福建省漳州市普通高中2022届高三物理毕业班适应性训练试题新人教版

福建省漳州市普通高中2022届高三物理毕业班适应性训练试题新人教版13．北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系统(CNSS)，建成后的北斗卫星导航系统包括5颗同步卫星和30颗一般轨道卫星。对于其中的5颗同步卫星，下列说法中正确的是（）A．一定位于空间同一轨道上                 B．它们运行的加速度一定相同C．它们一定具有相同引力势能D．它们运行的线速度一定不小于7.9km/s14．如图所示，一束含有红光和蓝光的光线，由空气射入玻璃三棱镜，折射后分成了a、b两束光，其中有一束光在AC边界发生了全反射，则下列说法中正确的是（）A．a为红光，b为蓝光，发生全反射的是aB．a为红光，b为蓝光，发生全反射的是bC．在三棱镜中a光的传播速度较小D．在相同实验条件下用a、b两种色光做双缝干涉实验，b光相邻亮条纹间距一定最大ALBS15．如图所示，电源的电动势为E，内阻不计。A、B是两个相同的小灯泡，线圈L自感系数相当大且直流电阻不计。S接通稳定时，两灯正常发光，现断开S，以下说法正确的是（）A．A灯立即熄灭B．A灯闪亮一下再熄灭C．电流自左向右通过A灯D．B灯逐渐变暗直至熄灭16．如图所示，弹簧下面挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上作振幅为A的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长，弹簧在弹性限度内，则物体在振动过程中（）A．弹簧的最大弹性势能等于2mgAB．弹簧的弹性势能和物体动能总和不变C．物体在最低点时的加速度大小应为2gD．物体在最低点时的弹力大小应为mg17．如图所示，一质点在一合外力为恒力作用下做曲线运动，从M点运动到N点时，质点的速度方向恰好改变了90°。在此过程中，下列说法正确的是（）A．合外力不做功B．加速度不断发生变化C．质点的动能不断减小D．质点的动能先减小后增大21\n18．物理关系式不仅反映了物理量之间的数值关系，也确定了单位间的关系。对于单位的分析是帮助我们检验研究结果正确性的一种方法。下面是同学们在研究平行板电容器充电后储存的能量EC与哪些量有关的过程中得出的一些结论，式中C为电容器的电容、U为电容器充电后其两极板间的电压、E为两极板间的电场强度、d为两极板间的距离、S为两极板正对面积、ε为两极板间所充介质的相对介电常数（没有单位）、k为静电力常量。请你分析下面给出的关于EC的表达式可能正确的是（）A．B．C．D．29．（1）关于物体的内能变化，以下说法正确的是。（填选项前的字母）A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体对外做功，内能一定减小C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变29．（2）为了减小“用油膜法估测分子的大小”的误差，下列方法可行的是________。（填选项前的字母）A．用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形B．把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小一些C．先在浅盘水中撒些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液滴4滴在水面上D．用注射器向量筒里滴100滴油酸酒精溶液，并读出量筒里这些溶液的体积V1，则每滴油酸酒精溶液的体积30．（1）某同学用如图所示的装置通过半径相同质量分别为m1m2的两小球A、B的碰撞来验证动量守恒定律，实验装置示意图如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接。实验时先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。再把B球静置于水平槽前端边缘处，让A球仍从C处由静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹。记录纸上的O点是重垂线所指的位置，若测得各落点痕迹到O点的距离：s1=OM，s=OP，s2=ON，则下列说法正确的是________。