高考物理研讨题 12页

高考物理研讨题 ‎ ‎ ‎ ‎ B V0‎ A C L A ‎ 1、如图所示，一平板车A、物块B和球C三者的质量都为M，水平面是光滑的而车板是动摩擦因数为μ的粗糙平面，且平板足够长。开始时球C静止，车和物块以相同的速度V0向着球方向运动，接着车和球发生第一次碰撞，设车和球每次碰撞时，两者的速度互换，而球每次碰撞墙壁后的速度大小不变但方向相反，所有碰撞的时间都极短，可忽略。当球与车刚要发生第二次碰撞时，车和物块的速度恰好再次达到相等。求：（1）开始时球与墙壁的距离L；（2）球与车发生碰撞的总次数和平板车最后的速度。‎ ‎ ‎ ‎2、如图所示，是用容积计测量某种易溶于水的不规则的轻矿石的密度，步骤如下：1、打开K，使管AB及钟罩与大气相通，移动盛有水银的连通容器D，使水银面上升到n处。2、关闭K，升起D使水银面到达m时，D与AB中两水银面高度差为12.5cm。3、打开K，把400克矿石放入C，移动D，重新使水银面在n处，关闭K。4、升高D，使水银面到m处，这时D与AB中两点水银面的高度为23.7 cm。已知C与管到m处的总体积为1000 cm3，在整个测量过程中温度不变，求矿石的密度。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎3、有人设计了一种测温装置，其结构如图所示，玻璃泡A内封有一定量的气体，与A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x即反映泡内气体的温度 ‎，即环境温度，并可由B 管上的刻度直接读出。设B 管的体积与A泡的 体积相比可以略去不计。¬在标准大气压下对B 管进行温度刻度（标准大 气压相当于76厘米水银柱的压强）已知当温度t1=27℃时，管内水银的高 度x1=16厘米，此高度即为27℃的刻度线。问t=0℃的刻度线在x为多少 厘米处？若大气压已变为相当于75厘米水银柱的压强，利用该测温装置 测量温度时可得读数为仍27℃，问此时温度为多少？（1997年全国高考上海考题计算题第六题 12分）‎ ‎ ‎ y P B2‎ ‎300‎ ‎. . . . . .‎ ‎. . . . . .‎ ‎. . . . . .‎ F2‎ x ‎300‎ Q V0‎ O ‎4、 如图所示，在位于竖直平面内的直角坐标系中，第Ⅱ象限区内有一沿+y方向的匀强电场，场强E1=50N/C，还有一个与x轴相切于Q点的圆形 有界匀强磁场，磁感强度B1=500T，方向垂直于纸面向里，在 x轴的下方区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感强度 B2=2.5T，还有一个电场线位于坐标平面的匀强电场，方向如图 所示。今有一个质量m=1.0X10-5kg，点量Q1=+2.0X10-6C的带 电小球，从y轴上的p点以初速v0=40m/s斜射入第二象限，经 过圆形有界磁场时偏转了600角，恰与x轴上静止于Q点的另 一个质量仍为m的带电小球2相碰，小球2的带电量Q2=-6X10-6C，两球相碰后粘合在一起，问：（1）在第Ⅱ象限内圆形磁场区的最小半径多大？（2）欲使碰后小球沿直线运动，x轴下方匀强电场的场强E2的大小应为多少？‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ B M θ d θ L N a b M'‎ N'‎ ‎ 5、如图所示为足够长的光滑斜面导轨MM/和NN/，斜面的倾角=300，导轨相距为d，上端M和N用导线相连，并处于垂直斜面向上的均匀磁 场中，磁场的磁感强度的大小随时间t的变化规律为 B1=kt，其中k为常数。质量为m的金属棒ab垂直导轨放 在M、N附近，从静止开始下滑，通过的路程L时，速度 恰好达到最大，此时磁场的磁感强度的大小为B1。