北京市2020届高三高考学业水平等级性考试模拟试卷物理试题（七） 22页

‎2020年北京市普通高中学业水平等级性考试 模拟试卷（七）物 理 第一部分 一、本部分共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。‎ ‎1.中国自主研发的世界首座具有第四代核电特征的核电站—华能石岛湾高温气冷堆核电站，位于山东省威海市荣成石岛湾。目前核电站使用的核燃料基本都是浓缩铀，有一种典型的铀核裂变方程是＋x→＋＋3x。下列关于x的说法正确的是（ ）‎ A. x是α粒子，具有很强的电离本领 B. x是α粒子，穿透能力比较弱 C. x是中子，中子是卢瑟福通过实验最先发现的 D. x是中子，中子是查德威克通过实验最先发现的 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．根据该反应的特点可知，该核反应属于重核裂变，根据核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒可知，x为中子，故AB错误；‎ CD．根据物理学史可知，卢瑟福发现了质子，预言了中子的存在，中子是查德威克通过实验最先发现的，故C错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎2.下列说法错误的是（　　）‎ A. “油膜法”估测分子大小实验中，可将纯油酸直接滴入浅盘的水面上 B. 温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大 C. 摩尔质量为M（kg/mol），密度（kg/m3）的‎1m3‎的铜所含原子数为（阿伏伽德罗常数为NA）‎ D. 由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．为形成单分子油膜，应将油酸酒精溶液滴入浅盘的水面上，A错误；‎ B．温度是分子平均动能的标志，温度升高分子的平均动能增大，分子热运动加剧，但个别分子的速率可能还会减小，B正确；‎ C．‎1m3‎铜所含有的原子数 C正确；‎ D．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，D正确。‎ 本题选择错误的，故选A。‎ ‎3.以下说法中正确的是（　　）‎ A. 如甲图是风力发电的国际通用标志 B. 如乙图是氢原子的能级示意图，氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时吸收了一定频率的光子 C. 如丙图是光电效应实验示意图，则此时验电器的金属杆上带的是负电荷 D. 如丁图是电子束穿过铝箔后的衍射图样，该实验现象说明实物粒子也具有波动性 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．图甲是辐射标志（亦称三叶草），不是风力发电的国际通用标志，A错误；‎ B．图乙是氢原子的能级示意图，结合氢光谱可知，氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时辐射一定频率的光子，B错误；‎ C．当光照射锌板时，金属板失去电子，将带正电，所以与之相连的验电器的指针将发生偏转，此时验电器的金属杆带的是正电荷，C错误；‎ D．图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样，由于衍射是波特有的性质，所以该实验现象说明实物粒子也具有波动性，D正确。‎ 故选D。‎ ‎4.‎ 五星红旗是中华人民共和国的象征和标志；升国旗仪式代表了我国的形象，象征着我国蒸蒸日上天安门广场国旗杆高度为‎32.6米，而升国旗的高度为‎28.3米；升国旗时间与北京地区太阳初升的时间是一致的，升旗过程是127秒，已知国旗重量不可忽略，关于天安门的升国旗仪式，以下说法正确的是（　　）‎ A. 擎旗手在国歌刚刚奏响时，要使国旗在升起初始时，旗面在空中瞬间展开为一平面，必须尽力水平向右甩出手中所握旗面 B. 国旗上升过程中的最大速度可能小于‎0.2m/s C. 当国旗匀速上升时，如果水平风力大于国旗的重量，则国旗可以在空中完全展开为一个平面 D. 当国旗匀速上升时，如果水平风力等于国旗的重量，则固定国旗的绳子对国旗的作用力的方向与水平方向夹角45度 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．