浙江省寧波市高三年級物理學(xué)科高考模擬試卷

浙江省寧波市高三年級物理學(xué)科高考模擬試卷

一、選擇題I

1.以下物理量為標(biāo)量且單位是國際單位制基本單位的是（）

A.電流AB.位移mC.電勢VD.磁感應(yīng)強度T

【答案】A

【詳解】A.電流是標(biāo)量且單位是國際單位制基本單位，故A正確；

B.位移是矢量且不是國際單位制基本單位，故B錯誤；

C.電勢是標(biāo)量，但不是國際單位制基本單位，故C錯誤；

D.磁感應(yīng)強度是矢量且不是國際單位制基本單位，故D錯誤。

故選Ao

2.如圖所示為一同學(xué)在網(wǎng)上發(fā)現(xiàn)的一幅新能源汽車的漫畫，有關(guān)這幅漫畫，下列說法正確的是（）

A.磁鐵對鐵塊的作用力大于鐵塊對磁鐵的作用力

B,磁鐵對鐵塊的作用力大小等于鐵塊對磁鐵的作用力

C.根據(jù)牛頓第二定律，這種設(shè)計能使汽車向前運動

D.只要磁鐵的磁性足夠強，汽車就可以一直運動下去

【答案】B

【詳解】AB.磁鐵對鐵塊的作用力和鐵塊對磁鐵的作用力是一對相互作用力，應(yīng)該相等，故A錯誤，B正

確；

CD.磁鐵和鐵塊都是汽車的一部分，兩者之間的作用力是汽車的內(nèi)部作用，根據(jù)牛頓第二定律，沒有合外

力也就沒有加速度，不能前進，故CD錯誤。

故選H

3.如圖所示為飛行員（丙）在跳傘訓(xùn)練，飛機駕駛員（甲）和地面指揮員（乙）在觀察了丙的運動后，發(fā)

生了爭論。關(guān)于甲、乙爭論的內(nèi)容，下列說法正確的是（）

A.甲選取了地面為參考系B.乙選取了飛機為參考系

C.兩人的說法中必有一個是錯誤的D.兩人選取參考系不同導(dǎo)致觀察結(jié)果不同

【答案】D

【詳解】甲、乙兩人的說法分別是以飛機和地面作為參考系研究運動的，說法都是正確的。他們的爭論是

由于選擇的參考系不同而引起的，故ABC錯誤，D正確。

故選D。

4.如圖所示，在離地面一定高度處把4個水果以不同的初速度豎直上拋，不計空氣阻力，g取10m/s2,若

1s后4個水果均未著地，則1s后速率最大的是（）

13m/s15m/s|10m/!

【答案】A

【詳解】根據(jù)

J

V=VQrat

%A=-3m/s

代入解得

vA=7m/s

同理解得

vB=5m/s

vc=Om/s

vD=-5m/s

第2頁，共25頁

由于

|vA|>|vB|=|vD|>|vc|

故A正確，BCD錯誤

故選Ao

5.下列說法正確是（）

A.大量處于基態(tài)的氫原子在某一頻率的光的照射下，能發(fā)出多種頻率的光子，其中有一種光的頻率與入射

光頻率相同

B.盧瑟福通過a粒子轟擊氮核實驗，證實了在原子核內(nèi)部存在中子

C.某種金屬能否發(fā)生光電效應(yīng)取決于照射光的時長

D.一個琵U原子核衰變?yōu)橐粋€V；Pb原子核的過程中，共發(fā)生了8次衰變

【答案】A

【詳解】A.處于基態(tài)的氫原子在某單色光束照射下，先吸收能量向高能級躍遷，然后再從高能級向低能級

躍遷，其中從吸收光子后的最高的能級向基態(tài)躍遷時發(fā)出的光子的能量與吸收的光子的能量是相等的，故A

正確；

B.盧瑟福通過a粒子轟擊氮核實驗，證實了在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子，而查德韋克通過實驗證實中子，故B

錯誤；

C.某種金屬能否發(fā)生光電效應(yīng)取決于照射光的頻率，故C錯誤；

D.由質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)守恒，一個膘U原子核衰變?yōu)橐粋€*Pb原子核的過程中

238-206。

--------=O

4

發(fā)生8次a衰變

82+2x8-92/

------------=6

I

發(fā)生6次P衰變，故D錯誤。

故選Ao

6.電容式壓力傳感器的原理如圖所示，其中上板為固定電極，下板為可動電極?？蓜与姌O的兩端固定，當(dāng)

