江西省宜春四中2017届高三上学期第一次周练物理试卷（11月份）

江西省宜春四中2017届高三上学期第一次周练物理试卷（11月份）

www.ks5u.com ‎2016-2017学年江西省宜春四中高三（上）第一次周练物理试卷（11月份）‎ ‎　‎ 一、选择题 ‎1．一小球沿斜面匀加速滑下，依次经过A、B、C三点．已知AB=6m，BC=10m，小球经过AB和BC两段所用的时间均为2s，则小球经过A、B、C三点时的速度大小分别是（　　）‎ A．2 m/s，3 m/s，4 m/s B．2 m/s，4 m/s，6 m/s C．3 m/s，4 m/s，5 m/s D．3 m/s，5 m/s，7 m/s ‎2．近年来，智能手机的普及使“低头族”应运而生．近日研究发现，玩手机时，就有可能让颈椎承受多达60磅（约270N）的重量，相当于给颈椎挂俩大西瓜，比一个7岁小孩还重．不当的姿势与一系列健康问题存在关联，如背痛，体重增加、胃痛、偏头痛的呼吸道疾病等．当人体直立时，颈椎所承受的压力等于头部的重量；但当低头时，颈椎受到的压力会随之变化．现将人体头颈部简化为如图的模型；重心在P点的头部，在可绕O转动的颈椎OP（轻杆）的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下处于静止．当低头时，颈椎与竖直方向的夹角为45°，PQ与竖直方向的夹角为60°，此时，颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到压力的（　　）‎ A．4.2倍 B．3.3倍 C．2.8倍 D．2.0倍 ‎3．一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5：1，原线圈接入电压为220V的正弦交流电，各元件正常工作，一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上，如图所示，电压表和电流表均为理想交流电表．则下列说法正确的是（　　）‎ A．原、副线圈中的电流之比为5：1‎ B．电压表的读数约为44V C．若滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω，则1 分钟内产生的热量为2904 J D．若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则两电表读数均增大 ‎4．质点从同一高度水平抛出，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）‎ A．质量越大，水平位移越大 B．初速度越大，落地时竖直方向速度越大 C．初速度越大，空中运动时间越长 D．初速度越大，落地速度越大 ‎5．如图所示，三个可视为质点的金属小球A、B、C，质量分别为m、2m和3m，B球带负电，电荷量为﹣q，A、C不带电，不可伸长的绝缘细线将三球连接，最上边的细线连接在斜面顶端的O点，三球均处于场强大小为E的竖直向上的匀强电场中，三段细线均伸直，三个金属球均静止于倾角为30°的绝缘光滑斜面上，则下列说法正确的是（　　）‎ A．A、B球间的细线的张力为 B．A、B球间的细线的张力可能为0‎ C．将线OA剪断的瞬间，B、C间的细线张力 D．将线OA剪断的瞬间，A、B球间的细线张力 ‎6．我国未来将建立月球基地，并在绕月球轨道上建造空间站，如图所示，关闭发动机的航天飞机在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近，并将在椭圆轨道的近月点B处与空间站C对接，已知空间站绕月球圆轨道的半径为r，周期为T，引力常量为G，月球的半径为R，下列说法中正确的是（　　）‎ A．月球的质量为M=‎ B．月球的第一宇宙速度为v=‎ C．航天飞机从图示A位置飞向B的过程中，加速度逐渐变大 D．要使航天飞机和空间站对接成功，飞机在接近B点时必须减速 ‎7．如图所示的直线是点电荷电场中一条电场线，A、B是这条电场线上的两点，已知一个电子只在电场力作用下运动，经过A点时速度为vA，方向指向B，过一段时间后该电子经过B点速度为vB，且指向A，由此可知（　　）‎ A．