挑战高中物理压轴题

1、1、 如图所示，足够长的光滑绝缘水平台左端固定一被压缩的绝缘轻质弹簧，一个质量、 电量的可视为质点的带电小球与弹簧接触但不栓接。某一瞬间释放弹簧弹出小球，小球从水平台右端A 点飞出，恰好能没有碰撞地落到粗糙倾斜轨道的最高B 点， 并沿轨道滑下。已知 AB 的竖直高度， 倾斜轨道与水平方向夹角为、倾斜轨道长为，带电小球与倾斜轨道的动摩擦因数。倾斜轨道通过光滑水平轨道CD 与光滑竖直圆轨道相连，在C 点没有能量损失，所有轨道都绝缘，运动过程小球的电量保持不变。只有过山车模型的竖直圆轨道处在范围足够大竖直向下的匀强电场中，场强。 （ cos37 =， sin37 =，取g=10m/s 2）求：（ 1

2、）被释放前弹簧的弹性势能（ 2）要使小球不离开轨道（水平轨道足够长），竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件3）如果竖直圆弧轨道的半径，小球进入轨道后可以有多少次通过竖直圆轨道上距水平轨道高为的某一点P2、如图所示，MN 、 PQ 是足够长的光滑平行导轨，其间距为L，且 MP MN 导轨平面与水平面间的夹角=30MP接有电阻R有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B0将一根质量为m 的金属棒ab 紧靠 MP 放在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻也为R， 其余电阻均不计现用与导轨平行的恒力F=mg 沿导轨平面向上拉金属棒，使金属棒从静止开始沿导轨向上运动，金属棒运动过程中始终与MP 平行 当

3、金属棒滑行至cd 处时已经达到稳定速度，cd 到MP 的距离为S已知重力加速度为g,求：（ 1）金属棒达到的稳定速度；（ 2）金属棒从静止开始运动到cd 的过程中，电阻R 上产生的热量；（ 3）若将金属棒滑行至cd 处的时刻记作t=0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感应电流，写出磁感应强度B 随时间 t 变化的关系式3、如图，在水平轨道右侧固定半径为R 的竖直圆槽形光滑轨道，水平轨道的PQ 段铺设特殊材料，调节其初始长度为l，水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定，弹簧处于自然伸长状态可视为质点的小物块从轨道右侧A 点以初速度v 0 冲上轨R=， l=， v 0=6m/s，物块

4、质量m=1kg，与 PQ 段道，通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧，并被弹簧以原速率弹回已知间的动摩擦因数=，轨道其它部分摩擦不计取g=10m/s 2求：（ 1）物块经过圆轨道最高点B 时对轨道的压力；（ 2）物块从Q 运动到 P 的时间及弹簧获得的最大弹性势能；（ 3） 物块仍以v 0从右侧冲上轨道，调节 PQ 段的长度l， 当 l 长度是多少时，物块恰能不脱离轨道返回A 点继续向右运动4、 如图所示，倾角300的光滑倾斜导体轨道（足够长）与光滑水平导体轨道连接，轨道宽度均为L=1m ， 电阻忽略不计匀强磁场 I 仅分布在水平轨道平面所在区域，方向水平向右，大小B 1=1T；匀强磁场II 仅分

5、布在倾斜轨道平面所在区域，方向垂直于倾斜轨道平面向下，大小B2=1T现将两质量均为m=0 2kg，电阻均为R=0 5的相同导体棒ab 和 cd，垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道上，并同时由静止释放取g=10m/s 2（ 1）求导体棒cd 沿斜轨道下滑的最大速度的大小；（ 2）若已知从开始运动到cd 棒达到最大速度的过程中，ab 棒产生的焦耳热Q=0 45J，求该过程中通过cd 棒横截面的电荷量；（ 3）若已知cd 棒开始运动时距水平轨道高度h=10m ， cd 棒由静止释放后，为使cd 棒中无感应电流，可让磁场的磁感应强度随时间变化，将cd 棒开始运动的时刻记为t=0，此时磁场的磁感应强

6、度为B0=1T，试求cd 棒在倾斜轨道上下滑B 随时间 t 变化的关系式5、如图所示质量为m=1kg 的滑块（可视为质点）由斜面上P 点以初动能EK0=20J 沿斜面向上运动，当其向上经过Q 点时动能E KQ =8J，机械能的变化量E 机 =-3J，斜面与水平夹角=37。 PA间距离 l0=，当滑块向下经过A 点并通过光滑小圆弧后滑上质量M= 的木板 （经过小圆弧时无机械能损失），滑上木板瞬间触发一感应开关使木板与斜面底端解除锁定（当滑块滑过感应开关时，木板与斜面不再连接）， 木板长 L= ，木板与滑块间动摩擦因数1=，木板与地面的动摩擦因数 2= 。滑块带动木板在地面上向右运动，当木板与右侧

