北京市海淀區(qū)高三期末物理試題及答案

解得：………………（1分）根據(jù)幾何關系可知，O與N之間的距離……（1分）（3）設粒子在電場中從M點運動至O點所用時為t1，根據(jù)牛頓第二定律可知：粒子在電場中的加速度a=……（1分）粒子通過O點時豎直方向速度vy=，根據(jù)運動學公式有：vy=at1解得：t1=……………………（1分）設粒子在磁場中從O點運動至N點用時為t2，粒子在磁場中運動的周期………………（1分）解得：粒子從M點運動到N點的總時間t=t1+t2=+…………（1分）17．（10分）（1）設金屬棒cd運動t時間金屬棒ab開始運動，根據(jù)運動學公式可知：此時金屬棒cd的速度金屬棒cd產(chǎn)生的電動勢，通過金屬棒的電流…（1分）金屬棒ab所受安培力…………………（1分）金屬棒ab開始運動時刻，…………（1分）解得：t=1.0s………………………（1分）（2）①設金屬棒cd以速度v1=20m/s沿軌道勻速運動時，金屬棒ab沿軌道勻速運動的速度大小為v2。此時通過ab、cd兩金屬棒的電流……（1分）金屬棒ab所受安培力…（1分）解得：v2=15m/s……………………（1分）②以金屬棒cd為研究對象，其所受水平外力F′、滑動摩擦力Ff以及安培力FA3三個力的合力為零。即：；其中FA3=FA2…………（1分）……………（1分）解得：水平外力F′的功率P=F′v1=16W………………（1分）18．（10分）（1）設電荷經(jīng)過極板B的速度大小為v0，對于一個塵埃通過加速電場過程中，加速電場所做的功W0=qU0………………………（1分）在Δt時間內(nèi)從加速電場出來的塵埃總體積是V=bdv0Δt，其中的塵埃的總個數(shù)N總=nV=n(bdv0Δt)，…………（1分）故A、B兩極板間的加速電場對塵埃所做的功W=N總qU0=n(bdv0Δt)qU0對于一個塵埃通過加速電場過程，根據(jù)動能定理有qU0=eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)解得：W=N總qU0=nbdΔtqU0eq\r(eq\f(2qU0,m))……………（1分）（2）若所有進入矩形通道的塵埃都被收集，則Δt時間內(nèi)碰到下極板的塵埃的總電荷量ΔQ=N總q=nq(bdv0Δt)………………（1分）通過高壓直流電源的電流I=eq\f(ΔQ,Δt)=nqbdv0…………（1分）解得：I=nqbdeq\r(eq\f(2qU0,m))………………（1分）（3）對某一塵埃，其在高壓直流電源形成的電場中運動時，在垂直電場方向做速度為v0的勻速直線運動，在沿電場方向做初速度為0的勻加速直線運動。根據(jù)運動學公式有：垂直電場方向位移x＝v0t，沿電場方向位移y＝eq\f(1,2)at2根據(jù)牛頓第二定律有：a＝eq\f(F,m)＝eq\f(qE,m)＝eq\f(qU,md)距下板y處的塵埃恰好到達下板的右端邊緣，則x＝L，………（1分）解得：y＝eq\f(L2U,4dU0)………………………（1分）若y<d，即eq\f(L2U,4dU0)<d，則收集效率η＝eq\f(y,d)＝eq\f(L2U,4d2U0)(U<e