2022年几道有难度的力学电磁高中物理题解(南开中学)

1、学习必备欢迎下载离地 20m 高处有一小球做自由落体运动，此时其正下方地面有另一小球以20m/s 的初速度上抛 求（）经多长时间两球在空中相遇（）如要使两球在空中相遇，球上抛的速度最小满意什么条件思路分析 1:当在空中相遇的时候设经过了时间 t设 a 的下落高度是 hb 的上上升度是 20-h h=gt2/220-h=20t-gt2/2两个式子相加 :20=20t所以 t=1 解题过程 2:设速度最小为v要想恰巧相遇就相遇的时候确定是a 和 b 都是下落a 和 b 恰好同时落地就是刚好不在空中相遇a 在空中运行的时间设为t就 gt2/2=20所以 t=2s所以 b 也在空中恰好运动2s上升也就

2、是 1s所以 v=gt=10*1=10m/s所以只要上抛速度大于10m/s俩球就会在空中相遇20xx 年 1 月 25 日，继 “士气 ”号之后， “机遇 ”号火星探测器再次胜利登陆火星；在人类胜利登陆火星之前，人类为了探测距离地球大约3.0 ×105km 的月球，也发射了一种类似四轮小车的月球探测器；它能够在自动导航系统的掌握下行走，且每隔10s 向地球发射一次信号；探测器上仍装着两个相同的减速器（其中一个是备用的） ，这种减速器可供应的最大加速度为 5m/s2；某次探测器的自动导航系统显现故障， 从而使探测器只能匀速前进而不再能自动躲开障碍 物；此时地球上的科学家必需对探测器进行

3、人工遥控操作；下表为掌握中心的显示屏的数据：已知掌握中心的信号发射与接收设备工作速度极快；科学家每次分析数据并输入命令最少需要3s；问：（1） 经过数据分析，你认为减速器是否执行了减速命令？（2） 假如你是掌握中心的工作人员，应实行怎样的措施？加速度需满意什么条件？请计说明；答案解：（ 1）设在地球和月球之间传播电磁波需时为 （ 1）从前两次收到的信号可知：探测器的速度 （ 2）由题意可知，从发射信号到探测器收到信号并执行命令的时刻为 9:1034；掌握中心第三次收到的信号是探测器在9:1039 发出的；从后两次收到的信号可知探测器的速度（ 3） 可见， 探测器速度未变， 并未执行命令而减速；

4、减速器显现故障；（2）应启用另一个备用减速器；再经过3s 分析数据和 1s 接收时间，探测器在9:1044 执行命令，此时距前方障碍物距离 s=2m；设定减速器加速度为，就有m，可得m/s2 （ 4）即只要设定加速度m/s2，便可使探测器不与障碍物相撞；如下列图， mn 、pq 是两条水平放置彼此平行的金属导轨，匀强磁场的磁感线垂直导轨平面导轨左端接阻值 r1.5的电阻，电阻两端并联一电压表，垂直导轨跨接一金属杆ab， ab 的质量 m=0.1kg ，电阻 r=0.5. ab 与导轨间动摩擦因数=0.5，导轨电阻不计，现用f = 0.7n 的恒力水平向右拉ab，使之从静止开头运动， 经时间 t

5、=2s 后，ab 开头做匀速运动， 此时电压表示数 u=0.3v 重力加速度g = 10m/s2 求：（1） ab 匀速运动时，外力f 的功率（2） ab 杆加速过程中，通过r 的电量（3） ab 杆加速运动的距离解析：（ 1）设导轨间距为 l，磁感应强度为 b ，ab 杆匀速运动的速度为 v，电流为 i 此时 ab 杆受力如下列图：由平稳条件得：f=mg ilb1 分由欧姆定律得：1 分解得：1 分f 的功率：1 分（2） 设 ab 加速时间为 t，加速过程的平均感应电流为， 由动量定理得：2 分解得：1 分（3） 设加速运动距离为s，由法拉第电磁感应定律得1 分解得1 分（ 18 分）目前

6、，我国正在实施“嫦娥奔月”方案. 如下列图，登月飞船以速度v0 绕月球做圆周运动，4已知飞船质量为 m=1.2 × 10 kg，离月球表面的高度为h=100km，飞船在 a 点突然向前做短时间喷气，喷气的相对速度为u=1.0 ×410 m/s，喷气后飞船在a 点的速度减为 va，于是飞船将沿新的椭圆轨道运行，最终飞船能在图中的b 点着陆（ a、b 连线通过月球中心，即a、b 两点分别是椭圆的远月点和近月点）， 试问： （ 1）飞船绕月球做圆周运动的速度v0 是多大？（ 2）由开普勒其次定律可知，飞船在a、b 两处的面积速度相等，即r ava=r bvb，为使飞船能在b 点着

7、2陆，喷气时需消耗多少燃料？已知月球的半径为r=1700km，月球表面的重力加速度为g=1.7m/s （选无限远处为零势能点，物体的重力势能大小为ep=gmmr） .解析：（ 1）当飞船以 v0 绕月球做半径为 r a=r+h 的圆周运动时，由牛顿其次定律得，gmm2vm0（ 2 分） rh2 rh2gmr2g就 v0 rh rh（2 分）式中 m 表示月球的质量，r 为月球的半径，ggmr2为月球表面的重力加速度，所以代入数据得， v0=1652m/s（ 2 分）（ 2）依据开普勒其次定律，飞船在a 、b 两处的面积速度相等，所以有r av a=rb vb ， 即r+h va=rvb（ 2

8、分）1 mv2gmm1 mv2gmm由机械能守恒定律得，2arh2br（ 2 分）由式并代入数据得，va =1628m/s（ 2 分）故登月所需速度的转变量为vv0va1652162824 m/s（ 2 分）飞船在 a 点喷气前后动量守恒，设喷气总质量为 m，因喷气前的动量为mv0，喷气后的动量为m mva +mv0+u，前后动量相等，故有 mv0=mmva+ mv0+u，（ 2 分）故喷气所消耗的燃料的质量为 m=m v/u+ v=28.7kg （ 2 分）在光滑的水平面上钉两个钉子a 和 b ，相距 20 cm，用一根长为 1 m 的细绳，一端系一质量为0.5kg 的小球，另一端固定在钉子

9、a 上；开头时，球与钉子a ，b 在始终线上，然后使小球以2m/s 的速率开头在水平面内做匀速圆周运动；如绳能承担的最大张力为4n ，那么，从开头到绳断所经受的时间是多少？ 正确答案：好评率： 93%【解析】 球每转半圈 ,绳子就遇到不作为圆心的另一颗钉子,然后再以这颗钉子为圆心做匀 速圆周运动 ,运动的半径就削减0.2 m, 但速度大小不变 由于绳对球的拉力只转变球的速度方向.依据f=mv2/r 知,绳每一次碰钉子后,绳的拉力 向心力 都要增大 ,当绳的拉力增大到 fmax=4 n 时,球做匀速圆周运动的半径为rmin, 就有fmax=mv2/rminrmin=mv2/fmax=0.52×2/4m=0.5 m.绳其次次碰钉子后半径减为0.6 m, 第三次碰钉子后半径减为0.4 m. 所以绳子