7、等高光滑平台相碰时再次触发感应开关使木板与平台锁定。滑块沿平台向右滑上光滑的半径R= 的光滑圆轨道（滑块在木板上滑行时，未从木板上滑下）。求： （ 1）物块与斜面间摩擦力大小；（ 2）木块经过A 点时的速度大小v1；（ 3）为保证滑块通过圆轨道最高点，AB 间距离 d 应满足什么条件6、如图甲所示，弯折成90角的两根足够长金属导轨平行放置，形成左右两导轨平面，左导轨平面与水平面成53 角，右导轨平面与水平面成37角，两导轨相距L=，电阻不计。质量均为m=，电阻均为R=的金属杆ab、 cd 与导轨垂直接触形成闭合回路，金属杆与导轨间的动摩擦因数均为=，整个装置处于磁感应强度大小为B=，方向平行于

8、左导轨平面且垂直右导轨平面向上的匀强磁场中。t=0 时刻开始，ab 杆以初速度v 1 沿右导轨平面下滑。t=ls 时刻开始，对ab 杆施加一垂直ab 杆且平行右导轨平面向下的力F，使ab 开始作匀加速直线运动。cd 杆运动的v t图象如图乙所示（其中第1s、第3s内图线为直线）。若两杆下滑过程均保持与导轨垂直且接触良好，g取 10m/s2， sin37 =， cos37 =求： （ 1）在第 1 秒内 cd 杆受到的安培力的大小；（ 2） ab 杆的初速度v1；（ 3）若第2s内力 F 所做的功为9J，求第 2s内 cd 杆所产生的焦耳热。7、如图所示是倾角=37o 的固定光滑斜面，两端有垂直

9、于斜面的固定挡板P、 Q， PQ 距离 L=2m ，质量 M= 的木块 A（可看成质点）放在质量m= 的长 d=的木板 B 上并一起停靠在挡板P处， A 木块与斜面顶端的电动机间用平行于斜面不可伸长的轻绳相连接，现给木块A 沿斜面向上的初速度，同时开动电动机保证木块A 一直以初速度v 0=s沿斜面向上做匀速直线运动，已知木块A 的下表面与木板B 间动摩擦因数1=，经过时间t，当B 板右端到达Q 处时刻，立刻关闭电动机，同时锁定A、 B 物体此时的位置。然后将A 物体上下面翻转，使得A原来的上表面与木板B 接触，已知翻转后的A、 B 接触面间的动摩擦因数变为2=， 且连接 A 与电动机的绳子仍与

10、斜面平行。现在给 A 向下的初速度v 1=2m/s， 同时释放木板B， 并开动电动机保证A 木块一直以v1 沿斜面向下做匀速直线运动，直到木板B 与挡板 P 接触时关闭电动机并锁定A、 B位置。求：A、 B 间摩擦产（ 1） B 木板沿斜面向上加速运动过程的加速度大小；（ 2） A、 B 沿斜面上升过程所经历的时间t；（ 3） A、 B 沿斜面向下开始运动到木板B 左端与 P 接触时，这段过程中生的热量。8、如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN 、 PQ 被固定在水平面上，导轨间距l 0 6 m，两导轨的左端用导线连接电阻R1 及理想电压表V，电阻为r 2的金属棒垂直于导轨静止在AB

11、处；右端用导线连接电阻R 2，已知R1 2，R2 1 ，导轨及导线电阻均不计在矩形区域 CDFE 内有竖直向上的磁场，CE 0 2m，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示开始时电压表有示数，当电压表示数变为零后，对金属棒施加一水平向右的恒力F ，使金属棒刚进入磁场区域时电压表的示数又变为原来的值，金属棒在磁场区域内运动的过程中电压表的示数始终保持不变求：1） t 0 1s 时电压表的示数；2）恒力F 的大小；3）从t 0 时刻到金属棒运动出磁场的过程中整个电路产生的热量9、如图所示固定在竖着平面内的光滑绝缘管道ABCDQ 的 A、 Q 两端与倾角=37 的传送带相切。不计管道内外径的差值AB

12、部分为半径R1= m 的圆弧， CDQ 部分也是圆弧.D为最高点,BC 部分水平，且仅有BC 段处于场强大小E=4 103 N/C，方向水平向右的匀强电场中，传送带长L= m ，传送轮半径忽略不计。现将一可视为质点的带正电滑块从传送带上的Q 处由静止释放，滑块能从A 处平滑进入管道。已知滑块的质量m=l kg 、 电荷量 q=5 10-4C 滑块与传送带之间的动摩擦因数=， 滑块通过管道与传送带的交接处时无速度损失，滑块电荷量始终保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力g=10 m s2。（ 1）若传送带不动，求滑块第一次滑到A 处的动能；（ 2）若传送带不动求滑块第一次滑到C 处时所受圆弧轨道的

