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1、word文档可编辑】辽宁省鞍山市新高考物理经典100解答题精选高考物理解答题100题含答案有解析1.光滑水平面上有截面为半圆形柱体A,半径为R,在圆柱体截面圆心O 正上方。处用轻质细线悬挂小球 B。小球B 静止在A 上时,细线与竖直方向夹角为。,OB与 0 8 垂直,A 在水平向右推力F 作用下处于静止状态,已知A、B 质量均为m,B 可看成质点,不计一切摩擦。当撤去F,小球推动半圆柱体向左运动,两者分离后,经过t 时间小球第一次向左摆到最大高度。(重力加速度大小为g)求:水平推力F 的大小;(2)自撤掉F 后到小球第一次向左摆到最高处的过程中,圆柱体位移大小。2.如图所示,A 8 是重力为G
2、 的匀质细直杆,其中A 端通过光滑较链固定于竖直墙壁上,B 端受一与细直杆夹角恒为6 0 的拉力作用,使杆子由水平位置缓慢沿逆时针方向转到竖直位置。求:当杆与墙壁的夹角为6 0 时,杆 A、B 端受到的作用力的大小;当杆与墙壁的夹角为3 0 时,杆 A、8 端分别受到的作用力的大小。3.如图所示,两个完全相同的长木板A、B 靠在一起(不连接)放在光滑的水平面上,A、B 的长均为L,质量均为m,一物块C,质量也为m,以初速度V。从 A 木板的左端滑上木板,最终刚好能滑到木板A 的右端,重力加速度为g,物块与两长木板间的动摩擦因数相同,不计滑块C 的大小。求:(1)物块与长木板间的动摩擦因数方4(
3、2)物块滑到A 的右端时,再给C 一个向右的瞬时冲量,使 C 的 速 度 变 为 试 判 断 C 会不会从B的右端滑出,要求写出判断的推理过程。C-4 7T4.如图所示,两平行的光滑金属导轨固定在竖直平面内,导轨间距为L、足够长且电阻忽略不计,条形匀强磁场的宽度为d,磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直。长度为2d 的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝导线框连接在一起组成装置,总质量为m,置于导轨上。导体棒与金属导轨总是处于接触状态,并在其中通以大小恒为I的电流(由外接恒流源产生,图中未画出)。线框的边长为d (J),电阻为R,下边与磁场区域上边界重合。将装置由静止释放,导体棒恰好运动到磁场区域下
4、边界处返回,导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直,重力加速度为g。试求:(1)装置从释放到开始返回的过程中,线框中产生的焦耳热Q;经过足够长时间后,线框上边与磁场区域下边界的最大距离X m。5 .一半径为R=1 0 c m的半圆形玻璃砖放置在竖直平面上,其截面如图所示。图中O为圆心,MN为竖直方向的直径。有一束细光线自O点沿水平方向射入玻璃砖,可以观测到有光线自玻璃砖右侧射出,现将入射光线缓慢平行下移,当入射光线与O点的距离为h=6 c m时,从玻璃砖右侧射出的光线刚好消失。已知光在真空中的传播速度为c=3 x l 0*m/s,贝I J:(1)此玻璃的折射率为多少;若h =5 0 c m,求光
5、在玻璃砖中传播的时间。6 .如图所示,物体P和。分别位于倾角6 =3 7。的斜面和绝缘水平面上,用跨过光滑定滑轮。的绝缘轻绳连接,绳。段水平,绳0P段平行于斜面,绝缘水平面上方空间有范围足够大、水平向右的匀强电场,已知P、。与接触面间的动摩擦因数均为=02,质量均为机=l k g,p不带电。带i x l O-C的正电荷。P、。均恰好能匀速滑动。P、。与接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取s i n 3 7 o =0.6,c o s 2 7 0 =0.8,=1 0 m/s2.求匀强电场的电场强度大小的可能值。E7.如图所示,等腰直角三角形ABC为某透明介质的横截面,O 为 BC边的中点,位于
