高考理綜物理沖刺練習60題

高考理綜物理沖刺練習60題物理學科1．某原子核A經衰變，變?yōu)锽原子核，B核經衰變，變?yōu)镃原子核，則 A．核A的中子數減核C的中子數等于2 B．核A的質量數減核C的質量數等于5 C．核A的質子數減核C的質子數等于1 D．核A的質子數比核B的質子數少1答案：CD2．一群處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子，當它們自發(fā)躍遷到較低能級時 A．能發(fā)出3種頻率不同的光子 B．從n=3躍遷到n=1時放出的光子頻率最高 C．從n=3躍遷到n=2時放出的光子頻率最低 D．從n=2躍遷到n=1時放出的光子頻率最低答案：ABC3．靜止的鐳核Ra發(fā)生衰變，釋放出的粒子的動能為E0，假設衰變時能量全部以動能形成釋放出來，則衰變過程中總的質量虧損是 A． B． C． D．答案：D4．如圖一個點光源S在平面鏡中成像。設光源不動，平面鏡以速度v沿OS方向向光源平移。鏡面與OS方向之間的夾角為45°，則光源的像將 A．以速度v沿S連線向S運動 B．以速度2v沿S連線向S運動 C．以速度沿S連線向S運動 D．以速度沿S連線向S運動答案：C5．水平地面上物體M將站在A處的人的視線擋住，如圖所示，為了能看到M后面的地面，在上方水平放一平面鏡，且反光面對著地面，A處的人為了看到M后面距M較近的地方，他應該 A．將平面鏡平行上移 B．將平面鏡平行下移 C．將平面鏡水平左移 D．將平面鏡水平右移答案：A6．如圖所示，一束復色光被玻璃三棱鏡折射后分解為互相分離的紅、黃、藍三色光，分別照射到相同的三塊金屬板上，已知金屬板b恰好有光電子逸出，則可知 A．照射到板c上的光是藍色光 B．照射到板c上的光在棱鏡中傳播速度最小 C．照射到板a上的光波長最長 D．金屬板a上一定能發(fā)生光電效應答案：D7．分子甲和分子乙相距較遠（此時它們之間的分子力可以忽略）。設甲固定不動，乙逐漸向甲靠近，直到不能再靠近的整個過程中 A．分子力總是對乙做正功，分子間相互作用的勢能總是減小 B．乙總是克服分子力做功，分子間相互作用的勢能總是增大 C．先是乙克服分子力做功，然后分子力對乙做正功，分子間相互作用的勢能是先增大，后減小 D．先是分子力對乙做功，然后乙克服分子力做功，分子間相互作用的勢能是先減小，后增大答案：D8．右圖中活塞將汽缸分成兩氣室，汽缸、活塞（連同拉桿）是絕熱的，且不漏氣，以E甲、E乙分別表示甲、乙兩氣室中氣體的內能，則在緩慢拉拉桿的過程中 A．E甲不變，E乙變大 B．E甲增大，E乙不變 C．E甲增大，E乙減小 D．E甲不變，E乙減小答案：C9．下列說法中正確的是 A．熱量能自發(fā)地從高溫物體傳給溫物體 B．熱量不能從低溫物體傳到高溫物體 C．熱傳導是有方向的 D．能量耗散說明能量是不守恒的答案：AC10． A．振子第三次到達M點還要經過的時間可能是1.8s B．t1=0.5s時刻和t2=1.5s時刻彈簧長度可能相同 C．t1=s時刻和t2=s時刻振子加速度大小一定相等 D．t1=s時刻和t2=s時刻振子的動量一定相同答案：AC11．如圖所示，質量為M的無下底的木箱頂部用一輕彈簧懸掛質量均為m(M≥m)的D、B兩物體，箱子放在水平地面上，平衡后剪斷D、B間的連線，此后D將做簡諧運動。當D運動到最高點時，木箱對地面的壓力為 A．Mg B．(M–m)g C．(M+m)g D．(M+2m)答案：A12．如下圖甲所示為一列簡諧橫波在t=20s時的波形圖，圖乙是這列波中P點的振動圖象，那么該列波的傳播速度和傳播方向是 A．v=25cm/s，向右傳播 B．v=50cm/s，向左傳播 C．v=25cm/s，向右傳播 D．v=50cm/s，向右傳播答案：B13．有一列沿水平繩傳播的簡諧橫波，頻率為10Hz，介質質點沿豎直方向振動。當繩上的質點P到達其平衡位置且向下運動時，在其右方相距0.6m處的質點Q剛好到達最高點。由此可知波速和傳播方向可能是 A．8m/s，向右傳播 B．8m/s，向左傳播 C．24m/s，向右傳播 D．24m/s，向左傳播答案：BC14．如圖所示電路，G是電流表，R1、R2是兩個可變電阻，調節(jié)可變電阻R1、R2，可以改變電流表G的示數。當MN間的電壓為6V時，電流表的指針剛好偏轉到最大刻度。將MN間的電壓改為5V時，若要使電流表G的指針仍偏轉到最大刻度，下列方法中一定可行的是 A．保持R1不變，增大R2 B．增大R1，減小R2 C．