2009年天津市高考物理試卷22

2009年天津市高考物理試卷解析版參考答案與試題解析一、單項(xiàng)選擇題（每小題6分，共30分．每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的）1．（6分）物塊靜止在固定的斜面上，分別按圖示的方向?qū)ξ飰K施加大小相等的力F，施力后物塊仍然靜止，則物塊所受的靜摩擦力增大的是（）A．F垂直于斜面向上 B．F垂直于斜面向下 C．F豎直向上 D．F豎直向下【考點(diǎn)】25：靜摩擦力和最大靜摩擦力；3C：共點(diǎn)力的平衡．【專題】11：計(jì)算題．【分析】物體施加力F前后都處于平衡狀態(tài)，受的合外力為零，分析物體受到的力，然后沿斜面和垂直斜面正交分解力，在沿斜面方向上求靜摩擦力，比較前后的大小變化來(lái)作出判斷．【解答】解：分析四個(gè)圖中的物體施加F后的受力如圖：物體處于平衡狀態(tài)，合外力為零，正交分解物體受到的力，可知沿斜面方向的合力為零。即A圖中FfA＝Gsinθ；B圖中FfB＝Gsinθ；C圖中FfC＝（G﹣F）sinθ；D圖中FfD＝（G+F）sinθ，而原來(lái)都為：Gsinθ，比較得知靜摩擦力增大的為D，所以A、B、C、選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】知道物體的共點(diǎn)力平衡條件：合外力為零，會(huì)正交分解物體的受力，然后得知兩互相垂直的方向上的合力為零．2．（6分）下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法正確的是（）A．電磁波必須依賴介質(zhì)傳播 B．電磁波可以發(fā)生衍射現(xiàn)象 C．電磁波不會(huì)發(fā)生偏振現(xiàn)象 D．電磁波無(wú)法攜帶信息傳播【考點(diǎn)】G4：電磁波的發(fā)射、傳播和接收；G6：電磁波的應(yīng)用．【專題】54H：光的衍射、偏振和電磁本性專題．【分析】電磁波既可以在真空中傳播，也可以在介質(zhì)中傳播；所有的波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象，橫波能夠發(fā)生偏振現(xiàn)象，電磁波是橫波，所有波都能傳遞信息．【解答】解：A、電磁波既可以在真空中傳播，也可以在介質(zhì)中傳播，故A錯(cuò)誤。B、衍射是波特有的現(xiàn)象，所有的波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象，故B正確。C、橫波能夠發(fā)生偏振現(xiàn)象，電磁波是橫波，故電磁能能發(fā)生偏振現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤。D、所有波都能傳遞信息，故電磁波能夠攜帶信息，故D錯(cuò)誤。故選：B。【點(diǎn)評(píng)】通過(guò)多讀教材，加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的積累是解決此類(lèi)題目的唯一途徑．3．（6分）為探究小燈泡L的伏安特性，連好圖示的電路后閉合開(kāi)關(guān)，通過(guò)移動(dòng)變阻器的滑片，使小燈泡中的電流由零開(kāi)始逐漸增大，直到小燈泡正常發(fā)光．由電流表和電壓表得到的多組讀數(shù)描繪出的U﹣I圖象應(yīng)是（）A． B． C． D．【考點(diǎn)】B8：電阻率與溫度的關(guān)系；BE：伏安法測(cè)電阻；N5：描繪小電珠的伏安特性曲線．【專題】535：恒定電流專題．【分析】解答本題的關(guān)鍵是理解電阻的U﹣I圖象的物理意義以及溫度對(duì)電阻的影響．【解答】解：燈絲電阻隨電壓的增大而增大，在圖象上某點(diǎn)到原點(diǎn)連線的斜率應(yīng)越來(lái)越大，故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查的恒定電流中的基礎(chǔ)知識(shí)：U﹣I圖象含義以及溫度對(duì)電阻的影響．對(duì)于這些基本知識(shí)要加強(qiáng)理解和應(yīng)用．4．（6分）如圖所示，豎直放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌之間接有定值電阻R，質(zhì)量不能忽略的金屬棒與兩導(dǎo)軌始終保持垂直并良好接觸且無(wú)摩擦，棒與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，棒在豎直向上的恒力F作用下加速上升的一段時(shí)間內(nèi)，力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和等于（）A．棒的機(jī)械能增加量 B．棒的動(dòng)能增加量 C．棒的重力勢(shì)能增加量 D．電阻R上放出的熱量【考點(diǎn)】65：動(dòng)能定理；D9：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；DD：電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化．【專題】16：壓軸題．