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文檔簡介
1、.0710年山東物理高考試題分類匯總一、受力分析與平衡狀態(07)16.如圖所示,物體A靠在豎直墻面上,在力F作用下,A、B保持靜止。物體B的受力個數為A.2 B.3 C.4 D.5(08)16.用輕彈簧豎直懸掛質量為m的物體,靜止時彈簧伸長量為L0現用該彈簧沿斜面方向拉住質量為2m的物體,系統靜止時彈簧伸長量也為L0斜面傾角為300,如圖所示。則物體所受 摩擦力A.等于零B.大小為,方向沿斜面向下C.大小為,方向沿斜面向上D.大小為mg,方向沿斜面向上(09)16.如圖所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O為球心,一質量為m的小滑塊,在水平力F的作用下靜止P點。設滑塊所受支持力為FN。OP與
2、水平方向的夾角為。下列關系正確的是高考資源網A. B.Ftan高考資源網C.D.FN=mgtan高考資源網(10)17.如圖所示,質量分別為、的兩個物體通過輕彈簧連接,在力的作用下一起沿水平方向做勻速直線運動(在地面,在這保),力與水平方向成角。則所受支持力N和摩擦力正確的是A. B. C. D. 二、牛頓運動定律 功和能(07)17.下列實例屬于超重現象的是A.汽車駛過拱形橋頂端B.蕩秋千的小孩通過最低點C.跳水運動員被跳板彈起,離開跳板向上運動D.火箭點火后加速升空(08)19.直升機懸停在空中向地面投放裝有救災物資的箱子,如圖所示。設投放初速度為零箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度的平方成
3、正比,且運動過程中箱子始終保持圖示姿態。在箱子下落過程中下列說法正確的是A.箱內物體對箱子底部始終沒有壓力B.箱子剛從飛機上投下時,箱內物體受到的支持力最大C.箱子接近地面時,箱內物體受到的支持力比剛投下時大D.若下落距離足夠長,箱內物體有可能不受底部支持力而“飄起來”(09)22.圖示為某探究活動小組設計的節能運動系統。斜面軌道傾角為30°,質量為M的木箱與軌道的動摩擦因數為。木箱在軌道頂端時,自動裝貨裝置將質量為m的貨物裝入木箱,然后木箱載著貨物沿軌道無初速滑下,當輕彈簧被壓縮至最短時,自動卸貨裝置立刻將貨物卸下,然后木箱恰好被彈回到軌道頂端,再重復上述過程。下列選項正確的是 A
4、.mM B.m2M C.木箱不與彈簧接觸時,上滑的加速度大于下滑的加速度 D.在木箱與貨物從頂端滑到最低點的過程中,減少的重力勢能全部轉化為彈簧的彈性勢能(10)22如圖所示,傾角30°的粗糙斜面固定在地面上,長為、質量為、粗細均勻、質量分布均勻的軟繩置于斜面上,其上端與斜面頂端齊平。用細線將物塊與軟繩連接,物塊由靜止釋放后向下運動,直到軟繩剛好全部離開斜面(此時物塊未到達地面),在此過程中A物塊的機械能逐漸增加B軟繩重力勢能共減少了C物塊重力勢能的減少等于軟繩克服摩擦力所做的功D軟繩重力勢能的減少小于其動能的增加與克服摩擦力所做功之和三、勻變速直線運動的綜合圖像(07)20.如圖所
5、示,光滑軌道MO和ON底端對接且=2,M、N兩點高度相同。小球自M點由靜止自由滾下,忽略小球經過O點時的機械能損失,以v、s、a、分別表示小球的速度、位移、加速度和動能四個物理量的大小。下列圖象中能正確反映小球自M點到N點運動過程的是 答案:A(08)17.質量為1500kg的汽車在平直的公路上運動,v-t圖象如圖所示。由此可求A.前25s內汽車的平均速度B.前l0s內汽車的加速度C.前l0s內汽車所受的阻力D.1525s內臺外力對汽車所做的功(09)17.某物體做直線運動的v-t圖象如圖甲所示,據此判斷圖乙(F表示物體所受合力,x表示物體的位移)四個選項中正確的是 B高考資源網高考資源圖乙v
6、t/s圖甲(10)16.如圖甲所示,物體沿斜面由靜止滑下,在水平面上滑行一段距離后停止,物體與斜面和水平面間的動摩擦因數相同,斜面與水平面平滑連接。圖乙中、和分別表示物體速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程。圖乙中正確的是 C四、萬有引力 天體的運動(07)22.2007年4月24日,歐洲科學家宣布在太陽系之外發現了一顆可能適合人類居住的類地行星Gliese 581c。這顆圍繞紅矮星Gliese 581運行的星球有類似地球的溫度,表面可能有液態水存在,距離地球約為20光年,直徑約為地球的1.5倍,質量約為地球的5倍,繞紅矮星Gliese 581運行的周期約為13天。假設有一艘宇宙飛船飛臨該星
