信息材料题的分析.pptx

信息材料题的分析信息材料题的分析99年保送生综合测试年保送生综合测试、2001年高考年高考1、哈勃常数哈勃常数、例例1、2000年南京二综年南京二综、00年上海年上海24、双星系统双星系统、99年高考年高考14、99年上海年上海4、例例2、例例3、跳绳跳绳、心电图心电图、电缆故障电缆故障、例例4、03年江苏高考年江苏高考15、例例5、例例6、油膜法油膜法、激光器激光器、角速度计角速度计、例例7、1999年上海年上海、中子的发现中子的发现霍尔效应（霍尔效应（00年高考）年高考）、电子对撞机电子对撞机1999年保送生综合测试年保送生综合测试 建建在在雅雅龚龚江江上上的的二二滩滩水水电电站站于于1991年年9月月动动工工，1997年年11月月10日日下下闸闸蓄蓄水水，1998年开始向西南电网送电，设计装机容量为年开始向西南电网送电，设计装机容量为 330104 kW，2000年年峻峻工工之之后后，年年发发电电量量将将达达到到170亿亿度度，大大坝坝为为混混凝凝土土双双曲曲拱拱坝坝，坝坝高高240m，是是20世世纪纪亚亚洲洲装装机机容容量量、库库容容量量最最大大的的水水利利枢枢纽纽工工程程，设设想想将将二二滩滩的的电电能能输输送送到到成成都都地地区区，如如果果使使用用相相同同的的输输电电线线，从从减减少少输输电电线线上上电电能能损损失失来来看看，在在50104 V超超高高压压和和 11104 V高高压压输输电电方方案案中中应应选选用用 输输 电电 方方 案案，因因 为为 该该 方方 案案 的的 输输 电电 线线 损损 失失 为为 另另 一一 种种 的的%。50104 V 超高压超高压4.84返回返回 最最近近几几年年，原原子子核核科科学学家家在在超超重重元元素素的的探探测测方方面面取取得得重重大大进进展展。1996年年科科学学家家们们在在研研究究某某个个重重离离子子结结合合成成超超重重元元素素的的反反应应时时，发发现现生生成成的超重元素核的超重元素核 经过六次经过六次衰变后的产物是衰变后的产物是 由由此此可可以以判判定定生生成成的的超超重重元元素素的的原原子子序序数数和和质质量量数数分分别是别是 （A）124、259（B）124、265（C）112、265（D）112、277D2001年高考年高考1返回返回 上上海海1999第第16题题 天天文文观观测测表表明明，几几乎乎所所有有远远处处的的恒恒星星（或或星星系系）都都在在以以各各自自的的速速度度背背离离我我们们而而运运动动，离离我我们们越越远远的的星星体体，背背离离我我们们运运动动的的速速度度（称称为为退退行行速速度度）越越大大；也也就就是是说说，宇宇宙宙在在膨膨胀胀。不不同同星星体体的的退退行行速速度度v和和它它们们离离我我们们的的距距离离r成成正正比比，即即v=Hr式式中中H为为一一常常量量，称称为为哈哈勃勃常常数数，已已由由天天文文观观察察测测定定。为为解解释释上上述述现现象象，有有人人提提出出一一种种理理论论，认认为为宇宇宙宙是是从从一一个个大大爆爆炸炸的的火火球球开开始始形形成成的的。假假设设大大爆爆炸炸后后各各星星体体即即以以不不同同的的速速度度向向外外匀匀速速运运动动，并并设设想想我我们们就就位位于于其其中中心心，则则速速度度越越大大的的星星体体现现在在离离我我们们越越远远。这这一一结结果果与与上上述述天天文文观观测测一一致致。由由上上述述理理论论和和天天文文观观测测结结果果，可可估估算算宇宇宙宙年年龄龄T，其其计计算算式式T=。根根据据近近期期观观测测，哈哈勃勃常常数数 米米/秒秒光光年年，其其中中光光年年是是光光在在一一年年中中行行进的距离，由此估算宇宙的年龄约为进的距离，由此估算宇宙的年龄约为 年。年。