若用水平向右甩出手中所握旗面，则手给旗子水平方向的力，因为旗面受到竖直向下的重力，水平方向的力和重力无法平衡，则旗面在空中瞬间无法展开为一平面，故A错误；‎ B．若旗上升过程中的最大速度小于‎0.2m/s，则在127s内上升的最大高度为：‎ h=0.2×‎127m=‎25.4m＜‎‎28.3m 故B错误；‎ C．国旗匀速上升，说明国旗受力平衡，此时旗面受重力、水平风力、绳子的作用力，无论水平风力多大都无法和竖直方向的重力平衡，则国旗不可以在空中完全展开为一个平面，故C 错误；‎ D．国旗匀速上升，说明国旗受力平衡，如果水平风力等于国旗的重量，则水平风力和重力的合力与水平方向夹角为45°，则固定国旗的绳子对国旗的作用力应与水平风力和重力的合力，等大反向，则固定国旗的绳子对国旗的作用力的方向与水平方向夹角45°，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎5.卡车沿平直公路运输质量为m的匀质圆筒状工件，将工件置于两光滑斜面之间，如图所示。两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上，倾角分别为和。重力加速度为g，圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2。则（　　）‎ A. 当卡车匀速行驶时F1=mg B. 当卡车匀速行驶时F2=mg C. 卡车安全启动的最大加速度为g D. 卡车安全刹车的最大加速度为g ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．将重力进行分解如图所示，根据几何关系可得 故AB错误。‎ C．当匀质圆筒状工件对斜面Ⅱ压力为0时，启动加速度最大，则有 得 故C正确；‎ D．当匀质圆筒状工件对斜面I压力为0时，刹车加速度最大，则有 得 故D错误。‎ 故选C。‎ ‎6.图1为沿斜坡向上行驶的汽车，当汽车以牵引力F向上运动时，汽车的机械能E与位移x的关系如图2所示（AB段为曲线），汽车与斜面间的摩擦忽略不计．下列说法正确的是（　　）‎ A. 0～x1过程中，汽车所受拉力逐渐增大 B. x1～x2过程中，汽车速度可达到最大值 C. 0～x3过程中，汽车的动能一直增大 D. x1～x2过程中，汽车以恒定的功率运动 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．设斜板的倾角为α，则汽车的重力势能 ‎，‎ 由动能定理得汽车的动能为 ‎，‎ 则汽车的机械能为 ‎，‎ 即图线的斜率表示F，则可知0~x1过程中汽车的拉力恒定，故A错误；‎ B．x1~x2过程中，拉力逐渐减小，以后随着F的减小，汽车将做减速运动，当时，加速度为零，速度达到最大，故B正确；‎ C．由前面分析知，汽车先向上匀加速运动，然后做加速度逐渐减小的加速运动，再做加速度逐渐增大的减速运动，0~x3过程中，汽车的速度先增大后减小，即动能先增大后减小，故C错误；‎ D．x1~x2过程中，汽车牵引力逐渐减小，到x2处为零，则汽车到x2处的功率为零，故D错误．‎ 故选B。‎ ‎7.‎2018年6月14日11时06分，我国探月工程嫦娥四号“鹊桥”中继星顺利进入环绕地月拉格朗日L2点运行的轨道，为地月信息联通搭建“天桥”．如图所示，该L2点位于地球与月球连线的延长线上，“鹊桥 ”位于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做圆周运动，已知地球、月球和“鹊桥”的质量分别为Me、Mm、m，地球和月球中心之间的平均距离为R，L2点到月球中心的距离为x，则x满足(　 )‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】对月球，万有引力提供向心力，有： ‎ ‎，对中继星，地球和月球的引力的合力提供向心力，故：，联立解得：，故ACD错误，B正确.‎ ‎8.如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x＝‎2m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图像。下列说法错误的是（　　）‎ A. 这列波传播方向是沿x轴正方向 B. 这列波的传播速度是‎20 m/s C. 经过0.1s，质点Q的运动方向沿y轴正方向 D. 经过0.35 s，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由乙图读出，时刻质点的速度向下，则由同侧法可知，这列波沿x轴正方向传播，A正确；‎ B．