高考物理压轴题猜测.doc

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1、Ob球a球yx2010全国高考理科综合物理计算题压轴题猜题卷1 在光滑绝缘的水平面上建有如图所示的平面直角坐标系，在此水平面上可视为质点的不带电小球a静止于坐标系的原点，可视为质点的带正电小球静止在坐标为（0，h）的位置上现加一方向沿轴正方向、电场强度大小为、范围足够大的匀强电场，同时给a球以某一速度使其沿轴正方向运动当球到达坐标系原点时速度为v0，此时立即撤去电场而改加一方向垂直于绝缘水平面向上、磁感应强度大小为、范围足够大的匀强磁场，最终球能与a球相遇求： （1）b球的比荷； （2）从球到达原点开始至球与a球相遇所需的时间； （3）球从开始位置运动到原点时，a球的位置解：（1） 球受电场力

2、作用做匀加速运动,由动能定理得: （2分）RSOxy则球的比荷为 （2）球运动到原点后将在水平面上做匀速圆周运动所以有： 周期 联立得： b球只能与a球相遇在图中的S处，相遇所需时间为 （3） a球开始运动到与b球相遇所用时间为： 其中 a球通过的路程为OS=2R 所以可得a球的速度：v= 故v= 则a球在x轴上的坐标为 a球的位置为（， 0） 2(20分)如图，两根足够长的光滑固定平行金属导轨与水平面成角，导轨间距为d，两导体棒a和b与导轨垂直放置，两根导体棒的质量都为m、电阻都为R，回路中其余电阻不计。整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B。在t=0时刻使a沿导轨

3、向上作速度为v的匀速运动，同时将b由静止释放，b经过一段时间后也作匀速运动。已知d=1m，m=0.5kg，R=0.5，B=0.5T，=300，g取10ms2，不计两导棒间的相互作用力。 (1)为使导体棒b能沿导轨向下运动，a的速度v不能超过多大?(2)若a在平行于导轨向上的力F作用下，以v1=2m/s的速度沿导轨向上运动，试导出F与b的速率v2的函数关系式并求出v2的最大值；(3)在(2)中，当t=2s时，b的速度达到5.06m/s，2s内回路中产生的焦耳热为13.2J，求该2s内力F做的功(结果保留三位有效数字)。解：设a的速度为v1，由于b初态速度为零，则 （2分） 对b： （2分） FA

4、mgsin （1分） 将式代入式得：v110m/s （2分）设a的速度为v1，b的速度为v2，回路电流为I，则： （1分）对a：mgsin + FA = F （2分代入数据得: （1分）设b的最大速度为vm，则有：（2分） 代入数据得: vm= 8m/s 对b：mgsinFA= ma （1分） 取任意无限小t时间： （2分）代入数据并求和得： 8tx2 = 2v2 （1分）将t=2s，v2=5.06m/s代入上式得：x2=5.88m （1分）a的位移：x1=v1t = 22 = 4m由功能关系知： （2分） 代入数据得：WF=14.9J ABCF3（18分）如图所示，可视为质点的三物块A、B、

5、C放在倾角为30、长为L2m的固定斜面上，三物块与斜面间的动摩擦因数均为，A与B紧靠在一起，C紧靠在固定挡板上，其中A为不带电的绝缘体，B、C所带电荷量分别为qB4.010-5C、qC2.010-5C且保持不变，A、B的质量分别为mA0.80kg、mB0.64kg。开始时三个物块均能保持静止状态，且此时A、B两物体与斜面间恰无摩擦力作用。如果选定两点电荷在相距无穷远处的电势能为零，则相距为r时，两点电荷具有的电势能可表示为。为使A在斜面上始终做加速度为a1.5m/s2的匀加速直线运动，现给A施加一平行于斜面向上的力F，已知经过时间t0后，力F的大小不再发生变化。当A运动到斜面顶端时，撤去外力F

