历年高考物理压轴题精选(三)详细解答
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高考物理最难压轴题一、一物体在水平面上做匀速圆周运动,当向心力突然减小为原来的一半时,下列说法正确的是:A. 物体将做匀速直线运动B. 物体将做匀变速曲线运动C. 物体的速度将突然减小D. 物体的速率在短时间内不变(答案:D)二、在双缝干涉实验中,若保持双缝间距不变,增大光源到双缝的距离,则干涉条纹的间距将:A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定(答案:B)三、一轻质弹簧一端固定,另一端用一细线系住一小物块,小物块放在光滑的水平面上。
开始时弹簧处于原长状态,现对小物块施加一个拉力,使小物块从静止开始做匀加速直线运动。
在拉力逐渐增大的过程中,下列说法正确的是:A. 弹簧的弹性势能保持不变B. 小物块的动能保持不变C. 小物块与弹簧组成的系统机械能增大D. 小物块与弹簧组成的系统机械能守恒(答案:C)四、在电场中,一个带负电的粒子(不计重力)在电场力作用下,从A点移动到B点,电场力做了负功。
则下列说法正确的是:A. A点的电势一定低于B点的电势B. 粒子的电势能一定减小C. 粒子的动能一定增大D. 粒子的速度可能增大(答案:D)注:此题考虑的是粒子可能受到其他力(如洛伦兹力)的影响,导致速度方向变化,但电场力做负功仍使电势能增加。
五、一轻质杆两端分别固定有质量相等的小球A和B,杆可绕中点O在竖直平面内无摩擦转动。
当杆从水平位置由静止释放后,杆转至竖直位置时,下列说法正确的是:A. A、B两球的速度大小相等B. A、B两球的动能相等C. A、B两球的重力势能相等D. 杆对A球做的功大于杆对B球做的功(答案:D)六、在闭合电路中,当外电阻增大时,下列说法正确的是:A. 电源的电动势将增大B. 电源的内电压将增大C. 通过电源的电流将减小D. 电源内部非静电力做功将增大(答案:C)七、一物体以某一速度冲上一光滑斜面(足够长),加速度恒定。
前4s内位移是1.6m,随后4s内位移是零,则下列说法中正确的是:A. 物体的初速度大小为0.6m/sB. 物体的加速度大小为6m/s²(方向沿斜面向下)C. 物体向上运动的最大距离为1.8mD. 物体回到斜面底端,总共需时12s(答案:C)八、在核反应过程中,质量数和电荷数守恒。
最近两年全国各地高考物理压轴题汇集(详细解析63题)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。
各省市高考物理压轴题精编(附有祥解)1、如图所示,一质量为 M 长为I 的长方形木板B 放在光滑的水平地面上,在其右端放一质量为m 的小木块A , m 〈 M 现以地面为参照系,给A 和B以大小相等、方向相反的初速度 (如图5),使A 开始向左运动、 开始向右运动,但最后 A 刚好没有滑离L 板。
以地面为参照系。
(1) 若已知A 和B 的初速度大小为v o ,求它们最后的速度的大小和 方向。
(2) 若初速度的大小未知,求小木块A 向左运动到达的最远处(从地面上看)离出发点的距离。
解法1:(1)AM m 、亠亠亠 解得: v v o , 方向向右 M m(2) A 在B 板的右端时初速度向左,而到达程中必经历向左作减速运动直到速度为零,B 板左端时的末速度向右,可见 A 在运动过 再向右作加速运动直到速度为 V 的两个阶段。
设l i 为A 开始运动到速度变为零过程中向左运动的路程,本题第(2)问的解法有很多种,上述解法 2只需运用三条独立方程即可解得结果,显然是比较简捷的解法。
2、如图所示,长木板 A 右边固定一个挡板,包括挡板在内的总质量为 光滑的水平面上,小木块 B 质量为M ,从A 的左端开始以初度。
设此速度为v , A 和B 的初速度的大小为 V o ,则由动量守恒可得:Mv 0 mv 0 (M m)v过程中向右运动的路程,L 为A 从开始运动到刚到达 B 的最左端的过程中 B 运动的路程,如 A 与B之间的滑动摩擦力为f ,则由功能关系可知: 1 2 Mv 2 2 图6所示。
设 对于 对于Afl l 12 fL mv 0 2 1 2 2mv o fl 21 2mv2由几何关系 (I 1 I 2) 由①、②、 ③、④、⑤式解得 解法2: 对木块A 和木板 fl 〔(M m)v 2 2由①③⑦式即可解得结果ml4MB 组成的系统,由能量守恒定律得:1 2 -(M m)v 2 ⑦2M m l11l4Ml iB 吕風化h ---------- 1---------------------- 尹ffl 5刚好没有滑离B 板,表示当A 滑到B 板的最左端时,A 、B 具有相同的速I 2为A 从速度为零增加到速度为 V 的1? _________n1 -------------- 1 1 1 1 1 1 111 - _ 1h1.5M ,静止在故在某一段时间里 B 运动方向是向左的条件是2V p 15g2V 0I 3 -⑧20g3、光滑水平面上放有如图所示的用绝缘材料料成的型滑板,(平面部分足够长)速度V o 在A 上滑动,滑到右端与挡板发生碰撞, 已知碰撞过程时间极短,碰后木块B 恰好滑到A 的左端停止,已知 B 与A 间的动摩擦因数为,B 在A 板上单程滑行长度为I ,求:…3v 0 (1) 若-,在B 与挡板碰撞后的运动过程中,摩擦力对木板A 做正功还是负160g功?做多少功?(2) 讨论A 和B 在整个运动过程中,是否有可能在某一段时间里运动方向是向左的, 如果不可能,说明理由;如果可能,求出发生这种情况的条件。
