重庆市渝北中学校2023-2024学年高三下学期2月月考物理答案

渝北中学2023-2024学年高三2月月考质量监测物理参考答案及评分标准一、选择题12345678910ABDCDCBACABAD二、非选择题11．不需要12．31.4A3A2R21000.0113．【答案】（1）t1=2s；（2）Ff=7.5×103N；（3）v=57m/s【详解】（1）根据平均速度s=v12t1解得刹车时间t1=2s（2）刹车加速度a=v1t1根据牛顿第二定律Ff=ma解得Ff=7.5×103N（3）根据v22−v2=2as解得v=57m/s14．【答案】（1）2mgRB2L2；（2）2mgℎ−2m3g2R2B4L4；（3）mRB2L2+B2L2ℎ2mgR【详解】（1）金属杆从静止开始下落，设稳定时的速度为vm，则有Em=BLvmIm=EmRF安=BImL竖直方向由三力平衡可得F安=F+mg结合F=mg综合解得vm=2mgRB2L2（2）若金属杆从开始下落直到稳定时下落的高度为h，根据功能关系可得R产生的热量为Q=F+mgℎ−12mvm2综合计算可得Q=2mgℎ−2m3g2R2B4L4（3）在金属杆下降的高度为h的过程中（F+mg)t−BILt=mvmq=IΔt=ΔΦR=BLℎR综合可得t=mRB2L2+B2L2ℎ2mgR15.【答案】（1）4×10−7s；（2）210T≤B≤25T；（3）13π4+3×10−4m2【详解】（1）在加速电场中，根据动能定理qU=12mv02−0解得进入偏转电场的初速度为v0=2×105m/s粒子在偏转电场中的运动，如下图所示穿过偏转电场时，水平方向做匀速直线运动，有22d=v0t解得从偏转电场出射的粒子通过偏转电场的时间为t=22dv0=4×10−7s（2）设粒子飞入磁场时的速度为v，在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力，有qvB=mv2r设粒子飞入磁场时，其速度与水平方向的夹角为θ，则有vcosθ=v0设粒子进入磁场后，y方向偏移的位移为Δy，由几何关系可知Δy=2rcosθ解得Δy=2mv0qB与速度v无关，设粒子在偏转电场中的最小偏移量为ymin，则有ymin=12qU4mdt2=d2若偏转电场出射的粒子全部能够到达探测板，需满足d2≤Δy≤d解得2mv0qd≤B≤4mv0qd即2d2mUq≤B≤4d2mUq因此从偏转电场出射的粒子全部能够到达探测板时，磁感应强度B需要满足的条件为210T≤B≤25T（3）由洛伦兹力提供向心力，有qvyB=mvy2r解得r=mvyqB=mv0tanθqB又有tanθ=yx2=y2d联立解得r=mv0y2qBd=y粒子打在光屏PQ上留下的所有痕迹如图所示当U1=14U，ymin=d2=0.01m时，有rmin=0.01m当U2=U0，ymax=d=0.02m时，有rmax=0.02m所以粒子打在光屏PQ上留下的所有痕迹围成的面积为S=14πrmin2+34πrmax2+rmax2−rmin2=13π4+3×10−4m2