2017年湖北省八校联考高考物理二模试卷

2017年湖北省八校联考高考物理二模试卷一、选择题：本大题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项是符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分．有选错的得0分．1．（6分）下列说法正确的是（）A．带电粒子仅在电场力的作用下一定做匀变速运动B．带电粒子仅在电场力的作用下运动时，动能一定增加C．电场力做正功，带电粒子的电势一定降低D．电场力做正功，带电粒子的电势能一定减少2．（6分）如图所示，直线a与四分之一圆弧b分别表示两质点A、B从同一地点出发，沿同一方向做直线运动的v﹣t图．当B的速度变为0时，A恰好追上B，则A的加速度为（）A．1m/s2B．2m/s2C．m/s2D．πm/s23．（6分）已知α粒子（即氦原子核）质量约为质子的4倍，带正电荷，电荷量为元电荷的2倍．质子和α粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动．下列说法正确的是（）A．若它们的动量大小相同，则质子和α粒子的运动半径之比约为2：1B．若它们的速度大小相同，则质子和α粒子的运动半径之比约为1：4C．若它们的动能大小相同，则质子和α粒子的运动半径之比约为1：2D．若它们由静止经过相同的加速电场加速后垂直进入磁场，则质子和α粒子的运动半径之比约为1：24．（6分）如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为5：1，和R1、R2分别是电压表、定值电阻，且R1=5R2．已知ab两端电压u按图乙所示正弦规律变化．下列说法正确的是（）A．电压u瞬时值的表达式u=220sin10πt（V）B．电压表示数为40VC．R1、R2两端的电压之比为5：1D．R1、R2消耗的功率之比为1：55．（6分）下表是按照密立根的方法进行光电效应实验时得到的某金属的遏止电压U c和入射光的频率v的几组数据．由以上数据应用Execl描点连线，可得直线方程U c=0.3973﹣1.7024，如图所示．则这种金属的截止频率约为（）A．3.5×1014Hz B．4.3×1014Hz C．5.5×1014Hz D．6.0×1014Hz6．（6分）1772年，法籍意大利数学家拉格朗日在论文《三体问题》指出：两个质量相差悬殊的天体（如太阳和地球）所在同一平面上有5个特殊点，如图中的L1、L2、L3、L4、L5所示，人们称为拉格朗日点．若飞行器位于这些点上，会在太阳与地球共同引力作用下，可以几乎不消耗燃料而保持与地球同步绕太阳做圆周运动．若发射一颗卫星定位于拉格朗日L2点，下列说法正确的是（）A．该卫星绕太阳运动周期和地球自转周期相等B．该卫星在L2点处于平衡状态C．该卫星绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度D．该卫星在L2处所受太阳和地球引力的合力比在L1处大7．（6分）如图所示，倾角为θ的斜面上有A、B、C三点，现从这三点分别以不同的初速度水平抛出一小球，三个小球均落在斜面上的D点，今测得AB=BC=CD，不计空气阻力，由此可以判断（）A．从A、B、C处抛出的三个小球运动时间之比为：：1B．从A、B、C处抛出的三个小球落在斜面上时速度与斜面的夹角相同C．从A、B、C处抛出的三个小球的初速度大小之比为3：2：1D．从A、B、C处抛出的三个小球距斜面最远时速度方向与水平方向夹角的正切值之比为：：18．（6分）倾角θ为37°的光滑斜面上固定带轻杆的槽，劲度系数k=20N/m、原长足够长的轻弹簧下端与轻杆相连，开始时杆在槽外的长度l=0.6m，且杆可在槽内移动，杆与槽间的滑动摩擦力大小恒为F f=6N，杆与槽之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．质量m=1kg的小车从距弹簧上端l=0.6m处由静止释放沿斜面向下运动．已知弹簧弹性势能为E p=kx2，式中x为弹簧的形变量．在整个运动过程中，弹簧始终处于弹性限度以内．g=10m/s2，sin37°=0.6．下列说法正确的是（）A．在杆完全进入槽内之前，小车先做匀加速运动，然后做加速度逐渐减小的加速运动，最后做匀速直线运动B．