2019-2020年高三物理上学期开学考试试题（含解析）.doc

2019-2020年高三物理上学期开学考试试题（含解析）一、单项选择题：本题共6小题，每小题3分，共计18分。每小题只有一个选项符合题意。1、一质点由静止开始做直线运动，其a-t图象如图所示，下列说法中正确的是（）A1s末质点的运动速度最大B4s末质点回到出发点C1s末和3s末质点的运动速度相同D2s末质点的运动速度为4m/s【知识点】匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系A2 A5【答案解析】C 解析： A、质点由静止开始运动，因此在2s末，正向面积最大，即质点运动的速度最大，故A错误；B、4s末正负面积为零，表示质点速度减小为零，由前4s内，质点加速、减速运动过程中存在对称性，其位移一直为正，故B错误；C、在1s末和3s末图象与时间轴所围的面积相等，因此质点速度相等，故C正确；D、2s末图象与时间轴所围面积为2，即质点运动速度为2m/s，故D错误故选：C【思路点拨】a-t图象中，图线与时间轴所围的面积表示质点运动的速度变化量，在t轴上方，面积为正，t轴下方，面积为负本题主要考察了对a-t图象的理解和应用问题，难度适中【题文】2、如图所示，物体P左边用一根水平轻弹簧和竖直墙壁相连，放在粗糙水平面上，静止时弹簧的长度大于弹簧的原长若再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向右拉P，直到把P拉动在P被拉动之前的过程中，弹簧对P的弹力N的大小和地面对P的摩擦力f的大小的变化情况是（）AN始终增大，f始终减小BN先不变后增大，f先减小后增大CN保持不变，f始终减小DN保持不变，f先减小后增大【知识点】力的合成与分解的运用；胡克定律B2 B3【答案解析】D 解析： 由题意可知，放在粗糙水平面上，静止时弹簧的长度大于原长，则弹簧对P的拉力向左，由于粗糙水平面，因此同时受到水平向右的静摩擦力当再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向右拉P，直到把P拉动前过程中，物体P受到的静摩擦力从向左变为水平向右所以其大小先减小后增大故只有D正确，ABC均错误；故选D【思路点拨】在P被拉动之前的过程中，弹簧仍处于原状，因此弹力不变，而物体P先开始受到向右的静摩擦力，当拉力渐渐增大时，导致出现向左的静摩擦力，因而根据进行受力分析，即可判断本题解题的关键是对P物体进行正确的受力分析，知道当P没有运动时，弹簧弹力不变，而由于拉力的变化，从而导致静摩擦力的方向变化，难度适中【题文】3、如图所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到这个电源上，则（）AR1接在电源上时，电源的效率高BR2接在电源上时，电源的效率高CR1接在电源上时，电源的输出功率大D电源的输出功率一样大【知识点】闭合电路的欧姆定律；电功、电功率J2 J3【答案解析】A 解析： A、B，电源的效率=，效率与路端电压成正比，R1接在电源上时路端电压大，效率高，故A正确，B错误 C、D，由图线的交点读出，R1接在电源上时U=U0，I=I0，电源的输出输出功率P1=UI=U0I0R2接在电源上时U=U0，I=I0，电源的输出输出功率P2=UI=U0I0 故C、D均错误故选A【思路点拨】电源的效率等于电源输出功率与电源总功率的百分比根据效率的定义，找出效率与电源路端电压的关系，由图读出路端电压，就能求出效率电源与电阻的U-I图线的交点，表示电阻接在电源上时的工作状态，可读出电压、电流，算出电源的输出功率，进而比较大小本题首先要知道效率与功率的区别，电源的效率高，输出功率不一定大其次，会读图电源与电阻的伏安特性曲线交点表示电阻接在该电源上时的工作状态【题文】4、如图所示，半圆形凹槽的半径为R，O点为其圆心在与O点等高的边缘A、B两点分别以速度v1、v2水平相向抛出两个小球，已知v1：v2=1：3，两小球恰落在弧面上的P点则以下说法中正确的是（）AAOP为45B若要使两小球落在P点右侧的弧面上同一点，则应使v1、v2都增大C改变v1、v2，只要两小球落在弧面上的同一点，v1与v2之和就不变D若只增大v1，两小球可在空中相遇【知识点】平抛运动D2【答案解析】D 