2015年四川省高考物理试卷.doc

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1、第 1 页（共 22 页）2015 年四川省高考物理试卷年四川省高考物理试卷一、选择题：每题一、选择题：每题 6 分，每题给出的四个选项中，有的只有一个选项，有的有分，每题给出的四个选项中，有的只有一个选项，有的有多个选项符合题目要求，全部选地的得多个选项符合题目要求，全部选地的得 6 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 3 分，有选错和分，有选错和不选的得不选的得 0 分分1 （6 分）在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小（ ）A一样大 B水平抛出的最大C斜向上抛的最大 D斜向下抛的最大2 （6 分）平静湖面传播着

2、一列水面波（横波） ，在波的传播方向上有相距 3m的甲、乙两个小木块随波上下运动，测得两个小木块每分钟都上下 30 次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰这列水面波（ ）A频率是 30HzB波长是 3mC波速是 1m/sD周期是 0.1s3 （6 分）直线 P1P2过均匀玻璃球球心 O，细光束 a、b 平行且关于 P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图a、b 光相比（ ）A玻璃对 a 光的折射率较大B玻璃对 a 光的临界角较小Cb 光在玻璃中的传播速度较小Db 光在玻璃中的传播时间较短4 （6 分）小型手摇发电机线圈共 N 匝，每匝可简化为矩形线圈 abcd，磁极间的磁场视为匀强磁

3、场，方向垂直于线圈中心轴 OO，线圈绕 OO匀速转动，如图所示，矩形线圈 ab 边和 cd 边产生的感应电动势的最大值都为 e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压（ ）第 2 页（共 22 页）A峰值是 e0B峰值是 2e0C有效值是e0D有效值是Ne05 （6 分）登上火星是人类的梦想， “嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于 2020年登陆火星地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响，根据如表，火星和地球相比（ ）行星半径/m质量/kg轨道半径/m地球6.41066.010241.51011火星3.41066.410232.31011A火星的公转周期较小B火星做圆周运动的加速度较小C火

4、星表面的重力加速度较大D火星的第一宇宙速度较大6 （6 分）如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定、圆心是 O，最低点是 P，直径MN 水平，a、b 是两个完全相同的带正电小球（视为点电荷） ，b 固定在 M 点，a 从 N 点静止释放，沿半圆槽运动经过 P 点到达某点 Q（图中未画出）时速度为零则小球 a（ ）A从 N 到 Q 的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小B从 N 到 P 的过程中，速率先增大后减小C从 N 到 Q 的过程中，电势能一直增加D从 P 到 Q 的过程中，动能减少量小于电势能增加量7 （6 分）如图所示，S 处有一电子源，可向纸面内任意方向发射电子，平板MN 垂直于纸面，在

5、纸面内的长度 L=9.1cm，中点 O 与 S 间的距离第 3 页（共 22 页）d=4.55cm，MN 与 SO 直线的夹角为 ，板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度 B=2.0104T电子质量m=9.11031kg，电量 e=1.61019C，不计电子重力电子源发射速度v=1.6106m/s 的一个电子，该电子打在板上可能位置的区域的长度为 l，则（ ）A=90时，l=9.1cmB=60时，l=9.1cmC=45时，l=4.55cmD=30时，l=4.55cm二、非选择题：（共二、非选择题：（共 68 分）分）8 （6 分）某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关

6、系”时，安装好实验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂 1 个钩码，静止时弹簧长度为 l1，如图 1 所示，图 2 是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺（最小分度是 1 毫米）上位置的放大图，示数 l1= cm在弹簧下端分别挂 2 个、3 个、4 个、5个相同钩码，静止时弹簧长度分别是 l2、l3、l4、l5，已知每个钩码质量是 50g，挂 2 个钩码时，弹簧弹力 F2= N（当地重力加速度 g=9.8m/s2） 要得到弹簧伸长量 x，还需要测量的是 作出 Fx 曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系第 4 页（共 22 页）9 （11 分）用实验测一电池的内阻 r 和一待测电阻的阻值