6、O 点处的点光源在透明介质内向各个方向发射光线,其中从AC边上的D 点射出的光线平行于B C,且 OC与 OD夹角为1 5 ,从 E 点射出的光线垂直B C 向上。已知BC边长为2L。求:(1)该光在介质中发生全反射的临界角C;(2)D E的长度X。8.如图所示,水平传送带与固定斜面平滑连接,质量为m=1kg的小物体放在斜面上,斜面与水平方向的夹角为。=37。,若小物体受到一大小为F=20N 的沿斜面向上的拉力作用,可以使小物体从斜面底端A由静止向上加速滑动。当小物体到达斜面顶端B 时,撤去拉力F 且水平传送带立即从静止开始以加速度a=lm/s2沿逆时针方向做匀加速运动,当小物体的速度减为零时
7、刚好滑到水平传送带的右端C 处。小物体与斜面及水平传送带间的动摩擦因数均为11=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A B间距离L=5m,导槽D 可使小物体速度转为水平且无能量损失,g=10m/s2o 已知5加37。=0.6,37。=0.8,求:(1)小物体运动到B 点的速度小物体从A 点运动到C 点的时间(3)小物体从B 点运动到C 点的过程中,小物体与传送带间由于摩擦而产生的热量Q9.光的干涉和衍射现象说明光具有波动性。爱因斯坦的光电效应理论和康普顿效应理论表明,光在某些方面确实也会表现得像是由一些粒子(即一个个有确定能量和动量的“光子”)组成的。人们意识到,光既具有波动性,又具有粒子性。
8、(c 为光速,h 为普朗克常量)物理学家德布罗意把光的波粒二象性推广到实物例子,他提出假设:实物粒子也具有波动性,即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系,粒子的能量E 和动量p 跟它所对应波的频率v 和波长2 之间也遵E h从如下关系:V =-,几=一。请依据上述关系以及光的波长公式,试推导单个光子的能量E 和动量ph p间存在的关系;我们在磁场中学习过磁通量,其实在物理学中有很多通量的概念,比如电通量、光通量、辐射通量等等。辐射通量中c表示单位时间内通过某一截面的辐射能,其单位为J/S。光子具有能量。一束波长为的光垂直照射在面积为S 的黑色纸片上,其辐射通量为C,且全部被黑纸片吸收,求该束
9、光单位体积内的光子数n;光子具有动量。当光照射到物体表面上时,不论光被物体吸收还是被物体表面反射,光子的动量都会发生改变,因而对物体表面产生一种压力。求上一问中的光对黑纸片产生的压力大小,并判断若将黑纸片换成等大的白纸片,该束光对白纸片的压力有何变化。10.如图甲所示,粒子源靠近水平极板M、N 的 M 板,N 板下方有一对长为L,间距为d=1.5L的竖直极板 P、Q,再下方区域存在着垂直于纸面的匀强磁场,磁场上边界的部分放有感光胶片。水平极板M、N中间开有小孔,两小孔的连线为竖直极板P、Q 的中线,与磁场上边界的交点为O。水平极板M、N 之间的电压为Uo;竖直极板P、Q 之 间 的 电 压 随
10、 时 间 t 变化的图像如图乙所示;磁场的磁感强度B=粒子源连续释放初速度不计、质量为m、带电量为+q的粒子,这些粒子经加速电场获得速度进入竖直极板P、Q 之间的电场后再进入磁场区域,都会打到磁场上边界的感光胶片上,已知粒子在偏转电场中运动的时间远小于电场变化的周期,认为粒子在偏转极板间飞过时Up。不变,粒子重力不计。求:XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX磁场下边界甲3乙带电粒子进入偏转电场时的动能Ek;带电粒子打到磁场上边界感光胶片的落点范围。11.在容积为40L的容器中,盛有压缩二氧化碳3.96kg,该容器能承受的压强不超过6.oxl()6pa,求容器会有爆炸危险时内部气体达到的
11、摄氏温度?(已知二氧化碳在标准状态下的密度是1.98kg/m3,温度是0C,压强是ixlO5pa)12.如图所示,在高为二二i.25m的光滑水平平台的边缘放一质量为二二j.Okg的木块P,一颗子弹以Z.;1=500m s的速度从左向右水平射穿木块P 后,与 P 离开平台落到水平地面上。测得子弹和木块的落地点到平台边缘的水平距离分别为二j=和二:=2 m。若不计空气阻力,木块和子弹均可看成质点,子弹射穿木块过程的时间很短,g 取 一;求:(1)子弹的质量m;(2)子弹对木块的冲击力的冲量I。%P:1。一13.2020年 1 月 1 日起,TPMS(胎压监测系统)强制安装法规将开始执行。汽车行驶时
