《2021届普通高等学校招生全国统一考试物理模拟试题（附答案）.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021届普通高等学校招生全国统一考试物理模拟试题（附答案）.pdf（21页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2021年普通高等学校招生全国统一考试模拟试题（一）物 理（新高考江苏卷）注意事项：本试卷分单项选择题与非选择题两部分，满 分 100分，考试时间75分钟。一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.铀核声U 俘获一个慢中子后发生裂变反应可以有多种方式，其中有一种可表示为：2方U+；n-；S r+R：Xe+3；n（其中x、y 未知）。则该核反应方程中S r的中子数为（）A.38 B.56 C.65 D.942.据研究发现，新冠病毒感染的肺炎传播途径之一是气溶胶传播。气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统。
2、这些固态或液态颗粒的大小一般在10-3103pm之间。已知布朗运动微粒大小通常在10-6m数量级。下列说法正确的是（）A.布朗运动是气体介质分子的无规则的运动B.在布朗运动中，固态或液态颗粒越小，布朗运动越剧烈C.在布朗运动中，颗粒无规则运动的轨迹就是分子的无规则运动的轨迹D.当固态或液态颗粒很小时，能很长时间都悬浮在气体中，颗粒的运动属于布朗运动，能长时间悬浮是因为气体浮力作用3.坐标原点处的波源在八=0时开始沿），轴负向振动，眩=1.5 s 时它正好第二次到达波谷，如图所示为f2=1.5s时沿波的传播方向上部分质点振动的波形图。下列说法正确的是（）A.该波的周期为1.5 sB.，=0.3s
3、时，坐标RI=15 cm 处的质点的加速度最小5%C.波第一次传播到坐标X 3=45 cm 处的质点的位移表达式为=-5 COS t cmD.经过Af=1 1.7 s,及=30cm 处的质点通过的路程是185cm4.如图所示，质量为小=2.4 kg的物体用细线悬挂处于静止状态。细线A 0 与天花板之间的夹角为53。，细线8 0 水平，若三根细线能承受 最大拉力均为100N,重力加速度g 取10 m/s2,不计所有细线的重力，sin37=0.6,cos37=0.8下列说法正确的是（）A.细线8 0 上的拉力大小30N:/B.细线4 0 上的拉力大小18N C.要使三根细线均不断裂，则细线下端所能
4、悬挂重物的最大质量为睢D.若保持0 点位置不动，沿顺时针方向缓慢转动B 端，则 0 B 绳上拉力的最小值为19.2N5.如图所示，理想变压器原线圈接正弦交流电，电表为理想电表，/?,为热敏电阻（该阻值随温度升高而减小）。下列说法正确的是（）A.开关S 由4 切换到6,电压表示数不变 p.一B.开关S 由。切 换 到 电 流 表 示 数 变 大 1 1?一%A.若环境温度升高，变压器的输出功率变大 9”凫，口兄A.若环境温度降低，变压器的输入功率变大 f l.06.汽车在平直的公路上以额定功率行驶，行驶一段距离后关闭发动机，最后停下来。从某时刻开始计时，汽车动能及 与位移x 的关系图象如图所示。
5、已知汽车的质量为1x103kg,汽车运动过程中所受地面的阻力恒定，空气的阻力不计。下列说法正确的是（）为(X105J)11 x/(x IO2!)A.汽车受到地面的阻力大小为200NB.汽车的额定功率为8xl（）3wC.图中对应的汽车加速运动的时间为16.25sD.图中对应的汽车加速过程牵引力做功为8xl（）5j7.如图所示，A B C 是一直角三棱镜的横截面，ZA=30,N 8=90。一细光束从A 8边上的。点以与AB边成45。角射入三棱镜，AO长度为a,AC长度为2 豆。，三棱镜的折射率为=&，光在真空中的传播速度为c,不考虑多次反射。下列说法正确的是（）A.光在三棱镜中发生全反射的临界角为
