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，我國未來的航空母艦上將安裝電磁彈射器以縮短飛機的起飛距離，如圖所示，航空母艦的水平跑道總長，其中電磁彈射區(qū)的長度為，在該區(qū)域安裝有直線電機，該電機可從頭至尾提供一個恒定的牽引力牽一架質(zhì)量為的飛機，其噴氣式發(fā)動機可以提供恒定的推力推假設(shè)飛機在航母上的阻力恒為飛機重力的倍。已知飛機可看做質(zhì)量恒定的質(zhì)點，離艦起飛速度，航空母艦處于靜止?fàn)顟B(tài)，取求：飛機在后一階段的加速度大??；飛機在電磁彈射區(qū)末的速度大?。浑姶艔椛淦鞯臓恳康拇笮??！敬鸢浮拷猓毫詈笠浑A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，由運動學(xué)公式得TOC\o"1-5"\h\z代入數(shù)據(jù)解得—由運動學(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：飛機在后一階段的加速度大小;飛機在電磁彈射區(qū)末的速度大小.:電磁彈射器的牽引力的大小?！窘馕觥匡w機在后一階段，在發(fā)動機的推力F推和阻力的作用下勻加速運動，根據(jù)牛頓第二定律求解加速度大??；飛機在后一階段，由速度位移公式求解；由運動學(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動過程和受力情況，利用牛頓第二定律或運動學(xué)的計算公式求解加速度，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)和運動學(xué)的橋梁。22.“打水漂”是男女老少都適合體驗的水上項目，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直接沉入水中，而是在水面上擦水面滑行一小段距離后再彈起再飛，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，在水面上滑行時受到的水平阻力為假設(shè)每次小石片接觸水面相同的時間后跳起，小石片在水面上滑動后在豎直方向上跳起時的速度與此時沿水面滑動的速度之比為常數(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。不計空氣阻力。求：小石片第一次接觸水面時的速度；小石片從開始到沉入水底的整個過程中，水對小石片做的功；小石片從拋出到沉入水底的總時間。答案】解：小石塊先做平拋運動，豎直方向有：解得：則由得解得：小石片沉入水底時的速度從拋出到沉入水底過程，根據(jù)動能定理有解得：。小石片在水面上滑行時，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，首項根據(jù)等差數(shù)列求和公式可得，消失在空中的飛行時間：第n次彈起后在空中飛行的時間為：在水面上滑行的時間為在水中下沉的時間一故總時間。答：小石片第一次接觸水面時的速度為；小石片從開始到沉入水底的整個過程中，水對小石片做的功為；小石片從拋出到沉入水底的總時間為?！窘馕觥啃∈瘔K做平拋運動，根據(jù)平拋運動規(guī)律可確定小石片第一次接觸水面時的速度；根據(jù)豎直方向上的運動規(guī)律可確定小石片的速度，再由動能定理可求得做功多少；小石片在水面上滑行時，由牛頓第二定律可確定加速度，從而確定每次滑行時速度的變化，從而確定出滑行次數(shù)，根據(jù)數(shù)學(xué)規(guī)律確定滑行的時間，再根據(jù)運動學(xué)規(guī)律確定水中下落時間，從而確定總時間。本題綜合考查了動能定理、平拋運動、牛頓第二定律等內(nèi)容，難點在于第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磁場，磁感應(yīng)強度大小為導(dǎo)軌上ac段和bd段單位長度的電阻為，導(dǎo)軌其余部分電阻不計，且一質(zhì)量為m,電阻不計的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。金屬棒受到一個水平拉力作用，從磁場的左邊界由靜止開始作勻加速直線運動，加速度大小為a。棒運動到cd處撤去外力，棒在運動到磁場右邊界ef處恰好靜止。求：金屬棒在區(qū)域abdc內(nèi)切割磁感線時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨位移相對b點的表達(dá)式；試求撤去外力后在區(qū)域cdfe內(nèi)切割磁感線時棒的速度v隨位移相對d點的變化規(guī)律以及df的長度應(yīng)滿足什么條件。金屬棒在整個運動過程中電阻R的最大電流值和最小值。a陽CeiXX■XX3；b洶■X；XXLfivxdxxr■PDI【答案】解：金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢金屬棒由靜止開始作勻加速直線運動，則有聯(lián)立得—當(dāng)位移為時，有回路總電阻總根據(jù)動量定理得通過金屬棒的電荷量又有?總總可得當(dāng)時，解得在df段：速度減小，感應(yīng)電動勢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，感應(yīng)電流也為零，即電流最小值為零；或當(dāng)時電流最小值為零；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，當(dāng)導(dǎo)體棒加速運動到cd處時，答：金屬棒在區(qū)域abdc內(nèi)切割磁感線時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨位移相對b點的表達(dá)式為；試求撤去外力后在區(qū)域cdfe內(nèi)切割磁感線時棒的速度v隨位移相對d點的變化規(guī)律是的長度應(yīng)滿足的條件是。金屬棒在整個運動過程中電阻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)電動勢隨時間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)電動勢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，感應(yīng)電流也為零，即電流最小值為零；或當(dāng)時電流最小值為零。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)合運動學(xué)公式解決問題。24.如圖所示，空間存在兩對平行板，平行板間存在垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場，板間距，MN、PQ為磁場的邊界，MN、PQ之間存在水平向右的勻強電場，為該區(qū)域的對稱軸，MN與PQ之間的距離。兩個質(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線進(jìn)入電場，而后以—大小的速度進(jìn)入磁場，粒子重力不計。若兩個粒子都從O點沿直線入射，試判斷兩粒子的軌跡是否關(guān)于直線對稱？若粒子從O點沿直線入射，粒子由沿直線入射未畫出，且已知兩粒子在磁場中運動的周期為匸，試判斷兩粒子是否會打到板上，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各自所用的時間。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)出磁場一次后，從MP或NQ之間離開電場，求磁感應(yīng)強度B的取值范圍?！敬鸢浮拷猓赫?fù)粒子進(jìn)入電場時初速度大小相等、方向相反。所受的電場力大小相等、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)于直線對稱。TOC\o"1-5"\h\z粒子在電場中做類平拋運動，平行于電場方向有：二,垂直于電場方向有：粒子在磁場中運動周期—，則軌跡半徑一正粒子：——，則不會打到板上。運動時間-——負(fù)粒子：，不會打到板上，運動時間-——正粒子：恰到Q點臨界，半徑應(yīng)小于此臨界值，對應(yīng)的磁感應(yīng)強度設(shè)為。可得弦長為—軌跡半徑一由—，得—將代入得此時已小于第問中的r,故此時的磁感應(yīng)強度比大。負(fù)粒子：恰到M點臨界，半徑應(yīng)小于此臨界值，對應(yīng)的磁感應(yīng)強度設(shè)為?？傻孟议L為一TOC\o"1-5"\h\z軌跡半徑一此時，對應(yīng)的。綜合分析得：磁感應(yīng)強度只要大于，正粒子既不會再次進(jìn)入磁場也不會打到板上，負(fù)粒子也不會打到板上，即。答：兩粒子的軌跡關(guān)于直線對稱。正粒子不會打到板上。運動時間為—負(fù)粒子不會打到板上，運動時間為磁感應(yīng)強度B的取值范圍是【解析】兩個粒子射入電場后都類平拋運動，根據(jù)初速度、受力情況分析軌跡是否對稱。兩個粒子先做類平拋運動，后在磁場中做勻速圓周運動。先根據(jù)類平拋運動的規(guī)