2012高考物理压轴题集62题[精选]
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2012年全国高考物理电磁感应压轴试题集江苏卷四、计算题:本题共3小题,共计47分. 解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤. 只写出最后答案的不能得分. 有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.13. (15分)某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示. 在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均α均为π94,磁场均沿半径方向. 匝数为N 的矩形线圈abcd 的边长ab=cd=l 、bc=ad=2l . 线圈以角速度棕绕中心轴匀速转动,bc 和ad 边同时进入磁场. 在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B 、方向始终与两边的运动方向垂直. 线圈的总电阻为r,外接电阻为R. 求: (1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小Em; (2)线圈切割磁感线时,bc 边所受安培力的大小F; (3)外接电阻上电流的有效值I. 13. 【答案】(1)bc 、ad 边的运动速度2l v ω= ,感应电动势NBlv E m 4=,解得ω22NBl E m =。
(2)电流Rr E I m m +=, 安培力 l N B I F m 2=,解得 Rr l B N F +=ω3224.(3)一个周期内,通电时间T t 94=,R 上消耗的电能Rt I W m 2=,且RT I W 2=解得)(342R r NBl I +=ω。
安徽卷23.(16分)图1是交流发电机模型示意图。
在磁感应强度为B 的匀强磁场中,有一矩形线图abcd 可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴'OO 转动,由线圈引起的导线ae 和df 分别与两个跟线圈一起绕'OO 转动的金属圈环相连接,金属圈环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触,这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电话电阻R 形成闭合电路。
图2是线圈的住视图,导线ab 和cd 分别用它们的横截面来表示。
已知ab 长度为1L , bc 长度为2L ,线圈以恒定角速度ω逆时针转动。
21.一颗人造地球通讯卫星(同步卫星)定位在东经100.0°的上空,则该卫星能覆盖地球表面多大的范围(经度范围、纬度范围)?(地球半径R 0=6.4×106m ,地球表面处的重力加速度g=9.8m/s 2,地球的自转周期T= 8.64 × 104s , sin73°= 0.956,cos81.4°= 0.15,cos80.8°= 0.16 ,8.992.22536.15.2233≈==π)设地球质量为M ,卫星质量为m ,卫星轨道半径为R)2(2T mR R Mm G π= (2分)GM=R 20g (2分)由图可知Rcos θ=R 0 (2分)解得θ=arccos 15.0arccos )4(3/1202=g T R π(2分)θ=81.4°(1分) 卫星覆盖地球表面的范围:东经100.0°—81.4°=18.6°到西经178.6°(2分),南纬81.4°到北纬81.4°。
(1分)22.一弹簧秤秤盘的质量M =1.5kg ,盘内放一个质量m =10.5kg 的物体P ,弹簧质量忽略不计,轻弹簧的劲度系数k =800N/m ,系统原来处于静止状态,如图6所示。
现给物体P 施加一竖直向上的拉力F ,使P 由静止开始向上作匀加速直线运动。
已知在前0.2s 时间内F 是变力,在0.2s 以后是恒力。
求力F 的最小值和最大值各多大?取g =10m/s 2。
72N ,168N 23.一辆典型的电动车蓄电池贮存了4.5×107J 的有效电能,若车辆自重2t ,装有1t 的货物,行驶时所要克服的所有阻力是车重的0.02倍,电动车辆总工作效率为80%,试计算这台电动车辆行驶的有效距离最多是多少?(g 取10m/s 2)若电动车辆蓄电池的总电动势为24V ,工作时的电流强度为20A ,工作时能量损失部分在控制电流大小的电阻上及在电池和电动机内阻转化为内能上,由于机械摩擦的损失忽略不计,则控制电阻、电池和电动机的总内阻是多大?电动车辆能匀速行驶的速度是多大?电动车辆加速行驶的方法是什么?解析:设电动车行驶过程中不刹车,车辆贮存的能量全部用来克服地面阻力做功,有:Mgs E μη=,这辆车最多能行驶距离为60==MgE s μηkm (3分) ⑵由蓄电池工作时损失的能量全部转化为控制电阻、电池和电动机的内能,有:R I EI 2)1(=-η,可得控制电阻,电池和电动机总内阻Ω=-=24.0)1(In E R (4分) ⑶由蓄电池工作时80%能量转化为电动车的机械能,且电动车匀速行驶时阻牵f F =,有Mgv Fv EI μη==,可得,电动车匀速行驶速度64.0==MgEI v μηm/s (4分) ⑷电动车欲加速行驶,必须从工作电路中减小控制电阻,使工作电流变大,电功率变大,从而增大牵引力,且阻牵f F >而产生加速度 (4分)24.试根据下列有关数据和常数,估算地球周围大气层中气体的总质量并估算出地球周围大气层中气体分子数(最后结果取一位有效数字)。
2012高考物理全部试题汇编含答案(免费)2012年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试物理部分解析版(全国卷大纲版)(适用地区:贵州、甘肃、青海、西藏、广西)二,选择题:本题共8题。
在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项份额和题目要求,有的有多个选项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但选不全的得3分,有选错的德0分。
14.下列关于布朗运动的说法,正确的是 ( )A .布朗运动是液体分子的无规则运动 B. 液体温度越高,悬浮粒子越小,布朗运动越剧烈C .布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的D.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的14.BD 【解题思路】 布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动,不是液体分子的运动,选项A 错;液体的温度越高,悬浮颗粒越小,布朗运动越剧烈,选项B 正确;布朗运动是由于液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用不平衡引起的,选项C 错,选项D 正确。
15.23592U 经过m 次a 衰变和n 次β衰变2082Pb,则( )A.m=7,n=3B.m=7,n=4C.m=14,n=9D.m=14,n=1815.B 【解题思路】原子核每发生一次α衰变,质量数减少4,电荷数减少2;每发生一次β衰变,质量数不变,电荷数增加1.比较两种原子核,质量数减少28,即发生了7次α衰变;电荷数应减少14,而电荷数减少10,说明发生了4次β衰变,B 项正确。