A点的电势低于B点的电势 B．电子在A点的加速度大于在B点的加速度 C．电子在A点的动能大于在B点时的动能 D．电子在A点的电势能大于在B点的电势能 ‎8．如图所示，有一等腰直角三角形的区域，其斜边长为2L，高为L．在该区域内分布着如图所示的磁场，左侧磁场方向垂直纸面向外，右侧磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小均为B．一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域．取沿顺时针的感应电流方向为正，由图中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎　‎ 三、非选择题 ‎9．理想实验有时更能深刻地反映自然规律，如图所示，伽利略设计了一个理想实验：‎ ‎①如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度；‎ ‎②继续减小右边斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球要沿水平面作匀速直线运动；‎ ‎③减小右边斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度；‎ ‎④在两个对接的斜面上，让静止的小球沿左边的斜面滚下，小球将滚上右边的斜面．‎ ‎（1）请将上述关于理想实验的描述按正确的逻辑顺序排列：　　（只要填写序号）．‎ ‎（2）上述关于理想实验的描述中，有的属于可靠的事实，有的是理想化的推论，下列关于事实和推论的分类正确的是：　　‎ A、①是事实，②、③和④是推论 B、②是事实，①、③和④是推论 C、③是事实，①、②和④是推论 D、④是事实，①、②和③是推论．‎ ‎10．某同学用如图a所示的电路来测定电池的电动势和内阻．‎ ‎（1）移动滑线变阻器的滑动片应特别注意防止　　．‎ ‎（2）该同学测得如表的五组数据．根据数据在答题卡中的图（b）中作出I﹣U图线，从图线中得到电源的电动势E=　　V，内电阻r=　　Ω．（结果保留三位有效数字）‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ U/V ‎1.37‎ ‎1.32‎ ‎1.24‎ ‎1.10‎ ‎1.05‎ I/A ‎0.12‎ ‎0.20‎ ‎0.31‎ ‎0.50‎ ‎0.57‎ ‎（3）该实验中，系统误差主要来源于　　．‎ ‎11．如图所示，水平传输带以v=20m/s的速度匀速向右运动，左右两边端点A、B的间距为L=10m．传输带左边接倾斜直轨道AC，AC轨道与水平面夹角为θ=37°．传输带右边接半圆形轨道BD并相切于B点，BD轨道半径R=2m．两轨道与传输带连接处认为紧密圆滑，物体通过连接点时无机械能损失．有一可视为质点的物体从B点出发以初速度v0向左运动．已知物体与传输带的动摩擦因数为μ1=0.4，物体与斜面的动摩擦因数为μ2=0.3，圆轨道光滑．问：v0至少多大，物体才能运动经过D点？（AC斜面足够长，结果保留3位有效数字）‎ ‎12．如图所示，两根粗细均匀的金属杆AB和CD的长度均为L，电阻均为R，质量分别为3m和m，用两根等长的、质量和电阻均不计的、不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，悬跨在绝缘的、水平光滑的圆棒两侧，AB和CD处于水平．在金属杆AB的下方有高度为H的水平匀强磁场，磁感强度的大小为B，方向与回路平面垂直，此时CD处于磁场中．现从静止开始释放金属杆AB，经过一段时间（AB、CD始终水平），在AB即将进入磁场的上边界时，其加速度为零，此时金属杆CD还处于磁场中，在此过程中金属杆AB上产生的焦耳热为Q．重力加速度为g，试求：‎ ‎（1）金属杆AB即将进入磁场上边界时的速度v1；‎ ‎（2）在此过程中金属杆CD移动的距离h和通过导线截面的电量q；‎ ‎（3）设金属杆AB在磁场中运动的速度为v2，通过计算说明v2大小的可能范围；‎ ‎（4）依据第（3）问的结果，请定性画出金属杆AB在穿过整个磁场区域的过程中可能出现的速度﹣时间图象（v﹣t图）．