減小R1，增大R2 D．保持R2不變，減小R1答案：B15．圖示為一理想變壓器的電路圖，圖中S為單刀雙擲開關，P為滑動變阻器R的滑動頭，U1為加在原線圈兩端的交變電壓，I1為原線圈的電流，則下列說法中正確的是 A． B．若保持U1及P的位置不變，S由b合到a時，R消耗的功率將增大 C．若保持U1不變，S接在a處，使P向上滑時，I1將增大 D．若保持P的位置不變，S接在a處，使U1增大時，I1將增大答案：D16．如圖所示電路中，當滑動變阻器的觸頭向上滑動時，則 A．電源的功率變小 B．電容器貯存的電量變小 C．電源內部消耗的功率變小 D．電阻R1消耗的電功率變小答案：B17．如圖所示的U—I圖象中，I是電源的路端電壓隨電流變化的圖象，Ⅱ是某電阻兩端的電壓隨電流變化的圖象，當該電源向該電阻供電時，電阻上消耗的功率和電源的效率分別為 A．4W和33.3% B．2W和67% C．2W和33.3% D．4W和67%答案：D18．如右圖，虛線上方空間有垂直線框平面的勻強磁場，直角扇形導線框繞垂直于線框平面的軸O以角速度勻速轉動。設線框中感應電流方向以逆時針為正方向，那么在下圖中能正確描述線框從圖示位置開始轉動一周的過程中，線框內感應電流隨時間變化情況的是 答案：A19．如圖所示，傾斜放置的金屬導軌上端接有定值電阻R，其余電阻忽略不計。質量為m的金屬棒AB由靜止開始釋放，在其下滑較短的一段時間內，下列說法中正確的是 A．安培力一定做負功 B．安培力的瞬時功率等于電阻R的瞬時電功率 C．金屬棒AB下滑的加速度逐漸變大 D．金屬棒AB剛下滑的一段時間內動能逐漸變大答案：ABD20．如下圖所示，A和B是電阻為R的電燈，L是自感系數較大的線圈，當S1閉合、S2斷開且電路穩(wěn)定時，A、B亮度相同，再閉合S2，待電路穩(wěn)定后將S1斷開，下列說法中，正確的是 A．B燈立即熄滅 B．A燈將比原來更亮一些后再熄滅 C．有電流通過B燈，方向為c→d D．有電流通過A燈，方向為b→a答案：AD21．圖中a、b為豎直向上的電場線上的兩點，一帶電質點在a點由靜止釋放，沿電場線向上運動，到b點恰好速度為零，下列說法不正確的是 A．a點的電勢比b點的電勢高 B．a點的電場強度比b點的電場強度大 C．質點由a到b的過程中，肯定有加速和減速兩過程 D．帶電質點在a點的電勢能肯定比在b點的電勢能小答案：D22．如圖甲所示，實線表示未標明方向的由點電荷產生電場的電場線，虛線是某一帶電粒子在運動中只受電場力作用，根據此圖不能作出正確判斷的是 A．帶電粒子在a、b兩點受力何處較大 B．帶電粒子所帶電荷的正、負 C．帶電粒子在a、b兩點的速度何處較大 D．帶電粒子在a、b兩點的電勢能何處較大答案：B23．如圖所示，A、B為兩塊水平放置的金屬板，通過開關S分別與電源兩極相連兩板中央各有一個小孔a和b。在a孔正上方某處有一帶電質點由靜止開始下落，若不計空氣阻力，該質點到達b孔時速度恰為零，然后返回。現要使帶電質點能穿過b孔，則可行的方法是 A．保持S閉合，將A板適當上移 B．保持S閉合，將B板適當下移 C．先斷開S，再將A板適當上移 D．先斷開S，再將B板適當下移答案：B24．如圖所示，電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始運動，然后射入電勢差為U2的兩塊平行極板間的電場中。在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況下，一定能使電子的偏轉角變大的是 A．U1變大，U2變大 B．U1變小，U2變大 C．U1變大，U2變小 D．U1變小，U2變小答案：B25．一個帶正電的微粒放在電場中，場強的大小和方向隨時間變化的規(guī)律如圖所示。帶電微粒只在電場力的作用下，由靜止開始運動。則下列說法中正確的是 A．微粒在0~1s內的加速度與1~2s內的加速度相同 B．微粒將沿著一條直線運動 C．微粒做往復運動 D．微粒在經1s內的位移與第3s內的位移相同答案：BD26． A．無摩擦力 B．有水平向右的摩擦力 C．支持力為（M+m）g D．支持力小于（M+m）g答案：D27．如下圖所示，兩輕質彈簧和質量均為m的外殼組成甲、乙兩個彈簧秤。將提環(huán)掛有質量為M的重物的乙秤倒鉤在甲的掛鉤上，某人手提甲的提環(huán)，向下做加速度a=0.25g的勻減速運動。則下列說法正確的是 A．甲的示數為1.25(M+m)g B．甲的示數為0.75(M+m)g C．乙的示數為1.25Mg D．