2013年高考物理 考前預測仿真檢測題2

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1、2013年高考考前預測仿真檢測題二 第Ⅰ卷(選擇題　共31分) 一、單項選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分。每小題只有一個選項符合題意。 1．許多科學家對物理學的發(fā)展作出了巨大貢獻，這也歸功于他們采用了正確的物理方法，下列表述正確的是(　　) A．卡文迪許用放大法測出了靜電力常量 B．伽利略用理想實驗證明了力是使物體運動的原因 C．法拉第用歸納法得出了電磁感應的產(chǎn)生條件 D．庫侖用微分測出了靜電力常量 解析：選C　卡文迪許用放大法測出了引力常量，A項錯；伽利略用理想實驗證明了運動不需要力來維持，B項錯；法拉第研究了各種電磁感應現(xiàn)象，如動生、感生等，歸納出了電磁感應產(chǎn)生

2、的條件，C項正確；庫侖用庫侖扭秤測出了靜電力常量，D項錯。 2．如圖1所示，有5 000個質(zhì)量均勻為m的小球，將它們用長度相等的輕繩依次連接，再將其左端用細繩固定在天花板上，右端施加一水平力使全部小球靜止。若連接天花板的細繩與水平方向的夾角為45°。則第2 011個小球與2 012個小球之間的輕繩與水平方向的夾角α的正切值等于(　　) 圖1 A.　　　　　　　　 B. C. D. 解析：選A　選取所有的5 000個小球為研究結(jié)象，由平衡條件得：Tsin 45°＝5 000mg，Tcos 45°＝F，可得F＝5 000mg，然后取下邊5 000－2 011＝2 9

3、89個小球為研究對象，設(shè)2 011個小球與2 012個小球間作用力為T′，T′與水平方向夾角為α，由平衡條件可得：Τ′sin α＝2 989mg，T′cos α＝F，解得tan α＝，故A正確。 3.如圖2所示是物體在某段運動過程中v－t圖象，在t1和t2時刻的瞬時速度分別為v1和v2，則時間由t1到t2的過程中(　　) A．加速度不斷減小 B．加速度不斷增大 圖2 C．平均速度＝ D．平均速度> 解析：選A　從圖線的斜率可知物體的加速度逐漸減小，故A正確、B錯誤；若物體從t1時刻到t2時刻做勻減速運動，則其v－t圖如圖中直線2所示，從v－t圖象可知兩種運動情況下，勻減速運動的

4、位移較大，其平均速度較大，物體做勻減速運動由t1到t2的過程中平均速度等于，所以物體做加速度減小的減速運動中的平均速度應小于，故C、D錯誤。 4．神舟七號經(jīng)過變軌后，最終在距地球表面約343公里的圓軌道上正常飛行，約每90分鐘繞地球一圈。則下列說法正確的是(　　) A．神舟七號繞地球正常飛行時三位宇航員的加速度都大于9.8 m/s2 B．神舟七號繞地球正常環(huán)繞飛行的速率可能大于8 km/s C．神舟七號飛船在軌道上正常飛行時，宇航員由于失去重力作用而處于懸浮狀態(tài)，在艙內(nèi)行走時，須穿帶鉤的鞋子，地板是網(wǎng)格狀的 D．神舟七號運行的周期比地球近地衛(wèi)星的周期大 解析：選D　地球表面的重力加

5、速度為g＝9.8 m/s2，g值隨著高度的升高而減小，故A錯誤；近地軌道上衛(wèi)星的線速度為v＝7.9 m/s，高度越高、半徑越大、線速度越小，故B錯誤；飛船在軌道上正常飛行時，宇航員處于失重狀態(tài)但是并沒有失去重力，故C錯誤；近地軌道的衛(wèi)星周期約為84 min，半徑越大、周期越大，故D正確。 5.如圖3所示，虛線框內(nèi)存在著沿紙面方向的勻強電場(具體方向未畫出)，一質(zhì)子從bc邊上的M點以速度v0垂直于bc邊射入電場，只在電場力作用下，從cd邊上的Q點飛出電場。下列說法正確的是(　　) A．不管電場方向如何，質(zhì)子從M點到Q點一定做勻變速運動 B．電場方向一定是垂直ab邊向右 圖3