7、球表面附近軌道,下列說法正確的是A.飛船在Gliese 581c表面附近運行的周期約為13天B.飛船在Gliese 581c表面附近運行時的速度大于7.9 km/sC.人在Gliese 581c上所受重力比在地球上所受重力大D.Gliese 581c的平均密度比地球平均密度小(08)18.據報道,我國數據中繼衛星“天鏈一號Ol星”于2008年4月25日在西昌衛星發射中心發射升空,經過4次變軌控制后,于5月1日成功定點在東經770赤道上空的同步軌道。關于成功定點后的“天鏈一號01星”,下列說法正確的是 A運行速度大于7.9 kms B離地面高度一定,相對地面靜止 C繞地球運行的角速度比月球繞地球
8、運行的角速度大 D向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等(09)18.2008年9月25日至28日,我國成功實施了“神舟”七號載人航天飛行并實現了航天員首次出艙。飛船先沿橢圓軌道飛行,后在遠地點343千米處點火加速,由橢圓軌道變成高度為343千米的圓軌道,在此圓軌道上飛船運行周期約為90分鐘。下列判斷正確的是高考資源網A.飛船變軌前后的機械能相等高考資源網 B.飛船在圓軌道上時航天員出艙前后都處于失重狀態高考資源網 C.飛船在此圓軌道上運動的角度速度大于同步衛星運動的角速度高考資源網 D.飛船變軌前通過橢圓軌道遠地點時的加速度大于變軌后沿圓軌道運動的加速度高考資源網(10)18.19
9、70年4月24日,我國自行設計、制造的第一顆人造地球衛星“東紅一號”發射成功,開創了我國航天事業的新紀元。“東方紅一號”的運行軌道為橢圓軌道,其近地點和運地點的高度分別為439km和2384km,則 A.衛星在點的勢能大于點的勢能 B.衛星在點的角速度大于點的角速度 C.衛星在點的加速度大于點的加速度 D.衛星在點的速度大于7.9km/s五、電場中的E、F、Ep、W(07)19.如圖所示,某區域電場線左右對稱分布,M、N為對稱線上的兩點。下列說法正確的是A.M點電勢一定高于N點電勢B.M點場強一定大于N點場強C.正電荷在M點的電勢能大于在N點的電勢能D.將電子從M點移到N點,電場力做正功(08
10、)21.如圖所示,在y軸上關于0點對稱的A、B兩點有等量同種點電荷+Q,在x軸上C點有點電荷-Q且CO=OD,ADO=600。下列判斷正確的是A. O點電場強度為零 B. D點電場強度為零C.若將點電荷+q從O移向C,電勢能增大 D.若將點電荷-q從O移向C,電勢能增大(09)20.如圖所示,在x軸上關于原點O對稱的兩點固定放置等量異種點電荷+Q和-Q,x軸上的P點位于-Q的右側。下列判斷正確的w.w.w.k.s.5.u.c.o.m是高考資源網 A.在x軸上還有一點與P點電場強度相同高考資源網 B.在x軸上還有兩點與P點電場強度相同高考資源網 C.若將一試探電荷+q從P點移至O點,電勢能增大
11、D.若將一試探電荷+q從P點移至O點,電勢能減小(10)20.某電場的電場線分布如圖所示,以下說法正確的是 A. 點場強大于點場強 B. 點電勢高于點電勢C.若將一試探電荷+由點釋放,它將沿電場線運動b點D.若在點再固定一點電荷-Q,將一試探電荷+q由移至b的過程中,電勢能減小六、電磁感應與電路(07)21.用相同導線繞制的邊長為L或2L的四個閉合導體線框,以相同的速度勻速進入右側勻強磁場,如圖所示。在每個線框進入磁場的過程中,M、N兩點間的電壓分別為、和。下列判斷正確的是A.B.C.=D.(08)22.兩根足夠長的光滑導軌豎直放置,間距為L,底端接阻值為R的電阻。將質量為m的金屬棒懸掛在一個
12、固定的輕彈簧下端,金屬棒和導軌接觸良好導軌所在平面與磁感應強度為B的勻強磁場垂直,如圖所示。除電阻R外其余電阻不計。現將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放,則A. 釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度gB.金屬棒向下運動時,流過電阻R的電流方向為abC.金屬棒的速度為v時,所受的安培力大小為F=D.電阻R上產生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少(09)21.如圖所示,一導線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。虛線MN右側有磁感應強度為B的勻強磁場,方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右勻速進入磁場,直徑CD始終與MN垂直。從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止,下列結論正確的是A.感應電流方向不變 B.
