題目列表(包括答案和解析)
粒子擴(kuò)束裝置示意圖如圖甲所示,它是由粒子源、加速電場(chǎng)、偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)和熒光屏組成。粒子源A 產(chǎn)生帶正電的粒子質(zhì)量均為m,電荷量均為q,由靜止開始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后,沿平行于兩水平金屬板從正中央連續(xù)不斷地射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的極板間距為d,兩金屬板間電壓U1隨時(shí)間t變化規(guī)律如圖乙所示, 其中電壓變化周期為T,電壓最大值
。設(shè)加速電壓
,勻強(qiáng)磁場(chǎng)水平寬度為
,豎直長(zhǎng)度足夠長(zhǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,豎直放置的熒光屏與磁場(chǎng)右邊界重合。已知粒子通過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間為T,不計(jì)粒子重力和粒子間相互作用。求:
(1)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的極板長(zhǎng)度L1;
(2)粒子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的最大側(cè)移y1;
(3)調(diào)整磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小,可改變粒子束打在熒光屏上形成的光帶的位置。B取何值時(shí),粒子束打在熒光屏上的光帶位置最低?光帶的最低位置離中心O點(diǎn)的距離h為多少?
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粒子擴(kuò)束裝置如圖甲所示,由粒子源、加速電場(chǎng)、偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)組成。粒子源A產(chǎn)生相同的帶正電粒子(粒子質(zhì)量為m,電荷量為q,其所受重力不計(jì))由靜止開始,經(jīng)加速電場(chǎng)加速后,連續(xù)不斷地沿平行于導(dǎo)體板的方向從兩極板正中央射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的極板間距為d,偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓如圖乙所示(已知偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的周期為T,偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓最大值
),加速電場(chǎng)的電壓為
。偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)水平寬度為
、豎直長(zhǎng)度足夠大,磁場(chǎng)右邊界為豎直放置的熒光屏,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外。已知粒子通過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間為T.不考慮粒子間相互作用。求:
(1)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的極板長(zhǎng)度L1
(2)粒子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的最大側(cè)移量)ymax
(3)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多少時(shí),粒子能打到熒光屏上盡可能低的位置,求最低位置離中心點(diǎn)O的距離h。
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(17分)從粒子源不斷發(fā)射相同的帶電粒子,初速可忽略不計(jì),這些粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后,從M孔以平行于MN方向進(jìn)入一個(gè)邊長(zhǎng)為d的正方形的磁場(chǎng)區(qū)域MNQP,如圖14所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向外,其中PQ的中點(diǎn)S開有小孔,外側(cè)緊貼PQ放置一塊熒光屏。當(dāng)把加速電壓調(diào)節(jié)為U時(shí),這些粒子剛好經(jīng)過孔S 打在熒光屏上,不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用。請(qǐng)說明粒子的電性并求出粒子的比荷(
)
(17分)從粒子源不斷發(fā)射相同的帶電粒子,初速可忽略不計(jì),這些粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后,從M孔以平行于MN方向進(jìn)入一個(gè)邊長(zhǎng)為d的正方形的磁場(chǎng)區(qū)域MNQP,如圖14所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向外,其中PQ的中點(diǎn)S開有小孔,外側(cè)緊貼PQ放置一塊熒光屏。當(dāng)把加速電壓調(diào)節(jié)為U時(shí),這些粒子剛好經(jīng)過孔S打在熒光屏上,不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用。請(qǐng)說明粒子的電性并求出粒子的比荷(
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從粒子源不斷發(fā)射相同的帶電粒子,初速可忽略不計(jì),這些粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后,從M孔以平行于MN方向進(jìn)入一個(gè)邊長(zhǎng)為d的正方形的磁場(chǎng)區(qū)域MNQP,如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向外,其中PQ的中點(diǎn)S開有小孔,外側(cè)緊貼PQ放置一塊熒光屏。當(dāng)把加速電壓調(diào)節(jié)為U時(shí),這些粒子剛好經(jīng)過孔S 打在熒光屏上,不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用。
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(1)畫出帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡并作出圓心的位置
(2)請(qǐng)說明粒子的電性求出粒子的比荷(
)。
第Ⅰ卷:選擇正確答案(每小題3分共48分)
(11~16題,全部選對(duì)得3分,選不全得1分,有選錯(cuò)或不答的得0分.)
