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【高二】天津市静海县2017-2018学年高二《物理》月学生学业能力调研考试试题理附加题及答案


2017-2018 第一学期高二物理(12 月)考试附加题 考生注意: 本试卷为提高题,共 30 分 1.在光滑绝缘的水平面上,用长为 2L 的绝缘轻杆连接两个质量均为 m 的带电小球 A 和 B.A 球的带电量为+2q,B 球的带电量为-3q,组成一带电系统,如图所示,虚线 MP 为 AB 两球连线 的垂直平分线,虚线 NQ 与 MP 平行且相距 4L.最初 A 和 B 分别静止于虚线 MP 的两侧,距 MP 的距 离均为 L,且 A 球距虚线 NQ 的距离为 3L.若视小球为质点,不计轻杆的质量,在虚线 MP, NQ 间 加上水平向右的匀强电场 E 后,求: (1)B 球刚进入电场时,带电系统的速度大小. (2)带电系统从开始运动到速度第一次为零所需时间以及 B 球电势能的变化量. 2. 如图所示,竖直放置的平行金属板,板间电压为 U0.质量为 m,电量为 q 的带正电的粒子 (不计重力)自左极板的 a 处由静止释放,加速后从右极板的小孔 b 射出。由 o 点垂直于 mf 边 的方向射入边长为 L 的正方形场区,o 为 mf 边的中点。 (1)若正方形区域内仅存在垂直于 mn 方向的匀强电场,求电场强度 E 多大能使粒子从 n 点射出场区; (2)若正方形区域内仅存在垂直于纸面方向的匀强磁场, 求磁感应强度 B 大小满足什么条 件能使粒子从 m、n 两点间射出场区。 静海一中 2017-2018 第一学期高二物理(12 月)考试附加题 答案 1.(1)带电系统开始运动时,设加速度为 a1,由牛顿第二定律: = 球B 刚进入电场时,带电系统的速度为 v1,有: 求得: ⑵ 对 带 电 系 统 进 行 分 析 , 假 设 球 A 能 达 到 右 极 板 , 电 场 力 对 系 统 做 功 为 W1 , 有 : 故带电系统速度第一次为零时, 球 A 恰好到达右极板 Q。设 球 B 从静止到刚进入电场的时间为 t1,则: 解得: 球 B 进入电场后, 带电系统的加速度为 a2,由牛顿第二定律: 显然,带电系统做匀 减速运动。减速所需时间为 t2,则有: 求得: 可知,带电系统 从静止到速度第一次为零所需的时间为: 6Eq L B 球电势能增加了 2 U0q=12mv20 只电场时,带电粒子在正方形区域内做类平抛运动; 水平方向有:L=v0t; 竖直方向 L2=12at2=12×Eqmt2; 联立解得:E=2U0L; (2)要使粒子从 m 点穿出,粒子的转动半径为 L4; 要使粒子从 n 点穿出,由几何关系可知: R2? (R? L2)2=L2; 解得:R=5L4; 即半径满足条件为:L4? R? 5L4 由洛仑兹力充当向心力可知: Bqv0=mv20r 解得:B=mv0qR 因 v0=2qU0m? ? ? ? √ 则有 B=1R2mU0q? ? ? ? ? √; 则 B 的范围为:45L2mU0q? ? ? ? ? √? B? 4L×2mU0q? ? ? ? ? √


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