乙的示數為0.75Mg答案：A28．某星球的質量約為地球質量的9倍，半徑約為地球半徑的一半，若從地球表面高h處平拋一物體，射程為60m，則在該星球上，從同樣高度以同樣的初速度平拋同一物體，射程應為 A．10m B．15m C．90m D．360m答案：A29．如下圖所示，相同質量的物塊由靜止從底邊長相同、傾角不同的斜面最高處下滑到底面，下面說法正確的是 A．若物塊與斜面之間的動摩擦因數相同，物塊損失的機械能相同 B．若物塊與斜面之間的動摩擦因數相同，物塊到達底面時的動能也相同 C．若物塊到達底面時的動能相同，物塊與傾角大的斜面間的動摩擦因數大 D．若物塊到達底面時的動能相同，物塊與傾角小的斜面間的動摩擦因數大答案：AC30．一游標卡尺的主尺最小分度是1mm，游標尺上有20個小的等分刻度，用它測量一工件的長度，如下圖所示。這個工件的長度是______mm。答案：104.05（mm）31．在測量金屬絲的直徑時，螺旋測微器的讀數如圖所示，可知該金屬絲的直徑d=_______mm。答案：0.90032．多用電表是由一塊高靈敏度磁電式電流表、選擇開關和測量線路組成的，其外形有如下圖所示。在用多用電表測量電阻時，要用到圖中的選擇開關K和T、S三個部件。請在下述實驗步驟中，根據題意要求填空。 A．用小螺絲刀旋動部件________，使指針對準電表左側的零刻度線。 B．將“紅”、“黑”表筆分別插入_________、_________插孔。 C．將K旋轉到歐姆擋“×100” D．將兩表筆短接，旋動部件________，使指針對準電阻的零刻度線。 E．將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩極引線相接，發(fā)現指針相對左邊偏轉過小。為了得到比較準確的測量結果，還應該進行哪些操作？請將實驗步驟補充完整。 ___________________________________________________答案：多用電表的使用首先是機械調零，即用小螺絲刀旋動部件S，使指針對準電表左側的零刻度線，然后是插入“紅”“黑”表筆，但是要求“紅”表筆插“+”，“黑”表筆插“–”，接著是選擋即C步；然后是調節(jié)歐姆調零旋鈕T，接著 F．將K旋轉到歐姆擋“×1k”的位置。 G．將兩表筆短接，旋動歐姆調零旋鈕T，使指針對準歐姆零點。 H．將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩極引線相接，讀取電阻刻線上的指針示數，該電阻值為讀數×1kΩ。 I．將K旋轉到“OFF”擋（或交流電壓最高擋）并將表筆拔出。33．如圖所示，圖中為示波器上的面板，圖乙為一信號源。（1）若要觀測此信號源發(fā)出的如圖丙所示的正弦交流信號，應將信號源的a端與示波器面板上的________接線柱相連，b端與________接線柱相連。（2）若示波器顯示屏上顯示的波形如圖丁所示，要使波形橫向展寬，應調節(jié)__________旋鈕。（3）若將信號源改為一節(jié)干電池的直流電源，并已正確接入示波器，此時DC、AC開關應置于_________位置（填“DC”或“AC”）。答案：（1）Y地（2）X增益（3）DC34．某同學設計了一個用打點計時器驗證動量守恒定律的實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速運動。然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運動，他設計的裝置如圖所示。在小車A后連著紙帶，電磁打點計時器電源頻率為50Hz，長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力。（1）若得到的打點紙帶如圖所示，并測得各計數點間的距離，A點為運動起始的第一點則應選_______段來計算小車A的碰前速度，應選_______段來計算小車A和B碰后的共同速度（以上兩空填“AB”或“BC”或“DC”或“DE”）。（2）已測得小車A的質量m1=0.40kg，小車B的質量m2=0.20kg，由以上測量結果可得： 碰前的總動量：_____________________________________。 碰后的總動量：_____________________________________。