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年江西省宜春四中高三（上）第一次周练物理试卷（11月份）‎ 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题 ‎1．一小球沿斜面匀加速滑下，依次经过A、B、C三点．已知AB=6m，BC=10m，小球经过AB和BC两段所用的时间均为2s，则小球经过A、B、C三点时的速度大小分别是（　　）‎ A．2 m/s，3 m/s，4 m/s B．2 m/s，4 m/s，6 m/s C．3 m/s，4 m/s，5 m/s D．3 m/s，5 m/s，7 m/s ‎【考点】匀变速直线运动的速度与时间的关系．‎ ‎【分析】由题，小球做匀加速运动，经过AB和BC两段所用的时间均为2s，可根据△x=aT2求出加速度，根据匀变速直线运动的推论可知：小球经过B点的速度等于AC段的平均速度，即可求得小球经过B点的速度．由速度公式求出经过A、C两点的速度．‎ ‎【解答】解：小球做匀加速运动，经过AB和BC两段所用的时间均为2s，则小球经过B点的速度为=m/s=4m/s 由BC﹣AB=aT2得，a===1（m/s2）‎ 则vA=vB﹣aT=4﹣1×2=2（m/s），vC=vB+aT=4+1×2=6（m/s）‎ 故选B ‎　‎ ‎2．近年来，智能手机的普及使“低头族”应运而生．近日研究发现，玩手机时，就有可能让颈椎承受多达60磅（约270N）的重量，相当于给颈椎挂俩大西瓜，比一个7岁小孩还重．不当的姿势与一系列健康问题存在关联，如背痛，体重增加、胃痛、偏头痛的呼吸道疾病等．当人体直立时，颈椎所承受的压力等于头部的重量；但当低头时，颈椎受到的压力会随之变化．现将人体头颈部简化为如图的模型；重心在P点的头部，在可绕O转动的颈椎OP（轻杆）的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下处于静止．当低头时，颈椎与竖直方向的夹角为45°，PQ与竖直方向的夹角为60°，此时，颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到压力的（　　）‎ A．4.2倍 B．3.3倍 C．2.8倍 D．2.0倍 ‎【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．‎ ‎【分析】对人的头部进行分析，明确其受力情况，由共点力的平衡条件可得出对应的平行四边形；由正弦定理可求得颈椎受到的压力．‎ ‎【解答】解：由题意可明确人的头受力情况，如图所示：‎ 设人的颈椎对头的支持力F，则由几何关系可知：‎ ‎==‎ 所以F=•G≈3.73G；‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎3．一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5：1，原线圈接入电压为220V的正弦交流电，各元件正常工作，一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上，如图所示，电压表和电流表均为理想交流电表．则下列说法正确的是（　　）‎ A．原、副线圈中的电流之比为5：1‎ B．电压表的读数约为44V C．若滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω，则1 分钟内产生的热量为2904 J D．若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则两电表读数均增大 ‎【考点】变压器的构造和原理．‎ ‎【分析】根据图象可以求得输出电压的有效值、周期和频率等，二极管的作用是只允许正向的电流通过，再根据电压与匝数成正比即可求得结论．