【分析】棒在豎直向上的恒力F作用下加速上升的一段時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)做正功，安培力做負(fù)功，重力做負(fù)功，動(dòng)能增大．根據(jù)動(dòng)能定理分析力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和．【解答】解：A、棒受重力G、拉力F和安培力FA的作用。由動(dòng)能定理：WF+WG+W安＝△EK得WF+W安＝△EK+mgh即力F做的功與安培力做功的代數(shù)和等于機(jī)械能的增加量。故A正確。B、由動(dòng)能定理，動(dòng)能增量等于合力的功。合力的功等于力F做的功、安培力的功與重力的功代數(shù)和。故B錯(cuò)誤。C、棒克服重力做功等于棒的重力勢(shì)能增加量。故C錯(cuò)誤。D、棒克服安培力做功等于電阻R上放出的熱量。故D錯(cuò)誤故選：A。【點(diǎn)評(píng)】本題運(yùn)用功能關(guān)系分析實(shí)際問(wèn)題．對(duì)于動(dòng)能定理理解要到位：合力對(duì)物體做功等于物體動(dòng)能的增量，哪些力對(duì)物體做功，分析時(shí)不能遺漏．5．（6分）如圖所示，帶等量異號(hào)電荷的兩平行金屬板在真空中水平放置，M、N為板間同一電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，一帶電粒子（不計(jì)重力）以速度vM經(jīng)過(guò)M點(diǎn)在電場(chǎng)線上向下運(yùn)動(dòng)，且未與下板接觸，一段時(shí)間后，粒子以速度vN折回N點(diǎn)．則（）A．粒子受電場(chǎng)力的方向一定由M指向N B．粒子在M點(diǎn)的速度一定比在N點(diǎn)的大 C．粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能一定比在N點(diǎn)的大 D．電場(chǎng)中M點(diǎn)的電勢(shì)一定高于N點(diǎn)的電勢(shì)【考點(diǎn)】AC：電勢(shì)；AE：電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功；AK：帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．【專題】16：壓軸題．【分析】由粒子的運(yùn)動(dòng)情景可得出粒子受到的電場(chǎng)力的方向，由電場(chǎng)力做功的性質(zhì)可得出電勢(shì)能及動(dòng)能的變化；由電勢(shì)與電勢(shì)能的關(guān)系可判斷電勢(shì)．【解答】解：A、由于帶電粒子未與下板接觸，可知粒子向下做的是減速運(yùn)動(dòng)，故電場(chǎng)力向上，A錯(cuò)誤；B、粒子由M到N電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，動(dòng)能減少，故速度減小，故M點(diǎn)的速度大于N點(diǎn)的速度，故B正確，C錯(cuò)誤；D、由于粒子和兩極板所帶電荷的電性未知，故不能判斷M、N點(diǎn)電勢(shì)的高低，D錯(cuò)誤?！军c(diǎn)評(píng)】本題應(yīng)明確：（1）電場(chǎng)力做正功則電勢(shì)能減小，電場(chǎng)力做負(fù)功則電勢(shì)能增加；（2）電場(chǎng)力做功要注意電荷的正負(fù)極性，極性不同則做功不同．二、不定項(xiàng)選擇題（每小題6分，共18分．每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確．全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，選錯(cuò)或不答的得0分）6．（6分）下列說(shuō)法正確的是（）A．715N+11H→612C+B．11H+12H→23C．92238U→90234Th+D．24He+1327Al→15【考點(diǎn)】JA：原子核衰變及半衰期、衰變速度；JF：原子核的人工轉(zhuǎn)變；JJ：裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)．【分析】解決本題的關(guān)鍵是理解：α衰變是原子核自發(fā)放射α粒子的核衰變過(guò)程；由輕原子核生成較重的原子核，同時(shí)釋放出巨大能量的核反應(yīng)叫核聚變；核裂變是指較重的原子核分裂成兩個(gè)中等質(zhì)量的新核；用人工的方法使原子核發(fā)生轉(zhuǎn)變的過(guò)程叫做原子核的人工轉(zhuǎn)變?！窘獯稹拷猓篈、用人工的方法使原子核發(fā)生轉(zhuǎn)變的過(guò)程叫做原子核的人工轉(zhuǎn)變。715B、由輕原子核生成較重的原子核，同時(shí)釋放出巨大能量的核反應(yīng)叫核聚變。故B正確。C、α衰變是原子核自發(fā)放射α粒子的核衰變過(guò)程，故該反應(yīng)是α衰變。故C錯(cuò)誤。D、用α粒子轟擊1327Al產(chǎn)生1530P和故選：BD?！军c(diǎn)評(píng)】加強(qiáng)對(duì)基本知識(shí)、基本概念的積累，是解決概念題的唯一的法寶。7．