答案：由紙帶可知，BC和DE段為勻速運動，所以BC段應該是在A碰B前勻速運動的部分，由此可以求出碰前A車動量為0.42kg·m/s，由DE段可以求出碰后的總動量為0.417kg·m/s。35．某學生用驗證“碰撞中動量守恒”的器材（如圖所示）來做驗證鋼球從斜槽上滑下機械能守恒的實驗，實驗步驟如下：（1）（2）出口處拴重錘線，使出口處的投影落于水平地面O點，并在地面上鋪復寫紙、白紙。（3）從斜槽某一高度處同一點A從靜止開始放球多次，找出平均落地點P，則①如果斜槽厚度不計，應測量的數據有___________。②根據所取的數據字母寫出機械能守恒的表達式_____________________。答案：本題要驗證鋼球從斜槽上滑下機械能守恒，根據題中給出的實驗步驟來看，必須驗證鋼球下滑過程中mgh=成立，即需計算重力勢能的減小量mgh和動能的增加量，并進行比較。所以需測量的數據有：①A點至桌面的高度h1；②出口至地面O點的高度h2；③球的落地點P至O點距離s。 據平拋運動規(guī)律，可知球平拋運動的水平速度v= ①若鋼球從斜槽上滑下時機械能守恒，則有：mgh1= ②將①代入②解得：s2=4h1h2上式即為所求的機械能守恒表達式。36．（1）在圖上畫出所需的光路圖。（2）為了測出玻璃的折射率，需要測量的物理量有______（要求在圖上標出）。（3）寫出計算折射率的公式n=_________。答案：光路如圖，由圖可知要測量玻璃的折射率，需要測量入射角i和折射角r，由折射定律得n=。37．在做利用雙縫干涉測定光的波長的實驗時，首先調節(jié)光源、濾光片、單縫和雙縫的中心使其均位于遮光筒的中心軸線上，若經粗調后透過測量頭上的目鏡觀察，看不到明暗相間的條紋，只看到一片亮區(qū)，造成這種情況的最可能的原因是_______________。 用直尺量得雙縫到屏的距離為80.00cm，由雙縫上的標識獲知雙縫間距為0.200mm，光的波長為6.00×10–7m 若調至屏上出現了干涉圖樣后，用測量頭上的螺旋測微器去測量，轉動手輪，移動分劃板使分劃板中心刻線與某條明紋中心對齊時，如圖所示，此時螺旋測微器的讀數為________mm，此時條紋的序號定為1，其右側的明紋序號依次為第2條、第3條……明紋。從第1條明紋中心至第6條明紋中心的距離為______mm。答案：最可能的原因是雙縫和單縫不平行。螺旋測微器讀數為0.900mm。第1條明紋與第6條明紋相距為12mm。38．某研究性學習小組在探究“小燈泡的發(fā)光情況與其兩端電壓的關系”時，得出如下U和I的數據編號U/VI/A燈泡發(fā)光情況10.200.020不亮20.600.060不亮31.000.100微亮41.400.150微亮51.800.165逐漸變亮62.200.190逐漸變亮72.600.200正常發(fā)光83.000.205正常發(fā)光（1）請在圖中畫出I—U圖象。（2）從數據或圖象上可以看出，U或功率逐漸增大時，燈絲電阻的變化情況是_________。這表明_________________________。（3）請你就該研究性學習小組的探究成果，舉一與之有關的事例或事實_______________。答案：由表中數據可得圖象如圖所示。因為I—U圖象的斜率的倒數就是電阻，所以由圖知開始時燈絲電阻不變，后來逐漸增大。這表明電阻隨著溫度的升高而增大。只有在額定電壓下才能使燈泡正常發(fā)光，就因為只有在額定電壓下，燈絲的電阻才能達到正常工作時的阻值。39．用伏安法測量某電阻Rx的阻值?，F有實驗器材如下： 待測電阻Rx（阻值約5Ω，額定功率1W） 電流表A1（量程0.6A，內阻0.2Ω） 電流表A2（量程3A，內阻0.05Ω） 電壓表V1（量程3V，內阻3kΩ） 電壓表V2（量程15V，內阻15kΩ） 滑動變阻器R0（最大電阻50Ω） 蓄電池（電動勢6V） 開關，導致若干 為了較準確地測量Rx阻值，保證器材安全以及操作方便，電流表、電壓表應選_________，并畫出實驗電路圖。答案：確定電流表與電壓表被測電阻Rx的額定電流、電壓分別約為 I額==0.45A U額==2.24V 電流表、電壓表量程應大于且接近于被測電阻的額定值，所以電流表應選用A1，電壓表應選用V1。（2）確定電流表內外接法：臨界電阻的阻值為 R==24.5Ω ∵Rx<R，∴應采用電流表外接法。（3）確定控制電路：因滑動變阻器的全電阻R0=10Rx，應選用滑動變阻器限流接法，電路如圖所示。40．有一根細而均勻的導電材料樣品，截面為同心圓環(huán)，如右圖所示，此樣品長L約為3cm，電阻約為100Ω，已知這種材料的電阻率為，因該樣品的內徑太小，無法直接測量?