小车从开始运动到杆完全进入槽内所用时间为sC．若杆与槽间的滑动摩擦力大小F f变为16N，小车、弹簧、轻杆组成的系统机械能一定不守恒D．若杆与槽间的滑动摩擦力大小F f变为16N，小车第一次与弹簧作用过程中轻杆移动的距离为0.2m二、非选择题：包括必考题和选考题两部分．第9题～第12题为必考题，每个试题考生都必须作答．第13题～第16题为选考题，考生根据要求作答．（一）必考题9．（6分）欧姆表内部电路简化后如图所示，电源电动势E=1.5V，内阻r=0.5Ω，电流表满偏电流I g=10mA，电流表内阻R g=7.5Ω，A、B为接线柱．（1）用一条导线把A、B直接连起来，此时，应将可变电阻R1调节为Ω才能使电流表恰好达到满偏．（2）调至满偏后保持R1的值不变，在A、B间接入一个150Ω的定值电阻R2，电流表示数为mA．（3）继续保持R1的值不变，将定值电阻R2更换为另一电阻R3接在A、B之间，电流表读数为6mA，则R3=Ω．10．（9分）小明同学利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律．A为装有挡光片的钩码，总质量为M，挡光片的挡光宽度为b，轻绳一端与A相连，另一端跨过光滑轻质定滑轮与质量为m（m＜M）的重物B相连．他的做法是：先用力拉住B，保持A、B静止，测出A的挡光片上端到光电门的距离h；然后由静止释放B，A下落过程中经过光电门，光电门可测出挡光片的挡光时间t，算出挡光片经过光电门的平均速度，将其视为A下落h（h＞＞b）时的速度，重力加速度为g．（1）在A从静止开始下落h的过程中，验证以A、B、地球所组成的系统机械能守恒定律的表达式为（用题目所给物理量的符号表示）；（2）由于光电门所测的平均速度与物体A下落h时的瞬时速度间存在一个差值△v，因而系统减少的重力势能系统增加的动能（选填“大于”或“小于”）；（3）为减小上述△v对结果的影响，小明同学想到了以下一些做法，其中可行的是A．保持A下落的初始位置不变，测出多组t，算出多个平均速度然后取平均值B．减小挡光片上端到光电门的距离hC．增大挡光片的挡光宽度bD．适当减小挡光片的挡光宽度b（4）若采用本装置测量当地的重力加速度g，则测量值真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）．11．（14分）儿童智力拼装玩具“云霄飞车”的部分轨道简化为如图模型：光滑水平轨道MN与半径为R的竖直光滑圆弧轨道相切于N点，质量为m的小球A静止于P点，小球半径远小于R．与A相同的小球B以速度v0向右运动，A、B碰后粘连在一起．求当v0的大小在什么范围时，两小球在圆弧轨道内运动时不会脱离圆弧轨道？已知重力加速度为g．12．（18分）如图所示，AD与A1D1为水平放置的无限长平行金属导轨，DC与D1C1为倾角为θ=37°的平行金属导轨，两组导轨的间距均为l=1.5m，导轨电阻忽略不计．质量为m1=0.35kg、电阻为R1=1Ω的导体棒ab置于倾斜导轨上，质量为m2=0.4kg、电阻为R2=0.5Ω的导体棒cd置于水平导轨上，轻质细绳跨过光滑滑轮一端与cd的中点相连、另一端悬挂一轻质挂钩．导体棒ab、cd与导轨间的动摩擦因数相同，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=2T．初始时刻，棒ab在倾斜导轨上恰好不下滑．（g 取10m/s2，sin37°=0.6）（1）求导体棒与导轨间的动摩擦因数μ；（2）在轻质挂钩上挂上物体P，细绳处于拉伸状态，将物体P与导体棒cd同时由静止释放，当P的质量不超过多大时，ab始终处于静止状态？（导体棒cd运动过程中，ab、cd一直与DD1平行，且没有与滑轮相碰．）（3）若P的质量取第（2）问中的最大值，由静止释放开始计时，当t=1s时cd 已经处于匀速直线运动状态，求在这1s内ab上产生的焦耳热为多少？（二）选考题，任选一模块作答【物理--选修3-3】（15分）13．（5分）下列说法中正确的是（）A．给车胎打气，越压越吃力，是由于分子间存在斥力B．液体表面张力与浸润现象都是分子力作用的表现C．悬浮在水中花粉颗粒的布朗运动反映了花粉中分子做无规则的热运动D．干湿泡温度计的示数差越大，表示空气中水蒸气离饱和状态越远E．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性14．