12、,TPMS显示某一轮胎内的气体温度为27 C,压强为250 kPa,己知该轮胎的容积为30L.阿伏加德罗常数为NA=6.0 x 1023mol1,标准状态下Imol任何气体的体积为22.4L,latm=100kPa。求该轮胎内气体的分子数。(结果保留一位有效数字)14.如图所示,在竖直平面内建立直角坐标系x O y,在 x ln3=1.099)求气体在状态C 的体积;气体从状态A 经状态B、C、D 再回到状态A 的过程中,吸收或放出的热量Q。Aatm22.(8 分)现有由同一种材料制成的一个透明工艺品,其切面形状图如图所示。其中,顶部A 为矩形形状,高 C M=d,边长C D =L,底部8 为
13、等边三角形。现让一束单色光线从8 部 分 边 的 中 点。表面处沿竖直方向射入,光线进入8 后发现折射光线恰好与B 部分的 W平行且经过M A T,最后从A 部分的 C O 边上某点。处射出,光在真空中的传播速度为以 求:(1)光在工艺品中传播的速度;(2)光在工艺品中传播的时间。23.(8 分)如图所示,在第H象限内有水平向右的匀强电场,在 第 I 象限和第IV 象限的圆形区域内分别存在如图所示的匀强磁场,在 第 IV 象限磁感应强度大小是第I 象限的2 倍.圆形区域与x 轴相切于Q 点,Q 到 O 点的距离为L,有一个带电粒子质量为m,电荷量为q,以垂直于x 轴的初速度从轴上的P 点进入匀
14、强电场中,并且恰好与y 轴的正方向成60。角以速度v 进入第I 象限,又恰好垂直于x 轴在Q 点进入圆形区域磁场,射出圆形区域磁场后与x 轴正向成30。角再次进入第I 象限。不计重力。求:(1)第 I 象限内磁场磁感应强度B 的大小:(2)电场强度E 的大小;(3)粒子在圆形区域磁场中的运动时间。24.(10分)如图所示,半径未知的;光滑圆弧AB与倾角为37。的斜面在B 点连接,B 点的切线水平。斜 面 BC长为L=0.3m。整个装置位于同一竖直面内。现让一个质量为m 的小球从圆弧的端点A 由静止释放,小球通过B 点后恰好落在斜面底端C 点处。不计空气阻力。(g 取 10m/s2)求圆弧的轨道
15、半径;(2)若在圆弧最低点B 处放置一块质量为m 的胶泥后,小球仍从A 点由静止释放,粘合后整体落在斜面上的某点D.若将胶泥换成3m 重复上面的过程,求前后两次粘合体在斜面上的落点到斜面顶端的距离之比。mA q 一25.(10分)有一四分之一玻璃球,左侧面镀银,光 源 A 在其通过圆心的水平底边BD上(D 为球心),如图所示.从光源A 发出的一束细光射到球面E 上,其中一部分光经球面反射后恰能竖直向上传播,另一部分光经过折射进入玻璃球内,经左侧镀银面反射恰能沿原路返回,若球面半径为H=玻璃折射率 为 百,求:光射到球面E 上的入射角光源A 与球心D 之间的距离E2 6.(1 2分)如图所示A
16、B C。是一玻璃砖的截面图,一束光沿与A 8面成3 0。角从A 8边上的E点射入玻璃砖中,折射后经玻璃砖的BC边反射后,从C。边上的E点垂直于CO边射出.已知N5 =9 0,NC =6 0,E 8 =1 0 a,B C=3 0 c m.真空中的光速c =3 x l()8加/s,求:玻璃砖的折射率;光在玻璃砖中从E传播到尸所用的时间.2 7.(1 2分)如图所示,一玻璃砖的截面为直角三角形A B C,其中乙4 =6 0。,=6 c m,该玻璃砖的折射率 为 血。现有两细束平行且相同的单色光。、8,分别从AC边上的。点、E点射入,且均能从A 8边上的尸点射出。已知A 0 =A E =2 c m。求
17、:(1)。、6两单色光的入射角;(2)D、E两点之间的距离。2 8.由某种材料制成的直角三角形棱镜,折射率m=2,A C边长为L,Z C=9 0,Z B=3 0 ,A B面水平放置。另有一半径为彳,圆心角9 0的扇形玻璃砖紧贴A C边放置,圆心O在A C中点处,折射率由=J 5,如图所示。有一束宽为d的平行光垂直A B面射入棱镜,并能全部从A C面垂直射出。求:c(I)从 AB面入射的平行光束宽度d 的最大值;(II)光 从 OC面垂直射入扇形玻璃砖后,从圆弧面直接射出的区域所对应的圆心角。2 9.如图,某棱镜的横截面积为等腰直角三角形A B C,其折射率二=耳,一束单色光从AB面 的 O 点
