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正文內(nèi)容

高考物理壓軸題匯編(參考版)

2024-10-06 17:10本頁面
  

【正文】 求:(1)狗第一次跳上雪橇后兩者的共同速度的大?。唬?)雪橇最終速度的大小和狗最多能跳上雪橇的次數(shù);(供使用但不一定用到的對(duì)數(shù)值:lg2=,)。設(shè)狗總以速度追趕和跳上雪橇,雪橇與雪地間的摩擦忽略不計(jì)。狗與雪橇始終沿一條直線運(yùn)動(dòng)。開始時(shí)平板車和滑塊共同以的速度在光滑水平面上向右運(yùn)動(dòng),并與豎直墻壁發(fā)生碰撞,設(shè)碰撞時(shí)間極短且碰撞后平板車速度大小保持不變,但方向與原來相反。求:(1)從A、B發(fā)生第一次碰撞到第二次碰撞的時(shí)間內(nèi),木板C運(yùn)動(dòng)的路程;(2)在A、B剛要發(fā)生第四次碰撞時(shí),A、B、C三者速度的大小?,F(xiàn)使槽A以大小為的初速度向右運(yùn)動(dòng),已知。木板位于光滑水平的桌面上,槽與木板間的摩擦不計(jì),小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。假設(shè)各木塊間的碰撞都是完全非彈性的,求取何值時(shí),木塊4 能夠被撞擊到,而木塊5 不會(huì)被撞擊。開始時(shí)用手扶著木塊1,其余各木塊都靜止在斜面上?,F(xiàn)在,在所有木塊都靜止的情況下,一沿軌道方向的恒力F 一直作用在大木塊上,使其與木塊……發(fā)生碰撞,假如所有碰撞都是完全非彈性的,問大木塊與第幾塊小木塊相撞之前,它的速度能達(dá)到極大值,此速度等于多少? ,大小可不計(jì)的小木塊5 等距離地依次放在傾角的斜角上。(1)要使滑塊與箱子這一系統(tǒng)損耗的總動(dòng)能不超過其初始動(dòng)能的40%,滑塊與箱壁最多可碰撞多少次?(2)從滑塊開始運(yùn)動(dòng)到剛完成上述次數(shù)的碰撞期間,箱子的平均速度是多少?,在一水平光滑的長(zhǎng)直軌道上,等間距地放著足夠多的完全的相同的質(zhì)量為m的正方體木塊,編號(hào)依次為……。開始時(shí)箱子靜止不動(dòng),滑塊以恒定的速度從箱子的A壁向B壁滑動(dòng)。(g=10m/s2)35.如圖所示,質(zhì)量為m的長(zhǎng)方形箱子,放在光滑的水平面上。將此裝置從A下端離地板的高度H=。A是某種材料做成的實(shí)心球,質(zhì)量m1=,在其頂部的凹坑中插著質(zhì)量m2=。2,P到達(dá)B且速度為0,因t4=t3+τ39。3   因?yàn)閠3=t2+τ39。3 gτ39?! 」视校簐3=gτ3  0=v3gτ39。1+τ2  得t2=( +1)   ④  在電場(chǎng)力和重力的合力作用下,P又由B板向上作勻加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過時(shí)間τ3,速度變?yōu)関3,此時(shí)使電壓變?yōu)?,讓P在重力作用下向上作勻減速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過τ39。22  由以上各式得  τ2=τ39。2  d= gτ22+v2τ39。2,P正好達(dá)到B板且速度變?yōu)?。1   因?yàn)閠1=τ1  得   ③  在重力作用下,P由A板處向下做勻加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過時(shí)間τ2,P的速度變?yōu)関2,方向向下。1 gτ39。1,P正好達(dá)到A板且速度變?yōu)??! ≡趖=0時(shí),兩板間的電壓為2U0,P自A、B間的中點(diǎn)向上作初速為0的勻加速運(yùn)動(dòng),加速度為g。(質(zhì)點(diǎn)開始從中點(diǎn)上升到最高點(diǎn),及以后每次從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)或從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程中,電壓只改變一次?,F(xiàn)在A、B間加上如圖2所示的隨時(shí)間t變化的電壓U,在t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)P位于A、B間的中點(diǎn)處且初速為0。在兩板之間有一帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)P。求:(1)若只在YY′偏轉(zhuǎn)電極上加電壓(,則電子到達(dá)熒光屏上的速度多大?(2)在第(1)問中,若再在XX′偏轉(zhuǎn)電板上加上,試在熒光屏上標(biāo)出亮點(diǎn)的大致位置,并求出該點(diǎn)在熒光屏上坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。電子槍的加速電壓為U0,緊挨著是偏轉(zhuǎn)電極YY′和XX′,設(shè)偏轉(zhuǎn)電極的極板長(zhǎng)均為?,板間距離均為d,偏轉(zhuǎn)電極XX′的右端到熒光屏的距離為。在圖丙所示的X-Y坐標(biāo)系中畫出這個(gè)波形。