7、Rx，已知电池的电动势约 6V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧可选用的实验器材有：电流表 A1（量程 030mA） ；电流表 A2（量程 0100mA） ；电压表 V（量程 06V） ；滑动变阻器 R1（阻值 05）滑动变阻器 R2（阻值 0300） ；开关 S 一个，导线若干条某同学的实验过程如下：设计如图 1 所示的电路图，正确连接电路将 R 的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小 R 的阻值，测出多组 U 和 I 的值，并记录以 U 为纵轴I 为横轴得到如图 2 所示的图线断开开关，将 Rx改接在 B、C 之间A 与 B 直接相连，其他部分保持不变重复的步骤，得到另一条 UI 图线，图线与

8、横轴 I 的交点坐标为（I0，0） ，与纵轴 U 的交点坐标为（0，U0） 回答下列问题：电流表应选用 ，滑动变阻器应选用 由图 2 的图线，得电源内阻 r= ；用 I0、U0和 r 表示待测电阻的关系式 Rx= ，代入数值可得 Rx；若电表为理想电表，Rx接在 B、C 之间与接在 A、B 之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围 第 5 页（共 22 页），电压表示数变化范围 （选填“相同”或“不同”）10 （15 分）严重的雾霾天气，对国计民生已造成了严重的影响，汽车尾气是形成雾霾的首要污染源， “铁腕治污”已成为国家的工作重点地铁列车可实现零排

9、放、大力发展地铁，可以大大减少燃油公交车的使用，减少汽车尾气排放若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动 20s 达最高速度 72km/h，再匀速运动 80s，接着匀减速运动 15s 到达乙站停住，设列车在匀加速运动阶段牵引力为 1106N，匀速运动阶段牵引力的功率为 6103kW，忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功（1）求甲站到乙站的距离；（2）如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同，求公交车排放气态污染物的质量 （燃油公交车每做 1 焦耳功排放气态污染物3106克）11 （17 分）如图所示，粗糙、绝缘的直轨道 OB 固定在水平桌面上，B 端与桌面边缘对

10、齐，A 是轨道上一点，过 A 点并垂直于轨道的竖直面右侧有大小E=1.5106N/C，方向水平向右的匀强电场带负电的小物体 P 电荷量是2.0106C质量 m=0.25kg，与轨道间动摩擦因数 =0.4P 从 O 点由静止开始向右运动，经过 0.55s 到达 A 点到达 B 点时速度是 5m/s，到达空间 D 点时的速度与竖直方向的夹角为 ，且 tan=1.2P 在整个运动过程中始终受到水平向右的某外力 F 作用F 大小与 P 的速率 v 的关系如表所示P 视为质点，电荷量保持不变，忽略空气阻力，取 g=10m/s2求：v（ms1）0v22v5v5F/N263（1）小物体 P 从开始运动至速率

11、为 2m/s 所用的时间；（2）小物体 P 从 A 运动至 D 的过程，电场力做的功12 （19 分）如图所示，金属导轨 MNC 和 PQD，MN 与 PQ 平行且间距为 L，所第 6 页（共 22 页）在平面与水平面夹角为 ，N、Q 连线与 MN 垂直，M、P 间接有阻值为 R 的电阻；光滑直导轨 NC 和 QD 在同一水平面内，与 NQ 的夹角都为锐角 均匀金属棒 ab 和 ef 质量均为 m，长均为 L，ab 棒初始位置在水平导轨上与 NQ 重合；ef 棒垂直放在倾斜导轨上，与导轨间的动摩擦因数为 （ 较小） ，由导轨上的小立柱 1 和 2 阻挡而静止。空间有方向竖直的匀强磁场（图中未画

