2019屆浙江省寧波市鎮(zhèn)海中學(xué)高三選考物理模擬試卷

---21.隨著科技的發(fā)展，我國(guó)未來的航空母艦上將安裝電磁彈射器以縮短飛機(jī)的起飛距離，如圖所示，航空母艦的水平跑道總長(zhǎng)，其中電磁彈射區(qū)的長(zhǎng)度為，在該區(qū)域安裝有直線電機(jī)，該電機(jī)可從頭至尾提供一個(gè)恒定的牽引力牽一架質(zhì)量為的飛機(jī)，其噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)可以提供恒定的推力推假設(shè)飛機(jī)在航母上的阻力恒為飛機(jī)重力的倍。已知飛機(jī)可看做質(zhì)量恒定的質(zhì)點(diǎn)，離艦起飛速度，航空母艦處于靜止?fàn)顟B(tài)，取求：飛機(jī)在后一階段的加速度大??；飛機(jī)在電磁彈射區(qū)末的速度大?。浑姶艔椛淦鞯臓恳康拇笮?。【答案】解：令后一階段的加速度大小為，平均阻力為，根據(jù)牛頓第二定律得推，代入數(shù)據(jù)解得。設(shè)在電磁彈射區(qū)末的速度為，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得TOC\o"1-5"\h\z代入數(shù)據(jù)解得—由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：解得：根據(jù)牛頓第二定律有牽推，代入數(shù)據(jù)解得牽。答：飛機(jī)在后一階段的加速度大小;飛機(jī)在電磁彈射區(qū)末的速度大小.:電磁彈射器的牽引力的大小?！窘馕觥匡w機(jī)在后一階段，在發(fā)動(dòng)機(jī)的推力F推和阻力的作用下勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律求解加速度大??；飛機(jī)在后一階段，由速度位移公式求解；由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求得在第一段的加速度，再由牛頓第二定律求得牽引力。對(duì)于牛頓第二定律的綜合應(yīng)用問題，關(guān)鍵是弄清楚物體的運(yùn)動(dòng)過程和受力情況，利用牛頓第二定律或運(yùn)動(dòng)學(xué)的計(jì)算公式求解加速度，再根據(jù)題目要求進(jìn)行解答；知道加速度是聯(lián)系靜力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁。22.“打水漂”是男女老少都適合體驗(yàn)的水上項(xiàng)目，將扁平的小石片在手上呈水平放置后，用力飛出，石片遇到水面后并不會(huì)直接沉入水中，而是在水面上擦水面滑行一小段距離后再?gòu)椘鹪亠w，跳躍數(shù)次后沉入水中，即稱為“打水漂”。如圖所示，現(xiàn)在有一人從岸邊離水面高度為處，以的水平

初速度用力飛出一質(zhì)量為20g的小石片，小石片在水面上彈跳數(shù)次后沉入水底，在水面上滑行時(shí)受到的水平阻力為假設(shè)每次小石片接觸水面相同的時(shí)間后跳起，小石片在水面上滑動(dòng)后在豎直方向上跳起時(shí)的速度與此時(shí)沿水面滑動(dòng)的速度之比為常數(shù)k，；小石片在水面上速度減為零后,以加速度沿豎直方向沉入深為1m的水底。不計(jì)空氣阻力。求：小石片第一次接觸水面時(shí)的速度；小石片從開始到沉入水底的整個(gè)過程中，水對(duì)小石片做的功；小石片從拋出到沉入水底的總時(shí)間。答案】解：小石塊先做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向有：解得：則由得解得：小石片沉入水底時(shí)的速度從拋出到沉入水底過程，根據(jù)動(dòng)能定理有解得：。小石片在水面上滑行時(shí)，由牛頓第二定律有每次滑行速度的變化量；由一一可知，小石片共在水平方向滑行了10次，空中彈起后飛行了9次公差第n次彈起后的速度公差再由和一可得：-為一等差數(shù)列，首項(xiàng)根據(jù)等差數(shù)列求和公式可得，消失在空中的飛行時(shí)間：第n次彈起后在空中飛行的時(shí)間為：在水面上滑行的時(shí)間為在水中下沉的時(shí)間一故總時(shí)間。答：小石片第一次接觸水面時(shí)的速度為；小石片從開始到沉入水底的整個(gè)過程中，水對(duì)小石片做的功為；小石片從拋出到沉入水底的總時(shí)間為?！窘馕觥啃∈瘔K做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可確定小石片第一次接觸水面時(shí)的速度；根據(jù)豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可確定小石片的速度，再由動(dòng)能定理可求得做功多少；小石片在水面上滑行時(shí)，由牛頓第二定律可確定加速度，從而確定每次滑行時(shí)速度的變化，從而確定出滑行次數(shù)，根據(jù)數(shù)學(xué)規(guī)律確定滑行的時(shí)間，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律確定水中下落時(shí)間，從而確定總時(shí)間。本題綜合考查了動(dòng)能定理、平拋運(yùn)動(dòng)、牛頓第二定律等內(nèi)容，難點(diǎn)在于第3問中數(shù)學(xué)規(guī)律的應(yīng)用，要掌握等差數(shù)例的求和方法。23.如圖，光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)左側(cè)接一阻值為R的電阻。矩形區(qū)域abfe內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為導(dǎo)軌上ac段和bd段單位長(zhǎng)度的電阻為，導(dǎo)軌其余部分電阻不計(jì)，且一質(zhì)量為m,電阻不計(jì)的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。金屬棒受到一個(gè)水平拉力作用，從磁場(chǎng)的左邊界由靜止開始作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a。棒運(yùn)動(dòng)到cd處撤去外力，棒在運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)右邊界ef處恰好靜止。求：金屬棒在區(qū)域abdc內(nèi)切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨位移相對(duì)b點(diǎn)的表達(dá)式；試求撤去外力后在區(qū)域cdfe內(nèi)切割磁感線時(shí)棒的速度v隨位移相對(duì)d點(diǎn)的變化規(guī)律以及df的長(zhǎng)度應(yīng)滿足什么條件。金屬棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中電阻R的最大電流值和最小值。