專(zhuān)題一：質(zhì)譜儀類(lèi)問(wèn)題

專(zhuān)題一：質(zhì)譜儀類(lèi)問(wèn)題質(zhì)譜儀的工作原理，通過(guò)對(duì)微觀帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的測(cè)量來(lái)得到微觀粒子的質(zhì)量。帶電粒子在電場(chǎng)中受到庫(kù)侖力，在磁場(chǎng)中受到洛侖茲力。由于力的作用，微觀粒子會(huì)具有加速度，以及與加速度對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)軌跡。微觀粒子質(zhì)量不同時(shí)，加速度以及運(yùn)動(dòng)軌跡就會(huì)不同。通過(guò)對(duì)微觀粒子運(yùn)動(dòng)情況的研究，可以測(cè)定微觀粒子的質(zhì)量或比荷。1可編輯ppt一、單聚焦質(zhì)譜儀2可編輯ppt例1．質(zhì)譜儀是一種測(cè)帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具，現(xiàn)有一質(zhì)譜儀，粒子源產(chǎn)生出質(zhì)量為m電量為的速度可忽略不計(jì)的正離子，出來(lái)的離子經(jīng)電場(chǎng)加速，從點(diǎn)沿直徑方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B半徑為R的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，調(diào)節(jié)加速電壓U使離子出磁場(chǎng)后能打在過(guò)點(diǎn)并與垂直的記錄底片上某點(diǎn)上，測(cè)出點(diǎn)與磁場(chǎng)中心點(diǎn)的連線(xiàn)物夾角為，求證：粒子的比荷3可編輯ppt2．班布瑞基質(zhì)譜儀4可編輯ppt例2.如圖是一個(gè)質(zhì)譜儀原理圖，加速電場(chǎng)的電壓為U，速度選擇器中的電場(chǎng)為E，磁場(chǎng)為B1，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)為B2，一電荷量為q的粒子在加速電場(chǎng)中加速后進(jìn)入速度選擇器，剛好能從速度選擇器進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)，測(cè)得直徑為d，求粒子的質(zhì)量。不考慮粒子的初速度。5可編輯ppt二、雙聚焦質(zhì)譜儀所謂雙聚焦質(zhì)量分析器是指分析器同時(shí)實(shí)現(xiàn)能量（或速度）聚焦和方向聚焦。是由扇形靜電場(chǎng)分析器置于離子源和扇形磁場(chǎng)分析器組成。電場(chǎng)力提供能量聚焦，磁場(chǎng)提供方向聚焦。6可編輯ppt例3如圖為一種質(zhì)譜儀示意圖，由加速電場(chǎng)U、靜電分析器E和磁分析器B組成。若靜電分析器通道半徑為R，均勻輻射方向上的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，試計(jì)算：（1）為了使電荷量為q、質(zhì)量為m的離子，從靜止開(kāi)始經(jīng)加速后通過(guò)靜電分析器E，加速電場(chǎng)的電壓應(yīng)是多大？（2）離子進(jìn)入磁分析器后，打在核乳片上的位置A距入射點(diǎn)O多遠(yuǎn)？7可編輯ppt三、飛行時(shí)間質(zhì)譜儀用電場(chǎng)加速帶電粒子，后進(jìn)入分析器，分析器是一根長(zhǎng)、直的真空飛行管組成。例4（07重慶）飛行時(shí)同質(zhì)譜儀可通過(guò)測(cè)量離子飛行時(shí)間得到離子的荷質(zhì)比q/m。如圖1，帶正電的離子經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后進(jìn)入長(zhǎng)度為L(zhǎng)的真空管AB，可測(cè)得離子飛越AB所用時(shí)間L1．改進(jìn)以上方法，如圖2，讓離子飛越AB后進(jìn)入場(chǎng)強(qiáng)為E（方向如圖）的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域BC，在電場(chǎng)的作用下離子返回B端，此時(shí)，測(cè)得離子從A出發(fā)后飛行的總時(shí)間t2，（不計(jì)離子重力）8可編輯ppt（1）忽略離子源中離子的初速度，①用t1計(jì)算荷質(zhì)比；②用t2計(jì)算荷質(zhì)比。（2）離子源中相同荷質(zhì)比離子的初速度不盡相同，設(shè)兩個(gè)荷質(zhì)比都為q/m的離子在A端的速度分別為v和v′（v≠v′），在改進(jìn)后的方法中，它們飛行的總時(shí)間通常不同，存在時(shí)間差Δt。可通過(guò)調(diào)節(jié)電場(chǎng)E使Δt=0．求此時(shí)E的大小。9可編輯ppt例5．飛行時(shí)間質(zhì)譜儀可以對(duì)氣體分子進(jìn)行分析。如圖所示，在真空狀態(tài)下，脈沖閥P噴出微量氣體，經(jīng)激光照射產(chǎn)生不同價(jià)位的正離子，自a板小孔進(jìn)入a、b間的加速電場(chǎng)，從b板小孔射出，沿中線(xiàn)方向進(jìn)入M、N板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū)，到達(dá)探測(cè)器。已知元電荷電量為e，a、b板間距為d，極板M、N的長(zhǎng)度和間距均為L(zhǎng)。不計(jì)離子重力及進(jìn)入a板時(shí)的初速度。（1）當(dāng)a、b間的電壓為U1時(shí)，在M、N間加上適當(dāng)?shù)碾妷篣2，使離子到達(dá)探測(cè)器。請(qǐng)導(dǎo)出離子的全部飛行時(shí)間與比荷K（

