高中物理试题较难

1、. -高中物理精选试题较难1如下图将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上,槽的左侧有一固定在水平面上的物块；今让一小球自左侧槽口A 的正上方从静止开场落下,与圆弧槽相切自A 点进入槽,那么以下结论中正确的选项是A小球在半圆槽运动的全过程中,只有重力对它做功守恒B小球在半圆槽运动的全过程中,小球与半圆槽在水平方向动量不C小球自半圆槽的最低点 B 向 C 点运动的过程中,小球与半圆槽在水平方向动量守恒 D小球离开 C 点以后,将做竖直上抛运动【答案】 BC 2如图,在光滑水平面上有一质量为m1 的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木 tF m1a at块；假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相

2、等；现给木块施加一随时间增大的水平力F=ktk 是常数,木板和木块加速度的大小分别为a1和 a2,以下反映a1 和 a2 变化的图线中正确的选项是m2aaaaaaOatOatOatOaABCD【答案】 A 3如下图,串联阻值为 R 的闭合电路中,面积为 S 的正方形区域 abcd 存在一个方向垂直纸面对外、 磁感应强度匀称增加且变化率为 k 的匀强磁场 B ,abcd 的电阻值也为 R ,其他电阻不计电阻两端又向右并联一个平行板电容器在靠近M 板处由静止释放一质量为 m、电量为 q 的带电粒子不计重力 ,经过 N 板的小孔 P 进入一个垂直纸面向、磁感应强度为的圆形匀强磁场,该圆形匀强磁场的半

3、径为 r 1 mSk；求：B q1电容器获得的电压；2带电粒子从小孔 P 射入匀强磁场时的速度；3带电粒子在圆形磁场运动时的轨道半径及它离开磁场时的偏转角. . word.zl-【答案】 1 U U R 1 Sk 2 v 2 qU qSk3 它离开磁场时的偏转角为 902 m m4如下图,在以 O 为圆心,半径为 R=10 3cm 的圆形区域,有一个水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为 B2=0.1T,方向垂直纸面对外；M、N 为竖直平行放置的相距很近的两金属板,S1、S2为 M、N 板上的两个小孔,且 S1、S2 跟 O 点在垂直极板的同一水平直线上；金属板 M、 N 与一圆形金属线圈相连,

4、线圈的匝数 n=1000 匝,面积S=0.2m 2,线圈存在着垂直纸面对外的匀强磁场,磁感应强度大小随时间变化的规律为B1=B 0+kt T,其中 B0、k 为常数；另有一水平放置的足够长的荧光屏 D,O 点跟荧光屏 D 之间的距离为 H=2R ；比荷为 2 10 5 C/kg 的正离子流由 S1进入金属板 M、N 之间后,通过 S2向磁场中心射去,通过磁场后落到荧光屏 D 上；离子的初速度、重力、空气阻力及离子之间的作用力均可忽视不计；问： 1k 值为多少可使正离子垂直打在荧光屏上 2假设 k=0.45T/s ,求正离子到达荧光屏的位置；【答案】 1kU1300 2.0 15T/s 2sHt

5、an0 9020cm nS10005在高能物理争论中,粒子回旋加速器起着重要作用,如图甲为它的示意图；它由两个铝制 D 型金属扁盒组成,两个 D 形盒正中间开有一条窄缝；两个 D 型盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压；图乙为俯视图,在 D 型盒上半面中心 S 处有一正离子源,它发出的正离子,经狭缝电压加速后,进入 再经狭缝电压加速；如此周而复始,最终到达D 型盒中；在磁场力的作用下运动半周,D 型盒的边缘,获得最大速度,由导出装置导出；正离子的电荷量为q,质量为 m,加速时电极间电压大小为U,磁场的磁感应强度为 B,D 型盒的半径为 源动身时的初速度为零,求R；每次加速的时间很短,可以忽视不计

6、；正离子从离子 1为了使正离子每经过窄缝都被加速,求交变电压的频率 2求离子能获得的最大动能 3求离子第B甲1 次与第 n 次在下半盒中运动的轨道半径之比；BS 乙试卷第 2 页,总 8 页. -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如下图,在一光滑水平的桌面上,放置一质量为 M 宽为 L 的足够长“U形框架,其 ab 局部电阻为 R,框架其他局部的电阻不计垂直框架两边放一质量为 m电阻为 R的金属棒 cd,它们之间的动摩擦因数为 ,棒通过细线跨过肯定滑轮与劲度系数为 k另一端固定的轻弹簧相连开