a陽(yáng)CeiXX■XX3；b洶■X；XXLfivxdxxr■PDI【答案】解：金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)金屬棒由靜止開始作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則有聯(lián)立得—當(dāng)位移為時(shí)，有回路總電阻總根據(jù)動(dòng)量定理得通過金屬棒的電荷量又有?總總可得當(dāng)時(shí)，解得在df段：速度減小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小且回路總電阻恒定，所以感應(yīng)電流減小，當(dāng)速度減為零時(shí)，感應(yīng)電流也為零，即電流最小值為零；或當(dāng)時(shí)電流最小值為零；TOC\o"1-5"\h\z在bd段：「Z。最大電流值討論：當(dāng)滿足-，即：且——一在bd段內(nèi)能達(dá)到最大電流，一—當(dāng)一一時(shí)，當(dāng)導(dǎo)體棒加速運(yùn)動(dòng)到cd處時(shí)，答：金屬棒在區(qū)域abdc內(nèi)切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨位移相對(duì)b點(diǎn)的表達(dá)式為；試求撤去外力后在區(qū)域cdfe內(nèi)切割磁感線時(shí)棒的速度v隨位移相對(duì)d點(diǎn)的變化規(guī)律是的長(zhǎng)度應(yīng)滿足的條件是。金屬棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中電阻R的最大電流值和最小值分別為和0?！窘馕觥扛鶕?jù)法拉第電磁感應(yīng)定律以及速度位移公式推導(dǎo)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間t變化的表達(dá)式；先推導(dǎo)出回路總電阻的表達(dá)式，然后根據(jù)速度位移公式得到速度與x的關(guān)系式，再根據(jù)動(dòng)量定理以及通過棒的電荷量與x的關(guān)系，得到速度v隨位移x的變化規(guī)律，從而求得應(yīng)滿足的條件；在df段：速度減小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小且回路總電阻恒定，所以感應(yīng)電流減小，當(dāng)速度減為零時(shí)，感應(yīng)電流也為零，即電流最小值為零；或當(dāng)時(shí)電流最小值為零。本題的關(guān)鍵要根據(jù)物理規(guī)律找出物理量的關(guān)系，通過已知量得出未知量。要善于對(duì)物體過程分析和進(jìn)行受力分析，法拉第電磁感應(yīng)定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解決問題。24.如圖所示，空間存在兩對(duì)平行板，平行板間存在垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，板間距，MN、PQ為磁場(chǎng)的邊界，MN、PQ之間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，為該區(qū)域的對(duì)稱軸，MN與PQ之間的距離。兩個(gè)質(zhì)量均為m、電荷量分別為和的粒子以相同速度大小垂直電場(chǎng)線進(jìn)入電場(chǎng)，而后以—大小的速度進(jìn)入磁場(chǎng)，粒子重力不計(jì)。若兩個(gè)粒子都從O點(diǎn)沿直線入射，試判斷兩粒子的軌跡是否關(guān)于直線對(duì)稱？若粒子從O點(diǎn)沿直線入射，粒子由沿直線入射未畫出，且已知兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期為匸，試判斷兩粒子是否會(huì)打到板上，若打到板上，求出打在板上的位置；若不能打在到上，則求出兩粒子分別從O、進(jìn)入到第一次離開磁場(chǎng)各自所用的時(shí)間。若粒子仍從O沿直線入射，粒子從沿直線入射，且已知兩粒子的比荷-，若要使粒子進(jìn)出磁場(chǎng)一次后，從MP或NQ之間離開電場(chǎng)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍?！敬鸢浮拷猓赫?fù)粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)初速度大小相等、方向相反。所受的電場(chǎng)力大小相等、方向相反，則加速度大小相等、方向相反，所以兩粒子的軌跡關(guān)于直線對(duì)稱。TOC\o"1-5"\h\z粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，平行于電場(chǎng)方向有：二,垂直于電場(chǎng)方向有：粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期—，則軌跡半徑一正粒子：——，則不會(huì)打到板上。運(yùn)動(dòng)時(shí)間-——負(fù)粒子：，不會(huì)打到板上，運(yùn)動(dòng)時(shí)間-——正粒子：恰到Q點(diǎn)臨界，半徑應(yīng)小于此臨界值，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度設(shè)為?？傻孟议L(zhǎng)為—軌跡半徑一由—，得—將代入得此時(shí)已小于第問中的r,故此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度比大。負(fù)粒子：恰到M點(diǎn)臨界，半徑應(yīng)小于此臨界值，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度設(shè)為?？傻孟议L(zhǎng)為一TOC\o"1-5"\h\z軌跡半徑一此時(shí)，對(duì)應(yīng)的。綜合分析得：磁感應(yīng)強(qiáng)度只要大于，正粒子既不會(huì)再次進(jìn)入磁場(chǎng)也不會(huì)打到板上，負(fù)粒子也不會(huì)打到板上，即。答：兩粒子的軌跡關(guān)于直線對(duì)稱。正粒子不會(huì)打到板上。運(yùn)動(dòng)時(shí)間為—負(fù)粒子不會(huì)打到板上，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍是【解析】?jī)蓚€(gè)粒子射入電場(chǎng)后都類平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)初速度、受力情況分析軌跡是否對(duì)稱。兩個(gè)粒子先做類平拋運(yùn)動(dòng)，后在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。先根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)