时间:2019-07-02 23:46:29
1、简答题 根据载人航天工程第二步任务规划，中国将在2010年至2015年问发射“天宫一号”目标飞行器和“天宫二号”、“天宫三号”两个空间实验室，2020年前后，中国将发射空间站核心舱和科学实验舱，开始建造空间站．假设该空间站体积很大，宇航员可以在里面进行多项体育活动，一宇航员在站内玩垒球（万有引力可以忽略不计），上半侧为匀强电场，下半侧为匀强磁场，中间为分界面，电场与分界面垂直，磁场垂直纸面向里，电场强度为E=100V/m，宇航员位于电场一侧距分界面为h=3m的P点，PO垂直于分界面，点D位于O点右侧，垒球质量为m=0.1kg、带电荷量为q=-0.05C，该宇航员从P点以初速度v0=10m/s平行于分界面投出垒球，要使垒球第一次通过界面就击中D点，且能回到P点．求：
（1）OD之间的距离d．
（2）垒球从抛出到第一次回到P点的时间t．（计算结果保留三位有效数字）
参考答案：（1）设垒球在电场中运动的加速度大小为a，时间为t1，OD=d则：
由牛顿第二定律，a=qEm
运动学公式，h=12 at12
d=v1t
解得：a=50m/s2，
t1=
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 如图所示，d处固定有负点电荷Q，一个带电质点只在电场力作用下运动，射入此区域时的轨迹为图中曲线abc，a、b、c、d恰好是一正方形的四个顶点，则有（ ）
A．a、b、c三点处电势高低关系是φa＝φc>φb
B．质点由a到c，电势能先增加后减小，在b点动能最小
C．质点在a、b、c三点处的加速度大小之比为2∶1∶2
D．若将d处的点电荷改为＋Q，该带电质点的轨迹仍可能为曲线abc
参考答案：BC
本题解析：根据负点电荷电场线分布可知，a、b、c三点处电势高低关系是φa＝φc＜φb，选项A错误；质点由a到b，电场力做负功，电势能增大，从b到 c，电场力做正功，电势能减小，故质点由a到c电势能先增加后减小，在b点动能最小，选项B 正确；设正方形的边长为L，则对角线db长为
，则
,
，所以电荷在abc三点受电场力关系为2:1:2，所以加速度大小之比为2∶1∶2，选项C 正确；若将d处的点电荷改为＋Q，该带正电的质点将受到斥力作用，所以运动的轨迹就不可能为曲线abc，选项D 错误。
本题难度：简单
3、计算题 （9分）如图所示,PQ是一固定在水平地面上足够长的绝缘平板（右侧有挡板）,整个空间有平行于平板向左、场强为E的匀强电场,在板上C点的右侧有一个垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场.一个质量为m,电荷量为q的小物块,从C点由静止开始向右先做加速运动再做匀速运动.当物体碰到右端挡板后被弹回,若在碰撞瞬间撤去电场,小物块返回时在磁场中恰做匀速运动.已知平板QC部分的长度为L,物块与平板间的动摩擦因数为μ求:
（1）判断物块的电性；
（2）小物块向右运动过程中克服摩擦力做的功；
（3）小物块与右端挡板碰撞过程损失的机械能。
参考答案：（1）负电
（2）
（3）
本题解析：（1）负电? -----------------2分
（2）设小物块向右匀速运动时的速度大小为v1,由平衡条件有
?①
设小物块在向右运动过程中克服摩擦力做的功为W,由动能定理有
?②
由①②式解得
?③?④
（3）设小物块返回时在磁场中匀速运动的速度大小为v2,与右端挡板碰撞过程损失的机械能为
,则有
?⑤
?⑥
由③⑤⑥式解得?⑦
①---⑦
权
本题难度：简单
4、计算题 如图所示，两块平行金属极板心MN水平放置，板长L="1" m，间距
，两金属板间电压
；在平行金属板右侧依次存在ABC和FGH两个全等的正三角形区域，正三角形ABC内存在垂直纸面向里的匀强磁场Bl，三角形的上顶点A与上金属板M平齐，BC边与金属板平行，AB边的中点P恰好在下金属板N的右端点；正三角形FGH内存在垂直纸面向外的匀强磁场B2，已知A、F、G处于同一直线上，B、C、H也处于同一直线上，AF两点距离为
。现从平行金属极板MN左端沿中轴线方向入射一个重力不计的带电粒子，粒子质量
，带电量
，初速度
。
(1)求带电粒子从电场中射出时的速度v的大小和方向
(2)若带电粒子进入中间三角形区域后垂直打在AC边上，求该区域的磁感应强度Bl
(3)若要便带电粒子由FH边界进入FGH区域并能再次回到FH界面，求B2应满足的条件 。
参考答案：（1）
m/s，与水平方向成30°角斜向下（2）
T（3）
T
本题解析：（1）设带电粒子在电场中做类平抛运动的时间为t，加速度为a，
则：q
＝ma
解得：a=
×1010m/s2
t=
＝1×10?5s
竖直方向的速度为
vy＝at＝
×105m/s
射出时速度为：v=
×105m/s
速度v与水平方向夹角为θ，tanθ＝
，故θ=30°，即垂直于AB方向出射．
（2）带电粒子出电场时竖直方向的偏转的位移y=
at2＝
m＝
，即粒子由P1点垂直AB射入磁场，
由几何关系知在磁场ABC区域内做圆周运动的半径为R1＝
m
由B1qv＝m
知：B1＝
T
（3）分析知当轨迹与边界GH相切时，对应磁感应强度B2最大，运动轨迹如图所示：
由几何关系得：R2+
＝1
故半径R2＝(2
?3)m
又B2qv＝m
故B2＝
T
所以B2应满足的条件为大于T。
本题难度：一般
5、选择题 质量为m，电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成θ角从O点进入方向如图的正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区，该微粒在电场力、磁场力和重力的共同作用下，恰好沿直线运动到A．下列说法中正确的是（ ）
A．该微粒一定带负电荷
B．微粒从O到A的运动可能是匀变速运动
C．该磁场的磁感应强度大小为mg/（qvcosθ）
D．该电场的场强为Bvcosθ
参考答案：A、若粒子带正电，电场力向右，洛伦兹力垂直于OA线斜向右下方，则电场力、洛伦兹力和重力不能平衡．若粒子带负电，符合题意．所以A正确．
B、粒子如果做匀变速运动，重力和电场力不变，而洛伦兹力变化，粒子不能沿直线运动，与题意不符．故B错误．
D、粒子受力如图：
由图qE=qvBsinθ，所以E=Bvsinθ．故D错误；
C、由平衡条件得
qvBcosθ=mg，B=mgqvcosθ，故C正确；
故选AC．
本题解析：
本题难度：简单