）的關(guān)系式。（2）去掉偏轉(zhuǎn)電壓U2，在M、N間區(qū)域加上垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B，若進(jìn)入a、b間所有離子質(zhì)量均為m，要使所有的離子均能通過(guò)控制區(qū)從右側(cè)飛出，a、b間的加速電壓U1至少為多少？10可編輯ppt11可編輯ppt四、串列加速度質(zhì)譜儀例6．串列加速器是用來(lái)生產(chǎn)高能高子的裝置。下圖中虛線(xiàn)框內(nèi)為其主體的原理示意圖，其中加速管的中部b處有很高的正電勢(shì)U，a，c兩端均有電極接地（電勢(shì)為零）?，F(xiàn)將速度很低的負(fù)一價(jià)同位素碳離子從a端輸入，當(dāng)離子到達(dá)b處時(shí)，可被設(shè)在b處的特殊裝置將其電子剝離，成為n價(jià)正離子，而不改變其速度大小，這些正n價(jià)碳離子從c端飛出后進(jìn)入一個(gè)與其速度方向垂直的，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在磁場(chǎng)中做半徑不同的圓周運(yùn)動(dòng)。測(cè)得有兩種半徑為

求這兩種同位素的質(zhì)量之比。12可編輯ppt高考真題訓(xùn)練13可編輯ppt1.2000廣東卷

圖示為一種可用于測(cè)量電子電量e與質(zhì)量m比例e/m的陰極射線(xiàn)管，管內(nèi)處于真空狀態(tài)。圖中L是燈絲，當(dāng)接上電源時(shí)可發(fā)出電子。A是中央有小圓孔的金屬板，當(dāng)L和A間加上電壓時(shí)(其電壓值比燈絲電壓大很多)，電子將被加速并沿圖中虛直線(xiàn)所示的路徑到達(dá)熒光屏S上的O點(diǎn)，發(fā)出熒光。P1、P2為兩塊平行于虛直線(xiàn)的金屬板，已知兩板間距為d。在虛線(xiàn)所示的圓形區(qū)域內(nèi)可施加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知其磁感強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向外。a、b1、b2、c1、c2都是固定在管殼上的金屬引線(xiàn)，E1、E2、E3是三個(gè)電壓可調(diào)并可讀出其電壓值的直流電源。（1）試在圖中畫(huà)出三個(gè)電源與陰極射線(xiàn)管的有關(guān)引線(xiàn)的連線(xiàn)。（2）導(dǎo)出計(jì)算e/m的表達(dá)式。要求用應(yīng)測(cè)物理量及題給已知量表示。14可編輯ppt15可編輯ppt2．2001天津卷下圖是測(cè)量帶電粒子質(zhì)量的儀器工作原理示意圖。設(shè)法使某有機(jī)化物的氣態(tài)分子導(dǎo)入圖職所示的容器A中，使它受到電子束轟擊，失去一個(gè)電子變成為正一價(jià)的分子離子，分子離子從狹縫s，以很小的速度進(jìn)入電壓為U的加速電場(chǎng)區(qū)（初速不計(jì)），加速后，再通過(guò)狹縫s2、s1射入磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于磁場(chǎng)區(qū)的界面PQ。最后，分子離子打到感光片上，形成垂直于紙面而且平行于狹縫s3的細(xì)線(xiàn)。若測(cè)得細(xì)線(xiàn)到狹縫s3的距離為d。（1）導(dǎo)出分子離子的質(zhì)量m的表達(dá)式。（2）根據(jù)分子離子的質(zhì)量數(shù)M可以推測(cè)有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，若某種含C、H和鹵素的化合物的M為48，寫(xiě)出其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。（3）現(xiàn)有某種含C、H和鹵素的化合物，測(cè)得兩個(gè)M值，分別為64和66，試說(shuō)明原因，并寫(xiě)出它們的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