13、CD段直線始終小受安培力 C.感應電動勢最大值Em D.感應電動勢平均值(10)21如圖所示,空間存在兩個磁場,磁感應強度大小均為,方向相反且垂直紙面,、為其邊界,OO為其對稱軸。一導線折成邊長為的正方形閉合回路,回路在紙面內以恒定速度向右運動,當運動到關于OO對稱的位置時A穿過回路的磁通量為零B回路中感應電動勢大小為2BC回路中感應電流的方向為順時針方向D回路中邊與邊所受安培力方向相同七、交變電流、變壓器、遠距離輸電(07)18.某變壓器原、副線圈匝數比為559,原線圈所接電源電壓按圖示規律變化,副線圈接有負載。下列判斷正確的是A.輸出電壓的最大值為36 VB.原、副線圈中電流之比為559C
14、.變壓器輸入、輸出功率之比為559D.交流電源有效值為220 V,頻率為50 Hz(08)20.圖1、圖2分別表示兩種電壓的波形,其中圖1所示電壓按正弦規律變化。下列說法正確的是 A.圖l表示交流電,圖2表示直流電 B.兩種電壓的有效值相等 C.圖1所示電壓的瞬時值表達式為u=311 sinl00tVD.圖1所示電壓經匝數比為10:l的變壓器變壓后,頻率變為原來的(09)19.某小型水電站的電能輸送示意圖如下,發電機的輸出電壓為200V,輸電線總電阻為r,升壓變壓器原副線圈匝數分別為n1、n2。降壓變壓器原副線匝數分別為a3、n4(變壓器均為理想變壓器)。要使額定電壓為220V的用電器正常工作
15、,則高考資源網A.高考資源網B.高考資源網 C.升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓高考資源網D.升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率高考資(10)19.一理想變壓器原、副線圈的匝數比為10:1,原線圈輸入電壓的變化規律如圖甲所示,副線圈所接電路如圖乙所示,P為滑動變阻器的觸頭。 A.副線圈輸出電壓的頻率為50Hz B.副線圈輸出電壓的有效值為31V C. P向右移動時,原、副線圈的電流比減小 D. P向右移動時,變壓器的輸出功率增加第卷八、實驗考題(07)23.(11分)檢測一個標稱值為5的滑動變阻器。可供使用的器材如下:A.待測滑動變阻器,全電阻約5 (電阻絲繞制緊密,匝數
16、清晰可數)B.電流表,量程0.6 A,內阻約0.6 C.電流表,量程3 A,內阻約0.12 D.電流表,量程15 V,內阻約15 kE.電壓表,量程3 V,內阻約3 kF.滑動變阻器R,全電阻約20 G.直流電源E,電動勢3 V,內阻不計H.游標卡尺 I.毫米刻度尺 J.電鍵S、導線若干(1)用伏安法測定的全電阻值,所選電流表為_(填“”或“”),所選電壓表為_(填“”或“”)。為_(填“”或“”)。答案:、(2)畫出測量電路的原理圖,并根據所畫原理圖將下圖中實物連接成測量電路。【解析】(3)為了進一步測量待測滑動變阻器電阻絲的電阻率,需要測量電阻絲的直徑和總長度,在不破壞變阻器的前提下,請設
17、計一個實驗方案,寫出所需器材及操作步驟,并給出直徑和總長度的表達式。方案一:需要的器材:游標卡尺、毫米刻度尺主要操作步驟: 數出變阻器線圈纏繞匝數n 用毫米刻度尺(也可以用游標卡尺)測量所有線圈的排列長度L,可得電阻絲的直徑為d=L/n 用游標卡尺測量變阻器線圈部分的外徑D,可得電阻絲總長度l=n(D-)也可以用游標卡尺測量變阻器瓷管部分的外徑D,得電阻絲總長度l=n(D-)。 重復測量三次,求出電阻絲直徑和總長度的平均值方案二需要的器材:游標卡尺主要的操作步走驟: 數出變阻器線圈纏繞匝數n 用游標卡尺測量變阻器線圈部分的外徑D1 和瓷管部分的外經D2,可得電阻絲的直徑為d=電阻絲總長度l=(
18、D1+D2) 重復測量三次,求出電阻絲直徑和總長度的平均值(08)23.(12分)2007年諾貝爾物理學獎授予了兩位發現“巨磁電阻”救應的物理學家。材料的電阻隨磁場的增加而增大的現象稱為磁阻效應,利用這種效應可以測量磁感應強度。若圖l為某磁敏電阻在室溫下的電阻一磁感應強度特性曲線,其中RB,R0分別表示有、無磁場時磁敏電阻的阻值。為了測量磁感應強度B,需先測量磁敏電阻處于磁場中的電阻值RB。請按要求完成下列實驗。(1)設計一個可以測量磁場中該磁敏電阻阻值的電路,在圖 2的虛線框內畫出實驗電路原理圖(磁敏電阻及所處磁場已給出,待測磁場磁感應強度大小約為0.61.0T,不考慮磁場對電路其它部分的影