18、入射,恰好在AC面上发生全反射,O、A 的距离二=0.45二,求:光在AB面的入射角的正弦值;(2)光从O 点入射到AC面上发生全反射所经历的时间.3 0.物体沿着圆周的运动是一种常见的运动,匀速圆周运动是当中最简单也是较基本的一种,由于做匀速圆周运动的物体的速度方向时刻在变化,因而匀速周运动仍旧是一种变速运动,具有加速度。(1)可按如下模型来研究做匀速圆周运动的物体的加速度:设质点沿半径为r、圆心为O 的圆周以恒定大小的速度v 运动,某时刻质点位于位置A。经极短时间加后运动到位置B,如图所示,试根据加速度的定义,推导质点在位置A 时的加速度的大小;(2)在研究匀变速直线运动的“位移”时,我们
19、常旧“以恒代变”的思想;在研究曲线运动的“瞬时速度”时,又常用“化曲为直”的思想,而在研究一般的曲线运动时我们用的更多的是一种“化曲为圆”的思想,即对于般的曲线运动,尽管曲线各个位置的弯曲程度不详,但在研窕时,可以将曲线分割为许多很短的小段,质点在每小段的运动都可以看做半径为某个合适值 的圆周运动的部分,进而采用圆周运动的分析方法来进行研究,夕叫做曲率半径,如图所示,试据此分析图所示的斜抛运动中。轨迹最高点处的曲率半径(3)事实上,对于涉及曲线运动加速度问题的研究中,“化曲为圆”并不是唯的方式,我们还可以采用一种“化圆为抛物线”的思考方式,匀速圆周运动在短时间,内可以看成切线方向的匀速运动,法
20、线方向的匀变速运动,设圆弧半径为R,质点做匀速圆周运动的速度大小为v,据此推导质点在做匀速圆周运动时的向心加速度aozx3 1.如图所示,间距为L、光滑的足够长的金属导轨(金属导轨的电阻不计)所在斜面倾角为两根同材料、长度均为L、横截面均为圆形的金属棒C D、P Q放在斜面导轨上,已知C D棒的质量为m、电阻为R,P Q棒的圆截面的半径是C D棒圆截面的2倍.磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上,两根劲度系数均为k、相同的弹簧一端固定在导轨的下端,另一端连着金属棒C D.开始时金属棒CD静止,现用一恒力平行于导轨所在平面向上拉金属棒P Q,使金属棒PQ由静止开始运动,当金属棒P Q达
21、到稳定时,弹簧的形变量与开始时相同.已知金属棒P Q开始运动到稳定的过程中通过C D棒的电荷量为q,此过程可以认为C D棒缓慢地移动,已 知题设物理量符合膏=1吆s i n a的关系式,求此过程中(要求结果均用m g、k、a来表示):(1)C D棒移动的距离;(2)P Q棒移动的距离;(3)恒力所做的功.3 2.如图所示,半径R =7.5 m的四分之一光滑圆弧QP竖直放置,与粗糙水平地面平滑连接于P点,整个空间存在场强大小E =2x 1()3 v/m的匀强电场,竖 直 边 界 右 侧 电 场 方 向 水 平 向 右,左侧电场方向竖直向上;小物块4 8(视为质点)大小形状相同,A电荷量为q =+
22、5 x l O-3 c,3不带电,质 量 佃=3 k g,mB=l k go从。点由静止释放A,与静止在地面上。点的8碰撞。已 知 与 地 面 间 动 摩 擦 因 数 均 为 =0.2,P、D间 距 离 毛=16.5 m,g取i o m/s 2,48间碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短。求:(1)物块A运动到P点时,受到圆弧轨道支持力的大小;(2)物块A、8碰撞后瞬间,48速度的大小和方向;(3)物块A、B第一次碰撞后,过多长时间发生第二次碰撞。33.如图所示,竖直放置的U 形玻璃管与容积为V=15 c n/的金属球形容器连通,玻璃管左侧横截面积为右侧横截面积的4 倍.右侧玻璃管和球形容器中用水银柱
23、封闭一定质量的理想气体.开始时,U 形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出=15 cm,右侧玻璃管内水银柱上方空气柱长h0=9cm.现缓慢向左管中加入水银,使两边水银柱达到同一高度,玻璃管和金属球导热良好(已知大气压po=75cmHg,U 形玻璃管的右侧横截面积为S=1 c m,求:店此过程中被封气体内能如何变化?吸热还是放热?需要加入的水银体积.34.如图甲所示,直角坐标系xOy的第一象限内存在沿y 轴负方向的匀强电场,电场强度大小为E,在第四象限内有一半径为R 的圆形有界匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,磁场的边界刚好与x 轴相切于A点,A 点的坐标为(6 R,0),一个质量为m、电荷量为q 的
