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上海市徐汇、松江、金山三区2014届高三学习能力诊断(二模)物理试题


2013 学年第二学期徐汇区学习能力诊断卷 高三年级物理学科
(考试时间 120 分钟,满分 150 分) 上正确涂写考号。 2、第一、第二和第三大题的作答必须用 2B 铅笔涂在答题纸上相应区域内与试卷题号对应 的位置,需要更改时,必须将原选项用橡皮擦去,重新选择。第四、第五和第六大题的作答必 须用蓝色或黑色的钢笔或圆珠笔写在答题纸上与试卷题号对应的位置(作图可用铅笔) 。 3、第 30、3l、32、33 题要求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,而未写出主要演算过程的,不能得分。有关物理量的数值计算问题,答案中必须明确 写出数值和单位。 一.单项选择题(共 16 分,每小题 2 分。每小题只有一个正确选项) 1.氢、氘、氚是同位素,它们的核内具有相同的 (A)电子数 (A)阴极射线 (B)质子数 (B)α 射线 (C)中子数 (C)β 射线 (D)核子数 (D)γ 射线 2.下列射线来自于原子核外的是 3.卢瑟福在分析 α 粒子散射实验现象时,认为电子不会对 α 粒子偏转产生影响,其主要原因是 (A)α 粒子与各电子相互作用的效果互相抵消 (B)电子的体积很小,α 粒子碰不到它 (C)电子的电量很小,与 α 粒子的相互作用力很小,可忽略不计 (D)电子的质量很小,就算碰到,也不会引起明显的偏转 4.如右图,把酒精灯放在肥皂液薄膜前,从薄膜上可看到明暗相间的条纹,能解 释这一现象产生原因的是示意图(图中实线、虚线为光照射到薄膜上时,从膜 的前后表面分别反射形成的两列波) 明 暗 明 (A)
肥 皂 液 体

2014.4

1、答卷前,务必用钢笔或圆珠笔在答题纸上清楚填写姓名、考号,并用 2B 铅笔在答题纸

明 暗 明 (B)

肥 皂 液 体

明 暗 明 (C)

肥 皂 液 体

明 暗 明 (D)

肥 皂 液 体

5.用一束紫外线照射某金属时没有产生光电效应,下列措施中可能产生光电效应的是 (A)换用强度更大的紫外线照射 (C)换用极限频率较大的金属 其中气体温度增大的过程为 (A)a→b (B)b→a (C)b→c (D)b→d 0 1/V 7.如图 1 所示,弹簧振子以 O 点为平衡位置,在 A、B 两点之间做 简谐运动。以向左为正,振子的位移 x 随时间 t 的变化如图 2 所 图1
A O B

(B)换用红外线照射 (D)换用极限波长较大的金属

p c a d b

6.如图,各 实线分别表示一定质量的理想气体经历的不同状态变化过程,

示,则由图可知 (A)t=0.2s 时,振子在 O 点右侧 6cm 处 (B)t=1.4s 时,振子的速度方向向右 (C)t=0.4s 和 t=1.2s 时,振子的 加速度相同 (D)t=0.4s 到 t=0.8s 的时间内,振子的速度逐渐增大
12 0

x/cm
0.4 0.8 1.2 1.6 t/s

-12

图2 8.如图,小物块置于倾角为 θ 的斜面上,与斜面一起以大小为 gtanθ 的加速度向左做匀加速直 线运动,两者保持相对静止,则运动过程中,小物块受力的示意图为 FN FN FN FN Ff Ff ma ma G (A) G (B) G (C) G (D) a θ