7、场弹簧处于自然状态,框架和棒均静止现在让框架在大小为 2 mg 的水平拉力作用下,向右做加速运动,引起棒的运动可看成是缓慢的水平桌面位于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为 B问：1框架和棒刚开场运动的瞬时,框架的加速度为多大 . 2框架最终做匀速运动 棒处于静止状态 时的速度多大 . 3假设框架通过位移 s 后开场匀速运动,弹簧弹性势能的表达式为 1 kx x 为弹簧的形2变量 ,那么在框架通过位移 s 的过程中,回路中产生的电热为多少 . 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如图甲所示,加速电场的加速电压为

8、金属U0 = 50 V,在它的右侧有水平正对放置的平行板 a、b 构成的偏转电场,且此区间仍存在着垂直纸面方向的匀强磁场 B0金属板的板长 L = 0 1 m,板间距离 d = 0 1 m,两板间的电势差 uab 随时间变化的规律如图乙所示紧贴金属板 a、b 的右侧存在半圆形的有界匀强磁场,磁感应强度 纸面B = 0 01 T,方向垂直向里,磁场的直径MN = 2R = 02 m 即为其左边界,并与中线OO 垂直,且与金属板 a 的右边缘重合于M 点两个比荷一样、均为q/m = 1 10 8 C/kg 的带正电的粒子甲、乙先后由静止开场经过加速电场后,再沿两金属板间的中线OO 方向射入平行板a

9、、b 所在的区域不计粒子所受的重力和粒子间的相互作用力,忽视偏转电场两板间电场的边缘效应,在每个粒子通过偏转电场区域的极短时间,偏转电场可视作恒定不变 1假设粒子甲由 t = 0 05 s时飞入,恰能沿中线 OO 方向通过平行金属板 a、 b 正对的区域,试分析该区域的磁感应强度 B0的大小和方向； 2假设撤去平行金属板a、b 正对区域的磁场,粒子乙恰能以最大动能飞入半圆形的磁场区域,试分析该粒子在该磁场中的运动时间. . word.zl-q mU0O a M O2 uab/ 10 2 V 0.t /s v0b 0 0.2 0.4 0.6 图甲图乙N 【答案】1B05103T,方向垂直向里2t

10、2T2arcsin2106s48如图, P、Q 为某地区水平地面上的两点,在P 点正下方一球形区域贮存有石油,假定区域四周岩石匀称分布,密度为；石油密度远小于,可将上述球形区域视为空腔；假如没有这一空腔,那么该地区重力加速度正常值 沿竖直方向； 当存在空腔时,该地区重力加速度的大小和方向会与正常情形有微小偏高；重力加速度在原坚直方向即 PO 方向上的投影相对于正常值的偏离叫做“ 重力加速度反常；为了探寻石油区域的位置和石油储量,常利用 P 点邻近重力加速度反常现象；引力常数为 G； 1设球形空腔体积为 V,球心深度为 d远小于地球半径 , PQ =x ,求空腔所引起的 Q 点处的重力加速度反常

11、 2假设在水平地面上半径L 的围发觉：重力加速度反常值在与 kk1 之间变化,且重力加速度反常的最大值显现在半为L 的围的中心 ,假如这种反常是由于地下存在某一球形空腔造成的,试求此球形空腔球心的深度和空腔的体积；【答案】1假如将近地表的球形空腔填满密度为的岩石 ,那么该地区重力加速度便 回到 正常 值 .因 此 ,重力 加速 度反 常可通 过填充 后的 球形 区域产 生的附 加引 力MmGr 2 m g 来运算 ,式中的 m 是 Q 点处某质点的质量 ,M 是填充后球形区域的质量 , M V 2 2而 r 是球形空腔中心 O 至 Q 点的距离 r d x g 在数值上等于由于存在球形空腔所引

12、起的 Q 点处重力加速度转变的大小 .Q 点处重力加速度转变的方向沿 OQ 方向 ,重力加速度反常 g 是这一转变在竖直方向上的投影试卷第 4 页,总 8 页. -g d g r联立以上式子得 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别为 g maxd 2 G Vdg min 2 2 3 / 2 d L 由提设有 g max k、g min 联立以上式子得 ,地下球形空腔球心的深度和空腔的体积分别为dk 2 L/ 31 , VG Lk 22 k/ 3 19如下图, MN 是竖直平面的 1/4 圆弧轨道,绝缘光滑,半径 R=lm ；轨

13、道区域存在 E = 4N/C 、方向水平向右的匀强电场；长 L1=5 m 的绝缘粗糖水平轨道 NP 与圆弧轨道相切于 N 点；质量、电荷量 的金属小球 a 从 M 点由静止开场沿圆弧轨道下滑,进人 NP 轨道随线运动,与放在随右端的金属小球 b 发生正碰, b 与 a 等大 ,不带电,b 与 a碰后均分电荷量,然后都沿水平放置的 A、C 板间的中线进入两板之间；小球 a 恰能从 C 板的右端飞出,速度为,小球 b 打在 A 板的 D 孔,D 孔距板基端,A,C 板间电势差 ,A,C 板间有匀强磁场,磁感应强度5=0.2T ,板间距离 d=2m,电场和磁编仅存在于两板之间；g=10m/s 2 求