19、響)。要求誤差較小。提供的器材如下: A.磁敏電阻,無磁場時阻值Ro=150 B.滑動變阻器R,全電阻約20 C.電流表量程2.5mA,內阻約30 D.電壓表,量程3V,內阻約3k E.直流電源E,電動勢3V,內阻不計 F.開關S,導線若干(2)正確接線后,將磁敏電阻置入待測磁場中,測量數據如下表 根據上表可求出磁敏電阻的測量值RB=_,結合圖1可知待測磁場的磁感應強度B=_T。(3)試結合圖1簡要回答,磁感應強度B在00.2T和0.41.0T范圍內磁敏電阻阻直的變化規律有何不同?(4)某同學查閱相關資料時看到了圖3所示的磁敏電阻在一定溫度下的電阻一磁感應強度特性曲線(關于縱軸對稱),由圖線可
20、以得到什么結論?答案:(1)如右圖所示(2)1500 0.90(3)在00 2T范圍內,磁敏電阻的阻值隨磁感應強度非線性變化(或不均勻變化);在0.41.0T范圍內,磁敏電阻的阻值隨磁感應強度線性變化(或均勻變化)(4)磁場反向磁敏電阻的阻值不變。(09)23(12分)請完成以下兩小題。(1) 某同學在家中嘗試驗證平行四邊形定則,他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度尺、三角板、鉛筆、細繩、白紙、釘子,設計了如下實驗:將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個釘子A、B上,另一端與第三條橡皮筋連接,結點為O,將第三條橡皮筋的另一端通過細胞掛一重物。為完成實驗,下述操作中必需的是
21、 。a. 測量細繩的長度b. 測量橡皮筋的原長c. 測量懸掛重物后橡皮筋的長度d. 記錄懸掛重物后結點O的位置釘子位置固定,欲利用現有器材,改變條件再次實驗證,可采用的方法是 (2)為了節能和環保,一些公共場所使用光控開關控制照明系統。光控開頭可采用光敏電阻來控制,光敏電阻是阻值隨著光的照度而發生變化的元件(照度可以反映光的強弱,光越強照度越大,照度單位為1x)。某光敏電阻Rp在不同照度下的阻值如下表:照度(lx)0.20.40.60.81.01.2電阻(k)754028232018根據表中數據,請在給定的坐標系(見答題卡)中描繪出阻值隨照度變化的曲線,并說明阻值隨照度變化的特點。如圖所示,當
22、1、2兩端所加電壓上升至2V時,控制開關自動啟動照明系統,請利用下列器材設計一個簡單電路,給1、2兩端提供電壓,要求當天色漸暗照度降低至1.0(1x)時啟動照明系統,在虛線框內完成電路原理圖。(不考慮控制開關對所設計電路的影響)提供的器材如下:光敏電阻Rp(符號,阻值見上表);直流電源E(電動勢3V,內阻不計);定值電阻:R1=10k,R2=20k,R3=40k(限選其中之一并在圖中標出);開關S及導線若干。答案:23.(1)bcd 更換不同的小重物(2)光敏電阻的阻值隨光照變化的曲線如圖所示。特點:光敏電阻的阻值隨光照強度的增大非線性減小電路原理圖如圖所示。(10)23(12分)請完成以下兩
23、小題。(1)某同學設計了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關系。彈簧秤固定在一合適的木板上,桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪,細繩的兩端分別與彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接。在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ,并測出間距。開始時將木板置于MN處,現緩慢向瓶中加水,直到木板剛剛開始運動為止,記下彈簧秤的示數F0,以此表示滑動摩擦力的大小。再將木板放回原處并按住,繼續向瓶中加水后,記下彈簧秤的示數F1,然后釋放木板,并用秒表記下木板運動到PQ處的時間。木板的加速度可以用、表示為;為了減小測量加速度的偶然誤差可以采用的方法是(一種即可)。改變瓶中水的質量重復實驗,確定加速度與彈簧秤示數F1的關
24、系。下列圖象能表示該同學實驗結果的是。用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比,它的優點是。a可以改變滑動摩擦力的大小b可以更方便地獲取多組實驗數據c可以比較精確地測出摩擦力的大小d可以獲得更大的加速度以提高實驗精度(2)在測定金屬電阻率的實驗中,某同學連接電路如圖所示。閉合電鍵后,發現電路有故障(已知電源、電表和導線均完好,電源電動勢為E):若電流表示數為零、電壓表示數為E,則發生故障的是(填“待測金屬絲”“滑動變阻器”或“電鍵”)。若電流表、電壓表示數均為零,該同學利用多用電表檢查故障。先將選擇開關旋至檔(填“歐姆×100”“直流電壓10V”或“直流電流2.5mA”),再將(