二.单项选择题(共 24 分,每小题 3 分。每小题只有一个正确选项) 9.如图,两个小球分别被两根长度不同的细绳悬于等高的悬 点,现将细绳拉至水平后由静止释放小球,当两小球通过 最低点时,两球一定有相同的 (A)速度 (B)角速度 (C)加速度 (D)机械能 10.在学校运动场上 50m 直跑道的两端,分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声 器。两个扬声器持续发出波长为 5m 的声波。一同学从该跑道的中点出发,向某一端点缓慢 行进 10m。在此过程中,他听到扬声器声音由强变弱的次数为 (A)2 (B)4 (C)6 (D)8
B

11.如图,粗细均匀的玻璃管 A 和 B 由一橡皮管连接,构成连通器,一定质量的空气 被水银柱封闭在 A 管内,此时两管水银面一样高,B 管上方与大气相通。若固定 A A 管,将 B 管沿竖直方向缓慢上移一小段距离 H,A 管内的水银面相应升高 h, 则 h 与 H 的关系有 (A)h=H (B)h<

H 2

(C)h=

H 2

(D)

H <h<H 2

12.模拟交通路口拍摄闯红灯的电路如图所示,当汽车通过路口时,S1 闭合;当红灯亮起时, S2 闭合。若要在汽车违章时进行拍摄,且摄像仪需要一定的工作电压,能实现此功能的逻辑 门电路是 ≥1 (A) ≥1 (C) 1 & (B) & (D) 1 S1 红灯 5V

S2

摄像仪 0V

13.如图,通过细绳栓在一重物上的氢气球,在水平向右的恒定风力作用下 处于静止状态,细绳与竖直方向的夹角为 θ。已知风力大小正比于风速, 则当风速改变时,始终保持不变的是 (A)细绳与竖直方向的夹角 (B)细绳对重物的拉力 θ

(C)地面对重物的支持力

(D)地面对重物的摩擦力 F θ

14.如图,水平地面上有一木箱,木箱与地面间的动摩擦因数为 μ,木箱在与水平夹角为 θ 的 拉力 F 作用下做匀速直线运动。在 θ 从 0 逐渐增大到 90? 的过程中,木 箱的速度始终保持不变,则拉力 F 的功率 (A)一直增大 (C)先减小后增大 (A)x=2m 处电场强度可能为零 (B)x=2m 处电场方向一定沿 x 轴正方向 (C)沿 x 轴正方向,电场强度先增大后减小 (D)某负电荷沿 x 轴正方向移动,电势能始终增大 16.如图,水平放置的光滑金属导轨 COD 处于匀强磁场中,磁场方向垂 直导轨平面,电阻不计。一均匀金属棒 M 在外力 F 作用下,以恒定 速率 v 由 O 点水平向右滑动,棒与导轨接触良好且始终与 OD 垂直。 以 O 点为原点,则感应电动势 E、流过金属棒的电流 I、外力 F、感 应电流的热功率 P 随时间 t 变化的图像正确的是 E I O F P D M v C 0 1 2 3 (B)一直减小 (D)先增大后减小 φ x/m

15.在某电场中,沿 x 轴上的电势分布如图所示,由图可以判断

0

t (A)

0

t (B)

0

t (C)

0

t (D)

三.多项选择题(共 16 分,每小题 4 分。每小题有二个或三个正确选项。全选对的,得 4 分; 选对但不全的,得 2 分;有选错或不答的,得 0 分) 17.某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示,图中 f(v)表示 v 处单位速率 区间内的分子数百分率,由图可知
[来源:Zxxk.Com]

f(v)

(A)气体的所有分子,其速率都在某个数值附近 (B)某个气体分子在高温状态时的速率可能与低温状态时相等 (C)高温状态下大多数分子的速率大于低温状态 下大多数分子的速率 (D)高温状态下分子速率的分布范围相对较小 18.质量分别为 m1、m2 的 A、B 两物体放在同一水平面上,受到大小相同的水平力 F 的作 用,各自由静止开始运动。经过时间 t0,撤去 A 物体的外力 F;经过 4t0,撤去 B 物体的 外力 F。两物体运动的 v-t 关系如图所示,则 A、B 两物 体 (A)与水平面的摩擦力大小之比为 5∶12 (B)在匀加速运动阶段,合外力做功之比为 4∶1 (C)在整个运动过程中,克服摩擦力做功之比为 1∶2 (D)在整个运动过程中,摩擦力的平均功率之比为 5∶3 19.两列波速相同的简谐波沿 x 轴相向而行,实线波的 10 5 0 -5 -10 2 4 6 0 y/cm t0 v v 8 x/m 2t0 3t0 4t0 v 2v0 v0 A B 5t0 t v