有壓力作用于可動電極時，極板會發(fā)生形變，從而改變電容器的電容。已知電流從靈敏電流計的正極流入

時指針往右偏，則壓力突然增大時（）

第3頁，共25頁

A.電容器的電容變小B.電容器的電荷量不變

C.靈敏電流計指針往左偏D.電池對電容器充電

【答案】D

【詳解】A.當(dāng)待測壓力增大時，電容器板間距離減小，根據(jù)電容的決定式

C=-^-

4jrkd

得知，電容C增大，故A錯誤；

BCD.電容板間電壓U不變，電容器所帶電量為

Q=CU

C增大，則。增大，電容器處于充電狀態(tài)，而上極板帶正電，電流將從電流計正接線柱流入，所以靈敏電

流計指針向右偏轉(zhuǎn)，當(dāng)穩(wěn)定后，則會回到中央，故BC錯誤，D正確。

故選Do

7.如圖所示，A、B是質(zhì)量比為1:2、都帶正電的小球，用兩根長分別為2L和L的絕緣輕繩系住后懸掛于

天花板上的同一點。。當(dāng)系統(tǒng)平衡后，兩根繩與豎直方向的夾角分別為a和夕，則（）

C.a=/iD.不能確定

【答案】C

【詳解】

第4頁，共25頁

如上圖所示受力分析，力學(xué)三角形和幾何三角形相似

國=曳=￡

Xjh2L

FAB=GB=12

x2hL

因為FAB和5是作用力和反作用力，大小相等，且6八=2GB,聯(lián)立各式得

±=2

X2

又根據(jù)正弦定理可知

sinz_sina

2Lx]

sinr_sin0

Lx2

因角i和角〃互補，則

sinz=sinr

聯(lián)立解得

sina=sin(3

因為a和夕均為銳角，故

a=(3

所以ABD錯誤，C正確。

8.

第5頁，共25頁

新冠肺炎疫情期間，同學(xué)們都待在家里認(rèn)真上網(wǎng)課。有一位同學(xué)突然想估算一下全校學(xué)生在家上直播課時

消耗的總電能。他查閱了相關(guān)資料，信息如下表：

學(xué)校學(xué)生總?cè)藬?shù)上課時間/節(jié)每天/節(jié)網(wǎng)絡(luò)作業(yè)時間/h

200030min62

使用手機人數(shù)占比使用電腦人數(shù)占比手機的功率/W電腦的功率/W

20%80%550

僅考慮信息表中的用電器，試估算全校學(xué)生在家上直播課時一天消耗的總電能約為（）

A.4.1xlO5JB.8.9xlO8JC.1.5xlO9JD.2.0x109J

【答案】C

【詳解】學(xué)生每天在線學(xué)習(xí)的時間

t=（O.5x6+2）h=5h=1.8xl04s

學(xué)生每天使用電腦的總功率

P,=50x2000X0.8W=8X104W

學(xué)生每天使用手機的總功率

3

P2=50x2000X0.2W=2X10W

學(xué)生每天學(xué)習(xí)使用手機和電腦需要消耗的電能為

E=（6+EM=L48X109JH1.5x100

ABD錯誤，C正確。

故選C。

9.一著陸器經(jīng)過多次變軌后登陸火星的軌跡變化如圖所示，著陸器先在軌道I上運動，經(jīng)過尸點啟動變軌

發(fā)動機然后切換到圓軌道II上運動，經(jīng)過一段時間后，再次經(jīng)過P點時啟動變軌發(fā)動機切換到橢圓軌道HI

上運動。軌道上的尸、Q、S三點與火星中心位于同一直線上，P、。兩點分別是橢圓軌道的遠(yuǎn)火星點和近

火星點，且PQ=2QS=2/。除了變軌瞬間，著陸器在軌道上運行時均處于無動力航行狀態(tài)。著陸器在軌道I、

II、III上經(jīng)過P點的速度大小分別為必、也、v3,下列說法正確的是（）

第6頁，共25頁

A.V|<V2<V3

B.著陸器在軌道III上從尸點運動到。點的過程中速率變大

r\2

c.著陸器在軌道m(xù)上運動時，經(jīng)過P點的加速度為生

31

D.著陸器在軌道II上由P點運動到S點，與著陸器在軌道III上由P點運動到Q點的時間之比為9:4

【答案】B

【詳解】A.著陸器從軌道I到軌道n需要減速，同理從軌道n到軌道ni也需要減速，因此

V,>v2>v3

故A錯誤;

