1、简答题 如图所示,在竖直平面内,虚线MO与水平线PQ相交于O,二者夹角θ=30°,在MO左侧存在电场强度为E、方向竖直向下的匀强电场,MO右侧某个区域存在磁感应强度为B、垂直纸面向里的匀强磁场,O点处在磁场的边界上,现有一群质量为m、电量为+q的带电粒子在纸面内以速度v(0≤v≤
)垂直于MO从O点射入磁场,所有粒子通过直线MO时,速度方向均平行于PQ向左,不计粒子的重力和粒子间的相互作用力.求:
(1)速度最大的粒子从O开始射入磁场至返回水平线POQ所用的时间.
(2)磁场区域的最小面积.

参考答案:

(1)粒子的运动轨迹如图所示,设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R,周期为T,粒子在匀强磁场中运动时间为t1
则?qvB=mv2R
解得:R=mvqB?
T=2πmBq?
t1=13T?
设粒子自N点水平飞出磁场,出磁场后应做匀速运动至OM,设匀速运动的距离为s,匀速运动的时间为t2,由几何关系知:
s=Rtanθ?
t2=sv?
过MO后粒子做类平抛运动,设运动的时间为t3,
则:32R=12qEmt32?
又由题知:v=EB
则速度最大的粒子自O进入磁场至重回水平线POQ所用的时间为:
t=t1+t2+t3=2(3
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 从一架以速度v0匀速水平直线飞行的飞机先后向下扔下甲、乙、丙三个物体,物体下落的时间间隔为t秒,若不计空气阻力,则三物体落地前( )
A.三物体连线正好在一条抛物线上
B.三物体连线正好在一条斜向下方的直线上
C.三物体连线竖直向下,且三物体等距
D.三物体连线竖直向下,但三物体不等距
参考答案:平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,所以三个物体在同一竖直线上,在竖直方向上做自由落体运动,因为三个球之间的时间间隔相等,所以三物体不等间距,且由上至下,间距越来越大.故D正确,A、B、C错误.
故选D.
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 如图水平固定放置的平行金属板M、N,两板间距为d。在两板的中心(即到上、下板距离相等,到板左、右端距离相等)有一悬点O系有一长r=d/4的绝缘细线,线的另一端系有一质量为m、带正电荷的小球,电荷量为q。两板间有一竖直向下的匀强电场,匀强电场大小E=3mg/q。小球在最低点A处于静止。求:

(1)小球静止时细线拉力T大小;
(2)若电场大小保持不变,方向变为竖直向上,要使得小球在竖直平面内绕O点恰好能做完整的圆周运动,在A位置至少给小球多大的初速度v0。
(3)小球恰能绕悬点O在竖直平面内做完整的圆周运动.当小球运动到竖直直径AB的B端时,细线突然断开,小球恰好从平行金属板M的左边缘飞出,求平行金属板的长度L?
参考答案:(1)4mg , (2)
, (3)
本题解析:(1)由力的平衡条件有
4mg;
(2)由
,代入数值有,
;
(3)小球做圆周运动中拉力不做功,由动能定理有
,可得B点小球的速度为
,细线突然断开后小球做类平抛运动,竖直方向为初速度为零的匀加速运动,由
,代入数值得
,水平方向有
,代入数值有
。
考点:本题考查了动能定理、抛体运动的概念
本题难度:困难
4、选择题 如图所示,水平传送带水平段长L=6m,两皮带轮直径D均为0.2m,距地面高H=5m,与传送带等高的光滑水平台上有一小物块以v0=5m/s的初速度滑上传送带,物块与传送带间动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2.若皮带轮顺时针以角速度ω=60rad/s转动,则块滑到B端后做平抛运动的水平距离为出( )
A.1m
B.5m
C.6m
D.7m