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如圖所示，半徑為、圓心為O₁的虛線所圍的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，在磁場右側(cè)有一豎直放置的平行金屬板M和N，兩板間距離為L，在MN板中央各有一個小孔O₂、O₃、。O₁、O₂、O₃在同一水平直線上，與平行金屬板相接的是兩條豎直放置間距為L的足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)體棒PQ與導(dǎo)軌接觸良好，與阻值為R的電阻形成閉合回路（導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻不計），該回路處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，整個裝置處在真空室中，有一電荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子（重力不計），以速率從圓形磁場邊界上的最低點E沿半徑方向射入圓形磁場區(qū)域，最后從小孔O₃射出。現(xiàn)釋放導(dǎo)體棒PQ，其下滑h后開始勻速運動，此時仍然從E點沿半徑方向射入圓形磁場區(qū)域的相同粒子恰好不能從O₃射出，而從圓形磁場的最高點F射出。求：
（1）圓形磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B′；
（2）導(dǎo)體棒的質(zhì)量M；
（3）棒下落h的整個過程中，電阻上產(chǎn)生的電熱。

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如圖所示，質(zhì)量為m=O.1kg、電阻r=O.1Ω的導(dǎo)體棒MN，垂直放在相距為L=O.5m的平行光滑金屬導(dǎo)軌上．導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ=30°，并處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.4T方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌下端接有阻值R=0.3Ω的電 阻，棒在外力F作用下，以v=8m/s的速度沿導(dǎo)軌向上做勻速運動，經(jīng)過一定時間后撤去外力，棒繼續(xù)運動一段距離s=2m后到達(dá)最高位置，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計，棒在運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與 導(dǎo)軌保持良好接觸，重力加速度S取10m/s²，求
（1）棒MN向上勻速運動過程，回路中的電流
（2）從撤去外力至棒MN到達(dá)最高位置的過程，通過電阻R 的電荷量q；
（3）從撤去外力至棒MN到達(dá)最高位置的過程，整個回路產(chǎn) 生的焦耳熱Q₀．

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如圖所示，質(zhì)量為m=O.1kg、電阻r=O.1Ω的導(dǎo)體棒MN，垂直放在相距為L=O.5m的平行光滑金屬導(dǎo)軌上．導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ=30°，并處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.4T方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌下端接有阻值R=0.3Ω的電 阻，棒在外力F作用下，以v=8m/s的速度沿導(dǎo)軌向上做勻速運動，經(jīng)過一定時間后撤去外力，棒繼續(xù)運動一段距離s=2m后到達(dá)最高位置，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計，棒在運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與 導(dǎo)軌保持良好接觸，重力加速度S取10m/s²，求
（1）棒MN向上勻速運動過程，回路中的電流
（2）從撤去外力至棒MN到達(dá)最高位置的過程，通過電阻R 的電荷量q；
（3）從撤去外力至棒MN到達(dá)最高位置的過程，整個回路產(chǎn) 生的焦耳熱Q．

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（2013?梅州一模）如圖所示，質(zhì)量為m=O.1kg、電阻r=O.1Ω的導(dǎo)體棒MN，垂直放在相距為L=O.5m的平行光滑金屬導(dǎo)軌上．導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ=30°，并處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.4T方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌下端接有阻值R=0.3Ω的電 阻，棒在外力F作用下，以v=8m/s的速度沿導(dǎo)軌向上做勻速運動，經(jīng)過一定時間后撤去外力，棒繼續(xù)運動一段距離s=2m后到達(dá)最高位置，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計，棒在運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與 導(dǎo)軌保持良好接觸，重力加速度S取10m/s²，求
（1）棒MN向上勻速運動過程，回路中的電流
（2）從撤去外力至棒MN到達(dá)最高位置的過程，通過電阻R 的電荷量q；
（3）從撤去外力至棒MN到達(dá)最高位置的過程，整個回路產(chǎn) 生的焦耳熱Q₀．

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Ⅰ卷：共40分，每小題4分。每小題全選對的得4分，錯選或不選的得0分。

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

B

B

B

D

A

A

C

A

C

D

Ⅱ卷：共60分。

11――13題16分，答案正確的按各題分?jǐn)?shù)得分，答錯或不答的均得0分。

題號

答案

分?jǐn)?shù)

