2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 仿真預(yù)測卷（一）

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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 仿真預(yù)測卷（一） 一、單項選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分。每小題只有一個選項符合題意。 1.2014年12月6日，張家口崇禮國際滑雪節(jié)開幕。一旦北京成功申辦2022年冬奧會，這座縣城將承辦部分滑雪項目的賽事。雪面松緊程度的不同造成運動員下滑過程中與雪面的動摩擦因數(shù)也不同，假設(shè)滑雪運動員從半圓形場地的坡頂下滑到坡的最低點過程中速率不變，則運動員下滑過程中(　　) A.加速度不變 B.受四個力作用 C.所受的合外力越來越大 D.與雪面的動摩擦因數(shù)變小 解析　滑雪運動員速率不變，必做勻速圓周運動，向心加速度的大小不變，方向時刻變化，選項A錯誤；

2、滑雪運動員下滑的過程中受重力、彈力和摩擦力三個力作用，選項B錯誤；運動員做勻速圓周運動，所受合外力大小不變，選項C錯誤；運動員在運動方向(切線方向)上合力為零才能保證速率不變，在該方向，重力的分力不斷減小，所以摩擦力Ff不斷減小，而運動員下滑過程中重力沿徑向的分力變大，所需向心力的大小不變，故彈力FN增大，由Ff＝μFN可知，運動員下滑過程中與雪面的動摩擦因數(shù)變小，選項D正確。 答案　D 2.(遼寧省錦州市xx屆高三上學(xué)期期末考試)在平直公路上行駛的a車和b車，其位移－時間圖象分別為圖1中直線a和曲線b，由圖可知(　　) 圖1 A.b車運動方向始終不變 B.在t1時刻a車的位移大于b

3、車 C.t1到t2時間內(nèi)某時刻兩車的速度相同 D.t1到t2時間內(nèi)a車的平均速度小于b車 解析　b圖線的切線斜率先為正值，后為負值，而斜率正負對應(yīng)速度方向，所以b的運動方向發(fā)生變化，故A錯誤；在t1時刻，兩車的位移相等，故B錯誤；t1到t2時間內(nèi)，存在b圖線的切線斜率與a圖線斜率相同的時刻，故C正確；t1到t2時間內(nèi)，兩車的位移相同，時間相同，則平均速度相同，故D錯誤。 答案　C 3.如圖2所示，一個質(zhì)量為M＝2 kg的小木板放在光滑的水平地面上，在木板上放著一個質(zhì)量為m＝1 kg的小物體，它被一根水平方向上壓縮了的彈簧推著靜止在木板上，這時彈簧的彈力為2 N?，F(xiàn)沿水平向左的方向?qū)π?/p>

4、木板施以作用力，使木板由靜止開始運動起來，運動中力F由0逐漸增加到9 N，以下說法正確的是(　　) 圖2 A.物體與小木板先保持相對靜止一會，后相對滑動 B.物體受到的摩擦力一直減小 C.當(dāng)力F增大到6 N時，物體不受摩擦力作用 D.小木板受到9 N的拉力時，物體受到的摩擦力為3 N 解析　物體靜止不動時，水平方向上，彈簧彈力和向右的靜摩擦力二力平衡，有f靜＝F彈＝2 N；物體隨小木板一起向左加速，當(dāng)靜摩擦力為零時，有F彈＝ma1，解得，a1＝2 m/s2；此時拉力為6 N，故C正確；當(dāng)拉力小于6 N時，小物體受到的摩擦力向右，當(dāng)拉力大于6 N時，摩擦力向左，小物體一直沒有相對

5、木板滑動。 答案　C 4.(xx·沈陽高三質(zhì)量監(jiān)測)如圖3所示，將一籃球從地面上方B點斜向上拋出，剛好垂直擊中籃板上A點，不計空氣阻力。若拋射點B向籃板方向移動一小段距離，仍使拋出的籃球垂直擊中A點，則可行的是(　　) 圖3 A.增大拋射速度v0，同時減小拋射角θ B.減小拋射速度v0, 同時減小拋射角θ C.增大拋射角θ，同時減小拋射速度v0 D.增大拋射角θ，同時增大拋射速度v0 解析　籃球做斜上拋運動，末速度垂直豎直籃板為水平方向，可以將該過程逆向處理為平拋運動。B點向籃板方向移動一小段距離后，由于A、B點間豎直高度不變，為使籃球飛經(jīng)B點，從A點飛出的水平速度應(yīng)該小一

