内容发布更新时间 : 2025/4/3 18:26:14星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
21.(4 分)【加试题】图为“验证碰撞中的动量守恒”实验装置示意图,图中 P 点是未放被碰小球 2 时入射
小球 1 的落点。
(1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是,可以通过测量_____(选填选项前的
符号),间接地解决这个问题.
A.小球开始释放高度 h
B.小球抛出点距地面的高度 H
C.小球做平抛运动的射程
(2)若入射小球质量为 m1,半径为 r1;被碰小球质量为 m2,半径为 r2,则_____.
A.m1>m2 r1>r2 B.m1>m2 r1
(3)为了验证动量守恒,下列关系式成立的是_____.
A. m1 OP ? m1 OM ? m2 ON
B. m1 OP ? m1 OM ? m2 ON ? d
???
C. m1 OP ? m1 OM ? m2 ON ? 2d
21.(1)C(1 分) (2)C(1 分) (3)A(2 分)
【解析】(1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,可以通过平抛运动间接地测量,根
据 v ??? x 知,高度相同,则时间相同,可以通过水平射程表示速度,故选 C.
???
x t g 2h
(2)为了保证碰撞前后使入射小球的速度方向不变,故必须使入射小球的质量大于被碰小球的质量.为
了使两球发生正碰,两小球的半径相同,故 C 正确,ABD 错误。
22.(10 分)【加试题】有一个匀强磁场边界是 EF,在 EF 右侧无磁场,左侧是匀强磁场区域,如图甲所
示.现有一个电阻为 R 的闭合的金属正三角形线框 abc 以恒定速度 v 从 EF 右侧水平进入匀强磁场区
域.线框中的电流随时间变化的 i–t 图象如图乙所示。求
(1)匀强磁场的磁感应强度;
(2)若让金属正三角形线框 abc 在匀强磁场中静止不动,通过改变磁场的磁感应强度也可以得到乙图,
要得到乙图,则磁场的磁感应强度是增加,还是减小?磁感应强度变化量是多少?
22.(1) B ??
3IR (2)减小 ?B ??3IR
3v 2t 0 3v 2t 0 【解析】(1)因为正三角形线框是匀速运动的,所以当顶点 a 到达边缘时,电流最大 所以 t=t0 时,感应电动势 E=Bhv ①(1 分) 由闭合电路欧姆定律得:E=IR②(1 分)三角形底边的长度 L=2vt0③(1 分)
由几何关系可得: tan 60o ? L ④(1 分)
h
2
由①②③④式解得: B ??
3IR (1 分) 3v 2t 0
23.(10 分)【加试题】如图所示,在平面直角坐标系 xOy 中,第一、四象限有竖直向上的匀强电场,一
个电子(质量为 m,电荷量为 e)从坐标为(0, 3L )的 N 点以初速度 v0 沿 x 轴正方向进入电场,匀
强电场的电场强度 E ??
3 mv2
0
2eL
,经过 x 轴上的 P 点(没画出)。
(1)P 点的坐标和电子经过 P 点时的速度方向; (2)现移去电场,在第一象限加一个磁感应强度 B ?
的速度从 N 点
3mv0
eL 的圆形磁场,让电子以相同
出发,也经过 P 点,且经过 P 点时电子速度方向与(1)中相同,求最小圆形磁场的面积。
23.(1)P 点坐标(2L,0) 电子经过 P 点时速度方向与 x 轴的夹角 θ=60o (2) S min ??
1 2 πL36
【解析】(1)当第一、四象限有匀强电场时,电子做类平抛运动 由类平抛运动规律得:
2 y ??3 L ??eEt0①(1 分)
2m
x ? v0 t0 ②(1 分)
速度与 x 轴夹角 θ 的正切 tan? ??
eEt0 ③(1 分) mv
0
由①②③解得:x=2L,θ=60o④(1 分)
所以 P 点坐标(2L,0),电子经过 P 点时速度方向与 x 轴的夹角 θ=60o(1 分)
(2)电子在匀强磁场中做圆周运动,其轨迹如图所示(1 分)
向心力由洛伦兹力提供,所以: evB ??mv
2 ⑤(1 分)
由几何关系可知:| AB |? 2 R sin ⑥(1 分)
?R
2
最小圆形磁场就是以 AB 为直径的圆,最小面积 S
| AB | )2 ⑦(1 分) ? π( min
2
由④⑤⑥⑦解得 S min ? 36 πL2 (1 分)
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