在推測(cè)有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)時(shí)，可能用到的含量較多的同位素的質(zhì)量數(shù)如下表：16可編輯ppt17可編輯ppt3.2002天津卷電視機(jī)的顯像管中，電子束的偏轉(zhuǎn)是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。電子束經(jīng)過(guò)電壓為U的加速電場(chǎng)后，進(jìn)入一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，如圖所示。磁場(chǎng)方向垂直于圓面。磁場(chǎng)區(qū)的中心為O，半徑為r。當(dāng)不加磁場(chǎng)時(shí)，電子束將通過(guò)O點(diǎn)而打到屏幕的中心M點(diǎn)。為了讓電子束射到屏幕邊緣P，需要加磁場(chǎng)，使電子束偏轉(zhuǎn)一已知角度θ，此時(shí)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)為多少？18可編輯ppt19可編輯ppt4.2003廣東卷串列加速器是用來(lái)產(chǎn)生高能離子的裝置.圖中虛線(xiàn)框內(nèi)為其主體的原理示意圖，其中加速管的中部b處有很高的正電勢(shì)U，a、c兩端均有電極接地（電勢(shì)為零）?，F(xiàn)將速度很低的負(fù)一價(jià)碳離子從a端輸入，當(dāng)離子到達(dá)b處時(shí)，可被設(shè)在b處的特殊裝置將其電子剝離，成為n價(jià)正離子，而不改變其速度大小，這些正n價(jià)碳離子從c端飛出后進(jìn)入一與其速度方向垂直的、磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在磁場(chǎng)中做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng).已知碳離子的質(zhì)量m＝2.0×10－26kg，U＝7.5×105V，B＝0.5T，n＝2，基元電荷e＝1.6×10－19C，求R.20可編輯ppt5.2004江蘇湯姆生用來(lái)測(cè)定電子的比荷(電子的電荷量與質(zhì)量之比)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，真空管內(nèi)的陰極K發(fā)出的電子(不計(jì)初速、重力和電子間的相互作用)經(jīng)加速電壓加速后，穿過(guò)A'中心的小孔沿中心軸O1O的方向進(jìn)入到兩塊水平正對(duì)放置的平行極板P和P'間的區(qū)域．當(dāng)極板間不加偏轉(zhuǎn)電壓時(shí)，電子束打在熒光屏的中心O點(diǎn)處，形成了一個(gè)亮點(diǎn)；加上偏轉(zhuǎn)電壓U后，亮點(diǎn)偏離到O'點(diǎn)，(O'與O點(diǎn)的豎直間距為d，水平間距可忽略不計(jì)．此時(shí)，在P和P'間的區(qū)域，再加上一個(gè)方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．調(diào)節(jié)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B時(shí)，亮點(diǎn)重新回到O點(diǎn)．已知極板水平方向的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，極板間距為b，極板右端到熒光屏的距離為L(zhǎng)2(如圖所示)．