（填选项前的字母）A．需要验证的关系式：m1s=m1s1+m2s2B．斜槽与水平槽要求光滑且水平槽水平。C．未放B球时A球落地点是记录纸上N点D．m1与m2的大小关系不做要求，只要密度较大即可30．（2）某种颜色的单色光照射到金属表面时，有光电子逸出，如果照射光的颜色不变，而光的强度增强，那么将会出现。（填选项前的字母）A．该金属材料的逸出功增大　　B．逸出光电子的时间间隔将增加C．光电子的最大初动能增大　　D．单位时间内逸出的光电子数目增加2022漳州市高考适应性考试理综物理试题选择题（2）13．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与类文明的进步。下列表述正确的是（）A．牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了引力常量B．麦克斯韦预言了电磁波，楞次用实验证实了电磁波的存在C．变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场D．麦克耳孙-莫雷实验结果表明：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的14．一列简谐横波，某时刻的图象如图甲所示，从该时刻开始计时，质点A的振动图象如图乙所示，则（）A．波沿x轴负向传播　　　　　　　　　　　B．质点P振幅比质点Q的大C．经过Δt=0.2s，质点P通过的路程是2m　　D．质点P比质点Q先回到平衡位置21\n15．如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下匀速上升的一段时间内，力F做的功与重力做的功的代数和等于（　　）A．零B．棒的机械能增加量C．棒的重力势能增加量D．电阻R上放出的热量16．若取地球的第一宇宙速度为8km/s，某行星的密度与地球密度相近，半径是地球的倍，则此行星的第一宇宙速度约为A．2km/sB．4km/sC．16km/sD．32km/s17．如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别固定在椭圆的两个焦点M、N上，A、E两点关于M点对称。下列说法错误的是（　　）A．A点的场强小于E点的场强B．A、B两点电势、场强均相同C．带正电的试探电荷在C、D两点加速度相同D．带正电的试探电荷在O点的电势能小于在E点的电势能18．如图所示，皮带传动装置与水平面夹角为30°，两轮轴心相距L=3.8m，A、B分别是传送带与两轮的切点，轮缘与传送带之间不打滑，质量为0.1kg的小物块与传送带间的动摩擦因数为μ=。当传送带沿逆时针方向以v1=3m/s的速度匀速运动时，将小物块无初速地放入A点后从B点离开传送带。小物块相对于传送带运动时，会在传送带上留下痕迹。（g取10m/s2）），下列说法正确的是（　　）A．小物块刚放入A点时的加速度2.5m/s2）B．整个过程中传送带对小物块做功0.95JC．小物块在传送带上留下的痕迹长度0.8mD．整个过程中小物块与传送带因摩擦而产生的热量0.2J29．（1）对热力学第二定律，下列理解正确的是________。（填选项前的字母）A．自然界进行的一切宏观过程都是可逆的B．自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的C．热量不可能由低温物体传递到高温物体D．第二类永动机违背了能量守恒定律，因此不可能制成pTabcd021\n29．（2）如图所示，a、b、c、d表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ad平行于横坐标轴，ab的延长线过原点，dc平行于纵轴，以下说法正确的是________。（填选项前的字母）A．从状态a到b，气体放热B．从状态b到c，气体放热C．从状态c到d，气体放热D．从状态d到a，气体对外做功30．（1）装有炮弹的火炮总质量为m1，炮弹的质量为m2，炮弹射出炮口时对地的速率为v。，若炮管与水平地面的夹角为θ=60°，则火炮后退的速度大小为_______。（填写项前的编号）A．B．C．D．30．（2）太阳的能量来自下面的反应：四个质子（氢核）聚变成一个α粒子，同时释放出两个正电子和中微子（质量不计），即：。