高中物理試題較難

1、. -高中物理精選試題較難1如下圖將一光滑的半圓槽置于光滑水平面上,槽的左側(cè)有一固定在水平面上的物塊；今讓一小球自左側(cè)槽口A 的正上方從靜止開場落下,與圓弧槽相切自A 點(diǎn)進(jìn)入槽,那么以下結(jié)論中正確的選項(xiàng)是A小球在半圓槽運(yùn)動(dòng)的全過程中,只有重力對(duì)它做功守恒B小球在半圓槽運(yùn)動(dòng)的全過程中,小球與半圓槽在水平方向動(dòng)量不C小球自半圓槽的最低點(diǎn) B 向 C 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中,小球與半圓槽在水平方向動(dòng)量守恒 D小球離開 C 點(diǎn)以后,將做豎直上拋運(yùn)動(dòng)【答案】 BC 2如圖,在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1 的足夠長的木板,其上疊放一質(zhì)量為m2的木 tF m1a at塊；假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相

2、等；現(xiàn)給木塊施加一隨時(shí)間增大的水平力F=ktk 是常數(shù),木板和木塊加速度的大小分別為a1和 a2,以下反映a1 和 a2 變化的圖線中正確的選項(xiàng)是m2aaaaaaOatOatOatOaABCD【答案】 A 3如下圖,串聯(lián)阻值為 R 的閉合電路中,面積為 S 的正方形區(qū)域 abcd 存在一個(gè)方向垂直紙面對(duì)外、 磁感應(yīng)強(qiáng)度勻稱增加且變化率為 k 的勻強(qiáng)磁場 B ,abcd 的電阻值也為 R ,其他電阻不計(jì)電阻兩端又向右并聯(lián)一個(gè)平行板電容器在靠近M 板處由靜止釋放一質(zhì)量為 m、電量為 q 的帶電粒子不計(jì)重力 ,經(jīng)過 N 板的小孔 P 進(jìn)入一個(gè)垂直紙面向、磁感應(yīng)強(qiáng)度為的圓形勻強(qiáng)磁場,該圓形勻強(qiáng)磁場的半

3、徑為 r 1 mSk；求：B q1電容器獲得的電壓；2帶電粒子從小孔 P 射入勻強(qiáng)磁場時(shí)的速度；3帶電粒子在圓形磁場運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌道半徑及它離開磁場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角. . word.zl-【答案】 1 U U R 1 Sk 2 v 2 qU qSk3 它離開磁場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角為 902 m m4如下圖,在以 O 為圓心,半徑為 R=10 3cm 的圓形區(qū)域,有一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B2=0.1T,方向垂直紙面對(duì)外；M、N 為豎直平行放置的相距很近的兩金屬板,S1、S2為 M、N 板上的兩個(gè)小孔,且 S1、S2 跟 O 點(diǎn)在垂直極板的同一水平直線上；金屬板 M、 N 與一圓形金屬線圈相連,

4、線圈的匝數(shù) n=1000 匝,面積S=0.2m 2,線圈存在著垂直紙面對(duì)外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間變化的規(guī)律為B1=B 0+kt T,其中 B0、k 為常數(shù)；另有一水平放置的足夠長的熒光屏 D,O 點(diǎn)跟熒光屏 D 之間的距離為 H=2R ；比荷為 2 10 5 C/kg 的正離子流由 S1進(jìn)入金屬板 M、N 之間后,通過 S2向磁場中心射去,通過磁場后落到熒光屏 D 上；離子的初速度、重力、空氣阻力及離子之間的作用力均可忽視不計(jì)；問： 1k 值為多少可使正離子垂直打在熒光屏上 2假設(shè) k=0.45T/s ,求正離子到達(dá)熒光屏的位置；【答案】 1kU1300 2.0 15T/s 2sHt

5、an0 9020cm nS10005在高能物理爭論中,粒子回旋加速器起著重要作用,如圖甲為它的示意圖；它由兩個(gè)鋁制 D 型金屬扁盒組成,兩個(gè) D 形盒正中間開有一條窄縫；兩個(gè) D 型盒處在勻強(qiáng)磁場中并接有高頻交變電壓；圖乙為俯視圖,在 D 型盒上半面中心 S 處有一正離子源,它發(fā)出的正離子,經(jīng)狹縫電壓加速后,進(jìn)入 再經(jīng)狹縫電壓加速；如此周而復(fù)始,最終到達(dá)D 型盒中；在磁場力的作用下運(yùn)動(dòng)半周,D 型盒的邊緣,獲得最大速度,由導(dǎo)出裝置導(dǎo)出；正離子的電荷量為q,質(zhì)量為 m,加速時(shí)電極間電壓大小為U,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B,D 型盒的半徑為 源動(dòng)身時(shí)的初速度為零,求R；每次加速的時(shí)間很短,可以忽視不計(jì)