12、出） 。两金属棒与导轨保持良好接触。不计所有导轨和 ab 棒的电阻，ef 棒的阻值为 R，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，忽略感应电流产生的磁场，重力加速度为g。（1）若磁感应强度大小为 B，给 ab 棒一个垂直于 NQ、水平向右的速度 v1，在水平导轨上沿运动方向滑行一段距离后停止，ef 棒始终静止，求此过程 ef 棒上产生的热量；（2）在（1）问过程中，ab 棒滑行距离为 d，求通过 ab 棒某横截面的电量；（3）若 ab 棒以垂直于 NQ 的速度 v2在水平导轨上向右匀速运动，并在 NQ 位置时取走小立柱 1 和 2，且运动过程中 ef 棒始终静止。求此状态下最强磁场的磁感应强度及此磁

13、场下 ab 棒运动的最大距离。第 7 页（共 22 页）2015 年四川省高考物理试卷年四川省高考物理试卷参考答案与试题解析参考答案与试题解析一、选择题：每题一、选择题：每题 6 分，每题给出的四个选项中，有的只有一个选项，有的有分，每题给出的四个选项中，有的只有一个选项，有的有多个选项符合题目要求，全部选地的得多个选项符合题目要求，全部选地的得 6 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 3 分，有选错和分，有选错和不选的得不选的得 0 分分1 （6 分）在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小（ ）A一样大 B水平抛出的

14、最大C斜向上抛的最大 D斜向下抛的最大【分析】不计空气阻力，物体的机械能守恒，分析三个球的运动情况，由机械能守恒可以判断落地的速度。【解答】解：由于不计空气的阻力，所以三个球的机械能守恒，由于它们的初速度的大小相同，又是从同一个位置抛出的，最后又都落在了地面上，所以它们的初末的位置高度差相同，初动能也相同，由机械能守恒可知，末动能也相同，所以末速度的大小相同。故选：A。【点评】本题是机械能守恒的直接应用，比较简单，也可以直接用动能定理求解。2 （6 分）平静湖面传播着一列水面波（横波） ，在波的传播方向上有相距 3m的甲、乙两个小木块随波上下运动，测得两个小木块每分钟都上下 30 次，甲在波谷

15、时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰这列水面波（ ）A频率是 30HzB波长是 3mC波速是 1m/sD周期是 0.1s【分析】由题可知，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰，说明两木块平衡位置间的距离等于 1.5 波长，即可求出波长，由小木块每分钟振动30 次，求出每秒振动的次数即为频率，再由波速公式 v=f 求波速【解答】解：据题意：甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰，则1.5=3m第 8 页（共 22 页）得：=2m。由小木块每分钟振动 30 次，则得木块振动的频率 f=Hz=0.5Hz，故波速为：v=f=20.5m/s=1m/s。周期为 T=2s故选：C。【点评】解决

16、本题的关键要理解波长和频率的含义，得到波长和频率，记住波速公式 v=f，再进行求解3 （6 分）直线 P1P2过均匀玻璃球球心 O，细光束 a、b 平行且关于 P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图a、b 光相比（ ）A玻璃对 a 光的折射率较大B玻璃对 a 光的临界角较小Cb 光在玻璃中的传播速度较小Db 光在玻璃中的传播时间较短【分析】根据光的偏折程度分析折射率的大小，由 sinC=分析临界角的大小由 v=分析光在玻璃中的传播速度大小，由 t=分析光在玻璃中的传播时间关系【解答】解：A、由图知，光线通过玻璃砖后，b 光的偏折角大，则玻璃对 b 光的折射率较大，故 A 错误。B、玻璃对 a

17、 光的折射率较小，由 sinC=分析知，玻璃对 a 光的临界角较大。故 B 错误。C、由 v=分析知，b 光在玻璃中的传播速度较小，故 C 正确。D、b 光在玻璃砖通过的路程较大，传播速度较小，由 t=分析知 b 光在玻璃中的传播时间较长。故 D 错误。故选：C。第 9 页（共 22 页）【点评】解决本题的关键要明确折射率越大，光的偏折角越大，判断出折射率关系，再分析其他量之间的关系4 （6 分）小型手摇发电机线圈共 N 匝，每匝可简化为矩形线圈 abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴 OO，线圈绕 OO匀速转动，如图所示，矩形线圈 ab 边和 cd 边产生的感应电动势的最大

