2021年上海市黃浦區(qū)格致中學(xué)高考物理第一次測(cè)驗(yàn)試卷（3月份）

三、綜合應(yīng)用（共40分，其中18題10分，19題15分，20題15分。）注意：計(jì)算題在列式計(jì)算、邏輯推理以及回答問題的過程中，要求給出必要的圖示、文字說明、公式、演算等。

• 19．如圖所示，在豎直平面內(nèi)，AB為水平放置的絕緣粗糙軌道，CD為豎直放置的足夠長(zhǎng)絕緣粗糙軌道，AB與CD通過四分之一絕緣光滑圓弧形軌道平滑連接，圓弧的圓心為O，半徑R=0.50m,軌道所在空間在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E=1.0×10⁴N/C?，F(xiàn)有質(zhì)量m=0.20kg、電荷q=8.0×10^-4C的帶電體（可視為質(zhì)點(diǎn)），從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，已知L_AB=1.0m,帶電體與軌道AB、CD間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5。假定帶電體與軌道之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等，重力加速度g=10 m/s²，求：
  （1）帶電體第一次運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大??；
  （2）帶電體最終停在何處；
  （3）通過定量計(jì)算分析說明在帶電體運(yùn)動(dòng)的全過程中能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系。
  組卷：223引用：1難度：0.5

  解析

• 20．如圖（甲），MN、PQ兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成θ=30°角固定，M、P之間接電阻箱R，電阻箱的阻值范圍為0～4Ω，導(dǎo)軌所在空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5 T。質(zhì)量為m的金屬桿ab水平放置在軌道上，其接入電路的電阻值為r。現(xiàn)從靜止釋放桿ab,測(cè)得最大速度為v_m。改變電阻箱的阻值R，得到v_m與R的關(guān)系如圖（乙）所示。已知軌距為L(zhǎng)=2m,重力加速度g=10m/s²，軌道足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)。
  
  （1）通過分析描述金屬棒從靜止開始到最大速度過程中的運(yùn)動(dòng)情況；
  （2）當(dāng)R=0時(shí)，求桿ab勻速下滑過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的大小及桿中的電流方向；
  （3）求金屬桿的質(zhì)量m和阻值r；
  （4）求金屬桿勻速下滑時(shí)電阻箱消耗電功率的最大值P_m。
  組卷：224引用：2難度：0.5

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