題目列表(包括答案和解析)
圖15-16
(1)為了使位于A處的質(zhì)量為m、電荷量為q的離子,從靜止開始經(jīng)加速電場加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析儀,加速電場的電壓U應(yīng)為多大?(離子的重力不計)
(2)離子由P點進(jìn)入磁分析儀后,最終打在乳膠片上的Q點,該點距入射點P多遠(yuǎn)?若有一群離子從靜止開始通過質(zhì)譜儀后落在同一點Q,則該群離子有什么共同點?
圖15-16為一種質(zhì)譜儀示意圖,由加速電場、靜電分析儀和磁分析儀組成.若靜電分析儀通道的半徑為R,均勻輻向電場的場強(qiáng)為E,方向如圖所示;磁分析儀中有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,問:
圖15-16
(1)為了使位于A處的質(zhì)量為m、電荷量為q的離子,從靜止開始經(jīng)加速電場加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析儀,加速電場的電壓U應(yīng)為多大?(離子的重力不計)
(2)離子由P點進(jìn)入磁分析儀后,最終打在乳膠片上的Q點,該點距入射點P多遠(yuǎn)?若有一群離子從靜止開始通過質(zhì)譜儀后落在同一點Q,則該群離子有什么共同點?
(15分) 2008年2月22日,2008年跳水世界杯在“水立方”展開第四日角逐。在男子雙人十米臺決賽中，中國組合林躍/火亮優(yōu)勢明顯，最終以總分482.46分成功折桂，幫助中國隊奪得第五枚金牌。如圖16甲是林躍/火亮在跳臺上騰空而起的英姿。中國組合林躍/火亮站在距水面10m高的跳臺跳板上的最邊緣端，他們的重心離跳板板面的高度大約為1m，當(dāng)他們騰空躍起后其重心離跳板板面最大高度為2m，下降到手觸及水面時伸直雙臂做一個翻掌壓水花的動作,如圖16乙所示，這時他們的重心離水面大約為1m。(g取10m/s2,保留三位有效數(shù)字)
(1)請問運(yùn)動員在空中是依靠什么力來完成各種難度較大動作的?這些力相互作用力對運(yùn)動員的整體運(yùn)動過程有影響嗎?為什么?請試探究性回答；
(2)不計空氣阻力，試估算從躍起到手觸及水面的過程中運(yùn)動員完成一系列動作可利用的時間多長；
(3)忽略運(yùn)動員進(jìn)入水面過程中受力的變化，入水后，運(yùn)動員的重心能下沉到離水面約2.2m處，試估算水對運(yùn)動員的平均阻力約是運(yùn)動員自身重力的幾倍。
(16分)如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩板
間的距離d＝40 cm.電源電動勢E＝24V，內(nèi)電阻r＝1 Ω，電阻R＝
15 Ω.閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶正電的小球從B板小孔以
初速度v0＝4 m/s豎直向上射入板間．若小球帶電荷量為q＝1×10－2C，
質(zhì)量為m＝2×10－2kg，不考慮空氣阻力．那么，滑動變阻器接入電路的阻值為多大時，
小球恰能到達(dá)A板？此時，電源的輸出功率是多大？(取g＝10 m/s2)
(15分)如圖16甲所示，水平傳送帶的長度L＝6 m，皮帶輪以速度v順時針勻速轉(zhuǎn)動，現(xiàn)在一質(zhì)量為1 kg的小物塊(可視為質(zhì)點)以水平速度v0從A點滑上傳送帶，越過B點后做平拋運(yùn)動，其水平位移為x，保持物塊的初速度v0不變，多次改變皮帶輪的速度v依次測量水平位移x，得到如圖16乙所示的x－v圖象．
(1)當(dāng)0＜v≤1 m/s時，物塊在A、B之間做什么運(yùn)動？當(dāng)v≥7 m/s時，物塊在A、B之間做什么運(yùn)動？
(2)物塊的初速度v0多大？
一、本題共10小題.每小題5分，共50分。在每小題給出的四個選項中。有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確。全部選對的得5分，選不全的得3分，有選錯的或不答的得0分。
題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
D
A
B
D
B
BC
CD
ABD
二、實驗題：本題共三小題，共計18分
11．（4分）、1.25V 11.2(11.3)V 12 （4分）、BC
13．參考解答：（1）A2 ；R1 （2分）（2）滑動變阻器分壓接法；電流表外接（4分）
（3）由圖可知：U1=1.00 V時，I1=0.155A U2=2.00V時，I2=0.250A
得
由于小燈珠兩端的電壓升高時，燈絲的溫度升高，導(dǎo)致燈絲電阻變大，所以有：
>
（2分）
(4) 剛開始通過小燈珠的電流很小時，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，燈絲發(fā)出的熱量還不能使它的溫度上升得足夠高，因此它不亮. （2分）
三、計算題：本題共4小題，52分,解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和主要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值與單位。
14．解：（10分）設(shè)燈泡的額定電壓為U，額定電流為I。
則當(dāng)K閉合時，根據(jù)全電路的歐姆定律可得：E=U+2I（R1+r+R2）
當(dāng)K斷開后，要燈泡仍正常發(fā)光，必有：E=U+I（R1+r+R/2）
由以上二式聯(lián)立可得：（R1+r+R/2）=2（R1+r+R2） 求得R/2=50Ω.