已知α粒子的质量为mα，质子的质量为mp，电子的质量为me，用NA表示阿伏伽德罗常数，用c表示光速。则太阳上质量为2g的氢核聚变生成α粒子所释放的能量为              (填选项前的字母)A．0.25(4mp—mα—2me)NAc2                               B．0.5(4mp—mα—2me)NAc2     C．0.5(mα+2me—4mp)NAc2  D．(4mp—mα—2me)NAc22022漳州市高考适应性考试理综物理试题实验题（1）19．（1）（6分）（i）用多用电表测量了一个10Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值大约是20Ω的电阻，请从以下选项中选出必要步骤。（填选项前的字母）A．用螺丝刀调节表盘下中间部位的调零螺丝，使表针指零B．把选择开关旋转到“×10Ω”位置C．将红表笔和黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使表针指着欧姆零点D．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接E．把表笔从测试笔插孔中拔出后，选择开关应置于“OFF”挡或交流电压最高挡F．整理好器材，把多用表放回桌上原处，实验完毕。（ii）如图所示为一正在测量中的多用电表表盘。①如果是用×10Ω挡测量电阻，则读数为________Ω。②如果是用直流10V挡测量电压，则读数为________V。21\n（i）DEF　（ii）①140　②5.219．（2）（12分）如图a所示为“研究加速度与质量关系”的实验装置。小车和车上砝码的总质量M，保持吊盘和盘中物块的总质量m不变，主要实验步骤如下：图aa．平衡摩擦力：先不放小吊盘，在长木板不带定滑轮的一端下面垫薄木块，并反复移动其位置，直到用手轻拨小车，打点计时器能打出一系列均匀的点，关闭电源。b．吊上小吊盘，放入适当的物块，将小车停在打点计时器附近，接通电源，后释放小车，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，关闭电源。c．改变小车中砝码的质量，重复步骤b。d．在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1，s2，s3，×××。求出相应的加速度a。完成下列填空：①如图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分，A、B、C、D、E是计数点，计数点间的距离如图所示，相邻计数点间时间间隔0.1s，根据图中数据可得，打下C点时小车的瞬时速度大小为_m/s，运动过程中小车的加速度大小为________m/s2（结果保留2位有效数字）。ABCDE3.624.405.205.98单位：cm②甲同学以为横坐标，a为纵坐标，在坐标纸上作出的图线的示意图如图b所示，图线上部弯曲的原因是：。MO图c乙甲丙aO图b③乙同学以M为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出关系图线的示意图可能会是图c中（选填“甲”或“乙”或“丙”）④设图c中的图线斜率为k，则吊盘和盘中物块的总质量m=。（用题中物理量的符号表示，重力加速度为g）①0.48（3分）0.79（3分）②没有满足M>>m（2分）③甲（2分）④（2分）21\n2022漳州市高考适应性考试理综物理试题实验题（2）19．（1）（6分）某同学在“利用单摆测重力加速度”实验中①为使周期测量精确，计时起点应从摆球经过开始．②某同学在计时时，错将摆球完成30次全振动记为31次，则他测出的重力加速度值比真实值(选填：“偏大”或“偏小”)．L③为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长L，并测出相应的周期T，从而得出一组对应的L与T的数据，再以L为横坐标，T2为纵坐标将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率为k，如图所示，则重力加速度g=。（用k表示）①平衡位置（2分）②偏大（2分）③4π2/k（2分）19．（2）（12分）某同学要测量电流表G1的内阻r1，可供选择的仪器如下：A．