高三物理復(fù)習(xí)壓軸題

1、 高三物理復(fù)習(xí)壓軸題1、（20分）如下圖所示，空間存在著一個(gè)范圍足夠大的豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度大小為B邊長(zhǎng)為l的正方形金屬框abcd（下簡(jiǎn)稱方框）放在光滑的水平地面上，其外側(cè)套著一個(gè)與方框邊長(zhǎng)相同的U型金屬框架MNPQ（僅有MN、NQ、QP三條邊，下簡(jiǎn)稱U型框），U型框與方框之間接觸良好且無摩擦兩個(gè)金屬框每條邊的質(zhì)量均為m，每條邊的電阻均為r（1）將方框固定不動(dòng)，用力拉動(dòng)U型框使它以速度垂直NQ邊向右勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)U型框的MP端滑至方框的最右側(cè)（如圖乙所示）時(shí)，方框上的bd兩端的電勢(shì)差為多大?此時(shí)方框的熱功率為多大?（2）若方框不固定，給U型框垂直NQ邊向右的初速度，如果U型框恰好不

2、能與方框分離，則在這一過程中兩框架上產(chǎn)生的總熱量為多少?（3）若方框不固定，給U型框垂直NQ邊向右的初速度v（），U型框最終將與方框分離如果從U型框和方框不再接觸開始，經(jīng)過時(shí)間t后方框的最右側(cè)和U型框的最左側(cè)之間的距離為s求兩金屬框分離后的速度各多大2、(14分)長(zhǎng)為0.51m的木板A，質(zhì)量為1 kg板上右端有物塊B，質(zhì)量為3kg.它們一起在光滑的水平面上向左勻速運(yùn)動(dòng).速度v0=2m/s.木板與等高的豎直固定板C發(fā)生碰撞，時(shí)間極短，沒有機(jī)械能的損失物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5.g取10m/s2.求: （1）第一次碰撞后，A、B共同運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向（2）第一次碰撞后，A與C之間的最大距離

3、（結(jié)果保留兩位小數(shù)）（3）A與固定板碰撞幾次，B可脫離A板3、如圖10是為了檢驗(yàn)?zāi)撤N防護(hù)罩承受沖擊能力的裝置，M為半徑為、固定于豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道，軌道上端切線水平，N為待檢驗(yàn)的固定曲面，該曲面在豎直面內(nèi)的截面為半徑的圓弧，圓弧下端切線水平且圓心恰好位于M軌道的上端點(diǎn)，M的下端相切處置放豎直向上的彈簧槍，可發(fā)射速度不同的質(zhì)量的小鋼珠，假設(shè)某次發(fā)射的鋼珠沿軌道恰好能經(jīng)過M的上端點(diǎn)，水平飛出后落到N的某一點(diǎn)上，取，求：（1）發(fā)射該鋼珠前，彈簧的彈性勢(shì)能多大？（2）鋼珠落到圓弧上時(shí)的速度大小是多少？（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）4（10分）建筑工地上的黃沙堆成圓錐形，而且不管如何堆其角度是不變的。若

4、測(cè)出其圓錐底的周長(zhǎng)為125m，高為15m，如圖所示。（1）試求黃沙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。（2）若將該黃沙靠墻堆放，占用的場(chǎng)地面積至少為多少？FACBL圖175（16分）如圖17所示，光滑水平地面上停著一輛平板車，其質(zhì)量為2m，長(zhǎng)為L(zhǎng)，車右端（A點(diǎn)）有一塊靜止的質(zhì)量為m的小金屬塊金屬塊與車間有摩擦，與中點(diǎn)C為界， AC段與CB段摩擦因數(shù)不同現(xiàn)給車施加一個(gè)向右的水平恒力，使車向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)金屬塊在車上開始滑動(dòng)，當(dāng)金屬塊滑到中點(diǎn)C時(shí)，即撤去這個(gè)力已知撤去力的瞬間，金屬塊的速度為v0，車的速度為2v0，最后金屬塊恰停在車的左端（B點(diǎn)）。如果金屬塊與車的AC段間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，與CB段間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，求與

5、的比值6(18分)如圖10所示,空間分布著有理想邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),左側(cè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E、方向水平向右，其寬度為L(zhǎng)；中間區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外；右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B、方向垂直紙面向里。一個(gè)帶正電的粒子（質(zhì)量m,電量q,不計(jì)重力）從電場(chǎng)左邊緣a點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，穿過中間磁場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)區(qū)域后，又回到了a點(diǎn)，然后重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)過程。（圖中虛線為電場(chǎng)與磁場(chǎng)、相反方向磁場(chǎng)間的分界面，并不表示有什么障礙物）。（1）中間磁場(chǎng)區(qū)域的寬度d為多大；（2）帶電粒子在兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比；（3）帶電粒子從a點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到第一次回到a點(diǎn)時(shí)所用的時(shí)間t.7

