2019-2020年江苏省高三第一次模拟考试 物理

・・・（15分）高频焊接是一种常用的焊接方法，图1是焊接的原理示意图。将半径为r=10cm的待焊接的环形金属工件放在线圈中，然后在线圈中通以高频变化电流，线圈产生垂直于工件所在平面的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示，t=0时刻磁场方向垂直线圈所在平面向外。工件非焊接部分单位长度上的电阻Ro=1.0x10-3m-1，焊缝处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的9倍，焊接的缝宽非常小，不计温度变化对电阻的影响。（1）在图3中画出感应电流随时间变化的i-t图象（以逆时针方向电流为正），并写出必要的计算过程；（2）求环形金属工件中感应电流的有效值；（3）求t=0.30s内电流通过焊接处所产生的焦耳热.00接高频电源图1图200接高频电源图1图2图3（16分）如图所示，两个正三棱柱A、B紧靠着静止于水平地面上，三棱柱的中间有一个半径为R的光滑圆柱C，C的质量为2m，A、B的质量均为m。A、B与地面的动摩擦因数为仏设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为go（1）三者均静止时A对C的支持力为多大？（2）AB若能保持不动，“应该满足什么条件？（3）若C受到经过其轴线竖直向下外力而缓慢下降到地面，求该过程中摩擦力对A做的功。（16分）如图所示，同轴圆形区域内、外半径分别为R]=lm、R2=7m，半径为比的圆内分布着B1=2.0T的匀强磁场，方向垂直于纸面向外；外面环形磁场区域分布着B=05T的匀强磁场，方向垂直于纸面向内。一对平行极板竖直放置，极板间距d=U3cm,右极板与环形磁场外边界相切，一带正电的粒子从平行极板左板P点由静止释放，经加速后通过右板小孔Q,垂直进入环形磁场区域。已知点P、Q、O在同一水平线上，粒子比荷=4x107C/kg，不计粒子的重力，且不考虑粒子的相对论效应。求：（1）要使粒子不能进入中间的圆形磁场区域，粒子在磁场中的轨道半径满足什么条件？（2）若改变加速电压大小，可使粒子进入圆形磁场区域，且能竖直通过圆心O,则加速电压为多大？（3）从P出发开始计时，在满足第（2）问的条件下，粒子到达O点的时刻？高三第一次模拟考试物理参考答案及评分标准一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分.每小题只有一个选项符合题意.1.A2.C3.D4.B5.C二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分.每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答得0分.6.AC7.BCD8.BC9.AD三、实验题：本题共两小题，共18分，请将解答填写在答题卡相应的位置.⑴③④②①（2分）⑵偏小（2分）（3）0.78（2分）0.061（2分）（1）6000（2分）负（2分）⑵①如图所示（2分）占（2分）无（2分）四、计算题：本题共5小题，共计71分解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.―一八.「Jv20,_,一八（1）0〜4s内，a1=示=~4m/s2=5m/s2（l分）方向水平向左（1分）4〜84〜8s内，_竺__8_a2=乔=8—4m/s2=2m/s2（l分）方向水平向左（1分）（2）由牛顿第二定律，得到F+ymg=ma］（1分）F—ymg=ma2（1分）代入数据解得F=7N（1分）卩=0.15（1分）（3）根据图形的面积可得8s内物体运动的位移s=|x（4X20）m2—|x（4X8）m2=24m2（2分）做的功为W=Fscos180°=—7X24J=—168J（2分）（1）电场中加速有eU0=|mvo（2分）解得%=\晋代入数据得v0=3.0X107m/s（1分）（2）设电子在偏转电场中运动的时间为t,电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量为y,电子在水平方向做匀速直线运动L1=v0t（1分）电子在竖直方向上做匀加速运动y=|at2（1分）根据牛顿第二定律有eU=根据牛顿第二定律有eU=ma（1分）解得y=解得y=2mdV0=1.6X10-19X0.0629X10—31X0.02X（3X107）m=3.6X10—3m=0.36cm电子离开偏转电场时速度的反向延长线过偏转电场的中点，由图知y=由图知y=L1+2L2?（其他方法亦可）（1分）解得h=7.2X10—3m（1分）（3）电子在偏转电场运动的过程中电场力对它做的功

W=eEy=eUy=5.8X10-18J（2分）JE=-W=-5.8X10-18J（2分）14.（1）环形金属工件电阻为R=2砒R0+9X2砒R0=2O砒R0=6.28X1O-3Q（1分）2在o〜3丁时间内的感应电动势为JB八E=石.nn=6.28V（1分）E电流为I=R=1.0X103A（1分）由楞次定律得到电流方向逆时针，It关系图象如图所示.（2分）⑵在一个周期内1有效RT=s、3->-解得I有效JA=816A（2分）⑶在t=0.30s内电流通过焊接处所产生的热量为Q而R=9X2nrR0=5.6510-3Q（2分）解得Q=l2R，t=1.13103J（3分）（保留根式同样得分）15.（1）C受力平衡，2FNcos60°=2mg（2分）解得FN=2mg（2分）⑵如图所示，A受力平衡F地=%。$60°+mg=2mg（2分）

f=F^in60°=\'3mg（2分）因为fWyF地，所以卩三¥（2分）（3）C缓慢下降的同时A、B也缓慢且对称地向左右分开.A的受力依然为4个，参见答案图示，但除了重力之外的其他力的大小发生改变，f也成为了滑动摩擦力.A受力平衡知F地=F，Ncos60°+mg，f=F/in60°=卩F；也即要求朽一卩>0,与本题第⑵问不矛盾.（不判断亦可）由几何关系知当C下落到地面时，A向左移动的水平距离为x=〒R（2分）umgR16.（1）粒子刚好不进入中间磁场时轨迹如图所示,设此时粒子在磁场中运动的半径为S在RtAQOO］，中有r2+R2=（r1+R1）2（2分）代入数据解得r,=1m，粒子不能进入中间磁场，所以轨道半径r1<1m（1分）⑵轨迹如图，由于O、O3、Q共线且水平，粒子在两磁场中的半径分别为r2、r3,

洛伦兹力不做功，故粒子在内外磁场的速率不变.由qvB洛伦兹力不做功，故粒子在内外磁场的速率不变.由qvB=m〒得r=qB（1分）易知r3=4r2且满足（r2+r3）2=（R2—巧）2+马（1分）3解得r2=才m,r3=3m（2分）又由动能定理有qU=|mv2（2分）代入数据解得U=3X107V（1分）⑶带电粒子从P到Q的运动时间为t1，则t1满足^vt1=d（1分）得t1=1X10—9s(1分)令ZQO2O3=0,则cos0=0.8,0^37°（反三角函数表达亦可）圆周运动的周期丁=2