解析： A、连接OP，过P点作AB的垂线，垂足为D，如图所示：两球在竖直方向运动的位移相等，所以运动时间相等，两球水平方向做运动直线运动，所以而AD+BD=2R所以AD=R所以OD=R所以cosAOP=即AOP=60，故A错误；B、若要使两小球落在P点右侧的弧面上同一点，则A球水平方向位移增大，B球水平位移减小，而两球运动时间相等，所以应使v1增大，v2减小，故B错误； C、要两小球落在弧面上的同一点，则水平位移之和为2R，则（v1+v2）t=2R，落点不同，竖直方向位移就不同，t也不同，所以v1+v2也不是一个定值，故C错误；D、若只增大v1，而v2不变，则两球运动轨迹如图所示，由图可知，两球必定在空中相遇，故D正确故选D【思路点拨】平抛运动在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，根据几何关系可以求得AOP的角度，由平抛运动的规律逐项分析即可求解本题考查平抛运动的性质，物体在空中的运动时间取决于竖直高度，水平位移取决于初速度及竖直高度【题文】5、如图所示，一辆货车通过光滑轻质定滑轮提升一箱货物，货箱质量为M，货物质量为m，货车以速度v向左匀速运动，将货物提升高度h，则（）A货物向上做匀速运动B箱中的物体对箱底的压力小于mgC图示位置时货车拉力的功率大于（M+m）gvcosD此过程中货车拉力做的功为（M+m）gh【知识点】功的计算；运动的合成和分解D1 E1 【答案解析】C 解析：将货车的速度进行正交分解，如图所示：由于绳子不可伸长，货箱和货物整体向上运动的速度和货车速度沿着绳子方向的分量相等，故：v1=vcos由于不断减小，故货箱和货物整体向上做加速运动，加速度向上；A、货箱和货物整体向上做加速运动，故A错误；B、货箱和货物整体向上做加速运动，加速度向上，是超重，故箱中的物体对箱底的压力大于mg，故B错误；C、货箱和货物整体向上做加速运动，故拉力大于（M+m）g，整体的速度为vcos，故拉力功率P=Fv（M+m）gvcos，故C正确；D、此过程中货车拉力做的功等于货箱和货物整体动能的增加量和重力势能的增加量，大于（M+m）gh，故D错误；故选：C【思路点拨】由于绳子不可伸长，货箱和货物整体向上运动的速度和货车速度沿着绳子方向的分量相等，根据平行四边形定则求解出货箱和货物整体向上运动的速度表达式进行分析即可本题关键先推导出货箱和货物整体的速度表达式，确定货箱和货物整体的运动规律，然后结合功率表达式P=Fv和动能定理列式分析，不难【题文】6、如图所示，一个菱形的导体线框沿着自己的对角线匀速运动，穿过具有一定宽度的匀强磁场区域，已知对角线AC的长度为磁场宽度的两倍且与磁场边界垂直下面对于线框中感应电流随时间变化的图象(电流以ABCD顺序流向为正方向，从C点进入磁场开始计时)正确的是 ()【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律J2 L3【答案解析】B 解析： 线圈在进磁场的过程中，根据楞次定律可知，感应电流的方向为ABCD方向，即为正值，在出磁场的过程中，根据楞次定律知，感应电流的方向为ADCBA，即为负值在线圈进入磁场的前一半的过程中，切割的有效长度均匀增大，感应电动势均匀增大，则感应电流均匀增大，在线圈进入磁场的后一半过程中，切割的有效长度均匀减小，感应电动势均匀减小，则感应电流均匀减小；在线圈出磁场的前一半的过程中，切割的有效长度均匀增大，感应电流均匀增大，在线圈出磁场的后一半的过程中，切割的有效长度均匀减小，感应电流均匀减小故B正确，A、C、D错误故选：B【思路点拨】先根据楞次定律判断感应电流的方向，再结合切割产生的感应电动势公式判断感应电动势的变化，从而结合闭合电路欧姆定律判断感应电流的变化解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向，以及知道在切割产生的感应电动势公式E=BLv中，L为有效长度二、多项选择题：本题共6小题，每小题4分，共计24分。