6、點，若水平速度減小，則落到B點的速度變小，但與水平面的夾角變大。因此只有增大拋射角，同時減小拋射速度，才能使拋出的籃球仍垂直打到籃板上。 答案　C 5.如圖4所示，abcd為一邊長為l的正方形導(dǎo)線框，導(dǎo)線框位于光滑水平面內(nèi)，其右側(cè)為一勻強磁場區(qū)域，磁場的邊界與線框的cd邊平行，磁場區(qū)域的寬度為2l，磁感應(yīng)強度為B，方向豎直向下。線框在一垂直于cd邊的水平恒定拉力F作用下沿水平方向運動，直至通過磁場區(qū)域。cd邊剛進入磁場時，線框開始勻速運動。線框中電流沿逆時針時為正，則導(dǎo)線框從剛進入磁場到完全離開磁場的過程中，a、b兩端的電壓Uab及導(dǎo)線框中的電流i隨cd邊的位置坐標x變化的圖線可能是(　　

7、) 圖4 解析　線框進入磁場的過程做勻速直線運動，感應(yīng)電動勢E＝BLv恒定，線框中的電流大小恒定，方向沿逆時針方向，a、b兩端的電壓Uab＝；線框完全在磁場中運動時，做勻加速運動，線框中感應(yīng)電流為零，但ab邊兩端的電壓Uab＝BLv不斷增大，Uab與位移x不是線性關(guān)系，選項A、B錯誤；線框離開磁場，做減速運動，加速度逐漸減小，線框剛好完全離開磁場時，速度大于或等于勻速運動時的速度，不可能為零，故此時電流也不可能為零，選項C正確、D錯誤。 答案　C 二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共計16分。每小題有多個選項符合題意。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，錯選或不答的得

8、0分。 6.2014年12月31日，搭載“風(fēng)云二號”08星的運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射。發(fā)射過程中“風(fēng)云二號”08星的某一運行軌道為橢圓軌道，周期為T0，如圖5所示。則(　　) 圖5 A.“風(fēng)云二號”08星的發(fā)射速度小于第一宇宙速度 B.“風(fēng)云二號”08星在A→B→C的過程中，速率逐漸變大 C.“風(fēng)云二號”08星在A→B過程所用的時間小于 D.“風(fēng)云二號”08星在B→C→D的過程中，萬有引力對它先做正功后做負功 解析　繞地球運行的衛(wèi)星，其發(fā)射速度都大于第一宇宙速度，選項A錯誤；根據(jù)開普勒第二定律，衛(wèi)星在A→B→C的過程中，衛(wèi)星與地球的距離增大，速率逐漸變小，選項B錯誤

9、；衛(wèi)星在A→C的過程中所用的時間是0.5T0，由于衛(wèi)星在A→B→C的過程中，速率逐漸變小，A→B與B→C的路程相等，所以衛(wèi)星在A→B過程所用的時間小于，故C正確；衛(wèi)星在B→C→D的過程中，萬有引力方向先與速度方向成鈍角，過了C點后與速度方向成銳角，所以萬有引力對它先做負功后做正功，選項D錯誤。 答案　C 7.如圖6所示，在排球比賽中，假設(shè)排球運動員某次發(fā)球后排球恰好從網(wǎng)上邊緣過網(wǎng)，排球網(wǎng)高H＝2.24 m，排球質(zhì)量為m＝300 g，運動員對排球做的功為W1＝20 J，排球運動過程中克服空氣阻力做功為W2＝4.12 J，重力加速度g＝10 m/s2。球從手剛發(fā)出位置的高度h＝2.04 m，選

