所以sin?max2?Rr?12,?max?60?.???????3分(3)当粒子的速度减小为
v2时,在磁场中作匀速圆周运动的半径为 r1?mv2qB?R?????????????????????1分
故粒子转过四分之一圆周,对应圆心角为90?时与边界相撞弹回,由对称性知粒子经过四个这样的过程后第一次回到O点,亦即经历时间为一个周期.?????1分
粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T?2?mBq.
所以从O点沿x轴正方向射出的粒子第一次回到O点经历的时间是 t?2?mBq????????????????????
+ B S P h H - A
????????1分
17.(9分)解:(1)SP间的电势差
U??S??P?Eh?2?10?0.04V=80V.
3因?S?0,??P??80V,所以UP??80V 小球在P点时的电势能 EP?qUp??2?10?4?(?80)J=0.016J ????????????3分
12mv ????????????1分
2(2)小球第一次从P到S有qEh?小球第一次被弹回至最右端距S板的距离为h1
有q1Eh1?(kq)Eh1?得h1?1k12mv ????????????1分
2h?4.6cm????????????????????1分
112h1?()h kk(3)同理小球第二次碰撞后有h2?1kn推得hn?()h ?????????????????????1分 有h?H?()h?????????????????????1分
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lgn?h?Hh1?lg4?3648?17.2
k7所以小球经过18次碰撞后,才能抵达A板.????????????1分
18.(12分)解:(1)滑块C滑上传送带后做匀加速运动,设滑块C从滑上传送带到速度
lglg达到传送带的速度v所用的时间为t,加速度大小为a,在时间t内滑块C的位移为x. 根据牛顿第二定律和运动学公式 μmg=ma,
v=vC+at,
x?vct?12at.
2解得 x=1.25m<L?????????????????????????2分 即滑块C在传送带上先加速,达到传送带的速度v后随传送带匀速运动,并从右端滑出,则滑块C从传送带右端滑出时的速度为v=3.0m/s????????????2分
(2)设A、B碰撞后的速度为v1,A、B与C分离时的速度为v2,由动量守恒定律
mv0=2mv1 ???????????????????????1分
2 mv1=2mv2+mvC ????????????????????1分
由能量守恒得Ep?122mv1?212?2mv2?212mvc ???????????1分
2解得 EP=1.0J ???????????????????????1分 (3)在题设条件下,若滑块A在碰撞前速度有最大值,则碰撞后滑块C的速度有最大值,它减速运动到传送带右端时,速度应当恰好等于传递带的速度v.
设A与B碰撞后的速度为v1,分离后A与B的速度为v2,滑块C的速度为vc, 由动量守恒定律
mvm=2mv1′
2mv1′=mvC′+2mv2′ ?????????????????1分
由能量守恒得Ep?122mv/21///?12?2mv/22?12mv/2c ?????????1分
/22由运动学公式vc?v?2aL ??????????????????1分
解得 vm=7.1m/s ?????????????????????1分
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