2015上海高三一模物理计算题1.doc

2015高三一模计算题闸北30.（10分）如图，竖直绝缘墙上固定一带电小球A，将质量为m的带电小球B用轻质绝缘丝线悬挂在A的正上方C处。图中ACBC=h，初始时丝线BC静止在与竖直方向夹角q37的位置，改变B的带电量使丝线BC静止在与竖直方向夹角为53的位置。已知重力加速度为g。求：（1）B球的重力势能变化量；（2）B球初、末带电量之比。AB31.（12分）如图为一张夜间高楼A上某层楼窗口违章水平燃放焰火的照片（已经网格化）。照片曝光时间（光线进入相机镜头时间）为0.2s，图中B是拍摄到的一颗焰火将要落地时形成的光带。已知图中每小方格边长代表实际长度1.5m，每层楼高3m，重力加速度为10m/s2。求：（1）根据图片估算焰火将要落地时的速度大小和方向；（2）某执法部门根据图片将B光带反向延长，延长线与楼的交点处就是违章放焰火的楼层。请问用这种方法搜寻嫌疑人是否科学？如果可行，请估算是第几层楼；如果不可行，请说明理由，并估算是第几层楼。32.（14分）如图，水平放置的两条平行金属导轨MN和PQ上（导轨电阻不计），静止放着两条与导轨垂直的滑杆ab和cd，导轨间距为l，两滑杆距离为d。两滑杆的质量都是m，与导轨的动摩擦因数均为m，两滑杆电阻均为R。空间有一匀强磁场垂直轨道平面向上，磁感应强度B=B0+kt（k0）。已知重力加速度为g。求：（1）t=0时刻回路中产生的感应电流大小及方向；（2）经过多少时间，两滑杆开始滑动；（3）从t=0至两滑杆开始滑动，整个系统产生的总热量。33.（14分）如图，一轻杆两端各固定一个小球A、B，质量均为0.2kg，可绕水平固定转轴O点在竖直平面内转动。A到O点距离l1=20cm，B到O点距离l2=40cm。O点下方有一个水平向左、大小E=104N/C的匀强电场， B球电荷量q=5105C，A球不带电。重力加速度g=10m/s2。求：（1）系统力矩平衡时，轻杆与竖直方向的夹角a；（2）系统在什么位置静止释放能使系统在力矩平衡位置获得的总动能最大，以及最大总动能的值；（3）将轻杆转至水平静止释放，通过讨论和计算说明系统能否在竖直平面内连续转动。30. （10分）（1） （2分）； （2分，写负号扣1分）（2）， （1分） ， （1分） 设A球带电量为Q，A、B球之间的距离为r，则q37时，根据相似三角形可得：，（1分）则q53时，根据相似三角形可得：，（1分）则：。 （2分）31.（12分）（1）m=m（=4.74m）， （1分） m/s（=23.72m/s）， （2分） ，斜向下与水平成arctan3（71.570）；（1分）（2）不科学。 （2分）焰火在空中为平抛运动，轨迹为一条曲线，不是直线，不能反向延长求交点。（1分） 光带在竖直方向的平均速度m/s=22.5m/s，即光带中间时刻的瞬时速度， （2分）光带总时间为0.2s，即光带出现起经0.1s的瞬时速度为22.5m/s，可得：焰火从发射点至该点的时间s=2.25s，所以焰火从发射点至光带上端所需时间：s=2.15s，对应光带上端离发射点的竖直高度23.11m， 加上光带在图片中的竖直高度4.5m，h总=27.61m，（2分），所以估算在10楼发射焰火。 （1分） 说明：第二小问可以有不同估算方法得到10楼这一结论，合理都可给分32. （14分）（1）， （2分），方向：abcda； （2分，电流1分，方向1分 ）（2）当F安=mg时，滑杆开始运动， （1分）， （2分） ； （2分）（3）。 （公式3分，答案2分）33. （14分） （1）力矩平衡：， （2分）； （2分）（2）B球在上、A球在下，杆在竖直位置静止释放，顺时针转动到力矩平衡处总动能最大（B球受到的电场力做功最大且系统重力做功最大）， （2分） ，（2分） J=1.047J； （1分） （3）讨论：IA球在左、B球在右，轻杆静止释放，转到A球在最低点、B球在最高点时系统动能减为零：； （2分） IIB球在左、A球在右，轻杆静止释放，转到B球在O点右下方、设轻杆与竖直方向夹角为时系统动能减为零： ， （1分）可得： 则：（=36.860）； （1分，或说明值存在） 综上所述，系统不能在竖直平面内连续转动。 （1分）嘉定ACBh30、（10分）如图所示，用光滑材料制成高h=0.8m、倾角分别为=30和=53的两个斜面AB、AC，固定在光滑水平面上。将两个质量均为0.1kg的相同的小物块分别从两个斜面的最高位置A同时静止释放（不考虑一个物块在C点的能量损失），物块在BC上运动时给物块一个水平向左的阻力F，使两个物块同时到达B点。若g取10m/s2，sin53=0.8。求：（1）物块在BC上运动的时间t为多少？（2）F为多少？ErR1R2PAB31、（12分）如图所示，电源电动势E=6V，内阻r=1。定值电阻R1=6，滑动变阻器总阻值R2=10。虚线框内为一个断路器，其工作特性如下：（a）接入电路时相当于一根导线；（b）若流过断路器的电流达到或超过0.2A时，断路器会自动断开R1所在支路。现将滑片P置于A端，闭合电键，把滑片P缓慢从A端向左滑到B端。（1）PA段电阻多大时，断路器会断开？（2）试用文字定性说明滑片P从右向左移动的过程中电压表读数在如何变化？（不需要理由）v02v0v0t0t杆杆B图a图b32、（14分）如图a所示，竖直平面内固定间距为L的光滑金属导轨，虚线下方存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度B。两根质量相同、电阻均为R的完全相同金属杆水平放置在导轨上，与导轨接触良好。在磁场外固定杆，在磁场内静止释放杆，其v-t关系如图b所示。经过时间t0后认为开始匀速运动，速度v0。求：（1）单根金属杆质量m。（2）若以竖直向下的初速度2 v0释放杆，释放后其加速度大小随时间的变化关系与静止释放后相同，试在图b中画出t0时间内的v-t图。（3）杆匀速后，杆由静止释放，发现杆在磁场内外都保持自由落体运动，则杆释放位置离磁场上边界多少高度？（4）求在上问中，杆自静止释放后杆上共能发出多少热量？33、（14分）一个半径为R、半球形的光滑碗固定不动。碗口处于水平面内。（1）若将小球静止从碗口内侧释放，运动中能达到的最大速度为多少？（2）若将质量m的小球静止从碗口内侧释放，从释放开始计时，t时间内重力的平均功率，小球尚未到达碗底，则t时间末小球的瞬时速度为多少？（3）求在上问中t时间末小球重力的瞬时功率为多少？v0OA（4）如图所示，若将小球以沿球面的水平初速度v0从碗口内侧释放，小球会逐渐转动着下落。在运动到任意位置A时，将速度沿水平方向和沿图中圆弧虚线的切线向下分解，则水平分速度满足vx=（为小球与球心O点连线和水平面的夹角）。某次释放后，=30时小球速度最大。求释放初速度v0（用g、R表示）。ACBh六计算题(共50分)30、（10分）（1）m m m m/s2 1分 m/s2 1分 s 1分 s 1分 s 2分（2） m/s 1分 1分 m/s2 1分N 1分ErR1R2PAB31、（12分）（1） 6分 其中A，E=6V，r=1，代入解得 2分（2）答“变大”得2分，在此基础上能补充“断路器断开时突然变大”得4分，其余答案不得分32、（14分）v02v0v0t0t（1）匀速时杆受力平衡 3分 2分（2）如图 3分（3）杆进入磁场后仍保持自由落体，则其进入磁场时速度应和杆相同，磁通量不再变化，无感应电流。 