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1、选择题 质量为m的飞机,以速率v在水平面上做半径为r的匀速圆周运动,空气对飞机的升力大小等于
[? ]
A.
B.
C.
D.
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 1998年6月,我国科学家和工程师研制的阿尔法磁谱仪由发现号航天飞机搭载升空,探测宇宙中是否有反物质.我们知道物质的原子是由带正电的原子核及带负电的电子组成,原子核是由质子和中子组成,而反物质的原子则是由带负电的反原子核及带正电的正电子组成,反原子核由反质子和反中子组成.与质子、中子、电子等这些物质粒子相对应的反质子、反中子、反电子等均称为反粒子.由于反粒子具有与相应粒子完全相同的质量及相反的电磁性质,故可用下述方法探测:如图所示,设图中各粒子或反粒子沿垂直于匀强磁场B方向(O′O)进入横截面为MNPQ的磁谱仪时速度相同,若氢(
H)原子核在Ox轴上的偏转位移为x0,且恰为其轨道半径的一半.
(1)请画出反氢核(H)和反氦核(He)的轨迹;
(2)求出它们在Ox轴上的偏转位移x1和x2.
参考答案:
设质子的质量为m,电荷量为q,
据题意有qvB=mv2r(r为质子的轨道半径)?①
r=mvqB=2x0②
由于反氢核(反质子)质量为m,电荷量为-q,
故其轨道半径r1=r,但偏转方向相反.即x1=-x0③
由于反氦核(反α粒子)的质量为4m,电量为-2q,
同理,轨道半径r2=4mv2qB=2r④
由图中几何关系可知x2=-(4-
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 如图所示,在平面坐标系xOy内,同种带正电离子,质量m=1.0×10-20kg、带电量q=1.0×10-10C,以相同速度不断从C点垂直射入匀强电场,偏转后通过极板MN上的小孔O离开电场时的速度大小为v=2.0×106m/s,方向与x轴成30°角斜向上.在y轴右侧有一个圆心位于O"(0.01m,0)点,半径r=0.01m的圆形磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度B=0.01T,有一垂直于x轴的面积足够大的竖直荧光屏PQ置于坐标x0=0.04m处.已知NC之间的距离d=0.02m.试求:
(1)粒子在磁场中的运动轨迹半径;
(2)偏转电场强度的大小;
(3)若圆形磁场区可沿x轴移动,圆心O"在x轴上的移动范围为(0.01m,+∞),由于磁场位置的不同,导致粒子打在荧光屏上的位置也不同,求粒子打在荧光屏上点的纵坐标的范围.
参考答案:(1)离子在磁场中做匀速圆周运动,由于洛仑兹力提供向心力,则有:qvB=mv2R?①
解得:R=0.02m?
(2)将速度v分解为如图所示的x方向速度v1和y方向速度v2,
得到:v2=vs in30°=0.5v?②
则初速度为v0=vc ③
离子在偏转电场中,由动能定理:Eqd=12mv2-12mv?22? ?④
联立②③④解得:E=7.5×103V/m?
(3)当圆心O′在x=0.01m时,由于R=0.02m=2r,所以离子从x轴上的D点离开磁场.?
由几何关系可知,离子打在荧光屏的最低点,纵坐标为:y1=-(x0-2r)tan30°=2
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 如图所示,M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板,两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值.带电粒子的电荷量与质量之比
=3×102C/Kg(不计重力),静止的带电粒子从点P经电场加速后,从小孔?Q垂直于NC板进入N板右侧的匀强磁场区域,磁感应强度大小为B=2T,方向垂直于纸面向外,CD为磁场边界上的一绝缘板,它与N板的夹角为α=45°,孔Q到板的下端C的距离为L=1m.当M、N两板间电压取最大值时,粒子恰好垂直打在CD板上.求:
(1)两板间电压的最大值Um.
(2)CD板上可能被粒子打中的区域的长度x.
参考答案:
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 如图所示,汽车以速度V通过一半圆形拱桥的顶点时,关于汽车受力的说法正确的是?( )
A.汽车受重力、支持力、向心力
B.汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力、向心力
C.汽车的向心力是重力
D.汽车的重力和支持力的合力是向心力
参考答案:D
本题解析:向心力不是受到的力,是效果力,选项AB错误;向心力由重力和支持力的合力提供,选项C错误;故选D
点评:本题难度较小,向心力为圆周运动中沿着半径方向上的合力,为效果力,受力分析时不能有向心力
本题难度:简单