上海高三二模物理20题.docx

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上海高三二模物理20题

2017上海高三二模物理20题

崇明20．（15分）如图所示，足够长的光滑水平平行金属轨道宽

m，处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中，磁感应强度

T．轨道右端接入一灯L，已知L上标有“2V、1W”字样（设灯电阻保持不变），左端有根金属棒搁在水平轨道上，金属棒质量

kg，在一平行于轨道平面的外力F作用下，从静止开始向右做匀加速直线运动，加速度

m/s2．除灯电阻外不考虑其他地方的电阻．

（1）画出金属棒运动过程中流过灯L的电流方向；

（2）经过多长时间灯L达到正常发光？

正常发光时

外力F大小？

（3）当灯L达到正常发光后，撤去外力，则金属棒

做什么运动？

奉贤

20.（16分）如图所示，平行导轨置于同一水平面上，导轨间距为L，左端接电阻R。

导轨内存在竖直向上的磁感应强度为B的有界匀强磁场，其边界MNPQ为一个边长为a的正方形，正方形的边与导轨成45°。

以M点为原点，沿MP建x轴。

一根质量为m的光滑金属杆（电阻忽略不计）垂直搁在导轨上，在沿x轴拉力F的作用下，从M点处以恒定速度v沿x轴正方向运动。

问：

（1）金属杆在何处产生的感应电流最大，并求出最大感应电流Im，在图中电阻R上标出感应电流方向；

（2）请计算说明金属杆运动过程中拉力F与位置坐标x的关系。

虹口

20．（16分）如图（甲）所示，倾角α=30°、宽度L=0.5m、电阻不计的光滑金属轨道足够长，在轨道的上端连接阻值R=1.0Ω的定值电阻，金属杆MN的电阻r=0.5Ω，质量m=0.16kg，整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中。

将金属杆由静止开始释放，在计算机屏幕上同步显示出电流i和时间t的关系如图（乙）所示，已知t=3.2s之后电流渐近于某个恒定的数值，杆与轨道始终保持垂直，0~3.2s内金属杆下滑的距离s=11m。

求：

（1）t=2.0s时电阻R中的功率；

（2）磁感应强度B的大小；

（3）估算1.0s~2.0s内通过电阻R的电量；

（4）为了求出0～3.2s内回路中产生总的焦耳热，某同学解法如下：

读图得到t=3.2s时电流I=1.6A，此过程的平均电流

=

I=0.8A，再由

2Rt求出电阻R中的电热，进而求出回路产生的焦耳热。

该同学解法是否正确？

如正确，请求出最后结果；如不正确，请指出错误之处，并用正确的方法求出结果。

黄浦

20．如图所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨与水平面成α=53°角，导轨宽L=0.8m，导轨间接一阻值为3Ω的电阻R0，导轨电阻忽略不计。

在虚线下方区域有一足够大、与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T。

导体棒a的质量为m=0.01kg、电阻为R=2Ω，垂直导轨放置并始终与导轨接触良好。

现从图中的M处将a由静止释放，它恰能匀速进入磁场区域，设M到磁场边界的距离为s0。

（sin53°＝0.8，重力加速度g取10m/s2），求：

（1）s0的大小；

（2）调整导体棒a的释放位置，设释放位置到磁场边界的距离为x，分别就x=s0、x>s0和x

静安

20．（16分）如图所示，一对平行光滑轨道水平放置，轨道间距L＝0.20m，电阻R＝10，有一质量为m＝1kg的金属棒平放在轨道上，与两轨道垂直，金属棒及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于垂直轨道平面竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=5T，现用一拉力F沿轨道方向拉金属棒，使之做匀加速运动，加速度a＝1m/s2，试求：

（1）力F随时间t的变化关系。

（2）F＝3N时，电路消耗的电功率P。

（3）若金属棒匀加速运动的时间为T时，拉力F达到最大值Fm＝5N，此后保持拉力Fm＝5N不变，求出时间T，并简述在时间T前后，金属棒的运动情况。

20.闵行（16分）如图甲所示，质量

、电阻

的跨接杆ab可以无摩擦地沿水平固定导轨滑行，导轨足够长，两导轨间宽度

，导轨电阻不计。

电阻

.装置处于竖直向下的匀强磁场当中，磁感应强度为

。

杆从x轴原点O以水平初速度向右滑行，直到停止。

已知杆在整个运动过程中

随位移

变化的关系如图乙所示。

求

（1）杆的整个运动过程中，电阻

上产生的热量；

（2）当电阻

产生的热量达到2

时，杆此时的加速度大小；

（3）杆在整个运动过程中，通过电阻

的电量。

浦东

20．（15分）如图所示，导体棒a两端系有两根足够长的、质量和电阻可忽略的柔软导线，导线通过绝缘水平桌面上的轻质小滑轮，穿过立柱P、Q底部的小孔，固定于桌面上的M、N两点。

