江蘇省蘇州市20xx屆高三物理上學期期末考試試卷含解析考新人教版(參考版)
2024-12-04 03:00本頁面
【正文】 = ，g=10m/s2） （ 1）求導體棒剛開始下滑時的加速度的大??； （ 2）求導體棒運動過程中的最大速度和重力的最大功率； （ 3）從導體棒開始下滑到速度剛達到最大的過程中，通過導體棒橫截面的電量 Q=2C，求導體棒在此過程中消耗的電能． 考點 ： 導體切割磁感線時 的感應電動勢；力的合成與分解的運用；共點力平衡的條件及其應用；牛頓第二定律． 專題 ： 電磁感應 —— 功能問題． 分析： （ 1）導體棒剛開始下滑時，只受重力、導體框的支持力和滑動摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律列式求加速度； （ 2）導體棒勻速運動下滑時，速度最大，此時導體棒受到重力、支持力、滑動摩擦力、安培力平衡，推導出安培力與速度關系式，由平衡條件求出速度．重力的功率P=mgsinθ ． （ 3）根據(jù)法拉第電磁感應定律推出電量與距離的關系，由電量求出導體棒下滑的距離 S，根據(jù)能量守恒求解導體棒在此過程中消耗的電能． 解答： 解：（ 1）導體棒剛開始下滑時，只受重力、導體框的支持力和滑動摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律得 mgsinθ ﹣ μmgcosθ=ma 解得， a=2m/s2 （ 2）當導體棒勻速下滑時，其受力情況如圖，設勻速下滑的速度為 v，因為勻速下滑，則： 平行斜面： mgsinθ ﹣ f﹣ F=0 其中： f=μmgcosθ 安培力： F=BIL 電流強度 I== 則得 F= 由以上各式解得： v= =5m/s 重力的最大功率 P=mgsinθ=6W （ 3）通過導體的電量 Q=△t 由法拉第電磁感應定律得 由歐姆定律得 = 聯(lián)立以上三式得 Q= 設物體下滑速度剛好為 v時的位移為 S，則 △Φ=BSL 得 Q= 解得 S= =10m 對全程，由動能定理得： mgSsinθ ﹣ W 安 ﹣ μmgcosθ?S= 解得克服安培力做功 W 安 = 根據(jù)功能關系得：克服安培力做功等于導體棒的有效電阻消耗的電能 所以導體棒在此過程中消耗的電能 W= 答： （ 1）導體棒剛開始下滑時的加速度的大小為 2m/s2； （ 2）導體棒運動過程中的最大速度為 5m/s，重力的最大功率為 6W； （ 3）導體棒在此過程中消耗的電能為 ． 點評 ： 本題是電磁感應與力學的綜合題，涉及到電路、磁場、電磁感應和力學多方面知識，其中安培力的分析和計算是關鍵．這類題型是高考的熱點． 16．（ 15分）如圖所示為一種獲得高能粒子的裝置．環(huán)形區(qū)域內存在垂直紙面向外、大小可調節(jié)的均勻磁場．質量為 m、電量為 +q 的粒子可在環(huán)中做半徑為 R的圓周運動． A、 B為兩塊中心開有小孔的極板．原來電勢都為零，每當粒子經過 A板時， A板電勢升高為 +U， B板 電勢仍保持為零，粒子在兩板間電場中得到加速．每當粒子離開 B板時， A板的電勢又降為零，粒子在電場一次次加速下動能不斷增大，而繞行 的半徑不變．（設極板間距遠小于 R） （ 1）設 t=0時粒子靜止在 A板小孔處，經電場加速后，離開 B板在環(huán)開磁場中繞行，求粒子繞行第 1圈時的速度 v1和磁感應強度 B1； （ 2）為使粒子始終保持在半徑為 R的圓軌道上運動，磁場必須周期性遞增，求粒子繞行 n圈所需的總時間 t； （ 3）在粒子繞行的整個過程中， A板電勢是否可以始終保持為 +U？為什么？ 考點 ： 帶電粒子在勻強磁場中的運動；牛頓第二定律；向心力；動能定理的應用；帶電粒子在勻強電場中的運動． 專題 ： 帶電粒子在磁場中的運動專題． 分析： （ 1）根據(jù)動能定理 ，即可求出加速的速度，再由牛頓第二定律，洛倫茲力提供向心力，即可求解； （ 2）通過運動學公式，分別求出經過第 1圈的速度及時間，第 2圈的速度與時間，及到第 n圈的速度與時間，從而求出總時間； （ 3）電場力對粒子做功，而洛倫茲力對粒子不做功，所以根據(jù)電場力做功之和來確定結果． 解答： 解：（ 1）粒子繞行第一圈電場做功一次， 由動能定理： 即第 1次回到 B板時的速度為： 繞行第 1圈的過程中，由牛頓第二定律： 得 （ 2）粒子在每一圈的運動過程中，包括在 AB板間加速過程和在磁場中圓周運動過程． 在 AB板間經 歷 n次加速過程中，因為電場力大小相同， 故有： t 總 =t1+t2+t3+?+t n 由于每一圈速度不同，所以每一圈所需時間也不同． 由第一問題計算可知，第 1圈： ． 第 2圈： 第 n圈： . 則：第 1圈： 第 2圈： 第 n圈： 綜上：繞行 n圈過程中在磁場里運動的時間 （ 3）不可以，因為這樣粒子在 A、 B之間飛行時電場力做功 qU使之加速，在 A、 B之外飛行時，電場又對其做功﹣ qU使之減速，粒子繞行一圈，電場對其做的總功為零，能量不會增大． 答：（ 1）設 t=0時粒子靜止在 A板小孔處，經電場加速后 ，離開 B板在環(huán)開磁場中繞行，則粒子繞行第 1圈時的速度： 和磁感應強度 ； （ 2）為使粒子始終保持在半徑為 R的圓軌道上運動，磁場必須周期性遞增，則粒子繞行 n圈所需的總時間間 ； （ 3）不可以，因為這樣粒子在 A、 B之間飛行時電場力做功 qU使之加速，在 A、 B之外飛行時，電場又對其做功﹣ qU使之減速，粒子繞行一圈，電場對其做的總功為零，能量不會增大． 點評： 考查動能定理、牛頓第二定律的理解與應用，掌握運動學公式來計算運動的時間與速度，并分別圈數(shù)來確定，同時掌握電場力做功與洛倫茲力不做功的區(qū)別． 17．（ 16分）如圖所示，以 A、 B和 C、 D為端點的半徑為 R=固定于豎直平面內， B端、 C端與光滑絕緣水平面平滑連接． A端、 D端之間放一絕緣水平傳送帶，傳送帶下方 B、 C之間的區(qū)域存在水平向右的勻強電場，場強 E=510 5V/m．當傳送帶以 v0=6m/s 的速度沿圖示方向勻速運動時，將質量為 m=410 ﹣ 3kg，帶電量 q=+110 ﹣ 8C的小物塊由靜止放上傳送帶的最右端，小物塊第一次運動到傳送帶最左端時恰好能從 A點沿半圓軌道滑下，不計小物塊大小及傳送帶與半圓軌道間的距離， g取 10m/s2，已 知 A、 D端之間的距離為 等于水平傳送帶的長． （ 1）求小物塊第一次運動到傳送帶最左端時的速度的大小； （ 2）求小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)； （ 3）求小物塊第 1次經 CD半圓形軌道到達 D點時的速度大??； （ 4）小物塊第幾次經 CD 半圓形軌道到達 D點時的速度達到最大？最大速度為
教學課件相關推薦
鄂ICP備17016276號-1