设金 属棒的电阻为R，导轨和导线的电阻不计，‎ 求：（1）金属棒达到的最大速度vm .（2）金属棒从静止 开始下滑L的过程中所产生的热量。‎ ‎ ‎ B b c a v M N ‎ 6、用电阻为R，长度为3L的均匀导线，围成一个单匝的 等边三角形闭合线框abc，如图所示，线框平面与纸面平行，‎ 以恒定速度v向右平动进入一个边界为MN的匀强磁场，‎ 磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。‎ 线框在运动中当ab边进磁场开始计时：‎ 求：①画出线框中感应电动势ε随时间t 变化的图象。‎ ‎②在线框进入磁场的全过程中，通过导线截面积的总电量。‎ ‎ ‎ E B M N L O x y ‎ 7、如图所示，在x轴上方为垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，在x轴下方为方向与y轴方向相反的电场强度为E的匀强电场。已知沿 x轴方向跟坐标原点O相距为L处，有一垂直于x轴和光屏 MN。现有一质量为m、带电量为q的负电荷，从坐标原点 沿y轴正方向射入磁场，如果要使电荷垂直打在光屏MN上，‎ 那么电荷从坐标原点射入时的速度应该多大？电荷从射入磁 场到垂直打在光屏上需要多少时间？（电荷重力不计）‎ ‎ ‎ 海面 电流 P A B ‎ 8、 设有一根海底电缆连接A、B 两地，电缆每千米的阻值 为1.9欧姆，电流由A 地经电缆流向B 地，循BA之 间的海水流回A ，这段电路的总电阻为2000欧姆。‎ 今电缆P 处绝缘损坏，如图所示，测得电路的总电阻 由上述变为900欧姆。为了确定P点的位置，可在B ‎ 处将电缆切断造成断路，再测电路的电阻，就这次测量的阻值为1000欧姆，求AP段电缆的长度是多少？‎ ‎(已知方程：x2-1.8x+0.7=0的根有两个：x1=1.23 ，x2=0.57 )‎ ‎ ‎ d B ‎2‎ ‎1‎ I ‎ 9、如图所示，一块半导体样品板放在垂直于板面的均匀磁场 中，当有恒定电流垂直于磁场方向通过样品板时，在板的两个 侧面1和2之间会产生一个恒定的电势差U1-U2，若磁感应 强度为B ，样品板的厚度为d在，每个载流子带电量的绝对 值为e ，试证明：样品板的单位体积内参加导电的载流子数 为：n= ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ E B R R11‎ ‎10、一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中运动.已知电场强度大小为E，方向竖直向下,磁感应强度大小为B,方向如图所示.若此液滴在垂 直于磁感应强度的平面内,作半径为R的圆周运动(设液滴质量 为m,空气浮力和阻力忽略不计).问:（1）液滴受哪几个力作用.‎ ‎（2）液滴的速度大小如何.绕行方向如何.‎ ‎（3）倘若液滴运行到轨道最低点A时,分裂成两个大小相同 的液滴,其中一个液滴分裂后仍在原平面内作半径为R1=3R的 圆周运动, 绕行方向不变,且此圆周最低点也是A,问另一个 液滴将如何运动.‎ ‎ ‎ ‎ 11、‎ (a)‎ b 用折射率为 的透明物质，做成内、外半径分别为a、b的空心球，b远大于a内表面上涂上完全吸收光的物质。问 ‎ (1) 当一束平行光射向此球时被吸收掉的光束的横截 面积为多大？（注意:被吸收掉的光束的横截面积，指的是 原来光束的横截面积。不考虑透明物质的吸收和外表面的 反射。）图中所示是经过球心截面图。‎ ‎(2) 如果外半径b趋于a时,第(1)问中的答案还能成立吗?‎ 为什么?‎ ‎ ‎ m1‎ m2‎ v10‎ ‎2‎ ‎1‎ ‎ 12. 