导体棒b置于立柱P、Q左侧，放置在导线上，与两导线接触良好。

两导体棒与桌边缘平行，整个装置处于水平向右、磁感应强度为B的匀强磁场中。

已知两根棒的质量均为m，电阻均为R，长度均为L，棒b与导线间的动摩擦因数为μ（μ<1），其余各处均光滑，重力加速度为g。

现同时松开M、N两点，棒a由静止开始向下运动。

（1）求棒a向下运动速度为v时，棒b中感应电流的大小及方向；

（2）求棒a向下运动速度为v时，棒b所受安培力大小和摩擦力大小；

（3）求棒a在下落过程中的最大速度vm；

（4）若将桌面以上空间的磁场方向改为水平向左，磁感应强度大小保持不变，桌面以下空间的磁场维持原状，求立柱P、Q对棒b的弹力大小范围。

1．

普陀（16分）如图，两根足够长、间距L＝1m的光滑平行导轨竖直固定。

在垂直导轨的虚线a1a2下方有方向如图、磁感应强度B0＝0.5T的匀强磁场，垂直导轨的虚线b1b2上方有垂直纸面、磁感应强度B＝

T（x为离b1b2的距离）、沿水平方向均匀分布的磁场。

现用竖直向上的力F拉质量m＝50g的细金属杆c从b1b2以初速度v0开始向上运动，c杆保持与导轨垂直。

同时，释放垂直导轨置于a1a2下质量也为m＝50g、电阻R＝20Ω的细金属杆d，d杆恰好静止。

其余电阻不计，两杆与导轨接触良好，g取10m/s2。

（1）求通过杆d的电流大小及b1b2以上区域磁场的方向；

（2）通过分析和计算，说明杆c做什么性质的运动；

（3）以杆c从b1b2出发开始计时，求其所受作用力F的大小与时间t的关系式。

松江

20．（14分）如图所示，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为L，左侧接一阻值为R的电阻．区域cdef内存在垂直轨道平面向下的磁感应强度为B的匀强磁场质量为m、电阻为r的导体棒MN垂直于导轨放置，并与导轨接触良好。

棒MN在平行于轨道的水平拉力作用下，由静止开始做加速度为a匀加速度直线运动运动并开始计时，求：

（1）棒位移为s时的速度及此时MN两端的电压；

（2）棒运动时间t内通过电阻R的电量；

（3）棒在磁场中运动过程中拉力F与时间t的关系；

（4）若撤去拉力后，棒的速度随位移s的变化规律满足v＝v0－cs，（c为已知的常数）撤去拉力后棒在磁场中运动距离为d时恰好静止，则拉力作用的时间为多少？

徐汇

20．（15分）如图，匀强磁场的磁感应强度大小B＝0.5T，方向竖直向下。

在同一水平面上的两根光滑金属导轨相互平行，相距l＝0.4m、电阻不计。

导轨左端与滑动变阻器相连，变阻器接入电阻的阻值R＝0.2Ω。

一根电阻不计的金属棒置于导轨上，在拉力F的作用下沿导轨向右运动，运动过程中变阻器消耗的功率恒定为P＝0.8W。

（1）分析金属棒的运动情况；

（2）求拉力F的大小；

（3）若保持拉力不变，迅速向上移动滑动变阻器滑片，分析金属棒的速度变化情况。

杨浦

20．（20分）如图所示，一质量m=2kg的小型四旋翼遥控无人机从地面由静止开始竖直向上匀加速起飞，在t1=6s时的速度大小为v1=6m/s．之后，控制遥控器使无人机立即失去升力，当无人机下落到离地面某一高度时，控制遥控器使无人机立即获得与上升时大小相等的升力，结果无人机落回地面时的速度恰好为零，已知无人机上升、下落过程中均受到大小恒为f=4N的空气阻力，取g=10m/s2，求：

（1）无人机在0～t1时间内受到的升力大小F；

（2）无人机上升的最大高度H；

（3）无人机再次获得升力时的速度大小v2．

长宁

20.（16分）如图a所示，光滑水平直金属轨道宽L=0.4m，左端连接定值电阻R，轨道电阻不计。

轨道内存在有界匀强磁场，磁感应强度B=0.5T。

一根质量m=0.2kg、不计电阻的金属杆垂直轨道放置，在轨道上以初速度v0进入磁场向右运动，通过施加一个水平拉力F使金属杆做加速度大小a=1m/s2的匀减速运动直至速度为零。

若以F向右为正，金属杆在磁场中运动的过程中F和金属杆运动速度v的关系如图b所示。

（1）试分析当v=1m/s时金属杆在水平方向的受力情况；

（2）求当v=1m/s时金属杆所受安培力FA的大小；

（3）求定值电阻R的大小；

（4）若金属杆以v0=2m/s进入磁场，恰好运动到磁场右边界时速度为0，试讨论若金属杆以v0<2m/s的不同数值进入磁场，金属杆从进入磁场到速度为零的过程中，拉力F的大小和方向变化情况。