B.著陸器在軌道in上從尸點運動到Q點的過程中，需要加速，所以速率變大，故B正確;

C.根據(jù)牛頓第二定律得

2

%

ma=

-l

2

解得

2彩2

a=—―

3/

故c錯誤;

D.設(shè)著陸器在軌道n上周期為在軌道ni上周期為72,根據(jù)開普勒第三定律得

工2_27

取一

解得

7；3后

故D錯誤。

故選B。

10.

第7頁，共25頁

如圖所示，理想變壓器的原線圈〃、b兩端接正弦交變電壓，副線圈M、N兩端通過輸電線接有兩個相同

的燈泡Li和L2,輸電線上的等效電阻為心開始時，開關(guān)K斷開，當(dāng)接通K時，以下說法不正確的是（）

A.副線圈N兩端的電壓減小B.等效電阻R上的電流增大

C.通過燈泡Li電流減小D.原線圈的輸出功率增大

【答案】A

【詳解】A.理想變壓器輸出電壓與外電路無關(guān)，只和變壓器變壓比以及輸入電壓有關(guān)，則的輸出電

壓不變，A選項符合題意；

B.開關(guān)S閉合，L和上并聯(lián)總電阻變小，電路電流增大，B選項不合題意：

C.等效電阻R分壓增大，則心兩端分壓變小，也即通過心的電流變小，C選項不合題意；

D.心和心并聯(lián)總電阻變小，則外電路總電阻變小，變壓器輸出功率變大，則輸入功率變大，由于輸入電

壓不變，則原線圈中的電流增大，D選項不合題意。

故選Ao

H.如圖所示，心c是一塊用折射率〃=2的玻璃制成的透明體的橫截面，成是半徑為R的圓弧，江邊垂直

于6c邊，NaOc=60。。當(dāng)一束平行光垂直照到ac上時，油的外表面只有一部分有光線穿出，則穿出光線

部分的弧長為（）

71R7rR

C.-----D.

4

【答案】B

【詳解】由題意作出光路圖如下圖所示

第8頁，共25頁

設(shè)光的臨界角為C,則有

解得

。=30。

如圖，在

a>30°

時，均發(fā)生全反射，圖中d點為入射角等于臨界角的臨界點，所以只有股部分有黃色光透射出，所以有黃

色光射出部分的圓弧對對應(yīng)的圓心角也是30。，對應(yīng)圓弧的長度為

30°7rR_

/=3-X2?R

360°~6~

故ACD錯誤，B正確。

故選B。

12.為了測量儲罐中不導(dǎo)電液體的高度，將與儲罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容器C置于儲罐中，

電容器可通過開關(guān)S與電源或線圈L相連，如圖所示。當(dāng)S從。撥到b之后，由L與C構(gòu)成的電路中產(chǎn)生

振蕩電流。那么（）

A.若罐中的液面上升，振蕩電流的頻率變小

B.若罐中的液面上升，振蕩電流的周期變小

C.當(dāng)S從〃撥到。之后的半個周期內(nèi)，回路中的磁場能先變小后變大

D.當(dāng)S從。撥到6之后的四分之一周期內(nèi)，回路中的電流增大，L的自感電動勢變大

【答案】A

第9頁，共25頁

【詳解】AB.兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容器C的中間的液體就是一種電介質(zhì)，當(dāng)液體的高度升高，相當(dāng)于

插入的電介質(zhì)越多，電容增大，根據(jù)

