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2010年嘉兴市物理竞赛高二物理试题答案


2010 年嘉兴市物理竞赛高二参考答案
2010/05/23 命题:张建斌、张晓飞、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 ...... 类考生每小题 6 分,共 60 分。) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D A B C A C D A D B 答案 二.不定项选择题(本大题只供 !

每题 6 分,共 30 分。在每小题给出的四个 ..A .类考生做 .... 选项中,有的只有一个选项正确,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,不选或选错的得 0 分) 11 12 13 14 15 题 号 答 案 AD AC BD C ABD 三.填空题(本大题 A ,每空 5 分,共 60 分;B 类考生做 — 21 ( 1 ) 题 , .类考生全做 ..... . ....16 . . . . . . . . . 每空 7 分,共 70 分) 16.15 17. (1)> (2) < 18. (1)b (2) 20. (1)

BL2? 2R

19. (1)3936 (2)2.5

2mg (2)0.25 q

? 10 0 rad / s ? ? ? 5rad / s) 10 ?( 21. (1) rad/s (2) F拉 ? ? 3 3 ?0.06? 2 ? 1.5 (5rad / s ? ? ? 10rad / s) ?
22.

? ? 2 ? mv0 ?
? ? 2 ? eB ?

2

四.计算题本题为 B 类考生只做第 ; A 类考生全做 ,共 20 分,无论 B 类或 A 类考 . ...... (1)(2) . . . . . . . . ..... 生解答时都要求写出必要的文字说明、公式和计算过程) 23.解: 解析: (1)磁场中带电粒子在洛仑兹力作用下做圆周运动,故有

qvB ? m

v2 ① r

(A1 分,B2 分)

同时有 T ? y

2?r 2?m ? ② v qB

(A1 分,B2 分)

粒子运动轨迹如图所示,由几何知识知, y/ vt α θ x
/

B 0
/

01 C 02

A · 0 θ E x

2010 年嘉兴市高二物理竞赛参考答案

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xC=-(r+rcos450)= ? 故:C 点坐标为( ?

(2 ? 2 )mv 2qB

③ ④

(A2 分,B4 分) (A1 分,B1 分)

(2 ? 2 )mv ,0) 2qB


(2)设粒子从 A 到 C 的时间为 t1,由题意知

5 5 ?m t1 ? T ? 8 4 qB

(A2 分,B3 分)

设粒子从进入电场到返回 C 的时间为 t2,其在电场中做匀变速运动,由牛顿第二定律和 运动学知识,有 qE ? ma ⑥ 及 2v0 ? at2 , ⑦ 联立⑥⑦解得

t2 ?

2mv0 qE



(A2 分,B3 分)

设粒子再次进入磁场后在磁场中运动的时间为 t3,由题意知

1 ?m t3 ? T ? ⑨ 4 2qB t ? t1 ? t2 ? t3 ?

(A2 分,B3 分)

故而,设粒子从 A 点到第三次穿越 x 轴的时间为

7?m 2mv0 ? 4qB qE



(A1 分,B2 分)

(3)粒子从第三次过 x 轴到第四次过 x 轴的过程是在电场中做类平抛运动,即沿着 v0 的方向(设为 x′轴)做匀速运动,沿着 qE 的方向(设为 y′轴)做初速为 0 的匀变速运 动. (2 分) 沿着 v0 的方向(设为 x′轴)做匀速运动 x? ? v0t ……① vx? ? v0 ……② 沿着 qE 的方向(设为 y′轴)做初速为 0 的匀变速运动,即

y? ?

1 qE 2 t ……③, 2 m

vy? ?

qE t m

……④;

设离子第四次穿越 x 轴时速度的大小为 v,速度方向与电场方向的夹角为α . 由图中几何关系知
y? ? cos 450 ……⑤, x?
2 2 v ? v0 ? vy ? ……⑥,

(2 分)

tan ? ?

v0 vy?

……⑦

综合上述①②③④⑤⑥⑦得

v ? 5v0 ……⑧ 1 ? ? arctan ……⑨ 2

(2 分) (2 分)

2010 年嘉兴市高二物理竞赛参考答案

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