6、。（静电力常量k9.0109Nm2/C2，g10m/s2）求： （1）未施加力F时物块B、C间的距离；（2）t0时间内A上滑的距离； （3）t0时间内库仑力做的功；（4）在A由静止开始到运动至斜面顶端的过程中，力F对A做的总功解（18分）（1）A、B、C处于静止状态时，设B、C间距离为L1，则C对B的库仑斥力（1分）以A、B为研究对象，根据力的平衡 （2分）联立解得 L11.0m （1分）（2）给A施加力F后，A、B沿斜面向上做匀加速直线运动，C对B的库仑斥力逐渐减小，A、B之间的弹力也逐渐减小。经过时间t0，B、C间距离设为L2，A、B两者间弹力减小到零，此后两者分离，力F变为恒力。则t0时

7、刻C对B的库仑斥力为 （1分）以B为研究对象，由牛顿第二定律有 （1分）联立解得 L2=1.2m则t0时间内A上滑的距离 （1分）（3）设t0时间内库仑力做的功为W0，由功能关系有 （2分）代入数据解得 （1分）（4）设在t0时间内，末速度为v1，力F对A物块做的功为W1，由动能定理有 而 （代入式共2分） 由式解得 J （2分）经过时间t0后，A、B分离，力F变为恒力，对A由牛顿第二定律有 （2分）力F对A物块做的功 由式代入数据得 （2分）则力F对A物块做的功 4如图所示，两根平行金属导轨MN、PQ相距为d=1.0m，导轨平面与水平面夹角为30，导轨上端跨接一定值电阻R=1.6，导轨电阻不

8、计，整个装置处于与导轨平面垂直且向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=1.0T。一根与导轨等宽的金属棒ef垂直于MN、PQ静止放置，且与导轨保持良好接触。金属棒质量m=0.1kg、电阻r=0.4，距导轨底端S1=3.75m。另一根与金属棒ef平行放置的绝缘棒gh长度也为d，质量为，从导轨最低点以速度v0=10m/s沿轨道上滑并与金属棒发生正碰（碰撞时间极短），碰后金属棒沿导轨上滑S2=0.2m后再次静止，此过程中电阻R上产生的电热为Q=0.2J。已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为=，g取10m/s2，求：（1）绝缘棒gh与金属棒ef碰前瞬间绝缘棒的速率；（2）两棒碰后，安培力对金属棒做的功以及碰

9、后瞬间金属棒的加速度；（3）金属棒在导轨上运动的时间解：(1) (5分) 设绝缘棒与金属棒碰前的速率为v1，绝缘棒在导轨由最低点向上滑动的过程中,由动能定理 v1=5m/s （2）(10分）设碰后安培力对金属棒做功为W安，由功能关系，安培力做的功等于回路中产生的总电热 W安= 0.25J 设碰后金属棒速率为v、切割磁感线产生的感应电动势为E，回路中感应电流为I，安培力为F安E=Bdv F安=BId 由动能定理 W安mgS2sinmgS2cos=0mv22 v=3m/s设两棒碰后瞬时金属棒的加速度为a，由牛顿第二定律 mgcosmgsinF安= ma a = 25m/s2（3）（5分）设金属棒在

10、导轨上运动时间为t，在此运动过程中，安培力的冲量为I安，沿导轨方向，由动能定理 I安mgtcosmgtsin=0mv (1分) I安=Bdt (1分)由闭合电路欧姆定律 (1分)由法拉第电磁感应定律 (1分) 得 t = 0.2s (1分) 5金属条制成边长为L的闭合正方形框abb，a，,质量为m，电阻为R0，金属方框水平放在“E”型磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行如图所示。设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，磁感应强度大小为B，且磁场区域在竖直方向足够长，其他地方的磁场忽略不计可认为方框的aa/边和bb/边都处在磁极间，同时切割磁场，产生串联的两个感应电动势方框从静止开始释放，其平面在下落过

11、程中保持水平(不计空气阻力) (1)求方框下落的最大速度vm; (2)当方框下落的加速度为g/2时，求方框的发热功率P， (3)巳知方框下落的时间为t时，下落的高度为h，其速度为vt(vtvm)若在同一时间t内，方框内产生的热量与一恒定电流I0在该框内产生的热量相同，求恒定电流I0的表达式6如图所示，传送带以v为l0ms速度向左匀速运行，BC段长L为2m，半径R为18m的光滑圆弧槽在B点与水平传送带相切质量m为02kg的小滑块与传送带间的动摩擦因数为05，g取l0ms2，不计小滑块通过连接处的能量损失求： (1)小攒块从M处无初速度滑下，到达底端B时的速度， (2)小滑块从M处无初速度滑下后，

