时间:2020-08-09 23:25:46
1、简答题 游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来，如图甲所示．我们把这种情况抽象为如图乙所示的模型：半径为R的圆弧轨道竖直放置，下端与弧形轨道相接，使质量为m的小球从弧形轨道上端无初速度滚下，小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运动．实验表明，只要h大于一定值，小球就可以顺利通过圆轨道的最高点．（不考虑空气及摩擦阻力）
（1）若小球恰能通过最高点，则小球在最高点的速度为多大？此时对应的h多高？
（2）若h′=4R，则小球在通过圆轨道的最高点时对轨道的压力是多少？
参考答案：（1）小球恰能通过最高点，即小球通过最高点时恰好不受轨道的压力，重力提供向心力．由牛顿运动定律有：
mg=mv2R
小球在最高点处的速度至少为：v=
本题解析：
本题难度：一般
2、简答题 如图所示，位于竖直平面内的坐标系xoy，在其第三象限空间有沿水平方向的、垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.5T，还有沿x轴负方向的匀强电场，场强大小为E=
| 2N C |
参考答案：（1）油滴带负电荷，设油滴质量为m，受力如图
由平衡条件结合几何关系得到：
mg：qE：f=1：1：
本题解析：
本题难度：一般
3、选择题 下图是质谱仪工作原理的示意图．带电粒子a、b经电压U加速（在A点初速度为零）后，进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动，最后分别打在感光板S上的x1、x2处．图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径，则（ ）
A．a的质量一定大于b的质量
B．a的电荷量一定大于b的电荷量
C．a运动的时间大于b运动的时间
D．a的比荷（qa/ma）大于b的比荷（qb/mb）
参考答案：设粒子经电场加速后的速度大小为v，磁场中圆周运动的半径为r，电荷量和质量分别为q、m，打在感光板上的距离为S．
? 根据动能定理，得
? qU=12mv2，v=
本题解析：
本题难度：一般
4、简答题 如图甲所示，偏转电场的两个平行极板水平放置，板长L=0.08m，板距足够大，两板的右侧有水平宽度l=0.06m、竖直宽度足够大的有界匀强磁场．一个比荷为q/m=5×107?C/kg的粒子（其重力不计）以v0=80m/s速度从两板中间沿与板平行的方向射入偏转电场，进入偏转电场时，偏转电场的场强恰好按图乙开始随时间发生变化，粒子离开偏转电场后进入匀强磁场，最终垂直右边界射出．求：
（1）粒子在磁场中运动的速率v；
（2）粒子在磁场中运动的轨道半径R；
（3）磁场的磁感应强度B；
参考答案：（1）电子在偏转电场中的运动时间
? t=lv0=0.0880s=1.00×10-3?s?①
对比乙图，电子在极板间的时间是偏转电压的一个周期
第一个t=5.00×10-4?s内，电子做类平抛运动，则有
?v⊥=qEmt═60?m/s?②
故v=
本题解析：
本题难度：一般
5、简答题 推导环绕天体的线速度、角速度和周期的表达式，并由表达式得出一个结论．（要求说明式中各物理量的意义．）
参考答案：人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有F=F向
1、GMmr2=mv2r
r=
本题解析：
本题难度：一般