6、（20分）如圖10所示，abcd是一個(gè)正方形的盒子，在cd邊的中點(diǎn)有一小孔e，盒子中存在著沿ad方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E。一粒子源不斷地從a處的小孔沿ab方向向盒內(nèi)發(fā)射相同的帶電粒子，粒子的初速度為v0，經(jīng)電場(chǎng)作用后恰好從e處的小孔射出?，F(xiàn)撤去電場(chǎng)，在盒子中加一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B（圖中未畫出），粒子仍恰好從e孔射出。（帶電粒子的重力和粒子之間的相互作用力均可忽略）（1）所加磁場(chǎng)的方向如何？(2)電場(chǎng)強(qiáng)度E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的比值為多大？8（8分）如圖所示，水平軌道與直徑為d=0.8m的半圓軌道相接，半圓軌道的兩端點(diǎn)A、B連線是一條豎直線，整個(gè)裝置處于方向水平向右，大小

7、為103V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一小球質(zhì)量m=0.5kg,帶有q=5×10-3C電量的正電荷，在電場(chǎng)力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)一切摩擦，g=10m/s2，（1）若它運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)離A為L(zhǎng)，它恰能到達(dá)軌道最高點(diǎn)B，求小球在B點(diǎn)的速度和L的值（2）若它運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)離A為L(zhǎng)=2.6m，且它運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)消失，它繼續(xù)運(yùn)動(dòng)直到落地，求落地點(diǎn)與起點(diǎn)的距離9（8分）如圖所示，為某一裝置的俯視圖，PQ、MN為豎直放置的很長(zhǎng)的平行金屬板，兩板間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其大小為B，方向豎直向下金屬棒擱置在兩板上緣，并與兩板垂直良好接觸現(xiàn)有質(zhì)量為m，帶電量大小為q，其重力不計(jì)的粒子，以初速v0水平射入兩板間，問：（1）金屬棒

8、AB應(yīng)朝什么方向，以多大速度運(yùn)動(dòng)，可以使帶電粒子做勻速運(yùn)動(dòng)？ （2）若金屬棒的運(yùn)動(dòng)突然停止，帶電粒子在磁場(chǎng)中繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，從這刻開始位移第一次達(dá)到V0MBNPQA××××××××××××××××××mv0/qB時(shí)的時(shí)間間隔是多少？（磁場(chǎng)足夠大）10（14分）如圖所示，物塊A的質(zhì)量為M，物塊B、C的質(zhì)量都是m，并都可看作質(zhì)點(diǎn)，且mM2m。三物塊用細(xì)線通過滑輪連接，物塊B與物塊C的距離和物塊C到地面的距離都是L?，F(xiàn)將物塊A下

9、方的細(xì)線剪斷，若物塊A距滑輪足夠遠(yuǎn)且不計(jì)一切阻力。求：ACBLL（1） 物塊A上升時(shí)的最大速度；（2） 物塊A上升的最大高度。11（12分）如圖，在豎直面內(nèi)有兩平行金屬導(dǎo)軌AB、CD。導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，電阻不計(jì)。一根電阻不計(jì)的金屬棒ab可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動(dòng)。棒與導(dǎo)軌垂直，并接觸良好。導(dǎo)軌之間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為B。導(dǎo)軌右邊與電路連接。電路中的三個(gè)定值電阻阻值分別為2R、R和R。在BD間接有一水平放置的平行板電容器C，板間距離為d。 （1）當(dāng)ab以速度v0勻速向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，電容器中質(zhì)量為m的帶電微粒恰好靜止。試判斷微粒的帶電性質(zhì)，及帶電量的大小。 （2）ab棒由靜止開始，以恒定的加速

10、度a向左運(yùn)動(dòng)。討論電容器中帶電微粒的加速度如何變化。（設(shè)帶電微粒始終未與極板接觸。）分析與解答1、解：第（1）問8分，第（2）問6分，第（3）問6分，共20分解: （1）U型框向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，NQ邊相當(dāng)于電源，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 當(dāng)如圖乙所示位置時(shí)，方框bd之間的電阻為U型框連同方框構(gòu)成的閉合電路的總電阻為 閉合電路的總電流為根據(jù)歐姆定律可知，bd兩端的電勢(shì)差為：方框中的熱功率為 （2）在U型框向右運(yùn)動(dòng)的過程中，U型框和方框組成的系統(tǒng)所受外力為零，故系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)到達(dá)圖示位置時(shí)具有共同的速度v，根據(jù)動(dòng)量守恒定律 解得：根據(jù)能量守恒定律，U型框和方框組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能等于在這一過程中兩框架上產(chǎn)生