24、带正电粒子在A 点正上方的P 点由静止释放,粒子经电场加速后从A 点进入磁场,经磁场偏转射出磁场后刚好经过坐标原点O,匀强磁场的磁感应强度大小为B,不计粒子的重力,求:(1)P 点的坐标;(2)若在第三、四象限内、圆形区域外加上垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小也为B,如图乙所示,粒子释放的位置改为A 点正上方尸点处,P 点 的 坐 标 为 7 3/?,-,让粒子在产点2mE处由静止释放,粒子经电场加速后从A 点进入磁场,在磁场中偏转后第一次出磁场时,交 x 轴 于 C 点,则 AC 间的距离为多少;粒子从P点到C 点运动的时间为多少.3 5 .如图所示,空间存在一个半径为R o的圆
25、形匀强磁场区域,磁场的方向垂直于纸面向里、磁感应强度的大小为B。有一个粒子源在纸面内沿各个方向以一定速率发射大量粒子,粒子的质量为m、电荷量为+q。将粒子源置于圆心,则所有粒子刚好都不离开磁场,不考虑粒子之间的相互作用。(1)求带电粒子的速率;(2)若粒子源可置于磁场中任意位置,且磁场的磁感应强度大小变为0,求粒子在磁场中最长的运动时4间/X X XX X X Xx x f i x XX XX X X XXXX X X X X X XXXXq X X,x XX X X X.XXX X,/X X斗 3 6 .水平光滑平行导轨上静置两根完全相同的金属棒,已知足够长的导轨间距为L =0.4 0m,每
26、根金属棒的电阻为r =0.1。,质量均为相=().20k g。整个装置处在垂直导轨竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小8 =().1T。务=0时亥上对 沿导轨方向施加向右的恒力/=0.3 0N,作用 =4 s后撤去,此刻M棒的速度为匕=4 m/s,c d棒 向 右 发 生 的 位 移=5m。试求:撤力时M棒的速度;从最初到最终稳定的全过程中,外棒上产生的焦耳热;(3)若从最初到最终稳定的全过程中,经历的时间为L=6S,求这段时间内的感应电流的有效值。3 7 .如图,两根相距I=0.4 m的平行金属导轨O C、水平放置。两根导轨右端O、O,连接着与水平面垂直的光滑平行导轨O D、O-D S两根与
27、导轨垂直的金属杆M、N被放置在导轨上,并且始终与导轨保持保持良好电接触。M、N 的质量均为m=0.2kg,电阻均为R=0.4C,N杆与水平导轨间的动摩擦因数为M=0.1o整个空间存在水平向左的匀强磁场,磁感应强度为B=0.5T。现给N 杆一水平向左的初速度v=3m/s,同时给M 杆一竖直方向的拉力F,使 M 杆由静止开始向下做加速度为aM=2m/S2的匀加速运动。导轨电阻不计,(g 取 lOm/s?)。求:(l)t=ls时,N 杆上通过的电流强度大小;(2)求 M 杆下滑过程中,外力F 与时间t 的函数关系;(规定竖直向上为正方向)已 知 N 杆停止运动时,M 仍在竖直轨道上,求 M 杆运动的
28、位移;(4)在 N 杆在水平面上运动直到停止的过程中,已知外力F 做功为-1 L 1 J,求系统产生的总热量。3 8.质量为M=10kg的卡板静止在光滑水平面上,质量为机=30kg的小孩以%=2m/s的水平速度跳上木板的A 端,站稳后小孩又以a=0.25m/s2的加速度匀加速跑向木板的B 端并离开木板,离开后木板恰好静止,求:(1)小孩在木板上站稳时的速度大小;(2)木板的长度。39.如图,两固定的绝缘斜面倾角均为0,上沿相连.两细金属棒ab(仅标出a 端)和cd(仅标出c 端)长度均 为 L,质量分别为2m 和 m;用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca,并通过固定在斜面上沿
