黄冈中学届高考实验班物理限时练424.docx

1、黄冈中学届高考实验班物理限时练424黄冈中学2019届高考实验班物理限时练（2019.4.24）1（15分）如图，上表面光滑、下表面粗糙的木板放置于水平地面上，可视为质点的滑块静止放在木板的上表面。t = 0时刻，给木板一个水平向右的初速度v0，同时对木板施加一个水平向左的恒力F，经一段时间，滑块从木板上掉下来。已知木板质量M =3kg，高h = 0.2m，与地面间的动摩擦因数=0.2；滑块质量m =0.5kg，初始位置距木板左端L1=0.46m，距木板右端L2=0.14m；初速度v0=2m/s，恒力F = 8N，重力加速度g=10m/s2。求：（1）滑块从离开木板开始到落至地面所用时间；（2

2、）滑块离开木板时，木板的速度大小；（3）从t = 0时刻开始到滑块落到地面的过程中，摩擦力对木板做的功。2(14分) 如图所示，以竖直线MN为界，左侧空间有水平向右的匀强电场，右侧空间 有竖直向上的匀强电场和垂直纸面水平向外的匀强磁场。在左侧空间O点用长为L的不可伸长的轻质绝缘细绳悬挂质量为m、带电荷量为q的小球。现使细绳拉直，从A点静止释放小球，小球绕O点做圆周运动到达B点时速度最大。已知OA与竖直方向夹角1=30，OB与竖直方向夹角2=60，左右两侧空间电场强度大小之比为，重力加速度为g。(1)求左侧空间电场强度大小及小球运动到B点时的速度大小；(2)若小球运动到B点时，细绳突然断开，小球

3、运动一段时间后，从MN边界上某点进入右侧空间运动，然后又从MN边界上另一点回到左侧空间运动，最后到达OB连线上某点P时速度变为零，求小球从进入右侧空间开始到运动至P点的总时间。3(15分)如图（a）所示，轻质弹簧左端固定在墙上，自由状态时右端在C点，C点左侧地面光滑、右侧粗糙。用可视为质点的质量为m=1kg的物体A将弹簧压缩至O点并锁定。以O点为原点建立坐标轴。现用水平向右的拉力F作用于物体A，同时解除弹簧锁定，使物体A做匀加速直线运动，拉力F随位移x变化的关系如图（b）所示，运动到0.225m处时，撤去拉力F。（1）求物体A与粗糙地面间的动摩擦因数以及向右运动至最右端的位置D点的坐标；（2）

4、若在D点给物体A一向左的初速度，物体A恰好能将弹簧压缩至O点，求物体A至C点时的速度；（3）质量为M=3kg的物体B在D点与静止的物体A发生弹性正碰，碰后物体A向左运动并恰能压缩弹簧到O点，求物体B与A碰撞前的瞬时速度。4(18 分)如图所示，在轴上方存在垂直xOy平面向外的匀强磁场，坐标原点O处有一粒子源，可向x轴和x轴上方的各个方向不断地发射速度大小均为v，质量为m、带电荷量为q的同种带电粒子。在x轴上距离原点x0处垂直于x轴放置一个长度为x0、厚度不计、能接收带电粒子的薄金属板P (粒子一旦打在金属板P上,其速度立即变为0)。现观察到沿x轴负方向射出的粒子恰好打在薄金属板的上端，且速度方

5、向与y轴平行，不计带电粒子的重力和粒子间的相互作用力。(1)求磁感应强度B的大小；(2)在被薄金属板接收的粒子中，运动的最长时间与最短时间的差值；(3)若在y轴上另放置一能接收带电粒子的挡板，使薄金属板P右侧不能接收到带电粒子，试确定挡板的最小长度和放置的位置坐标。5(15分)如图所示，两根光滑固定导轨相距0.4m竖直放置，导轨电阻不计，在导轨末端P、Q两点用两根等长的细导线悬挂金属棒cd。棒cd的质量为0.01kg，长为0.2m，处于磁感应强度为B0=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向里。相距0.2m的水平虚线MN和JK之间的区域内存在着垂直于导轨平面向里的匀强磁场，且磁感应强度

6、B随时间变化的规律如图所示，在t=0时刻，质量为0.02kg、阻值为0.30的金属棒ab从虚线MN上方0. 2m高度处，由静止开始释放，下落过程中保持水平，且与导轨接触良好，结果棒ab在t1时刻从上边界MN进人磁场，并在磁场中做匀速运动，在t2时刻从下边界JK离开磁场，g取10m/s。求：(1)在0 t1时间内，电路中感应电动势的大小；(2)在t1 t2时间内，棒cd受到细导线的总拉力为多大；(3)棒cd在0 t2时间内产生的焦耳热。6(15分)如图(a)所示，整个空间存在竖直向上的匀强电场(平行于纸面)，在同一水平 线上的两位置，以相同速率同时喷出质量均为m的油滴a和b，带电量为+q的a水平