每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答得0分【题文】7、M、N是某电场中一条电场线上的两点，若在M点释放一个初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线由M点运动到N点，其电势能随位移变化的关系如图所示，则下列说法正确的是（）A电子在N点动能大于在M点动能B该电场有可能是匀强电场 C该电子运动的加速度越来越小 D电子运动的轨迹为曲线【知识点】电势能；电势差与电场强度的关系I1 I2【答案解析】AC 解析：A、由图知电子由M点运动到N点，电势能减小，而电子只受电场力，说明电场力对电子做正功，动能增加，因此N点动能大于M点的，故A正确； BC、由于电势能-距离图线的斜率表示电场力的大小，根据图象可知，电子受到的电场力越来越小，场强越来越小，故该电场不是匀强电场斜率不断减小，电场力不断减小，则加速度减小，故电子的加速度逐渐减小，故B错误，C正确；D、带电粒子初速度为零且沿电场线运动，其轨迹一定为直线，故D错误故选：AC 【思路点拨】根据题意和图象正确判断出电子的运动形式是解题的关键，由图可知，电子通过相同位移时，电势能的减小量越来越小，说明电场力做功越来越小，由W=Fs可知电场力逐渐减小，因此电子做加速度逐渐减小的加速运动，知道了运动形式即可解正确解答本题解题过程中要把握问题的核心，要找准突破点，如本题中根据图象获取有关电子的运动、受力情况即为本题的突破点【题文】8、2013年12月2日，我国成功发射了“嫦娥三号”月球探测器设想未来我国宇航员随“嫦娥”号探测器贴近月球表面做匀速圆周运动，宇航员测出飞船绕行n圈所用的时间为t登月后，宇航员利用身边的弹簧测力计测出质量为m的物体重力为F，已知引力常量为G根据以上信息可求出（）A月球的第一宇宙速度 B月球的密度C月球的自转周期 D飞船的质量【知识点】万有引力定律及其应用D5【答案解析】AB 解析： A、设月球的半径为R，月球的质量为M，则有：g宇航员测出飞船绕行n圈所用的时间为t，T由两式得：R，根据：v可以求得表面附近绕月球做匀速圆周运动的速度，即可求出月球的第一宇宙速度故A正确；B、月球的质量：M根据：可以求得密度，故B正确C、根据万有引力提供向心力，不能求月球自转的周期故C错误D、根据万有引力提供向心力，列出等式中消去飞船的质量，所以无法求出飞船的质量，故D错误故选：AB【思路点拨】飞船绕行n圈所用的时间为t，其周期为TG1=mg，可得到月球表面的重力加速度根据万有引力等于重力 和万有引力提供向心力 求出月球的密度和月球的第一宇宙速度解决本题的关键要建立模型，掌握万有引力等于重力和万有引力提供向心力【题文】9、如图所示，分别用恒力F1、F2先后将质量为m的物体，由静止开始沿同一粗糙的固定斜面由底拉到顶端，两次所用时间相同，第一次力F1沿斜面向上，第二次F2沿水平方向则两个过程中（）A物体与斜面摩擦生热不相同B物体机械能变化量相同C F1做的功与F2做的功相同D F1做功的功率比F2做功的功率大【知识点】功率、平均功率和瞬时功率；功的计算；功能关系E1【答案解析】AB 