1、2017 年重庆高考物理基础提升训练（五）1 宇航员在某一星球上以速度 v0 竖直向上抛出一个小球，经过时间 t，小球又落回原抛出点。然后他用一根长为 L 的细线把一个质量为 m 的小球悬挂在 O 点，使小球处于静止状态，如图所示。现在最低点给小球一个水平向右的冲量 I，使小球能在竖直平面内运动，若小球在运动的过程始终对细绳有力的作用，则冲量 I 应满足什么条件 32如图所示的电路中，两平行金属板 A、B 水平放置，两板间的距离 d=40cm。电源电动势 E=24V，内电阻 r=1，电阻 R=15。闭合开关 S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B 板小孔以初速度 0=4m/s 竖直向上射入板间
2、。若小球带电量为 q=110-2C，质量为m=210-2kg，不考虑空气阻力。那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达 A 板？此时，电源的输出功率是多大？（取g=10m/s2）33如图所示，光滑的水平面上有二块相同的长木板 A 和 B，长为 =0.5m，在 B 的右端有一个l可以看作质点的小铁块 C，三者的质量都为 m，C 与 A、B 间的动摩擦因数都为 。现在A 以速度 0=6m/s 向右运动并与 B 相碰，撞击时间极短，碰后 A、B 粘在一起运动，而 C可以在 A、B 上滑动，问：（1 ）如果 =0.5，则 C 会不会掉下地面 （2 ）要使 C 最后停在长木板 A 上，则动摩
3、擦因数 必须满足什么条件 （g=10m/s 2）34如图所示，质量 M=3.5 kg 的小车静止于光滑水平面上靠近桌子处，其上表面与水平桌面相平，小车长 L=1.2 m，其左端放有一质量为 m2=0.5 kg 的滑块 Q。水平放置的轻弹簧左端固定，质量为m1=1 kg 的小物块 P 置于桌面上的 A 点并与弹簧的右端接触。此时弹簧处于原长，现用水平向左的推力将 P 缓慢推至 B 点 (弹簧仍在弹性限度内)时，推力做的功为 WF，撤去推力后，P 沿桌面滑动到达 C 点时的速度为 2 m/s，并与小车上的 Q 相碰，最后 Q 停在小车的右端，P 停在距小车左端 S=0.5 m 处。已知 AB 间距
4、 L1=5 cm，A 点离桌子边沿 C 点距离 L2=90 cm，P 与桌面间动摩擦因数 1=0.4，P、Q 与小车表面间动摩擦因数 2=0.1。(g =10 m/s。)求：(1)推力做的功 WF (2)P 与 Q 碰撞后瞬间 Q 的速度大小和小车最后速度 v 35 如图所示，半径 R=0.8m 的光滑 1/4 圆弧轨道固定在光滑水平上，轨道上方的 A 点有一个可视为质点的质量 m=1kg 的小物块。小物块由静止开始下落后打在圆弧轨道上的 B 点但未反弹，在该瞬间碰撞过程中，小物块沿半径方向的分速度即刻减 为零，而沿切线方向的分速度不变，此后小物块将沿着圆 弧轨道滑下。已知 A 点与轨道的圆心
5、 O 的连线长也为 R，且AO 连线与水平方向的夹角为 30，C 点为圆弧轨道的末端，紧靠 C 点有一质量 M=3kg 的长木板，木板的上表面与圆弧轨道末端的切线相平，小物 块与木板间的动摩擦因数 ，g 取 10m/s2。求：3.0（1）小物块刚到达 B 点时的速度 ；B（2）小物块沿圆弧轨道到达 C 点时对轨道压力 FC 的大小；（3）木板长度 L 至少为多大时小物块才不会滑出长木板？36 磁悬浮列车动力原理如下图所示，在水平地面上放有两根平行直导轨，轨间存在着等距离的正方形匀强磁场 Bl 和 B2，方向相反，B 1=B2=lT，如下图所示。导轨上放有金属框abcd，金属框电阻 R=2，导轨
6、间距 L=0.4m，当磁场 Bl、B 2 同时以 v=5m/s 的速度向右匀速运动时，求(1)如果导轨和金属框均很光滑，金属框对地是否运动?若不运动，请说明理由；如运动，原因是什么? 运动性质如何 ?(2)如果金属框运动中所受到的阻力恒为其对地速度的 K 倍， K=0.18，求金属框所能达到的最大速度 vm 是多少?(3)如果金属框要维持(2) 中最大速度运动，它每秒钟要消耗多少磁场能?37 如图左所示，边长为 l 和 L 的矩形线框 、 互相垂直，彼此绝缘，可绕中心轴abO1O2 转动，将两线框的始端并在一起接到滑环 C，末端并在一起接到滑环 D，C、D彼此绝缘.通过电刷跟 C、D 连接.线
