2018年湖北省黄冈中学高考物理三模试卷(4)

7．（6.00分）我国正在建设的风洞模拟速度可达每秒12公里。如图所示，在竖直风洞中固定杆AB和BC，AD为圆形风洞的直径，杆AB和BC处于同一竖直平面。杆AB长1m，与水平方向夹角θ=53°．杆BC长10m，与水平方向夹角α=37°．穿在杆上质量m=1Kg的小物块由A点静止释放，受竖直向上的恒定风力F=35N．小物块与杆AB和BC间的动摩擦因数均为0.8，小物块经过B点时无能量损失，设AD所在水平面为零势能面，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列关于小物块在杆上运动过程中的说法正确的是（ ）

A．小物块在杆AB上运动时的加速度大小为8m/s2 B．小物块在运动过程中机械能的最大值为56 J C．小物块在杆BC上运动过程中机械能不断减小 D．小物块在运动过程中与杆因摩擦产生的热量为140 J

【分析】分析小物块在杆AB上的受力情况，由牛顿第二定律求加速度的大小。风力一直做正功，小物块的机械能一直增大，达到C点机械能最大，根据牛顿第二定律和运动学公式结合求出物块到达C点的速度，再由机械能的概念求机械能的最大值。因摩擦产生的热量等于克服摩擦力做功，由功能关系求因摩擦产生的热量。

【解答】解：A、在AB杆上受力分析，如图，由牛顿第二定律得： 垂直于杆方向有 Fcos53°=Gcos53°+N1 平行于杆方向有 Fsin53°﹣f1﹣mgsin53°=ma1 又 f1=μN1

联立解得 a1=8m/s2，故A正确；

BC、在BC杆上受力分析，由牛顿第二定律得： 垂直于杆方向有 Fcos37°=Gcos37°+N2 平行于杆方向有 Fsin37°﹣f2﹣mgsin37°=ma2 又 f2=μN2

第16页（共30页）

解得 a2=3m/s2

说明小物体已知做加速运动，机械能不断增大，达到C点机械能最大，根据运动学知识知AB段末速度为 v1=机械能E=mgh

，C点速度为v2=

，

，联立解得 E=106J，故BC错误；

D、因摩擦产生的热量等于克服摩擦力做功 Q=f1xAB+f2xBC，联立解得 Q=212J，故D错误。 故选：A。

【点评】解决本题的关键是正确分析受力，运用正交分解法，由牛顿第二定律求加速度。还要掌握功能关系，明确摩擦产生的热量与相对位移有关。

8．（6.00分）如图甲所示，AB、CD是间距为l=1m的足够长的光滑平行金属导轨，导轨平面与水平面夹角为α，在虚线下方的导轨平面内存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，导轨电阻不计，长为1m的导体棒ab垂直AB、CD放置在导轨上，导体棒电阻R=1Ω；AB、CD右侧连接一电路，已知灯泡L的规格是“3V 3W”，定值电阻R1=10Ω，R2=15Ω．在t=0时，将导体棒ab从某一高度由静止释放，导体棒的速度﹣时间图象如图乙所示，其中OP段是直线，PM段是曲线。若导体棒沿导轨下滑12.5m时，导体棒达到最大速度，并且此时灯泡L已正常发光，假设灯泡的电阻恒定不变，重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是（ ）

A．α=30°

第17页（共30页）

B．匀强磁场的磁感应强度大小B0为2 T C．导体棒的质量为0.2kg

D．从导体棒静止释放至速度达到最大的过程中，通过电阻R1的电荷量为l C 【分析】在0﹣1s内ab棒未进入磁场，做初速度为零的匀加速直线运动，由v﹣t图象的斜率等于加速度，求出加速度。再根据牛顿第二定律可求得斜面倾角α；导体棒达到最大速度时做匀速直线运动，此时灯泡L已正常发光，其电压和功率达到额定值，由P=UI求出灯泡L的电流，由闭合电路欧姆定律求得导体棒产生的感应电动势E，再由E=Blv求出磁感应强度大小。导体棒做匀速直线运动时，受力平衡，由牛顿第二定律和安培力与速度的关系式结合可求出导体棒的质量。根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流的定义式结合能求出通过灯泡的电荷量，从而根据并联电路的特点求出通过电阻LR1的电荷量。

