題目列表(包括答案和解析)
如圖所示，粒子源K與虛線MN之間是一加速電場．虛線MN與PQ之間是勻強電場，虛線PQ與熒光屏之間是勻強磁場，且MN、PQ與熒光屏三者互相平行．電場和磁場的方向如圖所示．圖中A點與O點的連線垂直于熒光屏．從K發射出的一初速度為零的帶正電的粒子，被電場加速后以速度v0從A點垂直射入偏轉電場，在離開偏轉電場后進入勻強磁場，最后恰好垂直地打在圖中的熒光屏上，已知電場和磁場區域在豎直方向足夠長，加速電場電壓與偏轉電場的場強關系為
，式中的d是偏轉電場的寬度，磁場的磁感應強度與偏轉電場的電場強度和帶電粒子離開加速電場的速度v0關系符合表達式
，（以上關系式中U、E、B均為未知量）
（1）試說明v0的大小與K和MN之間的距離有何關系；
（2）求帶電粒子進入磁場時的速度大小；
（3）帶電粒子最后在電場和磁場中總的偏轉距離是多少
| q | m |
如圖甲所示，水平加速電場的加速電壓為U0，在它的右側有由水平正對放置的平行金屬板a、b構成的偏轉電場，已知偏轉電場的板長L=0.10 m，板間距離d=5.0×10-2 m，兩板間接有如圖15乙所示的隨時間變化的電壓U，且a板電勢高于b板電勢。在金屬板右側存在有界的勻強磁場，磁場的左邊界為與金屬板右側重合的豎直平面MN，MN右側的磁場范圍足夠大，磁感應強度B=5.0×10-3T，方向與偏轉電場正交向里（垂直紙面向里）。質量和電荷量都相同的帶正電的粒子從靜止開始經過電壓U0=50V的加速電場后，連續沿兩金屬板間的中線OO′方向射入偏轉電場中，中線OO′與磁場邊界MN垂直。已知帶電粒子的比荷
=1.0×108 C/kg，不計粒子所受的重力和粒子間的相互作用力，忽略偏轉電場兩板間電場的邊緣效應，在每個粒子通過偏轉電場區域的極短時間內，偏轉電場可視作恒定不變。
1.求t=0時刻射入偏轉電場的粒子在磁場邊界上的入射點和出射點間的距離；
2.求粒子進入磁場時的最大速度；
3.對于所有進入磁場中的粒子，如果要增大粒子在磁場邊界上的入射點和出射點間的距離，應該采取哪些措施？試從理論上推理說明。
說明：
一．答案及評分標準：本題共12小題，其中1～8題為必做題,9～12是選做題.選做題分為兩組，考生必須從兩組中任意選擇一組作答.每小題4分，共40分．在每小題給出的四個選項中，至少有一個正確選項．全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分．
題類
必做題
選做一組
選做二組
題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
ACD
D
AC
CD
B
BD
ABC
B
CD
AD
ABC
B
二、答案及評分標準：全題24分，答案正確的，按下列答案后面括號內的分數給分；答錯的，不答的，都給0分． 13．（1）（4分）
所選器材
（只填器材序號）
簡述實驗方法
（不要求寫出具體步驟）
實驗設計
方案1：
A、C、F
用彈簧秤稱出帶夾子重錘的重力大小G，再用天平測出其質量m，則g=G/m。
方案2：B、D、
G、H、J、L、M
安裝儀器，接通電源，讓紙帶隨小車一起沿斜面下滑。用刻度尺測出所需數據。改變斜面高度再測一次。利用兩次數據，由牛頓第二定律算出結果。
方案3：B、E、F
將帶夾子的重錘懸掛在鐵架臺上并置于桌面的邊緣，用刻度尺測出重錘離桌面邊緣的高度，同時用光電計時器測出重錘在上述高度內做自由落體的時間，則
（2）①加速度的計算值：每空1分，共3分
a/(
)
②作出a─F圖象：2分
③結論：在保持物體質量M不變時，加速度a與合外力F成正比 。1分
14、(1)①3、4(有一個位置填錯就不給分)（1分）； 5、6（1分）
②500Ω（1分）; 1.985或1.990V（1分）（1分）
③丙（1分）
（2）①右（1分）
②
（2分）
③B （1分） ；D（1分） 電路圖（2分）
三、本題共6小題，86分．解答應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．有數值計算的題答案中必須明確寫出數值和單位．
15、（14分）參考解答及評分標準
甲同學的分析是錯誤的（1分），小球的機械能不守恒．（1分）
乙同學分析也是錯誤的（1分），小球在滑動過程中的最大速度的位置不在最低點B: (1分）
正確解如下：
小球在B點時，FN－mg＝m
(1分)
