2019-2020学年高二物理6月学生学业能力调研试题许.doc

2019-2020学年高二物理6月学生学业能力调研试题许说明：本试卷满分为30分，考试时间30分钟。1.如图1所示，间距l0.3 m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内，在水平面a1b1b2a2区域内和倾角37的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B10.4 T、方向竖直向上和B21 T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。电阻R0.3 、质量m10.1 kg、长为l的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好。一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂，绳上穿有质量m20.05 kg的小环。已知小环以a6 m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动。不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长。取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。求： (1)小环所受摩擦力的大小。(2)Q杆所受拉力的瞬时功率。2.如图甲所示，表面绝缘、倾角=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=0.40m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跑离s=0.55m一个质量m=0.10kg、总电阻R=0.25的单匝矩形闭合金属框abcd，放在斜面的底端，其屮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F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F，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，且碰撞前后速度大小相等，方向相反线框向上运动过程中速度与时间的v-t关系图象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=/3，重力加速度g取10m/s2 （1）求线框受到的拉力F大小；（2）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；（3）已知线框沿斜而向下运动通过磁场区域过程中的速度v随位移x的变化关系满足vv0-（式中v0为线框向下运动ab边刚进人磁场时的速度大小，x为线框进人磁场后ab边相对磁场上边界的位移大小），求线框向下运动进人磁场区域过程中产生的焦耳热Q答案1.解析(1)设小环受到的摩擦力大小为Ff，由牛顿第二定律，有m2gFfm2a代入数据，得Ff0.2 N(2)设通过K杆的电流为I1，K杆受力平衡，有FfB1I1l设回路总电流为I，总电阻为R总，有I2I1R总R设Q杆下滑速度大小为v，产生的感应电动势为E，有IEB2lvFm1gsin B2Il拉力的瞬时功率为PFv联立以上方程，代入数据得P2 W。答案(1)0.2 N(2)2 W2.由v-t图象可知，在00.4s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由牛顿第二定律F-mgsin-mgcos=ma解得F=1.5 N（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通过线框的电流I=线框所受安培力F安=BIL=对于线框匀速运动的过程，由力的平衡条件，有F=mgsin+mgcos+解得B=0.50T（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设线框与挡板碰撞前的速度为v2由动能定理，有-mg(s-D)sin-mg(s-D)cos=解得v2=1.0 m/s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mgsin=mgcos=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=1.0 m/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vv0-得v3= v2-=-1.0 m/s因v30，说明线框在离开磁场前速度已经减为