（6分）已知某玻璃對(duì)藍(lán)光的折射率比對(duì)紅光的折射率大，則兩種光（）A．在該玻璃中傳播時(shí)，藍(lán)光的速度較大 B．以相同的入射角從空氣斜射入該玻璃中，藍(lán)光折射角較大 C．從該玻璃中射入空氣發(fā)生反射時(shí)，紅光臨界角較大 D．用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，藍(lán)光的相鄰條紋間距較大【考點(diǎn)】H3：光的折射定律；H9：光的干涉．【專題】16：壓軸題；54D：光的折射專題．【分析】根據(jù)題目中的藍(lán)光的折射率比紅光的折射率大，可以判斷這兩種光在該玻璃中的波速大小，以及波長(zhǎng)、臨界角等大小情況，然后以及相關(guān)物理知識(shí)即可解答．【解答】解：A、由v=CB、以相同的入射角從空氣中斜射入玻璃中，藍(lán)光的折射率大，向法線靠攏偏折得多，折射角應(yīng)較小，故B錯(cuò)誤；C、從玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí)的臨界角由公式sinC=1D、用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，由公式△x=故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】折射率大的頻率高、波長(zhǎng)短、臨界角小、光子能量高等這些規(guī)律要明確，并能正確應(yīng)用．8．（6分）某質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為x＝Asinπ4A．第1s末與第3s末的位移相同 B．第1s末與第3s末的速度相同 C．3s末至5s末的位移方向都相同 D．3s末至5s末的速度方向都相同【考點(diǎn)】73：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象．【專題】16：壓軸題；51B：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)專題．【分析】通過(guò)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式可以知道角速度、周期、振幅。結(jié)合簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象可以分析出各個(gè)時(shí)刻的位移方向和速度方向?！窘獯稹拷猓篈、由關(guān)系式可知，將t＝1s和t＝3s代入關(guān)系式中求得兩時(shí)刻位移相同。故A正確。B、畫(huà)出對(duì)應(yīng)的位移﹣時(shí)間圖象，由圖象可以看出，第1s末和第3s末的速度方向不同。故B錯(cuò)誤。C、由圖象可知，3s末至5s末的位移先是為正，后為負(fù)，位移方向不相同。故C錯(cuò)誤。D、由圖象可知，3s末至5s末的速度都是沿著負(fù)方向，方向相同。故D正確。故選：AD?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵是能從簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式中獲取信息，并會(huì)畫(huà)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間圖象，結(jié)合圖象分析問(wèn)題。三、實(shí)驗(yàn)題9．（18分）（1）如圖1所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框面積為S，電阻為R．線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中感應(yīng)電流的有效值I＝2BSω2R．線框從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)π2的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量q＝（2）圖2為簡(jiǎn)單歐姆表原理示意圖，其中電流表的滿偏電流IR＝300μA，內(nèi)阻Rg＝100Ω，可變電阻R的最大阻值為10kΩ，電池的電動(dòng)勢(shì)E＝1.5V，內(nèi)阻r＝0.5Ω，圖中與接線柱A相連的表筆顏色應(yīng)是紅色，接正確使用方法測(cè)量電阻Rx的阻值時(shí)，指針指在刻度盤(pán)的正中央，則Rx＝5kΩ．若該歐姆表使用一段時(shí)間后，電池電動(dòng)勢(shì)變小，內(nèi)阻變大，但此表仍能調(diào)零，按正確使用方法再測(cè)上述Rx其測(cè)量結(jié)果與原結(jié)果相比較變大（填“變大”、“變小”或“不變”）．（3）如圖3所示，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開(kāi)始自由下落，利用此裝置可以測(cè)定重力和速度．①所需器材有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（帶導(dǎo)線）、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙、帶鐵夾的鐵架臺(tái)和帶夾子的重物，此外還需D（填字母代號(hào)）中的器材．