2019届浙江省宁波市镇海中学高三选考物理模拟试卷

---21.随着科技的发展，我国未来的航空母舰上将安装电磁弹射器以缩短飞机的起飞距离，如图所示，航空母舰的水平跑道总长，其中电磁弹射区的长度为，在该区域安装有直线电机，该电机可从头至尾提供一个恒定的牵引力牵一架质量为的飞机，其喷气式发动机可以提供恒定的推力推假设飞机在航母上的阻力恒为飞机重力的倍。已知飞机可看做质量恒定的质点，离舰起飞速度，航空母舰处于静止状态，取求：飞机在后一阶段的加速度大小；飞机在电磁弹射区末的速度大小；电磁弹射器的牵引力牵的大小。【答案】解：令后一阶段的加速度大小为，平均阻力为，根据牛顿第二定律得推，代入数据解得。设在电磁弹射区末的速度为，由运动学公式得TOC\o"1-5"\h\z代入数据解得—由运动学公式得：解得：根据牛顿第二定律有牵推，代入数据解得牵。答：飞机在后一阶段的加速度大小;飞机在电磁弹射区末的速度大小.:电磁弹射器的牵引力的大小。【解析】飞机在后一阶段，在发动机的推力F推和阻力的作用下匀加速运动，根据牛顿第二定律求解加速度大小；飞机在后一阶段，由速度位移公式求解；由运动学公式求得在第一段的加速度，再由牛顿第二定律求得牵引力。对于牛顿第二定律的综合应用问题，关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况，利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度，再根据题目要求进行解答；知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁。22.“打水漂”是男女老少都适合体验的水上项目，将扁平的小石片在手上呈水平放置后，用力飞出，石片遇到水面后并不会直接沉入水中，而是在水面上擦水面滑行一小段距离后再弹起再飞，跳跃数次后沉入水中，即称为“打水漂”。如图所示，现在有一人从岸边离水面高度为处，以的水平

初速度用力飞出一质量为20g的小石片，小石片在水面上弹跳数次后沉入水底，在水面上滑行时受到的水平阻力为假设每次小石片接触水面相同的时间后跳起，小石片在水面上滑动后在竖直方向上跳起时的速度与此时沿水面滑动的速度之比为常数k，；小石片在水面上速度减为零后,以加速度沿竖直方向沉入深为1m的水底。不计空气阻力。求：小石片第一次接触水面时的速度；小石片从开始到沉入水底的整个过程中，水对小石片做的功；小石片从抛出到沉入水底的总时间。答案】解：小石块先做平抛运动，竖直方向有：解得：则由得解得：小石片沉入水底时的速度从抛出到沉入水底过程，根据动能定理有解得：。小石片在水面上滑行时，由牛顿第二定律有每次滑行速度的变化量；由一一可知，小石片共在水平方向滑行了10次，空中弹起后飞行了9次公差第n次弹起后的速度公差再由和一可得：-为一等差数列，首项根据等差数列求和公式可得，消失在空中的飞行时间：第n次弹起后在空中飞行的时间为：在水面上滑行的时间为在水中下沉的时间一故总时间。答：小石片第一次接触水面时的速度为；小石片从开始到沉入水底的整个过程中，水对小石片做的功为；小石片从抛出到沉入水底的总时间为。【解析】小石块做平抛运动，根据平抛运动规律可确定小石片第一次接触水面时的速度；根据竖直方向上的运动规律可确定小石片的速度，再由动能定理可求得做功多少；小石片在水面上滑行时，由牛顿第二定律可确定加速度，从而确定每次滑行时速度的变化，从而确定出滑行次数，根据数学规律确定滑行的时间，再根据运动学规律确定水中下落时间，从而确定总时间。本题综合考查了动能定理、平抛运动、牛顿第二定律等内容，难点在于第3问中数学规律的应用，要掌握等差数例的求和方法。23.如图，光滑的平行金属导轨水平放置，导轨间距为L左侧接一阻值为R的电阻。矩形区域abfe内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁感应强度大小为导轨上ac段和bd段单位长度的电阻为，导轨其余部分电阻不计，且一质量为m,电阻不计的金属棒MN置于导轨上，与导轨垂直且接触良好。