10、地面為零勢能面，則(　　) 圖6 A.與排球從手剛發(fā)出相比較，排球恰好到達球網(wǎng)上邊緣時重力勢能的增加量為6.72 J B.排球恰好到達球網(wǎng)上邊緣時的機械能為22 J C.排球恰好到達球網(wǎng)上邊緣時的動能為15.88 J D.與排球從手剛發(fā)出相比較，排球恰好到達球網(wǎng)上邊緣時動能的減少量為4.72 J 解析　與排球從手剛發(fā)出相比較，排球恰好到達球網(wǎng)上邊緣時重力勢能的增加量為mg(H－h(huán))＝0.6 J，A錯誤；排球恰好到達球網(wǎng)上邊緣時的機械能為mgh＋W1－W2＝22 J，B正確；排球恰好到達球網(wǎng)上邊緣時的動能為W1－W2－mg(H－h(huán))＝15.28 J，C錯誤；與排球從手剛發(fā)出相比較

11、，排球恰好到達球網(wǎng)上邊緣時動能的減少量為W2＋mg(H－h(huán))＝4.72 J，D正確。 答案　BD 8.兩電荷量分別為q1和q2的點電荷放在y軸上的O、M兩點，若規(guī)定無窮遠處的電勢為零，則在兩電荷連線上各點的電勢φ隨y變化的關(guān)系如圖7所示，其中A、N兩點的電勢均為零，ND段中的C點電勢最高，則(　　) 圖7 A.q1與q2帶異種電荷 B.A、N兩點的電場強度大小為零 C.從N點沿y軸正方向，電場強度大小先減小后增大 D.將一正點電荷從N點移到D點，電場力先做負功后做正功 解析　由圖象可知，M點附近的電勢為負值、O點附近的電勢為正值，所以，q1與q2帶異種電荷；A、N點的電勢為

12、零，但場強不為零(φ－y圖象的斜率不為零)；從N點沿y軸正方向，電場強度的大小先減小后增大再逐漸減??；將一正點電荷從N點移到D點，電勢能先增后減，所以，電場力先做負功后做正功。選項A、D正確。 答案　AD 9.圖8甲為一臺小型發(fā)電機構(gòu)造示意圖，內(nèi)阻r＝5.0 Ω，外電路電阻R＝95 Ω，電路中其余電阻不計。發(fā)電機內(nèi)的矩形線圈在勻強磁場中以恒定的角速度ω繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈匝數(shù)n＝100。轉(zhuǎn)動過程中穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時間t按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示，則(　　) 圖8 A.t＝3.14×10－2 s時，該小型發(fā)電機的電動勢為零 B.該小型發(fā)電機的電動勢的最大值為2

13、00 V C.電路中電流最大值為2 A D.串聯(lián)在外電路中的交流電流表的讀數(shù)為2 A 解析　t＝3.14×10－2 s時，磁通量Φ的變化率最大，該小型發(fā)電機的電動勢有最大值，選項A錯誤；從Φ－t圖線可以看出，Φmax＝1.0×10－2 Wb，T＝3.14×10－2 s，ω＝，感應(yīng)電動勢的最大值Emax＝nωΦmax＝200 V，選項B正確；電路中電流最大值Imax＝＝2 A，選項C正確；交流電流表讀數(shù)是交變電流的有效值，即I＝＝1.4 A，選項D錯誤。 答案　BC 三、簡答題：本題分必做題(第10、11題)和選做題(12題)兩部分，共計42分。 [必做題] 10.(8分)利用如圖

14、9所示的實驗裝置做“探究合外力做的功與物體動能改變量的關(guān)系”實驗，將光電門固定在軌道上的B點，用重物通過細線拉小車，小車質(zhì)量為M，保持小車質(zhì)量不變，改變所掛重物質(zhì)量m進行多次實驗，每次小車都從同一位置A由靜止釋放(g取10 m/s2)。 圖9 (1)完成該實驗時，________(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力； (2)實驗時，發(fā)現(xiàn)傳感器示數(shù)明顯不等于重物的重力，其原因是______________________。 (3)在正確規(guī)范操作后，實驗時除了需要讀出傳感器的示數(shù)F，測出小車質(zhì)量M，還需測量的物理量有________，驗證動能定理的表達式為________(用測得的物理