16.在双缝干涉实验中,某同学用黄光作为入射光,为了增大干涉条纹的间距,该同学可以采用的方法有 ( )A.改用红光作为入射光B.改用蓝光作为入射光C.增大双缝到屏的距离D.增大双缝之间的距离16.AC 【解题思路】光的干涉现象中,条件间距公式λdl x =∆,即干涉条纹间距与入射光的波长成正比,与双缝到屏的距离成正比,与双缝间距离成反比。
红光波长大于黄光波长,选项A 正确;蓝光波长小于黄光波长,选项B 错;增大双缝到屏的距离,选项C 正确;增大双缝之间的距离,选项D 错。
2012年全国统一高考物理试卷(大纲版)参考答案与试题解析一、选择题:本题共8题.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项符合题目要求,有的有多个选项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但选不全的得3分,有选错的得0分.1.(6分)下列关于布朗运动的说法,正确的是()A.布朗运动是液体分子的无规则运动B.液体温度越高,悬浮粒子越小,布朗运动越剧烈C.布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的D.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的2.(6分)U经过m次α衰变和n次β衰变Pb,则()A.m=7,n=3 B.m=7,n=4 C.m=14,n=9 D.m=14,n=183.(6分)在双缝干涉实验中,某同学用黄光作为入射光,为了增大干涉条纹的间距,该同学可以采用的方法有()A.改用红光作为入射光B.改用蓝光作为入射光C.增大双缝到屏的距离D.增大双缝之间的距离4.(6分)质量分别为m1和m2、电荷量分别为q1和q2的两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动,已知两粒子的动量大小相等.下列说法正确的是()A.若q1=q2,则它们作圆周运动的半径一定相等B.若m1=m2,则它们作圆周运动的半径一定相等C.若q1≠q2,则它们作圆周运动的周期一定不相等D.若m1≠m2,则它们作圆周运动的周期一定不相等5.(6分)如图,两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流.a、o、b在M、N的连线上,o为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到o点的距离均相等.关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是()A.o点处的磁感应强度为零B.a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相反C.c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同D.a、c两点处磁感应强度的方向不同6.(6分)一台电风扇的额定电压为交流220V.在其正常工作过程中,用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图所示.这段时间内电风扇的用电量为()A.3.9×10﹣4度B.5.5×10﹣2度C.7.8×10﹣2度D.11.0×10﹣2度7.(6分)一列简谐横波沿x轴正方向传播,图(a)是t=0时刻的波形图,图(b)和图(c)分别是x轴上某两处质点的振动图象.由此可知,这两质点平衡位置之间的距离可能是()A.m B.m C.1m D.m8.(6分)如图,大小相同的摆球a和b的质量分别为m和3m,摆长相同,并排悬挂,平衡时两球刚好接触,现将摆球a向左边拉开一小角度后释放,若两球的碰撞是弹性的,下列判断正确的是()A.第一次碰撞后的瞬间,两球的速度大小相等B.第一次碰撞后的瞬间,两球的动量大小相等C.第一次碰撞后,两球的最大摆角不相同D.发生第二次碰撞时,两球在各自的平衡位置二、解答题9.(6分)在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串并联电路,黑箱面板上有三个接线柱1、2、3.用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为1Ω,2、3接线柱之间的电阻为 1.5Ω,1、3接线柱之间的电阻为 2.5Ω.(1)在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式;(2)如果将1、3接线柱用导线连接起来,1、2接线柱之间的电阻为Ω.10.(17分)图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50Hz 的交流电源,打点的时间间隔用△t表示.在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”.(1)完成下列实验步骤中的填空:①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列的点.②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码.③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m.④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③.⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距s1,s2,….求出与不同m相对应的加速度a.⑥以砝码的质量m为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上做出﹣﹣m关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则与m处应成关系(填“线性”或“非线性”).(2)完成下列填空:(ⅰ)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是.(ⅱ)设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3.a可用s1、s3和△t表示为a=.图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况,由图可读出s1=mm,s3=mm.由此求得加速度的大小a=m/s2.(ⅲ)图3为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为,小车的质量为.11.(16分)如图,一平行板电容器的两个极板竖直放置,在两极板间有一带电小球,小球用一绝缘轻线悬挂于O点.先给电容器缓慢充电,使两级板所带电荷量分别为﹢Q和﹣Q,此时悬线与竖直方向的夹角为.再给电容器缓慢充电,直到悬线和竖直方向的夹角增加到,且小球与两极板不接触.求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量.12.(19分)一单摆在地面处的摆动周期与在某矿井底部摆动周期的比值为k.