6、；正離子從離子 1為了使正離子每經(jīng)過窄縫都被加速,求交變電壓的頻率 2求離子能獲得的最大動(dòng)能 3求離子第B甲1 次與第 n 次在下半盒中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比；BS 乙試卷第 2 頁,總 8 頁. -2 2 2【答案】1f qB2E 1m v m 2 q B R3r 1 1n = 1, 2, 3 2 m 2 2 m r n 2 n 16如下圖,在一光滑水平的桌面上,放置一質(zhì)量為 M 寬為 L 的足夠長“U形框架,其 ab 局部電阻為 R,框架其他局部的電阻不計(jì)垂直框架兩邊放一質(zhì)量為 m電阻為 R的金屬棒 cd,它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 ,棒通過細(xì)線跨過肯定滑輪與勁度系數(shù)為 k另一端固定的輕彈簧相連開

7、場彈簧處于自然狀態(tài),框架和棒均靜止現(xiàn)在讓框架在大小為 2 mg 的水平拉力作用下,向右做加速運(yùn)動(dòng),引起棒的運(yùn)動(dòng)可看成是緩慢的水平桌面位于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B問：1框架和棒剛開場運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí),框架的加速度為多大 . 2框架最終做勻速運(yùn)動(dòng) 棒處于靜止?fàn)顟B(tài) 時(shí)的速度多大 . 3假設(shè)框架通過位移 s 后開場勻速運(yùn)動(dòng),彈簧彈性勢能的表達(dá)式為 1 kx x 為彈簧的形2變量 ,那么在框架通過位移 s 的過程中,回路中產(chǎn)生的電熱為多少 . 2 2 2 2mg 2 R mg 2 MR m g【答案】1a 2v 2 23Q 1 mgs 4 4M B L B L7如圖甲所示,加速電場的加速電壓為

8、金屬U0 = 50 V,在它的右側(cè)有水平正對(duì)放置的平行板 a、b 構(gòu)成的偏轉(zhuǎn)電場,且此區(qū)間仍存在著垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場 B0金屬板的板長 L = 0 1 m,板間距離 d = 0 1 m,兩板間的電勢差 uab 隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示緊貼金屬板 a、b 的右側(cè)存在半圓形的有界勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度 紙面B = 0 01 T,方向垂直向里,磁場的直徑MN = 2R = 02 m 即為其左邊界,并與中線OO 垂直,且與金屬板 a 的右邊緣重合于M 點(diǎn)兩個(gè)比荷一樣、均為q/m = 1 10 8 C/kg 的帶正電的粒子甲、乙先后由靜止開場經(jīng)過加速電場后,再沿兩金屬板間的中線OO 方向射入平行板a

9、、b 所在的區(qū)域不計(jì)粒子所受的重力和粒子間的相互作用力,忽視偏轉(zhuǎn)電場兩板間電場的邊緣效應(yīng),在每個(gè)粒子通過偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域的極短時(shí)間,偏轉(zhuǎn)電場可視作恒定不變 1假設(shè)粒子甲由 t = 0 05 s時(shí)飛入,恰能沿中線 OO 方向通過平行金屬板 a、 b 正對(duì)的區(qū)域,試分析該區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B0的大小和方向； 2假設(shè)撤去平行金屬板a、b 正對(duì)區(qū)域的磁場,粒子乙恰能以最大動(dòng)能飛入半圓形的磁場區(qū)域,試分析該粒子在該磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間. . word.zl-q mU0O a M O2 uab/ 10 2 V 0.t /s v0b 0 0.2 0.4 0.6 圖甲圖乙N 【答案】1B05103T,方向垂直向里2t

10、2T2arcsin2106s48如圖, P、Q 為某地區(qū)水平地面上的兩點(diǎn),在P 點(diǎn)正下方一球形區(qū)域貯存有石油,假定區(qū)域四周巖石勻稱分布,密度為；石油密度遠(yuǎn)小于,可將上述球形區(qū)域視為空腔；假如沒有這一空腔,那么該地區(qū)重力加速度正常值 沿豎直方向； 當(dāng)存在空腔時(shí),該地區(qū)重力加速度的大小和方向會(huì)與正常情形有微小偏高；重力加速度在原堅(jiān)直方向即 PO 方向上的投影相對(duì)于正常值的偏離叫做“ 重力加速度反常；為了探尋石油區(qū)域的位置和石油儲(chǔ)量,常利用 P 點(diǎn)鄰近重力加速度反?，F(xiàn)象；引力常數(shù)為 G； 1設(shè)球形空腔體積為 V,球心深度為 d遠(yuǎn)小于地球半徑 , PQ =x ,求空腔所引起的 Q 點(diǎn)處的重力加速度反常