(1)求打在熒光屏O點(diǎn)的電子速度的大小。(2)推導(dǎo)出電子的比荷的表達(dá)式21可編輯ppt6.2004天津卷22可編輯ppt7.（2009年重慶卷）如題25圖，離子源A產(chǎn)生的初速為零、帶電量均為e、質(zhì)量不同的正離子被電壓為U0的加速電場(chǎng)加速后勻速通過(guò)準(zhǔn)直管，垂直射入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，偏轉(zhuǎn)后通過(guò)極板HM上的小孔S離開(kāi)電場(chǎng)，經(jīng)過(guò)一段勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，垂直于邊界MN進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知HO＝d，HS＝2d，

＝90°。（忽略粒子所受重力）（1）求偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E0的大小以及HM與MN的夾角φ；（2）求質(zhì)量為m的離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；（3）若質(zhì)量為4m的離子垂直打在NQ的中點(diǎn)S1處，質(zhì)量為16m的離子打在S2處。求S1和S2之間的距離以及能打在NQ上的正離子的質(zhì)量范圍。23可編輯ppt8.（2009年廣東物理）圖9是質(zhì)譜儀的工作原理示意力。帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器。速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別為B和E。平板S上有可讓粒子通過(guò)的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2。平板S下方有強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。下列表述正確的是A．質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B．速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外C．能通過(guò)狹縫P的帶電粒子的速率等于E/BD．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的荷質(zhì)比越小24可編輯ppt10月17日（10sc）（20分）如圖所示，空間有場(chǎng)強(qiáng)E=0.5N/C的豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，長(zhǎng)l=0.3m的不可伸長(zhǎng)的輕繩一端固定于O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量m=0.01kg的不帶電小球A，拉起小球至繩水平后，無(wú)初速釋放。另一電荷量q=+0.1C、質(zhì)量與A相同的小球P，以速度v0=3m/s水平拋出，經(jīng)時(shí)間t=0.2s與小球A在D點(diǎn)迎面正碰并粘在一起成為小球C，碰后瞬間斷開(kāi)輕繩，同時(shí)對(duì)小球C施加一恒力，此后小球C與D點(diǎn)下方一足夠大的平板相遇。不計(jì)空氣阻力，小球均可視為質(zhì)點(diǎn)，取g=10m/s2。⑴求碰撞前瞬間小球P的速度。⑵若小球C經(jīng)過(guò)路程s=0.09m到達(dá)平板，此時(shí)速度恰好為0，求所加的恒力。⑶若施加恒力后，保持平板垂直于紙面且與水平面的夾角不變，在D點(diǎn)下方面任意改變平板位置，小球C均能與平板正碰，求出所有滿(mǎn)足條件的恒力。

25可編輯ppt10月18日（10cq）（16分）法拉第曾提出一種利用河流發(fā)電的設(shè)想，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖如圖所示，兩塊面積均為S的矩形金屬板，平行、正對(duì)、豎直地全部浸在河水中，間距為d。水流速度處處相同，大小為v，方向水平，金屬板與水流方向平行。地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量為B，水的電阻率為ρ，水面上方有一阻值為R的電阻通過(guò)絕緣導(dǎo)線(xiàn)和電鍵K連接到兩個(gè)金屬板上，忽略邊緣效應(yīng)。求：⑴該發(fā)電裝置的電動(dòng)勢(shì)；⑵通過(guò)電阻R的電流強(qiáng)度；⑶電阻R消耗的電功率。26可編輯ppt10月19日（10cq）（18分）小明站在水平地面上，手握不可伸長(zhǎng)的輕繩一端，繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球，甩動(dòng)手腕，使球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)球某次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，繩突然斷掉。球飛行水平距離d后落地，如圖所示，已知握繩的手離地面高度為d，手與球之間的繩長(zhǎng)為3d/4，重力加速度為g。忽略手的運(yùn)動(dòng)半徑和空氣阻力。⑴求繩斷時(shí)球的速度大小v1，和球落地時(shí)的速度大小v2；⑵問(wèn)繩能承受的最大拉力多大？⑶改變繩長(zhǎng)，使球重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)。若繩仍在球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)斷掉，要使球拋出的水平距離最大，繩長(zhǎng)應(yīng)為多少？最大水平距離為多少？27可編輯ppt10月17日（10cq）（19分）某興趣小組用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。他們?cè)谒阶烂嫔瞎潭ㄒ粌?nèi)徑為d的圓柱形玻璃杯，杯口上放置一直徑為3d/2，質(zhì)量為m

