1、填空题 如图甲是利用激光测转速的原理示意图,图中圆盘可绕固定轴转动,盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料,当盘转到某一位置时,接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束,并将所收到的光信号立即转变成电信号,在示波器显示屏上显示出来。

(1)若图乙中示波器显示屏上横向的每小格对应的时间为1.00×10-2s(即乙图中t轴每大格表示5.00×10-2s),则圆盘的转速为________r/s。(保留3位有效数字)
(2)若测得圆盘直径为11cm,则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为________cm。(保留3位有效数字)
参考答案:(1)(1) 4.55? (3分)? (2)1.57cm? (3分)
本题解析:
试题分项:(1)由乙图可知,圆盘转动的周期
?,根据转速、角速度和周期的关系
和
,得到
,代入数据,
。
(2)由乙图可知,反光涂层经过接收器的时间
,根据弧长和线速度的关系,得
;再由
,则
,代入数据,得到
。
本题难度:一般
2、填空题 在一段半径为R=15m的圆弧形水平弯道上,已知弯道路面对汽车轮胎的最大静摩擦力等于车重的0.5倍,则汽车顺利拐弯时的最大速度是_________m/s(g取10m/s2)
参考答案:
本题解析:由牛顿第二定律,得


联立,解得v=
=
m/s
本题难度:简单
3、简答题
“一个周末的傍晚,你爸爸终于有了时间,带着你们全家驱车以速度V0行驶来到你向往已久的乡野.你们正尽情地享受着乡野迷人的气息,突然你眼前一亮,车灯照亮了一片水波!你大声惊呼地闭上了眼……”同学们不用紧张,这只是编的一个故事.
假设车灯照亮的是一条垂直于汽车行驶方向小河沟,车的周围是一片平地。你爸爸选择立即刹车(设刹车时汽车做匀减速直线运动),使车恰好停在河边而逃过一劫;或选择立即拐弯(设拐弯时汽车做匀速圆周运动),是否能幸免一难?(可借助V0、g、μ等物理量表达结论)
参考答案:选择立即拐弯不能幸免一难
本题解析:∵刹车时汽车做匀减速直线运动,由匀变速直线运动规律有:
V02=2μgs? (2分)
∴车恰好停在河边而逃过一劫的刹车位移s= V02/2μg? (1分)
又∵拐弯时汽车做匀速圆周运动,由向心力公式有:
μmg="m" V02/r? (2分)
∴转弯半径为 r= V02/μg? (1分)
对比两种情况有?r>s?故选择立即拐弯不能幸免一难? (2分)
本题难度:简单
4、计算题 (12分)如图所示,在平面直角坐标系
中,第II象限和第I象限内各有一相同的圆形区域,两个区域的圆心坐标分别是
(图中未标出),图中M、N为两个圆形区域分别与x轴的切点,其中第Ⅱ象限内的圆形区域也与y轴相切;两个区域中都分布着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度分别为
;在第I象限内还存在着一沿x轴负方向,左右均有理想边界的匀强电场,左边界为y轴,右边界与磁场B2边界相切,电场强度
;在第Ⅳ象限内有一沿x轴正方向的匀强电场E2,电场强度
;一带负电的粒子(不计重力)从M点射入磁场Bl中,速度大小为
,无论速度的方向如何(如图),粒子都能够在电场E1中做直线运动后进入磁场B2中,且都从N点飞出磁场进入第Ⅳ象限的电场中,已知粒子的比荷
.如果粒子在M点入射的速度方向与x轴垂直,试求:

(1)粒子的入射速度
;
(2)第I象限内磁场的磁感应强度值B2;
(3)粒子离开第Ⅳ象限时的位置P的坐标。
参考答案:(1)
(2)
(3)P(0, 2m)
本题解析:(1)可知粒子在磁场B1中圆周运动的半径
(1分)
洛仑兹力提供向心力:
(2分)
可得:
(1分)
(2)粒子在电场E1中:
(1分)
粒子在磁场B2中圆周运动的半径
(1分)
洛仑兹力提供向心力:
(1分)
可得:
(1分)
(3)粒子从N点垂直于x轴向下进入电场E2中,最终将从y轴飞出电场:
在电场E2中:
(1分)
(1分)
(1分)
解得:
粒子离开第IV象限时的位置P坐标:P(0, 2m) (1分)
考点:带电粒子在电磁场中的运动
本题难度:困难
5、计算题 质点P以O为圆心做半径为R的匀速圆周运动,如图所示,周期为T。当P经过图中D点时,有一质量为m的另一质点Q受到力F的作用从静止开始作匀加速直线运动。为使P、Q两质点在某时刻的速度相同,则F的大小应满足什么条件?
参考答案:
本题解析:运动时间:
?
质点P的速率为
?
由牛顿第二定律及速度公式得:
?
解得:
点评:本题难度较小,此类问题由于圆周运动的重复性造成多解,可从1开始分析,找到各物理量间的关系,例如本题是运动时间相同
本题难度:简单