6、30。B.光在AC面上一定发生全反射C.光在BC面上一定发生全反射/D.光束在三棱镜中传播的时间为豆包 A 45,DC8.2020年三位诺贝尔物理学奖得主都跟黑洞的研究工作有关，其中两位科学家发现了银河系中心存在超大质量黑洞，其质量约为太阳质量的400万倍。已知质量为M、半径为R的天体的第二宇宙速度表达式为v=彳 幺，黑洞的第二宇宙速度大于光速c；太阳质量约为2 x l（）3 0 k g,太阳直径约为1.4x106km,引力常量G=6.67xl0 Nm 2/kg2,真空中的光速c=3 x l（T m/s。下列说法正确的是（）A.太阳的第一宇宙速度约为1.4xl06m/sB.超大质量黑洞的体积可
7、能是太阳的400万倍C.超大质量黑洞的半径不超过1.2x107kmD.超大质量黑洞的第一宇宙速度一定等于光速9.如图所示，一带电荷量为+Q 的点电荷固定在空间某一点，一带电质点q 射入该区域时,仅在电场力作用下做曲线运动，通过b、c 三点，若 Ob Oc 0 a,带电质点g 运动到匕点时，速度方向与库仑力方向垂直，不计带电质点q 的重力。下列说法正确的是（）A.三点的电势高低关系是已.外 处B.带电质点在。点电势能最大，动能最小C.带 电 质 点 在 氏 c 三点的加速度大小关系是见。4D.在处改变带电质点的电性，一定能使其做匀速圆周运动10.如图所示,倾角为0=53。的斜面正上方A 点，有一
8、质量为m=0.1 kg的小球以初速度v（）=8m/s水平抛出，若小球以10m/s速度撞击到斜面上。现过则A 点做一条竖直线，交于斜面上B点。已知sin37=0.6,os37=0.8,重力加速度为g 取 lOm/s?。下列说法正确的是（）A.小球不可能垂直撞击到斜面上B.小球飞行时间为0.8sC.A、B 两点间的距离为8.2mD.从抛出到撞击斜面的过程，小球重力的冲量为8N s1 1.在图示的光电效应实验中，将滑动触头P 移到端。用单色光M 照身 I极 K 时，电流计G 的指针不会发生偏转；将滑动触头尸移到6 端，用单色光N 照射阴极K 时，电流计G的指针会发生偏转。下列说法正确的是（)A.M
9、光的强度一定小于N 光的强度B.M 光的频率一定大于N 光的频率C.用 N 光照射阴极K时将P移到a端，电流计G的指针一定会发生偏转D.用M 光照射阴极K时将P移到c 处，电流计G的指针可能会发生偏转二、非选择题：共 5题，共 5 6 分，其中第1 3 题-第1 6 题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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位.1 2.（1 5 分）图甲为某同学测量一节干电池的电动势和内电阻的电路图。乙（1）已知毫安表表头的内阻为1 0。，满偏电流为3 m A；R滑动变阻器，&为 电阻箱（0-9 9 9 9.9 Q）,若将电阻箱&的
10、阻值调为9 9 0。，改装后的电表的量程为 V：（2）电流表A有两种规格，A（量程0.6 A,内阻约为0.1C）和 A i（量程3A,内阻约为0.0 5 C ）；滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为2 0 Q和 2 0 0 Q。则电流表应选用（填“A i”或“A z”），R/应 选 用 最 大 阻 值 为。的滑动变阻器。（3）实验步骤如下：闭合开关S 前，应将滑动变阻器R i的滑动片移到 端（选填 左 或 右）；多次调节滑动变阻器的滑动片，记下电流表的示数/2 和毫安表表头的示数A；以A为纵坐标，/2 为横坐标，作人一/2 图线图线，如图乙所示；根据图线求得电源的电动势E=V（结果保留三位有