绝密★启封前KS5U2021江苏省高考压轴卷物理一、单项选择题:本题共11小题,每小题4分,共计44分。
每小题只有一个....选项符合题意。
1.2021年央视春晚首次采用5G信号“云”传播方式,使“云”观众、“云”演员和春晚互动起来,与4G信号相比,5G信号使用频率更高的电磁波,每秒传送的数据量是4G的50~100倍,5G信号网络的高性能很好的实现了观众的良好体验。
相比4G信号()A.5G信号的光子能量更大B.5G信号的衍射更明显C.5G信号的传播速度更大D.5G信号的波长更长2.如图所示为某潜艇下潜和上浮的v-t图像,0时刻,潜艇开始下潜,50s末潜艇回到水面。
规定竖直向上为正方向,下列说法正确的是()A .10s 末潜艇离水面最远B .10~30s 末潜艇上浮C .20s 末,潜艇的加速度改变D .30~50s 潜艇的位移为20m3.山东栖霞笏山金矿事故救援工作中本着“为了每一位被困矿工的生命”,救援队历经多日,最终将被困人员被救援出井。
在救援中消防员利用如图甲所示三脚架向井底的被困人员提供物资,三脚架简化如图乙所示,若支架质量不计,每根支架与竖直方均成30°的夹角。
已知绳索及所挂载物资总质量为m ,则在物资平稳匀速下降过程中,每根支架的弹力大小为( )A .mgB .3mgC D 4.歼20是我国自主研制的第五代战斗机,具有包括隐身在内的一系列世界领先的性能。
其次演习中,歼20战斗机需要完成一次战术拉升动作。
已知战斗机此时水平飞行且速度大小为500m/s ,取重力加速度大小210m/s g ,出于对飞行员安全的考虑,要求飞行员所受支持力应该控制在自身重力的10倍以内,否则很可能会出现“黑视”现象,严重威胁飞行员和战斗机的安全。
分析飞机飞行时,尽管各个位置的弯曲程度不一样,但在研究时,可以把这条曲线分割为许多很短的小段,在每小段的运动都可以看作是圆周运动的一部分,通过以上信息可以知道,战斗机在拉升时的最小圆周半径约为( )A.2.5km B.2.8km C.4.5km D.5.0km5.如图甲所示是街头常见的变压器,图乙是街头变压器给用户供电的示意图。
历年高考物理压轴题精选(三)详细解答————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:2第 3 页 共 18 页历年高考物理压轴题精选(三)2008年(宁夏卷)23.(15分)天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星。
双星系统在银河系中很普遍。
利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量。
已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动,周期均为T ,两颗恒星之间的距离为r ,试推算这个双星系统的总质量。
(引力常量为G ) 24.(17分)如图所示,在xOy 平面的第一象限有一匀强电场,电场的方向平行于y 轴向下;在x 轴和第四象限的射线OC 之间有一匀强磁场,磁感应强度的大小为B ,方向垂直于纸面向外。
有一质量为m ,带有电荷量+q 的质点由电场左侧平行于x 轴射入电场。
质点到达x 轴上A 点时,速度方向与x 轴的夹角ϕ,A 点与原点O 的距离为d 。
接着,质点进入磁场,并垂直于OC 飞离磁场。
不计重力影响。
若OC 与x 轴的夹角为ϕ,求(1)粒子在磁场中运动速度的大小: (2)匀强电场的场强大小。
24.(17分)(1)质点在磁场中的轨迹为一圆弧。
由于质点飞离磁场时,速度垂直于OC ,故圆弧的圆心在OC 上。
依题意,质点轨迹与x 轴的交点为A ,过A 点作与A 点的速度方向垂直的直线,与OC 交于O '。
由几何关系知,AO '垂直于OC ',O '是圆弧的圆心。
设圆弧的半径为R ,则有R =dsin ϕ⎺由洛化兹力公式和牛顿第二定律得Rv m qvB 2=②第 4 页 共 18 页将⎺式代入②式,得ϕsin mqBdv =③(2)质点在电场中的运动为类平抛运动。
