2011高三各区期末物理试卷编汇
18．（10分）静电喷漆技术具有效率高，浪费少，质量好，有利于工人健康等优点，其装置示意
图如图所示。A、B为两块平行金属板，间距d＝0.30m，两板间有方向由B指向A、电场强度E＝1.0×103N/C的匀强电场。在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷
－
枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒，油漆微粒的质量m＝2.0×1015kg、
－
电荷量为q＝－2.0×1016C，喷出的初速度v0＝2.0 m/s。油漆微粒最后都落在金属板B上。微粒所受重力和空气阻力以及微粒之间的相互作用力均可忽略。试求：
P （1）微粒落在B板上的动能；
A （2）微粒从离开喷枪后到达B板所需的最短时间；
d （3）微粒最后落在B板上所形成图形的面积。
E B
19．(10分)在真空中水平放置平行板电容器，两极板间有一个带电油滴，电容器两板间距为d，
当平行板电容器的电压为U0时，油滴保持静止状态，如图21所示。当给电容器突然充电使其电压增加?U1，油滴开始向上运动；经时间?t后，电容器突然放电使其电压减少?U2，又经过时间?t，油滴恰好回到原来位置。假设油滴在运动过程中没有失去电荷，充电和放电的过程均很短暂，这段时间内油滴的位移可忽略不计。重力加速度为g。试求： （1）带电油滴所带电荷量与质量之比；
（2）第一个?t与第二个?t时间内油滴运动的加速度大小之比； （3）?U1与?U2之比。
带电油滴
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20．（12分）磁悬浮列车是一种高速运载工具，它由两个系统组成。一是悬浮系统，利用磁力使
车体在轨道上悬浮起来从而减小阻力。另一是驱动系统，即利用磁场与固定在车体下部的感应金属线圈相互作用，使车体获得牵引力，下图就是这种磁悬浮列车电磁驱动装置的原理示意图。即在水平面上有两根很长的平行轨道PQ和MN，轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场B1和B2，且B1和B2的方向相反，大小相等，即B1=B2=B。列车底部固定着绕有N匝闭合的矩形金属线圈abcd（列车的车厢在图中未画出），车厢与线圈绝缘。两轨道间距及线圈垂直轨道的ab边长均为L，两磁场的宽度均与线圈的ad边长相同。当两磁场Bl和B2同时沿轨道方向向右运动时，线圈会受到向右的磁场力，带动列车沿导轨运动。已知列车车厢及线圈的总质量为M，整个线圈的总电阻为R。
（1）假设用两磁场同时水平向右以速度v0作匀速运动来起动列车，为使列车能随磁场运动，列车所受的阻力大小应满足的条件；
（2）设列车所受阻力大小恒为f，假如使列车水平向右以速度v做匀速运动，求维持列车运动外界在单位时间内需提供的总能量；
（3）设列车所受阻力大小恒为f，假如用两磁场由静止开始向右做匀加速运动来起动列车，当两磁场运动的时间为t1时，列车正在向右做匀加速直线运动，此时列车的速度为v1，求两磁场开始运动到列车开始运动所需要的时间t0。
P a d Q B1 M B2 B1 b
B2 B1 c B2 B1 N v Page 6 of 49
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参考答案
题号 答案 1 AC 2 BD 3 A 4 AC 5 B 6 D 7 CD 8 B 9 BD 10 D 11 B Rx 12 AD 13.（1）将红、黑表笔短接，调整调零旋钮调零。（2分） （2）80（2分） 14．（1）R1（1分）；0~15 （1分）；0~0.6 （1分）。
（2）电路图如答图1 （2分） 15．（1）实物连接如答图2（2分）
（2）9.1（±0.1）；10（3分，答对1个空得2分） 16．（8分） 解：（1）电子在AB板间电场中加速时，由动能定理得eU0?A V R1 答图1
12mv0解得v0?22eU0 （3分） mA2 R0 （2）电子进入磁场区域做匀速圆周运动，由牛顿第
2v0二定律可得 ev0B?m
r0R A1 － ＋ 解得 r0?12mU0 （2分）
Be22mU0 （1分）
BeS
答图2
所以 x?2r0?（3）若在A、B两板间加上电压U时，电子在AB板间加速后穿过B板进入磁场区域做圆周
运动，并从边界MN上的Q点穿出，由动能定理可得
eU?12mv 2由牛顿第二定律可得 evB?mv2r
且由几何关系可知 rsin??L
eB2L2所以 U? （2分） 22msin? 17．（10分） 解：（1）根据法拉第电磁感应定律，0~4.0s时间内线圈中磁通量均匀变化，产生恒定的感应电流。t1=2.0s时的感应电动势
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?Φ(B?B0)S?n4 （2分） ?t1?t12011高三各区期末物理试卷编汇
根据闭合电路欧姆定律，闭合回路中的感应电流
I1?E1 （1分） R?r解得 I1= 0.2A （1分） （2）由图象可知，在4.0s~6.0s时间内，线圈中产生的感应电动势
E2?n?Φ2Φ?Φ4 ?n6?t2?t2E2=0.8A R?r根据闭合电路欧姆定律，t2=5.0s时闭合回路中的感应电流
I2?电阻消耗的电功率 P2=I22R=2.56W （2分） （3）根据焦耳定律，0~4.0s内闭合电路中产生的热量
Q1=I12(r＋R)Δt1=0.8 J （1分）
4.0~6.0s内闭合电路中产生的热量
Q2=I22(r＋R)Δt2=6.4 J （2分）
0~6.0s内闭合电路中产生的热量
Q = Q1＋Q2 =7.2J （1分）
18．（10分） 解：（1）据动能定理，电场力对每个微粒做功W?Ekt?Ek0?qEd，微粒打在B板上时的动能 Ekt?W?Ek0?qEd?12mv0 （2分） 2代入数据解得： Ekt?6.4?10?14J （1分）
（2）微粒初速度方向垂直于极板时，到达B板时间最短，到达B板时速度为vt，有 Ekt?12mvt 2可得vt=8.0m/s。由于微粒在两极板间做匀变速运动，即
dv0?vt? （2分） t2可解得 t =0.06s （1分）
（3）由于喷枪喷出的油漆微粒是向各个方向，因此微粒落在B板上所形成的图形是圆形。对于喷枪沿垂直电场方向喷出的油漆微粒，在电场中做抛物线运动，根据牛顿第二定律，油漆颗粒沿电场方向运动的加速度 a?Eq m12at1 2运动的位移 d?油漆颗粒沿垂直于电场方向做匀速运动，运动的位移即为落在B板上圆周的半径
R?v0t1 （2分）
微粒最后落在B板上所形成的圆面积 S=πR2
22πmdv0联立以上各式，得 S?
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