6、 C．電場力一定對電荷做了正功 D．M點的電勢一定高于Q點的電勢 解析：選A　由于是勻強電場，質(zhì)子所受電場力為恒力，故質(zhì)子運動的加速度恒定，一定做勻變速運動，A項正確。由于電場方向不確定，故無法判斷M、Q兩點的電勢高低，也無法判斷電場力做功的正負，BCD項均錯。 二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共計16分。每小題有多個選項符合題意。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，錯選或不答的得0分。 6．在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，當線框的轉(zhuǎn)速為n1時， 產(chǎn)生的交變電動勢的圖線為甲，當線框的轉(zhuǎn)速為n2時，產(chǎn)生的交變電動勢的圖線為乙。則(　　) A．t＝

7、0時，穿過線框的磁通量均為零 B．t＝0時，穿過線框的磁通量變化率均為零 圖4 C．n1∶n2＝3∶2 D．乙的交變電動勢的最大值是 V 解析：選BCD　t＝0時，線圈的電動勢為零，則線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，故A錯誤，B正確；由圖可知，T乙＝0.04 s，T甲＝ s，由n＝可得n1∶n2＝T乙∶T甲＝3∶2，C正確；由Em甲＝NBSω甲，Em乙＝NBSω乙，又ω＝可解得Em乙＝ V，D正確。 7.如圖5所示，光滑水平面上放著足夠長的木板B，木板B上放著木塊A。A、B接觸面粗糙，現(xiàn)用一水平拉力F作用在B上使其由靜止開始運動，用f1代表B對A的摩擦力，f2代表A

8、對B的摩擦力， 圖5 下列說法正確的有(　　) A．力F做的功一定等于A、B系統(tǒng)動能的增加量 B．力F做的功一定小于A、B系統(tǒng)動能的增加量 C．力f1對A做的功等于A動能的增加量 D．力F、f2對B做的功之和等于B動能的增加量 解析：選CD　若力F較小，A、B間不發(fā)生相對滑動，則力F做的功等于A、B動能的增加量，若力F較大，A、B間發(fā)生相對滑動，則力F做的功等于A、B的動能增加量與系統(tǒng)內(nèi)能增量的和，故A、B均錯誤；由動能定理可知，C、D均正確。 8.如圖6所示，傾斜的傳送帶始終以恒定速率v2運動。一小物塊以v1的初速度沖上傳送帶，v1>v2。小物塊從A到B的過程中一直做減速運

9、動，則(　　) A．小物塊到達B端的速度可能等于v2 圖6 B．小物塊到達B端的速度不可能等于零 C．小物塊的機械能一直在減少 D．小物塊所受合力一直在做負功 解析：選AD　小物塊一直做減速運動，到B點時速度為小于v1的任何值，故A正確，B錯誤；當小物塊與傳送帶共速后，再向上運動摩擦力對小物塊做正功，機械能將增加，故C錯誤。W合＝ΔEk<0，D正確。 9.在如圖7所示的傾角為θ的光滑斜面上，存在著兩個磁感應強度大小為B的勻強磁場，區(qū)域Ⅰ的磁場方向垂直斜面向上，區(qū)域Ⅱ的磁場方向垂直斜面向下，磁場的寬度均為L，一個質(zhì)量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形導線框，由靜止開始沿

10、斜面下滑，當ab邊剛越過GH進入磁場Ⅰ區(qū)時，恰好以速度v1做勻速直線運動；當ab邊下滑到JP與 圖7 MN的中間位置時，線框又恰好以速度v2做勻速直線運動，從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程中，線框的動能變化量為ΔEk，重力對線框做功大小為W1，安培力對線框做功大小為W2，下列說法中正確的有(　　) A．在下滑過程中，由于重力做正功，所以有v2>v1 B．從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程中，機械能守恒 C．從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程，有(W1－ΔEk)機械能轉(zhuǎn)化為電能 D．從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程中，線框動能的變化量大小為ΔE

11、k＝W1－W2 解析：選CD　由mgsin θ＝B·L得：v1＝，當ab到達JP和MN的中點時，mgsin θ＝2B·L得：v2＝，故v1>v2，A錯誤；因框運動過程中有安培力做負功，其機械能不守恒，機械能的減少量W1－ΔEk用于克服安培力做功，轉(zhuǎn)化為電能，C正確；由動能定理得：ΔEk＝W1－W2，D正確。 第Ⅱ卷(非選擇題　共89分) 三、簡答題：本題分必做題(第10、11題)和選做題(第12題)兩部分，共計42分。請將解答填寫在相應的位置。 [必做題] 10．(8分)某研究性學習小組做探究“橡皮筋做的功和物體速度變化的關(guān)系”的實驗，實驗開始前，他們提出了以下幾種猜想：①W∝，②W