频率为 3Hz,振幅为 10cm, 虚线波的振幅为 5cm。 t=0 时, 两列波在如图所示区域内相遇, 则 (A)两列波在相遇区域内会发生干涉现象 (B)实线波和虚线波的频率之比为 3∶2 (C)t=0 时,x=9m 处的质点振动方向向上 1 (D)t= s 时,x=4m 处的质点位移 y >12.5cm 12 20. 如图, 两根电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置。 导轨间存在一宽为 3d 的有界匀强磁场, 方向与导轨平面垂直。两根完全相同的导体棒 M、N,垂直于导轨放置在距磁场为 d 的同 一位置处。先固定 N 棒,M 棒在恒力 F 作用下由静止开始向右运动,且刚进入磁场时恰开 始做匀速运动。M 棒进入磁场时,N 棒在相同的恒力 F 作用下 由静止开始运动。则在棒 M、N 穿过磁场的过程中 (A)M 棒离开磁场时的速度是进入磁场时速度的 2倍 (B)N 棒离开磁场时的速度等于 M 棒离开磁场时的速度 (C)M 棒穿过磁场的过程中, M 棒克服安培力做功为 2Fd (D)N 棒穿过磁场的过程中, N 棒克服安培力做功大于 2Fd 四.填空题(共 20 分,每小题 4 分) 本 大题中第 22 题为分叉题,分 A、B 两类,考生可任选一类答题。若两类试题均做,一律 按 A 类题计分。 21.一个氮 14 原子核内的核子数有______个;氮 14 吸收一个 α 粒子后释放出一个质子,此核 反应过程的方程是________。错误!未找到引用源。 22A、22B 选做一题 22A.质量为 4.0kg 的物体 A 静止在水平桌面上,另一个质量为 2.0kg 的物体 B 以 5.0m/s 的水 平速度与物体 A 相碰。碰后物体 B 以 1.0m/s 的速度反向弹回,则系统的总动量为 _________kg· m/s,碰后物体 A 的速度大小为__________m/s。 22B.某近地卫星线速度 大小为 v1,某地球同步卫星线速度大小为 v2,距地面高度约为地球半 径的 6 倍。若近地卫星距地面高度不计,则 v1∶v2=________,该近地卫星的周期是地球自 转周期的______倍。 23.一水泵的出水管口距离地面 1.25m,且与地面平行,管口的横截面积大小为 1×10-2m2。 调节水泵使出水管喷水的流量达到 4×10-2m3/s ,忽略空气阻力,则水柱的水平射程为 ________m,空中水柱的总水量为________m3。(重力加速度 g 取 10m/s2) 24.如图,框架 ABC 由三根长度均为 l、质量均为 m 的均匀细棒组成,A 端用 光滑铰链铰接在墙壁上。现用竖直方向的力 F 作用在 C 端,使 AB 边处于 竖直方向且保持平衡,则力 F 的大小为 逆时针转动,运动过程中当框架具有 最 大 动 能 时 , 力 F′ 所 做 的 功 为 __________。 25.如图 1,电源电动势 E=6V,内阻 r R1 E r 图1 S R2
A B

