯(lián)立⑧⑨⑩解得……⑾

（3）由能量守恒定律……⑿

解得……⒀

評分標準：③④⑤⑧⑨⑾⒀各2分，⑥⑦⑩各1分，⑿3分共20分