Page 41 - 浙江高考模拟试卷汇编优化20套·物理

kmv PD=kmv PDI+mv QDI I i
(
W 克 f = ∑ μ M g cosθ + B L ) Δx = μ M g cosθx +
由机械能守恒定律得 2
μ
1 1 1 ∑BI i LΔx ,
2
2
2
kmv PD= kmv PDI+ mv QDI 2
2 2 2
2k 2k Q总 =6Q=∑BI i LΔx ,
解得v QD1= v PD= 2 g R .
1+k 1+k 112
由以上三式联立可得Q= J.
3
不脱离圆弧轨道的条件两种情形:

22. ( 1 )不加磁场时r=2d ,
1
2
情形一: 不过圆心等高处, mv QD1≤m g R , 2
2 v 0
q v 0 B 1=m ,
解得k≤1. r
情形二: 2 q dB 1
解得粒子的初速度为v 0= .
m
对Q 球从D 点到E 点过程, 由机械能守恒定律得 1 mv QDI= 离子能直线通过两极板, 则洛伦兹力等于电场力,
2
2
1 U 0 ,
2
·
mv QEI+m g 2R , q v 0 B 1= q d
2
2 q B 1 d
2 2
2
对Q 球在E 点, 由牛顿第二定律得 mv QE1 ≥m g , 由上面三式得U 0= .
R m
U 0
2 10+5 ( 2 )由 q v 0 B 1= q ,
解得k≥ , d
3
k q U 0
2 10+5 带电粒子在电磁场中的受力的最大值近似为F= .
所以满足k≤1或者k≥ . d
3
粒子在电磁场中的运动近似为类平抛运动, 加速度为

,
( 3 ) Q 球从E 点飞出后做平抛运动, 设飞出的初速度为v 0
落在弧形轨道上的坐标为( x , ), 将平抛运动分别分解到水平方 a= F k q U 0 ,
=
y
md
m
向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动, 有
1
2
y= at , 3d=v 0 t ,
-x=v 0 t , 2
1 3
2
2R- y= g t , 所以最大的偏转距离 y m= kd ,
2 4
Q 球从点E 到轨道上落点, 根据动能定理可知 d- y m 3
则最小的比例是 = =1- k.
η
1 d 4
2
)
(
m g 2R- y =E k- mv 0 ,
2 ( 3 ) 对于沿上极板运动的离子, 在两极板间做类平抛运动, 则
m g x 2 1
2
(
)
解得落点处动能为E k=m g 2R- y + . y= at , 2d=v 0 t ,
4 ( 2R- y ) 2
因为物块 m 从E 点到弧形轨道上动能均相同, 将落点C ( - v 0
离子进入偏转电场时的速度偏向角的余弦值为cosθ= ,
2R , 0 ) 的坐标代入, 可得E k=2.5m g R , v
化简可得 带电粒子在磁场中的运动, vB 2=m v 2 ,
q
R
3 1
2
2
y= R- 25R -4x , 定义域: -2.5R≤x≤-2R. 回到边界时在x 方向移动的距离 Δx=2Rcosθ.
4 4
BLv mv 0 , 发现是一个定值, 和偏转电压
21. ( 1 ) U= =2+t , 由上述三式得到 Δx=2 B 2 q
3
无关.
3
得v=3+ t ,
2 全部吞噬的条件是d≤Δx≤2d ,
根据速度与时间关系v=v 0+at , 代入上式得到2B 1≤B 2≤4B 1.

得v 0=3m / s , a=1.5m / s. 当偏转磁场的磁感应强度取最大值 B 2=4B 1 时, 吞噬板上
2
I NT
2 2d
( 2 )对 MN 棒分析, 可知 f= μ M g cos30°+B L , 在时间 T 内接收到的最大数密度为 λ 0= .
得 f=0.9+0.4t. 因为电压和时间是线性关系, 而在电磁场中的偏转距离和电
对金属导轨 ABCD 进行受力分析, 根据题意以斜面向上为 压也是线性关系, 所以数密度和x 轴的关系也是线性关系,
正方向, 根据牛顿第二定律有 3 x λ 0 λ 0 xNT NT

在0≤x≤ kd 时 λ= + = 2 + ;
4 3kd 2 2 3kd 4d
F-BIL- f-m g sinθ=ma ,
4

由上面分析可得F=23.4+8.4t ( N ), 0<t≤2s.
3 3 NT

( 3 ) 从开始运动到撤去外力, 这段时间内导轨做匀加速运动, 在 kd<x≤ ( 1- k ) d 时, λ=λ 0= ;
4 4 2d

t=2s时, 3 ( d-x ) λ 0 λ 0

在 1- k d <x ≤d 时, λ = + =
v=v 0+at=6m / s , 4 3kd 2 2
4
1
2
x=v 0 t+ at =9m.
2 ( d-x ) NT NT
+ ;
对框, 用动能定理得 3kd 2 4d

在d<x≤2d 时, λ=0.
1 1
2
2
W-m g xsinθ-∑BI i LΔx-W 克 f= mv - mv 0 ,
2 2
3