15、量表示)。 解析　(1)拉力傳感器測得的是細線的拉力，要使小車所受的合外力等于細線的拉力還需平衡摩擦力；(2)由牛頓第二定律可得：mg＝(m＋M)a，只有M?m時，小車所受的合外力F才近似等于mg；(3)小車通過光電門的瞬時速度v＝；如果平衡好了摩擦力，則對小車做功的力就是F，還需測量的物理量是A、B間的距離L、遮光條寬度d和遮光條通過光電門的時間t，需要驗證的表達式為FL＝M()2。 答案　(1)需要(1分)　(2)m不遠小于M(2分)　(3)A、B間的距離L、遮光條寬度d和遮光條通過光電門的時間t(2分)　FL＝M()2(3分) 11.(10分)實驗課上老師布置兩項任務(wù)，①測量一個電

16、流計的內(nèi)電阻，②測量干電池的電動勢和內(nèi)阻，實驗臺上準備了如下器材： A.干電池1節(jié)，其電動勢約為1.5 V，內(nèi)電阻為0.3～0.8 Ω B.待測電流計G，量程500 μA，內(nèi)電阻約200 Ω C.電阻箱(0～9 999 Ω) D.定值電阻R0＝400 Ω E.電壓表V：量程300 mV，內(nèi)電阻約為500 Ω F.電流表A：量程3 A，內(nèi)電阻約為0.5 Ω G.滑動變阻器R1：最大阻值10 Ω，額定電流1 A H.開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干 (1)請設(shè)計一個精確測定電流計內(nèi)電阻的電路。 (2)電流計的內(nèi)阻為r＝________(字母表達式)，式中各字母的含義為_________

17、_________。 (3)測量干電池的電動勢和內(nèi)阻時同學(xué)們發(fā)現(xiàn)沒有合適的電壓表，于是將電流計改裝為一個量程為0～2 V的電壓表，則電流計應(yīng)________聯(lián)一個電阻箱(填“串”或“并”)，將其阻值調(diào)為________Ω(已經(jīng)精確測量出電流計的內(nèi)阻為r＝220 Ω)。 解析　(1)電壓表量程較小，且滑動變阻器的總電阻也較小，則應(yīng)在電路干路中串聯(lián)電阻箱，滑動變阻器應(yīng)使用分壓式接法，電路圖如圖所示； (2)由歐姆定律可知電流計和定值電阻的總電阻R總＝，電流計的內(nèi)阻可表示為－R0，U為電壓表示數(shù)，I為電流計示數(shù)，R0為定值電阻的阻值； (3)將電流計改裝為電壓表應(yīng)該串聯(lián)一個分壓電阻，R＝－r

18、＝3 780 Ω。 答案　(1)如圖所示(3分) (2)－R0(2分)　U為電壓表示數(shù)，I為電流計示數(shù)，R0為定值電阻的阻值(2分)　(3)串(1分)　3 780(2分) 12.[選做題]本題包括A、B、C三小題，請選定其中兩小題作答。若多做，則按A、B兩小題評分。 A.【選修3－3】(12分) (1)以下說法中正確的是(　　) A.系統(tǒng)在吸收熱量時內(nèi)能一定增加 B.懸浮在空氣中做布朗運動的PM2.5微粒，氣溫越高，運動越劇烈 C.顆粒狀的鹽磨成了細鹽，就變成非晶體 D.相同質(zhì)量0 ℃的水的分子勢能比0 ℃的冰的分子勢能大 (2)①現(xiàn)有按酒精與油酸的體積比為m∶n 配制

19、好的油酸酒精溶液，用滴管從量筒中取體積為V的該種溶液，讓其自由滴出，全部滴完共N滴。把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面上展開，穩(wěn)定后形成單分子油膜的形狀如圖10所示： 圖10 已知坐標紙上每個小方格面積為S。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可估算出油酸分子直徑為d＝________； ②若已知油酸的密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA，油酸的分子直徑為d，則油酸的摩爾質(zhì)量為________。 (3)一橫截面積為S的內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱汽缸水平放置且固定不動。兩個活塞A和B將汽缸分隔為1、2兩氣室，達到平衡時1、2兩氣室的體積分別為V1和V2，壓強為p0，如圖11所示。在室溫不變的條件下，