13、弹力；（ 3） 改变传送带逆时针的转动速度以及滑块在Q 处滑上传送带的初速度，可以使滑块刚滑上传送带就形成一个稳定的逆时针循环（即滑块每次通过装置中同一位置的速度相同）。在所有可能的循环中，求传送带速度的最小值。（结果可用根号表示）10、如图所示，宽为L=2m 、足够长的金属导轨MN 和 M N放在倾角为=30的斜面上，在 N 和 N 之间连有一个阻值为 R= 的电阻，在导轨上 AA 处放置一根与导轨垂直、质量为 m=、电阻为r= 的金属滑杆，导轨的电阻不计用轻绳通过定滑轮将电动小车与滑杆的中点相连，绳与滑杆的连线平行于斜面，开始时小车位于滑轮的正下方水平面上的P处（小车可视为质点），滑轮离小

14、车的高度H= 在导轨的NN和OO 所围的区域存在一个磁感应强度B=、方向垂直于斜面向上的匀强磁场，此区域内滑杆和导轨间的动摩擦因数为= ，此区域外导轨是光滑的电动小车沿PS 方向以v=s的速度匀速前进时，滑杆经d=1m 的位移由AA 滑到 OO 位置 （ g 取 10m/s2）求：（ 1）请问滑杆AA 滑到 OO 位置时的速度是多大（ 2）若滑杆滑到OO 位置时细绳中拉力为，滑杆通过 OO 位置时的加速度（ 3）若滑杆运动到OO 位置时绳子突然断了，则从断绳到滑杆回到AA 位置过程中，电阻R 上产生的热量Q 为多少（设导轨足够长，滑杆滑回到AA 时恰好做匀速直线运动 ）11、如图所示，如图，长

15、为L 的一对平行金属板平行正对放置，d 3 ， 板间加上一定的电压现从左端沿中心轴线方向入3射一个质量为m、带电量为+q 的带电微粒，射入时的初速度大小为v 0一段时间后微粒恰好从下板边缘P1 射出电场，并同时进入正三角形区域已知正三角形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场B 1，三角形的上顶点A 与上金属板平齐，底边 BC 与金属板平行三角形区域的右侧也存在垂直纸面向里、范围足够大的匀强磁场B2， 且 B2=4B 1 不计微粒的重力，忽略极板区域外部的电场（ 1）求板间的电压U 和微粒从电场中射出时的速度大小和方向（ 2）微粒进入三角形区域后恰好从AC 边垂直边界射出，求磁感应强度B1 的大小（

16、 3）若微粒最后射出磁场区域时与射出的边界成30的夹角，求三角形的边长12、 如图所示，两块相同的薄木板紧挨着静止在水平地面上，每块木板的质量为M kg，长度为L m，它们与地面间的动摩擦因数 1。木板1 的左端放有一块质量为mkg 的小铅块 （可视为质点），它与木板间的动摩擦因数为 2。现突然给铅块一个水平向右的初速度，使其在木板1 上滑行。 假设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取重力加速度g 10 m/s2。（1）当铅块的初速度v0m/s时，铅块相对地面滑动的距离是多大（2）若铅块的初速度v1m/s，铅块停止运动时与木板2左端的距离是多大13、 如图 1 所示，匀强磁场的磁感应强度B 为

17、，其方向垂直于倾角为30的斜面向上绝缘斜面上固定有“A”形状的光滑金属导轨MPN （电阻忽略不计）， MP 和 NP 长度均为，MN 连线水平，长为3m，以 MN 的中点 O 为原点，OP为 x轴建立一维坐标系Ox，一根粗细均匀的金属杆CD，长度d 为 3m，质量m 为 1kg，电阻R 为，在拉力 F 的作用下，从 MN 处以恒定速度v=1m/s 在导轨上沿x轴正向运动（金属杆与导轨接触良好）， g取 10m/s21）求金属杆CD 运动过程中产生的感应电动势E 及运动到x= 处电势差UCD；2）推导金属杆CD 从 MN 处运动到P 点过程中拉力F 与位置坐标x的关系式，并在图2中画出F x关系