1/H11010解：解：T=1/H=1秒秒3108米米/秒秒1年年(310-2 米米)=1010 年年哈勃常数哈勃常数返回返回例例1北北约约对对南南联联盟盟进进行行轰轰炸炸中中，大大量量使使用用了了贫贫铀铀炸炸弹弹，贫贫铀铀是是从从金金属属中中提提炼炼铀铀235以以后后的的副副产产品品，其其主主要要成成分分为为铀铀238，比比重重为为钢钢的的2.5倍倍，杀杀伤伤力力极极大大，残残留物可留物可长期长期对环境起污染作用，其原因是对环境起污染作用，其原因是 （A）爆炸的弹片存在放射性；）爆炸的弹片存在放射性；（B）未炸的哑弹存在放射性；）未炸的哑弹存在放射性；（C）铀）铀238的半衰期很短；的半衰期很短；（D）铀）铀238的半衰期很长；的半衰期很长；D返回返回 一一种种物物质质的的“放放射射性性”强强弱弱可可用用放放射射性性活活度度来来加加以以表表示示，任任何何量量的的放放射射性性元元素素在在1s内内发发射射 粒粒子子（相相当当于于 1g 在在 1s内内放放出出的的粒粒子子的的数数目目），其其放放射射性性活活度度为为1 居居里里（Ci）。利利用用放放射射性性同同位位素素进进行行标标记记原原子子的的应应用用范范围围非非常常广广泛泛，例例如如，化化学学反反应应的的微微观观过过程程的的研研究究、医医学学检验、辐射育种等等。试回答以下问题：检验、辐射育种等等。试回答以下问题：（1）现现有有n mol镭镭（）它它的的放放射射性性活活度度为为4.52Ci，则，则n 的值为的值为 。（2）已已知知 则则一一个个 含含有有 个中子。个中子。0.021362000年南京二综年南京二综返回返回 阅读如下资料并回答问题：阅读如下资料并回答问题：自自然然界界中中的的物物体体由由于于具具有有一一定定的的温温度度，会会不不断断向向外外辐辐射射电电磁磁波波，这这种种辐辐射射因因与与温温度度有有关关，称称为为热热辐辐射射，热热辐辐射射具具有有如如下下特特点点：辐辐射射的的能能量量中中包包含含各各种种波波长长的的电电磁磁波波；物物体体温温度度越越高高，单单位位时时间间从从物物体体表表面面单单位位面面积积上上辐辐射射的的能能量量越越大大；在在辐辐射射的的总总能能量量中中，各各种种波波长长所所占占的的百百分分比比不不同同。处处于于一一定定温温度度的的物物体体在在向向外外辐辐射射电电磁磁能能量量的的同同时时，也也要要吸吸收收由由其其他他物物体体辐辐射射的的电电磁磁能能量量，如如果果它它处处在在平平衡衡状状态态，则则能能保保持持不不变变。若若不不考考虑虑物物体体表表面面性性质质对对辐辐射射与与吸吸收收的的影影响响，我我们们定定义义一一种种理理想想的的物物体体，它它能能100%地地吸吸收收入入射射到到其其表表面面的的电电磁磁辐辐射射，这这样样的的物物体体称称为为黑黑体体。单单位位时时间间内内从从黑黑体体表表面面单单位位面面积积辐辐射射的的电电磁磁波波的的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比。即总能量与黑体绝对温度的四次方成正比。即 其中常量其中常量2000年上海年上海24、在下面的问题中，把研究对象都简单地看作黑体。在下面的问题中，把研究对象都简单地看作黑体。有有关关数数据据及及数数学学公公式式：太太阳阳半半径径Rs=696000km，太太阳阳表表面面温温度度T=5770K，火火星星半半径径r=3395km，球球面面积积S=4R2，其中，其中R为球半径。为球半径。（1）太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为）太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为 的范围内，求相应的频率范围。的范围内，求相应的频率范围。（2）每小时从太阳表面辐射的总能量为多少？）每小时从太阳表面辐射的总能量为多少？（3）火火星星受受到到来来自自太太阳阳的的辐辐射射可可认认为为垂垂直直射射到到面面积积为为r2（r为为火火星星半半径径）的的圆圆盘盘上上，已已知知太太阳阳到到火火星星的的距距离离约约为为太太阳阳半半径径的的400倍倍，忽忽略略其其他他天天体体及及宇宇宙宙空空间的辐射，试估算火星的平均温度。间的辐射，试估算火星的平均温度。解解:(1)频率范围为频率范围为上页上页（3）解：）解：太阳单位时间单位面积太阳单位时间单位面积发射发射的功率为的功率为P0火星单位时间单位面积火星单位时间单位面积接收接收的功率为的功率为P1火星单位时间接收的火星单位时间接收的总功率总功率为为P2火星单位时间单位面积火星单位时间单位面积发射发射的功率为的功率为P3题目题目上页上页返回返回 经经过过用用天天文文望望远远镜镜长长期期观观测测，人人们们在在宇宇宙宙中中发发现现了了许许多多双双星星系系统统。