T=2TT4LC

電容C增大時，振蕩的周期T增大，由

可以判定，LC回路的振蕩頻率/減小，故B錯誤，A正確；

C.當(dāng)S從。撥到6之后的半個周期內(nèi)，電容作為電源放電，電感產(chǎn)生電流，故磁場先變大，故C錯誤：

D.當(dāng)S從4撥到匕之后的四分之一周期內(nèi)，回路中的電流逐漸增大，但電流變化越來越慢，故心自感電動

勢變小，故D錯誤。

故選Ao

13.如圖所示，A8是半徑為R的四分之一圓弧軌道，軌道底端8點與一水平軌道8c相切，水平軌道又在

C點與足夠長的斜面軌道CD平滑連接，軌道B處有--擋板（厚度不計）。在圓弧軌道上靜止擺放著N個

半徑為r（r?R）的光滑剛性小球，恰好將A8軌道鋪滿，小球從A到8依次標(biāo)記為1、2、3N號。

現(xiàn)將B處擋板抽走，N個小球均開始運動，不計一切摩擦，考慮小球從AB向CD的運動過程，下列說法

正確的是（）

A.N個小球在離開圓弧軌道的過程中均作勻速圓周運動

B.1號小球第一次經(jīng)過8點的速度一定小于J荻

C.1號小球第一次經(jīng)過B點的向心加速度一定等于2g

D.1號小球第一次沿CD斜面上升的最大高度為R

【答案】B

【詳解】A.受力分析可知，在下滑的過程中，曲面上的小球要做加速運動，故A錯誤；

B.若第1個小球只有重力對其做功，則在運動到最低點的過程中，根據(jù)機械能守恒定律得

12D

—mv^=mgR

解得

V=y/2gR

第10頁，共25頁

但是，第1個球在下滑過程中，始終受到第二個球?qū)λ膹椓?，該彈力對它做?fù)功，所以第1個小球到達(dá)最

低點的速度

故B正確；

C.1號小球第一次經(jīng)過B點的向心加速度

v'2

a=m——

R

所以

a<2g

故C錯誤；

D.1號小球從A8向C￡）的運動過程中，初始高度為R,如果把N個小球看成整體，則小球運動過程中只

有重力做功機械能守恒，弧AB的長度等于小球全部到斜面上的長度，而在圓弧上的重心位置小于工，故

2

第N個小球在斜面上能達(dá)到的最大高度小于R,1號小球更不能達(dá)到R的高度，故D錯誤。

故選B。

二、選擇題II

14.:He與的核聚變反應(yīng)不產(chǎn)生溫室氣體，不產(chǎn)生放射性物質(zhì)，是一種十分清潔、環(huán)保的能源，對今后

人類社會的可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義，該核反應(yīng)可表示為；He+；Hf；Li+X（X表示某種粒子），則下列

說法正確的是（）

A.該核反應(yīng)很容易發(fā)生，是目前利用核能的主要方式

B.：Li原子核比；He原子核穩(wěn)定

C.X為中子，是原子核的組成部分，最早由查德威克通過實驗發(fā)現(xiàn)

D.X具有較強的電離能力

【答案】BC

【詳解】A.該核反應(yīng)是聚變反應(yīng)，需要在超高溫和超高壓的環(huán)境下進行的，不容易發(fā)生，故A錯誤；

B.反應(yīng)過程放出能量，說明后面的能量低，更穩(wěn)定，貝"Li原子核比；He原子核穩(wěn)定，故B正確；

C.根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒有

3+2=4+1

第11頁，共25頁

2+1=3+0

可知X為1n,是中子，是原子核的組成部分，最早由查德威克通過實驗發(fā)現(xiàn)，故C正確;

D.由于中子不帶電，因此它的電離能力較弱，故D錯誤。

故選BC。

15.如圖甲所示，一絕緣的圓環(huán)上均勻分布著正電荷，一光滑細(xì)桿過圓心且垂直于圓環(huán)平面，桿上套有帶

正電的小球。/=0時刻把小球從。點由靜止釋放后，小球沿細(xì)桿運動經(jīng)過仄c兩點，小球運動的圖像

如圖乙所示。下列判斷正確的是（）

A.小球從a點運動到點的過程中電勢能增大

B.圓環(huán)在圓心處產(chǎn)生的電場強度為0

C.a點的電場強度大于b點的電場強度

D.”、b兩點電勢差Um小于6、c,兩點電勢差Ube

【答案】BD

【詳解】A.由題意得小球帶正電，則小球從a點運動到6點的過程中，電場力做正功，電勢能減小，故A

錯誤；

B.根據(jù)對稱性可知，絕緣豎直圓環(huán)上均勻分布的正電荷在圓心處產(chǎn)生的場強完全抵消，則帶電圓環(huán)在圓心

處產(chǎn)生的場強為零，故B正確；

C.由乙圖可知小球在a處的加速度小于匕處加速度，由

qE-ma

可知a點的電場強度小于b點的電場強度，故C錯誤;