如图所示，球1和球2的质量分别为m1和m2，放置在光滑水平地面上，球1以一定的水平初速v10向右运动，球2则静止。两球右侧有一竖直弹性墙。‎ 假定两球之间、球与墙之间的所有碰撞均为完全弹性碰撞。为 使两球能发生、而且只能发生两次碰撞，试问两球的质量之比 m1/m2应满足什么条件？‎ ‎ ‎ ‎ ‎ V R C D ‎×‎ ‎ ‎ A ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎ 13．如图所示，长为L、电阻r=0.3欧、质量m=0.1千克的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两导轨间距也是L，‎ 棒与导轨接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有R=0.5欧 的电阻，量程为0——3.0安的电流表串接在一条导轨上，‎ 量程为0——1.0伏的电压表接在电阻R的两端，垂直导轨 平面的匀强磁场向下穿过平面。现以向右恒定外力F使金 属棒右移。当金属棒以V=2米/秒的速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏。问：‎ ‎（1）此满偏的电表是什么表？说明理由。‎ ‎（2）拉动金属棒的外力F多大？‎ ‎（3）此时撤去外力F，金属棒将逐渐慢下来，最终停止在导轨上。求从撤去外力到金属棒停止运动的过程中通过电阻R的电量。‎ R A B ‎600‎ ‎1‎ ‎2‎ O ‎ 14．半径为R的玻璃半圆柱体，横截面如图所示，圆心为O。两条平行单色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直。光线1的入射点A为圆柱的顶点，‎ 光线2的入射点B，∠AOB=600。已知该玻璃对红光的折射率n=。‎ （1） 求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O的距离d。‎ （2） 若射入的是单色蓝光，则距离d将比上面求得的结果大还是小？‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ρ T T2‎ T1‎ T0‎ ‎ 15. 目前的航天飞机的飞行轨道都是近地轨道，一般在地球上空 ‎300—700km飞行，绕地球飞行一周的时间为90min左右．这样，‎ 航天飞机里的宇航员在24h内可以见到日落日出的次数应为 ‎ ‎ A．0.38 B．1 C．2.7 D．16‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎16. 家用电饭煲中电热部分，在电路中串联有一个元件是PTC元件，它是一个热敏电阻器，其电阻率随温度的关系如图所示，由于这种特性，它具有温控功能，使电饭堡自动地处于煮饭和保温状态．对于PTC元件在电饭煲中的作用，以下说法中正确的是[ ]‎ A. A.     通电后其功率先增大，后减小 B.通电后其功率先减小，后增大 ‎ C．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在Tl不变 D．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在T1一T2的某一值不变 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎17．现代家庭电器化程度越来越高，用电安全是——个十分突出的问题．‎ ‎ (1)下表提供了一组部分人的人体电阻平均值数据．