所所谓谓双双星星系系统统是是由由两两个个星星体体构构成成的的天天体体系系统统，其其中中每每个个星星体体的的线线度度都都远远远远小小于于两两个个星星体体之之间间的的距距离离，根根据据对对双双星星系系统统的的光光度度学学测测量量确确定定，这这两两个个星星体体中中的的每每一一个个星星体体都都在在绕绕两两者者连连线线中中的的某某一一点点作作圆圆周周运运动动，星星体体到到该该点点的的距距离离与与星星体体的的质质量量成成反反比比，一一般般双双星星系系统统与与其其它它星星体体距距离离都都很很远远，除除去去双双星星系系统统中中两两个个星星体体之之间间相相互互作作用用的的万万有有引引力力外外，双双星星系系统统所所受受其其它它天天体体的的作作用用都都可可以以忽忽略略不不计计（这这样样的的系系统统称称为为孤孤立立系系统统）。现现根根据据对对某某一一双双星星系系统统的的光光度度学学测测量量确确定定，该该双双星星系系统统中中每每个星体的质量都是个星体的质量都是m，两者的距离是，两者的距离是L。双星系统双星系统下页下页（1）试根据动力学理论计算该双星系统的运动）试根据动力学理论计算该双星系统的运动周期周期 T0。（2）若实际观测到该双星系统的周期为）若实际观测到该双星系统的周期为T，且，且 。为了解释。为了解释T与与T0之间的差异，目前有一种流行之间的差异，目前有一种流行的理论认为，在宇宙中可能存在一种用望远镜观的理论认为，在宇宙中可能存在一种用望远镜观测不到的暗物质。作为一种简化模型，我们假定测不到的暗物质。作为一种简化模型，我们假定认为在这两个星体连线为直径的球体内均匀分布认为在这两个星体连线为直径的球体内均匀分布着这种暗物质，若不考虑其它暗物质的影响，试着这种暗物质，若不考虑其它暗物质的影响，试根据这一模型和上述观测结果确定该星系间这种根据这一模型和上述观测结果确定该星系间这种暗物质的密度。暗物质的密度。上页上页下页下页解：解：m om设暗物质的质量为设暗物质的质量为M，重心在，重心在O点点 题目题目上页上页返回返回 一一跳跳水水运运动动员员从从离离水水面面10米米高高的的平平台台上上向向上上跃跃起起，举举双双臂臂直直体体离离开开台台面面。此此时时其其重重心心位位于于从从手手到到脚脚全全长长的的中中点点。跃跃起起后后中中心心升升高高0.45m达达到到最最高高点点。落落水水时时身身体体竖竖直直，手手先先入入水水。（在在此此过过程程中中运运动动员员水水平平方方向向的的运运动动忽忽略略不不计计。）从从离离开开跳跳台台到到手手触触水水面面，他他可可用用于于完完成成空空中中动动作作的的时时间间是是 s。（计计算算时时，可可以以把把运运动动员员看看作作全全部部质质量量集集中中在在重重心心一一个个质质点点，g取为取为10m/s2，结果保留二位数字。），结果保留二位数字。）解解：起跳速度：起跳速度落水速度落水速度运动时间运动时间1.7s1999年高考年高考14、返回返回1999年上海年上海4、某某同同学学身身高高1.8米米，在在运运动动会会上上他他参参加加跳跳高高比比赛赛，起起跳跳后后身身体体横横着着越越过过1.8米米高高度度的的横横杆杆。据据此此可可估估算算出出他他起起跳跳时时竖竖直直向向上上的速度大约为（的速度大约为（g=10米米/秒秒2）A2米米/秒秒B4米米/秒秒C5米米/秒秒D8米米/秒秒解解：起跳后重心大约升高：起跳后重心大约升高0.9mB返回返回例例2计计算算电电功功率率的的公公式式P=U2/R中中，U表表示示加加在在用用电电器器两两端端的的电电压压值值，R是是用用电电器器的的电电阻阻值值，则此式可用于则此式可用于 A计算电冰箱的功率计算电冰箱的功率B计算电风扇的功率计算电风扇的功率C计算电烙铁的功率计算电烙铁的功率D计算一切用电器的功率计算一切用电器的功率C返回返回 例例3设设在在平平直直公公路路上上以以一一速速度度行行驶驶的的自自行行车车，所所受受阻阻力力约约为为车车、人人总总重重力力的的0.02倍倍，则则骑骑车车人的功率最接近于人的功率最接近于 A BC1kWD10kWA解解：车、人总质量大约为：车、人总质量大约为100kg，100m比比赛的速度大约为赛的速度大约为8m/s,骑车速度大约为骑车速度大约为5m/s，P=kmgv=0.02100105=100W返回返回 是是一一种种健健身身运运动动，设设某某运运动动员员的的质质量量是是50kg，他他1min跳跳绳绳180次次，假假定定在在每每次次跳跳跃跃中中，脚脚与与地地面面的的接接触触时时间间占占跳跳跃跃一一次次所所需需时时间间的的2/5，则则该该运运动动员员跳跳绳绳时时克克服重力做功的平均功率为服重力做功的平均功率为 W。