20、緩慢推動活塞A，使之向右移動一段距離d后達到新的平衡，活塞移動達到新的平衡后，求汽缸內(nèi)氣體的壓強。 圖11 解析　(1)做功和熱傳遞都可以改變內(nèi)能，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，若系統(tǒng)吸收熱量Q>0，對外做功W＜0，有可能ΔU小于零，即系統(tǒng)內(nèi)能減小，故A錯誤；溫度越高，布朗運動越劇烈，故B正確；顆粒伏的鹽磨成細鹽，不改變鹽的晶體結(jié)構(gòu)，故C錯誤；因為0 ℃的冰要想變?yōu)?度的水，是還要吸熱的，所以分子勢能增大，因此0 ℃的水的分子勢能大，故D正確。 (2)①估算油膜面積時以超過半格以一格計算，小于半格就舍去的原則，估算出8格，則油酸薄膜面積為8S； 一滴溶液中純油酸的體積為：V0＝＝

21、； 故分子直徑：d＝＝； ②油酸的分子直徑為d，故油酸分子的體積為： V0＝πd3；油酸的摩爾體積為：V＝NAV0 故油酸的摩爾質(zhì)量為：M＝ρV＝ρNAV0＝ (3)因汽缸水平放置，又不計活塞的摩擦，故平衡時兩氣室內(nèi)的壓強必定相等，設(shè)初態(tài)時氣室內(nèi)壓強p0，氣室1、2的體積分別為V1和V2；在活塞A向右移動d的過程中活塞B向右移動的距離為x；最后氣缸內(nèi)壓強為p。因溫度不變，分別對氣室1和氣室2的氣體運用玻意耳定律，得 氣室1：p0V1＝p(V1－Sd＋Sx) 氣室2：p0V2＝p(V2－Sx) 聯(lián)立以上兩式解得x＝d 氣缸內(nèi)氣體的壓強p＝p0 答案　(1)BD　(2)①　②

22、 (3)p0 B.【選修3－4】(12分) (1)下列說法正確的是(　　) A.在雙縫干涉的實驗中，保持入射光的頻率不變，增大雙縫屏上雙縫間的距離，干涉條紋的條紋間距也增大 B.日落時分，拍攝水面下的景物，在照相機鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景像更清晰是利用了光的偏振現(xiàn)象 C.我們發(fā)現(xiàn)豎直向上高速運動的球在水平方向上長度變短了 D.用光照射大額鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會發(fā)出可見光，利用了紫外線的熒光效應(yīng) (2)一列簡諧波沿x軸正方向傳播，在t＝0時刻的波形圖如圖12所示，該時刻波恰好傳播到Q點，已知這列波在質(zhì)點P處出現(xiàn)兩次波峰的最短時間是0.2 s，則這列波的傳播速度為_____

23、___m/s；質(zhì)點Q的振動方程為____________cm。 圖12 (3)如圖13所示，為玻璃材料制成的一棱鏡的截面圖，一細光束從圓弧AB的中點E點沿半徑射入棱鏡后，恰好在圓心O點發(fā)生全反射，經(jīng)CD面反射，再從圓弧的F點射出，已知，OA＝a，OD＝a。求： 圖13 ①出射光線與法線夾角的正弦值； ②光在棱鏡中傳播的時間。 解析　(1)根據(jù)條紋間距的公式Δx＝λ可知，增大雙縫間的距離d，干涉條紋間距減小，故A錯誤；日落時分拍攝水面下的景物，在照相機鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景象更清晰，這是利用光的偏振現(xiàn)象，故B正確；豎直向上高速運動的球在水平方向上長度不變，沿運動方向上的

24、長度才會變短，選項C錯誤；用紫外線照射時大額鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會發(fā)出可見光，利用紫外線的熒光效應(yīng)，故D正確。 (2)由圖讀出波長λ＝4m，A＝2 cm由題意知，周期為T＝0.2 s，則波速為： v＝λ/T＝4 m/0.4 s＝10 m/s 質(zhì)點Q的振動方程為y＝Asin ωt＝2sin 5πt (cm) (3)①做出光路圖如圖。 根據(jù)幾何關(guān)系可知，臨界角為C＝45° 根據(jù)全反射定律得，n＝＝ OG＝OD＝a，sin α＝＝ 根據(jù)折射定律得，n＝ 解得，sin β＝ ②光在棱鏡中的傳播速度v＝＝ 由幾何知識得，光線傳播的長度為l＝a＋a＋a 光在棱鏡中傳播的時