25、填“紅”或“黑”)表筆固定在a接線柱,把另一支表筆依次接b、c、d接線柱。若只有滑動變阻器斷路,則多用電表的示數依次是、。23(12分) (1) 2dt2 保持F1不變,重復實驗多次測量,求平均值 c bc (2) 待測金屬絲 直流電壓10V ; 紅; 0、E、E九、力學綜合計算題(07)24.(16分)如圖所示,一水平圓盤繞過圓心的豎直軸轉動,圓盤邊緣有一質量m=1.0 kg的小滑塊。當圓盤轉動的角速度達到某一數值時,滑塊從圓盤邊緣滑落,經光滑的過渡圓管進入軌道ABC。已知AB段斜面傾角為53°,BC段斜面傾角為37°,滑塊與圓盤及斜面間的動摩擦因數均為=0.5,A點離B
26、點所在水平面的高度h=1.2 m。滑塊在運動過程中始終未脫離軌道,不計在過渡圓管處和B點的機械能損失,最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力,取g=10 m/,sin37°=0.6,cos37°=0.8(1)若圓盤半徑R=0.2 m,當圓盤的角速度多大時,滑塊從圓盤上滑落?(2)若取圓盤所在平面為零勢能面,求滑塊到達B點時的機械能。(3)從滑塊到達B點時起,經0.6 s正好通過C點,求BC之間的距離。解:(1)滑塊在圓盤上做圓周運動時,靜摩擦力充當向心力,根據牛頓第二定律,可得:mg=m2R代入數據解得:=5rad/s(2)滑塊在A點時的速度:UA=R=1m/s從A到B的運動過程由
27、動能定理:mgh-mgcos53°·h/sin53°=1/2mvB2-1/2mvA2在B點時的機械能EB=1/2mvB2-mgh=-4J(3)滑塊在B點時的速度:vB=4m/s滑塊沿BC段向上運動時的加速度大小:a3=g(sin37°+ucos37°)=10m/s2返回時的速度大小:a2=g(sin37°-ucos37°)=2m/s2BC間的距離:sBC=vB2/2a1-1/2a2(t-uR/a1)2=0.76m(08)24.(15分)某興趣小組設計了如圖所示的玩具軌道,其中“2008”四個等高數字用內壁光滑的薄壁細圓管彎成
28、,固定在豎直平面內(所有數字均由圓或半圓組成,圓半徑比細管的內徑大得多),底端與水平地面相切。彈射裝置將一個小物體(可視為質點)以Va=5m/s的水平初速度由a點彈出,從b點進入軌道,依次經過“8002”后從p點水平拋出。小物體與地面ab段間的動摩擦因數=0.3,不計其它機械能損失。已知ab段長L=l.5m,數字“0”的半徑R=0.2m,小物體質量m=0.0lkg,g=10ms2。求:(1)小物體從p點拋出后的水平射程。(2)小物體經過數字“0”的最高點時管道對小物體作用力的大小和方向。解:(1)設小物體運動到p點時的速度大小為v,對小物體由a運動到p過程應用動能定理得 s=vt聯立式,代入數
29、據解得s=0.8m(2)設在數字“0”的最高點時管道對小物體的作用力大小為F,取豎直向下為正方向聯立式,代入數據解得F0.3N方向豎直向下(09)24.(15分)如圖所示,某貨場而將質量為m1=100 kg的貨物(可視為質點)從高處運送至地面,為避免貨物與地面發生撞擊,現利用固定于地面的光滑四分之一圓軌道,使貨物由軌道頂端無初速滑下,軌道半徑R=1.8 m。地面上緊靠軌道依次排放兩塊完全相同的木板A、B,長度均為=2m,質量均為m2=100 kg,木板上表面與軌道末端相切。貨物與木板間的動摩擦因數為1,木板與地面間的動摩擦因數2=0.2。(最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等,取g=10 m/s2
30、)(1) 求貨物到達圓軌道末端時對軌道的壓力。(2) 若貨物滑上木板A時,木板不動,而滑上木板B時,木板B開始滑動,求1應滿足的條件。(3) 若1=0.5,求貨物滑到木板A末端時的速度和在木板A上運動的時間。24. (1)設貨物滑到圓軌道末端是的速度為,對貨物的下滑過程中根據機械能守恒定律得,設貨物在軌道末端所受支持力的大小為,根據牛頓第二定律得,聯立以上兩式代入數據得,根據牛頓第三定律,貨物到達圓軌道末端時對軌道的壓力大小為3000N,方向豎直向下。(2)若滑上木板A時,木板不動,由受力分析得,若滑上木板B時,木板B開始滑動,由受力分析得,聯立式代入數據得。(3),由式可知,貨物在木板A上滑
31、動時,木板不動。設貨物在木板A上做減速運動時的加速度大小為,由牛頓第二定律得,設貨物滑到木板A末端是的速度為,由運動學公式得,聯立式代入數據得,設在木板A上運動的時間為t,由運動學公式得,聯立式代入數據得。(10)24. (15分)如圖所示、四分之一圓軌道OA與水平軌道AB相切,它們與另一水平軌道CD在同一豎直面內,圓軌道OA的半徑R=0.45m,水平軌道AB長S13m,OA與AB均光滑。一滑塊從O點由靜止釋放,當滑塊經過A點時,靜止在CD上的小車在F=1.6N的水平恒力作用下啟動,運動一段時間后撤去F0當小車在CD上運動了S23.28m時速度v=2.4m/s,此時尚志恰好落入小車中。已知小車