11、效数字）,内阻片_ _ _ _ _ _Q（结果保留两位有效数字）。1 3.（6分）很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全。轿车在发生一定强度的碰撞时，利用叠氮化钠（N a N”产生气体（假设都是N2）充入导温效果良好的气囊。若氮气充入前后安全气囊的容积分别为修=1 0 L、V 2=70 Lo已知大气压强p o=l.Ox l（）5p a,气囊中氮气密度2=2.5 k g/m 一个氮气分子的质量约为4.65x l 0-23g,氮气摩尔质量M=0.0 28 k g/m o l,阿伏加德罗常数NAu 6x l 0 23 m o 。求：（1）该气囊中氮气分子的总个数M（2）该气囊中氮气分子间的平均距
12、离（3）氮气充入后安全气囊的压强。（结果均保留一位有效数字）（原创）1 4.（8 分）如图所示，奥运会跳水比赛是我国的传统优势项目，为了备战20 21 年日本东京夏季奥运会，在某次跳台跳水训练中，质量为m=50 k g 的运动员从H=4.5m 高处自由下落进入水中。将该运动过程简化为模型如图所示，假设运动员入水后受到大小恒为户1 0 0 N的阻力和尸=50 0 N的恒定浮力，水池深度足够深，忽略运动员在空气中运动时的阻力，g I I（1）在水中能到达的最大深度/?;（2）从开始下落到返回水面所需时间八运动员求:水而（3）整个过程，运动员的机械能减少了多少？1 5.（1 2分）如图所示，C D、
13、E 尸是两条水平放置的阻值可忽略的平行金属导轨，其左右端都与接有阻值为R倾斜光滑轨道平滑连接，导轨间距都为 在水平导轨的右侧存在磁感应强度方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B,磁场区域的宽度为。现将一阻值为人 质量为，的导体棒从右侧倾斜轨道上高力处由静止释放，导体棒最终停在距离磁场的左边界为七处。已知右侧倾斜轨道于竖直方向夹角为导体棒始终与导轨垂直且接触良好，且导体棒与水平导轨动摩擦因数为“，重力加速度为g。求：（1）通过导体棒的最大电流；（2）左侧电阻R上产生的焦耳热；（3）导体棒在水平导轨上运动的时间。1 6 .（1 5 分）如图所示的坐标系X。），中，第一象限内存在垂直纸面
14、向里的匀强磁场，磁感应强度为B o，宽度为d,在磁场右侧存在沿y轴正方向的匀强电场，x 轴下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度未知。一带负电粒子从。点以初速度V0开始运动，初速度方向与x 轴正方向夹角6=53,粒子到达磁场和电场的边界时速度方向与边界垂直，然后粒子经过电场区域、x 轴下方磁场区域恰好回到。点，且速度方向与初速度方向相同。粒子重力不计,sin53=0.8,cos53=0.6,求：粒子的比荷幺；m 匀强电场的电场强度E；（3）x 轴下方匀强磁场的磁感应强度B。2021年普通高等学校招生全国统一考试模拟试题（一）物 理（新高考江苏卷）注意事项：本试卷分单项选择题与非选择题两部分
15、，满 分 100分，考试时间75分钟。一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.铀核算U俘获一个慢中子后发生裂变反应可以有多种方式，其中有一种可表示为：空U+；n.：Sr+i；：Xe+3；n（其中x、y未知）。则该核反应方程中Sr的中子数为（）A.38 B.56 C.65 D.941.【答案】B【解题思路】根据质量数守恒和电荷数守恒可得235+l=y+139+3,92=x+5 4,解得x=38,y=9 4,所以Sr的中子数为y-x =5 6,选项B正确。2.据研究发现，新冠病毒感染的肺炎传播途径之一是气溶胶传播。气溶胶是指悬浮