‎ ‎【解答】解：A、原线圈接入电压为220V的正弦交流电，原、副线圈的匝数比是5：l，则副线圈电压为44V，原、副线圈中的电流与匝数成反比，所以电流之比为1：5，A错误；‎ B、原、副线圈的电压与匝数成正比，所以副线圈两端电压为44 V，由于副线圈接着二极管，它具有单向导电性，根据电流的热效应知：‎ 解得：U=V=31.11V，故B错误；‎ C、由B求得电压表两端电压有效值为：U有效=22V，则1 min内产生的热量为：Q=t==2904J=2.9×103J，故C正确；‎ D、将滑动变阻器滑片向上滑动，接入电路中的阻值变小，电流表的读数变大，但对原、副线圈两端的电压无影响，即电压表的读数不变，所以D错误．‎ 故选：C ‎　‎ ‎4．质点从同一高度水平抛出，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）‎ A．质量越大，水平位移越大 B．初速度越大，落地时竖直方向速度越大 C．初速度越大，空中运动时间越长 D．初速度越大，落地速度越大 ‎【考点】平抛运动．‎ ‎【分析】（1）平抛运动的物体运动的时间由高度决定，与其它因素无关；‎ ‎（2）水平位移x=v0t=，竖直方向速度，都与初速度无关；‎ ‎（3）平抛运动的过程中只有重力做功，要求末速度可以用动能定理解题．‎ ‎【解答】解：（1）根据h=gt2得：t=，两物体在同一高度被水平抛出后，落在同一水平面上，下落的高度相同，所以运动的时间相同，与质量、初速度无关，故C错误；‎ 水平位移x=v0t=，与质量无关，故A错误；竖直方向速度与初速度无关，故B错误；‎ ‎（2）整个过程运用动能定理得： mv2﹣m=mgh，所以v=，h相同，v0大的物体，末速度大，故D正确．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎5．如图所示，三个可视为质点的金属小球A、B、C，质量分别为m、2m和3m，B球带负电，电荷量为﹣q，A、C不带电，不可伸长的绝缘细线将三球连接，最上边的细线连接在斜面顶端的O点，三球均处于场强大小为E的竖直向上的匀强电场中，三段细线均伸直，三个金属球均静止于倾角为30°的绝缘光滑斜面上，则下列说法正确的是（　　）‎ A．A、B球间的细线的张力为 B．A、B球间的细线的张力可能为0‎ C．将线OA剪断的瞬间，B、C间的细线张力 D．将线OA剪断的瞬间，A、B球间的细线张力 ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】静止时，对B球进行受力分析，B受到AB间细线的拉力，BC间细线的拉力，重力和电场力、斜面的支持力，受力平衡，即可求得A、B球间细线的拉力；假设B球也不带电，则剪断OA线瞬间，A、B、C三个小球一起以加速度g做匀加速直线运动，互相相对静止，AB、BC间拉力为0．若B球带电，则相当于在上述状态下给B球瞬间施加一个竖直下下的电场力qE，把AB看成一个整体即可求解．‎ ‎【解答】解：A、静止时，对B球进行受力分析，则有：‎ T=（2mg+3mg+Eq）sin30°=（5mg+Eq），故A正确，B错误；‎ C、B球带负电，相当于在上述状态下给B球瞬间施加一个竖直下下的电场力qE，经过AB绳传递，qE对A、B球整体产生一个竖直下下的加速度，此时A、B球的加速度为a=g+（显然＞g），C球以加速度g匀加速运动，所以BC间绳子的作用力为零，以A球为研究对象可得A、B球间细线的拉力为F=ma′=，故C错误，D正确．‎ 故选：AD ‎　‎ ‎6．我国未来将建立月球基地，并在绕月球轨道上建造空间站，如图所示，关闭发动机的航天飞机在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近，并将在椭圆轨道的近月点B处与空间站C对接，已知空间站绕月球圆轨道的半径为r，周期为T，引力常量为G，月球的半径为R，下列说法中正确的是（　　）‎ A．月球的质量为M=‎ B．月球的第一宇宙速度为v=‎ C．航天飞机从图示A位置飞向B的过程中，加速度逐渐变大 D．要使航天飞机和空间站对接成功，飞机在接近B点时必须减速 ‎【考点】万有引力定律及其应用．‎ ‎【分析】A、根据可判断A选项；‎ B、根据可得月球的第一宇宙速度，可判断B选项；‎ C、航天飞机从图示A位置飞向B的过程中半径逐渐变小，由知，加速度逐渐增大，可判断C选项；‎ D、要使航天飞机和空间站对接成功，飞机在接近B点时必须减速，否则航天飞机将做椭圆运动，可判断D选项．