（10分）如图所示，U型玻璃细管竖直放置，水平细管与U型玻璃细管底部相连通，各部分细管内径相同．U型管左管上端封有长20cm的理想气体B，右管上端开口并与大气相通，此时U型玻璃管左、右两侧水银面恰好相平，水银面距U型玻璃管底部为25cm．水平细管内用小活塞封有长度10cm的理想气体A．已知外界大气压强为75cmHg，忽略环境温度的变化．现将活塞缓慢向左拉，使气体B的气柱长度为25cm，求：①左右管中水银面的高度差是多大？②理想气体A的气柱长度为多少？【物理--选修3-4】（15分）15．如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形图．已知该波的波速是0.8m/s，则下列说法正确的是（）A．这列波的波长是14cmB．这列波的周期是0.15sC．这列波一定沿x轴负方向传播的D．从t=0时刻开始，x=5cm处的质点经0.1s振动到波峰E．每经过0.15s介质中的质点就沿x轴移动12cm16．如图所示，有一棱镜ABCD，∠B=∠C=90°，∠D=75°．某同学想测量其折射率，他用激光笔从BC面上的P点射入一束激光，从Q点射出时与AD面的夹角为45°，Q点到BC面垂线的垂足为E，∠PQE=15°．求：①该棱镜的折射率②改变入射激光的方向，使激光在AD边恰好发生全反射，其反射光直接到达CD 边后是否会从CD边出射？请说明理由．2017年湖北省八校联考高考物理二模试卷参考答案与试题解析一、选择题：本大题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项是符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分．有选错的得0分．1．（6分）下列说法正确的是（）A．带电粒子仅在电场力的作用下一定做匀变速运动B．带电粒子仅在电场力的作用下运动时，动能一定增加C．电场力做正功，带电粒子的电势一定降低D．电场力做正功，带电粒子的电势能一定减少【解答】解：A、带电粒子仅在电场力的作用下在非匀强电场中运动时，电场力是变力，加速度是变化的，做的是非匀变速运动，故A错误．B、带电粒子仅在电场力的作用下电场力可以做负功，动能减小，故B错误．CD、电场力做正功，带电粒子的电势能一定减少．若带电粒子带正电，电势降低，若带电粒子带负电，电势升高，故C错误，D正确．故选：D2．（6分）如图所示，直线a与四分之一圆弧b分别表示两质点A、B从同一地点出发，沿同一方向做直线运动的v﹣t图．当B的速度变为0时，A恰好追上B，则A的加速度为（）A．1m/s2B．2m/s2C．m/s2D．πm/s2【解答】解：设A的加速度为a．两质点A、B从同一地点出发，A追上B时两者的位移相等，即x a=x b．根据v﹣t图象的“面积”表示位移，得=由题知t=2s，解得a=m/s2．故选：C3．（6分）已知α粒子（即氦原子核）质量约为质子的4倍，带正电荷，电荷量为元电荷的2倍．质子和α粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动．下列说法正确的是（）A．若它们的动量大小相同，则质子和α粒子的运动半径之比约为2：1B．若它们的速度大小相同，则质子和α粒子的运动半径之比约为1：4C．若它们的动能大小相同，则质子和α粒子的运动半径之比约为1：2D．若它们由静止经过相同的加速电场加速后垂直进入磁场，则质子和α粒子的运动半径之比约为1：2【解答】解：根据洛伦兹力提供向心力：qvB=m，可得半径公式：R=，A、若它们的动量mv大小相同，可知半径R与q成反比，所以质子和α粒子的运动半径之比约为2：1，故A正确；B、若它们的速度v大小相同，可知半径R与比荷成反比，所以质子和α粒子的运动半径之比约为1：2，故B错误；C、若它们的动能大小相同，可知质子和α粒子的速度之比为2：1，则质子和α粒子的运动半径之比约为1：1，故C错误；D、它们由静止经过相同的加速电场加速后可得：qU=，可得：v=，代入半径公式得：R=，所以进入磁场后，质子和α粒子的运动半径之比约为1：，故D错误；故选：A4．（6分）如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为5：1，和R1、R2分别是电压表、定值电阻，且R1=5R2．已知ab两端电压u按图乙所示正弦规律变化．