设质点射入电场的速度为v 0,在电场中的加速度为a ,运动时间为t ,则有 v 0=v cos ϕ ④v sin ϕ=at ⑤d =v 0t⑥ 联立④⑤⑥得dv a ϕϕcos sin 2=⑦设电场强度的大小为E ,由牛顿第二定律得qE =ma⑧联立③⑦⑧得ϕϕcos 3sin 2md qB E =⑨2008年(海南卷)16.如图,空间存在匀强电场和匀强磁场,电场方向为y 轴正方向,磁场方向垂直于xy 平面(纸面)向外,电场和磁场都可以随意加上或撤除,重新加上的电场或磁场与撤除前的一样.一带正电荷的粒子从P(x=0,y=h)点以一定的速度平行于x 轴正向入射.这时若只有磁场,粒子将做半径为R 0的圆周运动;若同时存在电场和磁场,粒子恰好做直线运动.现在,只加电场,当粒子从P 点运动到x=R 0平面(图中虚线所示)时,立即撤除电场同时加上磁场,粒子继续运动,其轨迹与x 轴交于M 点.不计重力.求(I)粒子到达x=R 0平面时速度方向与x 轴的夹角以及粒子到x 轴的距离; (Ⅱ)M 点的横坐标x M .16.(I)设粒子质量、带电量和入射速度分别为m 、q 和v 0,则电场的场强E 和磁场的磁感应强度B 应满足下述条件qE=qv o B ①②现在,只有电场,入射粒子将以与电场方向相同的加速度③做类平抛运动.粒子从P(x=0,y=h)点运动到x=R o平面的时间为④粒子到达x=R0平面时速度的y分量为⑤由①②⑧④⑤式得⑥此时粒子速度大小为,⑦速度方向与x轴的夹角为⑧粒子与x轴的距离为⑨(II)撤除电场加上磁场后,粒子在磁场中做匀速圆周运动.设圆轨道半径为R,则⑩由②⑦⑩式得⑨粒子运动的轨迹如图所示,其中圆弧的圆心C位于与速度v的方向垂直的直线上,该直线与x轴和y轴的夹角均为π/4.由第 5 页共 18 页第 6 页 共 18 页几何关系及○11式知C 点的坐标为过C 点作x 轴的垂线,垂足为D 。
2021届全国普通高等学校招生高考物理压轴试卷(全国卷Ⅲ)一、单选题(本大题共5小题,共30.0分)1.下列说法正确的是()A. β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流B. 一个氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时,最多能产生3个不同频率的光子C. 用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D. 原子核经过衰变生成新核,则新核的质量总等于原核的质量2.如图为某双星系统A、B绕其连线上的0点做匀速圆周运动示意图,若A星的轨道半径大于B星的轨道半径,双星的总质量M,双星间的距离为L,其运动周期为T,则()A. A的线速度一定大于B的线速度B. A的质量一定大于B的质量C. L一定,M越大,T越大D. M−定,L越大,T越小3.如图所示的电路中,理想变压器原副线圈匝数比为2:1,原线圈接入的交流电压瞬时值表达式为u=10√2sin100πtV,电阻R1=R2=20Ω,二极管可视为理想二极管(正向电阻为零,反向电阻为无穷大)下列说法正确的是()A. 通过电阻R2的电流为50Hz的交流电B. 通过电阻R1的电流为0.25AC. 电阻R1、R2的电功率之比为1:1D. 电阻R1、R2的电功率之比为4:14.下列关于力的说法中正确的是()A. 一个孤立物体有时也能产生力的作用B. 力在任何情况下都是成对出现的C. 知道力的大小就完全知道一个力D. 两个相互作用的物体中,任何一个物体是受力物体,则不是施力物体5.篮球规则中规定:跳球时,裁判员在两名跳球队员之间将球竖直向上抛起,球抛起的高度要超过跳球队员跳起时能达到的最大高度,并且球在他们之间落下。
如图所示,裁判员将球从离地2.0m处竖直向上抛出,球到达离地2.5m处的最高点。
以球的抛出点为零势能参考面,当球到距离抛出点ℎ1高处时,其动能和势能恰好相等,到最高点后球又落回,当下降到距离抛出点ℎ2处时,球的动能和势能再次相等。
假设全程空气阻力大小恒定。
压轴题03弹簧类专题1.足够长的光滑细杆竖直固定在地面上,轻弹簧及小球A 、B 均套在细杆上,弹簧下端固定在地面上,上端和质量为m 1=50g 的小球A 相连,质量为m 2=30g 的小球B 放置在小球A 上,此时A 、B 均处于静止状态,弹簧的压缩量x 0=0.16m ,如图所示。
从t=0时开始,对小球B 施加竖直向上的外力,使小球B 始终沿杆向上做匀加速直线运动。
经过一段时间后A 、B 两球分离;再经过同样长的时间,B 球距其出发点的距离恰好也为x 0。
弹簧的形变始终在弹性限度内,重力加速度取g=10m/s 2。
求:(1)弹簧的劲度系数k ;(2)整个过程中小球B 加速度a 的大小及外力F 的最大值。