M、N F

d

3d

。若在 C 点施加的作用力

改为大小为 1.5mg、方向始终垂直于 AC 边的力 F′,使框架从图示位置开始 P/W

2.25 0.72 0

A F 0.6 0.75 B 2 图 C I/A

=2Ω,电键 S 闭合后,将滑动变阻器的滑片从 A 端移动到 B 端,该过程中定值电阻 R1、R2 消耗的功率与通过该电阻的电流的关系如图 2 所示。由图可知,滑动变阻器的阻值最大范围 为_____Ω,R1 的最大功率为______W。 五.实验题(共 24 分) 26. (4 分)在“用单分子油膜法估测分子大小”的实验中,已知实验室中使用的油酸酒精溶液 的浓度为 A,用滴管测得 N 滴这种油酸酒精的总体积为 V,将一滴这种溶液滴在浅盘中撒有 痱子粉的水面上, 在玻璃板上描出油膜的边界线, 再把每小格边长为 a 的透明方格纸放在玻 璃 板上 ,测 得油 膜占 有的 方格 个数为 x 。用 以上 字母 表示 油酸 分子 直径 的大 小是: d= 。

27. (6 分)某同学想了解自己乘坐热气球在不同时刻离地大致的高度,他查阅资料得知低空中 某个位置的大气压 p 随高度 H 的近似关系是 p=p0(1-0.12H) ,其中 p0 为地面大气压,单 位为 cmHg,H 的单位为 km。他利用直尺、少许水银和一端开口的均匀玻璃管,设计了实 验。 (1)请补全实验步骤: ①将水银注入玻璃管后,使玻璃管内形成封闭气柱。将玻璃管水平方向放置,待稳定后,在 水银的初始位置做上标记,并测出:__________________; ②将整个装置移入热气球中,待热气球在空中某个位置稳定时,记下水银柱相对于初始位置 移动的距离 Δx; ③假设整个过程温度保持不变, ; ④代入相应数字,即可得出气球离地的高度 H。 (2) 若 Δx=2cm 时, 对应的高度 H=0.758km, 那么 Δx=1cm 时, 对应的高度 H′______0.379km (填“<” 、 “>”或“=” ) 28. (7 分)如图是某同学用来探究“小车的加速度与外力关系”的实验装置,轨道上的 B 点固 定一光电门,将连接小车的细线跨过滑轮系住小钩码,在 A 点释放小车,测出小车上挡光片 通过光电门的时间为 Δt。 (1) 若挡光片的宽度为 d, 挡光片前端距光电门的距离为 L, 则小车的加速度 a=__________。 (2) (多选题)在该实验中,下列操作步骤中必须 做到的是( ) 光电门 挡光片 (A)要用天平称量小车质量 (B)每次改变钩码,需要测量其质量(或重力) (C)钩码的质量应该小些 (D)每次测量要保持小车从同一点静止出发 (E)不论轨道光滑与否,轨道一定要保持水平 (3)若实验中使用的挡光片宽度较宽,其他条件不 变,则测出的小车加速度比真实值_________。 29. (7 分)某同学利用定值 电阻 R0、电阻箱 R1、DIS
数据 采集器 电流 传感器

