选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 从开始到A、B运动到距离高台边缘最大水平距离的过程中A损失的机械能为: 12???????????????????????2分 ?E?m?0224(20分)
(1)如图答1所示,经电压U2加速后以速度v2射入磁场,粒子刚好垂直PQ射出磁场,可确定粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心在PQ边界线的O点,半径R2与磁场宽L的关系式为
R2?mv2LBqL (2分),又R2? (2分),解得v2? (2分)
Bqcos?mcos?加匀强电场后,粒子在磁场中沿直线运动射出PQ边界的条件为Eq=Bqv2(2分),电场力的方向与磁场力的
方向相反。 (2分)
B2qL?由此可得出E?,E的方向垂直磁场方向斜向右下(2分),与磁场边界夹角为????(2分),
mcos?2如图答2所示。
(2)经电压U1加速后粒子射入磁场后刚好不能从PQ边界射出磁场,表明在磁场中做匀速圆周运动的轨迹与PQ边界相切,要确定粒子做匀速圆周运动的圆心O的位置,如图答3所示,圆半径R1与L的关系式为:
L (2分) L?R?Rcos?,R?1111?cos?又R1?mv1BqL,解得v1? (2分) Bqm(1?cos?)U1v12cos2?1212?由于U1q?mv1,U2q?mv2,所以 (2分 2U2v2(1?cos?)222
25、(20分)(1)原子为中性,分裂后一定有qa=-qb(b一定带负电) (2分) 原子分裂前后动量守恒,则pa+pb=0 (2分)
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选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 mv2粒子在磁场中运动时由牛顿定律有 qvB? (2分)
Rmvp∴ R? (2分) ?qBqB则:
RaB23?? (2分) RbB14(2)a、b粒子相遇时:ta=tb (2分)
由题意分析可知,a粒子在第四次经过y轴与b粒子第一次相遇时,b粒子应第三次经过y轴。则 ta=Ta1+Ta2 tb=Tb1+Tb2/2 (2分) ∵T?∴ ta?即
2?R2?n? (2分) vqB2?ma2?na2?mb2?nb?? tb? qB1qB2qB1qB22?ma2?na2?mb2?nb??? (2分) qB1qB2qB1qB2代入数据并化简得:解之得:
ma5? mb7ma2mambmb ???232326 (1)小物体下滑到C点速度为零才能第一次滑入圆弧轨道即恰好做简谐运动 从C到D由机械能守恒定律有: mgR(1-cosθ)=
12mvD 在D点用向心力公式有: 22mvDF-mg=m 解以上二个方程可得: F=3mg-2mgcosθ
R (2)从A到C由动能定理有:
mgsinθ(S+Rcotθ)- μmgcosθ·Rcotθ=0
解方程得: S=(μcot2θ-cotθ)R 25.(1)对27(1)对b微粒,没与
a微粒碰撞前只受重力和电场力,则有2qE = 4mg
∴E =
2mg q对a微粒碰前做匀速直线运动,则有
3mgBqv0 = Eq + mg ∴v0 =
Bq (2)碰撞后,a、b结合为一体,设其速度为v 由动量守恒定律得
v mv0 = 5mv ∴v =0
5
碰后的新微粒电量为– q 设Q点与O点高度差为h 由动能定理: 5mgh – Eqh =
v2115m (0.4v0) –5m (0) 225选校网 www.xuanxiao.com 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库
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m2g∴h = 0.922
Bq (3)碰撞后,a、b分开,则有
mv0 = mva + 4mvb vb = 0.3 v0,得va = – 0.2v0 a微粒电量为 – q / 2,受到的电场力为
q2mgq E ·?∴F电 = mg ?mg
22q
故a微粒做匀速圆周运动,设半径为R |va|2qB | va |?m
2R2m|va|1.2m2g∴R =?22
BqBq
2.4m2ga的最高点与O点的高度差ha = 2R =22。
Bq28 ??mgd' Q?aC2?C?T2md2md??C?2?mgd?C?2?mgd22
29
(1)“火箭”整体(含弹簧)在弹簧解除锁定的瞬间,弹簧弹力远大于箭体重力,故动量守恒:m1v1-m2v2=0
22
同时机械能守恒:(m1v1)/2+(m2v2)/2=E0 ∴v1=[2m2E0/m1(m1+m2)]
12
v2=[2m1E0/m2(m1+m2)]
12
∴“火箭”上部分所能达到的最大高度为:
H1=v12/2g=m2E0/m1g(m1+m2) x
(2)“火箭”上升的时间为:t=v1/g 水池深度为:H2=v2t/2 “火箭”下部分克服水的浮力共做功: WF=m2gH2+m2v22/2 以上各式联立可得:WF=E0 30
设衰变后,氡核的速度为v0,α粒子的速度为vα,由动量守恒定律得 (M-m)v0=mvα
α粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,到达A点需时t?2??L2v?