32、質量M=0.2kg,與CD間的動摩擦因數0.4。(取g=10m/)求(1)恒力F的作用時間t.(2)AB與CD的高度差h。24(15分) 解:(1)設小車在軌道CD上加速的距離為s,由動能定理得 設小車在軌道CD上做加速運動時的加速度為a,由牛頓運動定律得 FMg=Ma 聯立式,代入數據得 t=1 s (2)設小車在軌道CD上做加速運動的末速度為v,撤去力F后小車做減速運動時的 加速度為a,減速時間為t,由牛頓運動定律得 v=at Mg=Ma v= v+at 設滑塊的質量為m,運動到A點的速度為vA,由動能定理得 mgR=mvA2 設滑塊由A點運動到B點的時間為t1,由運動學公式得 s1 =v
33、Atl 設滑塊做平拋運動的時間為t1,則 t1=_t+ ttl 由平拋規律得 h=g t12 聯立式,代人數據得 h=0.8m 十、電學綜合計算題(07)25.(18分)飛行時間質譜儀可以對氣體分子進行分析。如圖所示,在真空狀態下,脈沖閥P噴出微量氣體,經激光照射產生不同價位的正離子,自a板小孔進入a、b間的加速電場,從b板小孔射出,沿中線方向進入M、N板間的偏轉控制區,到達探測器。已知元電荷電量為e,a、b板間距為d,極板M、N的長度和間距均為L。不計離子重力及進入a板時的初速度。(1)當a、b間的電壓為時,在M、N間加上適當的電壓,使離子到達探測器。請導出離子的全部飛行時間與比荷K(K=)
34、的關系式。(2)去掉偏轉電壓,在M、N間區域加上垂直于紙面的勻強磁場,磁感應強度為B,若進入a、b間的所有離子質量均為m,要使所有的離子均通過控制區從右側飛出,a、b間的加速電壓至少為多少?解:(1)由動能定理:neU1=1/2mv2n價正離子在a、b間的加速度a1=neU1/md在a、b間運動的時間t1=v/a1=d在MN間運動的時間:t2=L/v離子到達探測器的時間:t=t1+t2=(2)假定n價正離子在磁場中向N板偏轉,洛侖茲力充當向心力,設軌跡半徑為R,由牛頓第二定律nevB=mv2/R離子剛好從N板右側邊緣穿出時,由幾何關系:R2=L2+(R-L/2)2由以上各式得:U1=25neL
35、2B2/32m當n=1時U1取最小值Umin=25eL2B2/32m(08)25.(18分)兩塊足夠大的平行金屬極板水平放置,極板間加有空間分布均勻、大小隨時間周期性變化的電場和磁場,變化規律分別如圖1、圖2所示(規定垂直紙面向里為磁感應強度的正方向)。在t=0。時刻由負極板釋放一個初速度為零的帶負電的粒子(不計重力)。若電場強度E0、磁感應強度B0、粒子的比荷均已知,且,兩板間距h=。 (1)求粒子在0to時間內的位移大小與極板間距h的比值。 (2)求粒子在極板間做圓周運動的最大半徑(用h表示)。 (3)若板間電場強度E隨時間的變化仍如圖l所示,磁場的變化改為如圖3所示,試畫出粒子在板間運動
36、的軌跡圖(不必寫計算過程)。解法一:(1)設粒子在0t0時間內運動的位移大小為s1 又已知聯立式解得(2)粒子在t02t0時間內只受洛倫茲力作用,且速度與磁場方向垂直,所以粒子做勻速圓周運動。設運動速度大小為v1,軌道半徑為R1,周期為T,則聯立式得又即粒子在t02t0時間內恰好完成一個周期的圓周運動。在2t03t0時間內,粒子做初速度為v1的勻加速直線運動,設位移大小為s2解得 由于s1+s2h,所以粒子在3t04t0時間內繼續做勻速圓周運動,設速度大小為v2,半徑為R2解得 由于s1+s2+R2h,粒子恰好又完成一個周期的圓周運動。在4t05t0時間內,粒子運動到正極板(如圖1所示)。因此
37、粒子運動的最大半徑。(3)粒子在板間運動的軌跡如圖2所示。解法二:由題意可知,電磁場的周期為2t0,前半周期粒子受電場作用做勻加速直線運動,加速度大小為 方向向上 后半周期粒子受磁場作用做勻速圓周運動,周期為T 粒子恰好完成一次勻速圓周運動。至第n個周期末,粒子位移大小為sn 又已知 由以上各式得 粒子速度大小為 粒子做圓周運動的半徑為 解得 顯然 (1)粒子在0t0時間內的位移大小與極板間距h的比值 (2)粒子在極板間做圓周運動的最大半徑 (3)粒子在板間運動的軌跡圖見解法一中的圖2。(09)25.(18分)如圖甲所示,建立Oxy坐標系,兩平行極板P、Q垂直于y軸且關于x軸對稱,極板長度和板
38、間距均為,在第一、四象限有磁感應強度為B的勻強磁場,方向垂直于Oxy平面向里。位于極板左側的粒子源沿x軸向右連續發射質量為m、電量為+q、速度相同、重力不計的帶電粒子。在03t0時間內兩板間加上如圖乙所示的電壓(不考慮極板邊緣的影響)。已知t=0時刻進入兩板間的帶電粒子恰好在t0時刻經極板邊緣射入磁場。上述m、q、t0、B為已知量。(不考慮粒子間相互影響及返回極板間的情況)(1) 求電壓U0的大小。(2) 求t0時刻進入兩板間的帶電粒子在磁場中做圓周運動的半徑。(3) 何時進入兩板間的帶電粒子在磁場中的運動時間最短?求此最短時間。圖乙圖甲25. (1)時刻進入兩極板的帶電粒子在電場中做勻變速曲