设地球的半径为R.假定地球的密度均匀.已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零,求矿井的深度d.13.(20分)一探险队员在探险时遇到一山沟,山沟的一侧竖直,另一侧的坡面呈抛物线形状.此队员从山沟的竖直一侧,以速度v0沿水平方向跳向另一侧坡面.如图所示,以沟底的O点为原点建立坐标系Oxy.已知,山沟竖直一侧的高度为2h,坡面的抛物线方程为y=x 2,探险队员的质量为m.人视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为g.(1)求此人落到坡面时的动能;(2)此人水平跳出的速度为多大时,他落在坡面时的动能最小?动能的最小值为多少?2012年全国统一高考物理试卷(大纲版)参考答案与试题解析一、选择题:本题共8题.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项符合题目要求,有的有多个选项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但选不全的得3分,有选错的得0分.1.(6分)【考点】布朗运动.【专题】布朗运动专题.【分析】布朗运动是小微粒受到的分子的撞击的不平衡产生的,是小微粒的运动.受温度的影响.【解答】解:A、布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动,不是液体分子的运动,故A错误;B、液体的温度越高,悬浮颗粒越小,布朗运动越剧烈,故B正确;C、D、布朗运动是由于液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用不平衡引起的,故C错误,D正确.故选BD.【点评】明确布朗运动不是分子的运动,是固体微粒的运动,其剧烈程度与温度有关.2.(6分)【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度.【专题】衰变和半衰期专题.【分析】原子核每发生一次α衰变,质量数减少4,电荷数减少2;每发生一次β衰变,质量数不变,电荷数增加1.根据质量数的变化,可以求出α衰变的次数;再结合电荷数的变化,可以求出β衰变的次数.【解答】解:原子核每发生一次α衰变,质量数减少4,电荷数减少2;每发生一次β衰变,质量数不变,电荷数增加1.比较两种原子核,质量数减少28,即发生了α衰变次数:;电荷数应减少14,而电荷数减少10,说明发生了β衰变次数:n=m×2﹣(92﹣82)=4,所以B项正确.故选:B【点评】此题考查原子核衰变次数的计算,熟记衰变过程中质量数和电荷数的变化特点是解题的关键.3.(6分)【考点】用双缝干涉测光的波长.【专题】实验题;光的干涉专题.【分析】根据双缝干涉条纹的间距公式判断如何增大干涉条纹的间距.【解答】解:光的干涉现象中,条纹间距公式,即干涉条纹间距与入射光的波长成正比,与双缝到屏的距离成正比,与双缝间距离成反比.A、红光波长大于黄光波长,则条纹间距增大,故A正确;B、蓝光波长小于黄光波长,则条纹间距减小,故B错误;C、增大双缝到屏的距离,条纹间距增大,故C正确;D、增大双缝之间的距离,条纹间距减小.故D错误.故选AC.【点评】解决本题的关键掌握双缝干涉条纹的间距公式.4.(6分)【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力.【专题】带电粒子在磁场中的运动专题.【分析】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据半径和周期公式即可判断.【解答】解:带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,其半径r=,已知两粒子动量相等,A、若q1=q2,则它们的圆周运动半径一定相等,选项A正确;B、若m1=m2,不能确定两粒子电量关系,不能确定半径是否相等,选项B错;C、由周期公式T=可知:仅由电量或质量关系,无法确定两粒子做圆周运动的周期是否相等,故C、D错误.故选A【点评】熟记和运用半径公式和周期公式进行合理变形和推导,难度适中.5.(6分)【考点】通电直导线和通电线圈周围磁场的方向.【分析】根据右手螺旋定则确定两根导线在a、b、c、d四点磁场的方向,根据平行四边形定则进行合成.【解答】解:A、根据右手螺旋定则,M处导线在o点产生的磁场方向竖直向下,N处导线在o点产生的磁场方向竖直向下,合成后磁感应强度不等于0.故A错误.B、M在a处产生的磁场方向竖直向下,在b处产生的磁场方向竖直向下,N在a处产生的磁场方向竖直向下,b处产生的磁场方向竖直向下,根据场强的叠加知,a、b两点处磁感应强度大小相等,方向相同.故B错误.C、M在c处产生的磁场方向垂直于cM偏下,在d出产生的磁场方向垂直dM偏下,N在c处产生的磁场方向垂直于cN偏下,在d处产生的磁场方向垂直于dN偏下,根据平行四边形定则,知c处的磁场方向竖直向下,d处的磁场方向竖直向下,且合场强大小相等.故C正确.D、a、c两点的磁场方向都是竖直向下.故D错误.故选C.【点评】解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流与其周围磁场方向的关系,会根据平行四边形定则进行合成.6.(6分)【考点】电功、电功率.【专题】恒定电流专题.【分析】分三段运用W=UIt求解电功,最后得到总功,换算成度数.【解答】解:用电量为:W=UI1t1+UI2t2+UI3t3=U(I1t1+I2t2+I3t3)=220V×(0.3A×10×60s+0.4A×600s+0.2A×2400s)=1.98×105 J1KWh=3.6×106J 故W=故选B .【点评】本题关键分三段求解电功,最后要换算成KWh ,要知道1KWh=3.6×106J .7.(6分)【考点】波长、频率和波速的关系;横波的图象.【专题】压轴题.【分析】熟练应用由质点振动关系判断质点间距公式,把振动图象和波动图象联系起来.【解答】解:图(b )所示质点在t=0时在正向最大位移处,图(c )所示质点在t=0时,x=﹣0.05(振幅的一半),运动方向沿y 轴负方向,结合波形图找到对应的点,若图(c )所示质点在图(b )所示质点的左侧有,当n=0时,B 正确;若图(c )所示质点在图(b )所示质点的右侧有,当n=0时,D 正确.故选BD【点评】本题考查振动图象、波动图象及相关知识,难度较大,要仔细分析.8.(6分)【考点】动量守恒定律;机械能守恒定律;单摆周期公式.【专题】压轴题;动量与动能定理或能的转化与守恒定律综合.【分析】两球碰撞过程中动量守恒、机械能守恒,由动量守恒与机械能守恒定律列方程,求出碰后的速度,然后答题.【解答】解:A 、两球在碰撞前后,水平方向不受外力,故水平方向两球组成的系统动量守恒,由动量守恒定律有:mv 0=mv 1+3mv 2,两球碰撞是弹性的,故机械能守恒,即:mv 02=mv 12+3mv 22,解两式得:v 1=﹣,v 2=,可见第一次碰撞后的瞬间,两球的速度大小相等,故A 正确;B 、因两球质量不相等,故两球碰后的动量大小不相等,方向相反,故B 错误;C 、两球碰后上摆过程,机械能守恒,故上升的最大高度相等,另摆长相等,故两球碰后的最大摆角相同,故C 错误;D 、由单摆的周期公式T=2π可知,两球摆动周期相同,经半个周期后,两球在平衡位置处发生第二次碰撞,故D 正确.故选AD .