上海高三一模物理压轴题教程文件.docx
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上海2017高三一模物理压轴题
2017高三一模压轴题
宝山
1.
(14分)如图所示,质量为m的跨接杆可以无摩擦地沿水平的平行导轨滑行,两轨间宽为L,导轨与电阻R连接,放在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B。
杆从x轴原点以大小为v0、水平向右的初速度滑行,直至停止,已知杆在整个运动过程中速度v和位移x的函数关系是v=v0-
x。
杆及导轨的电阻均不计。
(1)试求杆所受的安培力F随其位移x变化的函数式;
(2)证明杆在整个运动过程中动能的增量ΔEk等于安培力所做的功WF;
(3)求出杆在整个运动过程上通过电阻R的电量。
崇明
20.(14分)足够长光滑斜面BC的倾角
,小物块与水平面间的动摩擦因数为0.5,水平面与斜面之间B点有一小段弧形连接,一质量
kg的小物块静止于A点.现在AB段对小物块施加与水平方向成
的恒力F作用,如图(a)所示.小物块在AB段运动的速度-时间图像如图(b)所示,到达B点迅速撤去恒力F.
(已知
,
,
m/s2).求:
(1)小物块所受到的恒力F;
(2)小物块从B点沿斜面向上运动,到返回B点所用的时间;
(3)小物块能否回到A点?
通过计算说明答案的正确性.
奉贤
20.如图所示,足够长的光滑金属导轨EF、PQ固定在竖直面内,轨道间距L=1m,底部接入一阻值为R=0.4Ω的定值电阻,上端开口,处于垂直导轨面向外的磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场中。
一质量为m=0.5kg的金属棒ab与导轨接触良好,ab连入导轨间的电阻r=0.1Ω,电路中其余电阻不计。
现用一质量为M=2kg的物体通过一不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与ab相连。
在电键S打开的情况下,由静止释放M,当M下落高度h=1.0m时细绳突然断了,此时闭合电键S。
运动中ab始终垂直导轨,并接触良好。
不计空气阻力,取g=10m/s2。
求:
(1)当M下落高度h=1.0m时,ab速度的大小;
(2)请说明细绳突然断后ab棒的大致运动情况;
(3)当ab棒速度最大时,定值电阻R的发热功率。
虹口
17.(14分)某同学设计了电磁健身器,简化装置如图所示。
两根平行金属导轨相距l=0.50m,倾角θ=53°,导轨上端接一个R=0.05Ω的电阻。
在导轨间长d=0.56m的区域内,存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度B=2.0T。
质量m=4.0kg的金属棒CD水平置于导轨上,用绝缘绳索通过定滑轮与轻的拉杆GH相连。
CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s=0.24m。
一位健身者用F=80N的恒力沿绳拉动GH杆,CD棒由静止开始运动,上升过程中CD棒始终与导轨垂直。
当CD棒到达磁场上边界时健身者松手,触发恢复装置使CD
棒回到初始位置。
已知sin53°=0.8,cos53°=0.6,不计其它电阻、摩擦力,以及拉杆和绳索的质量。
求:
(1)CD棒进入磁场时速度v的大小;
(2)通过数据计算,说明CD棒进入磁场后的运动情况。
(3)若某位健身者的力气比较大,使用这套健身器材为了能达到较好的锻炼效果,是否一定要对装置做出改进或调节?
给出理由。
(4)某健身者锻炼过程中,没有保持80N的恒定拉力。
若测出CD棒到达磁场上边缘时的速度为2m/s,CD棒每次上升过程中,电阻产生的焦耳热Q=22.4J。
这位健身者为了消耗8000J的热量,约需完成以上动作多少次?