39、線運動,時刻剛好從極板邊緣射出,在y軸負方向偏移的距離為,則有,聯立以上三式,解得兩極板間偏轉電壓為。(2)時刻進入兩極板的帶電粒子,前時間在電場中偏轉,后時間兩極板沒有電場,帶電粒子做勻速直線運動。帶電粒子沿x軸方向的分速度大小為,帶電粒子離開電場時沿y軸負方向的分速度大小為,帶電粒子離開電場時的速度大小為,設帶電粒子離開電場進入磁場做勻速圓周運動的半徑為R,則有,聯立式解得。(3)時刻進入兩極板的帶電粒子在磁場中運動時間最短。帶電粒子離開磁場時沿y軸正方向的分速度為,設帶電粒子離開電場時速度方向與y軸正方向的夾角為,則,聯立式解得,帶電粒子在磁場運動的軌跡圖如圖所示,圓弧所對的圓心角為,所
40、求最短時間為,帶電粒子在磁場中運動的周期為,聯立以上兩式解得。(10)25.(18分)如圖所示,以兩虛線為邊界,中間存在平行紙面且與邊界垂直的水平電場,寬度為d,兩側為相同的勻強磁場,方向垂直紙面向里。一質量為、帶電量+q、重力不計的帶電粒子,以初速度1垂直邊界射入磁場做勻速圓周運動,后進入電場做勻加速運動,然后第二次進入磁場中運動,此后粒子在電場和磁場中交替運動。已知粒子第二次在磁場中運動的半徑是第一次的二倍,第三次是第一次的三倍,以此類推。求粒子第一次經過電場的過程中電場力所做的功。粒子第n次經過電場時電場強度的大小。粒子第n次經過電場所用的時間。假設粒子在磁場中運動時,電場區域場強為零。
41、請畫出從粒子第一次射入磁場至第三次離開電場的過程中,電場強度隨時間變化的關系圖線(不要求寫出推導過程,不要求標明坐標明坐標刻度值)。25(18分) 解:(1)設磁場的磁感應強度大小為B,粒子第n次進入磁場時的半徑為Rn,速度為vn,由牛頓第二定律得 由式得 因為R2=2R1,所以 v2=2vl 對于粒子第一次在電場中的運動,由動能定理得 聯立式得 (2)粒子第n次進入電場時速度為vn,出電場時速度為vn1,有 vn=nvl ,vn1=(n+1)v1 由動能定理得 聯立式得 (3)設粒子第n次在電場中運動的加速度為an,由牛頓第二定律得 qEn=man 由運動學公式得 vn1-vn=an tn
42、聯立式得 (4)如圖所示。一、熱現象(07)36.(8分)【物理物理33】某壓力鍋的結構如圖所示。蓋好密封鍋蓋,將壓力閥套在出氣孔上,給壓力鍋加熱,當鍋內氣體壓強達到一定值時,氣體就把壓力閥頂起。假定在壓力閥被頂起時,停止加熱。(1)若此時鍋內氣體的體積為V,摩爾體積為,阿伏加德羅常數為,寫出鍋內氣體分子數的估算表達式。(2)假定在一次放氣過程中,鍋內氣體對壓力閥及外界做功1 J,并向外界釋放了2 J的熱量。鍋內原有氣體的內能如何變化?變化了多少?(3)已知大氣壓強P隨海拔高度H的變化滿足P=(1H),其中常數0。結合氣體定律定性分析在不同的海拔高度使用壓力鍋,當壓力閥被頂起時鍋內氣體溫度有何
43、不同。解:(1)設鍋內氣體分子數為nn=V/V0·NA(2)根據熱力學第一定律E=W+Q=-3J鍋內氣體內能減少,減少了3J(3)由P=P0(1-H)(其中0)知,隨著海拔高度的增加,大氣壓強減小; 由P1=P+mg/S知,隨著海拔高度的增加,閥門被頂起時鍋內氣體壓強減小; 根據查理定律P1/T1=P2/T2可知閥門被頂起時鍋內氣體溫度隨著海拔高度的增加而降低。(08)36(8分)【物理一物理33】噴霧器內有lOL水,上部封閉有latm的空氣2L。關閉噴霧閥門,用打氣筒向噴霧器內再充入1 atm的空氣3L(設外界環境溫度一定,空氣可看作理想氣體)。 (1)當水面上方氣體溫度與外界溫度
44、相等時求氣體壓強,并從微觀上解釋氣體壓強變化的原因。(2)打開噴霧閥門,噴霧過程中封閉氣體可以看成等溫膨脹,此過程氣體是吸熱還是放熱?簡要說明理由。解:(1)設氣體初態壓強為p1,體積為V1;末態壓強為p2,體積為V2,由玻意耳定律p1V1= p1V1 代入數據得p2=2.5 atm 微觀察解釋:溫度不變,分子平均動能不變,單位體積內分子數增加,所以壓強增加。 (2)吸熱。氣體對外做功而內能不變,根據熱力學第一定律可知氣體吸熱。(09)36.(8分)物理物理3-3一定質量的理想氣體由狀態A經狀態B變為狀態C,其中AB過程為等壓變化,BC過程為等容變化。已知VA=0.3m3,TA=TC=300K