待测电流表G1（0～5mA，内阻r1约300Ω）；B．电流表G2（0～10mA，内阻r2=100Ω）；C．定值电阻R0；D．滑动变阻器R1（0～1000Ω）；E．滑动变阻器R2（0～20Ω）；F．干电池（1.5V）；G．开关S及导线若干。①由于没有电压表，需要把电流表G2改装成量程为1.5V的电压表，需联一个阻值为________Ω的定值电阻R0；实验中滑动变阻器应选用(选填“R1”或“R2”)；②请在图中以笔划线代替导线将实物图补充完整。待测电流表G1I2/mAI1/mA0③请把下列实验步骤补充完整A．按电路图连接电路，将滑动触头移至最________端（选填“左”或“右”）；B．闭合开关S，移动滑动触头至某一位置，记录G1、G2的读数I1、I2；C．多次移动滑动触头，记录相应的G1、G2读数I1、I2；D．以I1为纵坐标、I2为横坐标，作出相应图线，如图所示。④根据I2－I1图线的斜率k及定值电阻R0，写出待测电流表内阻r1=。（用题中物理量符号表示）①串（1分）50（1分）R2（1分）　②见图（4分）③左（2分）④（3分）21\n另：19．（2）（12分）在“探究恒力做功和物体动能变化之间的关系”实验中。主要实验步骤如下：a．用天平测出小车质量M=0.4kg，并记录。b．按图1安装实验器材，先不放小吊盘，调整定滑轮的高度，使细线与木板平行。图1c．平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫薄木块，并反复移动其位置，直到用手轻拨小车，打点计时器能打出一系列均匀的点，关闭电源。d．吊上小吊盘，放入适当的物块，（吊盘和物块的总重远小于小车的重），将小车停在打点计时器附近，接通电源，后释放小车，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，关闭电源。e．改变吊盘和物块的总质量,更换纸带，重复步骤d，打2～3条纸带。完成下列填空：①如图所示是某次实验中得到的一条纸带的一部分，A、B、C是前面三个相邻的计数点，D、E、F是后面三个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，计数点间的距离如图所示，则打E点时小车的速度大小vE=；（用题中的物理量符号表示）BDEFs1s2s5CAs3s4②要完成本次实验遗漏测量的物理量是：；③利用上图纸带中的物理量，最好从点到点来探究恒力做功和小车动能变化之间关系。若上述物理量间满足关系式，则表明在上述过程中，恒力做功等于物体动能变化。（重力加速度为g，用上述物理量的符号表示）④某同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为零点，顺次选取一系列点，分别测量这些点到零点之间的距离s，计算出它们与零点之间的速度平方差△v2=v2－v02，然后建立△v2～s坐标系，通过描点法得到的图象如图2所示，结合图象可求得该次实验中小车所受合外力的大小为__________N.图2①（2分）②小吊盘和物块总质量m（2分）③BE（2分）,（4分）④0.5（2分）图甲21\n19．（2）（12分）某同学想用如图甲所示的电路描绘某一热敏电阻的伏安特性曲线，实验室提供下列器材：A．电压表V1（0～5V，内阻约5kΩ）B．电压表V2（0～15V，内阻30kΩ）C．电流表A（0～25mA，内阻约0.2Ω）D．滑动变阻器R1（0～10Ω，额定电流1.5A）E．滑动变阻器R2（0～1000Ω，额定电流0.5A）F．定值电阻R0G．热敏电阻RTH．直流电源（电动势E=6.0V，内阻r=1.0Ω）I．开关一个、导线若干①为了保证实验的安全，滑动变阻器的滑片在开关闭合前应置于　。（选填“a端”、“中央”或“b端”）②该同学选择了适当的器材组成描绘伏安特性曲线的电路，得到热敏电阻电压和电流的7组数据（如表），请你在方格纸上作出热敏电阻的伏安特性曲线。③由此曲线可知，该热敏电阻的阻值随电压的增大而______（选填“增大”或“减小”）.该同学选择的电压表是_______（选填“A”或“B”），选择的滑动变阻器是________（选填“D”或“E”）ER0RT图乙r④若将该热敏电阻RT与一定值电阻R0和电源组成如图乙所示电路，现测得电路中电流为15mA，则定值电阻的阻值R0=Ω①a端（1分）②如右图所示（3分）③减小（1分）A（2分）D（2分）④172（3分）2022漳州市高考适应性考试理综物理试题计算题（1）20．