下列说法正确的是（）A．电压u瞬时值的表达式u=220sin10πt（V）B．电压表示数为40VC．R1、R2两端的电压之比为5：1D．R1、R2消耗的功率之比为1：5【解答】解：A、由图象知周期，角速度，电压u的表达式u=311sin100πt（V），故A错误；B、设原线圈的电流为I，根据，得，副线圈两端的电压原线圈两端的电压，220=I解得电压表示数，故B正确；C、原线圈两端的电压：U1=5U2=5×40=200V，所以R1两端的电压：U R1=U﹣U1=220﹣200=20V，所以：R1、R2两端的电压之比为1：2．故C错误；D、消耗的功率消耗的功率，故D错误；故选：B5．（6分）下表是按照密立根的方法进行光电效应实验时得到的某金属的遏止电压U c和入射光的频率v的几组数据．由以上数据应用Execl描点连线，可得直线方程U c=0.3973﹣1.7024，如图所示．则这种金属的截止频率约为（）A．3.5×1014Hz B．4.3×1014Hz C．5.5×1014Hz D．6.0×1014Hz【解答】解：根据光电效应方程得：E km=hv﹣W0=hv﹣hv0解得：U c=v﹣=v﹣．与直线方程U c=0.3973﹣1.7024，比较可知，图线的斜率为：=，同时：=1.7024联立得：v0≈4.3×1014 Hz．故B正确，ACD错误故选：B6．（6分）1772年，法籍意大利数学家拉格朗日在论文《三体问题》指出：两个质量相差悬殊的天体（如太阳和地球）所在同一平面上有5个特殊点，如图中的L1、L2、L3、L4、L5所示，人们称为拉格朗日点．若飞行器位于这些点上，会在太阳与地球共同引力作用下，可以几乎不消耗燃料而保持与地球同步绕太阳做圆周运动．若发射一颗卫星定位于拉格朗日L2点，下列说法正确的是（）A．该卫星绕太阳运动周期和地球自转周期相等B．该卫星在L2点处于平衡状态C．该卫星绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度D．该卫星在L2处所受太阳和地球引力的合力比在L1处大【解答】解：A、据题意知，卫星与地球同步绕太阳做圆周运动，则周期相同，即该卫星绕太阳运动周期和地球公转周期相等，故A错误．B、该卫星所受的合力为地球和太阳对它引力的合力，这两个引力方向相同，合力不为零，处于非平衡状态，故B错误．C、向心加速度a=ω2r，该卫星和地球绕太阳做匀速圆周运动的角速度相对，而半径大于地球公转半径，则该卫星绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度，故C正确．D、该卫星在L2处和L1处的角速度相等，但在L2处半径大，根据F=mω2r可知，该卫星在L2处所受太阳和地球引力的合力比在L1处大，故D正确．故选：CD7．（6分）如图所示，倾角为θ的斜面上有A、B、C三点，现从这三点分别以不同的初速度水平抛出一小球，三个小球均落在斜面上的D点，今测得AB=BC=CD，不计空气阻力，由此可以判断（）A．从A、B、C处抛出的三个小球运动时间之比为：：1B．从A、B、C处抛出的三个小球落在斜面上时速度与斜面的夹角相同C．从A、B、C处抛出的三个小球的初速度大小之比为3：2：1D．从A、B、C处抛出的三个小球距斜面最远时速度方向与水平方向夹角的正切值之比为：：1【解答】解：A、三球下降的高度之比为3：2：1，根据t=知，A、B、C处的三个小球运动时间之比为，故A正确．B、因为平抛运动某时刻速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，三个小球落在斜面上，位移方向相同，则速度方向相同，故B 正确．C、三个小球的水平位移之比为3：2：1，根据x=v0t知，初速度之比为．故C错误．D、从A、B、C处抛出的三个小球距斜面最远时速度方向和斜面平行，速度方向与水平方向夹角等于斜面的倾角，所以速度方向与水平方向夹角的正切值之比为1：1：1，故D错误；故选：AB．8．（6分）倾角θ为37°的光滑斜面上固定带轻杆的槽，劲度系数k=20N/m、原长足够长的轻弹簧下端与轻杆相连，开始时杆在槽外的长度l=0.6m，且杆可在槽内移动，杆与槽间的滑动摩擦力大小恒为F f=6N，杆与槽之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．