B 钩码

L

A

E

r S R0 R1 0.25

1 /A-1 I

a

计算机

× b × × × ×
R/Ω

图1

-0.5

O

图2

等实验器材,测量电 池 a 的电 动势和内阻,实验装置如图 1 所示。实验时改变电阻箱的阻 值,记录外电路的总电阻阻值 R,用电流传感器测得对应的电流值 I。多次测量后得到如图 2 所示的 1/I–R 关系图线 a,重复上述实验方法测量电池 b 的电动势和内阻,得到图 2 中的 图线 b。 (1)由图线 a 可知电池 a 的电动势 Ea=________V,内阻 ra=_______Ω。 (2) 若用同一个电阻 R 分别与电池 a、 电池 b 组成回路, 则两电池的总功率 Pa____Pb (填“大 于”、 “等于”或“小于”) , 两电池的效率 ηa_____ηb (填“大于”、 “等于”或“小于”) 。 (3)若该同学在处理实验数据时,误将 R1 作为外电路的总电阻阻值 R,漏算了 R0,则最终 得到的电动势和内阻的值与真实值相比:电动势__________,内阻__________。 六.计算题(共 50 分) 30. (10 分)如图,在柱形容器中密闭有一定质量气体,一具有质量的光滑导热活塞将容器分 为 A、B 两部分,离气缸底部高为 49cm 处开有一小孔,与 U 形水银管相连,容器顶端有一阀 门 K。先将阀门打开与大气相通,外界大气压等于 p0=75cmHg,室温 t0=27° C,稳定后 U 形 管两边水银面的高度差为 Δh=25cm,此时活塞离容器底部为 L=50cm。闭合阀门,使容器内温 度降至-57° C,发现 U 形管左管水银面比右管水银面高 25cm。求: (1)此时活塞离容器底部高度 L′; (2)整个柱形容器的高度 H。 50cm A 49cm Δh B K

31. (13 分)如图,绝缘平板 S 放在水平地面上,S 与水平面间的动摩擦因数 μ=0.4。两足够大 的平行金属板 P、Q 通过绝缘撑架相连,Q 板固定在平板 S 上,P、Q 间存在竖直向上的匀强电 场,整个装置总质量 M=0.48kg ,P、Q 间距为 d=1m,P 板的中央有一小孔。给装置某一初 速度,装置向右运动。现有一质量 m=0.04kg、电量 q=1?10-4C 的小球,从离 P 板高 h=1.25m 处静止下落,恰好能进入孔内。小球进入电场时,装置的速度为 v1=5m/s。小球进入电场后, 恰能运动到 Q 板且不与 Q 板接触。假设小球进入电场后,装置始终保持初始的运动方向,不计 空气阻力,g 取 10m/s2。求: (1)小球刚释放时,小球与小孔的水平距离 x; (2)匀强电场的场强大小 E; (3)小球从 P 板到 Q 板的下落过程中,总势能的变化量; (4)当小球返回到 P 板时,装置的速度 vt。 v P m

撑架

S

Q

32. (12 分)如图,倾角为 θ 的斜面固 定在 水平地面上(斜面底端与水平地面平滑连接) ,A 点位于斜面底端,AB 段斜面光滑,长度为 s,BC 段足够长,物体与 BC 段斜面、地面间的动 摩擦因数均为 μ。 质量为 m 的物体在水平外力 F 的作用下, 从 A 点由静止开始沿斜面向上运动, 当运动到 B 点时撤去力 F。求: (1)物体上滑到 B 点时的速度 vB; (2)物体最后停止时距离 A 点的距离。 θ A B · C

33. (15 分) 如图, 两根相距 d=1m 的平行金属导轨 OC、 O′C′, 水平放置于匀强磁场中,磁场方向水平向左,磁感应强度 B1=5/6T。导轨右端 O、O′连接着与水平面成 30° 的光滑 平行导轨 OD、O′D′,OC 与 OD、O′C′与 O′D′分别位于同 一竖直平面内,OO′垂直于 OC、O′C′。倾斜导轨间存在一 匀强磁场, 磁场方向垂直于导轨向上, 磁感应强度 B2=1T。 两根与倾斜导轨垂直的金属杆 M、 N 被固定在导轨上, M、 C′ B1 C O O′
30°

D′ B2 F x M D N

N 的质量均为 m=1kg, 电阻均为 R=0.5Ω, 杆与水平导轨间的动摩擦因数为?=0.4。 现将 M 杆从距 OO′边界 x=10m 处静止释放,已知 M 杆到达 OO′边界前已开始做匀速运动。当 M 杆一到达 OO′边界时, 使 N 杆在一平行导轨向下的外力 F 作用下, 开始做加速度为 a=6m/s2 的匀加速运动。导轨电阻不计,g 取 10m/s2。 (1)求 M 杆下滑过程中,M 杆产生的焦耳热 Q; (2)求 N 杆下滑过程中,外力 F 与时间 t 的函数关系; (3)已知 M 杆停止时,N 杆仍在斜面上,求 N 杆运动的位移 s; (4)已知 M 杆进入水平轨道直到停止的过程中,外力 F 对 N 杆所做的功为 15J,求这一过 程中系统产生的总热量 Q 总。