（。（g取取10m/s2）解：解：每秒跳每秒跳3次，每次用时间次，每次用时间1/3 秒，秒，每次在空中用时间每次在空中用时间 1/33/5=1/5 秒，秒，每次上跳用时间每次上跳用时间 1/10秒，秒，每次上跳的高度每次上跳的高度 h=1/2gt2=0.05m,每秒运动员做功每秒运动员做功W=3mgh=350 10 0.05=75J做功的平均功率做功的平均功率P=W/t=75W75跳绳跳绳返回返回心电图心电图 已已知知某某心心电电图图记记录录仪仪的的出出纸纸速速度度（纸纸带带移移动动的的速速度度）是是2.5cm/s。下下图图是是用用此此仪仪器器记记录录下下的的某某人人的的心心电电图图，图图中中每每个个大大格格的边长是的边长是0.5cm。（1）由由图图可可知知此此人人的的心心率率是是 次次/分分，他他的的心心脏脏每每跳跳动动一一次所需要的时间为次所需要的时间为 s。（2）如如果果某某人人心心率率是是75次次/分分，他他的的心心脏脏每每跳跳一一次次大大约约输输送送810 5 m3的的血血液液，他他的的血血压压（可可看看作作他他的的心心脏脏跳跳动动时时压压送送血血液液的的压压强强）的的平平均均值值约约为为1.5104Pa。据据此此估估测测此此人人心心脏脏工工作作的的平平均均功功率率约约为为 W。解解：（：（1）心脏每跳动一次在心电图上约为）心脏每跳动一次在心电图上约为4格格,T=40.5/0.25=0.8 s f=1/T=1.25次次/秒秒=75次次/分分 72750.8(2)每次做功每次做功 W1=FL=PSL=PV=1.5 104 8 10-5=1.2J P=n W1/t =75 1.2/60 =1.5w1.5返回返回 AB两两地地间间铺铺有有通通讯讯电电缆缆，长长为为L，它它是是由由两两条条并并在在一一起起彼彼此此绝绝缘缘的的均均匀匀导导线线组组成成的的，通通常常称称为为双双线线电电缆缆。在在一一次次事事故故中中经经检检查查断断定定是是电电缆缆上上某某处处的的绝绝缘缘保保持持层层损损坏坏，导导致致两两导导线线之之间间漏漏电电，相相当当于于该该处处电电缆缆的的两两线线之之间间接接了了一一个个电电阻阻。检检查查人人员员经经过过下下面面的的测测量量可可以以确确定定损损坏坏处处的的位位置置；（1）令令B端端的的双双线线断断开开，在在A处处测测出出双双线线两两端端间间的的电电阻阻RA；（2）令令A端端的的双双线线断断开开，在在B处处测测出出双双线线两两端端的的电电阻阻RB；（3）在在A端端双双线线间间加加一一已已知知电电压压UA，在在B端端用用内内阻阻很很大大的的电电压压表表测测出出两两线线间间的的电电压压UB。试试由由以以上上测测量量结结果果确确定定损损坏坏处处的的位位置置距距A端多远端多远?电缆故障电缆故障解解:设单位长度的电阻为设单位长度的电阻为r，漏电处，漏电处C距距A端为端为x,漏电漏电处的接触电阻为处的接触电阻为 R0，画出等效电路如图示，画出等效电路如图示，R0 xr (L-x)r(L-x)rxr ABCRA=2xr+R0 RB=2(L-x)r+R0 VUA UBUB=UA R0/(2xr+R0)解解 式式得漏电处距得漏电处距A端为端为返回返回例例4可以发射一颗这样的人造卫星，使其圆轨道可以发射一颗这样的人造卫星，使其圆轨道 （）A与地球表面上某一纬度线（非赤道）是共面同与地球表面上某一纬度线（非赤道）是共面同 心圆心圆B与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同 心圆心圆C与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星 相对地球表面是静止的相对地球表面是静止的D与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星 相对地球表面是运动的相对地球表面是运动的C D返回返回 （12分分）当当物物体体从从高高空空下下落落时时，空空气气阻阻力力随随速速度度的的增增大大而而增增大大，因因此此经经过过一一段段距距离离后后将将匀匀速速下下落落，这这个个速速度度称称为为此此物物体体下下落落的的终终极极速速度度.