18、值都为 e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压（ ）A峰值是 e0B峰值是 2e0C有效值是e0D有效值是Ne0【分析】根据矩形线圈 ab 边和 cd 边产生的感应电动势求出整个矩形线圈产生的感应电动势的最大值；根据正弦交变电压电动势最大值与有效值的关系求解发电机输出电压【解答】解：矩形线圈 ab 边和 cd 边产生的感应电动势的最大值都为 e0，所以矩形线圈产生的感应电动势的最大是 2Ne0，根据正弦交变电压电动势最大值与有效值的关系得发电机输出电压有效值 U=Ne0，故选：D。【点评】本题考查了交流电产生的原理和最大值、有效值的关系，知道整个矩形线圈产生的感应电动势是 ab 边和 cd 边产

19、生的感应电动势之和5 （6 分）登上火星是人类的梦想， “嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于 2020年登陆火星地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响，根据如表，火星和地球相比（ ）行星半径/m质量/kg轨道半径/m第 10 页（共 22 页）地球6.41066.010241.51011火星3.41066.410232.31011A火星的公转周期较小B火星做圆周运动的加速度较小C火星表面的重力加速度较大D火星的第一宇宙速度较大【分析】根据开普勒第三定律分析公转周期的关系由万有引力定律和牛顿第二定律结合分析加速度的关系根据万有引力等于重力，分析星球表面重力加速度的关系由 v=分析第一宇

20、宙速度关系【解答】解：A、由表格数据知，火星的轨道半径比地球的大，根据开普勒第三定律知，火星的公转周期较大，故 A 错误。B、对于任一行星，设太阳的质量为 M，行星的轨道半径为 r。根据 G=ma，得加速度 a=，则知火星做圆周运动的加速度较小，故 B 正确。C、在行星表面，由 G=mg，得 g=由表格数据知，火星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比为 =1故火星表面的重力加速度较小，故 C 错误。D、设行星的第一宇宙速度为 v。则 G=m，得 v=代入可得火星的第一宇宙速度较小。故 D 错误。故选：B。【点评】对于行星绕太阳运动的类型，与卫星类型相似，关键要建立运动模型，掌握万有引力等

21、于向心力与万有引力等于重力两条基本思路6 （6 分）如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定、圆心是 O，最低点是 P，直径第 11 页（共 22 页）MN 水平，a、b 是两个完全相同的带正电小球（视为点电荷） ，b 固定在 M 点，a 从 N 点静止释放，沿半圆槽运动经过 P 点到达某点 Q（图中未画出）时速度为零则小球 a（ ）A从 N 到 Q 的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小B从 N 到 P 的过程中，速率先增大后减小C从 N 到 Q 的过程中，电势能一直增加D从 P 到 Q 的过程中，动能减少量小于电势能增加量【分析】分析库仑力及重力的合力，根据功的公式明确合力做功情况；再根据重力做

22、功和电场力做功的特点与势能的关系分析电势能的变化【解答】解：A、a 由 N 到 Q 的过程中，重力竖直向下，而库仑力一直沿二者的连线方向，则可知，重力与库仑力的夹角一直减小，同时库仑力在增大；故合力一直在增大；故 A 错误；B、在整个过程中合力先与运动方向的夹角均为锐角，合力做正功；而后一过程中合力与运动方向夹角为钝角，合力做负功；故从 N 到 P 的过程中，速率先增大后减小；故 B 正确；C、由于在下降过程中，库仑力一直与运动方向夹角大于 90 度，故库仑力一直做负功；电势能一直增加；故 C 正确；D、从 P 到 Q 的过程中，由动能定理可知，mghWE=0mv2；故动能的减小量等于重力势能