又qvB?mv? 氡核在电场中做匀加速直线运动,t时速度为v=v0+at
?L222 氡核加速度a?(Q?q)E 由以上各式解得:v?qBL?2?(Q?q)mE。
M?m2(M?m)qBU滑vL=8? 31 I?m10v0L或I?2m0。32 R滑?Itt选校网 www.xuanxiao.com 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库
选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 P出?I2(R?R滑)?23W 33 不会
?11?2为:?1mgl??(2m)??12??(3m)??22??1?0?0.6(4=3+1分)
2212gl?11?2mg?(2l)??(2m)??12??(3m)??22??2?0?0.3(4=3+1分)
2224gl34.解:(1)对P由A→B→C应用动能定理,得 12 WF-μ1m1g(2L1+L2)=m1vc
222 (4分)
解得WF=6J (3分) (2)设P、Q碰后速度分别为v1、v2,小车最后速度为v,由动量守恒定律得 m1vc=m1v1+-m2v2 (2分) m1vc=(m1+m2+M)v (2分) 由能量守恒得
11122μ2m1gS+μ2m2gL=m1v1?m2v2??M?m1?m2?v2
222 (3分)
解得,v2=2m/s 2 v2′=m/s
3 v=0.4m/s
(3分) (2分)
25 当v2′=m/s时,v1=m/s>v2′不合题意,舍去。
33 即P与Q碰撞后瞬间Q的速度大小为v2=2m/s
小车最后速度为0.4m/s 24导与练上有 35(20分) 解:(1)由几何关系可知,AB间的距离为R (1分)
2?2gR ① (2分) 小物块从A到B做自由落体运动,根据运动学公式有vB代入数据解得vB=4m/s,方向竖直向下 (2分)
(2)设小物块沿轨道切线方向的分速度为vBx,因OB连线与竖直方向的夹角为60°,故vBx=vBsin60° ② (2分) 从B到C,只有重力做功,根据机械能守恒定律有
22mgR(1?cos60?)?mvC/2?mvBx/2 ③
(2分) (1分) (2分)
代入数据解得vC?25m/s
2/R ④ 在C点,根据牛顿第二定律有F?c?mg?mvC代入数据解得F?c?35N (1分)
再根据牛顿第三定律可知小物块到达C点时对轨道的压力FC=35N (1分)
(3)小物块滑到长木板上后,它们组成的系统在相互作用过程中总动量守恒,减少的机械能转化为内能。当物块相对木板静止于木板最右端时,对应着物块不滑出的木板最小长度。根据动量守恒定律和能量守恒定律有
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选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 mvC=(m+M)v ⑤
2?mgL?mvC/2?(m?M)v2/2 ⑥ 2/[2?g(m?M)] ⑦ 联立⑤、⑥式得L?MvC(2分) (2分)
代入数据解得L=2.5m (2分)
36(共20分)
(1)运动。因磁场运动时,框与磁场有相对运动,ad、b边切害虫磁感线,框中产生感应电流(方向逆时针),同时受安培力,方向水平向右,故使线框向右加速运动,且属于加速度越来越小的变加速运动。 ????(6分)
(2)阻力f与安培力F安衡时,框有vmf=Kvm=F=2IBL①???(2分) 其中I=E/R ②???(1分) E=2BL(v-vm) ③???(2分) ①②③联立得:
Kvm=2·[2BL(v-vm)/R]·BL
2222
∴Kvm=(4BLv-4BLvm)/R
2222
∴vm=4BLv/(KR+4BL) ④???(1分) =3.2m/s ⑤???(2分) (3)框消耗的磁场能一部分转化为框中电热,一部分克服阴力做功。 据能量守恒
E硫=I2Rt+Kvm·vmt (4分) E磁=[4B2L2(v-vm)2/R]·1+Kvm2·1 4?12?0.42?1.822
=+018×3.2
2 =2.9J
(2分)
37(20分)(1)根据磁场分布特点,线框不论转到磁场中哪一位置,切割磁感线的速度始终与磁场方向垂直,故线框aa?转到图示位置时,感应电动势的大小E=2Blv=2Bl?L2=BlLω(3分)。
(2)线框转动过程中,只能有一个线框进入磁场(作电源),另一个线框与外接电阻R并联后一起作为外电路。.电源
内阻为r,外电路总电阻R外=
Rr2?r.故R?r3R两端的电压最大值:
UR=IR外
?(4分) E22E2?r??BlL?2r355r?3等,
(3)aa?和bb?在磁场中,通过R的电流大小相
iR=
UR21BlL?. ?BlLω·?R52r5r框转动45°)电流发
从线框aa′进入磁场开始计时,每隔T/8(线
生一次变化,其iR随时间t变化的图象如图所示。(5分,其中图3分)
(4)因每个线框作为电源时产生的总电流和提供的功率分别为:
I=
E3E, P=IE=3E23(BlL?)2.(4分)
??5r5r2r5rr?38两线框转动一周时间内,上线圈只有两次进入磁场,每次在磁场内的时间(即作为电源时的做功时间)为T.根据
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