25、間t＝＝ 答案　(1)BD　(2)10　y＝2sin 5πt (3)①　 C.【選修3－5】(12分) (1)下列說法正確的是(　　) A.陰極射線是原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時產(chǎn)生的高速電子流 B.xx年5月初南京丟失了銥－192放射源，牽動了許多南京人的心，是因為該放射源放出大劑量的射線會污染環(huán)境和危害生命 C.某單色光照射一金屬時不發(fā)生光電效應(yīng)，改用波長較長的光照射該金屬可能發(fā)生光電效應(yīng) D.根據(jù)玻爾理論可知，氫原子輻射出一個光子后，氫原子的電勢能減小，核外電子的運動速度增大 (2)氘核H和氚核H結(jié)合成氦核He的核反應(yīng)方程如下：H＋H→He＋n＋17.6 MeV 要發(fā)生這

26、樣的核反應(yīng)，需要將反應(yīng)物質(zhì)的溫度加熱到幾百萬開爾文。式中17.6 MeV是核反應(yīng)中________(選填“放出”或“吸收”)的能量，核反應(yīng)后生成物的總質(zhì)量比核反應(yīng)前物質(zhì)的總質(zhì)量________(選填“增加”或“減少”)了________kg。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (3)如圖14所示，在光滑水平面上使滑塊A以2 m/s的速度向右運動，滑塊B以4 m/s的速度向左運動并與滑塊A發(fā)生碰撞，已知滑塊A、B的質(zhì)量分別為1 kg、2 kg，滑塊B的左側(cè)連有輕彈簧，求： 圖14 (1)當(dāng)滑塊A的速度減為0時，滑塊B的速度大??；(2)彈簧的最大彈性勢能。 解析　陰極射線是核外的電子，故A錯誤；

27、放射源會釋放出對人體有害的射線，故B正確；波長越長頻率越小，故更不能發(fā)生光電效應(yīng)，故C錯誤；當(dāng)電子從較高能級躍遷到較低能級時會輻射出光子，此時氫原子的電勢能減小，但是動能增大，故D正確。 (2)聚變反應(yīng)有質(zhì)量虧損，會向外放出能量，式中17.6 MeV是核反應(yīng)中放出的能量。反應(yīng)后的總質(zhì)量比反應(yīng)前的總質(zhì)量減少，根據(jù)ΔE＝Δmc2，得Δm＝ ΔE/c2＝17.6×106×1.6×10－19/9×1016 kg＝3.1×10－29 kg。 (3)①根據(jù)動量守恒定律mAv1＋mBv2＝mBv3 得：當(dāng)滑塊A的速度減為0時，滑塊B的速度大小為v3＝3 m/s ②當(dāng)AB速度相同時彈簧的彈性勢能最大

28、 根據(jù)動量守恒定律mAv1＋mBv2＝(mA＋mB)v 又有能量守恒EP＝mAv＋mBv－(mA＋mB)v2 得：最大的彈性勢能EP＝4.5 J 答案　(1)BD　(2)放出　減少　3.1×10－29 kg (3)①3 m/s?、?.5 J 四、計算題：本題共3小題，共計47分。解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。 13.(15分)(xx·巢湖市月考)如圖15所示，一對光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距l(xiāng)＝0.5 m，左端接有阻值R＝0.3 Ω的電阻。一質(zhì)量m＝0.1 kg、電阻r＝

29、0.1 Ω的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度B＝0.4 T。金屬棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以a＝2 m/s2的加速度做勻加速運動，當(dāng)金屬棒的位移x＝9 m時撤去外力，金屬棒繼續(xù)運動一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1∶Q2＝2∶1。導(dǎo)軌足夠長且電阻不計，金屬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。求： 圖15 (1)金屬棒在勻加速運動過程中，通過電阻R的電荷量q； (2)撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2； (3)外力做的功WF。 解析　(1)設(shè)金屬棒勻加速運動的時間為Δt，回路的磁通量變化量