16、在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统。这些固态或液态颗粒的大小一般在10-3103Hm之间。已知布朗运动微粒大小通常在10-6m数量级。下列说法正确的是（）A.布朗运动是气体介质分子的无规则的运动B.在布朗运动中，固态或液态颗粒越小，布朗运动越剧烈C.在布朗运动中，颗粒无规则运动的轨迹就是分子的无规则运动的轨迹D.当固态或液态颗粒很小时，能很长时间都悬浮在气体中，颗粒的运动属于布朗运动，能长时间悬浮是因为气体浮力作用2.【答案】B【解题思路】布朗运动是固态或液态颗粒的运动，是气体分子无规则热运动撞击的结果，所以它反映的是气体分子的无规则运动，颗粒越小，气体分子对颗粒的撞击越不容易平
17、衡，布朗运动越剧烈，故B正确，A、C错误；当固态或液态颗粒很小时，能很长时间都悬浮在气体中，粒的运动属于布朗运动，固态或液态颗粒能长时间悬浮是受到气体分子无规则热运动撞击而导致的，不是浮力作用的结果，D错误。3.坐标原点处的波源在力=0时开始沿），轴负向振动，眩=1.5 s时它正好第二次到达波谷，如图所示为f2=1.5s时沿波的传播方向上部分质点振动的波形图。下列说法正确的是（）A.该波的周期为1.5 sB.1 =0.3 s 时,坐 标 x i =1 5 c m 处的质点的加速度最小5 万C.波第一次传播到坐标心=4 5 c m 处的质点的位移表达式x=-5 c o s t c mD.经过 1
18、 =1 1.7 s,X 2 =3 0 c m 处的质点通过的路程是1 8 5 c m3.【答案】D【解题思路】由图象可知，波长/l=0.6 m,且J 一八=：7，解得周期T=L 2 s,故 A错误;f =0.3 s 时，x i =1 5 c m处的质点处于波谷，此时质点的加速度最大，故 B错误；波源振动5 万的位移表达式为x =A s i n(m+8)=-5 s i n 3-f c m,波传播是振动形式，故波第一次传播到坐标心=4 5 c m处的质点的位移表达式于波源的表达式相同，即为 5 7 c mx=-5 s i n t3故 C错误；从 t i=0 开始，经过4=1 1.7 s时间内，X
19、2 =3 0 c m 处的质点振动的时间i l l 3 7 3 7M =1 L l s=-T =T,所以，该质点通过的路程是s =-x 4 A =1 8 5 c m,3 1.2 4 4故 D正确。4.如图所示，质量为m=2.4 k g 的物体用细线悬挂处于静止状态。细线A。与天花板之间的夹角为5 3。，细线8。水平，若三根细线能承受 最大拉力均为1 0 0 N,重力加速度g取1 0 m/s2,不计所有细线的重力，s i n 3 7 o=0.6,c o s 3 7 o=0.8。下列说法正确的是()A.细线8。上的拉力大小3 0 NB.细线A0上的拉力大小1 8 NC.要使三根细线均不断裂，则细线
20、下端所能悬挂重物的最大质量为8 k gD.若保持0点位置不动，沿顺时针方向缓慢转动B端，则 0B绳上拉力的最小值为1 9.2 N4.【答案】C【解题思路】以结点。为研究对象，受到重力、。8细线的拉力和0A细线的拉力，如图所示，根据平衡条件结合图中几何关系可得细线8。上的拉力大小为弓。=/n g t an 8 =1 8 N。同理，可解得细线A。上的拉力大小O=T =30N,A、B错误；若三根细线能承co s 3 7受的最大拉力均为100N,根据图中力的大小关系可得，只 要0 A不拉断，其它两根细线都l c c 工”“co s3 7 100 x 0.8,不会拉断，故有 mmiKg=/;f l Vc