11、 2假設(shè)在水平地面上半徑L 的圍發(fā)覺：重力加速度反常值在與 kk1 之間變化,且重力加速度反常的最大值顯現(xiàn)在半為L 的圍的中心 ,假如這種反常是由于地下存在某一球形空腔造成的,試求此球形空腔球心的深度和空腔的體積；【答案】1假如將近地表的球形空腔填滿密度為的巖石 ,那么該地區(qū)重力加速度便 回到 正常 值 .因 此 ,重力 加速 度反 ?？赏?過填充 后的 球形 區(qū)域產(chǎn) 生的附 加引 力MmGr 2 m g 來運(yùn)算 ,式中的 m 是 Q 點(diǎn)處某質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量 ,M 是填充后球形區(qū)域的質(zhì)量 , M V 2 2而 r 是球形空腔中心 O 至 Q 點(diǎn)的距離 r d x g 在數(shù)值上等于由于存在球形空腔所引

12、起的 Q 點(diǎn)處重力加速度轉(zhuǎn)變的大小 .Q 點(diǎn)處重力加速度轉(zhuǎn)變的方向沿 OQ 方向 ,重力加速度反常 g 是這一轉(zhuǎn)變在豎直方向上的投影試卷第 4 頁,總 8 頁. -g d g r聯(lián)立以上式子得 g 2 G Vd2 3 / 2 , d x G V 2由式得 ,重力加速度反常 g 的最大值和最小值分別為 g maxd 2 G Vdg min 2 2 3 / 2 d L 由提設(shè)有 g max k、g min 聯(lián)立以上式子得 ,地下球形空腔球心的深度和空腔的體積分別為dk 2 L/ 31 , VG Lk 22 k/ 3 19如下圖, MN 是豎直平面的 1/4 圓弧軌道,絕緣光滑,半徑 R=lm ；軌

13、道區(qū)域存在 E = 4N/C 、方向水平向右的勻強(qiáng)電場；長 L1=5 m 的絕緣粗糖水平軌道 NP 與圓弧軌道相切于 N 點(diǎn)；質(zhì)量、電荷量 的金屬小球 a 從 M 點(diǎn)由靜止開場沿圓弧軌道下滑,進(jìn)人 NP 軌道隨線運(yùn)動(dòng),與放在隨右端的金屬小球 b 發(fā)生正碰, b 與 a 等大 ,不帶電,b 與 a碰后均分電荷量,然后都沿水平放置的 A、C 板間的中線進(jìn)入兩板之間；小球 a 恰能從 C 板的右端飛出,速度為,小球 b 打在 A 板的 D 孔,D 孔距板基端,A,C 板間電勢差 ,A,C 板間有勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度5=0.2T ,板間距離 d=2m,電場和磁編僅存在于兩板之間；g=10m/s 2 求

14、：1小球 a 運(yùn)動(dòng)到 N 點(diǎn)時(shí),軌道對(duì)小球的支持力 FN 多大 . 2 碰后瞬時(shí),小球a 和 b 的速度分別是多大？. word.zl-3 粗糙絕緣水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)是多大？【答案】 1設(shè)小球 a 運(yùn)動(dòng)到 N 點(diǎn)時(shí)的速度為vao,那么m agR + q aER = 1 2mavao 22 分FN mag= m avao 2/R 2 分解得 vao = 10m/s ,FN = 11 N 1 分 2設(shè) a、 b 碰撞后電荷量分布是q 和 aq ,那么 bq = aq =0.5 C；b設(shè)碰后小球a 速度為 va2,由動(dòng)能定理有. m agdqaUCA1ma2 ac1ma2 a 22 分 1 分 22

15、22得 va2= 4m/s 1 分對(duì)小球 b 有： mbg = 0.5 N ,Fb 電=q bUCA/d= 0.5 N 即 mbg = F b 電,所以,小球b 向上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；設(shè)小球 b 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,那么r22 L 2rd22 分2設(shè)小球 b 碰后速度為v b2,那么q bb 2Bm b2 2 分b2r解得 r = 4m ,vb2= 8 m/s 1 分 3設(shè)碰撞前,小球a 的速度設(shè)為va1,由動(dòng)量守恒定律有m ava1= m ava2+ m bv b22 分v a1=8 m/s 小球 a 從 N 至 P 過程中,由動(dòng)能定理有 magL1 = 1 2m ava1 21mava