高度 3分（4）杆发热过程在磁场外。 3分33、 （14分）（1）由机械能守恒定律有： 3分（2） 2分 由机械能守恒定律有： t时间末瞬时速度 2分（3） 2分 1分 1分v0OA（4）速度最大处即为其轨迹的最低点，此处小球无沿球面向下的速度分量。则小球速度就是vx=根据动能定理（或机械能守恒） 2分联立上两式得 1分静安30(12分)质量m=kg的汽车以W的额定功率沿平直公路行驶，某时刻汽车的速度为m/s，再经s达到最大速度，设汽车受恒定阻力，求：（1）m/s时汽车的加速度a；（2）汽车的最大速度；（3）汽车在这s内经过的路程s31（l2分）如图所示，导热性能良好的气缸A和B竖直放置，它们的底部由一细管连通（忽略细管的容积）。两气缸内各有一个活塞，质量分别为mA=3m和mB=m，活塞与气缸之间无摩擦，活塞的下方为理想气体，上方为真空。当气体处于平衡状态时，两活塞位的高度均为h。若在两个活塞上同时分别放一质量为2m的物块，保持温度不变，系统再次达到平衡后，给气体缓缓加热，使气体的温度由T0缓慢上升到T（气体状态变化过程中，物块及活塞没碰到气缸顶部）。求(1)两个活塞的横截面积之比SASB (2)在加热气体的过程中，气体对活塞所做的功32(12分)某炮竖直向上发射炮弹，炮弹的质量M=3kg（内含的炸药质量可以忽略不计），炮弹射出时的初速度=60m/s。当炮弹到达最高点时爆炸分为初速度方向相反沿水平方向飞行的两片，其中一片质量m=2kg，其炸开瞬间的速度大小是另一片的一半。现要求弹片不能落到以发射点为圆心、半径R=480m的圆周范围内。取重力加速度g =10m/s2，忽略空气阻力。问：两弹片分开瞬间的总动能至少多大？33（14分）如图所示，水平放置的气缸内封闭了一定质量的理想气体，气缸的侧壁为光滑绝缘体，缸底M及活塞D均为导体并用导线按图连接，活塞面积S=2cm2。电键断开时，DM间距l1=5m，闭合电键后，活塞D与缸底M分别带有等量异种电荷，并各自产生匀强电场（D与M间的电场为各自产生的电场的叠加）。在电场力作用下活塞D发生移动，稳定后，DM间距l2=4m，此时电流表读数为0.75A，电压表读数为2V，已知R44，大气压强，活塞移动前后气体温度不变。（1）求出活塞受到的电场力大小F；（2）求出活塞D所带电量q；（3）一段时间后，一个电阻发生故障，安培表读数变为0.8A，伏特表读数变为3.2V，请判断是哪个电阻发生了故障？是短路还是断路？筒内气体压强变大还是变小？（4）能否求出R1、电源电动势E和内阻r的值？ 如果能，求出结果，如果不能，说明理由。30(12分)解: （3分） （3分） （3分） （2分） （1分）31(12分)解:（1）气缸A、B内气体的压强相等。选取两个活塞为研究对象，由得：（3分）（2）放质量为2m的物块前，气体压强，气体总体积（1分）两边放质量为2m的物块后，气体全部进入气缸A（1分） 设体积变为V，压强（1分）气体做等温变化，由，得：（2分）加热膨胀是等压过程：由得：（2分）气体对活塞所做的功为: （2分）32解 (12分)设炮弹止升到达最高点的高度为H，由 （1分）m （2分）设质量为m的弹片刚爆炸后的速度为，则另一块的速度为 （1分）运动的时间为t，根据平抛运动规律，有 （1分） （1分）m/s （2分）