【点评】两小球的碰撞是弹性碰撞,由动量守恒定律与机械能守恒定律即可正确解题.二、解答题9.(6分)【考点】闭合电路的欧姆定律;串联电路和并联电路.【专题】恒定电流专题.【分析】(1)电阻连接无非是串联、并联或者混连,画出各种可能性,然后结合题意分析;(2)根据电阻的串并联知识求解即可.【解答】解:(1)因为1、2接线柱之间的电阻与2、3接线柱之间的电阻之和等于1、3接线柱之间的电阻,所以2为中间的结点,又因为2、3接线柱之间的电阻与1、2接线柱之间的电阻的差等于1、2接线柱之间的电阻的一半,故2、3之间有两个电阻并联,后再与第三个电阻串联,每个电阻均为1Ω,连接方式如图所示;(2)将1、3用导线相连后,等效电路如图所示:1、2之间的等效电阻,故R=0.6Ω;故答案为:(1)如图所示;(2)0.6.【点评】本题考查黑箱探测和电阻的串联并联计算,关键画出各种可能的电路进行分析.10.(17分)【考点】验证牛顿第二运动定律.【专题】实验题;牛顿运动定律综合专题.【分析】1、①平衡摩擦力的标准为小车可以匀速运动,打点计时器打出的纸带点迹间隔均匀⑥由a=,故=,故与m成线性关系2、为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应该远小于小车和砝码的总质量由匀变速直线运动的推论得:△x=aT2由a=,故=,故成线性关系,且斜率为,设小车质量为M,则由牛顿第二定律写出与小车上砝码质量m+M的表达式,然后结合斜率与截距概念求解即可【解答】解:(1)①平衡摩擦力的标准为小车可以匀速运动,打点计时器打出的纸带点迹间隔均匀.⑥由a=,故=,故与m成线性关系.(2)(ⅰ)设小车的质量为M,小吊盘和盘中物块的质量为m,设绳子上拉力为F,以整体为研究对象有mg=(m+M)a解得a=以M为研究对象有绳子的拉力F=Ma=mg显然要有F=mg必有m+M=M,故有M>>m,即只有M>>m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于小吊盘和盘中物块的重力.所以为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应该远小于小车和砝码的总质量.(ⅱ)设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3.由匀变速直线运动的推论得:△x=aT2即s3﹣s1=2a(5△t)2a=图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况,由图可读出s1=24.2mm,s3=47.2mm.由此求得加速度的大小a==1.15m/s2.(ⅲ)设小车质量为M,小车受到外力为F,由牛顿第二定律有F=(m+M)a;所以,=+所以,﹣m图象的斜率为,故F=,纵轴截距为b==kM,所以,M=故答案为:(1)间隔均匀;线性.(2)(ⅰ)远小于小车的质量.(ⅱ);24.2mm;47.2mm;1.15;(ⅲ),【点评】实验问题要掌握实验原理、注意事项和误差来源;遇到涉及图象的问题时,要先根据物理规律写出关于纵轴与横轴的函数表达式,再根据斜率和截距的概念求解即可.11.(16分)【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用;电场强度.【专题】共点力作用下物体平衡专题.【分析】对小球受力分析,受重力、电场力和拉力,根据U=Ed、Q=cU、F=qE以及平衡条件分两次列方程后求解出电容器极板电量Q的表达式进行讨论.【解答】解:设电容器的电容为C,第一次充电Q后,电容器两极板间电势差,两板间为匀强电场,场强,设电场中小球带电量为q,则所受电场力F1=qE1小球在电容器中受重力,电场力和拉力平衡,如图所示由平衡条件有:F1=mgtanθ1综合以上各式得:第二次充电后,电容器带电量为:Q+△Q,同理可得:将方向夹角带入解得:△Q=2Q答:二次充电使电容器正极板增加的电荷量为2Q.【点评】本题考查平行板电容器的电场中电场力、电场强度和电势差的关系等,关键结合平衡条件列式求解.12.(19分)【考点】单摆.【专题】压轴题;单摆问题.【分析】利用单摆周期公式和万有引力近似等于其重力,矿井内单摆受到的万有引力可以看作是半径为(R﹣d)的球体施加的,即可联立求解.【解答】解:在地面处,单摆所受万有引力近似等于其重力,即mg=,单摆的在地面的摆动周期设地球密度为ρ,地球的质量M=综合以上四得得:质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零,矿井内单摆受到的万有引力可以看作是半径为(R﹣d)的球体施加的,同理单摆的摆动周期而单摆在地面处的摆动周期与矿井底部摆动周期之比解得:d=R(1﹣K2)答;矿井的深度为R(1﹣K2)【点评】本题考查万有引力定律的应用及单摆的周期公式,意在考查对基本物理规律的分析计算能力.13.(20分)【考点】动能定理的应用;平抛运动.【专题】压轴题;动能定理的应用专题.【分析】(1)由平抛运动规律列出等式.由整个过程中根据由动能定理求解(2)根据动能的表达式应用数学方法求解.【解答】解:(1)设探险队员跳到坡面上时水平位移为x,竖直位移为H,由平抛运动规律有:x=v0t,H=,整个过程中,由动能定理可得:mgH=E K﹣m由几何关系,y=2h﹣H坡面的抛物线方程y=x2解以上各式得:E K=m+(2)由E K=m+令=ngh,则E K=mgh+=mgh(+)当n=1时,即=gh,探险队员的动能最小,最小值为E min=v0=答:(1)此人落到坡面时的动能是m+;(2)此人水平跳出的速度为时,他落在坡面时的动能最小,动能的最小值为.【点评】本题主要考查平抛运动和动能定理的应用,以及函数最值的计算,意在考查考生的综合分析及数学计算能力.。
(1) 能E ㎞。
15.(16分)如图所示,两平行的光滑金属导轨安装在一光滑绝缘斜面上,导轨间距为l 、 足够长且电阻忽略不计,导轨平面的倾角为α,条形匀强磁场的宽度为d ,磁感应强度大小为B 、方向与导轨平面垂直。
长度为2d 的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起组成“”型装置,总质量为m ,置于导轨上。
导体棒中通以大小恒为I 的电流(由外接恒流源产生,图中未图出)。
线框的边长为d (d < l ),电阻为R ,下边与磁场区域上边界重合。
将装置由静止释放,导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回,导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直。
重力加速度为g 。
求:(1)装置从释放到开始返回的过程中,线框中产生的焦耳热Q ;(2)线框第一次穿越磁场区域所需的时间t 1 ;(3)经过足够长时间后,线框上边与磁场区域下边界的最大距离χm 。
选 择 题 部 分一、选择题常考考点1.万有引力和人造卫星㈠经典题目【预测题1】假设月球的直径不变,密度增为原来的2倍,“嫦娥一号”卫星绕月球做匀速圆周运动的半径缩小为原来的一半,则下列物理量变化正确的是 ( )A .“嫦娥一号”卫星的向心力变为原来的一半B 、“嫦娥一号”卫星的向心力变为原来的8倍C 、“嫦娥一号”卫星绕月球运动的周期与原来相同D 、“嫦娥一号”卫星绕月球运动的周期变为原来的41 【答案】BD【解析】月球的直径不变,体积不变,密度增为原来的2倍,质量也增为原来的2倍,即M 2=2M 1。