A．直流電源、天平及砝碼B．直流電源、毫米刻度尺C．交流電源、天平及砝碼D．交流電源、毫米刻度尺②通過(guò)作圖象的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù)，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確程度．為使圖線的斜率等于重力加速度，除作v﹣t圖象外，還可作v22-h圖象，其縱軸表示的是速度平方的二分之一【考點(diǎn)】B4：多用電表的原理及其使用；E5：交流的峰值、有效值以及它們的關(guān)系；M1：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度．【專題】16：壓軸題．【分析】（1）根據(jù)交變流電的產(chǎn)生和最大值、有效值、平均值的關(guān)系可以求得電流的有效值，交變電流中電荷量可以根據(jù)庫(kù)侖定律來(lái)計(jì)算．（2）根據(jù)歐姆表的結(jié)構(gòu)，由閉合電路歐姆定律可以判斷讀數(shù)，以及電池電動(dòng)勢(shì)變小，內(nèi)阻變大時(shí)測(cè)量結(jié)果的變化．（3）根據(jù)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)重力加速度的原理，和實(shí)驗(yàn)的步驟可以判斷遺漏的器材，用圖象法處理實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)比較簡(jiǎn)單直觀．【解答】解：（1）電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em＝BSω，電動(dòng)勢(shì)的有效值為E=E所以電流的有效值I=E電荷量為q=（2）歐姆表是電流表改裝的，必須滿足電流的方向“+”進(jìn)“﹣”出，即回路中電流從標(biāo)有“+”標(biāo)志的紅表筆進(jìn)去，所以與A相連的表筆顏色是紅色；當(dāng)兩表筆短接（即Rx＝0）時(shí)，電流表應(yīng)調(diào)至滿偏電流Ig，設(shè)此時(shí)歐姆表的內(nèi)阻為R內(nèi)此時(shí)有關(guān)系Ig=E當(dāng)指針指在刻度盤(pán)的正中央時(shí)I=Ig2，有Ig2=E當(dāng)電池電動(dòng)勢(shì)變小、內(nèi)阻變大時(shí)，歐姆得重新調(diào)零，由于滿偏電流Ig不變，由公式Ig=E待測(cè)電阻的測(cè)量值是通過(guò)電流表的示數(shù)體現(xiàn)出來(lái)的，由I=E可知當(dāng)R內(nèi)變小時(shí)，I變小，指針跟原來(lái)的位置相比偏左了，歐姆表的示數(shù)變大了．（3）①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需接交流電源．重力加速度與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)，所以不要天平和砝碼．計(jì)算速度需要測(cè)相鄰計(jì)數(shù)的距離，需要刻度尺，選D．②由公式v2＝2gh，如繪出v2故答案為：（1）2BSω2R，（2）紅，5，變大；（3）D，v2【點(diǎn)評(píng)】（1）知道交變流電的最大值和有效值之間的關(guān)系，計(jì)算電荷量時(shí)要注意電流要用平均電流來(lái)計(jì)算．（2）本小題了考查歐姆表的結(jié)構(gòu)、測(cè)量原理，同時(shí)還要注意測(cè)量誤差應(yīng)如何來(lái)分析．（3）根據(jù)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)原理，可以判斷實(shí)驗(yàn)需要的器材，同時(shí)還要知道利用圖象處理數(shù)據(jù)可以使實(shí)驗(yàn)結(jié)果簡(jiǎn)單直觀的展現(xiàn)出來(lái)．四、簡(jiǎn)答題10．（16分）如圖所示，質(zhì)量m1＝0.3kg的小車(chē)靜止在光滑的水平面上，車(chē)長(zhǎng)L＝1.5m，現(xiàn)有質(zhì)量m2＝0.2kg可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，以水平向右的速度v0＝2m/s從左端滑上小車(chē)，最后在車(chē)面上某處與小車(chē)保持相對(duì)靜止。物塊與車(chē)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，取g＝10m/s2，求（1）物塊在車(chē)面上滑行的時(shí)間t；（2）要使物塊不從小車(chē)右端滑出，物塊滑上小車(chē)左端的速度v′0不超過(guò)多少？【考點(diǎn)】52：動(dòng)量定理；53：動(dòng)量守恒定律；6B：功能關(guān)系．【專題】16：壓軸題．【分析】本題考查摩擦拖動(dòng)類(lèi)的動(dòng)量和能量問(wèn)題，涉及動(dòng)量守恒定律、動(dòng)量定理、功能關(guān)系、牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式這些物理規(guī)律的運(yùn)用。