，F提供以下實驗器材： A．20等分刻度的游標卡尺 B．螺旋測微器 C．電流表A1（量程50mA，內阻的準確值r1為100Ω） D．電流表A2（量程100mA，內阻r2大約為40Ω） E．滑動變阻器R1（0~10Ω，額定電流2A） F．直流電流E（12V，內阻很?。?G．導電材料樣品R2（長L約為3cm，電阻R2約為100Ω） H．電鍵一只，導線若干 請根據上述器材設計一個盡可能精確地測量該樣品內徑d的實驗方案，回答下列問題：（1）用游標卡尺測得該樣品的長度如圖甲所示，其示數L=________；用螺旋測微器測得該樣品的外徑如圖乙所示，其示數D=_________。（2）在下面的方框中畫出設計的實驗電路圖，并標明所選器材前的字母代號。（3）用已知物理量和所測得物理量的符號表示樣品的內徑d，并寫出推導過程。答案：（1）30.35mm3.205~3.208mm（2）電路如右圖所示（3）設電流表A1、A2的示數分別為I1、I2，則 I1·r1=(I2–I2)·R2 由電阻定律R2= 由幾何知識S=（D2–d2） 聯立以上各式解得d=。41．從下表中選出適當的實驗器材，設計一電路來測量電流表A1的內阻r1，要求方法簡捷，測量精度較高，并能測得多組數據。器材代號規(guī)格電流表（A1）量程10mA，內阻r1待測（約40Ω）電流表（A2）量程500A，內阻r2=750Ω電壓表（V）量程10V，內阻r3=10kΩ電阻（R1）阻值約100Ω，作保護電阻用滑動變阻器（R2）總阻值約50電池（E）電動勢1.5V，內阻很小電鍵（S）導線若干（1）畫出電路圖，標明所用器材的代號。（2）若選測量數據中的一組來計算r1，則所用的表達式r1=________，式中各符號的意義是_________________________。答案：（1）（2）r1=。式中I2為通過電流表A2的電流，r2為電流表A2的內阻，I1為通過電流表A1的電流。42．要求測量由2節(jié)干電池串聯而成的電池組的電動勢E和內阻r（約幾歐），提供下列器材：電壓表V1（量程3V，內阻1kΩ）、電壓表V2（量程10V，內阻2kΩ）、電阻箱（0~9999Ω）、開關、導線若干 某同學用量程為10V的電壓表連接成如圖所示的電路，實驗步驟如下：（1）合上開關S，將電阻箱R阻值箱R阻值調到R1=10Ω，讀得電壓表的讀數為U1；（2）將電阻箱R阻值調到R2=20Ω，讀得電壓表的讀數為U2，由方程組U1=E–，U2=E–，解出E、r，為了減少實驗誤差，上述實驗在選擇器材和實驗步驟中，應做哪些改進？_____________________________。答案：在選擇器材上，選用量程為10V的電壓表會使測量誤差過大，因2節(jié)干電池的電動勢約3V左右，所以應選擇電壓表V1。 本題更注重的是實驗步驟的改進，力求盡可能減小實驗測量中帶來的誤差，故應改變電阻箱阻值R，讀取若干個U值。43．假設若干年后，宇航員站在了火星表面。宇航員要乘坐返回艙返回距離火星中心r的軌道艙（圍繞火星運動的艙體）。為了安全，返回艙與軌道艙對接時，必須具有相同的速度。如果宇航員在火星上時，自頭頂自由釋放一個小球，經時間t，小球恰好落到火星表面。且已知火星的半徑為R，萬有引力常量為G，宇航員的高為h，返回艙與人的總質量為m，返回過程中需克服火星引力做功W=mgR(–)，g為火星表面的重力加速度。不計火星表面大氣及火星自轉的影響。求：（1）火星表面的重力加速度g；（2）宇航員乘坐返回艙返回軌道艙的過程中消耗的總能量。答案：（1）小球在火星表面做自由落體運動h= 得：g=（2）在火星表面附近 得：GM=gR2 軌道艙做圓周運動 其中m0為軌道艙的質量，v為軌道艙的速度大小 返回艙與軌道艙對接時的動能為Ek= 返回艙返回過程中克服引力做功W=mgR(1–) 返回艙返回過程中消耗的總能量E=Ek+W=。44．地球繞太陽運行的軌道可以認為是圓形的，已知地球的半徑為R，地球赤道表面的重力加速度為g，地球繞太陽運轉的周期為T，從太陽發(fā)出的光經過時間t0到達地球，光在空氣中的傳播速度為c。根據以上條件推算太陽的質量M與地球的質量m之比為多大。答案：地球繞太陽做勻速圓周運動，設運動半徑為r，角速度為，有 ，，r=ct0 設地球赤道上小物體的質量為m0，有 由以上各式得。45．如圖所示的電路中，電阻R1=R3=4Ω，兩電表均為理想電表。電流表的示數為0.50A，電壓表的示數為2.0V。