29、的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上,使两金属棒水平.右斜面上存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上.已知两根导线刚好不在磁场中,回路电阻为R,两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为H,重力加速度大小为g.已知金属棒ab匀速下滑.求:作用在金属棒ab上的安培力的大小;金属棒运动速度的大小.40.如图所示,一个半圆柱形透明介质,其横截面是半径为R 的半圆,AB为半圆的直径,。为圆心,该介质的折射率 =J 5;一束平行光垂直射向该介质的左表面,若光线到达右表面后,都能从该表面射出,则入射光束在AB上的最大宽度为多少?一细束光线在。点上侧且与。点 相 距 且 R处 垂 直 于 从 左 方 入 射
30、,求此光线从该介质射出点的位4 1.将电容器的极板水平放置分别连接在如图所示的电路上,改变滑动变阻器滑片的位置可调整电容器两极板间电压。极板下方三角形ABC区域存在垂直纸面向里的匀强磁场,其中NB=30、NC=90,底边AB平行于极板,长度为L,磁感应强度大小为B。一粒子源O 位于平行板电容器中间位置,可产生无初速度、电荷量为+q的粒子,在粒子源正下方的极板上开一小孔F,OFC在同一直线上且垂直于极板。已知电源电动势为E,内阻忽略不计,滑动变阻器电阻最大值为R,粒子重力不计,求:(1)当滑动变阻器滑片调节到正中央时,粒子从小孔F 射出的速度;(2)调整两极板间电压,粒子可从AB边射出。若使粒子
31、从三角形直角边射出且距离C 点最远,两极板间所加电压应是多少。42.如图所示,一束单色光以一定的入射角从A 点射入玻璃球体,已知光线在玻璃球内经两次反射后,刚好能从A 点折射回到空气中.已知入射角为45。,玻 璃 球 的 半 径 为 立 根,光在真空中传播的速度为103xlOxm/s,求:(I)玻璃球的折射率及光线第一次从玻璃球内出射时相对于射入玻璃球的光线的偏向角;(I I)光线从A 点进入及第一次从A 点射出时在玻璃球体运动的时间.43.如图所示,质量均为m 的木块A、B,静止于光滑水平面上。A 上固定一竖直轻杆,轻杆上端的。点系一长为L 的细线,细线另一端系一质量也为m 的球C,现将球C
32、 拉起使细线水平伸直,并由静止释放。当球C 第一次到达最低点时,木块A 与 B 发生弹性碰撞。求:球 C 静止释放时A、B 木块间的距离;球 C 向左运动的最大高度;(3)当球C 第二次经过最低点时,木块A 的速度。44.如图所示,在 OVxa 的区域I 内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,在 x a 的区域II 内有垂直于纸面向外的匀强磁场,它们的磁感应强度均为Bo,磁场边界与x轴交于P 点。一质量为m,电荷量为q(q0)的粒子沿x 轴从原点O 水平射入磁场。当粒子射入速度不大于时,粒子在磁场中运动的时间都相等,不计重力:(1)求速度V。的大小;(2)若粒子射入速度的大小为2 v 0,求粒子两次
33、经过边界到P 点距离的比值;(结果可带根号)(3)若调节区域II磁场的磁感应强度大小为入B o,使粒子以速度nvo(n l)从 O 点沿x 轴射入时,粒子均从O 点射出磁场,求 n 与人满足的关系。XIXII*OaxX*X45.在车辆碰撞实验中,质量为4m 的大车与质量为m 的小车沿同一直线相向而行,在碰前瞬间大车和小车的速度大小分别为v 和 2 v,碰撞后小车沿反方向运动,大车运动的方向不变,并且大车经过时间t 停止运动。已知碰撞过程的时间很短,碰撞后两车都处于制动状态,两车与地面之间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为g。求:(1)碰撞后瞬间大车的速度大小和碰撞后大车滑行的最大距离。碰撞过程