（15分）完整的撑杆跳高过程可以简化成如图所示的三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。设运动员从静止开始以加速度a=1.25m/s2匀加速助跑，速度达到v=9.0m/s时撑杆起跳，到达最高点时过杆的速度不计，过杆后做自由落体运动，重心下降h2=4.05m时身体接触软垫，从接触软垫到速度减为零的时间t=0.90s。已知运动员的质量m=65kg，重力加速度g取10m/s2，不计空气的阻力。求：（1）运动员起跳前的助跑距离；21\n持杆助跑撑杆起跳上升越杆下落（第20题图）（2）假设运动员从接触软垫到速度减为零的过程中做匀减速运动，求软垫对运动员的作用力大小。20．解：（1）设助跑距离为x，由运动学公式v2=2ax-------------3分解得x==32.4m-------------3分（2）运动员过杆后做自由落体运动，设接触软垫时的速度为v'，由运动学公式有v'2=2gh2-------------2分设软垫对运动员的作用力为F，由牛顿第二定律得F-mg=ma-------------3分由运动学公式：a=-------------2分解得：F=1300N-------------2分21．（19分）如图甲所示，MN、PQ是固定于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距L=2.0m，R是连在导轨一端的电阻，质量m=1.0kg的导体棒ab垂直跨在导轨上，电压传感器与这部分装置相连。导轨所在空间有一磁感应强度B=0.50T、方向竖直向下的匀强磁场。从t=0开始对导体棒ab施加一个水平向左的拉力，使其由静止开始沿导轨向左运动，电压传感器测出R两端的电压随时间变化的图线如图乙所示，其中OA、BC段是直线，AB段是曲线。假设在1.2s以后拉力的功率P=4.5W保持不变。导轨和导体棒ab的电阻均可忽略不计，导体棒ab在运动过程中始终与导轨垂直，且接触良好。不计电压传感器对电路的影响。g取10m/s2。求：（1）导体棒ab最大速度vm的大小；（2）在1.2s~2.4s的时间内，该装置总共产生的热量Q；（3）导体棒ab与导轨间的动摩擦因数μ和电阻R的值。21\n解：（1）从乙图可知，t=2.4s时R两端的电压最大，Um=1.0V，由于导体棒内阻不计，故Um=Em=BLvm=1.0V（2分）所以vm==1.0m/s①（2分）（2）因为E=U=BLv，而B、L为常，所以，在0～1.2s内导体棒做匀加速直线运动。设导体棒在这段时间内加速度为a。设t1=1.2s时导体棒的速度为v1，由乙图可知此时电压U1=0.90V。因为E1=U1=BLv1②（1分）所以v1==0.90m/s（1分）在1.2s～2.4s时间内，根据功能原理③（2分）所以（2分）（3）导体棒做匀加速运动的加速度（1分）当t1=1.2s时，设拉力为F1，则有N（1分）同理，设t2=2.4s时拉力为F2，则有N（1分）根据牛顿第二定律有：④（2分）⑤⑥又因为21\n⑦（1分）⑧（1分）⑨由④⑤⑥⑦⑧⑨，代入数据可求得：，（2分）22．（20分）如图1所示，电子显像管由电子枪、加速电场、偏转场及荧光屏组成。M、N为加速电板，加速电压为U0，S1、S2为板上正对的小孔。金属板P和Q水平放置，两板的长度和两板间的距离均为l；距右边缘l处有一荧光屏，取屏上与S1、S2共线的O点为原点，向上为正方向建立x轴。电子枪发射质量为m，电荷量为-e的电子，初速度可以忽略，电子经加速电场后从小孔S2射入偏转场。不计电子重力和电子之间的相互作用。（1）求电子到达小孔S2时的速度大小v；（2）若板P、Q间只存在垂直于纸面向外的匀强磁场，电子刚好经过P板的右边缘后，打在荧光屏上。求磁感应强度大小B和电子打在荧光屏上的位置坐标x；（3）若板P和Q间只存在电场，板间电压u随时间t的变化关系如图2所示，单位时间内从小孔S1进入的电子个数为N。电子打在荧光屏上形成一条亮线。若在一个周期内单位长度亮线上的电子个数相同，求2t0时间内打到单位长度亮线上的电子个数n（忽略电场变化产生的磁场；可以认为每个电子在板P和Q间运动过程中，两板间的电压恒定）。QPMNOS1S2x荧光屏图1Out图23U0t02t0﹣3U0RααRlll/2Ox22．