18、图象；3）求金属杆CD 从 MN 处运动到P 点的全过程产生的焦耳热14、如图所示，某货场需将质量为m 的货物（可视为质点）从高处运送至地面，现利用固定于地面的倾斜轨道传送货物，使货物由轨道顶端无初速滑下，轨道与水平面成=37角。地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同木板A、 B，长度均为l=2m，厚度不计，质量均为m，木板上表面与轨道末端平滑连接。货物与倾斜轨道间动摩擦因数为0=，货物与木板间动摩擦因数为1，木板与地面间动摩擦因数2=。回答下列问题： （最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，sin37 =， cos37 =， g=10m/s2）（ 1）若货物从离地面高h0=处由静止滑下，求货物到达轨

19、道末端时的速度v0；（ 2）若货物滑上木板A 时，木板不动，而滑上木板B 时，木板B 开始滑动，求1 应满足的条件；（ 3）若1=，为使货物恰能到达B 的最右端，货物由静止下滑的高度h 应为多少15、 下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害某地有一倾角为=37 （ sin37 =）的山坡C，上面有一质量为m 的石板 B，其上下表面与斜坡平行；B 上有一碎石堆A（含有大量泥土）， A 和 B 均处于静止状态，如图所示假设某次暴雨中，A 浸透雨水后总质量也为m （可视为质量不变的滑块），在极短时间内，A 、 B 间的动摩擦因数1 减小为，B、 C 间的动摩擦因数2减小为，A、 B 开始运动

20、，此时刻为计时起点；在第2s末， B 的上表面突然变为光滑，2保持不变已知 A开始运动时，A 离 B 下边缘的距离l=27m ， C 足够长， 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力取重力加速度大小g=10m/s2 求：( 1)在0 2s时间内 A 和 B 加速度的大小；( 2) A在 B 上总的运动时间。16、如图所示，斜面倾角为，在斜面底端垂直斜面固定一挡板，轻质弹簧一端固定在挡板上，质量为M kg 的木板与轻弹簧接触但不拴接，弹簧与斜面平行且为原长，在木板右上端放一质量为m 2. 0 kg 的小金属块，金属块与木板间的动摩擦因数为1，木板与斜面粗糙部分间的动摩擦因数为2，系统处于静止状态小金属块突

21、然获得一个大小为v 1 m/s、方向平行斜面向下的速度，沿木板向下运动当弹簧被压缩xm 到 P 点时，金属块与木板刚好达到相对静止，且此后运动过程中，两者一直没有发生相对运动设金属块从开始运动到与木块达到相同速度共用时间ts，之后木板压缩弹簧至最短，然后木板向上运动，弹簧弹开木板，弹簧始终处于弹性限度内，已知sin 、 cos ， g取10 m/s2，(1)求木板开始运动瞬间的加速度；(2)求弹簧被压缩到P 点时的弹性势能是多少(3)假设木板在由P 点压缩弹簧到弹回到P 点过程中不受斜面摩擦力作用，木板离开弹簧后沿斜面向上滑行的距离(结果保留二位有效数字)17、如图所示，一固定斜面体，其斜边与

22、水平底边的夹角 37 ， BC 为一段光滑圆弧轨道，DE 为半圆形光滑轨道，两圆弧轨道均固定于竖直平面内，一滑板静止在光滑的地面上，右端紧靠C 点，上表面所在平面与两圆弧分别相切于C、 D 两点。一物块被轻放在斜面上F 点由静止释放，物块离开斜面后恰好在B 点沿切线进入BC 段圆弧轨道，再经C 点滑上滑板，滑板运动到D点时被牢固粘连。物块可视为质点，质量为m，滑板质量M=2m ， DE 半圆弧轨道和BC 圆弧轨道的半径均为R，斜面体水平底边与滑板上表面的高度差H 2R， 板长 l=， 板左端到D 点的距离L 在 R L 5R范围内取值，F 点距 A 点的距离s=，物块与斜面、物块与滑板间的动摩

23、擦因数均为0.5，重力加速度取g。已知sin37 =， cos37 =。求：（结果用字母 m、 g、 R、 L 表示）（ 1）求物块滑到A 点的速度大小；（ 2）求物块滑到C 点时所受圆弧轨道的支持力的大小；（ 3）试讨论物块从滑上滑板到离开左端的过程中，克服摩擦力做的功Wf与 L 的关系；并判断物块能否滑到DE 轨道的中点。18、如图所示，固定斜面上放一木板PQ，木板的Q 端放置一可视为质点的小物块，现用轻细线的一端连接木板的Q 端，保持与斜面平行，绕过定滑轮后，另一端可悬挂钩码，钩码距离地面足够高已知斜面倾角30，木板长为L=1m ， Q 端距斜面顶端距离也为L，物块和木板的质量均为m=1kg，两者之间的动摩擦因数为1 23.若所挂钩码质量为2m， 物块和