D.根據(jù)動能定理

1,1,

qUab=—mv--O=—mx0.4-=0.08m

qU氏=；mv：-；mv^=gx(0.72-0.42)=0.165m

可得a、〃兩點電勢差Uab小于從c兩點電勢差外，故D正確。

故選BD,

第12頁，共25頁

16.如圖所示是一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，已知該時刻P質(zhì)點的振動方向沿y軸負(fù)方向，波速是

A.從該時刻起經(jīng)過0.2s,。質(zhì)點通過的路程是2m

B,從該時刻起經(jīng)過(Ms,P質(zhì)點通過的路程大于0.1m

C.P質(zhì)點從該時刻起到第二次到達(dá)波峰所用的時間等于0.45s

D.P質(zhì)點從該時刻起經(jīng)過(0.2n+0.05)s(n=0,1,2,3...)時間均可回到平衡位置

【答案】BD

【詳解】A.由圖可知波長為

A=4m

則該波的周期為

A4

T=—=——s=0.4s

v10

則該時刻起經(jīng)過0.2s,Q質(zhì)點通過的路程是

S=2A=2xl0cm=20cm=0.2m

故A錯誤；

B.從該時刻起經(jīng)過0.1s,則P點從4.5m處移到3.5m的位置，P點經(jīng)過的路程即此過程的振幅，由幾何關(guān)

系的，尸點初始高度為

?^x10=5夜cm

2

在3.5m處的高度為

^-xl0=5V2cm

2

質(zhì)點通過的路程為

55/2+572=10>/2cm>0.1m

故B正確；

C.P質(zhì)點從該時刻起到第二次到達(dá)波峰所用的時間，可近似看成從x=lm到x=4.5m所用的時間，即

第13頁，共25頁

7

f=—x0.4s=0.35s

8

故C錯誤；

D.

7=0.05s=工

8

該波沿x的正方向傳播，P質(zhì)點的坐標(biāo)為為4.5m,根據(jù)波形的平移法得到該時刻起經(jīng)過0.05s波形向右平移

0.5m,則質(zhì)點P回到平衡位置。由于周期為0.4s,所以P質(zhì)點從該時刻起經(jīng)過(0.2n+0.05)s(n=0,1,2,

3...)時間均可回到平衡位置，故D正確。

故選BDo

三、非選擇題

17.小海同學(xué)在居家學(xué)習(xí)過程中，利用手機來做物理實驗。他利用手機拍攝了一個小球自由下落的視頻，

為了便于測量，小海在小球下落的背景中附了一根最小刻度為厘米(cm)的刻度尺，讓小球從刻度尺0刻

度處自由下落并錄制視頻，再根據(jù)視頻信息來驗證小球下落過程中機械能是否守恒。

視頻是由間隔相等時間連續(xù)拍攝的圖片組成。人們?nèi)粘Ｋf的視頻幀率，通常會用FPS(FramesPerSecond)

表示，簡單地說就是在1s時間內(nèi)拍攝照片的數(shù)量，由多張照片連起來加上音頻就成了視頻片段。小海同

學(xué)用60FPS的幀率錄制了一個小球自由下落的視頻，并通過計算機把這個視頻分解成照片，然后把這些照

片從左到右排列，這些照片記錄了不同時刻小球自由下落時的位置。

第14頁，共25頁

(1)本實驗中小海同學(xué)是用60FPS的幀率錄制的視頻，并通過計算機把這個視頻分解成照片，則相鄰兩張照

片之間的時間間隔為s；

(2)根據(jù)分解成的照片，可以計算小球下落到不同位置時的速度，當(dāng)小球下落到圖中P點時，速度大小為

—m/s(保留二位有效數(shù)字)。；

(3)在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，若小球減少的重力勢能AEp與小球增加的動能AEk近似相等，即可驗證機械

能守恒定律。若小球的質(zhì)量為O」kg,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.79m/s2,以小球從開始下落到經(jīng)過P點的過

程進行研究，其下落的高度為.m,減少的重力勢能為____J(第二個空格要求保留三位有效數(shù)字)。

【答案】(1).—(2),3.3(3).0.503(4).0.492

60

【詳解】(1)依題得，60FPS的幀率即意味著一秒拍攝60次，因此相鄰來兩張照片之間的時間間隔為

60

(2)P點為時間中點，因此有

(5+6)x爐

=3.3m/s

2X^

(3)依圖得，下落高度為

〃=0.503m

根據(jù)