21、o s3 7,解得 mmax=3-=-k g =8 k g，c 正g i o确；当。8与。4垂直时，0 8细线的拉力最小，根据几何关系结合平衡条件可得Fniin-m si n 3 7=2.4 x l 0 x 0.6N=14.4 N,D 错误。5.如图所示，理想变压器原线圈接正弦交流电，电表为理想电表，为热敏电阻（该阻值随温度升高而减小）下列说法正确的是（）A.开关S由。切 换 到 电 压 表 示 数 不 变B.开关S由。切换到6,电流表示数变大A.若环境温度升高，变压器的输出功率变大A.若环境温度降低，变压器的输入功率变大5 .【答案】C【解题思路】根据理想变压器的电压与匝数成正比可知，开关S
22、由a切换到6,原线圈上的电压表示数不变，副线圈的匝数变小，变压器的输出电压变小，副线圈上电流变小，故A、B都错误；当环境温度升高时，4的阻值会变小，在电压不变的情况下，副线圈的电流就会变大，原线圈的电流也会变大，根据P=FR“变压器的输入功率变大，故C正确；当环境温度降低时，R.的阻值会变大，在电压不变的情况下，副线圈的电流就会变小，R,上消耗的功率变小，故D错误。6.汽车在平直的公路上以额定功率行驶，行驶一段距离后关闭发动机，最后停下来。从某时刻开始计时，汽车动能反 与位移x的关系图象如图所示。已知汽车的质量为l x l（Pk g,汽车运动过程中所受地面的阻力恒定，空气的阻力不计。下列说法正
23、确的是（）A.汽车受到地面的阻力大小为200NB.汽车的额定功率为8 x l（p wC.图中对应的汽车加速运动的时间为16.25 sD.图中对应的汽车加速过程牵引力做功为8 x l()5 j6.【答案】C【解题思路】根据动能定理得一力：=0-6，解 得/=2X1()3N,故 A 错误；设汽车X_匀速运动的速度为V,则 有 线=51 加 丫92,匀速运动时牵引力与阻力大小相等，则汽车的额定功率为P =联立解得P =80 kW,故 B 错误；对于加速运动过程，根据动能定理得6-於=线 2-线-代入数据得f =16.25 s,故 C 正确；由上式还可得图中对应的汽车加速过程牵引力做的功W=Pf=L3
24、 x l()6j,故 D 错误。7.如图所示，A BC 是一直角三棱镜的横截面，Z A =3 0,Z B =9 0o 一细光束从A 8边上的。点以与AB 边成45。角射入三棱镜，AO长度为a,AC长度为2 ga，三棱镜的折射率为n=6,光在真空中的传播速度为c，不考虑多次反射。下列说法正确的是()A.光在三棱镜中发生全反射的临界角为30 cB.光在AC面上一定发生全反射C.光在B C面上一定发生全反射D.光束在三棱镜中传播的时间为 名 包 A*DC7.【答案】B【解题思路】由=一，可得临界角c =45。，选 项 A错误；光线在A8界面上发生折s i neq i n45射，光路图如图所示，因故A
25、B 面折射角r =30。因为乙4=30。，所以在s i n r AO石中乙4。=30。，A O E 是等腰三角形，根据几何关系可得光束在AC界面上的入射角，2=6 0。，大于临界角，因此光线在AC边发生全反射，B 正确；根据几何关系可知,光 束 从B C边垂直射出，出 射光线与B C界面的夹角为9 0。，C 错误；由几何关系有A D =D E =a,A E=2 A D cos 30，E F =(A C-A E)cos 30c,根据公式=,联立解得vD E +E F 5 f2 a c 口t=-=-,D 错陕。v 2 c8.2 0 2 0 年三位诺贝尔物理学奖得主都跟黑洞的研究工作有关，其中两位科
26、学家发现了银河系中心存在超大质量黑洞，其质量约为太阳质量的40 0 万倍。已知质量为、半径为R的天体的第二宇宙速度表达式为u=1岩 幺，黑洞的第二宇宙速度大于光速c；太阳质量约为2 x l()3k g,太阳直径约为1.4x 1 0 6 k m,引力常量G=6.6 7 x l O-U N-m 2/k g 2,真空中的光速c=3x l b m/s。下列说法正确的是()A.太阳的第一宇宙速度约为1.4x l()6 m/sB.超大质量黑洞的体积可能是太阳的40 0 万倍C.超大质量黑洞的半径不超过1.2 x 1 0 7 k mD.超大质量黑洞的第一宇宙速度一定等于光速8 .【答案】C【解题思路】设太阳