金属棒受到一个水平拉力作用，从磁场的左边界由静止开始作匀加速直线运动，加速度大小为a。棒运动到cd处撤去外力，棒在运动到磁场右边界ef处恰好静止。求：金属棒在区域abdc内切割磁感线时产生的感应电动势随位移相对b点的表达式；试求撤去外力后在区域cdfe内切割磁感线时棒的速度v随位移相对d点的变化规律以及df的长度应满足什么条件。金属棒在整个运动过程中电阻R的最大电流值和最小值。a阳CeiXX■XX3；b汹■X；XXLfivxdxxr■PDI【答案】解：金属棒产生的感应电动势金属棒由静止开始作匀加速直线运动，则有联立得—当位移为时，有回路总电阻总根据动量定理得通过金属棒的电荷量又有•总总可得当时，解得在df段：速度减小，感应电动势减小且回路总电阻恒定，所以感应电流减小，当速度减为零时，感应电流也为零，即电流最小值为零；或当时电流最小值为零；TOC\o"1-5"\h\z在bd段：「Z。最大电流值讨论：当满足-，即：且——一在bd段内能达到最大电流，一—当一一时，当导体棒加速运动到cd处时，答：金属棒在区域abdc内切割磁感线时产生的感应电动势随位移相对b点的表达式为；试求撤去外力后在区域cdfe内切割磁感线时棒的速度v随位移相对d点的变化规律是的长度应满足的条件是。金属棒在整个运动过程中电阻R的最大电流值和最小值分别为和0。【解析】根据法拉第电磁感应定律以及速度位移公式推导出感应电动势随时间t变化的表达式；先推导出回路总电阻的表达式，然后根据速度位移公式得到速度与x的关系式，再根据动量定理以及通过棒的电荷量与x的关系，得到速度v随位移x的变化规律，从而求得应满足的条件；在df段：速度减小，感应电动势减小且回路总电阻恒定，所以感应电流减小，当速度减为零时，感应电流也为零，即电流最小值为零；或当时电流最小值为零。本题的关键要根据物理规律找出物理量的关系，通过已知量得出未知量。要善于对物体过程分析和进行受力分析，法拉第电磁感应定律结合运动学公式解决问题。24.如图所示，空间存在两对平行板，平行板间存在垂直纸面向内的匀强磁场，板间距，MN、PQ为磁场的边界，MN、PQ之间存在水平向右的匀强电场，为该区域的对称轴，MN与PQ之间的距离。两个质量均为m、电荷量分别为和的粒子以相同速度大小垂直电场线进入电场，而后以—大小的速度进入磁场，粒子重力不计。若两个粒子都从O点沿直线入射，试判断两粒子的轨迹是否关于直线对称？若粒子从O点沿直线入射，粒子由沿直线入射未画出，且已知两粒子在磁场中运动的周期为匸，试判断两粒子是否会打到板上，若打到板上，求出打在板上的位置；若不能打在到上，则求出两粒子分别从O、进入到第一次离开磁场各自所用的时间。若粒子仍从O沿直线入射，粒子从沿直线入射，且已知两粒子的比荷-，若要使粒子进出磁场一次后，从MP或NQ之间离开电场，求磁感应强度B的取值范围。【答案】解：正负粒子进入电场时初速度大小相等、方向相反。所受的电场力大小相等、方向相反，则加速度大小相等、方向相反，所以两粒子的轨迹关于直线对称。TOC\o"1-5"\h\z粒子在电场中做类平抛运动，平行于电场方向有：二,垂直于电场方向有：粒子在磁场中运动周期—，则轨迹半径一正粒子：——，则不会打到板上。运动时间-——负粒子：，不会打到板上，运动时间-——正粒子：恰到Q点临界，半径应小于此临界值，对应的磁感应强度设为。可得弦长为—轨迹半径一由—，得—将代入得此时已小于第问中的r,故此时的磁感应强度比大。负粒子：恰到M点临界，半径应小于此临界值，对应的磁感应强度设为。可得弦长为一TOC\o"1-5"\h\z轨迹半径一此时，对应的。综合分析得：磁感应强度只要大于，正粒子既不会再次进入磁场也不会打到板上，负粒子也不会打到板上，即。答：两粒子的轨迹关于直线对称。正粒子不会打到板上。运动时间为—负粒子不会打到板上，运动时间为磁感应强度B的取值范围是【解析】两个粒子射入电场后都类平抛运动，根据初速度、受力情况分析轨迹是否对称。两个粒子先做类平抛运动，后在磁场中做匀速圆周运动。先根据类平抛运动的规