天津市静海县高二物理12月学生学业能力调研考试试题理(附加题)(new)

2017—2018第一学期高二物理(12月）考试附加题
考生注意:
本试卷为提高题，共30分
1．在光滑绝缘的水平面上,用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B.A球的带电量为+2q,B球的带电量为-3q,组成一带电系统，如图所示，虚线MP为AB两球连线的垂直平分线,虚线NQ与MP平行且相距4L。

最初A和B分别静止于虚线MP的两侧,距MP 的距离均为L，且A球距虚线NQ的距离为3L.若视小球为质点，不计轻杆的质量，在虚线MP, NQ间加上水平向右的匀强电场E后，求：（1)B球刚进入电场时，带电系统的速度大小。

(2）带电系统从开始运动到速度第一次为零所需时间以及B球电势能的变化量.
2．如图所示,竖直放置的平行金属板，板间电压为U0。

质量为m,电量为q的带正电的粒子(不计重力)自左极板的a处由静止释放，加速后从右极板的小孔b射出。

由o点垂直于mf 边的方向射入边长为L的正方形场区,o为mf边的中点。

（1）若正方形区域内仅存在垂直于mn方向的匀强电场,求电场强度E多大能使粒子从n 点射出场区;
（2)若正方形区域内仅存在垂直于纸面方向的匀强磁场，求磁感应强度B大小满足什么条件能使粒子从m、n两点间射出场区.
静海一中2017—2018第一学期高二物理（12月）考试附加题
答案
1。

（1）带电系统开始运动时，设加速度为a1，由牛顿第二定律：＝球B 刚进入电场时，带电系统的速度为v 1，有：求得：
⑵对带电系统进行分析，假设球A能达到右极板，电场力对系统做功为W1，有：
故带电系统速度第一次为零时，球A恰好到达右极板Q. 设球B 从静止到刚进入电场的时间为t1,则：解得：球B进入电场后,带电系统的加速度为a2，由牛顿第二定律：显然，带电系统做匀减速运动.减速所需时间为t2，则有：求得：可知,带电系统从静止到速度第一次为零所需的时间为: B球电势能增加了 6Eq L
2 U0q=12mv20
只电场时，带电粒子在正方形区域内做类平抛运动；
水平方向有：L=v0t;
竖直方向L2=12at2=12×Eqmt2；
联立解得:E=2U0L；
(2）要使粒子从m点穿出,粒子的转动半径为L4；
要使粒子从n点穿出,由几何关系可知:
R2−(R−L2)2=L2;
解得:R=5L4；
即半径满足条件为:L4⩽R⩽5L4
由洛仑兹力充当向心力可知:
Bqv0=mv20r
解得:B=mv0qR
因v0=2qU0m−−−−√
则有B=1R2mU0q−−−−−√;
则B的范围为：45L2mU0q−−−−−√⩽B⩽4L×2mU0q−−−−−√
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