12、在传送带上向右运动的最大距离以及此过程产生的热量 (3)将小滑块无初速度放在传送带C端，要使小滑块能通过N点，传送带BC段至少为多长?15(17分)在如图(a)所示的正方形平面oabc内存在着垂直于该平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，已知正方形边长为L。个质量为m、带电量为+q的粒子(不计重力)在t=0时刻平行于oc边从o点射入磁场中 (1)若带电粒子从a点射出磁场，求带电粒子在磁场中运动的时间及初速度大小， (2)若磁场的磁感应强度按如图(b)所示的规律变化，规定磁场向外的方向为正方向，磁感应强度的大小为Bo，假使带电粒子能从oa边界射出磁场，磁感应强度B变化周期T的最小值 (3)若所

13、加磁场与第(2)问中的相同，要使带电粒子从b点沿着ab方向射出磁场，满足这一条件的磁感应强度变化的周期T及粒子射入磁场时的速度v0.7（18分）为了研究过山车的原理，物理小组提出了下列的设想：取一个与水平方向夹角为37长为L=2.0m的粗糙的倾斜轨道AB，通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连，出口为水平轨道DE，整个轨道除AB段以外都是光滑的。其中AB与BC轨道以微小圆弧相接，如图所示。一个小物块以初速度，从某一高处水平抛出，到A点时速度方向恰沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下。已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数（g取10m/s2，）求： （1）小物块的抛出点和A点的高度差； （2）要使小物块不离开轨道，并

14、从水平轨道DE滑出，求竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件； （3）为了让小物块不离开轨道，并且能够滑回倾斜轨道AB，则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件。 解：（1）小物块做平抛运动，经时间t到达A处时，令下落的高度为h，水平分速度为vx，竖直分速度为vy，由以上两式得h=0.45m （5分） （2）物体落在斜面上后，受到斜面的摩擦力。设物块进入圆轨道最高点时有最小速度v1，此时物块受到的重力恰好提供向心力，令此时半径为R0物块从抛出到圆轨道最高点的过程中联立上式，解得：R0=0.66m。所以要使物块从水平轨道DE滑出，圆弧轨道的半径R0.66m。（6分） （3）为了让小物块不离开轨道，并且能够

15、滑回倾斜轨道AB，则物块上升的高度应该小于或等于轨道半径。所以要使物块能够滑回倾斜轨道AB，则R1.65m。（7分）8（20分）CDE是固定在绝缘水平面上的光滑金属导轨，CD = DE = L，CDE=60，如图甲所示，CD和DE单位长度的电阻均为r0，导轨处于磁感应强度为B竖直向下的匀强磁场中。一根金属杆MN，长度大于L，电阻可忽略不计。现MN在向右的水平拉力作用下以速度v0，在CDE上匀速滑行。MN在滑行的过程中始终与CDE接触良好，并且与CE所确定的直线平行。 （1）求MN滑行到CE两点时，CD两点电势差的大小； （2）推导MN在CDE上滑动过程中，回路中的感应电动势E与时间t的关系表达

16、式； （3）在运动学中我们学过：通过物体运动速度和时间的关系图线（v t 图）可以求出物体运动的位移x，如图乙中物体在0 t0时间内的位移在数值上等于梯形Ov0P t0的面积。通过类比我们可以知道：如果画出力与位移的关系图线（Fx图）也可以通过图线求出力对物体所做的功。请你推导MN在CDE上滑动过程中，MN所受安培力F安与MN的位移x的关系表达式，并用F安与x的关系图线求出MN在CDE上整个滑行的过程中，MN和CDE构成的回路所产生的焦耳热。解：（1）MN滑行到CE两点时，在回路中的长度等于L，此时回路中的感应电动势由于MN的电阻忽略不计，CD和DE的电阻相等，所以CD两点电势差的大小 （2）