‎ ‎【解答】解：A、根据可得，月球的质量为，故A选项正确；‎ B、根据得，月球的第一宇宙速度为，故B选项错误；‎ C、航天飞机从图示A位置飞向B的过程中半径逐渐变小，由知，加速度逐渐增大，故C选项正确；‎ D、要使航天飞机和空间站对接成功，飞机在接近B点时必须减速，否则航天飞机将做椭圆运动，故D选项正确；‎ 故选：ACD．‎ ‎　‎ ‎7．如图所示的直线是点电荷电场中一条电场线，A、B是这条电场线上的两点，已知一个电子只在电场力作用下运动，经过A点时速度为vA，方向指向B，过一段时间后该电子经过B点速度为vB，且指向A，由此可知（　　）‎ A．A点的电势低于B点的电势 B．电子在A点的加速度大于在B点的加速度 C．电子在A点的动能大于在B点时的动能 D．电子在A点的电势能大于在B点的电势能 ‎【考点】电场线；电势能．‎ ‎【分析】电子的初速度vA向右，而末速度vB方向向左，说明电子所受的电场力方向向左，则可判断出电场线的方向，进一步判断电势的高低．由于一条电场线不能反映电场强度的大小，无法比较场强的大小．根据电场力做功正负判断电势能和动能的大小．‎ ‎【解答】解：A、由题，电子的初速度vA向右，而末速度vB方向向左，说明电子所受的电场力方向向左，则电场线方向从A→B，所以A点的电势一定高于B点的电势．故A错误 B、题中一条电场线若是正点电荷产生的，则在A点时电子加速度大于在B点时的加速度，题中一条电场线若是负点电荷产生的，则在A点时电子加速度小于在B点时的加速度．故B错误．‎ C、D、电子从A到B过程中，电场力做负功，则电子的电势能增大，动能减小，则有电子在A点的动能一定大于它在B点的动能，在A点的电势能一定小于它在B点的电势能．故C正确、D错误．‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎8．如图所示，有一等腰直角三角形的区域，其斜边长为2L，高为L．在该区域内分布着如图所示的磁场，左侧磁场方向垂直纸面向外，右侧磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小均为B．一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域．取沿顺时针的感应电流方向为正，由图中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；楞次定律．‎ ‎【分析】首先根据楞次定律判断出感应电流的方向．再分段确定线框有效的切割长度，分析线框中感应电动势的大小与位置坐标的关系．线框的电阻一定，感应电流与感应电动势成正比．‎ ‎【解答】解：bc边的位置坐标x在L﹣2L过程，线框bc边有效切线长度为l=x﹣L，感应电动势为E=Blv=B（x﹣L）v，感应电流i==，根据楞次定律判断出来感应电流方向沿a→b→c→d→a，为正值．‎ x在2L﹣3L过程，ad边和bc边都切割磁感线，产生感应电动势，穿过线框的磁通量增大，总的磁感线方向向里，根据楞次定律判断出来感应电流方向沿a→d→c→b→a，为负值，线框ad边有效切线长度为l=L，感应电动势为E=Blv=BLv，感应电流i=﹣．‎ x在3L﹣4L过程，线框ad边有效切线长度为l=L﹣（x﹣3L）=2L﹣x，感应电动势为E=Blv=B（2L﹣x）v，感应电流i=，根据楞次定律判断出来感应电流方向沿a→b→c→d→a，为正值．由图示图象可知，A正确；‎ 故选：A．‎ ‎　‎ 三、非选择题 ‎9．理想实验有时更能深刻地反映自然规律，如图所示，伽利略设计了一个理想实验：‎ ‎①如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度；‎ ‎②继续减小右边斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球要沿水平面作匀速直线运动；‎ ‎③减小右边斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度；‎ ‎④在两个对接的斜面上，让静止的小球沿左边的斜面滚下，小球将滚上右边的斜面．