【答案】(1)5N/m ;(2)2m/s 2,0.36N 【解析】 【详解】(1)根据共点力平衡条件和胡克定律得:()120m m g kx += 解得:5/k N m =;(2)设经过时间t 小球A 、B 分离,此时弹簧的压缩量为0x , 对小球A :11kx m g m a -=2012x x at -=小球B :()20122x a t =当B 与A 相互作用力为零时F 最大对小球B :22F m g m a -=解得:22/a m s = ,0.36F N =2.如图所示,半径为R 的光滑半圆形导轨固定在竖直面内的AB 两点,直径AB 与竖直方向的夹角为60°,导轨上的C 点在A 点的正下方,D 点是轨道的最低点,质量为m 的圆环套在导轨上,圆环通过两个相同的轻弹簧分别与A 、B 两点连接,弹簧原长均为R ,对圆环施加水平向右的力F =10可使其静止在D 点。
(1)求弹簧的劲度系数k :(2)由C 点静止释放圆环,求圆环运动到D 点的动能E k ;(3)由C 点静止释放圆坏,求圆环运动到D 点时对轨道的作用力N 。
【答案】(1)(310mgk R+=;(2)2k mgR E =;(3)1.7mg ,方向竖直向下【解析】 【分析】 【详解】(1)如图1所示,圆环在D 点时,BD 弹簧处于原长,AD 弹簧的伸长量为x =R 受力分析,正交分解sin 30F kx =解得k =(2)C 点与D 点的高度差 h =0.5R圆环从C 运动到D ,弹簧弹性势能不变,根据机械能守恒k mgh E =解得2k mgRE =(3)如图2所示,圆环运动到D 点时的速度v 受力分析,正交分解2cos30v kx N mg m R'+-=解得1.7N mg '=根据牛顿第三定律,圆环对轨道的作用力N 为1.7N N mg '==方向竖直向下.3.如图,A 、B 两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连,A 放在固定的光滑斜面上,B 、C 两小球在竖直方向上通过劲度系数为k 的轻质弹簧相连,C 球放在水平地面上.现用手控制住A ,并使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行.已知A 的质量为4m ,B 、C 的质量均为m ,重力加速度为g ,细线与滑轮之间的摩擦不计.开始时整个系统处于静止状态.释放A 后,A 沿斜面下滑至速度最大时,C 恰好离开地面.求:(1)斜面倾角α=?(2)A 获得的最大速度为多少?【答案】(1)30=α︒(2)2v = 【解析】 【分析】 【详解】(1)释放A 后,A 斜面加速下滑,当速度最大时,加速度0A a =,A 、B 之间通过绳连接,则A 速度最大时,B 的速度也最大,加速度0B a =,以A 、B 整体为研究对象,由平衡条件得:4sin mg F mg α=+,F 为此时弹簧弹力,因C 此时恰好离开地面,则有F mg =,联立方程得斜面倾角30=α︒.(2)刚开始以B 为研究对象弹簧弹力01F mg kx ==, C 恰好离开地面时以C 为研究对象, 弹簧弹力2F mg kx ==,所以12mgx x k==,由能量守恒得:2121214sin ()()(4)2mg x x mg x x m m v -α++=+,解得2v =【点睛】本题关键是对三个物体分别受力分析,得出物体B 速度最大时各个物体都受力平衡,然后根据平衡条件分析;同时要注意是那个系统机械能守恒4.一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部,另一端和质量为m 的小物块a 相连,如图所示.质量为35m 的小物块b 紧靠a 静止在斜面上,此时弹簧的压缩量为x 0,从t=0时开始,对b 施加沿斜面向上的外力,使b 始终做匀加速直线运动.经过一段时间后,物块a 、b 分离;再经过同样长的时间,b 距其出发点的距离恰好也为x 0.弹簧的形变始终在弹性限度内,重力加速度大小为g .求:(1)弹簧的劲度系数; (2)物块b 加速度的大小;(3)在物块a 、b 分离前,外力大小随时间变化的关系式.【答案】(1)08sin 5mg x θ (2)sin 5g θ(3)22084sin sin 2525mg F mg x θθ=+ 【解析】 【详解】(1)对整体分析,根据平衡条件可知,沿斜面方向上重力的分力与弹簧弹力平衡,则有: kx 0=(m+35m )gsinθ 解得:k=8 5mgsin x θ(2)由题意可知,b 经两段相等的时间位移为x 0; 由匀变速直线运动相邻相等时间内位移关系的规律可知:1014x x = 说明当形变量为0010344x x x x =-=时二者分离; 对m 分析,因分离时ab 间没有弹力,则根据牛顿第二定律可知:kx 1-mgsinθ=ma 联立解得:a=15gsin θ(3)设时间为t ,则经时间t 时,ab 前进的位移x=12at 2=210gsin t θ则形变量变为:△x=x 0-x对整体分析可知,由牛顿第二定律有:F+k △x -(m+35m )gsinθ=(m+35m )a 解得:F=825mgsinθ+220425mg sin x θt 2 因分离时位移x=04x 由x=04x =12at 2解得:t =故应保证0≤tF 表达式才能成立.