7、向右，不带电的b竖直向上。b上升高度为h时，到达最高点，此时a恰好与它相碰，瞬间结合成油滴P。忽略空气阻力,重力加速度为g。求：(1)油滴b竖直上升的时间及两油滴喷出位置的距离；(2)匀强电场的场强及油滴a、b结合为P后瞬间的速度；(3)若油滴P形成时恰位于某矩形区域边界，取此时为t=0时刻，同时在该矩形区域加一个垂直于纸面的周期性变化的匀强磁场，磁场变化规律如图(b)所示， 磁场变化周期为T0(垂直纸面向外为正)，已知P始终在矩形区域内运动，求矩形区域的最小面积。( 忽略磁场突变的影响)7（18分）如图所示，在xOy平面直角坐标系内y轴与垂直x轴的MN边界之间，以x轴为分界线，分别在第、象限

8、有垂直于纸面向外的匀强磁场。第象限内磁场的磁感应强度大小为B0。第象限内有沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E。 质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从第象限内某点由静止释放，从y轴上的A点进入磁场，经x轴上的B点第一次进入x轴下方的磁场。若已知A点的坐标是(0，a),B点的坐标是(3a，0)，不考虑粒子重力。(1)求粒子释放位置与y轴的距离；(2)若粒子经x轴上方的磁场偏转后不经过y轴仍能回到x轴上方的磁场，求x轴下方磁场的磁感应强度大小应满足的条件；(3)若x轴下方区域的磁感应强度大小为3B0，且粒子最终垂直于MN边界出射，求MN与x轴交点的坐标。黄冈中学2019届高考实验班物理限时练（

9、2019.4.24）1（15分）解：（1）设滑块从离开木板开始到落到地面所用时间为t0，以地面为参考系，滑块离开木板后做自由落体运动，根据运动学公式知 得 （2）以木板为研究对象，向右做匀减速直线运动，由牛顿第二定律 得a1=5m/s2，则木板减速到零所经历的时间 ，所经过的位移 由于s1L1=0.46m，表明这时滑块仍然停留在木板上 此后木板开始向左做匀加速直线运动，摩擦力的方向改变，由牛顿第二定律 得a2=m/s2滑块离开木板时，木板向左的位移 该过程根据运动学公式 得t2=1.8s滑块滑离瞬间木板的速度 （3）滑块离开木板后，木板所受地面的支持力及摩擦力随之改变，由牛顿第二定律 得a3=

10、m/s2故木板在这段时间的位移为 整个过程摩擦力对木板做的功为 得 2(14分)（20分）解：(1)要使小球在B点的速度最大，则重力与电场力的合力沿OB方向，由 qE1mg tan 60 2分得 E1 1分设小球运动到B点时速度大小为v0，小球所受重力与电场力的合力为：F2mg 1分从A到B 有 FLmv 2分由式解得 v0 1分(2)设小球从MN边界上的C点进入右侧空间，从D点出右侧空间，从B到C，小球做类平抛运动，进入MN右侧空间后由 E2 1分得 qE2mg 1分小球在右侧空间做匀速圆周运动，小球回到左侧空间后，到OB线上某点P速度减小到零，O为小球在MN右侧空间做圆周运动的轨迹圆心，过

11、C点作BD的垂线交BD于Q点。由几何关系得CDQ60，QCD30，OCDODC30，在C点小球速度方向与界面夹角也为60。设小球从B到C的运动时间为tB，到达C点时的速度大小为v，在MN右侧空间做圆周运动半径为R，运动时间为t。由几何关系有 CD2Rcos 30 1分 QCCDcos 301.5R 1分从B到CQCv0tB 1分v0vcos 30 vsin 30atB 1分Fma 1分以上各式联立解得R 1分 v 1分小球在MN右侧空间做圆周运动的圆心角为240，即圆周，故小球在MN右侧运动时间为 t1 1分从D到P运动时间为 1分总时间为tt1t2 解得 2分3(15分)4(18 分)5(1

12、5分)6(15分)7（18分）解：（1）设粒子释放位置与y轴的距离为d，粒子在第一象限磁场中做圆周运动的半径为r，画出粒子运动轨迹的示意图，如图所示，在电场中做匀加速运动，根据动能定理： （1分）可得：粒子在磁场中做圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力可得：（1分）根据几何关系：（r-a）2+（3a）2=r2 （2分）可得：r=5a 联立式可得：（2分）（2）设粒子进入磁场时与x轴之间的夹角为，则粒子在第一象限内的磁场中转过的角度也为，根据几何关系：，可得：=53 （2分）要使粒子经x轴上方的磁场偏转后不经过y轴仍能回到x轴上方的磁场，临界情况如图所示， 要使粒子经x轴上方的磁场偏转后不经过y轴仍

13、能回到x轴上方的磁场需满足：3aR（1+cos37） （1分）根据洛伦兹力提供向心力可得：（1分）联立式可得x轴下方磁场的磁感应强度B的大小满足： （2分）（3）设当x轴下方区域的磁感应强度大小为3B0时粒子半径为R，根据洛伦兹力提供向心力： （2分）联立式可得： （2分）画出粒子运动轨迹的示意图如图所示，设粒子的速度方向再次与射入磁场时的速度方向一致时的位置为A1，则A与A1的连线与x轴平行，AA1=6a-2 Rsin530 （2分）根据几何关系有：AA1=4a （1分）所以粒子最终垂直MN边界飞出，边界MN与y轴间距为L=nAA1=4 na（其中n=1，2，3）（2分）即：MN与x轴交点的坐标是（4na，0）（其中n=1，2，3）