2009年嘉兴市物理竞赛高二参考答案

2009年嘉兴市物理竞赛高二参考答案
2009/05/24
命题：董林峰、张建斌、吴磊峰
一．单项选择题(本大题为所有考生必做．．．．．．
，共10小题。

A 类考生每小题4分，共40分；B 类考生每小
．．．．．．．
只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不选全的得3分，不选或选错
．．．．．．．．．．．．．．．．．
分，共70分）
16．（1（2 17． 2cos h
ωθ 18．11:19
19．（1）9 （2）0.91 20．（1）15 （2）1.2
21．(1) 0.15 （2（即0.99）
22．
23．
四．计算题（本题A ．类考生全做．．．．．;．B ．类考生只做第．．．．．． (1)(2)．．．．．．
，共20分。

无论B 类或A 类考生解答时都要求写出必要的文字说明、公式和计算过程）
24．解：
(1)设MN 左侧匀强电场场强为E 1，方向与水平方向夹角为θ．
带电小球受力如右图．
沿水平方向有 qE 1cos θ=ma （A1分,B2分）
沿竖直方向有 qE 1sin θ=mg （A1分,B2分）
对水平方向的匀加速运动有 v 2
=2as （A1分,B2分）
代入数据可解得 E 1=0.5N/C （A1分,B2分）
θ=53º （A1分,B2分）
即E 1大小为0.5N/C,方向与水平向右方向夹53º角斜向上．
(2) 带电微粒在MN 右侧场区始终满足 qE 2=mg （A1分,B2分） 在0~1s 时间内，带电微粒在E 3电场中 1.010
4004.0101753=⨯⨯⨯==--m qE a m/s 2 （A1分,B2分）
带电微粒在1s 时的速度大小为 v 1=v +at =1+0.1×1=1.1m/s （A1分,B2分）
在1~1.5s 时间内，带电微粒在磁场B 中运动，周期为 108.010********=⨯⨯⨯⨯==--π
ππqB m T s （A1分,B2
分）
在1~1.5s 时间内，带电微粒在磁场B 中正好作半个圆周运动．所以带电微粒在MN 右侧场区中运动了 1.5s 时的速度大小为 1.1m/s, 方向水平向左． （A1分,B2分）
(3)在0s~1s 时间内带电微粒前进距离 s 1= vt +21at 2=1×1+2
1×0.1×12=1.05m 带电微粒在磁场B 中作圆周运动的半径 π
π21.108.01011.110457=⨯⨯⨯⨯==--qB mv r m （1分） 因为r +s 1＜2.295m ，所以在1s~2s 时间内带电微粒未碰及墙壁． （1分）
在2s~3s 时间内带电微粒作匀加速运动，加速度仍为 a =0.1m/s 2 ，
在3s 内带电微粒共前进距离
s 3=2.221.02
121212233=⨯⨯+⨯=+at vt m （1分） 在3s 时带电微粒的速度大小为 2.121.0133=⨯+=+=at v v m/s
在3s~4s 时间内带电微粒在磁场B 中作圆周运动的半径
π
π22.108.01012.11045733=⨯⨯⨯⨯==--qB mv r m=0.19m （1分） 因为r 3+s 3＞2.295m ，所以在4s 时间内带电微粒碰及墙壁． （1分）
带电微粒在3s 以后运动情况如右图，其中 d =2.295-2.2=0.095m
sin θ=5.03=r d ， θ＝30º （1所以，带电微粒作圆周运动的时间为
12108.0101121042122125733=⨯⨯⨯⨯⨯===--πππqB m T t s （1分） 带电微粒与墙壁碰撞的时间为 t 总＝3+
121=1237s （2分）。