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)電子到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)O時(shí),使屏以速度v沿-X方向運(yùn)動(dòng),每經(jīng)過一定的時(shí)間后,在一個(gè)極短時(shí)間內(nèi)它又跳回初始位置(此短暫時(shí)間可忽略不計(jì)),然后重新做同樣的勻速運(yùn)動(dòng)(已知電子的質(zhì)量為m,帶電量為e,重力忽略不計(jì))。在每個(gè)電子通過極板的極短時(shí)間內(nèi),電場(chǎng)視作恒定的。10-10 kg,以20 m/s的初速度垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),103 V, ?(不計(jì)空氣阻力和重力,可以認(rèn)為偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)只局限于平行板電容器內(nèi)部,忽略邊緣電場(chǎng)的不均勻性.)為了使紙上的字放大10%,請(qǐng)你分析提出一個(gè)可行的方法.解:設(shè)微滴的帶電量為q,它進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng),離開電場(chǎng)后做直線運(yùn)動(dòng)打到紙上,距原入射方向的距離為 y=at2+LtanΦ(2分),又a=(1分),t= (1分),tanΦ= (1分),可得y= (2分),代入數(shù)據(jù)得q=10-13 C(2分).要將字體放大10%,103 V,或增大L, cm(5分).31.(16分)如圖5—16所示,光子具有動(dòng)量,每個(gè)光子的動(dòng)量mv=h /λ(式中h為普朗克常量,λ為光子的波長(zhǎng)).當(dāng)光照射到物體表面上時(shí),不論光被物體吸收還是被物體表面反射,光子的動(dòng)量都會(huì)發(fā)生改變,因而對(duì)物體表面產(chǎn)生一種壓力,a是涂黑的,可以認(rèn)為光子全部被吸收,而當(dāng)光線照射到b上時(shí),由于光壓的作用,都可以引起懸絲的旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)的角度圖5—16可以借助于和懸絲一起旋轉(zhuǎn)的小平面鏡M進(jìn)行觀察.(1)如果用一束強(qiáng)光同時(shí)照射a、b兩個(gè)圓片,光線的入射方向跟圓片表面垂直,懸絲將向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)?為什么?(2)已知a、b兩個(gè)圓片的半徑都為r,、b兩個(gè)圓片,設(shè)入射光與圓面垂直,單位時(shí)間內(nèi)垂直于光傳播方向的單位面積上通過的光子個(gè)數(shù)為n,光速為c,求:由于光壓而產(chǎn)生的作用力分別多大.解:(1)a向外b向里轉(zhuǎn)動(dòng)(從上向下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng))(3分)對(duì)時(shí)間t內(nèi)照到圓片上的光子用動(dòng)量定理:Ft=ntSΔmv,照到a上的每個(gè)光子的動(dòng)量變化是mv,而照到b上的每個(gè)光子的動(dòng)量變化是2mv;因此光子對(duì)b的光壓大.(3分)(2)分別對(duì)單位時(shí)間內(nèi)照射到a、b上的光子用動(dòng)量定理,有:Fa= nπr2hν/c,F(xiàn)b= nπr22hν/c(10分)密封線內(nèi)請(qǐng)勿答題3(16分)示波器是一種多功能電學(xué)儀器,可以在熒光屏上顯示出被檢測(cè)的電壓波形。帶電后的微滴以一定的初速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),帶電微滴經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)后打到紙上,墨汁微滴不帶電,徑直通過偏轉(zhuǎn)板而注入回流槽流回墨盒。tA=2v (2分)圖2′xB=2vtB=2v (2分)xA+d=xB+vR′=I③斷開電鍵S并同時(shí)開始計(jì)時(shí),每隔5 s或10 s讀一次微安表的讀數(shù)i,將讀數(shù)記錄在預(yù)先設(shè)計(jì)的表格中。粒子2運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 ⑥兩粒子射入的時(shí)間問隔 △t=t1t2= ⑦  因 得 ⑧由①、⑦、⑧三式得 △t=22.(13分)1951年,物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了“電子偶數(shù)”,所謂“電子偶數(shù)”、負(fù)電子的質(zhì)量均為me,普朗克常數(shù)為h,靜電力常量為k,假設(shè)“電子偶數(shù)”中正、負(fù)電子繞它們質(zhì)量中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r、運(yùn)動(dòng)速度v及電子的質(zhì)量滿足量子化理論:2mevnrn=nh/2π,n=1,2……,“電子偶數(shù)”的能量為正負(fù)電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和系統(tǒng)的電勢(shì)能之和,已知兩正負(fù)電子相距為L(zhǎng)時(shí)的電勢(shì)能為Ep=k,試求n=1時(shí)“電子偶數(shù)”的能量.18.