月球对“嫦娥一号”卫星的万有引力提供“嫦娥一号”做圆周运动的向心力。
,即:F 向=F 万=G 2rmM ,“嫦娥一号”卫星原来的向心力为:F 1=G 211r m M ,“嫦娥一号”卫星现在的向心力为:F 2=G 222r m M ,由题意知,r 2=21r 1,综合得出,F 2=8F 1,选项B 正确;由万有引力提供“嫦娥一号”卫星做圆周运动的向心力可得:G 2r mM =m 224T πr ,解得:T =GMr 324π,由于M 2=2M 1,r 2=21r 1,解得:T 2=41T 1。
2012年普通高等学校招生全国统一考试(新课标)理科综合能力测试物理部分试题解析二、选择题。
本题共8小题,每小题6分。
在每小题给出的四个选项中,有的只有一项符合题目要求,有的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。
14.伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验,提出了惯性的概念,从而奠定了牛顿力学的基础。
早期物理学家关于惯性有下列说法,其中正确的是 ( AD )A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B.没有力作用,物体只能处于静止状态C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D.运动物体如果没有受到力的作用,将继续以同一速度沿同一直线运动解析:惯性是物体本身保持运动状态的一种属性,也就是抵抗运动状态变化的性质,A 正确;圆周运动的运动方向在时刻改变,即运动状态在时刻改变,C 错误。
没有力作用物体可能静止也可能做匀速直线运动,B 错,D 正确。
答案D 。
15. 如图,x 轴在水平地面内,y 轴沿竖直方向。
图中画出了从y 轴上沿x 轴正向抛出的三个小球a 、b 和c 的运动轨迹,其中b 和c 是从同一点抛出的,不计空气阻力,则( BD )A.a 的飞行时间比b 的长B.b 和c 的飞行时间相同C.a 的水平速度比b 的小D.b 的初速度比c 的大解析:平抛运动的时间gh t 2=是由下落高度决定的,高度相同,时间一样,高度高,飞行时间长。
A 错,B 正确。
水平位移由初速度(等于水平速度)和高度决定,由h gvx 2=得C 错,D 正确。
答案BD 。
16. 如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间。
设墙面对球的压力大小为N 1,球对木板的压力大小为N 2。
以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。
不计摩擦,在此过程中 ( B )A.N 1始终减小,N 2始终增大B.N 1始终减小,N 2始终减小C.N 1先增大后减小,N 2始终减小D.N 1先增大后减小,N 2先减小后增大解析:木板对球的压力与球对木板的压力是相互作用力,大小均为N 2。
2012年湖南省高考压轴卷理科综合能力试题物理部分本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,考生作答时,将答案答在答题卡上,在本试卷上答题无效。
考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
注意事项:1.答题前,考生务必先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,认真核对条形码上的姓名、准考证号,并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。
2.选择题答案使用2B铅笔填涂,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案的标号;非选择题答案使用0.5毫米的黑色中性(签字)笔或碳素笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题的答题区域(黑色线框)内作答,超出答题区域书写的答案无效。
4.保持卡面清洁,不折叠,不破损。
5.做选考题时,考生按照题目要求作答,并用2B铅笔在答题卡上把所选题目对应的题目涂黑。
第一卷二、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,有的只有一项符合题目要求,有的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。
14.用比值法定义物理量是物理学中一种很重要的思想方法,下列表达中属于用比值法定义的物理量是:A.加速度vat∆=∆B.电阻LRSρ=C.电场强度FEq=D.电容4sCkdεπ=15.某同学在学习了直线运动和牛顿运动定律知识后,绘出了沿直线运动的物体的位移x、速度v、加速度a随时间变化的图象如图所示,若该物体在t=0时刻,初速度为零,则下列图象中该物体在t=4s内位移一定不为零的是16.图中B为理想变压器,接在交变电压有效值保持不变的电源上。
L为指示灯,灯泡L1和L2完全相同(其阻值均恒定不变),R是一个定值电阻,电压表、电流表都为理想电表。
开始时开关S是闭合的,当S断开后,下列说法正确的是A.电压表的示数变大B.电流表A1的示数变大C.电流表A2的示数变大D.灯泡L1的亮度变亮17.北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统,我国预计在2015年建成由30多颗卫星组成的“北斗二号”卫星导航定位系统,此系统由中轨道(离地最近)、高轨道和同步轨道(离地最远)卫星等组成。
第一部分力学类综合问题第一类万有引力和天体运动1.01 2009年天津理综卷第12题1.02 2008年全国理综卷Ⅱ第25题1.03 2009年全国理综卷Ⅱ第26题第二类物体的多个运动过程1.04 2012年全国理综卷大纲版第26题1.05 2012年重庆理综卷第25题1.06 2008年四川理综卷第25题1.07 2009年浙江理综卷第24题1.08 2010年江苏物理卷第14题1.09 2009年安徽理综卷第24题第三类物体的碰撞模型1.10 2011年全国理综卷Ⅰ第26题1.11 2009年北京理综卷第24题1.12 2012年北京理综卷第24题1.13 2008年北京理综卷第24题1.14 2010年安徽理综卷第24题1.15 2012年安徽理综卷第24题1.16 2010年海南物理卷第16题1.17 2008年广东物理卷第20题第四类物体间的摩擦或通过弹簧、绳(杆)的相互作用1.18 2008年天津理综卷第24题1.19 2010年重庆理综卷第25题1.20 2009年山东理综卷第24题1.21 2008年重庆理综卷第24题1.22 2009年重庆理综卷第24题1.23 2008年全国理综卷Ⅰ第24题1.24 2011年安徽理综卷第24题1.25 2012年广东理综卷第36题1.26 2011年广东理综卷第36题第二部分带电粒子(带电体)的运动问题第一类带电粒子(带电体)在电场力作用下的运动2.01 2010年江苏物理卷第15题2.02 2008年上海物理卷第23题2.03 2009年安徽理综卷第23题2.04 2011年北京理综卷第24题2.05 2011年浙江理综卷第25题第二类带电粒子在匀强磁场中的运动2.06 2009年海南物理卷第16题2.07 