12、∝v，③W∝v2。實驗裝置如圖8甲所示，圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形，這時橡皮筋對小車做的功記為W。當我們用2條、3條……完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次……實驗時，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放。小車在實驗中獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出。 圖8 (1)實驗時為了使小車只在橡皮筋作用下運動，應采取的措施是_______________； (2)每次實驗得到的紙帶上的點并不都是均勻的，為了計算出小車獲得的速度，應選用紙帶的________部分進行測量； (3)同學們設(shè)計了以下表格來記錄數(shù)據(jù)。其中W1、W2、W3、W4…表示橡皮筋對小車做的功

13、，v1、v2、v3、v4…表示小車每次獲得的速度。 實驗次數(shù) 1 2 3 4 … W W1 W2 W3 W4 … v v1 v2 v3 v4 … 他們根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了如圖乙所示的W－v圖象，由圖象形狀得出結(jié)論W∝v2。他們的做法是否合適？請說明理由：_________________________________________________ ________________________________________________________________________ 解析：(1)把木板的末端墊高，傾角為θ，若f＝mgsin θ

14、，則平衡了摩擦力，此時只有橡皮筋的作用力使小車運動。 (2)小車先加速后勻速，勻速時橡皮筋的彈力剛好全部做功，所以應選紙帶的均勻部分測量。 (3)因為W－v圖象是曲線，不能確定W與v2的函數(shù)關(guān)系，所以不合適。 答案：(1)把木板的末端墊起適當高度以平衡摩擦力　(2)點距均勻　(3)不合適。由曲線不能直接確定W、v2的函數(shù)關(guān)系，應進一步繪制W－v2圖象 11．(10分)圖9是利用兩個電流表A1和A2測量干電池電動勢E和內(nèi)阻r的電路原理圖。圖中S為開關(guān)， R為滑動變阻器，固定電阻R1和電流表A1的內(nèi)阻r1之和為10 000 Ω(比r和滑動變阻器的總電阻都大得多)，A2為理想電流表。 (1

15、)按電路原理圖在圖10虛線框內(nèi)各實物圖之間畫出連線。 圖9 圖10 (2)閉合開關(guān)S，移動滑動變阻器的滑動端c至某一位置，讀出電流表A1和A2的示數(shù)I1和I2。多次改變滑動端c的位置，得到的數(shù)據(jù)為 I1/mA 0.120 0.125 0.130 0.135 0.140 0.145 I2/mA 480 400 320 232 140 68 在圖11所示的坐標紙上以I1為縱坐標、I2為橫坐標畫出所對應的I1－I2曲線。 圖11 (3)利用所得曲線求得電源的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。(保留兩位小數(shù)) (4)該電路

16、中電源輸出的短路電流I短＝________A。 解析：本題主要考查了實物圖連接、實驗注意事項、數(shù)據(jù)處理，本實驗是用兩個電流表測電源電動勢和內(nèi)阻，實質(zhì)是將電流表A1與一定值電阻串聯(lián)，改裝成電壓表使用。 (1)實物連接如圖所示 (2)作I1－I2圖象如圖所示 (3)電動勢E＝I1′(圖象與縱軸截距)×10 000 V＝1.49 V， 電源的內(nèi)阻r＝k(圖象斜率)×10 000 Ω＝0.60 Ω。 (4)若圖象與橫軸的截距為I2′，則電源輸出的短路電流I短＝×I2′≈2.5 A。 答案：(1)見解析　(2)見解析 (3)1.49(1.48～1.50)　0.60(0.55～0.

17、65)　(4)2.5(2.3～2.7) 12．[選做題]本題包括A、B、C三小題，請選定其中兩小題，并在相應的答題區(qū)域內(nèi)作答，若多做，則按A、B兩小題評分。 A．[選修3－3](12分) (1)關(guān)于熱現(xiàn)象，下列說法正確的是________。 A．在一定條件下，物體的溫度可以降到0 K B．物體吸收了熱量，內(nèi)能不一定增加 C．分子勢能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大 D．布朗運動是懸浮在液體中固體顆粒分子的無規(guī)則運動的反映 (2)某學習小組做了如下實驗：先把空的燒瓶放入冰箱冷凍，待冷卻后取出燒瓶。并迅速把一個小氣球緊套在燒瓶頸上，封閉了一部分氣體(視為理想氣體)，然后將燒瓶