徐汇区 2013 学年第二学期高三年级物理学科学习能力诊断题
参考答案和评分标准
(一)单项选择题 每小题 2 分,共 16 分. 题号 答案 1 B 2 A 3
[来源:Z|xx|k.Com]

4 C D

5
[来源:学+科+网 Z+X+X+K]

6 C

7 D

8 A

D

(二)单项选择题. 每小题 3 分,共 24 分. 题号 答案 9 C 10 B 11 B 12 C 13 C 14 B 15 D 16 B

(三)多项选择题. 每小题 4 分,共 16 分. 题号
[来源 :学科网 ZXXK]

17 BC

18 AC

19 BD

20 ACD

答案

(四)填空题. 每小题 4 分,共 20 分.
4 17 1 21.14, 14 7 N+ 2 He→ 8 O+1 H

22A.10,3 24.mg,0.25πmgl

22B. 7∶1, 7/49 25.6,4

23.2,2?10-2 (五)实验题.共 24 分. 26. (4 分)

V?A Nxa 2

27. (6 分) (1)封闭气柱的的长度 l0(2 分) ,H ? 28. (7 分) (1) a =

?x (2 分) 0.12(l 0 ? ?x)

(2)>(2 分)

d 2 (2 分) , (2)BCD(4 分,部分答对得 2 分) 2L(Δt ) 2

(3)偏大 (1 分) 29.(7 分) (1)2V(1 分) ,0.5Ω(2 分) (2)小 于(1 分) 大于(1 分) (3)电动势相同(1 分) ,内阻偏大(1 分) (六)计算题. 共 50 分. 30.(10 分) (1)U 形管内两边水银面的高度差为 Δh=25cm A 中气体 pA1=p0+pΔh=75+25=100cmHg B 中为大气,所以活塞产生的压强 p 塞=25cmHg(1 分) 闭合阀门后,两部分气体温度降低,压强均减小且 A 处降低较多,活塞会下移(1 分) 设此时 U 形管表示的是 A 中压强,pA2=p0-pΔh=75-25=50cmHg(1 分) 对 A 中气体

p A1 L A1 S p A2 L A2 S ,解得 LA2=72cm>49cm ? T1 T2

假设不成立。说明此时 U 形管表示的应该是 B 中压强 pB2=50cmHg(1 分) 则 A 中气体压强 对 A 中气体 pA2=pB2+p 塞=50+25=75cmHg(1 分)

p A1 L A1 S p A2 L A2 S (1 分) 解得 LA2=48cm(1 分) ? T1 T2

活塞离容器底部高度 L′=LA2=48cm (判断、讨论共 2 分,得出 48cm 的解题过程共 3 分) (2)对 B 中气体

p B1 LB1 p B 2 LB2 (1 分) ? T1 T2 p( p (H ? LA2 ) 0 H ? LA1 ) (1 分) ,解得 H=75cm(2 分) ? B2 T1 T2
2h 2 ? 1.25 ? ? 0.5s (1 分) g 10

31.(13 分) (1)小球自由下落进入小孔用时 t1 ?

这段时间内装置在做匀减速运动,其加速度 a1 ? μg ? 4 m/s2(1 分) 1 1 小球与小 孔 的水平距离为 x ? v t t1 ? a1t12 ? 5 ? 0.5 ? ? 4 ? 0.5 2 ? 3m (1 分) 2 2 (2)小球下落到 Q 板时速度为零 从最高点到最低点: ?E K ? WG ? W电 (1 分) mg(h+d)-Eqd =0( 1 分) m g(h ? d ) E? ? 9 ? 103 N/C(1 分) qd (3)总势能变化量: ΔE势 = ΔE P + ΔE电 = -mgd + Eqd = 0.5J (公式 2 分,结论 1 分) (4)小球在电场中的加速度 a ?