解析： A、两次过程物体对斜面的压力不同，故摩擦力大小不同，则产生的热量不相同，故A正确；B、物体末速度相同，又由于处于相同的高度，所以两物体机械能变化相同，故B正确；C、由图示分析可知，第一个物体所受的摩擦力小于第二个物体所受的摩擦力，故两物体克服摩擦力做功不同，重力做功相同，则F1做的功比F2做的少故C错误；D、物体的运动情况相同，重力做功功率相同，图2中克服摩擦力做功的功率大，故Fl做功的功率比F2做功的功率小，故D错误；故选：AB【思路点拨】两物体均做匀加速直线运动，在相等的时间内沿斜面上升的位移相等，但斜面对物体的摩擦力不同，所以推力做功不同由物体的运动特征判断出物体机械能的增量关系，结合本题功能关系：除重力以外的合力对物体做功等于机械能的增量，不难看出结果【题文】10、如图所示，实线表示在竖直平面内的匀强电场的电场线，电场线与水平方向的夹角为，水平方向的匀强磁场与电场线正交，有一带电液滴沿斜向上的虚线l做直线运动l与水平方向的夹角为，且，则下列说法中正确的是（）A液滴一定做匀速直线运动B液滴一定带正电C电场线方向一定斜向上D液滴也有可能做匀变速直线运动【知识点】带电粒子在混合场中的运动K3【答案解析】ABC 解析： A、带电液滴受竖直向下的重力G、沿电场线方向的电场力F、垂直于速度方向的洛伦兹力f，由于，这三个力的合力不可能沿带电液滴的速度方向，因此这三个力的合力一定为零，带电液滴做匀速直线运动，不可能做匀变速直线运动，故A正确，D错误；B、当带电液滴带正电，且电场线方向斜向上时，带电液滴受竖直向下的重力G、沿电场线向上的电场力F、垂直于速度方向斜向左上方的洛伦兹力f作用，这三个力的合力可能为零，带电液滴沿虚线l做匀速直线运动，如果带电液滴带负电、或电场线方向斜向下时，带电液滴所受合力不为零，不可能沿直线运动，故BC正确；故选：ABC【思路点拨】带电液滴做直线运动，要么合力为零做匀速直线运动，要么所受合力与速度方向在同一直线上，做匀变速直线运动；对带电液滴进行受力分析，然后答题知道液滴沿直线运动的条件是合力为零或所受合力方向与速度方向在同一直线上、对带电液滴正确受力分析，是正确解题的关键【题文】11、如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零A和B是两个完全相同的灯泡，则下列说法中正确的有（）A当开关S闭合瞬间，A、B两灯同时亮，最后B灯熄灭B当开关S断开瞬间，A、B两灯同时熄灭C当开关S断开瞬间，a点电势比b点电势低 D当开关S断开瞬间，流经灯泡B的电流是由a到b【知识点】自感现象和自感系数；电势L2 【答案解析】AD 解析： A、电键S闭合瞬间，线圈L对电流有阻碍作用，则相当于灯泡A与B串联，因此同时亮，且亮度相同，稳定后B被短路熄灭，故A正确；B、稳定后当电键K断开后，A马上熄灭，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源左端为高电势，与灯泡B构成闭合回路放电，流经灯泡B的电流是由a到b，B闪一下再熄灭，故D正确，BC错误；故选：AD【思路点拨】当电键K闭合时，通过线圈L的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律判断感应电动势的方向和作用，分析哪个灯先亮断开瞬间也可以按照同样的思路分析对于自感现象，是特殊的电磁感应现象，应用楞次定律和法拉第电磁感应定律进行理解，注意线圈的电阻不计是解题的关键【题文】12、如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为I，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小B与I成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为IH，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压UH满足：，式中k为霍尔系数， d为霍尔元件两侧面间的距离。