23、增加量和电势能的增加量；故 D 错误；故选：BC。【点评】本题考查功能关系，要注意明确电场力和重力具有相同的性质，即重力做功量度重力势能的改变量；而电场力做功量度电势能的改变量7 （6 分）如图所示，S 处有一电子源，可向纸面内任意方向发射电子，平板MN 垂直于纸面，在纸面内的长度 L=9.1cm，中点 O 与 S 间的距离d=4.55cm，MN 与 SO 直线的夹角为 ，板所在平面有电子源的一侧区域有方向第 12 页（共 22 页）垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度 B=2.0104T电子质量m=9.11031kg，电量 e=1.61019C，不计电子重力电子源发射速度v=1.6106m/

24、s 的一个电子，该电子打在板上可能位置的区域的长度为 l，则（ ）A=90时，l=9.1cmB=60时，l=9.1cmC=45时，l=4.55cmD=30时，l=4.55cm【分析】由洛仑兹力充当向心力可求得粒子运动半径，再由几何关系可知，电子运动的范围，由几何关系即可求出电子打在板上可能位置的区域的长度【解答】解：由洛仑兹力充当向心力可得；Bqv=m解得：R=0.0455m=4.55cm；恰好有：r=d=，由于电子源 S 可向纸面内任意方向发射电子，因此电子的运动的轨迹将是过 S 点的一系列半径为 r 的等大圆，能够打到板 MN 上的区域范围如下图所示，实线SN 表示电子刚好经过板 N 端时

25、的轨迹，实线 SA 表示电子轨迹刚好与板相切于A 点时的轨迹，因此电子打在板上可能位置的区域的长度为：l=NA，又由题设选项可知，MN 与 SO 直线的夹角 不定，但要使电子轨迹与 MN 板相切，根据图中几何关系可知，此时电子的轨迹圆心一定落在与 MN 距离为 r 的平行线上，如下图所示，当 l=4.55cm 时，即 A 点与板 O 点重合；作出电子轨迹如下图中虚线 S1A1所示；由图中几何关系可知，此时 S2O 与 MN 的夹角为 30，故 C 正确 D 错误；当 l=9.1cm 时，即 A 点与板 M 端重合，作出电子轨迹如下图中实线 S2A2所示；由图中几何关系可知，此时 S2O 与 M

26、N 的夹角为 90，故 A 正确 B 错误。第 13 页（共 22 页）故选：ACD。【点评】本题考查带电粒子充当向心力的运动规律，解题的关键问题在于明确粒子运动的圆心和半径，进而明确所有粒子可能出现的空间二、非选择题：（共二、非选择题：（共 68 分）分）8 （6 分）某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，安装好实验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂 1 个钩码，静止时弹簧长度为 l1，如图 1 所示，图 2 是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺（最小分度是 1 毫米）上位置的放大图，示数 l1= 25.85 cm在弹簧下端分别挂 2 个、3 个、4 个、5 个相同钩码，静止

27、时弹簧长度分别是 l2、l3、l4、l5，已知每个钩码质量是50g，挂 2 个钩码时，弹簧弹力 F2= 0.98 N（当地重力加速度 g=9.8m/s2） 要得到弹簧伸长量 x，还需要测量的是 弹簧原长 作出 Fx 曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系【分析】根据刻度尺的读数方法可得出对应的读数，由 G=mg 可求得所挂钩码的重力，即可得出弹簧的拉力；由实验原理明确需要的物理量【解答】解：由 mm 刻度尺的读数方法可知图 2 中的读数为：25.85cm；挂 2 个钩码时，重力为：G=2mg=20.059.8=0.98N；由平衡关系可知，弹簧第 14 页（共 22 页）的拉力为 0.98N；本实验中