（20分）（1）根据动能定理（2分）解得：①（2分）（2）电子在磁场中做匀速圆周运动，设圆运动半径为R，在磁场中运动轨迹如图，由几何关系21\n解得：（2分）根据牛顿第二定律：（1分）解得：（1分）设圆弧所对圆心为α，满足：由此可知：电子离开磁场后做匀速运动，满足几何关系：（1分）通过上式解得坐标（1分）（3）设电子在偏转电场PQ中的运动时间为t1，PQ间的电压为u垂直电场方向：②平行电场方向：③此过程中电子的加速度大小④Ox1x2x①、②、③、④联立得：（1分）电子出偏转电场时，在x方向的速度⑤电子在偏转电场外做匀速直线运动，设经时间t2到达荧光屏。则水平方向：⑥竖直方向：⑦、⑤、⑥、⑦联立，解得：（1分）电子打在荧光屏上的位置坐标⑧（1分）在2t0时间内，打到单位长度亮线上的电子个数：21\n当电子在P、Q电场中的侧移量x1=时，由得：u=2U0（2分）当偏转电压在0~±2U0之间时，射入P、Q间的电子可打在荧光屏上。由图2可知，一个周期内电子能从P、Q电场射出的时间所以，一个周期内打在荧光屏上的电子数（2分）由⑧式，电子打在荧光屏上的最大侧移量亮线长度L=2xm=3l（2分）所以，从0~2t0时间内，单位长度亮线上的电子数（1分）（注：第三问用其他正确解法同样给分）2022漳州市高考适应性考试理综物理试题计算题（2）20.（15分）在某电视台的娱乐节目中，选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上，小明和小阳观看后对此进行了讨论。如图所示，他们将选手简化为质量m=60kg的质点，选手抓住绳子末端由静止开始摆动，此时绳与竖直方向夹角53°，绳长l=2m的悬挂点O距水面的高度为H=3.8m。不考虑空气阻力和绳的质量，浮台露出水面的高度不计。取g=10m／s2(sin53o=0.8,cos53o=0.6)。求：（1）选手摆到最低点时对绳拉力的大小F；（2）若选手摆到最低点时松手，最后选手要落到浮台的中点，则浮台的中点应该距离岸的水平距离。21\n20.解：（1）（8分）选手从最高点摆到最低点的过程中，由机械能守恒：（2分）解得：（2分）在最低点：（2分）联立上两式解得：（2分）（2）（7分）选手从最低点开始平抛运动，然后落到浮台上，由平抛运动规律有：（2分）（2分）（1分）所以，解得：（1分）（1分）21．（19分）如图甲所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1＝1m，导轨平面与水平面成θ＝30°角，上端连接阻值R＝1.5Ω的电阻；质量为m＝0.2kg、阻值r＝0.5Ω的匀质金属棒ab放在两导轨上，距离导轨最上端为L2＝4m，棒与导轨垂直并保持良好接触。整个装置处于一匀强磁场中，该匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示。（g=10m/s2）乙010.751.000.500.2523456B/TB/T甲abRL2L1θθB（1）保持ab棒静止，在0～4s内，通过金属棒ab的电流多大？方向如何？（2）为了保持ab棒静止，需要在棒的中点施加了一平行于导轨平面的外力F，求当t＝2s时，外力F的大小和方向；（3）5s后，撤去外力F，金属棒将由静止开始下滑，这时用电压传感器将R两端的电压即时采集并输入计算机，在显示器显示的电压达到某一恒定值后，记下该时刻棒的位置，测出该位置与棒初始位置相距2.4m，求金属棒此时的速度及下滑到该位置的过程中在电阻R上产生的焦耳热。21．（19分）解：（1）在0～4s内，由法拉第电磁感应定律：（2分）21\n由闭合电路欧姆定律：（1分）方向由a→b。（1分）（2）当t＝2s时，ab棒受到沿斜面向上的安培力（1分）对ab棒受力分析，由平衡条件：（2分）（1分）方向沿导轨斜面向上。（1分）（3）ab棒沿导轨下滑切割磁感线产生感应电动势，有：产生的感应电流　（1分）棒下滑至速度稳定时，棒两端电压也恒定，此时ab棒受力平衡，有：（1分）解得：（2分）由动能定理，得（3分）（1分）（2分）22．（20分）如图所示的直角坐标系中，在直线x=-2l0到y轴区域内存在着两个大小相等、方向相反的有界匀强电场，其中x轴上方的电场方向沿y轴负方向，x轴下方的电场方向沿y轴正方向。在电场左边界上A（-2l0，-l0）到C（-2l0，0）区域内的某些位置，分布着电荷量+q．质量为m的粒子。