34、中小车受到的冲量大小。4 6.如图所示,质 量 M=3kg的足够长的小车停在光滑水平地面上,另一木块m=lk g,以 vo=4m/s的速度冲上小车,木块与小车间动摩擦因数=0.3,g=10m/s2,求经过时间t=2.0s时:14同.M()(厂 _ _ _ _ _ _z /z /z z /z /z /(1)小车的速度大小V;(2)以上过程中,小车运动的距离x;(3)以上过程中,木块与小车由于摩擦而产生的内能Q.47.如图所示,一带电微粒质量为m=2.0 xl()Fkg、电荷量q=+1.0 xl()-5c,从静止开始经电压为Ui=100V的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,微粒射出电
35、场时的偏转角9=30。,并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域.已知偏转电场中金属板长L=20cm,两板间距d=17.3cm,重力忽略不计.求:;X X X X:B;X X X X ;;x x x x i D-I(1)带电微粒进入偏转电场时的速率V1;(2)偏转电场中两金属板间的电压U2;(3)为使带电微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B 至少多少.48.如图所示,材质相同的直角三角形和!圆形玻璃砖紧紧贴在一起(不考虑中间缝隙),AB=BD=L,其4中 AD是一个平面镜,一束平行光线垂直于AB边从空气射入玻璃砖,通 过 BD边的光线中,只有占BD4长度
36、二的光线可以从圆弧CD射出,光在真空中传播速度为c,贝 IJ:(可能用到的数值:sin740=0.96,结果用分数表示)玻璃砖对光线的折射率n;(2)恰好没有从圆弧面CD射出的光线在玻璃中的传播的时间t49.在某次学校组织的趣味运动会上,某科技小组为大家展示了一个装置,如图所示,将一质量为0.1kg的钢球放在O 点,用弹射器装置将其弹出,使其沿着光滑的半圆形轨道OA和 AB运动,BC段为一段长为 L=2.0m 的粗糙平面,DEFG为接球槽。圆弧OA和 A B的半径分别为r=0.2m,R=0.4m,小球与BC段的动摩擦因数为N=05,C 点离接球槽的高度为h=L 25m,水平距离为x=0.5 m
37、,接球槽足够大,g 取10m/s2,求:钢球恰好不脱离圆弧轨道,钢球在A 点的速度vA多大;满足时,钢球在圆轨道最低点B 对轨道的压力;(3)要使钢球最终能落入槽中,弹射速度至少多大。50.如图所示,在一个倾角为。=37。的足够长的固定斜面上,由静止释放一个长度为L=5 m 的木板,木板与斜面之间的动摩擦因数必=0 4。当长木板沿斜面向下运动的速度达到%=9.6 m/s时,在木板的下端轻轻放上一个质量与木板相同的小煤块,小煤块与木板之间的动摩擦因数4=0 2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度的大小g=10m/sz,sin37。=0.6,cos370=0.8,结果可用根号表示。求:(1
38、)刚放上小煤块时,长木板的加速度q 的大小和煤块的加速度外的大小;(2)小煤块从木板哪一端离开?煤块从放上到离开木板所需时间f 是多少?51.如图所示,空间存在一方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。电场强度的大小为E,磁感应强度的大小为B,电场和磁场的分界面为水平面,用图中虚线表示。界面上O 点是电场中P 点的垂足,M 点位于O 点的右侧,O M=d,且与磁场方向垂直。一个质量为加、电荷量为g 的带负电的粒子,从 P 点以适当的速度水平向右射出。恰好能经过M 点,然后历经磁场一次回到P 点。不计粒子的重力。求:(1)P点离O 点的高度h;(2)该粒子从P 点射出时的速度大小vo。X
39、 X X X X X X5 2.如图所示,带正电的A 球固定在足够大的光滑绝缘斜面上,斜面的倾角a=37。,其带电量Q=:xlO5C;质 量 m=0.1kg、带电量q=+lxlO_7C 的 B 球在离A 球 L=0.1m处由静止释放,两球均可视为点电荷.(静电力恒量 k=9xl()9Nm2/c2,sin37=0.6,cos37=0.8)(1)A 球在B 球释放处产生的电场强度大小和方向;(2)B 球的速度最大时两球间的距离;(3)若 B 球运动的最大速度为v=4m/s,求 B 球从开始运动到最大速度的过程中电势能怎么变?变化量是多少?5 3.如图甲所示,在平面直角坐标系xOy中关于x 轴对称放