2010年全国理综卷Ⅰ第26题2.08 2010年全国理综卷(新课标)第25题2.09 2010年广东理综卷第36题2.10 2009年全国理综卷Ⅰ第26题2.11 2012年海南物理卷第16题2.12 2010年浙江理综卷第24题2.13 2011年全国理综卷(新课标)第25题2.14 2008年重庆理综卷第25题第三类带电粒子分别在电场和磁场中的运动2.15 2012年全国理综卷新课标第25 2.16 2012年天津理综卷第12题2.17 2010年山东理综卷第25题2.18 2012年山东理综卷第23题2.19 2011年江苏物理卷第15题2.20 2009年山东理综卷第25题2.21 2008年山东理综卷第25题2.22 2009年宁夏理综卷第25题2.23 2009年全国理综卷Ⅱ第25题2.24 2008年海南物理卷第16题2.25 2011年山东理综卷第25题2.26 2008年宁夏理综卷第24题2.27 2008年全国理综卷Ⅰ第25题2.28 2009年重庆理综卷第25题第四类带电粒子(带电体)在多种场并存的空间的无约束运动2.29 2010年海南物理卷第15题2.30 2010年全国理综卷Ⅱ第26题2.31 2009年福建理综卷第22题2.32 2009年浙江理综卷第25题2.33 2010年安徽理综卷第23题2.34 2010年天津理综卷第12题2.35 2012年江苏物理卷第15题2.36 2011年福建理综卷第22题2.37 2011年重庆理综卷第25题第五类带电粒子(带电体)在多种场并存的空间且存在约束的运动2.38 2011年四川理综卷第25题2.39 2008年四川理综卷第24题2.40 2008年广东物理卷第19题2.41 2009年四川理综卷第25题2.42 2010年四川理综卷第25题第三部分力学与电磁感应、电路的综合问题第一类电磁感应与力学综合3.01 2008年全国理综卷Ⅱ第24题3.02 2012年上海物理卷第33题3.03 2008年上海物理卷第24题3.04 2010年上海物理卷第32题3.05 2009年上海物理卷第24题3.06 2009年江苏物理卷第15题3.07 2008年江苏物理卷第15题第二类力、电综合问题及技术应用3.08 2012年浙江理综卷第25题3.09 2010年浙江理综卷第23题3.10 2009年四川理综卷第24题3.11 2012年四川理综卷第25题3.12 2009年北京理综卷第23题3.13 2008年天津理综卷第25题3.14 2011年天津理综卷第12题3.15 2012年福建理综卷第22题3.16 2010年上海物理卷第33题3.17 2011年上海物理卷第33题第二类物体的多个运动过程1.04 2012年全国理综卷大纲版第26题26.(20分)(注意:在试题卷上作答无效.........)一探险队员在探险时遇到一山沟,山沟的一侧竖直,另一侧的坡面呈抛物线形状。
2012........年..高..考物理......最后后冲冲刺刺.......物物理理....《《黄黄冈冈中中学学》》资资深深老老师师强强势势总总结结............................,,为为....22001122........年年学学子子......倾倾情情打打造造........ 高高考考物物理理知知识识精精粹粹版版((周周老老师师祝祝::各各位位同同学学在在高高考考中中取取得得优优异异的的成成绩绩!!))1(20分)如图12所示,PR 是一块长为L =4 m 的绝缘平板固定在水平地面上,整个空间有一个平行于PR 的匀强电场E ,在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场B ,一个质量为m =0.1 kg ,带电量为q =0.5 C 的物体,从板的P 端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动,进入磁场后恰能做匀速运动。
当物体碰到板R 端的挡板后被弹回,若在碰撞瞬间撤去电场,物体返回时在磁场中仍做匀速运动,离开磁场后做匀减速运动停在C 点,PC =L/4,物体与平板间的动摩擦因数为μ=0.4,取g=10m/s 2 ,求:(1)判断物体带电性质,正电荷还是负电荷? (2)物体与挡板碰撞前后的速度v 1和v 2 (3)磁感应强度B 的大小 (4)电场强度E 的大小和方向2(10分)如图2—14所示,光滑水平桌面上有长L=2m 的木板C ,质量m c =5kg ,在其正中央并排放着两个小滑块A 和B ,m A =1kg ,m B =4kg ,开始时三物都静止.在A 、B 间有少量塑胶炸药,爆炸后A 以速度6m /s 水平向左运动,A 、B 中任一块与挡板碰撞后,都粘在一起,不计摩擦和碰撞时间,求:(1)当两滑块A 、B 都与挡板碰撞后,C 的速度是多大? (2)到A 、B 都与挡板碰撞为止,C 的位移为多少?3(10分)为了测量小木板和斜面间的摩擦因数,某同学设计如图所示实验,在小木板上固定一个轻弹簧,弹簧下端吊一个光滑小球,弹簧长度方向与斜面平行,现将木板连同弹簧、小球放在斜面上,用手固定木板时,弹簧示数为F 1,放手后,木板沿斜面下滑,稳定后弹图12簧示数为F 2,测得斜面斜角为θ,则木板与斜面间动摩擦因数为多少?(斜面体固定在地面上)4有一倾角为θ的斜面,其底端固定一挡板M ,另有三个木块A 、B 和C ,它们的质 量分别为m A =m B =m ,m C =3 m ,它们与斜面间的动摩擦因数都相同.其中木块A 连接一轻弹簧放于斜面上,并通过轻弹簧与挡板M 相连,如图所示.开始时,木块A 静止在P 处,弹簧处于自然伸长状态.木块B 在Q 点以初速度v 0向下运动,P 、Q 间的距离为L.已知木块B 在下滑过程中做匀速直线运动,与木块A 相碰后立刻一起向下运动,但不粘连,它们到达一个最低点后又向上运动,木块B 向上运动恰好能回到Q 点.若木块A 静止于P 点,木块C 从Q 点开始以初速度032v 向下运动,经历同样过程,最后木块C 停在斜面上的R 点,求P 、R 间的距离L ′的大小。
避躲市安闲阳光实验学校平抛运动(基础知识夯实+综合考点应用+名师分步奏详解压轴题,含精细解析)平抛运动及其规律[想一想]如图4-2-1所示,甲、乙、丙三小球分别位于如图所示的竖直平面内,甲、乙在同一条竖直线上,甲、丙在同一条水平线上,P点在丙球正下方。
某时刻,甲、乙、丙同时开始运动,甲以水平速度v0平抛,乙以水平速度v0沿水平面向右做匀速直线运动,丙做自由落体运动,若甲、乙、丙三球同时到达P 点,试说明甲球所做的平抛运动在水平方向和竖直方向的分运动各是什么运动?图4-2-1提示:若甲、乙、丙三球同时到达P点,则说明甲在水平方向的运动与乙的运动相同,为匀速直线运动,甲在竖直方向的运动与丙的运动相同,为自由落体运动。
[记一记]1.特点(1)运动特点:初速度方向水平。
(2)受力特点:只受重力作用。
2.性质平抛运动是加速度恒为重力加速度的匀变速曲线运动,轨迹为抛物线。
3.研究方法用运动的合成与分解方法研究平抛运动。
水平方向:匀速直线运动竖直方向:自由落体运动。
