2013北京丰台二模物理试题答案(2)

　　(g=10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)
　　(1) 判断金属棒下滑过程中产生的感应电流方向；
　　(2) 求金属棒下滑速度达到5m/s时的加速度大小；
　　(3) 当金属棒下滑速度达到稳定时，求电阻R消耗的功率。
23．（18分）
　　有一个竖直固定在地面的透气圆筒，筒中有一劲度为k的轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为m的薄滑块，圆筒内壁涂有一层新型智能材料——ER流体，它对滑块的阻力可调。起初，滑块静止，ER流体对其阻力为0，弹簧的长度为L。现有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下，与滑块碰撞后粘在一起向下运动。为保证滑块做匀减速运动，且下移距离为时速度减为0，ER流体对滑块的阻力须随滑块下移而变。试求（忽略空气阻力）：
　　（1）下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能；
　　（2）滑块下移距离d时ER流体对滑块阻力的大小。
　　（3）已知弹簧的弹性势能的表达式为（式中k为弹簧劲度系数，x为弹簧的伸长或压缩量），试求：两物体碰撞后粘在一起向下运动距离，速度减为零的过程中，ER流体对滑块的阻力所做的功。
24．（20分）
　　如图所示，一个光滑、绝缘水平高台的右面空间中存在范围足够大且水平向左的匀强电场，高台边缘静置一个带电量为+q、质量为m的小球B，另有一个绝缘不带电的小球A（大小与小球B相同，质量大于m）以初速度v0向B运动，A与B发生弹性碰撞后水平进入电场，发生再次碰撞后落到水平地面。已知匀强电场的电场场强为E=，重力加速度为g。（小球A、B碰撞过程中电荷不发生转移）
　　（1）如果小球A的质量为3 m，求：
　　①小球A、B发生弹性碰撞（首次碰撞）后各自的速度；
　　②小球A、B再次碰撞前运动过程中相距的最大距离；
　　③B小球在电场中与A小球再次碰撞前具有的动能；
　　（2）如果保持B的质量不变，改变A的质量，其它条件不变，A、B小球再次碰撞前运动过程中相距的最大距离及再次碰撞发生的高度是否发生变化？试证明你的结论。

丰台区2013年高三年级第二学期统一练习（二）
理科综合 (物理)(参考答案)
　　13 　　14 　　15 　　16 　　17 　　18 　　19 　　20
　　D 　　B 　　A 　　B  　　D 　　C 　　C 　　B

21(1) ① DCABEF 
　　（3分，只要一个步骤顺序错误不得分）  
　　　②位移、速度、加速度、电场强度等  
　　 （3分，写对一个得1分，不得有标量）
21(2) ①如图 （2分，错一条线不得分）  
　　　　②b端 （2分）
　　　
     ③如图 （2分，必须有描点，不描点不得分）  
　　④1.49（1.48～1.50）（2分）
　　0.60（0.55～0.65）（2分）
　　⑤2.4（2.3～2.7）（2分）
（提示：把R1和A1整体等效为一个电压表，测量路端电压）
22. （16分）
　　(1) 由右手定则判断金属棒中的感应电流方向为由a到b   ……（2分）  
　　(2) 金属棒下滑速度达到5m/s时产生的
　　感应电动势为V = 2V   ……（2分）
　　感应电流为 A = 1A   ……（1分）
　　金属棒受到的安培力为 N = 0.4 N   ……（2分）
　　由牛顿第二定律得：   ……（2分）
　　解得：a = 2m/s2   ……（1分）
　　(3) 设金属棒运动达到稳定时，所受安培力为F/，棒在沿导轨方向受力平衡
　　　　　 ……（2分）
　　解得： 0.8 N
　　此时感应电流为A = 2A     ……（2分）
　　电路中电阻R消耗的电功率：W = 8W    ……（2分）
　　（另解：由，解得稳定时速度达到最大值m/s，本题克服安培力做功功率等于电阻R消耗的电功率，所以W=8W）
　　23. （18分）
（1）设物体下落末速度为v0，由机械能守恒定律
　　   ①  得   ……（2分） 
　　设碰后共同速度为v1，由动量守恒定律
　　2mv1=mv0  ②  得   ……（2分） 
　　碰撞过程中系统损失的机械能
　　    ……（2分）  
（2）设加速度大小为a，有
　　   ③  ……（2分）   （得　）   
设弹簧弹力为FN，ER流体对滑块的阻力为FER受力分析如图所示  ④  ……（2分）
　　     ⑤    ……（2分）
联立③④⑤三式解得：   ……（2分）
（3）从碰撞结束瞬间到最低点的过程中，
　　重力做功为：  ⑥ ……（1分）
　　弹性势能的变化为：
　　  ⑦……（1分）
　　所以重力做功恰等于弹性势能的增加，所以ER流体做功等于动能变化
　　 ⑧ ……（2分）
　　（另解：
　　弹力做功
　　联立上面两式解得：

　　24. （20分）
　　　解析：
　　　（1）①A与B发生弹性碰撞
　　　            ①    ……（1分）
　　　    ②    ……（1分）
　　　联立①②解得
　　　，    ……（2分）
　　　
　　　②A球不带电，所以出平台后做平抛运动，在竖直方向做自由落体，水平为匀速运动； B球在竖直方向做自由落体运动，在水平方向做类竖直上抛运动（假定向右为上），所以两球在竖直方向运动情况相同，始终保持在同一高度。
　　　    ③    ……（1分）
　　　   ④    ……（1分）
　　　B球在水平方向上的加速度为 ⑤   ……（1分）
　　　所以：在飞行过程中A与B的距离为
　　　   ……（2分）
　　　
　　　所以当时，有最大值为    ……（2分）
　　　（另解：当小球B水平分速度减小到时，二者相距最远，有
　　　解得，此时相距）
　　　③再次发生碰撞时有  ⑥    ……（1分）
　　　联立③④⑤⑥解得发生再次碰撞的时间，……（1分）
　　　再次碰撞点离平台的高度 ⑦……（1分）
　　　由动能定理   ⑧ …… （1分）
　　　解得……（1分）
　　　（2）如果保持B的质量不变，改变A的质量，
　　　A与B发生弹性碰撞
　　　      ⑨  
　　　    ⑩
　　　联立⑨⑩解得