‎ ‎ 测量项目 ‎ 完全干燥时 ‎ 出汗或潮湿时 ‎ ‎ ‎ 电阻 电流(加220V)‎ ‎ 电阻 电流(加220V：‎ ‎ 手与手之间 ‎ 200kn ‎ ‎ ‎ 5kO ‎ ‎ ‎ 手与脚之间 ‎300kO ‎ ‎ ‎ 8kO ‎ ‎ ‎ 手与塑料鞋底之间 ‎800kO ‎ ‎ ‎ 101CO ‎ ‎ ‎①从表中可看出干燥时电阻大约是潮湿时电阻的 倍．‎ ‎②在空格中填入，对人体加220伏电压后的电流值．‎ ‎③若对人的安全电流是25n1A以下，‎ 上述哪几项是十分险的．‎ ‎ (2)洗衣机的外壳是金属的(有许多地方没有油漆)，‎ 图1—20表示插头没有接地线，外壳与相线(俗称火线)‎ 接触漏电，手触及外壳．试在图中画出电流经过的 路线(假设此时M为正，N为负)．‎ 图1—21表示插头中有接地线，接在洗衣机外壳，此时发生漏电，试在此图中画出电流经过的路线。‎ ‎ ‎ ‎（3）电路上有规格为10A的熔丝（俗称保险丝），‎ 如图1--22用电器只的功率是1500W，这时 通过熔丝实际电流是多少?一个潮湿的人，‎ 手脚触电，为什么熔丝不会断(即熔丝不能救人命)．‎ ‎(4)图l—23是一种触电保安器，变压器A 处用相线和零线双股平行绕制成线圈，‎ 然后接到用电器．月处有一个输出线圈．‎ 一旦线圈中有电流，经放大后便能推动继电器．／切断电源．‎ 试说明①为什么多开灯不会使保安器切断电源。‎ ‎②为什么有人“手一地”触电保安器会切断电源 ‎③该保安器能不能为双手“相线一零线”触电保安?为什么?‎ ‎[综合点]本题首先是物理知识内部电流、电路、电磁感应等各部分的综合．它还涉及人身用电安全的问题，有较重要的现实意义．解答本题在一定程度能考查解答者所学知识联系实际问题的能力．‎ ‎ ‎ ‎(1)①40—80倍 ②干燥时电流分别为1mA，0.7m1A，‎ ‎28mA，潮湿时电流分别为：44mA，27..5mA；22mA，‎ ‎③潮湿时各种情况均有危险.‎ ‎(2)电流路径如图l—24所示.‎ ‎(3)通过熔丝的实际电流是6..8A 人的手脚触电时，通过人体电流是0.0275A ‎ 熔丝点电流为6.828A，小于1DA，故熔丝不会断去 ‎(4)⑦变压器A线圈因双股并绕，正向电流与反向电流 产生的磁性相互抵消，多开灯、少开灯都如此．所以线圈 B中无感应电流，保安器的控制开关J不工作，不会自动 切断电源．‎ ‎ ⑦当人“手一地”触电时，相线中电流有一部分直接通过人体?流人大地，不从A线圈中回流，保安器铁芯中有磁通量变化，B线圈有电流输出，保安器开关J工作，自动切断电源．‎ ‎ ③“相线一零线”触电时，与多打开几盏电灯情况相似，A线圈中正、反向电流总是相等，不引起磁通量变化，保安器不能自动切断电源，不起保安作用．‎ ‎ ‎ R θ r 太阳 地球 ‎18..在天文学上，太阳的半径、体积、质量密度都是常用的物理量，利用小孔成像原理和万有引力定律相结合，可以简洁地估算出太阳的密度．假设地球上某处对太阳的张角为8(如图l—28所示)，地球绕太阳公转的周期为了，‎ 太阳的密度为ρ，半径为R，质量为M，该处距太阳 中心的距离为r，由于R与r间存在着三角关系，地 球上该处物体绕太阳公转由万有引力提供向心力，‎ 因此，在θ已知的情况下，可方便地估算出太阳的密度．‎ 太阳 l 圆筒 ‎19.取一个长L为800cm的圆筒，在其一端封上厚纸，中间扎直径为1nxn的圆孔，另一端封上一张画有同心圆的薄白纸，相邻同心 圆的半径相差0．5nun，当作测量尺度．把小 孔对着太阳，筒壁与光线平行，另一端的薄 白纸上可以看到一个圆光斑，这就是太阳的 实像，光斑的半径为r0=3．7mm。为了使观察效果明显，可在圆筒的观测端蒙上遮光布，形成暗室． 利用小孔成像原理和万有引力定律，估算太阳的密度(G=6．67×1011N·m3/kg)．‎ ‎ ‎ ‎20．1994年，科学家曾在“阿特兰蒂斯”号航天飞机上进行过一项利用金属缆绳发电的试验．在航天飞机正常飞行时，从机上对准地心发射出一根长20km的金属缆绳，缆绳的总阻值为肋800Ω．