4.运动规律(如下表所示)水平方向v x=v0x=v0t竖直方向v y=gt,y=12gt2合速度大小v=v2x+v2y=v20+g2t2方向与水平方向的夹角tan α=v yv x=gtv0合位移大小s=x2+y2方向与水平方向的夹角tan θ=yx=gt2v0轨迹方程y=g2v20x2[1.从高度为h处以水平速度v0抛出一个物体,要使该物体的落地速度与水平地面的夹角较大,则h与v0的取值应为下列四组中的哪一组( ) A.h=30 m,v0=10 m/sB .h =30 m ,v 0=30 m/sC .h =50 m ,v 0=30 m/sD .h =50 m ,v 0=10 m/s解析:选D 要使落地速度与水平方向夹角较大,应使tan θ=v y v 0=2ghv 0中θ较大,应使自由下落的高度h 较大,同时使水平速度v 0较小,故选项D 正确。
以下是高考物理电磁场的压轴题:
1.带电粒子在电磁场中的运动
在一个匀强磁场中,有一个竖直向下的匀强电场。
一个带正电的粒子从A点以一定的初速度垂直射入这个电磁场中,粒子在电场力和洛伦兹力的共同作用下做运动。
已知粒子在A点的初速度为v₀,质量为m,电量为q,磁场的磁感应强度为B,电场强度为E,重力加速度为g。
若粒子能沿直线从A点运动到B点,求A、B两点间的距离。
2.电容器与电磁场的综合问题
真空中有一个竖直放置的平行板电容器,两极板间的距离为d,电容为C,上极板带正电。
现有一个质量为m、带电量为+q的小球,从小孔正上方h高度处由静止开始释放,小球穿过小孔到达下极板处速度恰好为零。
已知小球在运动过程中所受空气阻力的大小恒为f,静电力常量为k,重力加速度为g。
求:
(1) 小球到达下极板时的动能;
(2) 电容器的带电量。
3.电磁感应与电磁场的综合问题
在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速,绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势的图象分别如甲、乙所示,则在两图中t₁和t₁时刻()
A. 甲图中线圈平面与磁感线平行,乙图中线圈平面与磁感线垂直
B. 甲图中线圈的转速小于乙图中线圈的转速
C. 甲、乙两图中交变电动势的有效值相等
D. 甲、乙两图中交变电动势的瞬时值表达式相同。
全国高考物理压轴题
全国高考物理压轴题一般考察学生的综合应用能力,通常涉及多个知识点和方法的综合运用。
以下是一些常见的全国高考物理压轴题:
1. 力学综合题:这类题目通常涉及多个物体和多个力的分析,要求学生能够灵活运用牛顿第二定律和运动学公式解决复杂的问题。
2. 电磁学综合题:这类题目通常涉及电场、磁场和电流等知识点,要求学生能够运用法拉第电磁感应定律、安培定律等公式解决复杂的问题。
3. 热学综合题:这类题目通常涉及热力学第一定律、热力学第二定律等知识点,要求学生能够运用这些公式解决涉及能量守恒、熵增加等方面的问题。
4. 光学综合题:这类题目通常涉及光的折射、反射和干涉等知识点,要求学生能够运用这些公式解决涉及光路设计、光学仪器等方面的问题。
5. 原子物理综合题:这类题目通常涉及原子结构和原子核等知识点,要求学生能够运用这些公式解决涉及原子能级、核反应等方面的问题。
总之,全国高考物理压轴题是考察学生综合应用能力的题目,需要学生具备扎实的基础知识、灵活的思维方式和丰富的解题经验。
通过做题、练习和总结,学生可以提高自己的解题能力和思维能力。
1(10分)如图2—14所示,光滑水平桌面上有长L=2m 的木板C ,质量m c =5kg ,在其正中央并排放着两个小滑块A 和B ,m A =1kg ,m B =4kg ,开始时三物都静止.在A 、B 间有少量塑胶炸药,爆炸后A 以速度6m /s 水平向左运动,A 、B 中任一块与挡板碰撞后,都粘在一起,不计摩擦和碰撞时间,求:(1)当两滑块A 、B 都与挡板碰撞后,C 的速度是多大? (2)到A 、B 都与挡板碰撞为止,C 的位移为多少?2(20分)如图12所示,PR 是一块长为L =4 m 的绝缘平板固定在水平地面上,整个空间有一个平行于PR 的匀强电场E ,在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场B ,一个质量为m =0.1 kg ,带电量为q =0.5 C 的物体,从板的P 端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动,进入磁场后恰能做匀速运动。
当物体碰到板R 端的挡板后被弹回,若在碰撞瞬间撤去电场,物体返回时在磁场中仍做匀速运动,离开磁场后做匀减速运动停在C 点,PC =L/4,物体与平板间的动摩擦因数为μ=0.4,取g=10m/s 2 ,求:(1)判断物体带电性质,正电荷还是负电荷? (2)物体与挡板碰撞前后的速度v 1和v 2 (3)磁感应强度B 的大小 (4)电场强度E 的大小和方向4有一倾角为θ的斜面,其底端固定一挡板M ,另有三个木块A 、B 和C ,它们的质 量分别为m A =m B =m ,m C =3 m ,它们与斜面间的动摩擦因数都相同.其中木块A 连接一轻弹簧放于斜面上,并通过轻弹簧与挡板M 相连,如图所示.开始时,木块A 静止在P 处,弹簧处于自然伸长状态.木块B 在Q 点以初速度v 0向下运动,P 、Q 间的距离为L.已知木块B 在下滑过程中做匀速直线运动,与木块A 相碰后立刻一起向下运动,但不粘连,它们到达一个最低点后又向上运动,木块B 向上运动恰好能回到Q图12点.若木块A 静止于P 点,木块C 从Q 点开始以初速度032v 向下运动,经历同样过程,最后木块C 停在斜面上的R 点,求P 、R 间的距离L ′的大小。
5如图,足够长的水平传送带始终以大小为v =3m/s 的速度向左运动,传送带上有一质量为M =2kg 的小木盒A ,A 与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.3,开始时,A 与传送带之间保持相对静止。
先后相隔△t =3s 有两个光滑的质量为m =1kg 的小球B 自传送带的左端出发,以v 0=15m/s 的速度在传送带上向右运动。
第1个球与木盒相遇后,球立即进入盒中与盒保持相对静止,第2个球出发后历时△t 1=1s/3而与木盒相遇。
求(取g =10m/s 2)(1)第1个球与木盒相遇后瞬间,两者共同运动的速度时多大? (2)第1个球出发后经过多长时间与木盒相遇?(3)自木盒与第1个球相遇至与第2个球相遇的过程中,由于木盒与传送带间的摩擦而产生的热量是多少? 6如图所示,两平行金属板A 、B 长l =8cm ,两板间距离d =8cm ,A 板比B 板电势高300V ,即U AB =300V 。
一带正电的粒子电量q =10-10C ,质量m =10-20kg ,从R 点沿电场中心线垂直电场线飞入电场,初速度v 0=2×106m/s ,粒子飞出平行板电场后经过界面MN 、PS 间的无电场区域后,进入固定在中心线上的O 点的点电荷Q 形成的电场区域(设界面PS 右边点电荷的电场分布不受界面的影响)。
已知两界面MN 、PS 相距为L =12cm ,粒子穿过界面PS 最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏EF 上。
求(静电力常数k =9×109N·m 2/C 2)(1)粒子穿过界面PS 时偏离中心线RO 的距离多远?BA R EF(2)点电荷的电量。
