《2019年下学期 高三物理开学月考压轴题特训（带答案）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年下学期 高三物理开学月考压轴题特训（带答案）（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 绝密启用前 开学月考压轴题特训开学月考压轴题特训 物物 理理 1 （16 分）如图所示，物块 A 和 B 通过一根轻质不可伸长的细绳连接，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧， 质量分别为 mA=2 kg、mB=1 kg。初始时 A 静止与水平地面上，B 悬于空中。先将 B 竖直向上再举高 h=1.8 m（未触及滑轮）然后由静止释放。学&科网一段时间后细绳绷直，A、B 以大小相等的速度一起运动，之后 B 恰好可以和地面接触。取 g=10 m/s2。 （1）B 从释放到细绳绷直时的运动时间 t； （2）A 的最大速度 v 的大小； （3）初始时 B 离地面的高度 H。 2 （18 分）平面直角坐标
2、系 xOy 中，第象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第现象存在沿 y 轴负方向 的匀强电场，如图所示。一带负电的粒子从电场中的 Q 点以速度 v0沿 x 轴正方向开始运动，Q 点到 y 轴的距 离为到 x 轴距离的 2 倍。粒子从坐标原点 O 离开电场进入电场，最终从 x 轴上的 P 点射出磁场，P 点到 y 轴 距离与 Q 点到 y 轴距离相等。不计粒子重力，为： （1）粒子到达 O 点时速度的大小和方向； （2）电场强度和磁感应强度的大小之比。 2 3（20 分）电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载 器。电磁轨道炮示意如图，图中直流电源电动势为
3、 E，电容器的电容为 C。两根固定于水平面内的光滑平行 金属导轨间距为 l，电阻不计。炮弹可视为一质量为 m、电阻为 R 的金属棒 MN，垂直放在两导轨间处于静止 状态，并与导轨良好接触。首先开关 S 接 1，使电容器完全充电。然后将 S 接至 2，导轨间存在垂直于导轨 平面、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场（图中未画出），MN 开始向右加速运动。当 MN 上的感应电动势与 电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN 达到最大速度，之后离开导轨。问： （1）磁场的方向； （2）MN 刚开始运动时加速度 a 的大小； （3）MN 离开导轨后电容器上剩余的电荷量 Q 是多少。 4（16 分）
4、我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机 C919 首飞成功后，拉开了全面 试验试飞的新征程，假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移 x=1.6103 m 时才能达到起飞所要求的速度v=80 m/s。已知飞机质量 m=7.0104 kg，滑跑时受到的阻力为自身重力的 0.1 倍，重力加速度取。求飞机滑跑过程中 2 10 m/sg （1）加速度 a 的大小； （2）牵引力的平均功率 P。 5（18 分）如图所示，在水平线 ab 的下方有一匀强电场，电场强度为 E，方向竖直向下，ab 的上方存在匀 强磁场，磁感应强度为 B，方向垂直纸面向里。磁场中有一内、外
5、半径分别为 R、的半圆环形区域 3R ，外圆与 ab 的交点分别为 M、N。一质量为 m、电荷量为 q 的带负电粒子在电场中 P 点静止释放，由 M 进入磁场，从 N 射出。不计粒子重力。 3 （1）求粒子从 P 到 M 所用的时间 t； （2）若粒子从与 P 同一水平线上的 Q 点水平射出，同样能由 M 进入磁场，从 N 射出。粒子从 M 到 N 的过程中，始终在环形区域中运动，且所用的时间最少，求粒子在 Q 时速度的大小。 0 v 6（20 分）真空管道超高速列车的动力系统是一种将电能直接转换成平动动能的装置。图 1 是某种动力系 统的简化模型，图中粗实线表示固定在水平面上间距为 l 的两
6、条平行光滑金属导轨，电阻忽略不计。ab 和 cd 是两根与导轨垂直，长度均为 l，电阻均为 R 的金属棒，通过绝缘材料固定在列车底部，并与导轨 良好接触，其间距也为 l，列车的总质量为 m。列车启动前，ab、cd 处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中 ，磁场方向垂直于导轨平面向下，如图 1 所示。为使列车启动，需在 M、N 间连接电动势为 E 的直流电 源，电源内阻及导线电阻忽略不计，列车启动后电源自动关闭。学&科网 （1）要使列车向右运行，启动时图 1 中 M、N 哪个接电源正极，并简要说明理由； （2）求刚接通电源时列车加速度 a 的大小； （3）列车减速时，需在前方设置如图 2 所示的一系
