北京市宣武区2010届高三上学期期末质量检测(物理)(2)

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17．（12分）在光滑的绝缘水平面上，A、B两球（可以看成质点）位于x轴上，A球带电，B球不带电，

开始时B球静置于场强为E＝1×103 N/C的水平匀强电场的边缘（如图1所示），A球从原点开始经过2s后恰好与B碰撞，碰后合为一体在电场中运动，A、B系统的动能与坐标的部分关系如图2所示，则：

（1）碰前A球的速度有多大？ （2）A、B两球质量分别为多少？ （3）请指出A球带什么电性？并计算A球

所带电量为多少？

图1 图2

18. （12分）如图所示，坐标系xOy在竖直平面内，空间有沿水平方向、垂直纸面向外的匀强磁场，

磁感应强度为B。在x>0的空间内有沿x轴正方向的匀强电场，场强为E。一个带正电荷的小球经过图中x轴上的M点，沿着与水平方向成θ=30o角的斜向下的直线做匀速运动，经过y轴上的N点进入x<0的区域内。要使小球进入x<0区域后能在竖直面内做匀速圆周运动，需在x<0区域内另加一匀强电场。若带电小球做圆周运动通过y轴上的P点（P点未标出），重力加速度设为g， 求：

⑴小球运动的速度大小；

⑵在x<0的区域内所加电场的场强大小和方向； ⑶小球从N点运动到P点所用的时间。

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19. （12分） 光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为l，左侧接一阻值为R的电阻。区域

cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为s。一质量为m、电阻为r的金属棒MN置于轨道上，与导轨垂直且接触良好，受到水平拉力F?(0.5v?0.4)N（v为某时刻金属棒运动的瞬时速度）的作用，从磁场的左边界由静止开始运动。已知l=1m，m=1kg，R=0.3Ω，r=0.2Ω，s=1m，如果测得电阻两端的电压u随着时间是均匀增大的，那么： （1）分析并说明该金属棒在磁场中是做何种运动； ．．（2）金属棒到达ef处的速度应该有多大； （3）分析并求解磁感应强度B的大小。 ．．

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北京市宣武区2010届上学期期末质量检测

高三物理参考答案及评分标准

第I卷 选择题 （每题3分 共42分） 题号 答案 1 B 2 A 3 A 4 D 5 C 6 D 7 A 8 A 9 B 10 C 11 A 12 C 13 D 14 B

第II卷 非选择题 （共58分）

15．（10分）

（1）（4分）根据牛顿第二定律 ?Ｆ＝ma

得物体的加速度： a =

（2）（6分）受力分析如图：

F m? 在竖直方向上有： N=mg

在水平方向上：

当F?mg时， f =?N =?mg

? 根据牛顿第二定律：F—f =ma

得： a = 0 (当F

16．（12分）

（1）（4分）球由A C时机械能守恒，所以有：

F??mg (当F >?mg时) m112m v02=mg.2R+m vc2 解得：vc=v0?4Rg 222vc2v0（2）（4分） 在 C点有：mg+N c= m , 解得：Nc=m—5mg

RR（3）（4分）设距离为x, 则有： x= vct ; 2R=

2Rv0?4R2 解以上二式得： x =2

g12 gt217．（12分）

（1）（4分）由图2知，碰前A球做匀速运动，所以其速度大小为：

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vA =

20=10m/s 21mA vA2 =10J , 解 得：mA=0.2 kg 2（2）（4分）由图2，碰前有： 碰后有：

1（mA +mB）vAB2=5J , 2 碰撞时有：mA vA =（mA +mB）vAB ，联立解得：mB=0.2 kg （3）（4分）由题意分析知，A球必带正电。

设A球所带电量为q，那么在区间x：（20，30）内必有： 15-5= q E×(30-20), 解得：q =1×10

18．（12分）

⑴ （4分）球在ＭＮ段受力如图：

因为在ＭＮ段球做匀速直线运动，所以球受到如图所示的三个力而平衡 所以有：mgtan30° ＝qE

qvBsin30°＝qE

联立解得：mg=３qE；

?3

C

v?2E； B（２）（4分）在x＜０的区域内,设所加的电场强度为E′，则由运动情况分析知：

球受的重力mg必与电场力qE′是一对平衡力，即：qE′＝mg ∴ Eˊ = mg/q =3E ；

E′的方向为竖直向上。

（３）（4分）球在磁场中做匀速圆周运动的周期是：

Ｔ＝2?R vv2而：qvB＝m

R

∴

∴ 在ＮＰ圆弧间经历的时间是：t?T?23?EBg243?E T?33Bg第9页（共10页） 物理投稿咨询QQ：1114901387 山东世纪金榜书业有限公司

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19．（12分）

(1) （4分）因电阻两端的电压u随着时间t是均匀增大的， 即：u ? t ; 而： u=iR=

BlvR?rR =BlR

R?r

v， 即： u ? v 所以： v?t

于是，可以断定：棒必做初速为零的匀加速直线运动。．．．．．．．．．．．．． （2）（4分）设运动的加速度为a, 在t=0时，v=0，

所以,应用牛顿第二定律有：

0.4 = ma , 解得： a=0.4m/s2 所以由：v2ef?2as， 得：vef=20.2m/s

（3）（4分）根据题意，在杆运动的一般状态下，应用牛顿第二定律有： (0.5v?0.4)—

B2l2R?rv=ma 又因为： ma?0.4为恒量

所以必有：0.5=B2l2 R?r

解 得：B=0.5T；

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