7光滑水平面上放有如图所示的用绝缘材料制成的L形滑板(平面部分足够长),质量为4m,距滑板的A壁为L1距离的B处放有一质量为m,电量为+q的大小不计的小物体,物体与板面的摩擦不计.整个装置置于场强为E的匀强电场中,初始时刻,滑板与物体都静止.试问:(1)释放小物体,第一次与滑板A壁碰前物体的速度v1,多大?(2)若物体与A壁碰后相对水平面的速度大小为碰前速率的3/5,则物体在第二次跟A碰撞之前,滑板相对于水平面的速度v2和物体相对于水平面的速度v3分别为多大?(3)物体从开始到第二次碰撞前,电场力做功为多大?(设碰撞经历时间极短且无能量损失)8如图(甲)所示,两水平放置的平行金属板C、D相距很近,上面分别开有小孔O和O',水平放置的平行金属导轨P、Q与金属板C、D接触良好,且导轨垂直放在磁感强度为B1=10T的匀强磁场中,导轨间距L=0.50m,金属棒AB紧贴着导轨沿平行导轨方向在磁场中做往复运动,其速度图象如图(乙),若规定向右运动速度方向为正方向.从t=0时刻开始,由C板小孔O处连续不断地以垂直于C板方向飘入质量为m=3.2×10 -21kg、电量q=1.6×10 -19C的带正电的粒子(设飘入速度很小,可视为零).在D板外侧有以MN 为边界的匀强磁场B2=10T,MN与D相距d=10cm,B1和B2方向如图所示(粒子重力及其相互作用不计),求(1)0到4.Os内哪些时刻从O处飘入的粒子能穿过电场并飞出磁场边界MN?(2)粒子从边界MN射出来的位置之间最大的距离为多少?9(20分)如下图所示,空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场,磁场的磁感强度大小为B.边长为l的正方形金属框abcd(下简称方框)放在光滑的水平地面上,其外侧套着一个与方框边长相同的U型金属框架MNPQ(仅有MN、NQ、QP三条边,下简称U 型框),U型框与方框之间接触良好且无摩擦.两个金属框每条边的质量均为m,每条边的电阻均为r.(1)将方框固定不动,用力拉动U 型框使它以速度0v 垂直NQ 边向右匀速运动,当U 型框的MP 端滑至方框的最右侧(如图乙所示)时,方框上的bd 两端的电势差为多大?此时方框的热功率为多大?(2)若方框不固定,给U 型框垂直NQ 边向右的初速度0v ,如果U 型框恰好不能与方框分离,则在这一过程中两框架上产生的总热量为多少?(3)若方框不固定,给U 型框垂直NQ 边向右的初速度v (0v v >),U 型框最终将与方框分离.如果从U 型框和方框不再接触开始,经过时间t 后方框的最右侧和U 型框的最左侧之间的距离为s .求两金属框分离后的速度各多大.10(14分)长为0.51m 的木板A ,质量为1 kg .板上右端有物块B ,质量为3kg.它们一起在光滑的水平面上向左匀速运动.速度v 0=2m/s.木板与等高的竖直固定板C 发生碰撞,时间极短,没有机械能的损失.物块与木板间的动摩擦因数μ=0.5.g 取10m/s 2.求:(1)第一次碰撞后,A 、B 共同运动的速度大小和方向.(2)第一次碰撞后,A 与C 之间的最大距离.(结果保留两位小数) (3)A 与固定板碰撞几次,B 可脱离A 板.11如图10是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置,M 为半径为 1.0R m =、固定于竖直平面内的14光滑圆弧轨道,轨道上端切线水平,N 为待检验的固定曲面,该曲面在竖直面内的截面为半径r =的14圆弧,圆弧下端切线水平且圆心恰好位于M 轨道的上端点,M 的下端相切处置放竖直向上的弹簧枪,可发射速度不同的质量0.01m kg =的小钢珠,假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过M 的上端点,水平飞出后落到N 的某一点上,取210/g m s =,求:(1)发射该钢珠前,弹簧的弹性势能p E 多大?(2)钢珠落到圆弧N 上时的速度大小N v 是多少?(结果保留两位有效数字)12(10分)建筑工地上的黄沙堆成圆锥形,而且不管如何堆其角度是不变的。
若测出其圆锥底的周长为12.5m ,高为1.5m ,如图所示。
(1)试求黄沙之间的动摩擦因数。
(2)若将该黄沙靠墙堆放,占用的场地面积至少为多少?13(16分)如图17所示,光滑水平地面上停着一辆平板车,其质量为2m ,长为L ,车右端(A 点)有一块静止的质量为m 的小金属块.金属块与车间有摩擦,与中点C 为界, AC 段与CB 段摩擦因数不同.现给车施加一个向右的水平恒力,使车向右运动,同时金属块在车上开始滑动,当金属块滑到中点C 时,即撤去这个力.已知撤去力的瞬间,金属块的速度为v 0,车的速度为2v 0,最后金属块恰停在车的左端(B 点)。
如果金属块与车的AC 段间的动摩擦因数为1μ,与CB 段间的动摩擦因数为2μ,求1μ与2μ的比值.14(18分)如图10所示,空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场,左侧匀强电场的场强大小为E 、方向水平向右,其宽度为L ;中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向外;右侧匀强磁场的磁感应强度大小也为B 、方向垂直纸面向里。
一个带正电的粒子(质量m,电量q,不计重力)从电场左边缘a点由静止开始运动,穿过ACBL 图17中间磁场区域进入右侧磁场区域后,又回到了a点,然后重复上述运动过程。
(图中虚线为电场与磁场、相反方向磁场间的分界面,并不表示有什么障碍物)。
(1)中间磁场区域的宽度d为多大;(2)带电粒子在两个磁场区域中的运动时间之比;(3)带电粒子从a点开始运动到第一次回到a点时所用的时间t.15.(20分)如图10所示,abcd是一个正方形的盒子,在cd边的中点有一小孔e,盒子中存在着沿ad方向的匀强电场,场强大小为E。
一粒子源不断地从a处的小孔沿ab方向向盒内发射相同的带电粒子,粒子的初速度为v0,经电场作用后恰好从e处的小孔射出。
现撤去电场,在盒子中加一方向垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度大小为B(图中未画出),粒子仍恰好从e孔射出。
(带电粒子的重力和粒子之间的相互作用力均可忽略)(1)所加磁场的方向如何?(2)电场强度E与磁感应强度B的比值为多大?16.(8分)如图所示,水平轨道与直径为d=0.8m的半圆轨道相接,半圆轨道的两端点A、B连线是一条竖直线,整个装置处于方向水平向右,大小为103V/m的匀强电场中,一小球质量m=0.5kg,带有q=5×10-3C电量的正电荷,在电场力作用下由静止开始运动,不计一切摩擦,g=10m/s2,(1)若它运动的起点离A为L,它恰能到达轨道最高点B,求小球在B点的速度和L 的值.(2)若它运动起点离A为L=2.6m,且它运动到B点时电场消失,它继续运动直到落地,求落地点与起点的距离.17(8分)如图所示,为某一装置的俯视图,PQ、MN为竖直放置的很长的平行金属板,两板间有匀强磁场,其大小为B,方向竖直向下.金属棒AB搁置在两板上缘,并与两板垂直良好接触.现有质量为m ,带电量大小为q ,其重力不计的粒子,以初速v 0水平射入两板间,问:(1)金属棒AB 应朝什么方向,以多大速度运动,可以使带电粒子做匀速运动? (2)若金属棒的运动突然停止,带电粒子在磁场中继续运动,从这刻开始位移第一次达到mv 0/qB 时的时间间隔是多少?(磁场足够大)18(12分)如图所示,气缸放置在水平平台上,活塞质量为10kg ,横截面积50cm 2,厚度1cm ,气缸全长21cm ,气缸质量20kg ,大气压强为1×105Pa ,当温度为7℃时,活塞封闭的气柱长10cm ,若将气缸倒过来放置时,活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通。