的勻質(zhì)薄圓板，板上放一質(zhì)量為2m的小物塊。板中心、物塊均在杯的軸線(xiàn)上，物體與板間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，不計(jì)板與杯口之間的摩擦力，重力加速度為g，不考慮板翻轉(zhuǎn)。⑴對(duì)板施加指向圓心的水平外力F，設(shè)物塊與板間最大靜摩擦力為fmax，若物塊能在板上滑動(dòng)，求F應(yīng)滿(mǎn)足的條件。⑵如果對(duì)板施加的指向圓心的水平外力是作用時(shí)間極短的較大沖擊力，沖量為I。①I(mǎi)應(yīng)滿(mǎn)足什么條件才能使物塊從板上掉下？②物塊從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到掉下時(shí)的位移s為多少？③根據(jù)s與I的關(guān)系式說(shuō)明要使s更小，沖量應(yīng)如何改變。

28可編輯ppt10月19日（10fj）（15分）如圖所示的裝置，左半部為速度選擇器，右半部為勻強(qiáng)的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。一束同位素離子流從狹縫S1射入速度選擇器，能夠沿直線(xiàn)通過(guò)速度選擇器并從狹縫S2射出的離子，又沿著與電場(chǎng)垂直的方向，立即進(jìn)入場(chǎng)強(qiáng)大小為E的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，最后打在照相底片D上。已知同位素離子的電荷量為q（q＞0），速度選擇器內(nèi)部存在著相互垂直的場(chǎng)強(qiáng)大小為E0的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，照相底片D與狹縫S1、S2的連線(xiàn)平行且距離為L(zhǎng)，忽略重力的影響。⑴求從狹縫S2射出的離子速度v0的大??；⑵若打在照相底片上的離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中沿速度v0方向飛行的距離為x，求出x與離子質(zhì)量m之間的關(guān)系式（用E0、B0、E、q、m、L示）。

29可編輯ppt10月17日（10fj）（19分）如圖所示，兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌固定在傾角為θ的絕緣斜面上，導(dǎo)軌上端連接一個(gè)定值電阻。導(dǎo)體棒a和b放在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直并良好接觸。斜面上水平虛線(xiàn)PQ以下區(qū)域內(nèi)，存在著垂直穿過(guò)斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)對(duì)a棒施以平行導(dǎo)軌斜向上的拉力，使它沿導(dǎo)軌勻速向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)放在導(dǎo)軌下端的b棒恰好靜止。當(dāng)a棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)的上邊界PQ處時(shí)，撤去拉力，a棒將繼續(xù)沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)一小段距離后再向下滑動(dòng)，此時(shí)b棒已滑離導(dǎo)軌。當(dāng)a棒再次滑回到磁場(chǎng)上邊界PQ處時(shí)，又恰能沿導(dǎo)軌勻速向下運(yùn)動(dòng)。已知a棒、b棒和定值電阻的阻值均為R，b棒的質(zhì)量為m，重力加速度為g，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。求θ⑴a棒在磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，a棒中的電流強(qiáng)度Ia，與定值電阻R中的電流強(qiáng)度IR之比；⑵a棒質(zhì)量ma；⑶a棒在磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的拉力F。30可編輯ppt10月19日（10fj）（20分）如圖所示，物體A放在足夠長(zhǎng)的木板B上，木板B靜止于水平面。t=0時(shí)，電動(dòng)機(jī)通過(guò)水平細(xì)繩以恒力F拉木板B，使它做初速度為零、加速度aB=1.0m/s2的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。已知A的質(zhì)量mA和B的質(zhì)量mB均為2.0kg，A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.05，B與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.1，最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小視為相等，重力加速度g取10m/s2。求⑴物體A剛運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度aA；⑵t=1.0s時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率P；⑶若t=1.0s時(shí)，將電動(dòng)機(jī)的輸出功率立即調(diào)整為P′=5W，并在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持這一功率不變，t=3.8s時(shí)物體A的速度為1.2m/s。則在t=1.0s到t=3.8s這段時(shí)間內(nèi)木板B的位移為多少？31可編輯ppt10月17日（10ah）（14分）質(zhì)量為2kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去F，其運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示。g取10m/s2，求：⑴物體與水平間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；⑵水平推力F的大?。虎?~10s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)位移的大小。