质量m=1kg的小车从距弹簧上端l=0.6m处由静止释放沿斜面向下运动．已知弹簧弹性势能为E p=kx2，式中x为弹簧的形变量．在整个运动过程中，弹簧始终处于弹性限度以内．g=10m/s2，sin37°=0.6．下列说法正确的是（）A．在杆完全进入槽内之前，小车先做匀加速运动，然后做加速度逐渐减小的加速运动，最后做匀速直线运动B．小车从开始运动到杆完全进入槽内所用时间为sC．若杆与槽间的滑动摩擦力大小F f变为16N，小车、弹簧、轻杆组成的系统机械能一定不守恒D．若杆与槽间的滑动摩擦力大小F f变为16N，小车第一次与弹簧作用过程中轻杆移动的距离为0.2m【解答】解：A、小车重力沿斜面向下的分力G x=mgsin37°=6N=F f，一开始小车受恒力向下做匀加速运动，后来接触到弹簧，合力逐渐变小，于是做加速度逐渐变小的变加速运动，最后受到弹簧轻杆的力和重力沿斜面向下重力的分力平衡，于是做匀速直线运动，故A正确；B、小车开始运动的加速度为a=gsin37°=6m/s2，下落l经过的时间为：t1==s=s，所以小车从开始运动到杆完全进入槽内所用时间大于s，故B错误；CD、若杆与槽间的滑动摩擦力大小F f变为16N，弹簧压缩△x时金属杆开始运动，则k△x=F f，解得：△x=0.8m；设小车从接触弹簧到速度为零小车沿斜面向下移动的位移为x，从小车开始运动到速度为零，根据能量守恒定律得：mg（l+x）sin37°=+F f（x﹣△x），解得：x=1m，所以小车第一次与弹簧作用过程中轻杆移动的距离为1m﹣0.8m=0.2m，小车、弹簧、轻杆组成的系统机械能一定不守恒，故CD正确；故选：ACD．二、非选择题：包括必考题和选考题两部分．第9题～第12题为必考题，每个试题考生都必须作答．第13题～第16题为选考题，考生根据要求作答．（一）必考题9．（6分）欧姆表内部电路简化后如图所示，电源电动势E=1.5V，内阻r=0.5Ω，电流表满偏电流I g=10mA，电流表内阻R g=7.5Ω，A、B为接线柱．（1）用一条导线把A、B直接连起来，此时，应将可变电阻R1调节为142Ω才能使电流表恰好达到满偏．（2）调至满偏后保持R1的值不变，在A、B间接入一个150Ω的定值电阻R2，电流表示数为5mA．（3）继续保持R1的值不变，将定值电阻R2更换为另一电阻R3接在A、B之间，电流表读数为6mA，则R3=100Ω．==150Ω，【解答】解：（1）欧姆表内阻：R内﹣R g﹣r=150﹣7.8﹣0.2=142Ω；调零电阻阻值：R=R内（2）电流=0.005A=5mA，故答案为：142，5（3）根据电流，解得：R3=100Ω故答案为：（1）142；（2）5；（3）10010．（9分）小明同学利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律．A为装有挡光片的钩码，总质量为M，挡光片的挡光宽度为b，轻绳一端与A相连，另一端跨过光滑轻质定滑轮与质量为m（m＜M）的重物B相连．他的做法是：先用力拉住B，保持A、B静止，测出A的挡光片上端到光电门的距离h；然后由静止释放B，A下落过程中经过光电门，光电门可测出挡光片的挡光时间t，算出挡光片经过光电门的平均速度，将其视为A下落h（h＞＞b）时的速度，重力加速度为g．（1）在A从静止开始下落h的过程中，验证以A、B、地球所组成的系统机械能守恒定律的表达式为（用题目所给物理量的符号表示）；（2）由于光电门所测的平均速度与物体A下落h时的瞬时速度间存在一个差值△v，因而系统减少的重力势能大于系统增加的动能（选填“大于”或“小于”）；（3）为减小上述△v对结果的影响，小明同学想到了以下一些做法，其中可行的是DA．保持A下落的初始位置不变，测出多组t，算出多个平均速度然后取平均值B．减小挡光片上端到光电门的距离hC．增大挡光片的挡光宽度bD．适当减小挡光片的挡光宽度b（4）若采用本装置测量当地的重力加速度g，则测量值小于真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）．【解答】解：（1）系统重力势能的减小量为：△E p=（M﹣m）gh，物块经过光电门的瞬时速度为：，则系统动能的增加量为：=．则机械能守恒的表达式为：．（2）光电门测出的平均速度是挡光片通过光电门过程中中间时刻的瞬时速度，此时下降的高度小于h，则系统减少的重力势能大于系统增加的动能．