由于某種原因電路中有一只電阻發(fā)生斷路，使電流表的讀數變?yōu)?.60A，電壓表的讀數變?yōu)?.8V。問：（1）哪一只電阻發(fā)生了斷路？為什么？（2）電阻R2的阻值為多少？（3）電源的電動勢和內阻分別是多少？答案：（1）若R3處斷路，則電壓表無示數；若R2處斷路，則電流表無示數。綜上可知，只能是R1處斷路。（2）R1處斷路后，電壓表的示數就是R2兩端的電壓。 ∴R2=（3）當I2=0.5A時，U外=U1+U3=2+2=4（V） I總=I1+I2=+0.5=1.0（A） 由全電路歐姆定律列出：E=U外+I總·r=4+r 由=0.6A時，=4.8V，==0.6A 由全電路歐姆定律列出：E=U外+r=4.8+0.6r 解得r=2.0Ω，E=6.0V。46．在如圖所示的電路中，電池的電動勢E=5V、內電阻r=10Ω，固定電阻R=90Ω，R0是可變電阻，在R0由零增加到400Ω的過程中，求（1）可變電阻R0上消耗熱功率最大的條件和最大熱功率。（2）電池的內電阻r和固定電阻R上消耗的最小熱功率之和。答案：（1）由閉合電路歐姆定律可得，電路中的電流I=，則可變電阻R0上消耗的熱功率 P1=I2R0= 顯然，當R0=100Ω時，P1最大， P1max=W=6.25×10–2W 亦可利用等效法求解，即將電源的內阻等效為r+R，當R0=R+r=100Ω時，等效電源的輸出功率P1最大。（2）r和R消耗的熱功率 P2=I2（R+r）= 當R0=400Ω時，即R0最大時P2最小 P2min=×（90+10）W=0.01W47．一個允許通過電流為2A的電源和一個滑動變阻器，接成如圖甲所示的電路。變阻器最大阻值為R0=22Ω，電源路端電壓U隨外電阻R變化的規(guī)律如圖乙所示，圖中U=12V的直線為圖象的漸近線，試求：（1）電源電動勢和內電阻；（2）A、B空載時輸出電壓的范圍；（3）若要保證變阻器的滑片能任意滑動，A、B兩端所接負載的最小電阻為多大？答案：（1）由乙圖可知，當R→∞時，E=Um=12V 而當U=6V=時，應有r=R=2Ω（2）當滑片滑至最上端時，UAB最大 Umax= 當滑片滑至最下端時，UAB最?。篣min=0 因此，A、B空載時輸出電壓的范圍為0~11V（3）當A、B接負載電阻Rx后，變阻器滑片移至最上端時，干路電流最大， 此時：I= 為了電源不過載，應保證：I≤Im=2A，代入數據解得：Rx≥4.9Ω48．如圖所示，勻強電場分布在正方形ABCD區(qū)域內，M、N分別為AB邊和BC邊的中點。一個具有初動能為E0的帶電粒子射入電場（不沿紙面運動）。如果帶電粒子從M點垂直于電場方向進入電場后，恰好從D點離開電場。帶電粒子重力不計，試回答下列問題：（1）帶電粒子從D點離開電場時的動能是多大？（2）如果帶電粒子從N點垂直于BC邊方向射入電場，它離開電場時的動能又是多大？答案：設帶電粒子的質量為m、電量為q、初速度為v（E0=），正方形邊長為L，勻強電場的電場強度為E。 帶電粒子從M點垂直于電場方向進入電場后做類平拋運動。從D點離開電場，說明粒子帶正電，沿電場方向的位移為。 有得qEL=mv2=2E0 帶電粒子從M點射入，從D點射出，電場力做功W=qE·=E0，設帶電粒子從D點離開電場時的動能為E1，根據動能定理有W=E1–E0，故E1=W+E0=2E0。（2）帶電粒子從N點沿垂直于BC邊方向射入電場，做勻加速直線運動，設離開電場時的動能為E2，根據動能定理得qEL=E2–E0，得E2=E0+qEL=3E0。49．如圖所示，在坐標系的第Ⅰ象限內有一勻強磁場區(qū)域，磁感應強度為B，y軸是磁場左側的邊界，直線OA是磁場的右側邊界。在第Ⅱ象限的區(qū)域，有一束帶正電的粒子（重力不計）垂直y軸射入磁場，粒子的質量為m，帶電量為q，粒子在各入射點的速度與入射點的y軸坐標值成正比，即v=by（b是常數，且b>0）。要求粒子穿過磁場區(qū)域后，都垂直于x軸射出，求：直線OA與x軸的夾角多大（用題中已知物理量的符號表示）？答案：在y軸上的M(0，y)點入射的一粒子，其速度v=by，進入磁場后，做圓周運動，在右側邊界的P點射出時速度方向垂直x軸，因此圓周的圓心在y軸上的C點，如圖所示。 根據qvB=m 得圓周半徑R= 設P點的坐標為（x1，y1），由圖可得 tan= 即=arctan50．如右圖，在x軸上方有磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向里的勻強磁場。x軸下方有磁感應強度大小為，方向垂直紙面向外的勻強磁場。