由图知：，，则波速 B正确；‎ C．图示时刻Q点沿y轴正方向运动 质点Q的运动方向沿y轴负方向， C错误；‎ D．，经过0.35 s时，质点P到达波峰，而质点Q位于平衡位置与波谷之间，故质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离，D正确。‎ 本题选择错误的，故选C。‎ ‎9.用双缝干涉测光的波长的实验装置如图所示，验装置使光屏上能观察到清晰的干涉条纹。关于该实验，下列说法正确的是（　　）‎ A. 取下滤光片，光屏上将不能出现彩色的干涉条纹 B. 若单缝向右平移一小段距离，光屏上相邻两条亮纹中心的距离增大 C. 若将双缝间的距离d增大，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大 D. 若将滤光片由红色换成绿色，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．取下滤光片，不同的色光干涉，在光屏上将出现彩色的干涉条纹，A错误；‎ B．若单缝向右平移一小段距离，由于双缝到光屏的距离不变，则光屏上相邻两条亮纹中心的距离不变，B错误；‎ C．根据 将双缝的距离d增大，则光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小，C错误；‎ D．若将滤光片由红色换成绿色，色光的波长减小，根据 光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小，D正确。‎ 故选D。‎ ‎10.如图所示为一个斯特林热气机理想循环的V–T图像，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A完成一个循环过程，则　　（　　）‎ A. 气体从状态A变化到状态C的过程当中，气体的内能减小 B. 气体从状态C变化到状态D的过程中，气体分子单位时间内碰撞容器壁的次数增多 C. 气体从状态D变化到状态A的过程中，气体放热 D. 气体从状态D变化到状态A的过程中，气体吸热 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．气体从状态A到状态C的过程中，先经历一个等温压缩A到B过程再经过一个等容升温B到C过程，在A到B过程中，温度不变，内能不变，在B到C过程中，温度升高，内能增大，故A到C过程中，内能增大，A错误；‎ B．气体从状态C到状态D的过程是一个等温膨胀过程，压强减小，气体分子平均速率不变，所以单位时间内碰撞容器壁的次数减少，B错误；‎ CD．气体从状态D到状态A的过程是一个等容降温的过程，根据热力学定律 ‎，，所以，是一个放热过程，D错误C正确。‎ 故选C。‎ ‎11.如图所示，直线上M、N两点分别放置等量的异种电荷，A、B是以M为圆心的圆上两点，且关于直线对称，C为圆与直线的交点。下列说法正确的是（　　）‎ A. A、B两点的电场强度相同，电势不等 B. A、B两点的电场强度不同，电势相等 C. C点的电势高于A点的电势 D. 将正电荷从A沿劣弧移到B的过程中，电势能先减少后增加 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】异种电荷的电场线如图 AB．该电场中的电势关于电荷的连线对称，所以A、B两点的电势相等，根据电场线的疏密知两点场强大小相等，但方向是对称的，所以电场强度不同，A错误B正确；‎ C．从M点沿MA、MB、MC三个方向，可知MA和MB方向没有MC方向的平均场强较大，根据 可知沿MC方向电势降的多，故有 C错误；‎ D．正电荷在电场中的受力与场强方向相同，故由从A沿劣弧移到B的过程，从A点电场力与运动方向成钝角，到B点成直角，后变成锐角，故有电场力先做负功后做正功，由功能关系可知电势能先增大后减小，D错误。‎ 故选B。‎ ‎12.如图所示，电源电动势为，内阻为．电路中的、分别为总阻值一定的滑动变阻器，为定值电阻，为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）．当开关闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态．下列说法中正确的是（ ）‎ A. 只逐渐增大的光照强度，电阻消耗的电功率变大，电阻中有向上的电流 B. 只调节电阻的滑动端向上端移动时，电源消耗的功率变大，电阻中有向上的电流 C. 