7、列磁感应强度为 B 的匀强磁场区域，磁场宽度和相 邻磁场间距均大于 l。若某时刻列车的速度为，此时 ab、cd 均在无磁场区域，试讨论：要使列车 0 v 停下来，前方至少需要多少块这样的有界磁场？ 4 答答 案案 及及 解解 析析 1（16 分） （1）B 从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有 2 1 2 hgt 代入数据解得 T=0.6 s （2）设细绳绷直前瞬间 B 速度大小为 vB，有 B vgt 细绳绷直瞬间，细绳张力远大于 A、B 的重力，A、B 相互作用，由动量守恒得 () BBAB m vmmv 之后 A 做匀减速运动，学&科网所以细绳绷直后瞬间的速度 v 即为最大速度，联立式
8、，代入数据解得 v=2 m/s （3）细绳绷直后，A、B 一起运动，B 恰好可以和地面接触，说明此时 A、B 的速度为零，这一过程中 A、B 组成的系统机械能守恒，有 2 1 () 2 ABBA mmvm gHm gH 代入数据解得 H=0.6 m 5 2.（18 分） （1）在电场中，粒子做类平抛运动，设 Q 点到 x 轴的距离为 L，到 y 轴的距离为 2L，粒子的 加速度为 a，运动时间为 t,有 0 2Lv t 2 1 2 Lat 设粒子到达 O 点时沿 y 轴方向的分速度为 vy vy= at 设粒子到达O 点时速度方向与 x 轴方向的夹角为 ，有 0 tan y v v 联立式得
9、=45 即粒子到达O 点时速度方向与 x 轴方向的夹角为 45角斜向上。 设粒子到达 O 点时的速度大小为 v，由运动的合成有 22 0y vvv 联立式得 0 2vv （2）设电场强度为 E，粒子电荷量为 q，质量为 m，粒子在电场中受到的电场力为 F，由牛顿第二定律可得 F=ma 又 F=qE 设磁场的磁感应强度大小为 B，学|科网粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为 R，所受的洛伦兹力提供向心 力，有 2 v qvBm R 6 由几何关系可知 2RL 联立 式 得 0 2 vE B 3（20 分） （1）垂直于导轨平面向下。 （2）电容器完全充电后，两极板间电压为 E，当开关 S 接 2
10、时，电容器放电，设刚放电时流经 MN 的电流为 I，有 E I R 设 MN 受到的安培力为 F，有 F=IlB 由牛顿第二定律有 F=ma 联立式得 aBlEmR （3）当电容器充电完毕时，设电容器上电量为 Q0，有 Q0=CE 开关 S 接 2 后，MN 开始向右加速运动，速度达到最大值 vmax时，设 MN 上的感应电动势为，有 E max EBlv 依题意有 7 Q E C 设在此过程中 MN 的平均电流为，MN 上受到的平均安培力为，有IF FIlB 由动量定理，有 max 0F tmv 又 0 ItQQ 联立式得 2 22 2 2 B l C E Q mB l C 4（16 分）
11、（1）飞机滑跑过程中做初速度为零的匀加速直线运动，有 v2=2ax，代入数据解得 a=2 m/s2 （2）设飞机滑跑受到的阻力为，依题意有=0.1mg F阻F阻 设发动机的牵引力为 F，根据牛顿第二定律有； FFma 阻 设飞机滑跑过程中的平均速度为，有 v2 v v 在滑跑阶段，牵引力的平均功率，联立式得 P=8.4106 W PFv 5（18 分） （1）设粒子在磁场中运动的速度大小为 v，所受洛伦兹力提供向心力，有 2 3R v qvBm 设粒子在电场中运动所受电场力为 F，有 F=qE；学科#网 设粒子在电场中运动的加速度为 a，根据牛顿第二定律有 F=ma； 粒子在电场中做初速度为零
12、的匀加速直线运动，有 v=at；联立式得； 3RB t E （2）粒子进入匀强磁场后做匀速圆周运动，其周期与速度、半径无关，运动时间只由粒子所通过的圆弧 所对的圆心角的大小决定，故当轨迹与内圆相切时，所有的时间最短。设粒子在磁场中的轨迹半径为 r 8 ，由几何关系可得 2 22 ( 3 )rRRr 设粒子进入磁场时速度方向与 ab 的夹角为 ，即圆弧所对圆心角的一半，由几何关系知 3 tan R rR ； 粒子从 Q 射出后在电场中做类平抛运动，在电场方向上的分运动和从 P 释放后的运动情况相同，所以粒 子进入磁场时沿竖直方向的速度同样为 v，在垂直于电场方向的分速度始终等于，由运动的合成和分
13、 0 v 解可得 0 tan v v 联立式得 0 qBR v m 6（20 分） （1）M 接电源正极，列车要向右运动，安培力方向应向右，根据左手定则，接通电源后，金属棒中电流 方向由 a 到 b、由 c 到 d，故 M 接电源正极。 （2）由题意，启动时 ab、cd 并联，设回路总电阻为，由电阻的串并联知识得； R总 2 R R 总 设回路总电流为 I，根据闭合电路欧姆定律有 E I R 总 设两根金属棒所受安培力之和为 F，有 F=IlB 根据牛顿第二定律有 F=ma，联立式得 2BEl a mR （3）设列车减速时，cd 进入磁场后经时间 ab 恰好进入磁场，此过程中穿过两金属棒与导轨
14、所围回 t 路的磁通量的变化为，平均感应电动势为，由法拉第电磁感应定律有，其中 1 E 1 E t ； 2 Bl 9 设回路中平均电流为，由闭合电路欧姆定律有 I 1 2 E I R 设 cd 受到的平均安培力为，有 FFI lB 以向右为正方向，设时间内 cd 受安培力冲量为，有 t I冲IFt 冲 同理可知，回路出磁场时 ab 受安培力冲量仍为上述值，设回路进出一块有界磁场区域安培力冲量为 0 I ，有 0 2II 冲 设列车停下来受到的总冲量为，由动量定理有 I总 0 0Imv 总 联立式得 0 2 2 0 = Imv R IB l 总 讨论：若恰好为整数，设其为 n，则需设置 n 块有界磁场，若不是整数，设的整数部分为 N 0 I I 总 0 I I 总 0 I I 总 ，则需设置 N+1 块有界磁场。