27、质量为一 半径为R，第一宇宙速度为4,则解得片=4.4x l()5m/s,A 错误；设黑洞的第一宇宙速度为匕，第二宇宙速度为因，黑洞的半径为，则G3空工小，陛3:技；由于则联立解得r m=L 2 x l O 7 k m，v,c-C正确，D错误；设太阳的体积为V ,黑2 2V 4万，洞的体积为V ,则歹v=丘=后 63 0,故 B 错误。39 .如图所示，一带电荷量为+Q的点电荷固定在空间某一点，一带电质点q射入该区域时,仅在电场力作用下做曲线运动，通过“、b、c 三点、,若 ObOc 0 a,带电质点(7 运动到b点时，速度方向与库仑力方向垂直，不计带电质点q的重力。下列说法正确的是()A.三
28、点的电势高低关系是已 心 外B.带电质点在b点电势能最大，动能最小图C.带电质点在a、氏 c 二点的加速度大小关系是见）。“4D.在处改变带电质点的电性，一定能使其做匀速圆周运动9.【答案】B【解题思路】根据正点电荷电场线和等势面的特点,4、氏C三点的电势高低关系是（P，A 正确；由于电荷受到的电场力指向轨迹的内侧，两个电荷是同种电荷，带电质点由“到 6,电场力做负功，电势能增大；带电质点由。到 C电场力做正功，电势能减小；带电质点在6点动能最小，电势能最大，B 正确；正点电荷与A、B、C距离关系为080A 1.48V,由于存在误差，1.441.52之间均对。图象的斜率表示即内阻，解得厂0.8
29、6。，由于可能存在误差，0.820.90之间均对。1 3.（6分）很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全。轿车在发生一定强度的碰撞时，利用叠氮化钠（N a N 3）产生气体（假设都是N?）充入导温效果良好的气囊。若氮气充入前后安全气囊的容积分别为=1 0 L、V 2=7 0 L已知大气压强p o=l.O x l（）5 p a,气囊中氮气密度p=2.5 k g/m 一个氮气分子的质量约为4.6 5 x l（y 2 3 g,氮气摩尔质量M=0.0 2 8 k g/m o L 阿伏加德罗常数以=1（）2 3|1 1 0 。求：（1）该气囊中氮气分子的总个数N；（2）该气囊中氮气分子间的平均距离（
30、3）氮气充入后安全气囊的压强。（结果均保留一位有效数字）1 3.（6分）【答案】（1 ）3 x 1 0 2 4 个；（2）3 x l（y 9 m；（3）7 x l 05P a o【解题思路】（1）设氮气的物质的量为，则及=2匕M氮气的分子总数N=NA（1 分）M代入数据得N*3 x l（）2 4 个（1 分）V（2）每个分子所占的空间匕=设分子间的平均距离为d,每个氮气分子占有的空间可以看成是棱长为d的立方体，则有即d 二N代入数据得心3 x 1 0-9 m（3）根据玻意尔定律有PM=P 2 V 2 （1 分）代入数据解得氮气充入后安全气囊的压强为（1 分）（1 分）p2=7 x l O5P
31、a（1 分）（原创）1 4.（8分）如图所示，奥运会跳水比赛是我国的传统优势项目，为 了 备 嚓 藏 1年日本东京夏季奥运会，在某次跳台跳水训练中，质量为，片5 0 k g 的运动员从H=4.5 m高；I 洞 由下落进入水中。将该运动过程简化为模型如图所示，假设i和尸=5 0 0 N 的恒定浮力，水池深度足够深，忽略运动员(1)在水中能到达的最大深度力;(2)从开始下落到返回水面所需时间t.(3)整个过程，运动员的机械能减少了多少？大小恒为l（0N的阻力向阻力，g取 1 加鬲。求:h_木1 4.（8分）【答案】（分 3.7 5 m；（2）7.3 4 s；（3）7 5 Jo【解题思路】（2）在水