1.C 2.A 3.D 4.B 5.D 6.C 7.A 8.C 9.B 10.D
11.AB 12.ABD 13.BC 14.AD 1 5.BCD 16.ABD
第Ⅱ卷:計(jì)算題(共5題,52分)(不同解法,只要正確同樣相應(yīng)給分。)
17.(9分)
解:(1)物體受力如右圖所示 (1分)
由牛頓運(yùn)動(dòng)定律 mgsinθ-μN(yùn)=ma (1分)
N-mgcosθ=0 (1分)
解得 a=gsinθ-μgcosθ=3.
(2)由 v2=2aL (1分)
求出
v=
(3)由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 0-v2=
由牛頓第二定律 μ′mg=ma′ (1分)
解得 μ′=0.8 (1分)
18.(9分)
解:(1)萬有引力提供向心力G
(2分)
求出 M=
(1分)
(2)月球表面萬有引力等于重力 G
=mg月
(2分)
拙 g=
(1分)
(3)根據(jù)
ρ=
V=
(2分)
求出
ρ=
(1分)
19.(10分)
解:(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=
=n?S
(3分)
求出 E=1.2(V) (1分)
(2)根據(jù)全電路歐姆定律 I=
=0.12(A) (1分)
西城高三物理期末測(cè)試參考答案共3頁(yè) 第1頁(yè)
根據(jù) P=I2R1 (1分)
求出 P =5.76×10-2(W) (1分)
(3)S斷開后,流經(jīng)R2的電量即為S閉合時(shí)C板上所帶的電量Q
電容器兩端的電壓 U= IR2=0.6(V) (1分)
流經(jīng)R2的電量 Q= CU=1.8×10-5(C) (2分)
20.(12分)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如右圖所示
(1分)
(1)設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1
x、y方向 2 h= v0 t1 h=
at21
(2分)
根據(jù)牛頓第二定律 Eq= ma (1分)
求出
E=
(1分)
(2)根據(jù)動(dòng)能定理 Eqh=
mv2-
mv02
(1分)
設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為v,根據(jù)Bqv=m
(1分)
求出
r=
(1分)
(3)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 t1=
(1分)
粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期 T=
=
(1分)
設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2 t2=
T
(1分)
求出 t=t1+t2=
+
(1分)
21.(12分)
解:(1)設(shè)小木塊1碰前的速度為v1,從開始運(yùn)動(dòng)到碰前,根據(jù)動(dòng)能定理
mg sinθ?l-μmg cosθ?l=
mv12-
mv02
(2分)
對(duì)小木塊1和2,由動(dòng)量守恒 mv1=2 mv (1分)
求出
(1分)
(2)碰撞前損失的機(jī)械能為 ΔE1=μmgcosθ?l (1分)
西城高三物理期未測(cè)試參考答案共3頁(yè) 第2頁(yè)
因碰撞損失的機(jī)械能為 ΔE2=
mv12-
?2mv2
(1分)
求出ΔE=ΔE1+ΔE2=
mv02 +
mgl(sinθ+μcosθ) (1分)
(3)對(duì)n個(gè)木塊碰撞的全過程
重力做的總功 WG=mglsinθ(1+2+3+……+n)=
mglsinθ (1分)
克服摩擦做的總功
Wf=μmgcosθ?l(1+2+3+……+n)=
μmglcosθ (1分)
根據(jù)功與能的關(guān)系 WG+
mv02 =Wf+ΔE總
(2分)
由以上各式求出 ΔE總=
mv02 +
mgl(sinθ-μcosθ) (1分)
西城高三物理期未測(cè)試參考答案共3頁(yè) 第3頁(yè)
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