9.设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,如图所示,已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下,从静止开始自A点沿曲线ACB运动,到达B点时速度为零,C点是运动的最低点,忽略重力,以下说法中正确的是( )
A.这离子必带负电荷
B.A点和B点位于同一高度
C.离子在C点时速度最大
D.离子到达B点后,将沿原曲线返回A点
10.如图所示,竖直向下的匀强磁场穿过光滑的绝缘水平面,平面上一个钉子O固定一根细线,细线的另一端系一带电小球,小球在光滑水平面内绕O做匀速圆周运动.在某时刻细线断开,小球仍然在匀强磁场中做匀速圆周运动,下列说法一定错误的是
A.速率变小,半径变小,周期不变
B.速率不变,半径不变,周期不变
C.速率不变,半径变大,周期变大
D.速率不变,半径变小,周期变小
11.如图所示的实验装置中,极板A接地,平行板电容器的极板B与一个灵敏的静电计相接.将A极板向左移动,增大电容器两极板间的距离时,电容器所带的电量Q、电容C、两极间的电压U,电容器两极板间的场强E的变化情况是()
A、Q变小,C不变,U不变,E变小
B、Q变小,C变小,U不变,E不变
C、Q不变,C变小,U变大,E不变
D、Q不变,C变小,U变大,E变小
12、如图所示,长方形abcd长ad=0.6m,宽ab=0.3m,O、e分别是ad、bc的中点,以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场),磁感应强度B=0.25T。
一群不计重力、质量m=3×10-7kg、电荷量q=+2×10-3C的带电粒子以速度v=5×l02m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域
A.从Od边射入的粒子,出射点全部分布在Oa边
B.从aO边射入的粒子,出射点全部分布在ab边
C.从Od边射入的粒子,出射点分布在Oa边和ab边
D.从aO边射入的粒子,出射点分布在ab边和bc边
第II卷(满分52分)
二.实验填空题(本题共2小题,共计15分。
请把答案填写在答题纸的相应位置上。
)
13.(4分)
(1).在左图欧姆表内部结构示意图上的a处表示电源的极,c表示________色表笔.
(2).如果测某电阻时欧姆表示数如右图所示,此时所用倍率为“×10”,则该电阻的阻值为_________Ω。
14.(11分)欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻,要求测量结果尽量准确,现备有以下器材:
A.电池组(3V,内阻1Ω)B.电流表(0~3A,内阻0.0125Ω)
C.电流表(0~0.6A,内阻0.125Ω)D.电压表(0~3V,内阻3kΩ)
E.电压表(0~15V,内阻15kΩ)F.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)
G.滑动变阻器(0~2000Ω,额定电流0.3A)H.开关、导线
(1)上述器材中应选用的是;(填写各器材的字母代号)
(2)实验电路应采用电流表接法;(填“内”或“外”)
(3)设实验中,电流表、电压表的某组示数如下图所示,图示中I=A,U=V。
(4)为使通过待测金属导线的电流能在0~0.5A范围内改变,请按要求画出测量待测金属导线的电阻Rx的原理电路图。
三、计算题(本题共3小题,共27分。
第15题8分,第16题9分,第17题10分。
要求解答应写出必要的文字说明和相关方程以及重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的,答案中必须明确写出数值和单位。
)
15.(8分)如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L,质量为m的通电直导体棒,棒内电流大小为I,方向垂直纸面向外.以水平向右为x轴正方向,竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系.
(1)若加一方向垂直斜面向上的匀强磁场,使导体棒在斜面上保持静止,求磁场的磁感应强度多大?
(2)若加一方向垂直水平面向上的匀强磁场使导体棒在斜面上静止,该磁场的磁感应强度多大.
16.(9分)在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内,存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示。
一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿-x方向射入磁场,它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿+y方向飞出。
(1)请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷q/m;
(2)若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为
,该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角,求磁感应强度
多大?
此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少?
17.(10分)如图所示,真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度的大小B=0.60T.磁场内有一块足够大的平面感光平板ab,板面与磁场方向平行.在距ab的距离l=16cm处,有一个点状的α粒子放射源S,它向各个方向均匀地发射α粒子.设放射源发射α粒子的速度都是v=3.0×106m/s.已知α粒子的比荷
=5.0×107C/kg.现在只考虑在纸面内运动的α粒子,求ab上被α粒子打中的区域的长度.
【物理——选修3-5】(10分)
18、(4分)a、b两球在光滑的水平面上沿同一直线,同一方向运动,a球的动量是5千克·米/秒,b球的动量是7千克·米/秒。
当a球追上b球时发生碰撞,则碰撞后,a、b两球的动量可能是:
A、Pa=6千克·米/秒,Pb=6千克·米/秒;
B、Pa=3千克·米/秒,Pb=9千克·米/秒;
C、Pa=-2千克·米/秒,Pb=14千克·米/秒;
D、Pa=-5千克·米/秒,Pb=15千克·米/秒。
19.(6分)如图所示,在光滑水平面上静置一长为L的木板B,可视为质点的物块A置于木板B的右端。
另有一个与木板B完全相同的木板C以初速度v向右运动与木板B发生正碰,碰后木板B与C立即粘连在一起。
A、B、C的质量皆为m,重力加速度为g。
①求木板B的最大速度;
②若要求物块A不会掉在水平面上,则物块与木板间的动摩擦因数
至少是多大?
14.
(1)A、C、D、F、H
(2)外(3)0.482.20
(4)见右图
15.(8分)
(1)
(2)
16、(9分)
(1)由粒子的飞行轨迹,利用左手定则可知,该粒子带负电荷。
粒子由A点射入,由C点飞出,其速度方向改变了90°,则粒子轨迹半径
又
则粒子的比荷
(2)粒子从D点飞出磁场速度方向改变了60°角,故AD弧所对圆心角60°,粒子做圆周运动的半径
又
所以
粒子在磁场中飞行时间
17、(10分)α粒子带正电,故在磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动.用R表示轨迹半径,有:
qvB=m
,由此得:
R=
,代入数据计算得:
R=0.1m,可见2R>l>R.
因朝不同的方向发射的α粒子轨迹都过S,由此可知,某一圆轨迹在图乙中N的左侧与ab相切,则此切点P1就是α粒子能打中的左侧最远点.为定出P1点的位置,可作平行于ab的直线cd,cd到ab的距离为R,以S为圆心、R为半径作弧交cd于Q点,过Q作ab的垂线,它与ab的交点即为P1,即NP1=
=8cm.
再考虑N的右侧,任何α粒子在运动中离S的距离不可能超过2R,以2R为半径、S为圆心作圆,交ab于N右侧的P2点,此即右侧能打到的最远点.由图中几何关系得:
NP2=
=12cm
故所求长度P1P2=NP1+NP2=20cm.
答案:
20cm
18、(4分)BC
19、(6分)①C与B相碰后的瞬间,B有最大速度vB,由动量守恒定律
mv=2mvB
得木块B最大速度vB=
②设最终速度为v末,由动量守恒定律
mv=3mv末
由能量守恒定律
(2m)vB2-
(3m)v末2=2μmgL
得μ=