28、需要是弹簧的形变量，故还应测量弹簧的原长；故答案为：25.85；0.98；弹簧原长【点评】本题考查探究弹簧的弹力与弹簧伸长量之间的关系，要注意明确实验原理，同时注意掌握相应仪器的测量方法9 （11 分）用实验测一电池的内阻 r 和一待测电阻的阻值 Rx，已知电池的电动势约 6V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧可选用的实验器材有：电流表 A1（量程 030mA） ；电流表 A2（量程 0100mA） ；电压表 V（量程 06V） ；滑动变阻器 R1（阻值 05）滑动变阻器 R2（阻值 0300） ；开关 S 一个，导线若干条某同学的实验过程如下：设计如图 1 所示的电路图，正确连接电路将 R

29、的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小 R 的阻值，测出多组 U 和 I 的值，并记录以 U 为纵轴I 为横轴得到如图 2 所示的图线断开开关，将 Rx改接在 B、C 之间A 与 B 直接相连，其他部分保持不变重复的步骤，得到另一条 UI 图线，图线与横轴 I 的交点坐标为（I0，0） ，与纵轴 U 的交点坐标为（0，U0） 第 15 页（共 22 页）回答下列问题：电流表应选用 A2 ，滑动变阻器应选用 R2 由图 2 的图线，得电源内阻 r= 25 ；用 I0、U0和 r 表示待测电阻的关系式 Rx= r ，代入数值可得 Rx；若电表为理想电表，Rx接在 B、C 之间与接在 A、B 之间，滑动

30、变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围 相同 ，电压表示数变化范围 不同 （选填“相同”或“不同”）【分析】根据题目中给出的电源及待测电阻的大约阻值，略算对应的电流，则可明确电流表及滑动变阻器应选择的仪器；由图象的性质及闭合电路欧姆定律可得出电源内阻；根据电路结构，利用闭合电路欧姆定律可得出对应的表达式；根据闭合电路欧姆定律及电表的使用方法可明确两表的示数变化范围是否相同【解答】解：由题意可知，电动势为 6V，而电阻约为数十欧姆，为了保证实验的安全，电流表应选择 A2；由电路图可知，滑动变阻器起调节电流的作用，5 的电阻小于待测电阻较多，故只能选择 R2；图

31、象的斜率表示电源的内阻，则可知，内阻为：r=25；接 Rx改接在 B、C 之间，由题意可知，等效内阻为：R0+r=；解得：RX=r；由于在调节滑动变阻器时，闭合电路中电阻不变，故电流表的变化范围相同；而由于电压表测量的是路端电压，由于等效内电阻不同，故电压表的变化范围不同；故答案为：A2；R2；25；r；相同；不同【点评】本题考查测量电源内阻及电阻的实验，关键在于明确电路结构，认清实验方法及步骤；再由欧姆定律或闭合电路欧姆定律进行分析求解第 16 页（共 22 页）10 （15 分）严重的雾霾天气，对国计民生已造成了严重的影响，汽车尾气是形成雾霾的首要污染源， “铁腕治污”已成为国家的工作重点

32、地铁列车可实现零排放、大力发展地铁，可以大大减少燃油公交车的使用，减少汽车尾气排放若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动 20s 达最高速度 72km/h，再匀速运动 80s，接着匀减速运动 15s 到达乙站停住，设列车在匀加速运动阶段牵引力为 1106N，匀速运动阶段牵引力的功率为 6103kW，忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功（1）求甲站到乙站的距离；（2）如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同，求公交车排放气态污染物的质量 （燃油公交车每做 1 焦耳功排放气态污染物3106克）【分析】 （1）根据匀变速直线运动平均速度的推论求出匀加速和匀减速运动的

33、位移，结合匀速运动的位移，求出总位移的大小（2）分别由功的计算公式：W=FS 和 W=Pt 求出牵引力对列车做的功，结合燃油公交车每做 1 焦耳功排放气态污染物 3106克即可求解【解答】解：（1）72km/h=20m/s，匀加速直线运动的位移为：m匀速直线运动的位移为：x2=vt2=2080m=1600m匀减速直线运动的位移为：m则总位移为：x=x1+x2+x3=200+1600+150m=1950m（2）设列车在第一阶段的牵引力为 F，所做的功为 W1，在第二阶段牵引力的功率为 P，所做的功为 W2，设燃油公交车从甲站到乙站做相同的功 W，排放的污染物的质量为 M，则：W1=Fx1；W2=