32、中能到达的最大深度为人，对运动员在整个下落过程中，根据动能定理有有 mg（H+h）-（f+F）h=0（1 分）代入数据得=3.7 5 m （1 分）（3）运动员在水面上自由下落，=h=0.9 s （1 分）在水中向下运动，加速度为a=F-喳=2 m/s 2mv=/i=9 m/s2v=atiZ2=4.5S（1 分）在水中向上运动，设加速度大小为小F-f-fng=m d所以 d=2 m/s2h=a ti2 3g.9 4 s(1 分)所以从开始下落到返回水面所需时间t=A+/2+“=7.3 4 s (1 分)(3)整个过程，克服阻力做功等于运动员的机械能减少量，即A f =2fh=7 5 J(2 分
33、)1 5.(1 2 分)如图所示，CD、E F是两条水平放置的阻值可忽略的平行金属导轨，其左右端都与接有阻值为R 倾斜光滑轨道平滑连接，导轨间距都为d,在水平导轨的右侧存在磁感应强度方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B,磁场区域的宽度为心。现将一阻值为人 质量为根的导体棒从右侧倾斜轨道上高处由静止释放，导体棒最终停在距离磁场的左边界为心处。已知右侧倾斜轨道于竖直方向夹角为导体棒始终与导轨垂直且接触良好，且导体棒与水平导轨动摩擦因数为，重力加速度为g。求：(1)通过导体棒的最大电流；(2)左侧电阻R上产生的焦耳热；(3)导体棒在水平导轨上运动的时间。1 5.(1 2 分)【答案】(
34、1)Em=Bd.jlgh；R(2)=mg(h-MS；2(7?+2 r)、1 2h 2 8 2 d 2/(3)t=-l-g 帆g(R +2 r)【解题思路】（1）质量m 的导体棒从倾斜轨道上高处由静止释放，刚进入磁场时速度最大，由机械能守恒定律mgh=；mv2（1 分）解得最大速度V=J访（1 分）产生的最大感应电动势&=B=Bd府 a分）由闭合电路欧姆定律可得通过导体棒的最大电流_（1 分）=E“,=2Bd 同mRR+2r+r2（2）由能量守恒定律可知整个电路中产生的焦耳热Q=mgh-pmg(Ll+L2)（2分）电阻R中产生的焦耳热RQR=I近 而 理 3-比 加工）（2分）（2）设导体棒在水
35、平导轨上运动的时间为3 由动量定理有2 d+fJmgt=my2gh（2分）解得2h 282da/1（2分）g/jmg(R+2r)16.（15分）如图所示的坐标系xQ y中，第一象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为用,宽度为，在磁场右侧存在沿y轴正方向的匀强电场，x轴下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度未知。-带负电粒子从。点以初速度小开始运动，初速度方向与x轴正方向夹角0=5 3,粒子到达磁场和电场的边界时速度方向与边界垂直，然后粒子经过电场区域、x轴下方磁场区域恰好回到。点，且速度方向与初速度方向相同。粒子重力不计,sin53=0.8,cos53=0.6,求：粒子的比荷里;（2）匀强电场的电场强度E；（3）x轴下方匀强磁场的磁感应强度B。【解题过程】（1）粒子在第一象限内先做圆周运动，设轨迹半径为八，则有4%综=加 上4（1分）由几何可知=（1分）（2分）（2）粒子在电场中做类平抛运动，设粒子该过程竖直位移为A y,则有Ay=z;一 4 cos 53（1分）由题意可知，粒子做类平抛运动的末速度与X轴负方向夹角为G 5 3（1 分）则有 yv=vo tan0粒子运动速度v=（1 分）C O S J2VqvB=m心4 0解得8=5综方向垂直纸面向里（1 分）（1 分）（1 分）