16、o 22 分2解得 =0. 36 1 分 10如下圖,兩足夠長的平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN 、 PQ 相距為 d ,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角=30 ,導(dǎo)軌電阻不計(jì),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面對(duì)上；長為 d 的金屬棒 ab 垂直于 MN 、PQ 放置在導(dǎo)軌上,且始終與導(dǎo)軌接觸良好,金屬棒的質(zhì)量為 m、電阻為 rR；兩金屬導(dǎo)軌的上端連接一個(gè)燈泡,燈泡的電阻 RLR,重力加速度為 g；現(xiàn)閉合開關(guān) S,給金屬棒施加一個(gè)方向垂直于桿且平行于導(dǎo)軌平面對(duì)上的、大小為 Fmg 的恒力,使金屬棒由靜止開場運(yùn)動(dòng),當(dāng)金屬棒到達(dá)最大速度時(shí),燈泡恰能到達(dá)它的額定功率；求： 1金屬棒能到達(dá)的最大速度 vm； 2燈

17、泡的額定功率 PL； 3金屬棒到達(dá)最大速度的一半時(shí)的加速度 a； 4假設(shè)金屬棒上滑距離為 L 時(shí)速度恰到達(dá)最大,求金屬棒由靜止開場上滑 4L 的過程中,金屬棒上產(chǎn)生的電熱 Q r；【 答 案 】 1 vmB mgR2d 2 2 PL I 2R m4 B 2g2d 2R2 3 a 14 g 4 3 2 2m g RQr mgL 4 44 B d1118 分如下圖,以 A、B 和 C、D 為斷點(diǎn)的兩半圓形光滑軌道固定于豎直平面,一滑板靜止在光滑的地面上,左端緊靠 B 點(diǎn),上外表所在平面與兩半圓分別相切于 B、C 兩點(diǎn),一物塊視為質(zhì)點(diǎn)被輕放在水平勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶上 E 點(diǎn),運(yùn)動(dòng)到 A 點(diǎn)時(shí)試卷第 6

18、 頁,總 8 頁. -剛好與傳送帶速度一樣,然后經(jīng) A 點(diǎn)沿半圓軌道滑下,再經(jīng) B 點(diǎn)滑上滑板,滑板運(yùn)動(dòng)到 C 點(diǎn)時(shí)被牢固粘連；物塊可視為質(zhì)點(diǎn),質(zhì)量為 m,滑板質(zhì)量為 M=2m ,兩半圓半徑均為 R,板長 l=6.5R,板右端到 C 點(diǎn)的距離 L 在 RL5R 圍取值, E 點(diǎn)距 A 點(diǎn)的距離 s=5R,物塊與傳送帶、物塊與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為05.,重力加速度g；1求物塊滑到B 點(diǎn)的速度大小 ; 2求物塊滑到B 點(diǎn)時(shí)所受半圓軌道的支持力的大小; 3物塊在滑板上滑動(dòng)過程中,當(dāng)物塊與滑板到達(dá)共同速度時(shí),測得它們的共同速度為uu B；試爭論物塊從滑上滑板到離開右端的過程中,克制摩擦力做的功W 與

19、 L 的關(guān)3系 ;并判定物塊能否滑到CD 軌道的中點(diǎn)；【答案】1uB3gR 210mg3見解析12如下圖,一端封閉的兩條平行光滑長導(dǎo)軌相距L,距左端 L 處的右側(cè)一段彎成半徑L L為 的四分之一圓弧,圓弧導(dǎo)軌的左、右兩段處于高度相差 的水平面上；以弧形導(dǎo)2 2軌的末端點(diǎn) O 為坐標(biāo)原點(diǎn),水平向右為 x 軸正方向,建立 Ox 坐標(biāo)軸；圓弧導(dǎo)軌所在區(qū)域無磁場；左段區(qū)域存在空間上勻稱分布,但隨時(shí)間 t 勻稱變化的磁場 Bt,如圖 2所示； 右段區(qū)域存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不隨時(shí)間變化,只沿 x 方向勻稱變化的磁場 Bx,如圖 3 所示；磁場 Bt和 Bx的方向均豎直向上；在圓弧導(dǎo)軌最上端,放置一質(zhì)量為 m 的金屬棒 ab,與導(dǎo)軌左段形成閉合回路,金屬棒由靜止開場下滑時(shí)左段磁場