一質量為m、電量為–q的帶電粒子（不計重力），從x軸上的O點以速度v0垂直x軸向上射出。求：（1）射出之后經多長時間粒子第二次到達x軸；（2）粒子第二次到達x軸時離O點的距離。答案：（1）粒子運動軌跡示意圖如下圖所示。 由牛頓第二定律得qv0B=m ①又T= ②依題意知B1=B，B2= ③由①③得T1=，T2=粒子第二次到達x軸所需時間t=（2）由①式可知r1=，r2= 粒子第二次到達x軸時離O點的距離 s=2r1+2r2=51．如右圖所示的空間，存在著正交的勻強電場和勻強磁場。勻強電場的方向豎直向下，場強為E，勻強磁場的方向垂直紙面向外，磁感應強度為B。有兩個帶電小球A和B都能在垂直于磁場方向的同一豎直平面內做勻速圓周運動（兩小球間的庫侖力可忽略），運動軌跡如圖。已知兩個帶電小球A和B的質量關系為mA=3mB，軌道半徑為RA=3RB=9cm。（1）試說明小球A和B分別帶什么電，并求出它們所帶的電荷量之比；（2）指出小球A和B的繞行方向，并求出它們的繞行速率之比；（3）設帶電小球A和B在圖示位置P處相碰撞，且碰撞后原先在小圓軌道上運動的帶電小球B恰好能沿大圓軌道運動，求帶電小球A碰撞后做圓周運動的軌道半徑（設碰撞時兩個帶電小球間電荷量不發(fā)生轉移）。答案：（1）因為兩帶電小球都在復合場中做勻速圓周運動，故必有qE=mg，由電場方向可知，兩小球都帶負電荷 因為mAg=qAEmBg=qBEmA=3mB，所以=（2）由題意可知，兩帶電小球的繞行方向都相同，為逆時針 由qBv=得R=，由題意RA=3RB，所以=（3）由于兩帶電小球在P處相碰，切向合外力為零，故兩帶電小球在該處的切向運量定恒。 當mAvA+mBvB=+，=vA=3vB，得 所以52．如圖所示，足夠長的U形導體框架的寬度L=0.5m，電阻忽略不計，其所在平面與水平面成角，磁感應強度B=0.8T的勻強磁場方向垂直于導體框平面，一根質量m=0.2kg，有效電阻R=2Ω的導體棒MN垂直跨放在U形框架上，該導體棒與框架間的動摩擦因數=0.5。導體棒由靜止開始沿框架下滑到剛開始勻速運動，通過導體棒截面的電量共為Q=2C。求：（1）導體棒勻速運動的速度；（2）導體棒從開始下滑到剛開始勻速運動這一過程中，導體棒的有效電阻消耗的電功。（sin37°=0.6cos37°=0.8g=10m/s2答案：（1）當導體棒勻速下滑時其受力情況如圖：因為勻速下滑，設勻速下滑的速度為v，則： 平行斜面：mgsin–f–F=0 垂直斜面：N–mgcos=0 其中：f=N 安培力：F=BIL 電流強度I= 感應電動勢=BLv 由以上各式得：v=（2）通過導體的電量 其中平均電流 設物體下滑位移為s，則 由以上各式得s= 全程由動能定得： mgs·sin–W安–mgcos·s= 其中克服安培力做功W安等于導體棒的有效電阻消耗的電功W 則W=mgs·sin–mgcos·s==(12–8–2.5)J=1.5J53．如圖，不計電阻的U形導軌水平放置，導軌寬l=0.5m，左端連接阻值為0.4Ω的電阻R，在導軌上垂直于導軌放一電阻為0.1Ω的導體棒MN，并用水平輕繩通過定滑輪吊著質量m=2.4g的重物，圖中L=0.8m，開始重物與水平地面接觸并處于靜止，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，此時磁感應強度B0=0.5T,并且以0.1T/s的變化率在增大，不計摩擦阻力，求至少經過多長時間才能將重物吊起？（g=10m/s2）答案：以MN為研究對象，有BIl=T；以重物為研究對象，有T+N=mg。由于B在增大，安培力BIl增大，繩的拉力T增大，地面的支持力N減小，當N=0，重物將被吊起。設將重物吊起需要的時間至少為t，此時BIl=mg，B=B0+ 感應電動勢E= 感應電流I= 由以上各式求出t=1s。54．如圖所示，在水平方向的磁感應強度為B0的勻強磁場中豎直放置兩寬度為L的平行導軌，磁場方向與導軌所在平面垂直。導軌上端跨接一阻值為R的電阻，導軌電阻不計。兩金屬棒a和b的電阻都為R，質量分別為ma=20g和mb=10g，它們與導軌相連，并可沿導軌無摩擦地滑動。閉合開關S，先固定b，用一恒力F向上拉a，穩(wěn)定后，a以v1=10m/s的速度勻速運動，此時再釋放b，b正好能保持靜止，g=10m/s2，導軌足夠長。（1）求拉力F的大??；（2）若固定金屬棒a，讓金屬棒b自由下滑（開關仍閉合），b滑行的最大速度v2為多大？