已已知知球球形形物物体体速速度度不不大大时时所所受受的的空空气气阻阻力力正正比比于于速速度度v，且且正正比比于于球球半半径径r，即即阻阻力力 f=krv,k是是比比例例系系数数.对对于于常常温温下下的的空空气气，比比例例系系数数 k=3.410-4 Ns/m2.已已知知水水的的密密度度=1.0103 kg/m3，取取重重力力加加速速度度g=10 m/s2，试试求求半半径径r=0.10mm的的球球形形雨雨滴滴在在无无风风情情况况下下的的终终极极速速度度vT（结结果果取取两两位位数字）数字）03年江苏高考年江苏高考15解：解：雨滴下落时受两个力作用：重力，方向向下；雨滴下落时受两个力作用：重力，方向向下；空气阻力，方向向上，空气阻力，方向向上，当雨滴达到终极速度当雨滴达到终极速度vT后，加速度为零，二力平衡，后，加速度为零，二力平衡，用用m表示雨滴质量，有表示雨滴质量，有mg-kr vT=0 (1)m=4/3r3 (2)由由得终极速度得终极速度 代入数值得代入数值得 vT=1.2m/s .返回返回例例5一一导导弹弹离离地地面面高高度度为为h水水平平飞飞行行。某某一一时时刻刻，导导弹弹的的速速度度为为v，突突然然爆爆炸炸成成质质量量相相同同的的A、B两两块块，A、B同同时时落落到到地地面面，两两落落地地点点相相距距 ,两两落落地地点点与与爆爆炸炸前前导导弹弹速速度度在在同同一一竖竖直直平平面面内内。不不计计空空气气阻阻力力。已已知知爆爆炸炸后后瞬瞬间间，A的的动动能能EKA大大于于B的的动动能能EKB，则，则EKA：EKB=。解解：由平抛运动规律：由平抛运动规律 h=1/2gt2 S1-S2=v1t-v2t v1-v2=4v（1）由动量守恒定律由动量守恒定律 2mv=mv1+mv2 v1+v2=2v （2）解（解（1）（2）两式得）两式得 v1=3v v2=-v EKA：EKB=9：1 9 1返回返回 例例6在在绿绿色色植植物物光光合合作作用用下下，每每放放出出1mol 的的O2，植植物物储储存存451.5kJ能能量量，绿绿色色植植物物能能量量转转化化效效率率（即即植植物物储储存存的的能能量量与与植植物物吸吸收收光光的的能能量量之之比比）约约50%，则则绿绿色色植植物物每每放放出出1个个氧氧分分子子要要吸吸收收 个个波波长长为为 的的光光子子，（普朗克常量（普朗克常量 ），），阿伏加德罗常量阿伏加德罗常量 ）解解：每放出一个氧分子要储能：每放出一个氧分子要储能E0=451.51000/N每放出一个氧分子要吸收能量每放出一个氧分子要吸收能量E=E0/0.5一个光子的能量为一个光子的能量为E 1=hc/=310-19Jn=E/E 1=4.51510 5/(3.01 10 23 10-19)=5个个5返回返回5将将1cm3的的油油酸酸溶溶于于酒酒精精，制制成成200cm3的的油油酸酸酒酒精精溶溶液液。已已知知1cm3溶溶液液有有50滴滴，现现取取1滴滴油油酸酸酒酒精精溶溶液液滴滴到到水水面面上上。随随着着酒酒精精溶溶于于水水，油油酸酸在在水水面面上上形形成成一一单单分分子子薄薄层层，已已测测出出薄薄层层的的面面积积 为为 0.2cm2，由由 此此 可可 估估 测测 出出 油油 酸酸 分分 子子 的的 直直 径径 为为 m。解：每一滴溶液中所含油酸的体积解：每一滴溶液中所含油酸的体积V0，而，而 V0=Sd，所以油酸分子的直径为，所以油酸分子的直径为：油膜法油膜法返回返回6激激光光器器是是一一个个特特殊殊的的光光源源，它它发发出出的的光光便便是是激激光光。红红宝宝石石激激光光器器发发射射的的激激光光是是不不连连续续的的一一道道一一道道的的闪闪光光，每每道道闪闪光光称称为为一一个个光光脉脉冲冲。现现在在一一红红宝宝石石激激光光器器，发发射射功功率率为为1.01010W，所所发发射射的的每每个个光光脉脉冲冲持持续续的的时时间间t为为，波波长长为为693.4nm，问问每每列列光光脉脉冲冲的的长长度度l是是多多少少？