‎ ‎（1）请将上述关于理想实验的描述按正确的逻辑顺序排列：　④①③②　（只要填写序号）．‎ ‎（2）上述关于理想实验的描述中，有的属于可靠的事实，有的是理想化的推论，下列关于事实和推论的分类正确的是：　　‎ A、①是事实，②、③和④是推论 B、②是事实，①、③和④是推论 C、③是事实，①、②和④是推论 D、④是事实，①、②和③是推论．‎ ‎【考点】牛顿第一定律．‎ ‎【分析】通过简单的斜面实验：让小球从一个斜面滚下后，再滚上另一斜面．若斜面没有摩擦，则小球会达到原来高度．然后改变另一斜面的倾角，观察小球的运动．最后让另一斜面平放，则小球要达到原来高度，但又不可能达到，所以它将一直运动下去，这就是理想实验．‎ ‎【解答】解：（1）伽利略设计了一个理想实验的步骤是：先在两个对接的斜面上，让静止的小球沿左边的斜面滚下，小球将滚上右边的斜面；如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度；接着减小右边斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度；继续减小右边斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球要沿水平面作匀速直线运动．‎ ‎（2）关于理想实验的描述中，有的属于可靠的事实，有的是理想化的推论．则④是事实，①、②和③是推论，①中不可能没有摩擦；③有摩擦是不可能达到原来高度的；②即使水平也不可能匀速运动．‎ 故答案为：④①③②‎ 故选为：D ‎　‎ ‎10．某同学用如图a所示的电路来测定电池的电动势和内阻．‎ ‎（1）移动滑线变阻器的滑动片应特别注意防止　短路　．‎ ‎（2）该同学测得如表的五组数据．根据数据在答题卡中的图（b）中作出I﹣U图线，从图线中得到电源的电动势E=　1.46　V，内电阻r=　0.730　Ω．（结果保留三位有效数字）‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ U/V ‎1.37‎ ‎1.32‎ ‎1.24‎ ‎1.10‎ ‎1.05‎ I/A ‎0.12‎ ‎0.20‎ ‎0.31‎ ‎0.50‎ ‎0.57‎ ‎（3）该实验中，系统误差主要来源于　电压表的分流作用　．‎ ‎【考点】测定电源的电动势和内阻．‎ ‎【分析】电学实验中应注意实验的安全，不能使电路中电流过大；由闭合电路欧姆定律可得出公式，结合图象利用数学关系即可得出电源的电动势和内电阻．‎ ‎【解答】解：（1）为了保护电表及电源，在调节滑动变阻器时，应特别要注意防止短路或将电流调得过大；‎ ‎（2）利用表中数据，采用描点法得出图线如图所示；‎ 由闭合电路欧姆定律可知：U=E﹣Ir 故图象与纵轴的交点为电源的电动势，图象的斜率表示内电阻；‎ 故可知：E=1.46V；r==0.730Ω；‎ ‎（3）由电路图可知，电压表并联在电源两端，其示数准确，但由于其分流作用，而电流表读数偏小；‎ 故误差原因为：电压表的分流作用；‎ 故答案为：（1）短路；‎ ‎（2）1.46，0.730；‎ ‎（3）电压表的分流作用；‎ ‎　‎ ‎11．如图所示，水平传输带以v=20m/s的速度匀速向右运动，左右两边端点A、B的间距为L=10m．传输带左边接倾斜直轨道AC，AC轨道与水平面夹角为θ=37°．传输带右边接半圆形轨道BD并相切于B点，BD轨道半径R=2m．两轨道与传输带连接处认为紧密圆滑，物体通过连接点时无机械能损失．有一可视为质点的物体从B点出发以初速度v0向左运动．已知物体与传输带的动摩擦因数为μ1=0.4，物体与斜面的动摩擦因数为μ2=0.3，圆轨道光滑．问：v0至少多大，物体才能运动经过D点？（AC斜面足够长，结果保留3位有效数字）‎ ‎【考点】动能定理的应用；向心力．‎ ‎【分析】物体恰好能到达D点，必须由重力提供向心力，可求得物体到达D点所需要的速度，由机械能守恒定律求出物体到达B必须具有的速度．再研究物体B到A、A到C、以及C到B的过程，运用牛顿第二定律和运动学公式得到B点的速度与初速度的关系，从而求得初速度的条件．