点睛:本题考查牛顿第二定律的基本应用,解题时一定要注意明确整体法与隔离法的正确应用,同时注意分析运动过程,明确运动学公式的选择和应用是解题的关键.5.如图所示,半径R =2.8m 的光滑半圆轨道BC 与倾角θ=37°的粗糙斜面轨道在同一竖直平面内,两轨道间由一条光滑水平轨道AB 相连,A 处用光滑小圆弧轨道平滑连接,B 处与圆轨道相切.在水平轨道上,两静止小球P 、Q 压紧轻质弹簧后用细线连在一起.某时刻剪断细线后,小球P 向左运动到A 点时,小球Q 沿圆轨道到达C 点;之后小球Q 落到斜面上时恰好与沿斜面向下运动的小球P 发生碰撞.已知小球P 的质量m 1=3.2kg ,小球Q 的质量m 2=1kg ,小球P 与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,剪断细线前弹簧的弹性势能E p =168J ,小球到达A 点或B 点时已和弹簧分离.重力加速度g =10m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,不计空气阻力,求:(1)小球Q 运动到C 点时的速度大小; (2)小球P 沿斜面上升的最大高度h ;(3)小球Q 离开圆轨道后经过多长时间与小球P 相碰. 【答案】(1)12m/s(2)0.75m(3)1s 【解析】 【详解】(1)两小球弹开的过程,由动量守恒定律得:m 1v 1=m 2v 2 由机械能守恒定律得:2211221122P E m v m v =+联立可得:v 1=5m/s ,v 2=16m/s小球Q 沿圆轨道运动过程中,由机械能守恒定律可得:22222211222C m v m v m gR =+ 解得:v C =12m/s ,(2)小球P 在斜面向上运动的加速度为a 1由牛顿第二定律得:m 1g sin θ+μm 1g cos θ=m 1a 1, 解得:a 1=10m/s 2故上升的最大高度为:211sin 2v h a θ==0.75m (3)设两小球相遇点距离A 点为x ,小球P 从A 点上升到两小球相遇所用的时间为t ,小球P 沿斜面下滑的加速度为a 2由牛顿第二定律得:m 1g sin θ-μm 1g cos θ=m 1a 2, 解得:a 2=2m/s 2小球P 上升到最高点所用的时间:111v t a ==0.5 s , 则:2221112()sin 22R gt h a t t θ=+-- 解得:t =1s.6.(2020·重庆市育才中学高三开学考试)如图所示,光滑斜面体ABC 固定在地面上,斜面AB 倾角为37°,斜面AC 倾角为53°,P 、Q 两个物块分别放在AB 、AC 斜面上,并用绕过斜面体顶端A 处光滑定滑轮的细线连接。
(全国卷Ⅲ)2021年高考物理压轴卷(含解析)第Ⅰ卷(选择题,共48分)一、选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项符合题目要求,第19~21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。
14.物体A、B的x-t图象如图所示,由图可知( )A.从第3 s起,两物体运动方向相同,且v A>v BB.两物体由同一位置开始运动,但物体A比B迟3 s才开始运动C.在5 s内两物体的位移相等,5 s末A、B相遇D.5 s内A、B的平均速度相等15.美国物理学家密立根通过测量金属的遏止电压U c与入射光频率ν,算出普朗克常量h,并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较,以验证爱因斯坦光电效应方程的正确性。
下图是某次试验中得到的两种金属的遏止电压U c与入射光须率ν关系图象,两金属的逸出功分别为W甲、W乙,如果用ν0频率的光照射两种金属,光电子的最大初动能分别为E甲、E乙,则下列关系正确的是( )A.W甲<W乙,E甲>E乙B.W甲>W乙,E甲<E乙C.W甲>W乙,E甲>E乙D.W甲<W乙,E甲<E乙16.如图所示,一半径为L的导体圆环位于纸面内,O为圆心。
环内两个圆心角为90°且关于O中心对称的扇形区域内分布有匀强磁场,两磁场的磁感应强度大小均为B、方向相反且均与纸面垂直。
导体杆OM可绕O转动,M端通过滑动触点与圆环良好接触,在圆心和圆环间连有电阻R,不计圆环和导体杆的电阻,当杆OM以恒定角速度ω逆时针转动时,理想电流表A的示数为( )A.2BL2ω4RB.BL2ω4RC.2BL2ω2RD.BL2ω2R17.如图为人造地球卫星的轨道示意图,LEO是近地轨道,MEO是中地球轨道,GEO是地球同步轨道,GTO是地球同步转移轨道。
已知地球的半径R=6 400 km,该图中MEO卫星的周期约为(图中数据为卫星近地点、远地点离地面的高度)( )A.3 h B.8 hC.15 h D.20 h18.如图所示,心脏除颤器用于刺激心脏恢复正常的跳动,它通过皮肤上的电极板使电容器放电。