只调节电阻的滑动端向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动 D. 若断开开关，电容器所带电荷量变大，带电微粒向上运动 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】逐渐增大的光照强度，的电阻减小，回路总电阻减小，回路总电流增大，根据可知上消耗的电功率变大，同时，‎ 上端电阻两端电压也增大，则电容器两端电压增大，根据可知电荷量增加，则中有向上的电流，故A正确．恒定电路中电容器所在支路相当于断路，滑动的滑片不改变电路通电情况，不会发生任何变化，故B错误．调节的滑动端向下移动时，回路总电阻不发生变化，电压表测的路端电压也不发生变化，示数不变，但是电容器两端分得的电压增大，电场强度增大，电场力大于重力，带电微粒向上运动，故C错误．若断开开关S，则电容器在与、组成的电路中放电，电荷量减少，电压减小，电场力减小，带电微粒向下运动，故D错误．‎ ‎13.如图所示，在半径为R的圆内有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一个质量为m、电量为q的带正电粒子沿半径方向从a点射入，从b点射出。速度方向改变了60°，粒子的重力不计。若磁感应强度变为B后，该粒子保持速度不变从同一位置入射。下列描述正确的是（　　）‎ A. 粒子做圆周运动的半径为R B. 粒子做圆周运动的半径为R C. 粒子在磁场中的运动的时间为 D. 粒子在磁场中的运动的时间为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．带电粒子进入磁场中做匀速圆周运动，由 得 当磁感应强度由B变为B时，轨迹半径变为 AB错误；‎ CD．设磁场半径为r，粒子原来速度的偏向角为α，B变化后速度的偏向角为β。根据几何关系有 又，则得，所以粒子飞出场区时速度方向改变的角度为90°。则用时间 C错误D正确。‎ 故选D。‎ ‎14.如图甲所示，真空中水平放置两块长度为2d的平行金属板P、Q，两板间距为d，两板间加上如图乙所示最大值为U0的周期性变化的电压。在两板左侧紧靠P板处有一粒子源A，自t＝0时刻开始连续释放初速度大小为v0，方向平行于金属板的相同带电粒子，t＝0时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场。已知电场变化周期T＝， 粒子质量为m，不计粒子重力及相互间的作用力，则（　　）‎ A. 在t＝0时刻进入的粒子离开电场时速度大小仍为v0‎ B. 粒子的电荷量为 C. 在t＝T时刻进入的粒子离开电场时电势能减少了mv02‎ D. 在t＝T时刻进入的粒子刚好从P板右侧边缘离开电场 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．粒子进入电场后，水平方向做匀速运动，则t＝0时刻进入电场的粒子在电场中运动时间 此时间正好是交变电场的一个周期；粒子在竖直方向先做加速运动后做减速运动，经过一个周期，粒子的竖直速度为零，故粒子离开电场时的速度大小等于水平速度v0，A错误；‎ B．在竖直方向，粒子在时间内的位移为，则 计算得出 B错误；‎ C．在时刻进入电场的粒子，离开电场时在竖直方向上的位移为 故电场力做功为 C错误； ‎ D．时刻进入的粒子，在竖直方向先向下加速运动，然后向下减速运动，再向上加速，向上减速，由对称可以知道，此时竖直方向的位移为零，故粒子从P板右侧边缘离开电场，D正确。‎ 故选D。‎ 第二部分 ‎15.‎ 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙两同学设计了如图所示的实验装置．其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量，m0为滑轮的质量．力传感器可测出轻绳中的拉力大小．‎ ‎(1) 实验时，一定要进行的操作是______．‎ A．用天平测出砂和砂桶的质量 B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数 D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M.‎ ‎(2) 甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为___m/s2(结果保留三位有效数字)．