【解答】解：A、由图知，0﹣1s内ab棒做匀加速直线运动，加速度为： a===5m/s2

根据牛顿第二定律有： mgsin=ma 解得 sinα=0.5，

代入数据得：α=30°，故A正确。

B、导体棒达到最大速度时，灯泡L已正常发光，通过灯泡L的电流为： I===1A

导体棒产生的感应电动势为： E=U+I（R+

）=3+1×（1+

）=10V

由图读出导体棒的最大速度为： vm=10m/s

根据E=B0lvm解得：B0=1T，故B错误。

C、ab棒做匀速直线运动时，根据平衡条件有：mgsinα=F安 又 F安=BIl，联立解得 m=2kg，故C错误。 D、0﹣1s内ab棒的位移为：x1=

=

=2.5m

第18页（共30页）

从导体棒静止释放至速度达到最大的过程中，导体棒ab通过的位移为：x2=s﹣x1=12.5m﹣2.5m=10m 灯泡L的电阻为：RL=

=

Ω=3Ω

=3+1+

=10Ω

电路的总电阻为：R总=RL+R+

通过灯泡L的电荷量为：q=t=====1C

根据并联电路的特点知，通过电阻R1和R2的电流之比为：

==

由q=It，t相同，则得通过电阻R1和R2的电荷量之比为 所以通过电阻R1的电荷量为：q1=q=0.6C，故D错误。 故选：A。

==

【点评】本题是电磁感应与力学知识的综合，一方面要理解速度图象斜率的物理意义，知道斜率等于加速度，运用牛顿第二定律求解斜面倾角的正弦值；另一方面抓住安培力既与电磁感应有联系，又与力学知识有联系，熟练推导出安培力与速度的关系，由平衡条件和动力学方程进行解答。

二、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分．

9．（6.00分）某同学利用如图所示的装置探究功与速度变化的关系。

（ⅰ）小物块在橡皮筋的作用下弹出，沿水平桌面滑行，之后平抛落至水平地面上，落点记为M1；

（ⅱ）在钉子上分别套上2条、3条、4条…同样的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致，重复步骤（ⅰ），小物块落点分别记为M2、M3、M4…； （ⅲ）测量相关数据，进行数据处理。

（1）为求出小物块抛出时的动能，需要测量下列物理量中的 ADE （填正确答案标号）。 A．小物块的质量m B．橡皮筋的原长x

第19页（共30页）

C．橡皮筋的伸长量△x D．桌面到地面的高度h

E．小物块抛出点到落地点的水平距离L

（2）将几次实验中橡皮筋对小物块做功分别记为W1、W2、W3、…，小物块抛出点到落地点的水平距离分别记为L1、L2、L3、…．若功与速度的平方成正比，则应以W为纵坐标、 L2 为横坐标作图，才能得到一条直线。

（3）由于小物块与桌面之间的摩擦不能忽略，则由此引起的误差属于 系统误差 （填“偶然误差”或“系统误差”）。

【分析】小球离开桌面后做平抛运动，根据桌面到地面的高度，可计算出平抛运动的时间，再根据小物块抛出点到落地点的水平距离，可计算出小球离开桌面时的速度，再知道小球的质量，就可以计算出小球的动能。根据h=可得

，和L=v0t，

，因为功与速度的平方成正比，所以功与L2正比。

【解答】解：（1）小球离开桌面后做平抛运动，根据桌面到地面的高度h=，

可计算出平抛运动的时间，再根据小物块抛出点到落地点的水平距离L=v0t，可计算出小球离开桌面时的速度，根据动能的表达式的质量。

故ADE正确、BC错误。 故选：ADE。 （2）根据h=

，和L=v0t，可得

，因为功与速度的平方

，还需要知道小球

成正比，所以功与L2正比，故应以W为纵坐标、L2为横坐标作图，才能得到一条直线。

（3）一般来说，从多次测量揭示出的实验误差称为偶然误差，不能从多次测量

第20页（共30页）

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库2018年湖北省黄冈中学高考物理三模试卷(4)在线全文阅读。