Eq ? mg 0 .5 ? ? 12 .5 m/s2(1 分) m 0.04
2s 2d =0.8s(1 分) =2 a a

小球在电场中运动的时间 t 2 = 2

小球进入电场后,装置的加速度 a 2 =

μ(Mg + Eq ) = 4.75 m/s2(1 分) M

当小球返回到 P 板时,装置的速度 vt = v1

a2 t 2 = 1.2 m/s(1 分)

32.(12 分) (1) a1 ? F cos θ ? mg sin θ (2 分) m ( F cos θ ? m g sin θ ) (2 分) v B ? 2a1 s ? 2s m (2)继续上滑的加速度 a2=gsinθ+μgcosθ (1 分) 若 mgsinθ<μmgcosθ,即 μ>tanθ,物体停在 BC 段, (1 分) 2 v F cosθ ? mg sin θ ( F ? μmg) cosθ s总 ? s ? s 2 ? s ? B ? s ? s? s (2 分) 2a 2 mg(sin θ ? μ cosθ ) mg(sin θ ? μ cosθ ) 若 μ<tanθ,物体停在水平段(1 分) 从 A 点至停下, ?E K ? WF ? W f 1 ? W f 2 (1 分)

0 ? Fs cos θ ? 2 μm g cosθ

2 vB ? μm gs3 (1 分) 2a 2

s3 ?

2 cosθ Fs cosθ v B ? μm g a2 Fs cos θ 2s cos θ ( F cos θ ? m g sin θ ) (1 分) s3 ? ? μm g m g(sin θ ? μ cos θ )

33.(15 分) (1)M 杆在斜轨道滑行过程中开始做匀速运动

B2 d 2 v M (1 分) ,解得 v M ? 5m/s (1 分) m g sin 30? ? 2R 1 2 (1 分) ,解得 Q=37.5J mgx sin 30 ? ? Q ? mv M 2 1 M 杆产生的焦耳热 QM= Q =18. 75J(1 分) 2
(2)N 杆下滑时做匀加速运动 B 2 d 2 at ,解得 F ? 6t ? 1 (1 分) F ? m g sin 300 ? 2 ? m a (2 分) 2R (3)N 杆在斜轨道滑行中,M 杆在水平面上作减速运动 B B L2 v N f ? μN ? μ(m g ? 1 2 ) ? m aM (1 分) 2R 代入得 a M ? 4 ? 2t (1 分) M 杆作加速度逐渐增大的减速运动 停止时,速度的改变量大小为 5m/s。 设 M 杆经过时间 t 恰好停止运动,则 ( 4 ? 4 ? 2t ) ? t ? ?v M ,解得 t=1s(1 分) N 杆在这一秒内运动 s ? 0

2

a(m/s2)

t(s)

作出 M 杆加速度与时间的图像,如图,可知图中围成的面积是 M 杆速度的变化量,当 M 杆

1 2

[来源:学,科,网 Z,X,X,K]

1 1 a N t 2 ? ? 6 ? 12 ? 3m (1 分) 2 2 1 2 (4)对于 M 杆克服摩擦力所做的功 ? W克f ? 0 - mv M ,解得 W克f ? 12.5 J(1 分) 2
即 M 杆和水平轨道由于摩擦产生的热量 对于 N 杆: W外 + W安 + mg sin θs =

1 mv 2 (1 分) v N ? at 2 N

,即为两金属棒共同产生的焦耳热 W克安 = 12J (1 分) Q总 ? W克f ? W克安 ? 24.5J (1 分)


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