近年高考物理压轴题精选第1题 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 的大小和方向第2题如图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。
历年高考物理压轴题精选(三)2008年(宁夏卷)23.(15分)天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星。
双星系统在银河系中很普遍。
利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量。
已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动,周期均为T ,两颗恒星之间的距离为r ,试推算这个双星系统的总质量。
(引力常量为G ) 24.(17分)如图所示,在xOy 平面的第一象限有一匀强电场,电场的方向平行于y 轴向下;在x 轴和第四象限的射线OC 之间有一匀强磁场,磁感应强度的大小为B ,方向垂直于纸面向外。
有一质量为m ,带有电荷量+q 的质点由电场左侧平行于x 轴射入电场。
质点到达x 轴上A 点时,速度方向与x 轴的夹角ϕ,A 点与原点O的距离为d 。
接着,质点进入磁场,并垂直于OC 飞离磁场。
不计重力影响。
若OC 与x 轴的夹角为ϕ,求 (1)粒子在磁场中运动速度的大小: (2)匀强电场的场强大小。
24.(17分)(1)质点在磁场中的轨迹为一圆弧。
由于质点飞离磁场时,速度垂直于OC ,故圆弧的圆心在OC 上。
依题意,质点轨迹与x 轴的交点为A ,过A 点作与A 点的速度方向垂直的直线,与OC 交于O '。
由几何关系知,AO '垂直于OC ',O '是圆弧的圆心。
设圆弧的半径为R ,则有R =dsin ϕ⎺由洛化兹力公式和牛顿第二定律得Rv m qvB 2=②将⎺式代入②式,得ϕsin mqBdv =③(2)质点在电场中的运动为类平抛运动。
设质点射入电场的速度为v 0,在电场中的加速度为a ,运动时间为t ,则有 v 0=v cos ϕ ④v sin ϕ=at ⑤d =v 0t⑥ 联立④⑤⑥得dv a ϕϕcos sin 2=⑦设电场强度的大小为E ,由牛顿第二定律得qE =ma⑧联立③⑦⑧得ϕϕcos 3sin 2md qB E =⑨2008年(海南卷)16.如图,空间存在匀强电场和匀强磁场,电场方向为y 轴正方向,磁场方向垂直于xy 平面(纸面)向外,电场和磁场都可以随意加上或撤除,重新加上的电场或磁场与撤除前的一样.一带正电荷的粒子从P(x=0,y=h)点以一定的速度平行于x 轴正向入射.这时若只有磁场,粒子将做半径为R 0的圆周运动;若同时存在电场和磁场,粒子恰好做直线运动.现在,只加电场,当粒子从P 点运动到x=R 0平面(图中虚线所示)时,立即撤除电场同时加上磁场,粒子继续运动,其轨迹与x 轴交于M 点.不计重力.求(I)粒子到达x=R 0平面时速度方向与x 轴的夹角以及粒子到x 轴的距离;(Ⅱ)M 点的横坐标x M .16.(I)设粒子质量、带电量和入射速度分别为m 、q 和v 0,则电场的场强E 和磁场的磁感应强度B 应满足下述条件qE=qv o B ①②现在,只有电场,入射粒子将以与电场方向相同的加速度③做类平抛运动.粒子从P(x=0,y=h)点运动到x=R o平面的时间为④粒子到达x=R0平面时速度的y分量为⑤由①②⑧④⑤式得⑥此时粒子速度大小为,⑦速度方向与x轴的夹角为⑧粒子与x轴的距离为⑨(II)撤除电场加上磁场后,粒子在磁场中做匀速圆周运动.设圆轨道半径为R,则⑩由②⑦⑩式得⑨粒子运动的轨迹如图所示,其中圆弧的圆心C位于与速度v的方向垂直的直线上,该直线与x轴和y轴的夹角均为π/4.由几何关系及○11式知C点的坐标为过C点作x轴的垂线,垂足为D。
在△CDM中,由此求得M点的横坐标为评分参考:共11分.第(1)问6分.①②式各1分,⑧⑨式各2分.第(II)问5分.○11式2分,速度v的方向正确给1分○12式1分,○14式1分.2008年(全国Ⅰ卷)25.(22分)如图所示,在坐标系xOy中,过原点的直线OC与x轴正向的夹角ϕ=120︒,在OC右侧有一匀强电场,在第二、三象限内有一匀强磁场,其上边界与电场边界重叠,右边界为y轴,左边界为图中平行于y轴的虚线,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里。
一带正电荷q、质量为m的粒子以某一速度自磁场左边界上的A点射入磁场区域,并从O点射出,粒子射出磁场的速度方向与x轴的夹角θ=30︒,大小为v,粒子在磁场内的运动轨迹为纸面内的一段圆弧,且弧的半径为磁场左右边界间距的2倍,粒子进入电场后,在电场力的作用下又由O点返回磁场区域,经过一段时间后再次离开磁场。