18、放進盛有熱水的燒杯里，氣體逐漸膨脹起來，如圖12所示。在氣體膨脹過程中，該密閉氣體組成的系統(tǒng)內(nèi)能________(選填“增加”“減少”或“不變”)；大氣壓力對氣體做功為________功(選填 圖12 “正”“負”或“零”)。 (3)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了溫度緩慢升高的變化，其p－T圖和V－T圖如圖13所示。 ①求溫度為600 K時氣體的壓強； ②請在p－T圖線上將溫度從400 K升高到600 K的變化過程補充完整。 解析：(1)溫度0 K為極限溫度，不可能達到，A錯誤；物體吸收熱量，但因不知做功情況，故無法確定內(nèi)能變化，B正確；當分子間距由rr0的

19、過程中，分子勢能先減小后增大，C正確；布朗運動是液體分子無規(guī)則運動的反映，不反映固體分子的無規(guī)則運動，D錯誤。 (2)氣體從熱水中吸收熱量溫度升高，內(nèi)能增加，氣球膨脹體積變大，氣體對外做正功，大氣壓力對氣體做負功。 (3)①由理想氣體狀態(tài)方程＝，即＝ 溫度為600 K時，氣體的壓強為p2＝1.25×105 Pa ②由根據(jù)V－T圖線可知：在溫度從400 K升高到500 K的變化過程中，氣體經(jīng)歷了等容變化，其p－T圖線是正比例函數(shù)圖象。 在溫度從500 K升高到600 K的變化過程中，氣體經(jīng)歷了等壓變化，其p－T圖象是平行于T軸的直線段。 如圖所示。 答案：(1)BC　(2)增加　負

20、　(3)1.25×105 Pa　見解析 B．[選修3－4](12分) (1)如圖14所示是一列簡諧橫波在t＝0時的波形圖，若波的傳播速度為2 m/s，此時質(zhì)點P向y軸正方向振動，P、Q兩個質(zhì)點相距一個波長。下列說法正確的是________。 A．質(zhì)點P在一個周期內(nèi)的路程為20 cm圖14 B．經(jīng)過0.1 s，質(zhì)點Q和P的振動方向相反 C．經(jīng)過Δt＝0.15 s，質(zhì)子P向y軸負方向振動 D．若該波傳播中遇到寬約0.4 m的障礙物，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 (2)薄膜干涉在科學技術(shù)上有很大應用。 如圖15甲是干涉法檢查平面示意圖，圖15乙是得到的干涉圖樣，則干涉圖樣中條紋彎曲處的凹凸

21、情況是________。(選填“上凸”或“下凹”) 圖15 (3)某同學做“測定玻璃的折射率”實驗時，由于沒有量角器，在完成光路圖后，以O(shè)為圓心畫圓，分別交入射光于A點，交OO′連線延長線于C點。分別過A點、C點作法線NN′的垂線AB、CD交NN′于B點、D點，用刻度尺量得AB＝6 cm，CD＝4 cm。求：玻璃的折射率n。 圖16 解析：(1)任何質(zhì)點在一個周期內(nèi)走的路程均為4 A＝20 cm，A正確，P和Q兩點相距一個波長，為同相點，振動情況相同，B錯誤；由v＝2 m/s，λ＝0.4 m可得T＝＝0.2 s，故Δt＝0.15 s＝ T，質(zhì)點P此時向＋y方向振動，T后來到

22、x軸下方，仍向＋y方向振動，C錯誤；因障礙物的尺寸d＝λ，故該波遇到此障礙物能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，D正確。 (2)由圖乙可知干涉條紋向左彎曲，即向空氣薄膜的較厚一側(cè)彎曲，說明在彎曲處與其在一條線上的空氣薄膜厚度相比反射光和入射光的光程差較小所至，故在彎曲處向上凸起。 (3)O所在玻璃面為界面，設(shè)入射角為θ1，折射角為θ2，由幾何關(guān)系得： sin θ1＝ sin θ2＝，OA＝OC 由以上關(guān)系得n＝ 帶入數(shù)據(jù)得：n＝1.5 答案：(1)AD　(2)上凸　(3)1.5 C．[選修3－5](12分) (1)下列說法正確的是________。 A．盧瑟福由α粒子散射實驗提出了原子