‎ ‎(3) 甲同学以力传感器示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a－F图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为_________________．‎ A. B. －m‎0 C.－m0 D. ‎ ‎(4) 乙同学根据测量数据作出如图所示的a－F 图线，该同学做实验时存在的问题是___________．‎ ‎【答案】 (1). BC (2). 2．00 (3). C (4). 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）本题拉力可以由传感器测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故AD错误；实验时需将长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；实验时，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，需记录传感器的示数，故C正确．‎ ‎（2）根据，运用逐差法得．‎ ‎（3）由牛顿第二定律得，则，a-F图象的斜率，则小车的质量，故C正确．‎ ‎（4）当F不等于零，加速度a仍然为零，可知实验中没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．‎ ‎【点睛】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，小车质量不变时，加速度与拉力成正比，对a-F图来说，图象的斜率表示小车质量的倒数．‎ ‎16.电场中等势线的描绘的实验装置如图所示．‎ ‎(1)一个学生在做此实验时的主要准备步骤如下．‎ ‎①在木板上依次铺放白纸、复写纸、导电纸各一张，导电纸有导电物质的一面朝下；‎ ‎②导电纸上平放着跟它接触良好的两个圆柱形电极，两电极分别与电源的两极相连；‎ ‎③从一个电流传感器的两个接线柱引出两支探针；‎ ‎④在导电纸上画出两个电极的连线，在连线上选取间距大致相等的5个点作基准点，并用探针把它们的位置压印在白纸上．‎ 以上准备步骤中，错误的有___________(写序号)，应改为______________________．‎ ‎(2)在图的a、b、c、d、e五个基准点中，电势最高的点是___________点．‎ ‎(3)若传感器的两个接线柱分别接触图中d、f两点(f、d连线和A、B连线垂直)时，d、f两点___________大于零，则传感器的“+”接线柱接在___________点，要使传感器示数为零，应将接f的探针___________(填“向左”或“向右”)移动．‎ ‎【答案】 (1). ①③ (2). 放置导电纸时有导电物质的一面应向上;应使用电压传感器 (3). a点 (4). 电压 (5). f点 (6). 向右移动 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）描绘电场中等势线”的实验原理是用恒定电流场模拟静电场，需要直流电源，等势线描绘在白纸上，在木板上依次铺放白纸、复写纸、导电纸，放置导电纸时有导电物质的一面应向上，电极与导电纸应有良好的接触； （2）根据顺着电场线方向电势逐渐降低，判断电势的高低； （3）由图可知f点的电势高于d点的电势，传感器的“+”接线柱应接在f点，要找到等势点，应将接f的表笔向右移动；‎ ‎【详解】（1）以上准备步骤中，错误的是：①、③； 应改为：①中：本实验首先要在导电纸上找到等势点，再这些点描在白纸上，将等势线描绘在白纸上，所以有导电物质的一面必须朝上，否则不能找到等势点； ③中：为了找到等势点，应使用电压传感器；‎ ‎（2）图中A模拟正电荷，B模拟负电荷，AB间电场线方向从A指向B，根据顺着电场线方向电势降低可知，电势最高点是a点；‎ ‎（3）根据等量异种电荷等势面的分布情况可知：f点的电势高于d点的电势，要使d、f两点电压大于零，则传感器的“+”接线柱应接在f点，要找到等势点，应将接f的表笔向右移动．‎ ‎【点睛】理解本实验原理和方法是解决此实验的关键，并要掌握两等量异号电荷周围电场线与等势面的特点来解决这类问题．‎ ‎17.如图所示，三棱镜的横截面ABC为直角三角形，∠A=90°，∠B=30°，边AC长为‎20cm ‎，三棱镜材料的折射率为，一束平行于底边BC的单色光从AB边上的中点O射入此棱镜，已知真空中光速为3.0×‎108m/s。