电阻R远大于RL，霍尔元件的电阻可以忽略，则（） A霍尔元件前表面的电势低于后表面 B若电源的正负极对调，电压表将反偏CIH与I成正比 D电压表的示数与RL消耗的电功率成正比【知识点】霍尔效应及其应用；电势差L5【答案解析】CD 解析： A、根据电流周围存在磁场，结合安培定则可知，磁场的方向，而电子移动方向与电流的方向相反，再由左手定则可得，电子偏向内侧，导致前表面的电势高于后表面，故A错误；B、当电源正负对调后，磁场虽反向，而电子运动方向也反向，由左手定则可知，洛伦兹力的方向不变，则电压表将不会反偏，故B错误；C、如图所示，霍尔元件与电阻R串联后与RL并联，根据串并联特点，则有：IHR=（I-IL）RL；因此则有IH与I成线性关系，故C错误；D、根据U=k，且磁感应强度大小B与I成正比，即为B=KI，又IH与I成正比，结合P=UI，因此：U=，则有U与PRL成正比，故D正确；故选：D【思路点拨】A、根据通电导线产生磁场，带电粒子在电场力作用下加速，而磁场力的作用下偏转，由左手定则可知，偏转方向，得出电势高低；B、由电源的正负极变化，导致电子运动方向也变化，由左手定则可知，电子的偏转方向，从而即可求解；C、根据并联电压相等，可知，电流与电阻成反比，即可求解；D、根据IH与I的关系，结合U=k ，及P=IU，即可求解考查电流形成的条件，理解左手定则与安培定则的应用，注意串并联电路的特点，掌握理论推理的方法：紧扣提供信息，结合已有的规律三、实验题：本大题分13、14两小题，共计24分。【题文】13、（12分）如图甲所示，在竖直平面内，将小圆环挂在橡皮条的下端，橡皮条长度为GE。用两根弹簧测力计拉动小圆环到O点，小圆环受到作用力F1、F2和橡皮条的拉力F0，如图乙所示。如图乙，此时要记录下拉力F1、F2的大小，并在白纸上作出 ，以及O点的位置；实验中，不必要的是 ；A选用轻质小圆环B弹簧测力计在使用前应校零C撤去F1、F2，改用一个力拉住小圆环，仍使它处于O点D用两根弹簧测力计拉动小圆环时，要保持两弹簧测力计相互垂直图丙中F是用一个弹簧测力计拉小圆环时，在白纸上根据实验结果画出的图示。F与F中，方向一定沿GO方向的是 。【知识点】验证力的平行四边形定则B6【答案解析】（1） F1和F2的方向 （2） AD （3） F 解析： ：（1）该实验中，需要根据力F1、F2的大小和方向做出平行四边形，求出合力与一个弹簧拉橡皮筋时拉力F进行比较，因此需要记录拉力F1、F2的大小和方向；（2）A、小圆环的作用是通过弹簧拉橡皮筋，不需要轻质的，只要正确确定开始位置即可，故A不需要；B、弹簧测力计是测出力的大小，所以要准确必须在测之前校零故B项需要；C、该实验采用“等效替代”法，因此两次拉橡皮筋要到同一位置，故C需要；D、用两根弹簧测力计拉动小圆环时，量弹簧夹角适当，便于做平行四边形，便于减小误差即可，并非要求两弹簧测力计相互垂直，故D不需要故不需要的步骤为：AD（3）实际测量的合力应与橡皮筋在同一条直线上，即F与橡皮筋在同一条直线上，由平行四边形定则作出的为理论值与实际值有一定的偏差，即由平行四边形定则作出的为F【思路点拨】（1）根据实验原理可知，在实验中需要记录拉力的大小和方向，以便根据两个分力的大小和方向做平行四边形（2）明确该实验的实验原理以及实验步骤，操作过程的注意事项以及产生误差原因等，如该实验采用了“等效替代”法，要求两次橡皮筋的形变大小和方向相同，拉弹簧时两力的大小可以适当大些，夹角大小合适，并非要求为直角等（3）验证力的平行四边形定则的实验原理是：理论值与实际值的对比合力的理论值使用作图法，需要记录两分力的大小和方向；实际值的测量则使用等效替代，需要测量结点O的位置及力的大小另外实际值与测量值比较方法，是在同一点作出两力的图示，比较是否近似重合通过作出力的图示来验证“力的平行四边形定则”，要明确实验原理，理解“等效替代”的含义，重点是如何准确作出力的图示【题文】14、（12分）（1）用多用电表欧姆档粗略测量某元件的电阻，选用1档，测量结果如图所示，则测得的电阻为 ；（2）为描绘该元件的UI图线.