设航天飞机的飞行高度为300km，速度为7.7×103m／s，地球半径为6400Km地磁场水平分强度为3.5×10—5T．根据缀计要求该金属缆绳中能产生3A电流，然而该项试验由于缆绳断裂只取得部分成功．试估算 ‎ (1)缆绳能提供的电压 ‎ (2)若按设计要求，航天飞机绕地球飞行一周可获得的电能为多大?‎ ‎ ‎ ‎21.用电阻为R，长度为3L的均匀导线，围成一个单匝的等边三角形闭合线框abc，如图所示，线框平面与纸面平行，以恒定速度v向右平动进入一个边界为MN的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。线框在运动中当ab边进磁场开始计时：求：‎ ‎①画出线框中感应电动势ε随时间t 变化的图象。‎ ‎②在线框进入磁场的全过程中，通过导线截面积的总电量。‎ ‎ ‎ ‎ 22. 如图所示，在x轴上方为垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，在x轴下方为方向与y轴方向相反的电场强度为E的匀强电场。已知沿x轴方向跟坐标原点O相距为L处，有一垂直于x轴和光屏MN。现有一质量为m、带电量为q的负电荷，从坐标原点沿y轴正方向射入磁场，如果要使电荷垂直打在光屏MN上，那么电荷从坐标原点射入时的速度应该多大？电荷从射入磁场到垂直打在光屏上需要多少时间？（电荷重力不计）‎ ‎ ‎ ‎ 23. 如图所示，在X轴上方有匀强电场，场强大小为E，方向竖直向下。在X轴下方有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。在X轴有一点P，PO=L。现有一质量为m ,带电量为（+q）的粒子（重力不计），在坐标的第一象限里，从静止开始释放后能通过P点的X、Y坐标应满足什么条件。‎ ‎ ‎ ‎ 24. (1)用折射率为 ?2的透明物质,做成内,外半径分别为a,b的空心球,b远大于a,内表面上涂上取胜完全吸收光的物质.问当一束平行光射向此球时被吸收掉的光束的横截面积为多大?(注意:被吸收掉的光束的横截面积,指的是原来光束的横截面积.不考虑透明物质的吸收和外表面的反射.)图中所示是经过球心截面图.‎ ‎(2)如果外半径b趋于a时,第(1)问中的答案学还能成立吗?为什么?‎ ‎ ‎ ‎25. 一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中运动.已知电场强度大小为E,方向竖直向下,磁感应强度大小为B,方向如图所示.若此液滴在垂直于磁感应强度的平面内,作半径为R的圆周运动(设液滴质量为m,空气浮力和阻力忽略不计).问:‎ ‎(1)液滴受哪几个力作用.‎ ‎(2)液滴的速度大小如何.绕行方向如何.‎ ‎(3)倘若液滴运行到轨道最低点A时,分裂成两个大小相同的液滴,其中一个液滴分裂后仍在原平面内作半径为R1=3R的圆周运动, 绕行方向不变,且此圆周最低点也是A,问另一个液滴将如何运动.‎ ‎ ‎ m m m A B C V0‎ ‎ 26、如图所示，A、B、C三物体质量均为m，置于光滑水平台上。B、C间夹有已完全不能压紧再压素缩的弹簧，两物体用细线 相连，使弹簧不能伸展。物块A以初速度 V0沿B、C的细绳因受摇动而突然断开，‎ 弹簧伸展，从而使C于A、B分离。脱离弹簧后C的速度为V0. (1)求弹簧所铣放的势能ΔE; (2)若更换B、C间的弹簧，当物块A以初速度V相B运动，物块C在脱离弹簧后的速度为2V0,则弹簧所细放的势能ΔE是多少？ (3) 若情况（2）中的弹簧于情况（1）的弹簧相同，为使物块C在脱离弹簧后的速度仍为2v0,ze A的初速度V应为多大？