求：‎ ‎(1)从ABC边射入的折射角；‎ ‎(2)通过计算判断光束能否从BC边射出。‎ ‎【答案】（1）30°；（2）见解析。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】光路如图 ‎（1）由折射定律 解得 ‎（2）由临界角公式 得 光线达BC边时，入射角 将发生全反射，所以光线不能从BC边射出 ‎18.‎2017年9月13日，某品牌正式发布旗下三款新机型，除了常规的硬件升级外，三款新机工还支持快充和无线充电.‎ 图甲为兴趣小组制作的无线充电装置中的受电线圈示意图，已知线圈匝数匝、电阻、横截面积，外接电阻.线圈处在平行于线圈轴线的匀强磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化关系如图乙所示.求：‎ ‎（1）时线圈中的感应电动势；‎ ‎（2）内通过电阻的电荷量；‎ ‎（3）内电阻上产生的热量.‎ ‎【答案】（1）（2） （3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由乙可知，时，有，‎ 根据法拉第电磁感应定律有，‎ 解得；‎ ‎（2）内，，‎ 电荷量，‎ 解得；‎ ‎（3）内，，根据焦耳定律可得回路中产生的焦耳热为，‎ 内，，根据焦耳定律可得回路中产生的焦耳热为 所以，‎ 而 解得.‎ ‎19.如图所示，一个带有圆弧的粗糙滑板A，总质量为mA=‎3kg，其圆弧部分与水平部分相切于P，水平部分PQ长为L=‎3.75m。开始时A静止在光滑水平面上，有一质量为mB=‎2kg的小木块B从滑板A的右端以水平初速度v0=‎5m/s滑上A，小木块B与滑板A之间的动摩擦因数为μ=0.15，小木块B滑到滑板A的左端并沿着圆弧部分上滑一段弧长后返回最终停止在滑板A上。‎ ‎(1)求A、B相对静止时的速度大小；‎ ‎(2)若B最终停在A的水平部分上的R点，P、R相距‎1m，求B在圆弧上运动过程中因摩擦而产生的内能；‎ ‎(3)若圆弧部分光滑，且除v0不确定外其他条件不变，讨论小木块B在整个运动过程中，是否有可能在某段时间里相对地面向右运动？如不可能，说明理由；如可能，试求出B既能向右滑动、又不滑离木板A的v0取值范围。（取g＝‎10m/s2，结果可以保留根号） ‎ ‎【答案】(1) ‎2 m/s； (2) 0.75J ；（3）可能，。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小木块B从开始运动直到A、B相对静止的过程中，系统水平方向上动量守恒，有 ‎ 解得 ‎ ‎（2）B在A的圆弧部分的运动过程中，它们之间因摩擦产生的内能为，B在A的水平部分往返的运动过程中，它们之间因摩擦产生的内能为，由能量关系得到 ‎（3）设小木块B下滑到P点时速度为，同时A的速度为 ‎，由动量守恒和能量关系可以得到 由两式可以得到 令 化简后为 若要求B最终不滑离A，由能量关系必有 化简得 ‎ 故B既能对地向右滑动，又不滑离A的条件为 即 ‎20.如图所示，质量为M的足够长金属导轨PQMN放在光滑的绝缘水平面上，一电阻为R，质量为m的导体棒ef放置在导轨上，棒与导轨间光滑并始终与导轨接触良好，其右侧有两个固定于水平面的光滑立柱c、d，且PQcd构成正方形。导轨PQ段电阻为r，长为L。开始时，以cd为边界（图中虚线所示），其右侧导轨电阻为零，匀强磁场方向竖直向下；其左侧导轨单位长度的电阻为R，匀强磁场水平向右，磁感应强度大小均为B。在t＝0时，一水平向右的拉力F垂直作用在导轨的PQ边上，使导轨由静止开始做加速度为a的匀加速直线运动，重力加速度取g。求：‎ ‎(1)经t1时间，回路中磁通量的变化量；‎ ‎(2)水平向右的拉力F随时间变化的关系式；‎ ‎(3)若F=0，金属导轨PQMN静止，cd右侧磁场均匀增大，当达到何值时，导体棒ef刚好对轨道无压力。‎ ‎【答案】（1）；（2）；（3）。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)经时间，回路的面积为 ‎ ‎ 回路中磁通量 回路中磁通量的变化量 ‎ ‎ (2) 根据法拉第电磁感应定律，某时刻PQ产生的感应电动势为E ‎ ‎ 导轨做初速度为零的匀加速运动 故有 ‎ 由闭合电路欧姆定律得感应电流 ‎ PQ边所受的安培力大小 ‎ 对导轨，由牛顿第二定律有 联立解得 ‎(3)若，金属导轨PQMN静止，cd右侧磁场均匀增大，当ef刚好对轨道无压力，‎ 由平衡条件有 由法拉第电磁感应定律有 ‎ 联立整理后解得 ‎ ‎