2015上海高三一模物理计算题1.doc

2015高三一模计算题
闸北30.(10分)如图,竖直绝缘墙上固定一带电小球A,将质量为m的带电小球B用轻质绝缘丝线悬挂在A的正上方C处。图中AC=BC=h,初始时丝线BC静止在与竖直方向夹角q=37°的位置,改变B的带电量使丝线BC静止在与竖直方向夹角为53°的位置。已知重力加速度为g。求:
(1)B球的重力势能变化量;
(2)B球初、末带电量之比。
A
B
31.(12分)如图为一张夜间高楼A上某层楼窗口违章水平燃放焰火的照片(已经网格化)。照片曝光时间(光线进入相机镜头时间),图中B是拍摄到的一颗焰火将要落地时形成的光带。,每层楼高3m,重力加速度为10m/s2。求:
(1)根据图片估算焰火将要落地时的速度大小和方向;
(2)某执法部门根据图片将B光带反向延长,延长线与楼的交点处就是违章放焰火的楼层。请问用这种方法搜寻嫌疑人是否科学?如果可行,请估算是第几层楼;如果不可行,请说明理由,并估算是第几层楼。
32.(14分)如图,水平放置的两条平行金属导轨MN和PQ上(导轨电阻不计),静止放着两条与导轨垂直的滑杆ab和cd,导轨间距为l,两滑杆距离为d。两滑杆的质量都是m,与导轨的动摩擦因数均为m,两滑杆电阻均为R。空间有一匀强磁场垂直轨道平面向上,磁感应强度B=B0+kt(k>0)。已知重力加速度为g。求:
(1)t=0时刻回路中产生的感应电流大小及方向;
(2)经过多少时间,两滑杆开始滑动;
(3)从t=0至两滑杆开始滑动,整个系统产生的总热量。
33.(14分)如图,一轻杆两端各固定一个小球A、B,,可绕水平固定转轴O点在竖直平面内转动。A到O点距离l1=20cm,B到O点距离l2=40cm。O点下方有一个水平向左、大小E=104N/C的匀强电场, B球电荷量q=5×10-5C,A球不带电
。重力加速度g=10m/s2。求:
(1)系统力矩平衡时,轻杆与竖直方向的夹角a;
(2)系统在什么位置静止释放能使系统在力矩平衡位置获得的总动能最大,以及最大总动能的值;
(3)将轻杆转至水平静止释放,通过讨论和计算说明系统能否在竖直平面内连续转动。
30. (10分)
(1) (2分)
; (2分,写负号扣1分)
(2), (1分)
, (1分)
设A球带电量为Q,A、B球之间的距离为r,
则q=37°时,根据相似三角形可得:,(1分)
则q=53°时,根据相似三角形可得:,(1分)
则:。(2分)
31.(12分)
(1)m=m(=), (1分)
m/s(=), (2分)
,斜向下与水平成arctan3();(1分)
(2)不科学。(2分)
焰火在空中为平抛运动,轨迹为一条曲线,不是直线,不能反向延长求交点。(1分)
光带在竖直方向的平均速度m/s=,即光带中间时刻的瞬时速度, (2分)
,,可得:焰火从发射点至该点的时间s=,
所以焰火从发射点至光带上端所需时间:s=,,
,h总=,(2分)
,所以估算在10楼发射焰火。(1分)
说明:第二小问可以有不同估算方法得到10楼这一结论,合理都可给分
32. (14分)
(1), (2分)
,方向:abcda; (2分,电流1分,方向1分)
(2)当F安=μmg时,滑杆开始运动, (1分)
, (2分)
; (2分)
(3)。(公式3分,答案2分)
33. (14分)
(1)力矩平衡:, (2分)
; (2分)
(2)B球在上、A球在下,杆在竖直位置静止释放,顺时针转动到力矩平衡处总动能最大(B球受到的电场力做功最大且系统重力做功最大), (2分)
,(2分)
J=; (1分)
(3)讨论:
、B球在右,轻杆静止释放,转到A球在最低点、B球在最高点时系统动能减为零:; (2分)
、A球在右,轻杆静止释放,转到B球在O点右下方、设轻杆与竖直方向夹角为β时系统动能减为零:
, (1分)
可得:
则:(=); (1分,或说明β值存在)
综上所述,系统不能在竖直平面内连续转动。(1分)
嘉定A
C
B
h
α
β
30、(10分)如图所示,用光滑材料制成高h=、倾角分别为α=30°和β=53°的两个斜面AB、AC,固定在光滑水平面上。