23、的核式結(jié)構(gòu) B．β射線是原子核外的電子電離形成的電子流，它具有中等的穿透能力 C．根據(jù)玻爾理論可知，氫原子輻射出一個光子后，氫原子的電勢能減小，核外電子動能增大，總能量減小 D．在光電效應的實驗中，入射光的強度增大，光電子的最大初動能也增大 (2)假設(shè)兩個氘核在一直線上相碰發(fā)生聚變反應生成氦的同位素和中子，已知氘核的質(zhì)量是2.0136 u，中子的質(zhì)量是1.0087 u，氦核同位素的質(zhì)量是3.0150 u，已知1 u質(zhì)量對應931.5 MeV的能量，聚變的核反應方程式是________，在聚變核反應中釋放出的能量為________MeV。(保留兩位有效數(shù)字) (3)如圖17所示，光滑水

24、平面上，輕彈簧兩端分別拴住質(zhì)量均為m的小物塊A和B，B物塊靠著豎直墻壁。今用水平外力緩慢推A，使A、B間彈簧壓縮，當壓縮到彈簧的彈性勢能為E時撤去此水平外力，讓A和B 圖17 在水平面上運動。求： ①當彈簧達到最大長度時A、B的速度大小； ②當B離開墻壁以后的運動過程中，彈簧彈性勢能的最大值。 解析：(1)盧瑟福根據(jù)α 粒子散射實驗結(jié)果提出了原子的核式結(jié)構(gòu)，A正確；β射線是原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時放出的電子形成的電子流，B錯誤；氫原子輻射光子后，向離核較近的軌道躍遷，庫侖力做正功，氫原子電勢能減少，總能減少，C對；由hν－W＝Ekm可知，入射光的頻率越高，光電子的最大初動能越大，與光

25、的強度無關(guān)，D錯誤。 (2)根據(jù)題中條件，可知核反應方程為 H＋H→He＋n。 核反應方程中的質(zhì)量虧損 Δm＝2mH－(mHe＋mn) ＝2×2.013 6 u－(3.015 0＋1.008 7) u ＝3.5×10－3 u。 由于1 u的質(zhì)量與931.5 MeV的能量相對應，所以氘核聚變時放出的能量 ΔE＝3.5×10－3×931.5 MeV≈3.3 MeV (3)①當B離開墻壁時，A的速度為v0，由機械能守恒有mv＝E 解得v0＝ 以后運動中，當彈簧彈性勢能最大時，彈簧達到最大程度時，A、B速度相等， 設(shè)為v，由動量守恒有2mv＝mv0 解得v＝ ②根據(jù)機械

26、能守恒，最大彈性勢能為 Ep＝mv－(2m)v2＝E 則：v0＝ 　Ep＝E 答案：(1)AC (2)H＋H→He＋n　3.3 (3)①均為 ?、贓 四、計算題：本題共3小題，共計47分。解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。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)值和單位。 13．(15分)半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)有均勻磁場，磁感應強度為B＝0.2 T，磁場方向垂直紙面向里，半徑為b的金屬圓環(huán)與磁場同心放置，磁場與環(huán)面垂直，其中a＝0.4 m，b＝0.6 m，金屬圓環(huán)上分別接有燈L1、L2，兩燈的電阻均為R0＝2 Ω，一金屬棒MN與金屬圓環(huán)接觸

27、良好，棒與環(huán)的電阻均忽略不計。 圖18 ①若棒以v0＝5 m/s的速率在環(huán)上向右勻速滑動，求棒滑過圓環(huán)直徑OO′的瞬間(如圖18所示)MN中的電動勢和流過燈L1的電流。 ②撤去中間的金屬棒MN，將右面的半圓環(huán)OL2O′以O(shè)O′為軸向上翻轉(zhuǎn)90°，若此時磁場隨時間均勻變化，其變化率為＝T/s，求L1的功率。 解析：①棒通過圓環(huán)直徑時切割磁感線的有效長度L＝2a，棒中產(chǎn)生的感應電動勢為E＝BLv＝B·2av0＝0.2×0.8×5 V＝0.8 V (3分) 當不計棒和圓環(huán)的電阻時，直徑OO′兩端的電壓U＝E＝0.8 V (1分) 通過燈L

28、1的電流為I1＝＝ A＝0.4 A (3分) ②右半圓環(huán)上翻90°后，穿過回路的磁場有效面積為原來的一半，S′＝πa2，磁場變化時回路產(chǎn)生的感應電動勢為E′＝＝＝πa2×V＝0.32 V (3分) 由于L1、L2兩燈相同，圓環(huán)電阻不計，所以每個燈的電壓均為U′＝E′ (1分) L1的功率為P1＝＝＝1.28×10－2 W。 (4分) 答案：①0.8 V　0.4 A?、?.28×10－2 W 14．(16分)一質(zhì)量為M＝2 kg的小物塊隨足夠長的水平傳送帶一起運動，被一水平向左飛來的子彈擊中，子彈并從物塊中穿過，如圖19甲所示，地面觀察者記錄了小物塊被擊中后