从某时刻起A点到C点间的粒子，依次以相同的速度v0沿x轴正方向射入电场。若从A点射入的粒子，恰好从y轴上的A′（0，l0）沿x轴正方向射出电场，其轨迹如图所示。不计粒子的重力及它们间的相互作用。（1）求匀强电场的电场强度E：21\n（2）若带电粒子通过电场后都能沿x轴正方向运动，请推测带电粒子在AC间的初始位置到C点的距离。（3）若以直线x=2l0上的某点为圆心的圆形区域内，分布着垂直于xOy平面向里的匀强磁场，使沿x轴正方向射出电场的粒子，经磁场偏转后，都能通过直线x=2l0与圆形磁场边界的一个交点处，而便于被收集，求磁场区域的最小半径及相应的磁感应强度B的大小。解析：（1）从A点射出的粒子，由A到A′的运动时间为T，根据运动轨迹和对称性可得：X轴方向(2分)Y轴方向(2分)得：(2分)（2）设到C点距离为处射出的粒子通过电场后也沿轴正方向，粒子第一次到达x轴用时间，水平位移为，则(2分)若满足，则从电场射出时的速度方向也将沿x轴正方向（4分）解之得：（n=1,2，3……）(2分)（3）当时，粒子射出的坐标为(1分)当时，粒子射出的坐标为(1分)当时，沿x轴正方向射出的粒子分布在到之间（如图）到之间的距离为(1分)21\n则磁场的最小半径为(1分)若使粒子经磁场偏转后汇聚于一点，粒子的运动半径与磁场圆的半径相等（如图），（轨迹圆与磁场圆相交，四边形为棱形）由(1分)得到：(1分)另：21．（19分）如图所示，在真空室中平面直角坐标系的y轴竖直向上，x轴上的P点与Q点关于坐标原点O对称，PQ间的距离d=30cm。坐标系所在空间存在一匀强电场，场强的大小E=1.0N/C。一带电油滴在xOy平面内，从P点与x轴成30°的夹角射出，该油滴将做匀速直线运动，已知油滴的速度v=2.0m/s射出，所带电荷量q=1.0×10-7C，重力加速度为g=10m/s2。（1）求油滴的质量m。（2）若在空间叠加一个垂直于xOy平面的圆形有界匀强磁场，使油滴通过Q点，且其运动轨迹关于y轴对称。已知磁场的磁感应强度大小为B=2.0T，求：a．油滴在磁场中运动的时间t；b．圆形磁场区域的最小面积S。21．解答：（1）对带电油滴进行受力分析，根据牛顿运动定律有所以kg………………………………………………………（5分）（2）带电油滴进入匀强磁场，其轨迹如图所示，设其做匀速圆周运动设圆周运动的半径为R、运动周期为T、油滴在磁场中运动的时间为t，根据牛顿第二定律所以m所以s设带电油滴从M点进入磁场，从N点射出磁场，由于油滴的运动轨迹关于y轴对称，如图所示，根据几何关系可知，所以，带电油滴在磁场中运动的时间s21\n由题意可知，油滴在P到M和N到Q的过程中做匀速直线运动，且运动时间相等。根据几何关系可知，所以油滴在P到M和N到Q过程中的运动时间s则油滴从P到Q运动的时间s………………（8分）（3）连接MN，当MN为圆形磁场的直径时，圆形磁场面积最小，如图所示。根据几何关系圆形磁场的半径m其面积为m2m2………………（6分）21．(19分)如图甲所示，发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具，它在飞起时能够持续闪烁发光。某同学对竹蜻蜓的电路作如下简化:如图乙所示，半径为L的导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴O1O2以角速度ω匀速转动，圆环上接有电阻均为r的三根金属辐条OP、OQ、OR，辐条互成120°角。在圆环左半部分分布着垂直圆环平面向下磁感应强度为B的匀强磁场，在转轴O1O2与圆环的边缘之间通过电刷MN与一个LED灯相连（假设LED灯电阻为r）。其它电阻不计，从辐条OP进入磁场开始计时。(1)在辐条OP转过60°的过程中，求通过LED灯的电流；(2)求圆环每旋转一周，LED灯消耗的电能；(3)为使LED灯闪烁发光时更亮，可采取哪些改进措施？(请写出三条措施）提示：由n个电动势和内电阻都相同的电池连成的并联电池组，它的电动势等于一个电池的电动势，它的内电阻等于一个电池的内电阻的n分之一。解：（1）辐条转过的过程中，、均处在磁场中，电路的电动势为21\n（2分）电路的总电阻为（1分）由闭合电路欧姆定律，电路的总电流为（2分）通过LED灯的电流（1分）设圆环转动的周期为，辐条转过的过程中，LED灯消耗的电能（2分）辐条转过～的过程中，仅处在磁场中，电路的电动势为（2分）电路的总电阻为（1分）由闭合电路欧姆定律，电路的总电流为（2分）通过LED灯的电流（1分）LED灯消耗的电能（1分）圆环每旋转一周，LED灯消耗的电能发生三次周期性变化，所以（1分）（3）例如：增大角速度，增强磁场，增加辐条的长度，减小辐条的电阻等。