（3）为减小上述△v对结果的影响，可以减小挡光片的宽度，使得平均速度更接近瞬时速度，故D正确．（4）由于阻力的影响，重力加速度的测量值小于真实值．故答案为：（1）；（2）大于；（3）D；（4）小于．11．（14分）儿童智力拼装玩具“云霄飞车”的部分轨道简化为如图模型：光滑水平轨道MN与半径为R的竖直光滑圆弧轨道相切于N点，质量为m的小球A静止于P点，小球半径远小于R．与A相同的小球B以速度v0向右运动，A、B碰后粘连在一起．求当v0的大小在什么范围时，两小球在圆弧轨道内运动时不会脱离圆弧轨道？已知重力加速度为g．【解答】解：设A、B碰撞后的速度为v1，恰好运动到圆弧最高点时的速度为v2对A、B，碰撞过程中动量守恒，选取向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0=2m•v1欲使A、B运动时不脱离圆弧轨道，有两种可能：（1）当v0较小时，A、B最高只能运动到与圆心等高的地方对A、B，从碰后到与圆心等高的地方，由动能定理有：联立得v0=（2）当v0较大时，A、B能够做完整的圆周运动．讨论A、B恰好做完整圆周运动时的情形，对A、B，从碰后运动到圆周最高点的过程中，由动能定理：在最高点时，由牛顿第二定律得：联立得：v0=综上所述，当或时，两小球在圆弧轨道内运动时不会脱离圆弧轨道．答：当或时，两小球在圆弧轨道内运动时不会脱离圆弧轨道．12．（18分）如图所示，AD与A1D1为水平放置的无限长平行金属导轨，DC与D1C1为倾角为θ=37°的平行金属导轨，两组导轨的间距均为l=1.5m，导轨电阻忽略不计．质量为m1=0.35kg、电阻为R1=1Ω的导体棒ab置于倾斜导轨上，质量为m2=0.4kg、电阻为R2=0.5Ω的导体棒cd置于水平导轨上，轻质细绳跨过光滑滑轮一端与cd的中点相连、另一端悬挂一轻质挂钩．导体棒ab、cd与导轨间的动摩擦因数相同，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=2T．初始时刻，棒ab在倾斜导轨上恰好不下滑．（g 取10m/s2，sin37°=0.6）（1）求导体棒与导轨间的动摩擦因数μ；（2）在轻质挂钩上挂上物体P，细绳处于拉伸状态，将物体P与导体棒cd同时由静止释放，当P的质量不超过多大时，ab始终处于静止状态？（导体棒cd运动过程中，ab、cd一直与DD1平行，且没有与滑轮相碰．）（3）若P的质量取第（2）问中的最大值，由静止释放开始计时，当t=1s时cd 已经处于匀速直线运动状态，求在这1s内ab上产生的焦耳热为多少？【解答】解：（1）对ab棒受力分析，受竖直向下的重力，垂直于斜面向上的支持了和沿斜面向上的摩擦力作用，在沿斜面方向上由平衡条件得：m1gsinθ﹣μm1gcosθ=0代入数据解得：μ=0.75；（2）当P的质量最大时，P和cd的运动达到稳定时，P和cd一起做匀速直线运动，ab处于静止状态，但摩擦力达到最大且沿斜面向下．设此时电路中的电流为I对ab棒，由平衡条件，沿斜面方向上有：BILcosθ﹣m1gsinθ﹣μN=0垂直于斜面方向上有：N﹣BILsinθ﹣m1gcosθ=0对cd棒，设绳中的张力为T，由平衡条件得：T﹣BIL﹣μm2g=0对P，由平衡条件得：Mg﹣T=0联立以上各式得：M=1.5Kg故当P的质量不超过1.5Kg时，ab始终处于静止状态；（3）设P匀速运动的速度为v，由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得：Blv=I（R1+R2）代入数据得：v=2m/s对P、棒cd，由牛顿第二定律得：Mg﹣μm2g﹣B=（M+m2）a两边同时乘以△t，并累加求和，可得：Mgt﹣μm2gt﹣B=（M+m2）v解得：s=m对P、ab棒和cd棒，由能量守恒定律得：Mgs=μm2gs+Q+（M+m2）2代入数据解得：Q=12.6J在这1s内ab棒上产生的焦耳热为Q1=Q=8.4J．答：（1）求导体棒与导轨间的动摩擦因数μ为0.75；（2）在轻质挂钩上挂上物体P，细绳处于拉伸状态，将物体P与导体棒cd同时由静止释放，当P的质量不超过1.5Kg时，ab始终处于静止状态．（3）若P的质量取第（2）问中的最大值，由静止释放开始计时，当t=1s时cd 已经处于匀速直线运动状态，在这1s内ab上产生的焦耳热为8.4J．。