32可編輯ppt10月19日（10ah）（16分如圖1所示，寬度為d的豎直狹長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)（邊界為L(zhǎng)1、L2），存在垂直紙面同里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直方向上的周期性變化的電場(chǎng)（如圖2所示），電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E0，E>0表示電場(chǎng)方向豎直向上。t=0時(shí)，一帶正電、質(zhì)量為m的微粒從左邊界上的N1點(diǎn)以水平速度v射入該區(qū)域，沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)后，做一次完整的圓周運(yùn)動(dòng)，再沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)到右邊界的N2點(diǎn)。Q為線(xiàn)段N1N2的中點(diǎn)，重力加速度為g。上述d、E0、m、v、g為已知量。⑴求微粒所帶電荷量q和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；⑵求電場(chǎng)變化的周期T；⑶改變寬度d，使微粒仍能按上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程通過(guò)相應(yīng)寬度的區(qū)域，求T的最小值。

33可編輯ppt10月17日（10ah）（20分）如圖，ABD為豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道，其中AB段是水平的，BD段為半徑R=0.2m的半圓，兩段軌道相切于B點(diǎn)，整個(gè)軌道處在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)大小E＝5.0×103

V/m。一不帶電的絕緣小球甲，以速度v0沿水平軌道向右運(yùn)動(dòng)，與靜止在B點(diǎn)帶正電的小球乙發(fā)生彈性碰撞。已知甲、乙兩球的質(zhì)量均為m=1.0×10-2kg，乙所帶電荷量q=2.0×10-5C，g取10m/s2。（水平軌道足夠長(zhǎng)，甲、乙兩球可視為質(zhì)點(diǎn)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程無(wú)電荷轉(zhuǎn)移）⑴甲、乙兩球碰撞后，乙恰能通過(guò)軌道的最高點(diǎn)D，求乙在軌道上的首次落點(diǎn)到B點(diǎn)的距離；⑵在滿(mǎn)足⑴的條件下，求甲的速度v0；⑶若甲仍以速度v0向右運(yùn)動(dòng)，增大甲的質(zhì)量，保持乙的質(zhì)量不變，求乙在軌道上的首次落點(diǎn)到B點(diǎn)的距離范圍。

34可編輯ppt10月17日（10gd）（18分）如圖所示，一條軌道固定在豎直平面內(nèi)，粗糙的ab段水平，bcde段光滑，cde段是以O(shè)為圓心、R為半徑的一小段圓弧?？梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的物塊A和B緊靠在一起，靜止于b處，A的質(zhì)量是B的3倍。兩物體在足夠大的內(nèi)力作用下突然分離，分別向左、右始終沿軌道運(yùn)動(dòng)。B到d點(diǎn)時(shí)速度沿水平方向，此時(shí)軌道對(duì)B的支持力大小等于B所受重力的3/4，A與ab段的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，求：⑴物塊B在d點(diǎn)的速度大小；⑵物塊A滑行的距離s。