AEP=0-mgh

代入數(shù)據(jù)可求得

A￡p=-0.492J

18.現(xiàn)要描繪標(biāo)有“2.5V,0.8W”的小燈泡L的伏安特性曲線，小海同學(xué)設(shè)計了圖甲電路進行實驗:

(1)請將滑動變阻器接入電路(用筆畫線代替導(dǎo)線完成接線);

第15頁，共25頁

甲乙

(2)某次測量時，電壓表的指針如圖乙所示，此時電壓表的讀數(shù)為—V；

(3)為進一步研究小燈泡的電功率P和電壓U的關(guān)系，小明利用測量所得的數(shù)據(jù)通過尸=U/計算電功率。小

明采用圖像法處理數(shù)據(jù)，將P、U作為縱、橫坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系，將獲得的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點，并根

據(jù)數(shù)據(jù)分布作出了一條直線，如圖丙所示。請指出「一U圖像中兩處不恰當(dāng)?shù)牡胤?、?/p>

丙

【答案】⑵.2.05(2.01~2.09)(3).圖線不能用直線

擬合橫坐標(biāo)的標(biāo)度選擇不合理(最大刻度以7.0V2左右比較合適)

【詳解】(1)根據(jù)實驗原理可知，本實驗應(yīng)采用滑動變阻器分壓接法以及電流表外接法，則連接原理圖如圖

所示

第16頁，共25頁

(2)由上題圖可知，電壓表選用3V量程，因此可直接對下面一層數(shù)字進行讀數(shù)，然后在進行估值，由此可

得此時電壓表的讀數(shù)為2.05(2.012.09)o

(3)由于燈泡的電阻隨溫度的變化而變化，因此作出的圖形不能為直線。由圖可知，由于橫坐標(biāo)選擇不合適,

使得圖像過于集中。

19.如圖為大型游樂設(shè)施環(huán)形座艙跳樓機。跳樓機從離地面高度/n=100m處由靜止開始自由下落到離地面

/?2=20m處的位置時開始以恒力制動，使跳樓機到達(dá)地面時速度剛好減為0。己知座艙內(nèi)小海的質(zhì)量m=70kg,

重力加速度g取lOm/s2,不計一切阻力。試求：

(1)跳樓機下落過程中的最大速度v；

(2)跳樓機下落到地面的總時間”