(13分)由量子化理論知 n=1時(shí),2mev1r1= 解得 ①設(shè)此時(shí)電子運(yùn)轉(zhuǎn)軌道半徑為r,由牛頓定律有me ②由①②聯(lián)立可得v1=πke2/h 系統(tǒng)電勢(shì)能Ep=k=-2mev12而系統(tǒng)兩電子動(dòng)能為Ek=2系統(tǒng)能量為E=Ep+Ek=mev12=π2mk2e4/h2評(píng)分:解答①式正確得2分;解答②式正確得3分;正確分析系統(tǒng)勢(shì)能得2分;解答動(dòng)能正確得3分;正確列式、得出總能量表達(dá)式得3分.23.(14分)顯像管的工作原理是陰極K發(fā)射的電子束經(jīng)高壓加速電場(chǎng)(電壓U)加速后垂直正對(duì)圓心進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、半徑為r的圓形勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng),如圖11所示,偏轉(zhuǎn)后轟擊熒光屏P,熒光粉受激而發(fā)光,所生產(chǎn)的陰極材料中會(huì)有少量SO,SO打在屏上出現(xiàn)暗斑,稱為離子斑,如發(fā)生上述情況,試分析說明暗斑集中在熒光屏中央的原因[10-31 kg,硫酸根離子(SO)10-25 kg]. 2電子或硫酸根離子在加速電場(chǎng)中 qU=設(shè)粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí),軌道半徑為R,有:qvB=m 則R=設(shè)粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中速度偏角為θ,有:tan故tan∝由于硫酸根離子荷質(zhì)比遠(yuǎn)小于電子的荷質(zhì)比,高速硫酸根離子經(jīng)過磁場(chǎng)幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn),而集中打在熒光屏中央,形成暗斑.評(píng)分:正確運(yùn)用動(dòng)能定理處理粒子在加速電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)得3分;求解粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中的軌道半徑得3分;正確抓住切入點(diǎn),求解tan得3分;明確tan與的關(guān)系得2分;最后將tan∝應(yīng)用于電子和硫酸根離子,得出正確結(jié)論得2分. 24.(14分)如圖12是用高電阻放電法測(cè)電容的實(shí)驗(yàn)電路圖,其原理是測(cè)出電容器在充電電壓為U時(shí)所帶的電荷量Q,:①按電路圖接好實(shí)驗(yàn)電路。圓心和直徑分別為 OO2和OO1Q1,OO2Q2,在0處兩個(gè)圓的切線分別表示兩個(gè)粒子的射入方向,用θ表示它之間的夾角。分析與解:這一題是帶電粒子僅在洛侖茲力作用下的運(yùn)動(dòng)問題,前后兩個(gè)粒子做完全相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng),對(duì)應(yīng)的物理規(guī)律較簡(jiǎn)單,第二問的難點(diǎn)在于物理情景分析和幾何關(guān)系的確定,勾畫草圖分析,巧設(shè)角度是解題的關(guān)鍵。 (1)求所考察的粒子在磁場(chǎng)中的軌道半徑。已知先后射入的兩個(gè)粒子恰好在磁場(chǎng)中的P點(diǎn)相遇,P到O的距離為L(zhǎng)。 2(1999年全國(guó)) 圖9中虛線MN是一垂直面的平面與紙面的交線,在平面右側(cè)的半空間存在著一磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直紙面向外。時(shí),即為直徑時(shí)磁場(chǎng)圓O39。由于質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)的速度方向與飛出磁場(chǎng)的速度方向相垂直成90176。若此磁場(chǎng)僅分布在一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi),試求這個(gè)圓形區(qū)域的最小半徑,重力忽略不計(jì)。 (1994年全國(guó))一帶電質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量為m電量為q,以平行于ox軸的速度v從y軸上的a點(diǎn)射入圖7中第一象限所示的區(qū)域。 根據(jù)題述條件,從近圓軌道到地面的空間中重力加速度g=10m/s2,若以地面為重力勢(shì)能的零點(diǎn),墜落過程開始時(shí)空間站在近圓軌道的勢(shì)能.  ?、佟 ∫詖表示空間站在軌道上的速度,可得 . ?、凇 ∑渲衦為軌道半徑,若R地表示地球半徑,則r=R地+h.  ?、邸 ∮墒舰?、③可得空間站在軌道上的動(dòng)能    (R地+h) ④   由式①、④可得,在近圓軌道上空間站的機(jī)械能  E=Mg(R地+h) ⑤   在墜落過程中,用于銷毀部分所需要的能量為Q汽=(Mm)μ.⑥  用于殘片升
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