已知粒子从A点射入到第二次离开磁场所用时间恰好粒子在磁场中做圆周运动的周期。
忽略重力的影响。
求:(1)粒子经过A 点时的速度方向和A 点到x 轴的距离; (2)匀强电场的大小和方向;(3)粒子从第二次离开磁场到再次进入电场所用的时间。
25(22分)(1)设磁场左边界与x 轴相交子D 点,与CO 相交于O ’点,由几何关系可知,直线OO ’与粒子过O 点的速度v 垂直。
在直角三角形 OO ’D 中已知∠OO ’D =300设磁场左右边界间距为d ,则OO ’=2d 。
依题意可知,粒子第一次进人磁场的运动轨迹的圆心即为O ’点,圆弧轨迹所对的圈心角为300 ,且OO ’为圆弧的半径R 。
由此可知,粒子自A 点射人磁场的速度与左边界垂直。
A 点到x 轴的距离:AD=R(1-cos300)…………①由洛仑兹力公式、牛顿第二定律及圆周运动的规律,得:qvB=mv 2/R ………………………………………②联立①②式得:(1mv AD qB =………………③ (2)设粒子在磁场中做圆周运动的周期为T 第一次在磁场中飞行的时间为 t 1,有:t 1=T/12…………………………………………④ T=2πm/qB ………………………………………⑤依题意.匀强电场的方向与x 轴正向夹角应为1500。
由几何关系可知,粒子再次从O 点进人磁场的速度方向与磁场右边界夹角为600。
设粒子第二次在磁场中飞行的圆弧的圆心为O ’’,O ’’必定在直线OC 上。
设粒子射出磁场时与磁场右边界文于P 点,则∠OO ’’P =1200.设粒子第二次进人磁场在磁场中运动的时问为t 2有:t 2=T/3…………………………………………⑥设带电粒子在电场中运动的时间为 t 3,依题意得:t 3=T -(t 1+t 2)…………………………………⑦由匀变速运动的规律和牛顿定律可知:―v=v ―at 3……………………………………⑧ a=qE/m ………………………………………⑨联立④⑤⑥⑦⑧⑨式可得:E=12B v /7π……………………………………⑩粒子自P 点射出后将沿直线运动。
设其由P点再次进人电场,由几何关系知:∠O’’P’P =300……⑾消三角形OPP’为等腰三角形。
设粒子在P、P’两点间运动的时问为t4,有:t4=PP’/v………………………………………⑿又由几何关系知:………………………………………⒀联立②⑿⒀式得:t4电磁感应2006年全国理综 (北京卷)24.(20分)磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。
图1是平静海面上某实验船的示意图,磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道(简称通道)组成。
如图2所示,通道尺寸a=2.0m,b=0.15m、c=0.10m。
工作时,在通道内沿z轴正方向加B=8.0T的匀强磁场;沿x轴正方向加匀强电场,使两金属板间的电压U=99.6V;海水沿y轴正方向流过通道。
已知海水的电阻率ρ=0.22Ω·m。
(1)船静止时,求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向;(2)船以v s=5.0m/s的速度匀速前进。
若以船为参照物,海水以5.0m/s的速率涌入进水口由于通道的截面积小球进水口的截面积,在通道内海水速率增加到v d=8.0m/s。
求此时两金属板间的感应电动势U。
感计算,海水受到电磁力的80%可(3)船行驶时,通道中海水两侧的电压U/=U-U感以转化为对船的推力。
当船以v s =5.0m /s 的船速度匀速前进时,求海水推力的功率。
解析24.(20分)(1)根据安培力公式,推力F 1=I 1Bb ,其中I 1=R U ,R =ρacb 则F t =8.796==B pU Bb R Uac N 对海水推力的方向沿y 轴正方向(向右) (2)U 感=Bu 感b=9.6 V(3)根据欧姆定律,I 2=600)('4=-=pbacb Bv U R U A安培推力F 2=I 2Bb =720 N推力的功率P =Fv s =80%F 2v s =2 880 W2006年全国物理试题(江苏卷)19.(17分)如图所示,顶角θ=45°,的金属导轨 MON 固定在水平面内,导轨处在方向竖直、磁感应强度为B 的匀强磁场中。
一根与ON 垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v 0沿导轨MON 向左滑动,导体棒的质量为m ,导轨与导体棒单位长度的电阻均匀为r 。
导体棒与导轨接触点的a 和b ,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。
t =0时,导体棒位于顶角O 处,求: (1)t 时刻流过导体棒的电流强度I 和电流方向。