其其中中含有的光子数含有的光子数n是多少？是多少？激光器激光器返回返回角速度计角速度计 可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度度,其结构如图所示。当系统绕轴其结构如图所示。当系统绕轴OO转动时，元件转动时，元件A发生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等发生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。已知的制导系统的信息源。已知A的质量为的质量为m，弹簧的劲度，弹簧的劲度系数为系数为k、自然长度为、自然长度为l，电源的电动势为，电源的电动势为E、内阻不计。、内阻不计。滑动变阻器总长也为滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀，系统静止时，电阻分布均匀，系统静止时P在在B点，当系统以角速度点，当系统以角速度转动时，试写出输出电压转动时，试写出输出电压U与与的函数式。的函数式。A S PCBOO输出电压输出电压U解解：设弹簧伸长：设弹簧伸长x,则则 kx=m 2(l+x)x=m 2 l (k-m 2)设滑动变阻器单位长度设滑动变阻器单位长度 的电阻为的电阻为r1 U=IRx=Exr1/l r1=Ex/l U=Em 2(k-m 2)返回返回 例例7静静止止在在太太空空中中的的飞飞行行器器上上有有一一种种装装置置，它它是是利利用用电电场场加加速速带带电电粒粒子子形形成成向向外外发发射射的的高高速速离离子子流流，从从而而对对飞飞行行器器产产生生反反冲冲力力，使使其其获获得得加加速速度度。已已知知飞飞行行器器质质量量为为M，发发射射的的是是二二价价氧氧离离子子，发发射射的的功功率率为为P，加加速速电电压压为为U，每每个个氧氧离离子子的的质质量量为为m，单单位位电电荷荷电电量量为为e，不不计计发发射射氧氧离离子子后后飞飞行行器器质量的变化，求：质量的变化，求：（1）氧离子的射出时的速度。）氧离子的射出时的速度。（2）每秒射出的氧离子数。）每秒射出的氧离子数。（3）发射氧离子时飞行器运动的加速度。）发射氧离子时飞行器运动的加速度。解解:（1）由动能定理由动能定理 2eU=1/2mv2（2）P1=n2eU（3）由动量定理）由动量定理,对氧离子对氧离子,F1 1=nmv由牛顿第三定律由牛顿第三定律 F=F1 对飞行器对飞行器返回返回 如如图图所所示示，古古希希腊腊某某地地理理学学家家通通过过长长期期观观察察，发发现现6月月21日日上上午午时时刻刻，在在北北半半球球A城城阳阳光光与与铅铅直直方方向向成成7.5角角斜斜下下射射，而而在在A城城正正南南方方，与与A城城地地面面距距离离为为l 的的B城城，阳阳光光恰恰好好恰恰铅铅直直方方向向下下射射，射射到到地地球球的的太太阳阳光光可可视视为为平平行行光光，据据此此他他估估算算出出地地球球的的半径，试写出估算地球半半径，试写出估算地球半径的表达式径的表达式R=。分析与解答分析与解答：画出示意图如图示，：画出示意图如图示，BA北北 设地球是圆球形，光线在设地球是圆球形，光线在B城沿铅直向下（恰过圆心）城沿铅直向下（恰过圆心），在，在A城光线与铅直方向成城光线与铅直方向成7.5角，可得角，可得A B两城距离两城距离l 所对应的圆心角所对应的圆心角1999年上海年上海返回返回 1930年发现，在真空条件下用年发现，在真空条件下用射线轰击铍射线轰击铍9时，时，会产生一种看不见的、贯穿能力极强的不知名射线和另会产生一种看不见的、贯穿能力极强的不知名射线和另一种粒子，经过研究发现，这种不知名射线具有如下特一种粒子，经过研究发现，这种不知名射线具有如下特点：点：在任意方向的磁场中均不发生偏转；在任意方向的磁场中均不发生偏转；这种射线这种射线的速度不到光速的十分之一，的速度不到光速的十分之一，用它轰击含有氢核的物用它轰击含有氢核的物质，可以把氢核打出来，用它轰击含有氮核的物质，可质，可以把氢核打出来，用它轰击含有氮核的物质，可以把氮核打出来。并且被打出的氢核和氮核的最大速度以把氮核打出来。