34、Pt2W=W1+W2M=W（3109kgJ1）第 17 页（共 22 页）联立以上公式，代入数据得：M=2.04kg答：（1）甲站到乙站的距离是 1950m；（2）如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同，公交车排放气态污染物的质量是 2.04kg【点评】该题结合机车的功与功率的问题考查匀变速直线运动的综合应用，解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度时间公式，并能灵活运用，基础题11 （17 分）如图所示，粗糙、绝缘的直轨道 OB 固定在水平桌面上，B 端与桌面边缘对齐，A 是轨道上一点，过 A 点并垂直于轨道的竖直面右侧有大小E=1.5106N/C，方向水平向右的匀强电

35、场带负电的小物体 P 电荷量是2.0106C质量 m=0.25kg，与轨道间动摩擦因数 =0.4P 从 O 点由静止开始向右运动，经过 0.55s 到达 A 点到达 B 点时速度是 5m/s，到达空间 D 点时的速度与竖直方向的夹角为 ，且 tan=1.2P 在整个运动过程中始终受到水平向右的某外力 F 作用F 大小与 P 的速率 v 的关系如表所示P 视为质点，电荷量保持不变，忽略空气阻力，取 g=10m/s2求：v（ms1）0v22v5v5F/N263（1）小物体 P 从开始运动至速率为 2m/s 所用的时间；（2）小物体 P 从 A 运动至 D 的过程，电场力做的功【分析】 （1）小物体

36、 P 做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律计算加速度的大小，根据速度公式计算受到的大小；（2）根据物体的运动的不同的过程，逐项计算受到和位移的大小，在利用功的公式来计算电场力做的功；【解答】解：（1）小物体 P 的速率从 0 至 2m/s，受外力 F1=2N，设其做匀变速直线运动的加速度为 a1，经过时间t1，则F1mg=ma1第 18 页（共 22 页）v1=a1t 由式代入数据得t1=0.5s （2）小物体 P 从 2m/s 运动至 A 点，受外力 F2=6N，设其做匀变速直线运动的加速度为 a2，则F2mg=ma2设小物体 P 从速度 v1经过t2时间，在 A 点的速度为 v2，则t2=0

37、.55st1 v2=v1+a2t2P 从 A 点至 B 点，受外力 F2=6N、电场力和滑动摩擦力的作用，设其做匀变速直线运动的加速度为 a3，电荷量为 q，在 B 点的速度为 v3，从 A点至 B 点的位移为 x1，则有：F2mgqE=ma3P 以速度 v3滑出轨道右端 B 点，设水平方向外力为 F3，电场力大小为 FE，有 FE=F3 F3与 FE大小相等方向相反，P 水平方向所受合力为零，所以 P 从 B 点开始做初速度为 v3的平抛运动设 P 从 B 点运动至 D 点用是为t3，水平位移为 x2，由题意知 （10）x2=v3t3 （11）设小物体 P 从 A 点至 D 点电场力做功为

38、W，则有：W=qE（x1+x2） （12）联立（10） （12）式并代入数据得 W=9.25J答：（1）小物体 P 从开始运动至速率为 2m/s 所用的时间为 0.5s；第 19 页（共 22 页）（2）小物体 P 从 A 运动至 D 的过程，电场力做的功为9.25J【点评】本题物体的运动的过程比价复杂，关键是分析清楚物体的不同的运动的过程，根据不同过程的速度和位移即可计算电场力做功的大小，本题的难度比较大12 （19 分）如图所示，金属导轨 MNC 和 PQD，MN 与 PQ 平行且间距为 L，所在平面与水平面夹角为 ，N、Q 连线与 MN 垂直，M、P 间接有阻值为 R 的电阻；光滑直导轨