29、的速度隨時間的變化關(guān)系，如圖19乙所示(圖中取向右運動的方向為正方向)，已知傳送帶的速度保持不變。(g＝10 m/s2) 圖19 (1)指出傳送帶的速度v的大小及方向，說明理由。 (2)計算物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)？ (3)計算物塊對傳送帶總共做了多少功？系統(tǒng)有多少能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？ 解析：(1)由題圖可知，物塊被擊穿后先向左做勻減速運動，速度為零后，又向右做勻加速運動，當速度等于2 m/s以后隨傳送帶一起勻速運動，所以傳送帶的速度方向向右，大小為2 m/s。 (3分) (2)由題圖可知，a＝＝ m/s2＝2 m/s2 (2分)

30、由牛頓第二定律得滑動摩擦力f＝Ma，其中f＝μN， N＝Mg，所以物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝＝＝0.2 (3分) (3)由題圖可知，傳送帶與物塊存在摩擦力的時間只有3 s，傳送帶在這段時間內(nèi)的位移s＝vt＝2×3 m＝6 m，所以物塊對傳送帶所做的功為W＝－fs＝－4×6 J＝－24 J (4分) 物塊相對于傳送帶通過的路程s′＝t＝×3 m＝9 m，所以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能E＝fs′＝4×9 J＝36 J (4分) 答案：見解析 15．(16分)如圖20所示，質(zhì)量為m帶電量為＋q的帶電粒子(不計重力)，從左極板處由靜止開始經(jīng)電壓為U的加速電場加速后，經(jīng)

31、小孔O1進入寬為L的場區(qū)，再經(jīng)寬為L的無場區(qū)打到熒光屏上。O2是熒光屏的中心，連線O1O2與熒光屏垂直。第一次在寬為L整個區(qū)域加入電場強度大小為E、方向垂直O(jiān)1O2豎直向下的勻強電場；第二次在寬為L區(qū)域加入寬度均為L的勻強磁場，磁感應強度大小相同、方向垂直紙面且相反。兩種情況下帶電粒子打到熒光屏的同一點。求： 圖20 (1)帶電粒子剛出小孔O1時的速度大??； (2)加勻強電場時，帶電粒子打到熒光屏上的點到O2的距離d； (3)左右兩部分磁場的方向和磁感應強度B的大小。 解析：(1)帶電粒子在加速電場中加速過程，由動能定理得： qU＝mv ①(1分)

32、解得：v0＝ (1分) (2)帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場中，設(shè)運動時間為t，加速度為a，平行電場的分速度為vy，側(cè)移距離為y。 由牛頓第二定律得：qE＝ma ②(1分) 由運動學公式得：L＝v0t ③(1分) vy＝at ④(1分) 由②③④得：y＝at2 ⑤(1分) 帶電粒子從離開電場到打到熒光屏上的過程中，設(shè)運動時間為t′，側(cè)移距離為y′。 由運動學公式得：＝v0t′ ⑥(1分) 由③④⑥得：y′＝vyt′ ⑦(

33、1分) 由⑤⑦得帶電粒子打到熒光屏上的點到O2的距離：d＝y(tǒng)＋y′＝ (1分) (3)磁場的方向如圖所示，左半部分垂直紙面向外，右半部分垂直紙面向里。 (1分) 帶電粒子運動軌跡與場區(qū)中心線交于N點，經(jīng)N點做場區(qū)左邊界的垂線交于M點，經(jīng)N點做過N點速度的垂線交場區(qū)左邊界于O點，O點就是帶電粒子在左半?yún)^(qū)域磁場中做圓周運動的圓心。 帶電粒子在兩部分磁場中的運動對稱，出磁場的速度與熒光屏垂直，所以O(shè)1M＝。(意思明確即可) (1分) 設(shè)帶電粒子做圓周運動的半徑為R，由幾何關(guān)系得： R2＝()2＋(R－)2 ⑧(2分) 由牛頓第二定律得：qv0B＝m ⑨(1分) 由v0、d的結(jié)論和⑧⑨式解得： B＝()(未代入原始數(shù)據(jù)不得分) (2分) 答案：(1) 　(2) (3) ()