并且被打出的氢核和氮核的最大速度之比之比vH:vN近似等于近似等于15：2,若该射线中的粒子均具有相同若该射线中的粒子均具有相同的能量，与氢核和氮核碰前氢核和氮核可认为静止，碰的能量，与氢核和氮核碰前氢核和氮核可认为静止，碰撞过程没有机械能损失，已知氢核和氮核的质量之比等撞过程没有机械能损失，已知氢核和氮核的质量之比等于于1：14，写出写出射线轰击铍核的反应方程。射线轰击铍核的反应方程。试根据试根据上面所述的各种情况，通过具体分析说明该射线是不带上面所述的各种情况，通过具体分析说明该射线是不带电的，但它不是电的，但它不是射线，而是由中子组成。射线，而是由中子组成。中子的发现中子的发现解解:核反应方程为核反应方程为 在任意方向的磁场中均不发生偏转在任意方向的磁场中均不发生偏转,则它不带电则它不带电;射线是电磁波射线是电磁波,速度为光速速度为光速c,这种射线的速度不到光速的这种射线的速度不到光速的1/10,所以它不是所以它不是 射线射线.对打出氢核的实验对打出氢核的实验,由弹性碰撞关系由弹性碰撞关系(mH vH是氢核的质量和速度是氢核的质量和速度)由动量守恒定律由动量守恒定律 mv=mv1+mH vH由动能守恒由动能守恒 1/2mv2=1/2mv12+1/2mHvH2 对于打出氮核的实验，同理对于打出氮核的实验，同理,(mN vN是氮核的质量和速度是氮核的质量和速度)m=mH m为中子为中子题目返回 如如图图所所示示，厚厚度度为为h、宽宽度度为为d的的导导体体板板放放在在垂垂直直于于它它的的磁磁感感应应强强度度为为B的的匀匀强强磁磁场场中中，当当电电流流通通过过导导体体板板时时，在在导导体体板板的的上上侧侧面面A和和下下侧侧面面A之之间间会会产产生生电电势势差差，这这种种现现象象称称为为霍霍尔尔效效应应。实实验验表表明明，当当磁磁场场不不太太强强时时，电电势势差差U、电电流流I和和B的的关关系系式式为为U=kIB/d，式中的比例系数，式中的比例系数k称为霍尔系数。称为霍尔系数。霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛仑兹力使运动的霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛仑兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场，横向电场对电子多余的正电荷，从而形成横向电场，横向电场对电子施加与洛仑兹力方向相反的静电力，当静电力与洛仑施加与洛仑兹力方向相反的静电力，当静电力与洛仑兹力达到平衡时，导体板上、下两侧之间就会形成稳兹力达到平衡时，导体板上、下两侧之间就会形成稳定的电势差。设电流定的电势差。设电流I是由电子定向流动形成的，电是由电子定向流动形成的，电子的平均定向子的平均定向速度为速度为v，电量为，电量为e，回答，回答下列问题：下列问题：AABIdh霍尔效应霍尔效应 00年高考年高考（1）达到稳定状态时，导体板上侧面）达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势的电势 下侧面下侧面A的电势（填高于、低于或者等于）。的电势（填高于、低于或者等于）。（2）电子所受洛仑兹力的大小为）电子所受洛仑兹力的大小为 。（3）当当导导体体板板上上、下下两两侧侧之之间间的的电电势势差差为为U时时，电电子子所受静所受静 电力的大小为电力的大小为 。（4）由静电力和洛仑兹力平衡条件，证明霍尔系数）由静电力和洛仑兹力平衡条件，证明霍尔系数为为 ，其中，其中n 代表导体单位体积中电子的个数。代表导体单位体积中电子的个数。AABIdh上页下页AABIdh解答解答：（1）低于）低于（2）evB（3）或者或者evB（4）电子受到横向静电力与洛仑兹力的作用，）电子受到横向静电力与洛仑兹力的作用，两力平衡，有：两力平衡，有：得得 U=hvB 通过导体的电流通过导体的电流 I=envdh，由由U=KIB/d 有：有：hvB=KnevBdh/d，所以可得：所以可得：K=1/ne 上页下页题目返回11正正负负电电子子对对撞撞机机的的最最后后部部分分的的简简化化示示意意如如图图a所所示示（俯俯视视图图），位位于于水水平平面面内内的的粗粗实实线线所所示示的的圆圆环环形形真真空空管管道道是是正正、负负电电子子作作圆圆运运动动的的“容容器器”，经经过过加加速速器器加加速速后后的的正正、负负电电子子被被分分别别引引入入该该管管道道时时，具具有有相相等等的的速速率率v，它它们们沿沿管管道道向向相相反反的的方方向向运运动动。