2012年北京市海淀区高三物理一模试题及答案（纯word版）(3)

（2）①第2号痕迹正对着储有放射源的铅盒的开口，表明形成第2号痕迹的射线做匀速直线运动，即不受电场力作用，所以不带电，故第2号痕迹是γ射线照射形成的。……………………………（4分）

②α射线的粒子从放射源出来经过水平匀强电场打到底片上的过程中，受恒定的电场力作用，且水平的电场力与竖直的初速度方向垂直，故应做匀变速曲线运动。…………（3分）

（说明：回答“类平抛运动”，或“竖直方向做匀速直线运动，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动”均可得分）

设铅盒与底片间的竖直距离为d，电场强度为E，带电射线从放射源射出时的初速度为v0，质量为m，所带电荷量为q，在电场中运动时间为t，则对于粒子在电场中的运动有

竖直方向d=v0t，水平方向的侧移量x=

qEd2mv2201qE2mt ……………………………………（2分）

2

解得：x=………………………………………………………………………（1分）

因此对于α射线和β射线的侧移量之比有

xαmβ?vβ????xβqβmα??vαqα?215?1?…………………………………（2分） ????????14?1840?0.1?184?22表明α射线的偏转侧移量较小，所以第3号痕迹应是α射线所形成的。………（1分）

说明：若没有进行定量计算，只是说明xα

24．（20分）（1）由v-t图象可知，在0～0.4s时间内线框做匀加速直线运动，进入磁场时的速度为v1=2.0m/s，所以在此过程中的加速度 a=

?v?t=5.0m/s2………………（1分）

由牛顿第二定律 F-mgsin? -? mgcos?=ma…………………………………（2分） 解得 F=1.5 N……………………………………………………………………（1分） （2）由v-t图象可知，线框进入磁场区域后以速度v1做匀速直线运动，

产生的感应电动势 E=BLv1……………………………………………………（1分） 通过线框的电流 I=

ER=

BLv1R2 ………………………………………………（1分）

2线框所受安培力 F安=BIL=

BLv1R …………………………………………（1分）

22对于线框匀速运动的过程，由力的平衡条件，有 F=mgsin?+μmgcos?+

BLv1R…（2分）

解得 B=0.50T………………………………………………………………………（1分）

（3）由v-t图象可知，线框进入磁场区域后做匀速直线运动，并以速度v1匀速穿出磁场，说明线框的宽度等于磁场的宽度 D=0.40m ……………………………………………（1分）

线框ab边离开磁场后做匀减速直线运动，到达档板时的位移为s-D=0.15m……（1分） 设线框与挡板碰撞前的速度为v2

由动能定理，有 -mg(s-D)sin?-μmg(s-D)cos?=

212mv2?212mv1………………（1分）

2解得 v2=v1?2g(s?D)(sin???cos?)=1.0 m/s………………………………（1分）

线框碰档板后速度大小仍为v2，线框下滑过程中，由于重力沿斜面方向的分力与滑动摩擦力大小相等，即mgsinθ=μmgcosθ=0.50N，因此线框与挡板碰撞后向下做匀速运动，ab边刚进入磁场时的速度为v2=1.0 m/s；进入

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磁场后因为又受到安培力作用而减速，做加速度逐渐变小的减速运动，设线框全部离开磁场区域时的速度为v3

由v＝v0-BLmR22x得v3= v2 -

2BLDmR22=-1.0 m/s，

因v3<0，说明线框在离开磁场前速度已经减为零，这时安培力消失，线框受力平衡，所以线框将静止在磁场中某位置。…………………………………………………………（2分）

线框向上运动通过磁场区域产生的焦耳热Q1=IRt=

2

2BLDv1R12222=0.40 J……………（1分）

线框向下运动进入磁场的过程中产生的焦耳热Q2=

mv2 =0.05 J………………（2分）

所以Q= Q1+ Q2=0.45 J…………………………………………………………………（1分）

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