17、设经过时间t运动到如图所示位置，此时杆在回路中的长度 电动势 （6分） （3）在第（2）题图示位置时，回路中的电阻，回路中的电流 即回路中的电流为一常量。此时安培力的大小由于MN在CDE上滑动时的位移 所以 （5分）所以安培力的大小随位移变化的图线（F安x）如图所示所以在MN在CDE上的整个滑行过程中，安培力所做的功 来源:Zxxk.Com根据能量的转化和守恒定律回路中产生的焦耳热Q等于安培力所做的功，即来源K （5分）9（20分）磁悬浮铁路系统是一种新型的交通运输系统，它是利用电磁系统产生的吸引力或排斥力将车辆托起，使整个列车悬浮在导轨上。同时利用电磁力进行驱动。采用直线电机模式获得驱动力的

18、列车可简化为如下情景：固定在列车下端的矩形金属框随车平移；轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场，磁感应强度沿Ox方向按正弦规律分布，最大值为B0，其空间变化周期为2d，整个磁场以速度v1沿Ox方向向前高速平移，由于列车沿Ox方向匀速行驶速度v2与磁场平移速度不同，而且v1v2，列车相对磁场以v1-v2的速度向后移动切割磁感线，金属框中会产生感应电流，该电流受到的向前安培力即为向前行驶的驱动力。设金属框电阻为R，长PQ=L，宽NP=d，求：（1）如图为列车匀速行驶时的某一时刻，MN、PQ均处于磁感应强度最大值处，此时金属框内感应电流的大小和方向。（2）列车匀速行驶S距离的过程中，矩形金属线框产生

19、的焦耳热。（3）列车匀速行驶时所获得的最大驱动力的大小，并定性画出驱动力功率随时间变化在时间内的关系图线。（l）磁场沿O x方向运动，v1v2，等效金属框相对磁场向-方向运动。由于此时刻MN、PQ边所在处的磁感就强度大小均为B0且方向相反金属框产生的电动势 电流的方向根据右手定则可知为NMQPN （2）设经过时间t，金属框MN，PQ所在处磁场强度大小均为B， ， 又 得： 得到电流瞬时值的表达式是：。式是正弦交流电流，其交流电最大值为 其交流电有效值为 而 矩形金属线框的发热功率为 Q=I2Rt 得 （3）为使列车得最大驱动力，MN、PQ应位于磁场中磁感应强度同为最大值且反向处，这会使得金属框

20、所围面积的磁通量变化率最大，导致框中电流最强，也会使得金属框长边中电流受到的安培力最大。根据安培力公式，MN边所受的安培力FMNB0ILPQ边所受的安培力FPQB0IL根据左手定则，MN、PQ边所受的安培力同向，此时列车驱动力的大小FFFMNFPQ2 B0IL （2分）由式联立解得 （1分）驱动力瞬时值表达式是： 驱动力功率的瞬时值：所以：图（3分）10.如图的环状轨道处于竖直面内，它由半径分别为R和2R的两个半圆轨道、半径为R的两个四分之一圆轨道和两根长度分别为2R和4R的直轨道平滑连接而成以水平线MN和PQ为界，空间分为三个区域，区域和区域有磁感应强度为B的水平向里的匀强磁场，区域和有竖直

21、向上的匀强电场一质量为m、电荷量为+q的带电小环穿在轨道内，它与两根直轨道间的动摩擦因数为(01)，而轨道的圆弧形部分均光滑将小环在较长的直轨道CD下端的C点无初速释放（已知区域和的匀强电场场强大小为，重力加速度为g），求：（1）小环在第一次通过轨道最高点A时的速度vA的大小；（2）小环在第一次通过轨道最高点A时受到轨道的压力FN的大小；（3）若从C点释放小环的同时，在区域再另加一垂直于轨道平面向里的水平匀强电场，其场强大小为，则小环在两根直轨道上通过的总路程多大？MNPQCDBBE=m,+qARxKJ解：(1)从C到A，洛伦兹力不做功，小环对轨道无压力，也就不受轨道的摩擦力由动能定理，有： (3分) 可得： (1分)(2)过A点时，研究小环，由受力分析和牛顿第二定律，有： (3分) 解得 (1分)(3)由于01，小环必能通过A点，以后有三种可能：有可能第一次过了A点后，恰好停在K点，则在直轨道上通过的总路程为： 也有可能在水平线PQ上方的轨道上往复若干次后，最后一次从A点下来恰好停在K点，对整个运动过程，由动能定理，有： 得：s总=还可能最终在D或点速度为零（即在D与点之间振动），由动能定理，有： 得：s总=