（3）若斷開開關，將金屬棒a和b都固定，使磁感應強度從B0隨時間均勻增加，經0.1s后磁感應強度增加到2B0時，a棒受安培力正好等于a棒的重力，求兩棒間的距離h。答案：（1）a桿切割磁感線相當于電源，電阻R與b桿并聯 對a桿有：F=mag+B0IaL ① 對b桿有：mbg=B0IaL ② 聯立①②得F=0.4N （2）當a以v1勻速上升時 Ea=B0Lv1 ③ Ia= ④ 聯立②③④得v1= 當b勻速運動時Eb=B0Lv2 ⑤ Ib= ⑥ B0IbL=mbg ⑦ 聯立⑤⑥⑦得v2= ∴v2=v1=5m/s（3）此時感應電動勢E=，其中t=0.1s ⑧ 電路中電流I= ⑨ 當B=2B0時，2B0IL=mag ⑩ ∵v1=，∴聯立⑧⑨⑩得h=55．如圖在水平圓盤上有一過圓心的光滑小槽，槽內有兩根原長、勁度系數均相同的橡皮繩拉住一質量為m的小球，其中O點為圓盤的中心，點為圓盤的邊緣，O1為小球。橡皮繩的勁度系數為k，原長為圓盤半徑R的?，F使圓盤角速度由零緩慢增大，求圓盤的角速度與時，小球所對應的線速度之比v1:v2=?答案：當橡皮繩OO1被拉伸而剛好被拉直時，設小球做勻速圓周運動角速度為。 由牛頓第二定律有， 。 當<時，橡皮繩被拉伸， 得R1= 當>時，此時橡皮繩處于松馳狀態(tài) ，得R2= 所以v1:v2=56．如圖所示，平板小車M的質量為2kg，放在足夠長的光滑水平面上，質量為0.5kg的小物塊m（可視為質點）放在小車的右端，物塊m與小車M間的動摩擦因數為0.2，開始時m、M均靜止，當用大小為6N的水平力F作用在小車上時，m、M立即發(fā)生相對滑動，水平力F作用0.5s后撤去，g取10m/s2。求：（1）當力F作用在小車上時，小車的加速為多大？（2）當物塊m的速度為1.1m/s時，小車M的速度為多大？（3）設小車長為0.5m，則m是否會滑離M？若m會滑離M，求滑離時兩者的速度；若m不會滑離M，求m最終在小車上的位置（以m離M右端的距離表示）。答案：（1）對M:F–mg=Ma1，得 a1==2.5m/s2（2）對m:a2=g=2m/s2 撤去F時，對M:v1=a1t=1.25m/s 對m有v2=a2t=1m/s 撤去F后，系統動量守恒Mv1+mv2=且=1.1m/s 得=1.225m/s（3）在力F作用下的0.5s內，M位移 s1= m位移s2= 相對位移m=0.0625m 假設m不會離開M，撤去F后，二者達共同速度v，則 Mv1+mv2=(M+m)v得v=1.2m/s 設這一過程相對位移為，則 ∴m=0.0125m∴=0.75m<L=0.5m∴m不會離開M，最終m在距離M右端0.075m處與M一起勻速運動。57．如圖所示。1、2兩木塊用短鉤相連，放在水平地面上。1和2兩木塊的質量分別是m1=1.0kg和m2=2.0kg。它們與水平地面間的動摩擦因數均為=0.10。在t=0秒時開始用向右的水平恒力F=6.0N拉木塊2。過一段時間后短鉤脫開，到t=6.0s時1、2兩木塊相距s=4.0m，木塊1早已停住。求此時木塊2的速度。答案：設脫鉤的時刻為t1，此時兩木塊的速度為v1，由動量定理得 Ft1–(m1+m2)gt1=(m1+m2)v1 ① 脫勾后，由于摩擦力作用，木塊1在水平地面上滑動了s1后停住，由動能定理得 ② 木塊2從脫鉤到t=6.0s所經過的時間為t2=(t–t1)，設在此時間段內，木塊2滑行的距離為s2，在t=0.6s時刻的速度為v2，由動能定理得 ③ 由動量定理得 m2v2–m2v1=(F–)(t–t1) ④ 由題目所給條件得s2–s1=s ⑤ 解①~⑤式得v2=8.0m/s58．如圖所示，AB是一段位于豎直平面內的光滑軌道，高度為h，末端B處的切線方向水平，一個質量為m的物體P從軌道頂端A處由靜止釋放，滑到B端后飛出，然后落到地面的C點，其軌跡如圖中虛線BC所示。已知它落地時相對于B點的水平位移OC=l?，F在軌道下方緊貼B點安裝一水平傳送帶，傳送帶的右端與B的距離為。當傳送帶靜止時，讓物體P再次從A點靜止釋放，它離開軌道并在傳送帶上滑行后從右端水平飛出，仍然落到地面的C點。當驅動輪轉動帶動傳送帶以速度v勻速向右運動（其他條件不變），物體P的落地點為D，問傳送帶速度v的大小滿足什么條件時，OD間的距離s有最小值？這個最小值為多少？答案：物體P從軌道底端或從傳送帶右端滑出均做平拋運動。因為兩個端點離地面的高度相等，所以平拋運動的水平射程與初速度成正比，即 由題意可知，l2=，v1=，故得v2= 物體P在傳送帶上滑動時，滑動摩擦力做負功，由動能定理得 進而