黄浦
20.如图所示,足够长、固定的直角金属轨道左侧倾角θ1=20°,右侧倾角θ2=70°,轨道宽均为L=0.6m。
整个装置位于B=1T匀强磁场中,磁场方向垂直于右侧轨道平面向上。
金属棒ab、cd分别垂直于轨道放在左、右两侧轨道上。
t=0时刻由静止释放两棒,同时在cd棒上施加一平行于右侧轨道的外力F,使cd开始沿右侧轨道向下做加速度a=0.5m/s2的匀加速运动。
已知ab、cd棒的质量m1=0.25kg、m2=0.1kg,电阻R1=1.5Ω、R2=0.5Ω,其余电阻不计,两棒与轨道间的动摩擦因数均为μ=0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力的大小。
(重力加速度g取10m/s2,sin70°=0.94,cos70°=0.34)
(1)请通过分析、计算、推理,说明ab棒会始终静止在左侧轨道上的理由。
(2)请通过分析、计算、推理,描述施加在cd棒上的外力F随时间t的变化情况。
嘉定、长宁
17.如图所示,一对足够长平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距为L,左侧接两个阻值为R、额定功率为P的相同灯泡甲和乙,其中乙灯泡处于断开状态。
有一质量为m、电阻为r的金属棒静止且与两轨道垂直地放在轨道上,轨道的电阻忽略不计。
整个装置处于垂直轨道平面竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场中。
现用一恒定的外力沿轨道方向拉金属棒,最终甲灯泡刚好正常发光,请回答如下问题:
(1)简述金属棒做什么运动?
(2)最终金属棒运动的速度是多少?
(3)在甲灯泡正常发光后,闭合开关K,则在闭合K的瞬间金属棒的加速度是多少?
(4)在甲灯泡正常发光后,闭合开关K,再经过足够长的时间,灯泡甲的电功率为多大?
金山20.(14分)如图,光滑水平面AB和粗糙斜面BC平滑连接,斜面倾角为53°,AB=BC=3.75m。
质量为m=2kg的小物块在与水平面成53°角的恒力F=20N作用下,从A点由静止开始沿ABC运动到C点。
(取sin53°=0.8,cos53°=0.6,g=10m/s2)求:
(1)物块从A点运动到B点所用的时间t1;
(2)若物块在AB和BC上运动的时间之比为2∶1,求物块与斜面间的动摩擦因数;
(3)若斜面光滑,改变恒力的大小(方向不变),仍能使物体沿ABC运动到C,求力F的取值范围。
静安
20.(14分)如图所示,在竖直平面内有一质量为M的Π形线框abcd,水平边bc长为L,电阻为r,竖直边ab与cd的电阻不计;线框的上部处于与线框平面垂直的匀强磁场Ⅰ区域中,磁感应强度为B1,磁场Ⅰ区域的水平下边界(图中虚线)与bc边的距离为H。
质量为m、电阻为3r的金属棒PQ用可承受最大拉力为3mg的细线悬挂着,静止于水平位置,其两端与线框的两条竖直边接触良好,并可沿着竖直边无摩擦滑动。
金属棒PQ处在磁感应强度为B2的匀强磁场Ⅱ区域中,B2的方向与B1相同。
现将Π形线框由静止释放,当bc边到达磁场Ⅰ区域的下边界时,细线刚好断裂,重力加速度为g。
则从释放Π形线框至细线断裂前的整个过程中:
(1)感应电流的最大值是多少?
(2)Π形线框下落的最大速度是多少?
(3)金属棒PQ产生的热量是多少?