(2)导体棒作匀速直线运动时水平外力F 的表达式。
(3)导体棒在0~t 时间内产生的焦耳热Q 。
(4)若在t 0时刻将外力F 撤去,导体棒最终在导轨上静止时的坐标x 。
19.(1)0到t 时间内,导体棒的位移 x =tt 时刻,导体棒的长度 l =x导体棒的电动势 E =Bl v 0回路总电阻 R =(2x )r 电流强度EI R =电流方向 b →a(2) F =BlI =22EI R = (3)解法一t 时刻导体的电功率 P =I 2R =23EI R = ∵P ∝t ∴ Q =2P t =232EI R =解法二t 时刻导体棒的电功率 P =I 2R 由于I 恒定 R /=v 0rt ∝t因此 /22==2R P I R IQ =Pt =232(4)撤去外力持,设任意时刻t 导体的坐标为x ,速度为v ,取很短时间Δt 或很短距离Δx解法一在t ~t +时间内,由动量定理得 BIl Δt =m Δv2)2lv t m v ∆∆=20S mv =扫过的面积ΔS =22000()()22x x x x x x +--= (x =v 0t )x 200()v t设滑行距离为d ,则 0000)2v t v t d S d +∆=+(即 d 2+2v 0t 0d -2ΔS =0解之 d =-v 0t 0 (负值已舍去)得 x =v 0t 0+ d 200)v t 解法二在x ~x +Δx ,由动能定理得 F Δx =2211()22mv m v v mv v ∆=∆--(忽略高阶小量) 得 2S m v ∑∆=20S mv =以下解法同解法一解法三(1)由牛顿第二定律得 F =ma =mv t∆∆ 得 F Δt =m Δv 以下解法同解法一 解法三(2)由牛顿第二定律得 F =ma =mv t ∆∆=m v v x∆∆ 得 F Δx =mv Δv 以下解法同解法二2008年(天津卷)25.(22分)磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具.它的驱动系统简化为如下模型,固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框,电阻为R ,金属框置于xOy 平面内,长边MN 长为L 平行于y 轴,宽为d 的NP 边平行于x 轴,如图1所示.列车轨道沿Ox 方向,轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场,磁感应强度B 沿O x 方向按正弦规律分布,其空间周期为λ,最大值为B 0,如图2所示,金属框同一长边上各处的磁感应强度相同,整个磁场以速度v 0沿Ox 方向匀速平移.设在短暂时间内,MN 、PQ 边所在位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略,并忽略一切阻力.列车在驱动系统作用下沿Ox 方向加速行驶,某时刻速度为v(v<v 0).(1)简要叙述列车运行中获得驱动力的原理;(2)为使列车获得最大驱动力,写出MN 、PQ 边应处于磁场中的什么位置及λ与d 之间应满足的关系式;(3)计算在满足第(2)问的条件下列车速度为v 时驱动力的大小.25.(22分)(1)由于列车速度与磁场平移速度不同,导致穿过金属框的磁通量发生变化,由于电磁感应,金属框中会产生感应电流,该电流受到的安培力即为驱动力. (2)为使列车获得最大驱动力,MN 、PQ 应位于磁场中磁感应强度同为最大值且反向的地方,这会使得金属框所围面积的磁通量变化率最大,导致框中电流最强,也会使得金属框长边中电流受到的安培力最大,因此,d 应为λ/2的奇数倍,即2(21)()221dd k k N k =+∈+或λλ=(3)由于满足第(2)问条件,则MN 、PQ 边所在处的磁感应强度大小均为B 0且方向总相反,经短暂时间Δt ,磁场没Ox 方向平移的距离为v 0Δt,,同时,金属框沿Ox 方向移动的距离为v Δt .因为v 0>v ,所以在Δt 时间内MN 边扫过磁场的面积 S=(v 0-v)L Δt在此Δt 时间内,MN 边左侧穿过S 的磁通量移进金属框而引起框内磁通量变化 ΔΦMN =B 0L(v 0-v) Δt同理,在Δt 时间内,PQ 边左侧移出金属框的磁通量引起框内磁通量变化 ΔΦPQ =B 0L(v 0-v) Δt故在Δt 时间内金属框所围面积的磁通量变化 ΔΦ=ΔΦM N +ΔΦPQ根据法拉第电磁感应定律,金属框中的感应电动势大小E t φ∆=∆ 根据闭合电路欧姆定律有E I R=根据安培力公式,MN 边所受的安培力 F MN =B 0ILPQ 边所受的安培力 F PQ =B 0IL根据左手定则,MN 、PQ 边所受的安培力方向相同,此时列车驱动力的大小 F=F MN +FPQ=2B 0IL 联立解得22004()B l v v F R-=2007高考四川理综25.(20分)目前,滑板运动受到青少年的追捧。