45、,TB=400K。(1)求氣體在狀態B時的體積。(2)說明BC過程壓強變化的微觀原因(3)設AB過程氣體吸收熱量為Q1,BC過程氣體放出熱量為Q2,比較Q1、Q2的大小并說明原因。解:(1)設氣體在B狀態時的體積為VB,由蓋-呂薩克定律得,,代入數據得。(2)微觀原因:氣體體積不變,分子密集程度不變,溫度變小,氣體分子平均動能減小,導致氣體壓強減小。(3)大于;因為TA=TB,故AB增加的內能與BC減小的內能相同,而AB過程氣體對外做正功,BC過程氣體不做功,由熱力學第一定律可知大于(10)36.(8分)(物理-物理3-3) 一太陽能空氣集熱器,底面及側面為隔熱材料,頂面為透明玻璃板,集熱器容
46、積為V0,開始時內部封閉氣體的壓強為p0。經過太陽暴曬,氣體溫度由T0=300K升至T1=350K。(1) 求此時氣體的壓強。(2) 保持T1=350K不變,緩慢抽出部分氣體,使氣體壓強再變回到p0。求集熱器內剩余氣體的質量與原來總質量的比值。判斷在抽氣過程中剩余氣體是吸熱還是放熱,并簡述原因。36(8分)【物理一物理33】 解:(1)設升溫后氣體的壓強為p1,由查理定律得 代人數據得 (2)抽氣過程可等效為等溫膨脹過程,設膨脹后氣體的總體積為V,由玻意耳定律得 p1V0=p0V 聯立式得 設剩余氣體的質量與原來總質量的比值為k,由題意得 聯立式得 吸熱。因為抽氣過程中剩余氣體溫度不變,故內能
47、不變,而剩余氣體膨脹對外做 功,所以根據熱力學第一定律可知剩余氣體要吸熱。十二、機械振動與機械波、電磁振蕩與電磁波、光現象、相對論(07)37.(8分)【物理物理34】湖面上一點O上下振動,振幅為0.2 m,以O點為圓心形成圓形水波,如圖所示,A、B、O三點在一條直線上,OA間距離為4.0 m,OB間距離為2.4 m。某時刻O點處在波峰位置,觀察發現2 s后此波峰傳到A點,此時O點正通過平衡位置向下運動,OA間還有一個波峰。將水波近似為簡諧波。(1)求此水波的傳播速度、周期和波長。(2)以O點處在波峰位置為0時刻,某同學打算根據OB間距離與波長的關系確定B點在0時刻的振動情況,畫出B點的振動圖
48、象。你認為該同學的思路是否可行?若可行,畫出B點振動圖象;若不可行,請給出正確思路并畫出B點的振動圖象。解:(1)v=x1/t=2m/st=5/4·T T=1.6s=vT=3.2m(2)可行振動圖象如圖。(08)37(8分)【物理一物理34】圖2麥克斯韋在1865年發表的電磁場的動力學理論一文中揭示丁電、磁現象與光的內 聯系及統一性,即光是電磁波。(1)一單色光波在折射率為l.5的介質中傳播,某時刻電場橫波圖象如圖1所示,求該光波的頻率。(2)圖2表示兩面平行玻璃磚的截面圖,一束平行于CD邊的單色光入射到AC界面上a、b 是其中的兩條平行光線。光線a在玻璃磚中的光路已給出。畫出光線b
49、從玻璃磚中首次出射的光路圖,并標出出射光線與界面法線夾角的度數。解:(1)設光在介質中的傳播速度為v,波長為,頻率為f,則 f= 聯立式得 從波形圖上讀出波長m,代入數據解得f=5×1014Hz(2)光路如圖所示(09)37.(8分)(物理物理3-4)(1)圖1為一簡諧波在t=0時刻的波形圖,介質中的質點P做簡諧運動的表達式為y=Asin5,求該波的速度,并畫出t=0.3s時的波形圖(至少畫出一個波長)(2)一束單色光由左側射入盛有清水的薄壁圓柱形玻璃杯,圖2為過軸線的截面圖,調整入射角,使光線恰好在水和空氣的界面上發生全反射。已知水的折射角為,求的值。 解析:(1)由簡諧運動的表達
50、式可知,t=0時刻指點P向上運動,故波沿x軸正方向傳播。由波形圖讀出波長,,由波速公式,聯立以上兩式代入數據可得。t=0.3s時的波形圖如圖所示。(2)當光線在水面發生全放射時有,當光線從左側射入時,由折射定律有,聯立這兩式代入數據可得。(10)37.(8分)(物理-物理3-4)(1)漁船常利用超聲波來探測遠處魚群的方位。已知某超聲波頻率快為1.0×105 HZ,某時刻該超聲波在水中傳播的波動圖像如圖所示。從該時刻開始計時,畫出x=7.5×10-3m處質點做簡諧運動的振動圖像(至少一個周期)。現測得超聲波信號從漁船到魚群往返一次所用時間為4s,求魚群與漁船間的距離(忽略船和魚群的運動)。(2)如圖所示,一段橫截面為正方形的玻璃棒,中間部分彎成四分之一圓弧形狀,一細束單色光由MN端面的中點垂直射入,恰好能在弧面EF上發生全反射,然后垂直PQ端面射出。求該玻璃棒的折射率。若將入射光向N端平移,當第一次射到弧面EF上時_(填“能”“不能”或“無法確定能否”)發生全反射。37(8分)【物理一物理3-4】 解:(1)如圖所示。 由波形圖讀出波長=15×103m 由波速公式得 v=f 魚群與漁船的距離為 聯立式,代人數據得 x=3000m (2)如圖所示單色光照射到EF弧面上
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