15．（12分）(1).宇航員所受到地球的引力全部提供繞地球作圓周運(yùn)動所需的向心力,宇航員處于完全失重狀態(tài). 2分
(2). 飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動,萬有引力提供向心力,則有:
GMm/(R+h)2=m(2π/T)2(R+h) 2分
地表物體的重力等于物體受到的萬有引力,則有:m/g=GMm//R2 2分
解得:
2分
(3).設(shè)空氣阻力為f，由題設(shè)可知 f=kv2 ，勻速下降時 f=m
， 1分
由此可解得勻速下降的速度為 
，
1分
單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的機(jī)械能為： 
2分
16（14分）解：(1) 由小球運(yùn)動到最高點可知，小球帶正電． （2分）
（2）設(shè)小球運(yùn)動到最高點時的速度為v， 對該過程中，由動能定理有：
（qE－mg）L＝
① （2分）
在最高點小球在細(xì)線斷裂前瞬間，設(shè)細(xì)線拉力為T，則根據(jù)牛頓第二定律有：
T＋mg－qE=
② （2分）
由①②式及題中數(shù)據(jù)可得：T＝15N （1分）
（3）小球在細(xì)線斷裂后，在豎直方向的加速度設(shè)為a，得：
a＝
，
③ （2分）
設(shè)C在水平方向運(yùn)動L過程中歷時為t，則水平方向上有：
L＝vt ④ （1分）
設(shè)豎直方向的位移為s，則有：
⑤ （2分）
由①③④⑤式及題中數(shù)據(jù)解得： 
0.125m
（1分）
所以當(dāng)小球運(yùn)動到與O點水平方向相距L時，小球距O的高度為
m
（1分）
17.（16分） （1）設(shè)粒子經(jīng)PT直線上的點R由E0電場進(jìn)入E1電場，由Q到R及R到M點的時間分別為t1與t2，到達(dá)R時豎直速度為vy，則：
由
、
及
得：
①
②
③
④
上述三式聯(lián)立解得：
,
即
（8分）。
(2)由E1＝2E0及③式可得t1＝2t2。
因沿PT方向粒子做勻速運(yùn)動，故P、R兩點間的距離是R、T兩點間距離的兩倍。即粒子在E0電場做類平拋運(yùn)動在PT方向的位移是在E1電場中的兩倍。
設(shè)PQ間到P點距離為△y的F處射出的粒子通過電場后也沿水平方向，若粒子第一次達(dá)PT直線用時△t，水平位移為△x，則
（1分） 
粒子在電場E1中可能做類平拋運(yùn)動后垂直CD邊射出電場，也可能做類斜拋運(yùn)動后返回E0電場，在E0電場中做類平拋運(yùn)動垂直CD水平射出，或在E0電場中做類斜拋運(yùn)動再返回E1電場。
若從E1電場垂直CD射出，則
（n＝0、1、2、3、……）
解得：
（n＝0、1、2、3、……）
若粒子從E0電場垂直CD射出電場，則
（k＝1、2、3、……）
（k＝1、2、3、……）（8分）
即PF間的距離為
其中n＝0、1、2、3、……，k＝1、2、3、……
或 
（n＝1、2、3、……）
解得：
（n＝1、2、3、……）
即PF間的距離為
（n = 1，2，3，……）
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