（1995年上海高考卷最后一道题）‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ V1‎ V2‎ A B ‎27、如图所示，长L=1m的木版静止于光滑水平面上，其左、右两端各有一个小滑块A、B（视为质点），质量分别为 m1=2Kg 、m2=4kg.滑块与木板间的 动摩擦系数=0。4。今使分别以初速度相向动，直到达板之 左端，要求均不掉下来，且初动能之和最小，则之值各为多少？‎ ‎（设木板只作平动）‎ ‎ ‎ 细线 M x0‎ m A O ‎28. 在光滑的水平面上停放着一辆质量为的小车，质量为的物体与劲度系数为的一轻弹簧固定相连，弹簧的一端与小车左端固定连接，将弹簧 压缩后用细线将拴住，止在小车上的点，如图所示，与 间的动摩擦系数为，点为弹簧的原长位置，将细线烧断 后，开始运动。求：(1)当m位于O点左侧还是右侧且 距O点多远时,M的速度最大?并简要说明速度为最大的理 由.(2)若M的最大速度为v1,则此时弹簧放的弹性势能为多少?(3)判断m与M的最终运动状态是静止、匀速运动还是相对往复运动？‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 29.半径相等的两个小球甲和乙，在光滑水平面上沿同一直线向向运动。若甲球的 B A B C F 质量M1大于乙球的质量M2，碰撞前两球的动能相等，‎ 则碰后两球的运动状态之一是，甲球的速度为零而 乙球的速度不为零。试经推证后确定出现这种情况 时M1/M2的取值范围。‎ ‎ ‎ A D C B v0‎ ‎ 30.在光滑的水平面上，有A、B、C、D…….N个大小相同的弹性小球静止地排成一条直线，如图所示，A球质量为2M ，B、C、D……..‎ 各球质量都为M ，现A球以初速V0沿各球的连心 线冲向B球，假设各球间的碰撞均属完全弹性碰撞 ‎（即无机械能的损失），试求各球间不再发生碰撞时，各球的速率。‎ ‎ ‎ ‎31. B球静止于光滑水平面上，质量为M1的 A球以速度V1向B球运动，并与B球发生弹性正碰，求B球质量等于多少，才能使碰后B球的1、速度最大？2、动量最大？ 3、动能最大？‎ ‎ ‎ A L B ‎32.如图2-3-78所示，两个完全相同的薄壁气缸，其中完全相同的活塞用细线通过光滑的定滑轮相连，气缸质量为M，活塞质量为m，‎ 活塞离底距离均为L，气缸对地面的压力 等于MG/2，此时大气压强为P，活塞受到大 气压力等于4MG，现在将铁沙缓慢地加在左边 气缸的活塞上，求铁沙的质量为何值时，右边 气缸将离开地面，设气缸内气体温度不变，气体质量可忽略。‎ ‎ ‎ L1‎ ‎ 33.如图2-3-79所示，一端封闭的粗细均匀的细玻璃管弯成L形，置于大气中，大气压强相当于H厘米汞柱产生的压强，细管的总长度为L，竖直部分的长度为 L1，已知L H ，在保证不使管内空气泄出的条件下，将水银从竖直管的 管口缓缓注入管中，直到水银面与管口相齐，设气柱温度不变，‎ 试讨论：1、欲使注入管中的水银质量最大，L1应满足什么条件？‎ ‎2、若在保持水银面与管口相齐的条件下，使注入管内的水银质量质量 为最大质量的一半，则L1应为多大？‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 34.如图3-2-8所示 用金属细杆连接成一个X-Y坐标，并固定在绝缘水平面上，用相同金属细杆连接成边长A=0.100M的正方形线框ABCD，‎ ‎× ×‎ ‎× ×‎ ‎× ×‎ ‎× ×‎ ‎× ×‎ ‎× ×‎ ‎× ×‎ ‎× ×‎ ‎× ×‎ ‎× ×‎ ‎× ×‎ ‎× ×‎ B c a b d O x y 线框在水平向右的外力作用下，以速度V=0.235M/S向 右平移，平移过程中与金属坐标始终接触良好，摩擦 不计，空间的匀强磁场的磁感应强度B=1.00 。‎