在在管管道道内内控控制制它它们们转转变变的的是是一一系系列列圆圆形形电电磁磁铁铁，即即图图中中的的A1、A2、A3An，共共n个个，均均匀匀分分布布在在整整个个圆圆周周上上（图图中中只只示示意意性性地地用用细细实实线线画画了了几几个个，其其余余的的用用细细虚虚线线表表示示），每每个个电电磁磁铁铁内内的的磁磁场场都都是是匀匀强强磁磁场场，并并且且磁磁感感应应强强度度都都相相同同，方方向向竖竖直直向向下下，磁磁场场区区域域都都是是直直径径为为d的的圆圆形形。改改变变电电磁磁铁铁内内电电流流的的大大小小，就就可可改改变变磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度，从从而而改改变变电电子子偏偏转转的的角角度度。经经过过精精确确的的调调整整，首首先先实实现现电电子子在在环环形形管管道道中中沿沿图图中中粗粗虚虚线线所所示示的的轨轨道道运运动动，这这时时电电子子经经过过每每个个电电磁磁铁铁时时射射入入点点和和射射出出点点都都在在电电磁磁铁铁的的同同一一条条直直径径的的两两端端，如如图图b所所示示。这这就就为为进进一步实现正、负电子的对撞作好了准备。一步实现正、负电子的对撞作好了准备。电子对撞机电子对撞机（1）试确定正、负电子在管道内各是沿什么方向旋）试确定正、负电子在管道内各是沿什么方向旋转的；转的；（2）定性说明正、负电子在管道内所通过）定性说明正、负电子在管道内所通过的轨迹的形状；的轨迹的形状；（3）已知正、负电子的质量都是）已知正、负电子的质量都是m，所带电荷都是，所带电荷都是元电荷元电荷e，重力可不计。求电磁铁内匀强磁场的磁感，重力可不计。求电磁铁内匀强磁场的磁感应强度应强度B 的大小。的大小。ab解解:（1）正电子运动方向在）正电子运动方向在a 图中是沿逆时针方向图中是沿逆时针方向 负电子运动方向在负电子运动方向在a 图是是沿顺时针方向图是是沿顺时针方向 （2）正、负电子在）正、负电子在管道内经过磁场时的管道内经过磁场时的轨迹是圆弧，在磁场轨迹是圆弧，在磁场外轨迹是直线。其整外轨迹是直线。其整个轨迹是圆弧与直线个轨迹是圆弧与直线组成的闭合轨迹。组成的闭合轨迹。上页下页ab（3）电子经过）电子经过1个电磁铁，偏转角度是如图个电磁铁，偏转角度是如图c示示c射入电磁铁时与通过射入点射入电磁铁时与通过射入点 的直径夹角为的直径夹角为/2电子在电磁铁内作圆运动的半径电子在电磁铁内作圆运动的半径 R=mv/eB由图所示可知由图所示可知题目上页返回返回 解析：解析：根据题意，星体能绕其旋转，它绕根据题意，星体能绕其旋转，它绕“黑洞黑洞”作圆周运作圆周运动的向心力，显然是万有引力提供的，据万有引力定律，可知动的向心力，显然是万有引力提供的，据万有引力定律，可知“黑洞黑洞”是一个有质量的天体。是一个有质量的天体。【例例18】天天文文学学家家根根据据天天文文观观察察宣宣布布了了下下列列研研究究成成果果：银银河河系系中中可可能能存存在在一一个个大大“黑黑洞洞”，距距“黑黑洞洞”60亿亿千千米米的的星星体体以以2000km/s的的速速度度绕绕其其旋旋转转；接接近近“黑黑洞洞”的的所所有有物物质质即即使使速速度度等于光速也被等于光速也被“黑洞黑洞”吸人，试计算吸人，试计算“黑洞黑洞”的最大半径。的最大半径。设黑洞和转动星体的质量分别为设黑洞和转动星体的质量分别为M和和m，两者距离为，两者距离为R，利用万有引力定律和向心力公式列式：利用万有引力定律和向心力公式列式：GMmR2mv2R，得到得到 GMv2R，题中还告诉一个信息：即使是等于光速的物体也被题中还告诉一个信息：即使是等于光速的物体也被“黑洞黑洞”吸入，据此信息，可以设想速度等于光速的物体恰好未吸入，据此信息，可以设想速度等于光速的物体恰好未被被“黑洞黑洞”吸入，可类比近地卫星绕地球作圆周运动，吸入，可类比近地卫星绕地球作圆周运动，设设“黑洞黑洞”半径为半径为r,用类比方法得到用类比方法得到GMc2r（c为光速），为光速），所以所以rv2Rc22.7108m。【答案答案】2.7x108m