∵FN＝ 2 mg ∴v2＝gR （1分）
從A到B，設電場力做功WE，由動能定理WE+mgR＝
mv2， (1分)
得WE＝一mgR (1分)
∵電場力做負功， ∴帶電小球受電場力方向向右FE ＝
＝mg (1分)
電場強度方向向右（1分）從A到B之間一定有位置D是小球運動速度方向瞬時合力為零處，也是小球速度最大處 (1分)
設OD連線與豎直方向夾角θ，FEcosθ＝Gsinθ（1分）
m
＝mgRcosθ－FE
(R-Rsinθ)（1分）
vmax ＝
（1分）
16. （14分） 參考解答及評分標準
導軌受到PQ棒水平向右的摩擦力f＝μmg �。�1分）
根據牛頓第二定律并整理得F－μmg－F安＝Ma (1分)
剛拉動導軌時，I感＝0，安培力為零，導軌有最大加速度（1分）
am＝
�。�1分）
＝（2－0.2×0.6×10）／2＝
隨著導軌速度增大，感應電流增大，加速度減小，當a=0時，速度最大 （1分）
速度最大值為vm，電流最大為Im，此時導軌受到向右的安培力 FB= BImL （1分）
F－μmg － BImL＝0 分）
I.m＝
（1分）
代人數字算得Im＝
A =
I=E／（R＋r） �。�1分）
I m ＝BLvm／（R+r） （1分）
v m
＝Im
(R+ r)／BL二2 × (0.2＋0.4)／(0.8×0.5)＝
17. （14分） 參考解答及評分標準
設行星質量m，太陽質量為M，行星與太陽的距離為r，根據萬有引力定律，
行星受太陽的萬有引力
（2分）
行星繞太陽做近似勻速圓周運動，根據牛頓第二定律有
（2分）
（1分） 以上式子聯立
故
（1分）
地球的周期
年，（1分） 
火星的周期
（2分）
年=1.8年 （1分）
設經時間t兩星又一次距離最近，根據
（2分）
則兩星轉過的角度之差
（2分）
（2分，答“2.2年”同樣給分）
18. （14分） 參考解答及評分標準
解（1）在時刻t，棒ab的速度 v＝a t -------------------（1分）
棒中感應電動勢為 E＝B L v＝B L a t -------------（1分）
棒中的感應電流為
I＝
-----------------（2分）
對ab棒應用牛頓第二定律得 F－BIL＝ma ----------------（1分）
解得：
F=
---------------（2分）
（2）細線拉斷前瞬間cd滿足
BIL=f +T0 -------------------（1分）
+T0 -------------------（1分）
t=
-------------------（1分）
由于ab棒勻加速運動，所以
①
-------------------（1分）
線拉斷前的過程中有：
②
-------------------聯立①、②得：Q=
-------（1分）
第19題：（14分） 參考解答及評分標準
解：⑴
時刻粒子將垂直邊界進入磁場，在洛侖茲力作用下作半徑為r的勻速圓周運動，得：
……①
得入射點和出射點的距離：
……②
聯解①②得：
⑵設粒子在電場中的偏轉角為
，得右圖。依圖得：
………③
………④
根據邊角關系得入射點和出射點的距離
………⑤
聯解③④⑤式得：
，為定值。
⑶粒子在極板間作類平拋運動。剛能從右上角飛出時，有速度vm。設飛出所用時間為t，此時對應的電壓為U。依圖得：
水平方向：
………⑥
豎直方向：
………⑦
加速度：
………⑧
根據動能定理：
………⑨
聯解⑥⑦⑧⑨式得最大速度
20.（16分） 參考解答及評分標準
（1）小木塊B從開始運動直到A、B相對靜止的過程中，系統水平方向上動量守恒，有 
①（1分）
解得 
＝
（2）B在A的圓弧部分的運動過程中，它們之間因摩擦產生的內能為Q1，B在A的水平部分往返的運動過程中，它們之間因摩擦產生的內能為Q2，由能量關系得到
③（1分）
④（1分）
⑤（1分）
（3）設小木塊B下滑到P點時速度為vB，同時A的速度為vA，由動量守恒和能量關系可以得到 
⑥（1分）
⑦（1分）
由⑥⑦兩式可以得到
，令
，化簡后為
⑧（2分）
若要求B最終不滑離A，由能量關系必有
⑨（1分）
化簡得 
⑩（2分）
故B既能對地向右滑動，又不滑離A的條件為
⑾ （2分）
即
或 （
） （2分）
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