30、為ΔΦ，回路中的平均感應(yīng)電動勢為E，由法拉第電磁感應(yīng)定律得E＝①(2分) 其中ΔΦ＝Blx②(1分) 設(shè)回路中的平均電流為I，由閉合電路的歐姆定律得I＝③(1分) 則通過電阻R的電荷量為q＝IΔt④(1分) 聯(lián)立①②③④式，代入數(shù)據(jù)得q＝4.5 C。⑤(1分) (2)設(shè)撤去外力時金屬棒的速度為v，對金屬棒的勻加速運動過程，由運動學(xué)公式得v2＝2ax⑥(1分) 設(shè)金屬棒在撤去外力后的運動過程中安培力做功為W，由動能定理得W＝0－mv2⑦(2分) 撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2＝－W⑧(1分) 聯(lián)立⑥⑦⑧式，代入數(shù)據(jù)得Q2＝1.8 J⑨(1分) (3)由題意知，撤去外力前后回路

31、中產(chǎn)生的焦耳熱之比 Q1∶Q2＝2∶1，可得Q1＝3.6 J(1分) 在棒運動的整個過程中，由功能關(guān)系可知WF＝Q1＋Q2?(2分) 由⑨⑩?式得WF＝5.4 J?(1分) 答案　(1)4.5 C　(2)1.8 J　(3)5.4 J 14.(16分)2014年12月12日，印尼中爪哇省的班查內(nèi)加拉縣因為連日的暴雨引發(fā)泥石流災(zāi)害，造成了巨大損失。如圖16所示，可視為質(zhì)點的一個石頭從發(fā)生泥石流的高AB＝5 m、長AC＝50 m的山坡上由靜止?jié)L下，不考慮石頭在整個滾動過程中摩擦阻力的影響，山坡腳下救援車的師傅發(fā)現(xiàn)后(石頭滾動瞬間即被發(fā)現(xiàn)，不考慮反應(yīng)時間)，立即向前加速開車，求救援車的加速度

32、至少多大才不至于被石頭撞上？(重力加速度取g＝10 m/s2) 圖16 解析　由于不考慮摩擦阻力的影響，mgsin α＝ma1 解得a1＝1 m/s2(2分) 設(shè)石頭滾到山坡腳下所用時間為t1，有x＝a1t 解得t1＝10 s(2分) 石頭到山坡腳下的速度v＝a1t1＝10 m/s(2分) 剛好撞不上，石頭的速度與救援車的速度相等，石頭到山坡腳下以后勻速滾動，因此有：v＝at(2分) v(t－t1)＝at2(2分) 解得a＝0.5 m/s2(2分) 答案　0.5 m/s2 15.(16分)在xOy平面內(nèi)，直線OP與y軸的夾角α＝45°。第一、第二象限內(nèi)存在方向分別為豎

33、直向下和水平向右的勻強電場，電場強度大小均為E＝1.0×105 N/C；在x軸下方有垂直于紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B＝0.1 T，如圖17所示?，F(xiàn)有一帶正電的粒子從直線OP上某點A(－L，L)處靜止釋放。設(shè)粒子的比荷＝4.0×107 C/kg，粒子重力不計。求： 圖17 (1)若L＝2 cm，粒子進入磁場時與x軸交點的橫坐標及粒子速度的大小和方向； (2)如果在直線OP上各點釋放許多個上述帶電粒子(粒子間的相互作用力不計)，試證明各帶電粒子進入磁場后做圓周運動的圓心點的集合為一拋物線。 解析　(1)粒子在第二象限勻加速直線的過程：qEL＝mv(1分) 得v1＝4×105 m

34、/s(1分) 粒子在第一象限做類平拋運動：y軸方向y＝at2＝L(1分) x軸方向x＝v1t(1分) 得x＝2L＝0.04 m(1分) vx＝v1＝4×105 m/s(1分) vy＝at＝4×105 m/s(1分) 設(shè)粒子進入磁場時速度方向與x軸正方向的夾角為θ， tan θ＝＝1　則θ＝45°(1分) 粒子進入磁場時的速度為v2＝＝4×105 m/s，(1分) 與x軸正方向成45°角斜向下。 (2)L取任意值時均有：x0＝2L，θ＝45°， v＝v1＝2(1分) 粒子在磁場中做勻速圓周運動時，qvB＝m(2分) 代入數(shù)據(jù)得：R＝(1分) 所以圓心的坐標為：x＝2L－R，y＝－R(2分) R＝代入并消去L，得x＝4y2＋y(1分) 此方程為一拋物線方程。 答案　(1)0.04 m　4×105 m/s，方向與x軸正方向成45°角斜向下　(2)見解析