14、：1小球 a 运动到 N 点时,轨道对小球的支持力 FN 多大 . 2 碰后瞬时,小球a 和 b 的速度分别是多大？. word.zl-3 粗糙绝缘水平面的动摩擦因数是多大？【答案】 1设小球 a 运动到 N 点时的速度为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设 a、 b 碰撞后电荷量分布是q 和 aq ,那么 bq = aq =0.5 C；b设碰后小球a 速度为 va2,由动能定理有. m agdqaUCA1ma2 ac1ma2 a 22 分 1 分 22

15、22得 va2= 4m/s 1 分对小球 b 有： mbg = 0.5 N ,Fb 电=q bUCA/d= 0.5 N 即 mbg = F b 电,所以,小球b 向上做匀速圆周运动；设小球 b 做匀速圆周运动的半径为r,那么r22 L 2rd22 分2设小球 b 碰后速度为v b2,那么q bb 2Bm b2 2 分b2r解得 r = 4m ,vb2= 8 m/s 1 分 3设碰撞前,小球a 的速度设为va1,由动量守恒定律有m ava1= m ava2+ m bv b22 分v a1=8 m/s 小球 a 从 N 至 P 过程中,由动能定理有 magL1 = 1 2m ava1 21mava

16、o 22 分2解得 =0. 36 1 分 10如下图,两足够长的平行光滑的金属导轨MN 、 PQ 相距为 d ,导轨平面与水平面的夹角=30 ,导轨电阻不计,磁感应强度为B 的匀强磁场垂直于导轨平面对上；长为 d 的金属棒 ab 垂直于 MN 、PQ 放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为 m、电阻为 rR；两金属导轨的上端连接一个灯泡,灯泡的电阻 RLR,重力加速度为 g；现闭合开关 S,给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面对上的、大小为 Fmg 的恒力,使金属棒由静止开场运动,当金属棒到达最大速度时,灯泡恰能到达它的额定功率；求： 1金属棒能到达的最大速度 vm； 2灯

17、泡的额定功率 PL； 3金属棒到达最大速度的一半时的加速度 a； 4假设金属棒上滑距离为 L 时速度恰到达最大,求金属棒由静止开场上滑 4L 的过程中,金属棒上产生的电热 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 分如下图,以 A、B 和 C、D 为断点的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面,一滑板静止在光滑的地面上,左端紧靠 B 点,上外表所在平面与两半圆分别相切于 B、C 两点,一物块视为质点被轻放在水平匀速运动的传送带上 E 点,运动到 A 点时试卷第 6

18、 页,总 8 页. -刚好与传送带速度一样,然后经 A 点沿半圆轨道滑下,再经 B 点滑上滑板,滑板运动到 C 点时被牢固粘连；物块可视为质点,质量为 m,滑板质量为 M=2m ,两半圆半径均为 R,板长 l=6.5R,板右端到 C 点的距离 L 在 RL5R 围取值, E 点距 A 点的距离 s=5R,物块与传送带、物块与滑板间的动摩擦因数均为05.,重力加速度g；1求物块滑到B 点的速度大小 ; 2求物块滑到B 点时所受半圆轨道的支持力的大小; 3物块在滑板上滑动过程中,当物块与滑板到达共同速度时,测得它们的共同速度为uu B；试争论物块从滑上滑板到离开右端的过程中,克制摩擦力做的功W 与

19、 L 的关3系 ;并判定物块能否滑到CD 轨道的中点；【答案】1uB3gR 210mg3见解析12如下图,一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L,距左端 L 处的右侧一段弯成半径L L为 的四分之一圆弧,圆弧导轨的左、右两段处于高度相差 的水平面上；以弧形导2 2轨的末端点 O 为坐标原点,水平向右为 x 轴正方向,建立 Ox 坐标轴；圆弧导轨所在区域无磁场；左段区域存在空间上匀称分布,但随时间 t 匀称变化的磁场 Bt,如图 2所示； 右段区域存在磁感应强度大小不随时间变化,只沿 x 方向匀称变化的磁场 Bx,如图 3 所示；磁场 Bt和 Bx的方向均竖直向上；在圆弧导轨最上端,放置一质量为 m 的金属棒 ab,与导轨左段形成闭合回路,金属棒由静止开场下滑时左段磁场