提供了如下器材：A电流表A(量程0.6 A，内阻约0.9)B电压表V(量程3 V，内阻约3k)C滑动变阻器R1(10，1.0A)D滑动变阻器R2(1000，0.1A)E电源E(电动势6V，内阻约0.1)F开关S及导线若干.实验中滑动变阻器应该选择 （填写器材序号），以保证实验过程中调节方便； 在虚线框内画出实验电路图；UIO待测元件如图中、图线，一条为元件真实的UI图线，另一条是本次实验中测得的UI图线，其中 是本次实验中测得的图线.【知识点】描绘小电珠的伏安特性曲线J4【答案解析】（1）13（2）C（或 滑动变阻器R1） 如图所示 VAS 解析：（1）：欧姆表的读数为：R=131=13；（2）：由于全电阻越小的变阻器调节越方便，所以变阻器应选；：由于元件电阻满足，所以电流表应用内接法，又变阻器采用分压式接法，电路图如图所示：根据R=可知，测量值应大于真实值，所以应是本次实验中测得的图线【思路点拨】本题（2）的关键是明确采用分压式接法时，变阻器电阻应选调节越方便的关键是明确当满足 时，电流表应用外接法做电学实验题时应明确：若要求电流从零调时，变阻器应采用分压式接法，此时应选择全电阻小的变阻器以方便调节当待测电阻满足时，电流表应用内接法四、计算题：本题共4小题，共计54分。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。有数值计算的， 答案中必须明确写出数值和单位。【题文】15、（12分）把质量是0.2kg的小球放在竖立的弹簧上，并把小球往下按至A位置，如图甲所示；迅速松手后，弹簧把小球弹起，升至最高位置C，如图丙所示；途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态，如图乙所示；已知B、A的高度差为0.1m，C、B的高度差为0.2m，弹簧的质量和空气阻力均忽略不计，取。求图甲状态时弹簧的弹性势能；求小球经过B点时的速度；【知识点】功能关系；弹性势能E6【答案解析】（1）0.6J（2）2m/s 解析： ：（1）对于弹簧和小球组成的系统，小球从AC过程，根据系统的机械能守恒得：EP=mg（hAB+hBC）=0.210（0.1+0.2）J=0.6J（2）设小球经过B点时的速度为v小球从BC过程，根据系统的机械能守恒得：mv2=mghBC，得：v= =2m/s【思路点拨】（1）小球从A运动到C位置的过程中，对于弹簧和小球组成的系统，只有重力和弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒，根据机械能守恒定律求解（2）小球从B运动到C位置的过程中，只有重力做功，其机械能守恒，即可根据机械能守恒定律求解解决本题的关键掌握机械能守恒的条件，在只有重力或弹簧弹力做功的情形下，系统机械能守恒并能通过分析受力情况，判断小球的运动情况【题文】16、（12分）如图所示，在宽度为L的两虚线区域内存在匀强电场，一质量为m，带电量为+q的滑块（可看成点电荷），从距该区域为L的绝缘水平面上以初速度v0向右运动并进入电场区域，滑块与水平面间的动摩擦因数为（1）若该区域电场为水平方向，并且用速度传感器测得滑块从出口处滑出的速度与进入该区域的速度相同，求该区域的电场强度大小与方向，以及滑块滑出该区域的速度；（2）若该区域电场为水平方向，并且用速度传感器测得滑块滑出该区域的速度等于滑块的初速度v0，求该区域的电场强度大小与方向；【知识点】匀强电场中电势差和电场强度的关系I1【答案解析】（1），水平向右（2），水平向右 