35可編輯ppt10月19日（10gd）(18分)如圖a所示，左為某同學(xué)設(shè)想的粒子速度選擇裝置，由水平轉(zhuǎn)軸及兩個(gè)薄盤(pán)N1、N2構(gòu)成，兩盤(pán)面平行且與轉(zhuǎn)軸垂直，相距為L(zhǎng)，盤(pán)上各開(kāi)一狹縫，兩狹縫夾角θ可調(diào)（如圖b）；右為水平放置的長(zhǎng)為d的感光板，板的正上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一小束速度不同、帶正電的粒子沿水平方向射入N1，能通過(guò)N2的粒子經(jīng)O點(diǎn)垂直進(jìn)入磁場(chǎng)。O到感光板的距離為d/2，粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，不計(jì)重力。⑴若兩狹縫平行且盤(pán)靜止（如圖c），某一粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后，豎直向下打在感光板中心點(diǎn)M上，求該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；⑵若兩狹縫夾角為θ0，盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖b，要使穿過(guò)N1、N2的粒子均打到感光板P1、P2連線(xiàn)上，試分析盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω的取值范圍（設(shè)通過(guò)N1的所有粒子在盤(pán)轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間內(nèi)都能到達(dá)N2）。36可編輯ppt10月17日（10sh）如圖，ABC和ABD為兩個(gè)光滑固定軌道，A、B、E在同一水平面上，C、D、E在同一豎直線(xiàn)上，D點(diǎn)距水平面的高度為h，C點(diǎn)的高度為2h。一滑塊從A點(diǎn)以初速度v0分別沿兩軌道滑行到C或D處后水平拋出。⑴求滑塊落到水平面時(shí)，落點(diǎn)與E點(diǎn)間的距離sC和sD；⑵為實(shí)現(xiàn)sC

<sD，v0應(yīng)滿(mǎn)足什么條件？

37可編輯ppt10月17日（10sh）傾角θ=37o，質(zhì)量M=5kg的粗糙斜面位于水平地面上，質(zhì)量m=2kg的木塊置于斜面頂端，從靜止開(kāi)始勻加速下滑，經(jīng)t=2s到達(dá)底端，運(yùn)動(dòng)路程L=4m，在此過(guò)程中斜面保持靜止（sin37o=0.60，cos37o=0.80，g取10m/s2），求：⑴地面對(duì)斜面的摩擦力大小與方向；⑵地面對(duì)斜面的支持力大?。虎峭ㄟ^(guò)計(jì)算證明木塊在此過(guò)程中滿(mǎn)足動(dòng)能定理。

38可編輯ppt10月17日（10sh）（14分）如圖，寬度L=0.5m的光滑金屬框架MNPQ固定于水平面內(nèi)，并處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.4T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，框架的電阻非均勻分布。將質(zhì)量m=0.1kg，電阻可忽略的金屬棒ab放置在框架上，并與框架接觸良好。以P為坐標(biāo)原點(diǎn)，PQ方向?yàn)閤軸正方向建立坐標(biāo)，金屬棒從x0=1m處以v0=2m/s的初速度，沿x軸負(fù)方向做a=2m/s2的勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中金屬棒僅受安培力作用。求：⑴金屬棒ab運(yùn)動(dòng)0.5m，框架產(chǎn)生的焦耳熱Q；⑵框架中aNPb部分的電阻R隨金屬棒ab的位置x變化的函數(shù)關(guān)系；⑶為求金屬棒ab沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)0.4s過(guò)程中通過(guò)ab的電量q，某同學(xué)解法為：先算出金屬棒的運(yùn)動(dòng)距離s，以及0.4s時(shí)回路內(nèi)的電阻R，然后代入求解。指出該同學(xué)解法的錯(cuò)誤之處，并用正確的方法解出結(jié)果。

39可編輯ppt10月17日（10sh）（14分）如圖，一質(zhì)量不計(jì)，可上下自由移動(dòng)的活塞將圓筒分為上下兩室，兩室中分別封閉有理想氣體，筒的側(cè)壁為絕緣體，上底N，下底M及活塞D均為導(dǎo)體并按圖連接，活塞面積S=2cm2