（1）根據(jù)動(dòng)量守恒定律、動(dòng)量定理物塊在車(chē)面上滑行的時(shí)間t，首先判斷動(dòng)量是否守恒，再選取正方向列式求解；也可運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律求解，對(duì)m2進(jìn)行受力分析，求出加速，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v＝v0+at可解出結(jié)果。（2）根據(jù)動(dòng)量守恒定律、能量守恒求解。也可運(yùn)用牛頓第二定律求出物體和小車(chē)的加速度，由相對(duì)運(yùn)動(dòng)表示出出物塊和小車(chē)的相對(duì)位移L，再結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式vt【解答】解：解法一：（1）由題意知?jiǎng)恿渴睾悖O(shè)物塊與小車(chē)的共同速度為v，以水平向右為正方向（如圖所示），根據(jù)動(dòng)量守恒定律有m2v0＝（m1+m2）v…①設(shè)物塊與車(chē)面間的滑動(dòng)摩擦力為F，對(duì)物塊應(yīng)用動(dòng)量定理有﹣Ft＝m2v﹣m2v0…②其中F＝μm2g…③解得t=代入數(shù)據(jù)得t＝0.24s…④（2）要使物塊恰好不從車(chē)廂滑出，須物塊到車(chē)面右端時(shí)與小車(chē)有共同的速度v′，則m2v'0＝（m1+m2）v'…⑤由功能關(guān)系有12⑤⑥聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得：v0′＝5m/s故要使物塊不從小車(chē)右端滑出，物塊滑上小車(chē)的速度v0′不能超過(guò)5m/s。解法二：（1）選物塊原來(lái)的方向?yàn)檎?，?duì)小車(chē)有a1=μm2gm對(duì)物塊a2=-μm2g由于物塊在車(chē)面上某處與小車(chē)保持相對(duì)靜止，物塊和車(chē)具有共同速度。所以有v0+a2t＝a1t…③①②式代入③式解得t＝0.24s（2）要使物塊恰好不從車(chē)廂滑出，須物塊到車(chē)面最右端時(shí)與小車(chē)有共同的速度v′設(shè)小車(chē)的位移為s1，物塊的位移為s2，物塊原來(lái)的速度為v0'對(duì)小車(chē)有：v′2﹣0＝2a1s1…④對(duì)物塊有：v's2﹣s1＝L…⑥①②④⑤⑥聯(lián)立解得v0'＝5m/s答：（1）物塊在車(chē)面上滑行的時(shí)間為0.24s（2）要使物塊不從小車(chē)右端滑出，物塊滑上小車(chē)左端的速度v0′不超過(guò)5m/s?！军c(diǎn)評(píng)】從以上兩種解法中可以看出，按照第一種解法，本題是考查學(xué)生對(duì)摩擦拖動(dòng)類(lèi)的動(dòng)量和能量問(wèn)題的認(rèn)識(shí)，涉及動(dòng)量守恒定律、動(dòng)量定理和功能關(guān)系這些物理規(guī)律的運(yùn)用。而按照第二種解法，學(xué)生掌握相對(duì)運(yùn)動(dòng)和基本的牛頓定律就能順利解出。通常解決此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵是掌握動(dòng)量和能量的觀點(diǎn)，該觀點(diǎn)始終貫穿從力學(xué)到原子物理的整個(gè)高中物理學(xué)，動(dòng)量和能量的觀點(diǎn)是繼牛頓定律解決力學(xué)問(wèn)題的另一條方法，它往往可以忽略力作用的中間過(guò)程，只需關(guān)注始、末狀態(tài)，用全局的觀點(diǎn)和整體的觀點(diǎn)使得解題的思路更加簡(jiǎn)捷。11．（18分）如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，在水平的x軸下方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)為B，方向垂直xOy平面向里，電場(chǎng)線平行于y軸。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球，從y軸上的A點(diǎn)水平向右拋出，經(jīng)x軸上的M點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)，恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從x軸上的N點(diǎn)第一次離開(kāi)電場(chǎng)和磁場(chǎng)，MN之間的距離為L(zhǎng)，小球過(guò)M點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸的方向夾角為θ．不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，求（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向；（2）小球從A點(diǎn)拋出時(shí)初速度v0的大??