解析： ：（1）滑块从出口处滑出的速度与进入该区域的速度相等，说明滑块在电场区域做匀速直线运动，由平衡条件得：qE=mg，解得：，方向水平向右，滑块进入电场前，由动能定理得：-mgL=mv2-mv02，解得：；（2）从滑块开始运动到出电场区域，由动能定理得：-mg2L+qEL=mv02-mv02，解得：，方向水平向右；【思路点拨】（1）根据题意判断滑块的运动性质，然后由平衡条件求出场强的大小与方向，由动能定理求出滑块速度（2）应用动能定理求出场强的大小与方向本题考查了动能定理的应用，对滑块正确受力分析，分析清楚滑块的运动过程、应用动能定理即可正确解题【题文】17、（15分）如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层。匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g。求： (1)导体棒与涂层间的动摩擦因数；(2)导体棒匀速运动的速度大小v； (3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q。【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；共点力平衡的条件及其应用；焦耳定律；安培力B3 L5【答案解析】 解析：（1）在绝缘涂层上，导体棒做匀速直线运动，受力平衡，则有： mgsin=mgcos解得：=tan（2）导体棒在光滑导轨上滑动时：感应电动势 E=BLv感应电流 I=安培力 F安=BIL联立得：F安=受力平衡 F安=mgsin解得：v=（3）导体棒在滑上涂层滑动时摩擦生热为 QT=mgdcos整个运动过程中，根据能量守恒定律得：3mgdsin=Q+QT+mv2解得：Q=【思路点拨】（1）研究导体棒在绝缘涂层上匀速运动过程，受力平衡，根据平衡条件即可求解动摩擦因数（2）据题导体棒在滑上涂层之前已经做匀速运动，推导出安培力与速度的关系，再由平衡条件求解速度v（3）导体棒在滑上涂层滑动时摩擦生热为QT=mgdcos，再根据能量守恒定律求解电阻产生的焦耳热Q本题实质是力学的共点力平衡与电磁感应的综合，都要求正确分析受力情况，运用平衡条件列方程，关键要正确推导出安培力与速度的关系式，分析出能量是怎样转化的【题文】18、（15分）如图所示，在xoy平面内y轴与MN边界之间有沿x轴负方向的匀强电场，y轴左侧和MN边界右侧的空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小相等的匀强磁场，MN边界与y轴平行且间距保持不变一质量为m、电荷量为-q的粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴负方向射入磁场，每次经过磁场的时间均为t0，粒子重力不计(1)求磁感应强度的大小B (2)若t=5t0时粒子回到原点O，求电场区域的宽度d和此时的电场强度E0 (3)若带电粒子能够回到原点0，则电场强度E应满足什么条件? 【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动I3 I7 K2【答案解析】；，； 解析：粒子在磁场中做圆周运动的周期粒子每次经过磁场的时间为半个周期，则T2t0解得粒子t5t0时回到原点，轨迹如图所示，由几何关系有r22r1由向心力公式有电场宽度解得又解得如图所示，由几何关系可知，要使粒子经过原点，则应满足（n1,2,3）由向心力公式有解得根据动能定理有解得【思路点拨】（1）根据周期和运动时间的关系解得磁感应强度；（2）画出运动轨迹图，根据几何知识和洛伦兹力充当向心力解答（3）画出运动轨迹图，根据几何知识和洛伦兹力充当向心力以及动能定理解答.本题主要考查了带电粒子在混合场中运动的问题，要求同学们能正确分析粒子的受力情况，再通过受力情况分析粒子的运动情况，画出运动轨迹图，根据几何知识及圆周运动基本公式解答，难度适中