(4)请分析说明:
Π形线框速度和加速度的变化情况,求出加速度的最大值和最小值。
闵行
20.(15分)如图所示,两个带正电的小球A、B套在一个倾斜的光滑直杆上,两球均可视为点电荷,其中A球固定,带电量QA=2⨯10-4C,B球的质量为m=0.1kg。
以A为坐标原点,沿杆向上建立直线坐标系,B球的总势能随坐标x的变化规律如图中曲线I所示,B球的重力势能随坐标x的变化规律如图中直线
所示。
图中M点离A点距离为6米。
(g取10m/s2,静电力恒量k=9.0⨯109N•m2/C2。
)求
(1)杆与水平面的夹角θ;
(2)B球的带电量QB;
(3)M点电势φM;
(4)若B球以EK0=4J的初动能从M点开始沿杆向上滑动,求B球运动过程中离A球的最近距离及此时B球的加速度。
甲乙
x
B
O
A
M
θ
浦东
19.(12分)如图(a)所示,宽度为L的足够长光滑金属导轨水平固定在磁感应强度为B、范围足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上。
现有一根质量为m、电阻为R的金属棒MN放置在金属导轨上,金属棒MN始终与导轨接触良好且垂直,不计导轨电阻。
(1)若金属棒MN在水平向右的力F的作用下以速度v向右匀速运动,请判断通过MN棒的电流方向,并利用能的转化和能量守恒定律,通过推导证明棒MN产生的感应电动势E=BLv;
(2)若金属棒MN在水平恒力F的作用下由静止开始运动,试从速度、加速度两个角度通过分析、推理、计算来描述金属棒MN的运动状态;
(3)若给金属棒MN向右的初速度同时施加一水平外力,使金属棒MN向右做匀减速直线运动,此过程中,外力随时间的变化关系图线如图(b)所示(以初速度方向为正方向),图线与横、纵坐标交点分别为t0、F0。
求金属棒MN的加速度大小a和初速度v0。
普陀
25.如图(a)所示,倾角θ=30︒的光滑固定斜杆底端固定一电量为Q=2×10-4C的正点电荷,将一带正电小球(可视为点电荷)从斜杆的底端(但与Q未接触)静止释放,小球沿斜杆向上滑动过程中能量随位移的变化图像如图(b)所示,其中线1为重力势能随位移变化图像,线2为动能随位移变化图像。
(g=10m/s2,静电力恒量K=9×109N·m2/C2)则
(1)描述小球向上运动过程中的速度与加速度的变化情况;
(2)求小球的质量m和电量q;
(3)斜杆底端至小球速度最大处由底端正点电荷形成的电场的电势差U;
(4)在图(b)中画出小球的电势能ε随位移s变化的图线。
(取杆上离底端3m处为电势零点)
青浦20.(16分)风洞实验室中可以产生水平向右的、大小可调节的风力,现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室,小球孔径略大于细杆直径,杆足够长,如图所示,小球的质量为1Kg,球与杆间的滑动摩擦因数为0.5。
(取g=10m/s2)
(1)当杆在水平方向上固定时(如图虚线所示),调节风力的大小,使风对小球的力大小恒为4N,求此时小球受到的摩擦力f1的大小。
(2)若调节细杆使杆与水平方向间夹角θ为37°并固定(如图实线所示),调节风力的大小,使风对小球的力大小恒为40N,求小球从静止出发在细杆上2秒内通过位移的大小。
(3)上题中,求小球在细杆上运动2秒的过程中,风力对小球做的功和2秒末风力的功率。
(4)当风力为零时,调节细杆与水平方向之间的夹角θ(0<θ<90°),然后固定,使小球从杆的底端以速率v0沿杆上滑。
试通过计算、分析,说明在不同的夹角θ情况下,小球在杆上可能的运动情况。
松江20.(12分)如图所示,AB(光滑)与CD(粗糙)为两个对称斜面,斜面的倾角均为θ,其上部都足够长,下部分别与一个光滑的圆弧面BEC的两端相切,一个物体在离切点B的高度为H处,以初速度v0沿斜面向下运动,物体与CD斜面的动摩擦因数为μ。
(1)物体首次到达C点的速度大小;
(2)物体沿斜面CD上升的最大高度h和时间t;
(3)请描述物体从静止开始下滑的整个运动情况,并简要说明理由。
杨浦21.如图甲所示,用大型货车运输规格相同的圆柱形水泥管道,货车可以装载两层管道,底层管道固定在车厢里,上层管道堆放在底层管道上,如图乙所示。
已知水泥管道间的动摩擦因数
,货车紧急刹车时的加速度大小为8m/s
。
每根钢管道的质量
=1500kg,重力加速度取
10m/s
,求:
(1)货车沿平直路面匀速行驶时,乙图中管A、B之间的弹力大小;
(2)货车在刹车时加速度大小达到多少时堆放在上层的管道将发生相对移动;
(3)如果货车在水平路面上匀速行驶的速度为43.2km/h,要使货车在紧急刹车时上管道不撞上驾驶室,最初堆放时上层管道最前端应该离驾驶室的最小距离。
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