（3分）（每写对一条给1分，其他措施合理同样给分）22．（20分）如图甲所示，表面绝缘、倾角q=30°的斜面固定在水平地面上，斜面的顶端固定有弹性挡板，挡板垂直于斜面，并与斜面底边平行。斜面所在空间有一宽度D=0.40m21\n的匀强磁场区域，其边界与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上，磁场上边界到挡板的距离s=0.55m。一个质量m=0.10kg、总电阻R=0.25W的单匝矩形闭合金属框abcd，放在斜面的底端，其中ab边与斜面底边重合，ab边长L=0.50m。从t=0时刻开始，线框在垂直cd边沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，从静止开始运动，当线框的ab边离开磁场区域时撤去拉力，线框继续向上运动，并与挡板发生碰撞，碰撞过程的时间可忽略不计，且没有机械能损失。线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示。已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面，且保持ab边与斜面底边平行，线框与斜面之间的动摩擦因数m=/3，重力加速度g取10m/s2。（1）求线框受到的拉力F的大小；（2）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；（3）已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度v随位移x的变化规律满足v＝v0-（式中v0为线框向下运动ab边刚进入磁场时的速度大小，x为线框ab边进入磁场后对磁场上边界的位移大小），求线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热Q。v/m.s-1t/s00.42.0乙甲aBDLbcd挡板q22．（20分）（1）由v-t图象可知，在0～0.4s时间内线框做匀加速直线运动，进入磁场时的速度为v1=2.0m/s，所以在此过程中的加速度a==5.0m/s2………………（1分）由牛顿第二定律F-mgsinq-mmgcosq=ma…（2分）解得F=1.5N…（1分）（2）由v-t图象可知，线框进入磁场区域后以速度v1做匀速直线运动，产生的感应电动势E=BLv1…（1分）通过线框的电流I==………（1分）线框所受安培力F安=BIL=……（1分）对于线框匀速运动的过程，由力的平衡条件，有F=mgsinq+μmgcosq+…（2分）解得B=0.50T…（1分）21\n（3）由v-t图象可知，线框进入磁场区域后做匀速直线运动，并以速度v1匀速穿出磁场，说明线框的宽度等于磁场的宽度D=0.40m……………………………………………（1分）线框ab边离开磁场后做匀减速直线运动，到达档板时的位移为s-D=0.15m……（1分）设线框与挡板碰撞前的速度为v2由动能定理，有-mg(s-D)sinq-μmg(s-D)cosq=………………（1分）解得v2==1.0m/s………………………………（1分）线框碰档板后速度大小仍为v2，线框下滑过程中，由于重力沿斜面方向的分力与滑动摩擦力大小相等，即mgsinθ=μmgcosθ=0.50N，因此线框与挡板碰撞后向下做匀速运动，ab边刚进入磁场时的速度为v2=1.0m/s；进入磁场后因为又受到安培力作用而减速，做加速度逐渐变小的减速运动，设线框全部离开磁场区域时的速度为v3由v＝v0-得v3=v2-=-1.0m/s，因v3<0，说明线框在离开磁场前速度已经减为零，这时安培力消失，线框受力平衡，所以线框将静止在磁场中某位置。…………………………………………………………（2分）线框向上运动通过磁场区域产生的焦耳热Q1=I2Rt==0.40J……………（1分）线框向下运动进入磁场的过程中产生的焦耳热Q2==0.05J………………（2分）所以Q=Q1+Q2=0.45J…………………………………………………………………（1分）21