39、 NC 和 QD 在同一水平面内，与 NQ 的夹角都为锐角 均匀金属棒 ab 和 ef 质量均为 m，长均为 L，ab 棒初始位置在水平导轨上与 NQ 重合；ef 棒垂直放在倾斜导轨上，与导轨间的动摩擦因数为 （ 较小） ，由导轨上的小立柱 1 和 2 阻挡而静止。空间有方向竖直的匀强磁场（图中未画出） 。两金属棒与导轨保持良好接触。不计所有导轨和 ab 棒的电阻，ef 棒的阻值为 R，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，忽略感应电流产生的磁场，重力加速度为g。（1）若磁感应强度大小为 B，给 ab 棒一个垂直于 NQ、水平向右的速度 v1，在水平导轨上沿运动方向滑行一段距离后停止，ef 棒始终

40、静止，求此过程 ef 棒上产生的热量；（2）在（1）问过程中，ab 棒滑行距离为 d，求通过 ab 棒某横截面的电量；（3）若 ab 棒以垂直于 NQ 的速度 v2在水平导轨上向右匀速运动，并在 NQ 位置时取走小立柱 1 和 2，且运动过程中 ef 棒始终静止。求此状态下最强磁场的磁感应强度及此磁场下 ab 棒运动的最大距离。【分析】 （1）根据能量守恒定律，求解 ef 棒上产生的热量；（2）由几何知识求出回路的面积变化，根据楞次定律和欧姆定律，计算通过ab 棒某横截面的电量；第 20 页（共 22 页）（3）根据法拉第电磁感应定律计算电动势的大小，根据棒的受力计算最强磁场的磁感应强度及此磁

41、场下 ab 棒运动的最大距离。【解答】解：（1）ab 棒在水平导轨上运动的过程，根据能的转化与守恒定律，有：=QR+Qef由于金属棒 ab 和 ef 的电阻相等，电阻 R 和 ef 棒中产生的焦耳热相等，则 QR=Qef由式联立解得 ef 棒上产生的热量为：Qef=（2）设在 ab 棒滑行距离为 d 时所用时间为 t，其示意图如下图所示：该过程中回路变化的面积为：S=L+（L2dcot）d 在该过程中，回路平均感应电动势为： =流经 ab 棒平均电流为： =流经 ab 棒某横截面的电量为：q= t 由式联立解得：q=（3）当 ab 棒滑行 x 距离时，感应电动势为：e=B（L2xcot）v2流

42、经 ef 棒的电流为：i=ef 棒所受安培力为：F=iLB 由式联立解得：F=（L2xcot） 第 21 页（共 22 页）由式可知，当 x=0 且 B 取最大值，即 B=Bm时，F 有最大值 Fm，ef 棒受力示意图如图所示：沿导轨方向上有：Fmcos=mgsin+fm在垂直于导轨方向上有：FN=mgcos+Fmsin根据滑动摩擦定律和题设条件有：fm=FN由式联立解得：Bm=显然此时，磁感应强度的方向竖直向上或竖直向下均可由式可知，当 B=Bm时，F 随 x 的增大而减小，即当 F 最小为 Fmin时，x 有最大值为 xm，此时 ef 棒受力示意图如图所示：在沿导轨方向上有：Fmincos+fm=mgsin在垂直于导轨方向上有：FN=mgcos+Fminsin由式联立解得：xm=答：（1）此过程 ef 棒上产生的热量是。（2）通过 ab 棒某横截面的电量是。（3）此状态下最强磁场的磁感应强度是，方向竖直向第 22 页（共 22 页）上或竖直向下均可，此磁场下 ab 棒运动的最大距离是。【点评】解决本题的关键是分析清楚棒的受力的情况，根据平衡条件找出磁感应强度的表达式。要知道力学与电磁感应联系的桥梁是安培力，要能熟练运用法拉第定律、欧姆定律和安培力公式推导出安培力与速度的关系式。