7、框处于磁铁和圆柱形铁芯之间的磁场中，磁场边缘中心的张角为 45，如图右所示（图中的圆表示圆柱形铁芯，它使磁铁和铁芯之间的磁场沿半径方向，如图箭头所示）.不论线框转到磁场中的什么位置，磁场的方向总是沿着线框平面.磁场中长为 l 的线框边所在处的磁感应强度大小恒为 B，设线框 和a的电阻都是 r，两个线框以角速度 逆时针匀速转动，电阻 R=2r.b（1）求线框 转到图右位置时感应电动势的大小；a（2）求转动过程中电阻 R 上的电压最大值；（3）从线框 进入磁场开始时，作出 0T（T 是线框转动周期）时间内通过 R 的电流iR随时间变化的图象；（4）求外力驱动两线框转动一周所做的功。38（ 20 分
8、）如图所示，质量为 M 的长板静置在光滑的水平面上，左侧固定一劲度系数为 k 且足够长的水平轻质弹簧，右侧用一根不可伸长的细绳连接于墙上（细绳张紧） ，细绳所能承受的最大拉力为 T 让一质量为 m 、初速为 v0 的小滑块在长板上无摩擦地对准弹簧水平向左运动已知弹簧的弹性势能表达式为 EP = ,其中 为弹簧的形变量试问：21kx( l ）v 0 的大小满足什么条件时细绳会被拉断？ ( 2 ）若 v0 足够大，且 v0 已知在细绳被拉断后，长板所能获得的最大加速度多大？ ( 3 ）滑块最后离开长板时，相对地面速度恰为零的条件是什么？39 ( 16 分)如图所示，匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻
9、的，且宽度相等均为 d ，电场方向在纸平面内，而磁场方向垂直纸面向里一带正电粒子从 O 点以速度 v0 沿垂直电场方向进入电场，在电场力的作用下发生偏转，从 A 点离开电场进入磁场，离开电场时带电粒子在电场方向的位移为电场宽度的一半，当粒子从 C 点穿出磁场时速度方向与进入电场 O 点时的速度方向一致， （带电粒子重力不计）求：(l）粒子从 C 点穿出磁场时的速度 v； (2）电场强度 E 和磁感应强度 B 的比值 E / B ； (3）拉子在电、磁场中运动的总时间。40（ 19 分）如图所示，在 xoy 坐标平面的第一象限内有沿y 方向的匀强电场，在第四象限内有垂直于平面向外的匀强磁场。现有
10、一质量为 m，带电量为+q 的粒子（重力不计）以初速度v0沿x 方向从坐标为（3、）的 P 点开始运动，接着进入磁场，最后由坐标原点射出，射出时速度方向与 y 轴方间夹角为 45，求： （1）粒子从 O 点射出时的速度 v 和电场强度 E； （2）粒子从 P 点运动到 O 点过程所用的时间。参考答案1 或 。32 tLvmI0tLvI02UR=8I滑滑2P(R)3W滑出33不会为： （4=3+1 分）2 6.012)3(21)(212glmmgl （4=3+1 分）3.4)()()(20212 ll34解：(1)对 P 由 ABC 应用动能定理，得WF- 1m1g(2L1+L2)= (4 分)
11、1cv解得 WF=6J (3 分)(2)设 P、 Q 碰后速度分别为 v1、v 2，小车最后速度为 v，由动量守恒定律得m1vc=m1v1+-m2v2 (2 分)m1vc=(m1+m2+M)v (2 分)由能量守恒得 2m1gS+ 2m2gL= (3 分)21221 vmMvm解得，v 2=2m/sv2 = s/m3v=0.4m/s (3 分)当 v2= 时，v1= v2 不合题意，舍去。 (2 分)s/s/m35即 P 与 Q 碰撞后瞬间 Q 的速度大小为 v2=2m/s小车最后速度为 0.4m/s24 导与练上有35(20 分) 解：（1）由几何关系可知， AB 间的距离为 R (1 分)