‎ ‎【解答】解：设小物体恰能运动到D点的速度为vD，重力提供向心力：…①‎ 下面求此临界状态下的v0．设物体从B点向左出发后第一次返回B点时的速度为 ‎ 物体从B运动到D的过程中机械能守恒：…②‎ 由①②得：…③‎ 若传输带足够长，则当v0=10m/s时，物体先向左减速到零后又向右加速，由于传输带速度为20m/s＞10m/s，所以物体向右运动的过程中一直加速．且向左运动的加速度大小与向右运动时的加速度大小相等，由对称性可得回到B点的速度vB=10m/s，恰能完成圆周运动到D点．如果能完成上述过程，传输带的长度至少为L′．‎ 从B向A运动的过程中，物块的加速度大小为：…④‎ 解得：L'=12.5m＞10m 斜面AC有摩擦要损失动能，所以v0=10m/s是不能让物体最终运动到D点的．v0的临界速度必须比10m/s更大． 设物体从B以v0出发运动到最左端的A点时的速度为vA．‎ 则…⑤‎ 在斜面AC上行过程中加速度大小设为a2，上行的最大位移为x，则有：⑥‎ ‎…⑦‎ 从B出发经传输带和斜面AC再经传输带回到B的过程中由动能定理有：‎ ‎…⑧‎ 由⑤⑦⑧得…⑨‎ 代入③④⑥数据代入得：v0=11.3m/s，所以物体初速度至少应为11.3m/s．‎ 答：v0至少11.3m/s，物体才能运动经过D点．‎ ‎　‎ ‎12．如图所示，两根粗细均匀的金属杆AB和CD的长度均为L，电阻均为R，质量分别为3m和m，用两根等长的、质量和电阻均不计的、不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，悬跨在绝缘的、水平光滑的圆棒两侧，AB和CD处于水平．在金属杆AB的下方有高度为H的水平匀强磁场，磁感强度的大小为B，方向与回路平面垂直，此时CD处于磁场中．现从静止开始释放金属杆AB，经过一段时间（AB、CD始终水平），在AB即将进入磁场的上边界时，其加速度为零，此时金属杆CD还处于磁场中，在此过程中金属杆AB上产生的焦耳热为Q．重力加速度为g，试求：‎ ‎（1）金属杆AB即将进入磁场上边界时的速度v1；‎ ‎（2）在此过程中金属杆CD移动的距离h和通过导线截面的电量q；‎ ‎（3）设金属杆AB在磁场中运动的速度为v2，通过计算说明v2大小的可能范围；‎ ‎（4）依据第（3）问的结果，请定性画出金属杆AB在穿过整个磁场区域的过程中可能出现的速度﹣时间图象（v﹣t图）．‎ ‎【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化．‎ ‎【分析】（1）据题，AB棒达到磁场边界时，加速度为零，系统处于平衡状态，分别对AB棒和CD棒运用共点力平衡条件列式，结合切割产生的感应电势公式、欧姆定律、安培力大小公式，即可求出AB棒即将进入磁场的上边界时的速度v1；‎ ‎（2）对AB棒系统运用能量守恒，抓住重力势能的减小量等于系统动能的增加量和产生的热量之和，求出CD移动的距离h．根据法拉第电磁感应定律，结合电流的定义式求出通过导线截面的电量q．‎ ‎（3）AB杆与CD杆都在磁场中运动，直到达到匀速，此时系统处于平衡状态，分别对AB棒和CD棒运用共点力平衡条件和安培力公式，进行列式求解v2大小的可能范围．‎ ‎（4）AB杆以速度v1进入磁场，系统受到安培力（阻力）突然增加，系统做加速度不断减小的减速运动，分两种情况进行讨论．‎ ‎【解答】解：（1）AB杆达到磁场边界时，加速度为零，系统处于平衡状态，‎ 对AB杆：3mg=2T 对CD杆：2T=mg+BIL 又F=BIL=‎ 解得 v1=‎ ‎（2）以AB、CD棒组成的系统在此过程中，根据能的转化与守恒有：‎ ‎（3m﹣m）gh﹣2Q=×4mv12‎ 则得 h==‎ 通过导线截面的电量 q=I△t===‎ ‎（3）AB杆与CD杆都在磁场中运动，直到达到匀速，此时系统处于平衡状态，‎ 对AB杆：3mg=2T+BIL 对CD杆：2T′=mg+BIL 又T′=T，F=BIL=‎ 解得 v2=‎ 所以＜v2＜‎ ‎（4）AB杆以速度v1进入磁场，系统受到安培力（阻力）突然增加，系统做加速度不断减小的减速运动，接下来的运动情况有四种可能性：‎ ‎　‎ ‎2017年1月23日