(3)跳樓機在自由下落階段和制動階段，小海對座椅的作用力大小分別為多少。

【答案】(l)40m/s；(2)5s；(3)0,3500N

【詳解】(1)跳樓機在第一階段做自落體運動達(dá)最大速度后作減速運動。自由下落的高度為

h-hy-h2

根據(jù)自由落體運動規(guī)律

v2-2gh

代入數(shù)據(jù)可得

第17頁，共25頁

h=80m

v=40m/s

(2)根據(jù)自由落體規(guī)律

h=~gr

可得做自由落體的時間為

由勻變速規(guī)律可得

九=二’2

2

因此下落總時間為

』士2

代入數(shù)據(jù)解得

尸5s

(3)第一階段下落80米的過程，自由下落，完全失重，因此作用力為0。

設(shè)后20米下落過程的加速度大小為。，則

2

2ahi=0-v

代入數(shù)據(jù)可得

a=40m/s2

對人受力分析，有

F-mg=ma

代入數(shù)據(jù)可得

F=35(X)N

根據(jù)牛頓第三定律可知，小海對座椅的作用力大小也為35OON

20.某遙控賽車軌道如圖所示，賽車從起點A出發(fā)，沿擺放在水平地面上的直軌道AB運動L=10m后，從

8點進入半徑R=0.1m的光滑豎直圓軌道，經(jīng)過一個完整的圓周后進入粗糙的、長度可調(diào)的、傾角/30。的

斜直軌道C。，最后在。點速度方向變?yōu)樗胶箫w出(不考慮經(jīng)過軌道中C、。兩點的機械能損失)。已知

賽車質(zhì)量機=0.1kg,通電后賽車以額定功率P=1.5W工作，賽車與AB軌道、CD軌道間的動摩擦因數(shù)分別

為川=0.3

第18頁，共25頁

和〃2=，重力加速度g取10m/s2。

6

(1)求賽車恰好能過圓軌道最高點P時的速度中的大??；

(2)若要求賽車能沿圓軌道做完整的圓周運動，求賽車通電的最短時間；

(3)已知賽車在水平直軌道AB上運動時一直處于通電狀態(tài)且最后階段以恒定速率運動，進入圓軌道后關(guān)閉

電源，選擇CZ)軌道合適的長度，可使賽車從。點飛出后落地的水平位移最大，求此最大水平位移，并求

出此時8軌道的長度。

【答案】(l)lm/s；(2)2.17s；(3)-m,些m

612

【詳解】(1)賽車恰好在最高點P,只受到重力，重力提供向心力，即

V2

me=m-rp—

R

代入數(shù)據(jù)可得

Up=lm/s

(2)由(1)小題可知，若要賽車做完整圓周運動，即小車到達(dá)P點的速度至少為lm/s,賽車從開始運動到P

點的全過程，由動能定理得：

12

Pt-mgL-mg2R=—mvp

代入數(shù)據(jù)可得，賽車的最短通電時間

/=Us=2.17s

6

(3)賽車在最后過程做勻速運動，牽引力與滑動摩擦力平衡，其速度大小為

PP

v=—=------

F

設(shè)軌道的長度為I,賽車沿向上運動過程運用動能定理可得

22

gmvD-gmv—-mglsin0-(從21ngcos6)/

賽車從。飛出后做平拋運動，其水平位移為x,則有

x=3

第19頁，共25頁

/sin6=；gj

聯(lián)立可得

由數(shù)學(xué)知識可得，當(dāng)/=?m,水平位移x有最大值，最大值為

6

576

x=------m

12

21.如圖甲所示，兩條間距為/、足夠長的平行光滑金屬軌道MMPQ固定在水平面上，軌道平面存在如

圖乙所示的磁場，磁感應(yīng)強度在0~T時間內(nèi)呈線性變化，T時刻后穩(wěn)定不變，大小為瓦r=0時刻，磁場方

向垂直于紙面向下。有一邊長也為/,質(zhì)量為m，總電阻為R的正方形線框48co在外力的作用下固定在

軌道上，線框有一半面積位于磁場內(nèi)。T時刻，撤去外力，同時給線框一個水平向右的初速度w,線框最

終能全部穿過磁場右邊界EF,己知CE長度大于線框的邊長：

⑴在0~7時間內(nèi)，線框中感應(yīng)電流的大小和方向;

(2)線框完全進入磁場時的速度大小;

【詳解】(1)在0T時間內(nèi)，通過線框的磁通量發(fā)生變化，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得

LbBo2BI2Bl2

E=----S=--------=-----

\tT2T

產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小為

EB12

第20頁，共25頁

根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流方向為48cz)4。

(2)7時刻，撤去外力后，線框在安培力作用下作減速運動，由動量定理可得

-Bq}l=mv-mv^

其中

班=更

q'R2R

解得

B2l3

八%一2.

(3)0T時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量

2

Q=IRT=-

,TR

設(shè)進入磁場過程產(chǎn)生的熱量為。2,根據(jù)能量關(guān)系可得

烏=*"刎2

線框全部在磁場中勻速運動時不產(chǎn)生熱量，設(shè)穿出磁場過程產(chǎn)生的熱量為線框在安培力作用下，做減

速運動，由動量定理可得

-Blq3=-mv

其中

=也=里

%R/?

可得

3B2/3

V.=v0--------------

1o2mR

則

C1212

=—mv——mV)

可得全過程產(chǎn)生總的熱量

CCCC352/3%9B^6B2l4

。二。|+。2+。3=OR02+n

2R8mRTR

第21頁，共25頁

22.如圖所示，在半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場，磁場強弱可以改變，直徑尸。

處放有一層極薄的粒子接收板。放射源S放出的a粒子向紙面內(nèi)各個方向均勻發(fā)射，速度大小均為丫。已

知a粒子質(zhì)量為m,電荷量為qo

「8mv

⑴若於朝，放射源S位于圓心。點正上方的圓弧上，試求粒子接收板能接收到粒子的長度;

(2)若3=F，把放射源從。點沿圓弧逐漸移到尸點的過程中，求放射源在圓弧上什么范圍移動時，。點

qR

能接收到a粒子；

(3)若5=生叵絲，把放射源從Q點沿圓弧逐漸移到P點的過程