1、简答题 如图所示,A、B为平行金属板,两板相距为d,接在电压为U的电源上,在A板的中央有一小孔M.今有一质量为m的带电质点,自A板上方相距为h的O点由静止自由下落,穿过小孔M后到达距B板
d的N点时速度恰好为零.若把A板向下平移d,带电质点仍从O点由静止自由下落.试求:
(1)带电质点的电荷量并指出带什么电.
(2)带电质点能否到达B板?若能,求出质点到达B板时的速度大小.若不能,求出质点速度为零的位置距B板的距离.
参考答案:(1)质点先做自由落体运动到M点,到达N孔时速度恰好为零,说明在MN间做减速运动,合外力向上,所以电场力方向向上,而电场强度方向向下,所以质点带负电,
根据动能定理得:
mgh(h+23d)-23qU=0-0
解得:q=mg(3h+2d)2U
(2)设质点速度为零的位置距离B板的距离为x,则根据动能定理得:
mg(h+d-x)-qd2-xd2U=0-0
解得:x=hd2(3h+d)
答:(1)带电质点的电荷量为mg(3h+2d)2U,带负电.
(2)带电质点不能到达B板,质点速度为零的位置距B板的距离为hd2(3h+d).
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 位于法瑞两国边境的欧洲大型强子对撞机,在2011年11月份发生惊天一“撞”,在地下百米深处、周长27公里的环形隧道内,两股质子束以接近光速水平(能量达3.5?万亿电子伏)迎面相撞,产生了一个温度为太阳核心温度100万倍的火球,实验的成功将开启粒子物理学研究的新世纪,参与这个项目的英国科学家热烈庆祝了这个具有里程碑意义的实验,欧洲核子研究中心指出,对撞实验产生了“迷你”版本的宇宙大爆炸(模拟出137亿年前宇宙大爆炸之初的“万物原点”).如图分别是该次对撞的“电脑效果图”和“大型强子对撞机内部实物图”,下列关于强子对撞机的说法正确的是( )
A.对于给定的加速电压,带电粒子的比荷
越大,磁感应强度B越大
B.当被加速的粒子质量不同时,对应的磁感应强度一定不同
C.对于给定的带电粒子,加速电压U越大,粒子运动的周期越小
D.对于给定的带电粒子,不管加速电压U多大,粒子运动的周期都不变
参考答案:A、根据材料可知粒子在强子对撞机中的运动半径是不变的,由动Uq=12mυ2和半径公式r=mυqB可得r=1B
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 下列粒子从静止状态经过电压为U的电场加速后速度最大的是(?)
A.质子
B.氘核
C.α粒子
D.钠离子Na+
参考答案:A
本题解析:由动能定理可得:,解得:,可见粒子经同一电场加速后速度的大小由粒子的比荷决定,即越大,速度越大,所以质子的速度最大,故A正确;B、C、D错误。
本题难度:简单
4、填空题 在距离地面15m高处,某人将一质量为4kg的物体以5m/s的速度抛出,人对物体做的功是??J 。?
参考答案:50
本题解析:略
本题难度:简单
5、简答题 如图所示,有一质量为m的物块静止在水平桌面左端,长为L的细线竖直悬挂一个质量为2m的小球,小球刚好与物块接触.现保持细线绷直,把小球拉向左上方使细线与竖直方向成60°夹角,无初速释放,小球运动到最低点时恰与物块正碰,碰后小球继续向右摆动,上升的最大高度为
?(整个过程中小球不与桌面接触),物块在桌面上向右滑行了L后静止,求物块与水平桌面间的动摩擦因数?.
参考答案:设碰前小球速度为v,碰后小球速度为v1,物块速度为v2.
对小球下摆过程分析,根据机械能守恒:
? 2mgL(1-cos60°)=12?2mv2 ①
解得:v=
本题解析:
本题难度:一般