11

ACGEF

3分

12

（1）0―0.6A；0―3V；R₁

每空1分，共3分

(2) 圖略

2分

(3)1.5；0.50

每空1分，共2分

13

（1）0.600

2分

（2）

2分

（3）

2分

14――18題共44分。

題號

答案及評分標(biāo)準(zhǔn)

分?jǐn)?shù)

14

(7分)

（1）物塊沿斜面下滑受到重力和斜面支持力，由牛頓第二定律。得小滑塊沿斜面運動的加速度a

a=F/m      a=m/s²

滑塊沿斜面由A到B的位移為 =10m

滑塊由A到B做勻加速運動的時間為t

   得s

（2）滑塊到達(dá)斜面底端時速度達(dá)到最大

=10m/s

重力的最大功率為   

P_m=100W

2分

2分

1分

1分

1分

15

（8分）

（1）飛船繞地球做勻速圓周運動的加速度為a，飛船質(zhì)量為m₁,由萬有引力定律和牛頓第二定律得

          ①

 由物體在地球表明受到的萬有引力近似等于物體重力得

         ②

由①②式得 

（2）大西洋星繞地球做勻速圓周運動的速度為v、質(zhì)量為m₂，由萬有引力定律和牛頓第二定律，得

   ③

=6R

由②③式得

2分

1分

1分

2分

2分

16

(9分)

⑴帶電微粒經(jīng)加速電場加速后速度為v，根據(jù)動能定理

=1.0×10⁴m/s

⑵帶電微粒在偏轉(zhuǎn)電場中只受電場力作用，做類平拋運動。在水平方向微粒做勻速直線運動

水平方向：

帶電微粒在豎直方向做勻加速直線運動，加速度為a，出電場時豎直方向速度為v₂

豎直方向：

由幾何關(guān)系

     得U₂ =100V

⑶帶電微粒進(jìn)入磁場做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，設(shè)微粒軌道半徑為R，由幾何關(guān)系知

設(shè)微粒進(jìn)入磁場時的速度為v^/

由牛頓運動定律及運動學(xué)規(guī)律

    得 ，

B=0.1T

若帶電粒子不射出磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少為0.1T。

1分

1分

1分

1分

1分

1分

1分

1分

1分

17

(9分)

（1）金屬棒MN沿導(dǎo)軌豎直向上運動，進(jìn)入磁場中切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。當(dāng)金屬棒MN勻速運動到C點時，電路中感應(yīng)電動勢最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大。

金屬棒MN接入電路的有效長度為導(dǎo)軌OCA形狀滿足的曲線方程中的x值。因此接入電路的金屬棒的有效長度為

     L_m=x_m=0.5m

      E_m=3.0V

      且            

A

(2)金屬棒MN勻速運動中受重力mg、安培力F_安、外力F_外作用

N

N

（3）金屬棒MN在運動過程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

有效值為 

金屬棒MN滑過導(dǎo)軌OC段的時間為t

      m

s 

滑過OC段產(chǎn)生的熱量       J

1分

1分

1分

1分

1分

1分

1分

1分

1分

18

(11分)

(1)子彈射穿物塊A后，A以速度v_A沿桌面水平向右勻速運動，離開桌面后做平拋運動

      t=0.40s

A離開桌邊的速度      

=5.0m/s

設(shè)子彈射入物塊B后，子彈與B的共同速度為v_B，子彈與兩物塊作用過程系統(tǒng)動量守恒：

B離開桌邊的速度=10m/s

（2）設(shè)子彈離開A時的速度為，子彈與物塊A作用過程系統(tǒng)動量守恒：

m/s

子彈在物塊B中穿行的過程中，由能量守恒

         ①

子彈在物塊A中穿行的過程中，由能量守恒

          ②

由①②解得m

（3）子彈在物塊A中穿行的過程中，物塊A在水平桌面上的位移為s₁,根據(jù)動能定理

                         ③

子彈在物塊B中穿行的過程中，物塊B在水平桌面上的位移為s₂，根據(jù)動能定理

                          ④

由②③④解得物塊B到桌邊的最小距離

s_min=2.5×10^-2m

1分

1分

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1分

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