12、小物块从 A 到 B 做自由落体运动，根据运动学公式有 (2 分)gvB2代入数据解得 vB=4m/s，方向竖直向下 (2 分)（2 ）设小物块沿轨道切线方向的分速度为 vBx，因 OB 连线与竖直方向的夹角为 60，故 vBx=vBsin60 (2 分)从 B 到 C，只有重力做功，根据机械能守恒定律有 (2 分)2/)60cos1(2BxCmvmgR代入数据解得 m/s (1 分)5v在 C 点，根据牛顿第二定律有 (2 分)RvgcFC/2代入数据解得 N (1 分)35c再根据牛顿第三定律可知小物块到达 C 点时对轨道的压力 FC=35N (1 分)（3 ）小物块滑到长木板上后，它们组
13、成的系统在相互作用过程中总动量守恒，减少的机械能转化为内能。当物块相对木板静止于木板最右端时，对应着物块不滑出的木板最小长度。根据动量守恒定律和能量守恒定律有mvC=(m+M)v (2 分) (2 分)2/)(2/vgL联立、式得 )(/MmgC代入数据解得 L=2.5m (2 分)36(共 20 分)(1)运动。因磁场运动时，框与磁场有相对运动，ad 、 b 边切害虫磁感线，框中产生感应电流(方向逆时针)，同时受安培力，方向水平向右，故使线框向右加速运动，且属于加速度越来越小的变加速运动。 (6 分)(2)阻力 f 与安培力 F 安衡时，框有 vmf=Kvm=F=2IBL(2 分)其中 I=
14、E/R (1 分)E=2BL(v-vm) (2 分)联立得：Kvm=22BL(v-vm)/RBLKv m=(4B2L2v-4B2L2vm)/Rv m=4B2L2v/(KR+4B2L2) (1 分)=3.2m/s (2 分)(3)框消耗的磁场能一部分转化为框中电热，一部分克服阴力做功。据能量守恒E 硫 =I2Rt+Kvmvmt (4 分)E 磁 =4B2L2(v-vm)2/R1+Kvm21= +0183.228140.=2.9J (2 分)37（20 分） （1）根据磁场分布特点，线框不论转到磁场中哪一位置，切割磁感线的速度始终与磁场方向垂直，故线框 转到图示位置时，感应电动势的大小aE=2Bl
15、v=2Bl =BlL （3 分） 。2L（2）线框转动过程中，只能有一个线框进入磁场（作电源） ，另一个线框与外接电阻 R 并联后一起作为外电路。.电源内阻为 r，外电路总电阻 R 外 = r.故 R 两端的电压32最大值：U R=IR 外（4 分）BlLEr523（3） 和 在磁场中，通过 R 的电流大小相ab等，iR= BlL .52Url51从线框 aa进入磁场开始计时，每隔 T/8（线框转动 45）电流发生一次变化，其 iR随时间 t 变化的图象如图所示。 （5 分，其中图 3 分）（4）因每个线框作为电源时产生的总电流和提供的功率分别为： I= , P=IE= .（4 分）rE32r
16、BlL5)(22两线框转动一周时间内，上线圈只有两次进入磁场，每次在磁场内的时间（即作为电源时的做功时间）为 .根据能的转化和守恒定律，外力驱动两线圈转动一周的功，完全转8T化为电源所获得的电能，所以W 外 =4P =P =P （4 分）2rLlB53238 .解； ( 1 ） m 对弹簧的弹力大于等于细绳的拉力 T 时细绳将被拉断有T=kx0 mv kx 220解式得 v0 kT(2)细绳刚断时小滑块的速度不一定为零，设为 v1，由机械能守恒有mv = mv + kx 210210v 1 = mkT20当滑块和长板的速度相同时，设为 v2，弹簧的压缩量 x 最大，此时长板的加速度 a 最大，
17、由动量守恒和机械能守恒有( 3 ）设滑块离开长板时，滑块速度为零，长板速度为 v3，由动量守恒和机械能守恒有其中 mM 39. (1）粒子在电场中 x 偏转：在垂直电场方向 v- = v0 平行电场分量 Hvd = v- t = 2H= v0 得 02v粒子在磁场中做匀速画周运动故穿出磁场速度 02v(2)在电场中运动时 v = t= mqE0vd得 E= qd20在磁场中运动如右图运动方向改变 450，运动半径 RR= = 045sin2又 qvB = RmvB= = qqd020得 0vBE( 3 ）粒子在磁场中运动时间为 t粒子在龟场中运动的时间为 tt= 0vd运动总时间 t 总 =t + t1 = + 0vd04