；（3）A點(diǎn)到x軸的高度h?！究键c(diǎn)】AK：帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；CI：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．【專題】11：計(jì)算題；31：定性思想；4B：圖析法；4C：方程法；537：帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題．【分析】（1）帶電小球在受到重力、電場(chǎng)力、洛倫茲力共同作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，可得知電場(chǎng)力與重力是一對(duì)平衡力，從而可得知電場(chǎng)的方向；由二力平衡可求出電場(chǎng)的大小。（2）先由幾何關(guān)系表示出小球在復(fù)合場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，結(jié)合半徑公式和速度的分解，便可求出小球拋出時(shí)的初速度。（3）小球在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以求出h大小。【解答】解：（1）小球在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明電場(chǎng)力和重力平衡（恒力不能充當(dāng)圓周運(yùn)動(dòng)的向心力），有：qE＝mg，解得：E=mg重力的方向豎直向下，電場(chǎng)力方向只能向上，由于小球帶正電，所以電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向上。（2）小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，O′為圓心，MN為弦長(zhǎng)，∠MO′P＝θ，如圖所示。設(shè)半徑為r，由幾何關(guān)系知：sinθ=L小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛侖茲力提供，設(shè)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的速率為v，由牛頓第二定律得：qvB＝mv2由速度的合成與分解知：cosθ=v解得：v0=qBLcotθ（3）設(shè)小球到M點(diǎn)時(shí)的豎直分速度為vy，它與水平分速度的關(guān)系為：vy＝v0tanθ，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律得：vy2＝2gh，解得：h=q答：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小為：mgq（2）小球從A點(diǎn)拋出時(shí)初速度v0的大小為qBLcotθ2m（3）A點(diǎn)到x軸的高度h為q2【點(diǎn)評(píng)】該題考查到了復(fù)合場(chǎng)的問(wèn)題，即在同一區(qū)域內(nèi)同時(shí)存在電場(chǎng)、磁場(chǎng)和重力場(chǎng)三者中的任何兩個(gè)，或三者都存在。此類(lèi)問(wèn)題看似簡(jiǎn)單，受力不復(fù)雜，但仔細(xì)分析其運(yùn)動(dòng)往往比較難以把握。常用的處理方法：1、建立帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的物理情景。2、物理情（圖）景與解析幾何知識(shí)有機(jī)結(jié)合，將物理問(wèn)題化歸為數(shù)學(xué)問(wèn)題。思想方法：數(shù)理結(jié)合，建模和化歸的思想方法。解題思維流程：題給文字信息→建立物理圖景→化歸為幾何問(wèn)題→還原為物理結(jié)論（構(gòu)建物理圖景（模型）是關(guān)鍵、化歸為幾何問(wèn)題是手段）。12．（20分）2008年12月，天文學(xué)家們通過(guò)觀測(cè)的數(shù)據(jù)確認(rèn)了銀河系中央的黑洞“人馬座A*”的質(zhì)量與太陽(yáng)質(zhì)量的倍數(shù)關(guān)系．研究發(fā)現(xiàn)，有一星體S2繞人馬座A*做橢圓運(yùn)動(dòng)，其軌道半長(zhǎng)軸為9.50×102天文單位（地球公轉(zhuǎn)軌道的半徑為一個(gè)天文單位），人馬座A*就處在該橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上．觀測(cè)得到S2星的運(yùn)行周期為15.2年．（1）若將S2星的運(yùn)行軌道視為半徑r＝9.50×102天文單位的圓軌道，試估算人馬座A*的質(zhì)量MA是太陽(yáng)質(zhì)量Ms的多少倍（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）；（2）黑洞的第二宇宙速度極大，處于黑洞表面的粒子即使以光速運(yùn)動(dòng)，其具有的動(dòng)能也不足以克服黑洞對(duì)它的引力束縛．由于引力的作用，黑洞表面處質(zhì)量為m的粒子具有勢(shì)能為Ep＝﹣GMmR（設(shè)