11、的熱量，即 （3）設(shè)U型框和方框不再接觸時(shí)方框速度為，U型框的速度為，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，有 兩框架脫離以后分別以各自的速度做勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t方框最右側(cè)和U型框最左側(cè)距離為s，即聯(lián)立以上兩式，解得：； 2(14分)分析與解答： 解：（1）以A、B整體為研究對(duì)象，從A與C碰后至AB有共同速度v，系統(tǒng)動(dòng)量守恒（2）以A為研究對(duì)象，從與C碰后至對(duì)地面速度為零，受力為f，位移為s即最大位移 即三次碰撞后B可脫離A板3解：（1）設(shè)鋼珠在軌道最高點(diǎn)的速度為，在最高點(diǎn)，由題意 2分從發(fā)射前到最高點(diǎn)，由機(jī)械能守恒定律得： 2分（2）鋼珠從最高點(diǎn)飛出后，做平拋運(yùn)動(dòng) 。 1分 。1分由幾何關(guān)系 。2分從飛出到打

12、在得圓弧面上，由機(jī)械能守恒定律：。2分聯(lián)立、解出所求 1分4解：（1）沙堆表面上的沙粒受到重力、彈力和摩擦力的作用而靜止，則所以，（稱為摩擦角）（2）因?yàn)辄S沙是靠墻堆放的，只能堆成半個(gè)圓錐狀，由于體積不變，不變，要使占場(chǎng)地面積最小，則取Rx為最小，所以有，根據(jù)體積公式，該堆黃沙的體積為，因?yàn)榭繅Χ逊胖荒芏殉砂雮€(gè)圓錐，故，解得 ，占地面積至少為=m2997m25解：設(shè)水平恒力F作用時(shí)間為t1對(duì)金屬塊使用動(dòng)量定理Ft1=mv0-0即: 1mgt1=mv0 得 t1= 對(duì)小車有（F-F）t1=2m×2v00，得恒力F=51mg 金屬塊由AC過程中做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度a1= 小車加速度 金屬

13、塊與小車位移之差 而， 從小金屬塊滑至車中點(diǎn)C開始到小金屬塊停在車的左端的過程中，系統(tǒng)外力為零，動(dòng)量守恒，設(shè)共同速度為v，由2m×2v0+mv0=（2m+m）v，得v=v0 由能量守恒有 得 6.解：（1）帶正電的粒子在電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理得 在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，由牛頓第二定律得 可見在兩磁場(chǎng)區(qū)域粒子運(yùn)動(dòng)的半徑相同。如右圖，三段圓弧的圓心組成的三角形是等邊三角形，其邊長(zhǎng)為2r (2)帶電粒子在中間磁場(chǎng)區(qū)域的兩段圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為：，由于速度v相同，角速度相同，故而兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為：（3）電場(chǎng)中， 中間磁場(chǎng)中， 右側(cè)磁場(chǎng)中,則7解：（1)根據(jù)粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)方向，可知粒子

14、帶正電，再根據(jù)左手定則判斷，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外。 （4分） (2)設(shè)帶電粒子的電量為q，質(zhì)量為m，盒子的邊長(zhǎng)為l，粒子在電場(chǎng)中沿ad方向的位移為l，沿ab方向的位移為，得， 解得勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為 （5分）帶電粒子在磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為R，根據(jù)牛頓第二定律得 解得 根據(jù)如圖的幾何關(guān)系 解得軌道半徑為 解得磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 （9分）因此解得（2分）8解：（1）因小球恰能到B點(diǎn)，則在B點(diǎn)有 小球運(yùn)動(dòng)到B的過程，由動(dòng)能定理 （1分）（1分）（2）小球離開B點(diǎn)，電場(chǎng)消失，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)落地點(diǎn)距B點(diǎn)距離為s，由動(dòng)能定理小球從靜止運(yùn)動(dòng)到B有 （2分） （2分）9解：（1）粒子勻速運(yùn)動(dòng)，所

15、受電場(chǎng)力與洛倫茲力等大反向，則金屬棒B端應(yīng)為高電勢(shì)，即金屬棒應(yīng)朝左運(yùn)動(dòng)（1分）設(shè)AB棒的速度為v，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì) （1分） 板間場(chǎng)強(qiáng) （1分）粒子所受電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡 （1分） 有 （1分）（2）金屬棒停止運(yùn)動(dòng)，帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)位移為時(shí)，粒子轉(zhuǎn)過的角度為（1分）設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，有 （1分） （1分）10解：(1)A、B、C三物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒。B、C下降L，A上升L時(shí)，A的速度達(dá)到最大。 2mgLMgL=(M+2m)V2 2分 V= 2分(2)當(dāng)C著地后，A、B二物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒。B恰能著地，即B物體下降L時(shí)速度為零。 MgLmgL =(M+m)V2 2分 將V代入，整理后得：M=m 1分若Mm，B物體將不會(huì)著地。Mghmgh =(M+m)V2 1分 h = 1分 HL = L + h = L + 1分若M =m，B恰能著地，A物體再上升的高度等于L。 H2 = 2L； 若Mm，B物體著地后，A還會(huì)上升一段。 Mg Lmg L =(M+m)（V2v2）1分 V2 = 1分 h= 1分 H3 = 2L + h