40、置两平行金属板A、B,A、B 板的左端均在y 轴上,两板间距离d=6.0cm,板长Li=1.8cm,距两板右端L2=28cm处放置有足够长的垂直x 轴方向的荧光屏,两者之间区域分布着匀强磁场,磁感应强度B=1.0T,方向垂直坐标平面向里。大量比荷为-=5.0 xl04C/kg带负电粒子以速度vo=6.OxlO3m/s从坐标原点O 连续不断的沿x 轴正向射入板间,离开板m间电场后进入磁场,最后打在荧光屏上。在两板间加上如图乙所示的交流电压,不计粒子重力,不考虑场的边缘效应和粒子的相对论效应,求:(l)t=0时刻发射的粒子离开电场时的速度大小及偏转距离;粒子打在荧光屏上的范围;甲乙54.如图所示,
41、一竖直放置在水平面上的容积为V 的柱形气缸,气缸内盛有一定质量的理想气体。活塞的面积为S,活塞将气体分隔成体积相同的A、B 上下两部分,此时A 中气体的压强为PA(未知)。现将气缸缓慢平放在水平桌面上,稳定后A、B 两部分气体的体积之比为1:2,两部分气体的压强均为1.5p0。在整个过程中,没有气体从一部分通过活塞进入另一部分,外界气体温度不变,气缸壁光滑且导热良好,活塞厚度不计,重力加速度为g,求:(1)PA的大小;(2)活塞的质量m.55.如图所示,足够长的金属导轨MNC和 PQD平行且间距为L 左右两侧导轨平面与水平面夹角分别为a=37。、0=53。,导轨左侧空间磁场平行导轨向下,右侧空
42、间磁场垂直导轨平面向下,磁感应强度大小均为B o 均匀金属棒ab和 ef 质量均为m,长度均为L,电阻均为R,运动过程中,两金属棒与导轨保持良好接触,始终垂直于导轨,金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为H=0.5,金属棒ef 光滑。同时由静止释放两金属棒,并对金属棒ef 施加外力F,使 ef 棒保持a=0.2g的加速度沿斜面向下匀加速运动。导轨电阻不计,重力加速度大小为g,sin37=0.6,cos370=0.8求:(1)金属棒ab运动过程中最大加速度的大小;(2)金属棒ab达到最大速度所用的时间;(3)金属棒ab运动过程中,外力F 对 ef 棒的冲量。56.如图所示,导热良好的细直玻璃管内用长度
43、为10cm的水银封闭了一段空气柱(可视为理想气体),水银柱可沿玻璃管无摩擦滑动。现使水银柱随玻璃管共同沿倾角为30。的光滑斜面下滑,两者保持相对静止时,空气柱长度为8cm。某时刻玻璃管突然停止运动,一段时间后水银柱静止,此过程中环境温度恒为300K,整个过程水银未从收璃管口溢出。已知大气压强为p(,=75cm水银柱高。求:(1)水银柱静止后的空气柱长度;(2)水银柱静止后缓慢加热气体,直到空气柱长度变回8 c m,求此时气体的温度。.W57.质量为1kg的小型无人机下面悬挂着一个质量为0.5kg的小物块,正以2 m/s 的速度匀速下降,某时刻悬绳断裂小物块竖直下落,小物块经过2 s落地,已知无
44、人机运动中受到的空气阻力大小始终为其自身重力的0倍,无人机的升力始终恒定,不计小物块受到的空气阻力,重力加速度为1 0 m/求当小物块刚要落地时:(1)无人机的速度;(2)无人机离地面的高度。58.一质量为m=2kg的滑块能在倾角为。=37。的足够长的斜面上以a=2m/s2匀加速下滑。若给滑块施加一水平向右的恒力F,使之由静止开始在t=2s的时间内沿斜面运动2m。求:(1)滑块和斜面之间的动摩擦因数因(2)推力F 的大小。59.如图所示,在平面直角坐标系第m 象限内充满+y 方向的匀强电场,在 第 I 象限的某个圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场(电场、磁场均未画出);一 个 比 荷 为 =k
45、的带电粒子以大小为V。的初速度自点mP(-2 y/3 d,-d)沿+x 方向运动,恰经原点O 进入第I 象限,粒子穿过匀强磁场后,最终从x 轴上的点Q(9d,0)沿一y 方向进入第IV象限;已知该匀强磁场的磁感应强度为B=2,不计粒子重力.kd求第in象限内匀强电场的场强E的大小.(2)求粒子在匀强磁场中运动的半径R 及时间tB.(3)求圆形磁场区的最小半径A-2 d 0 _9d.千-卜 d6 0.如图所示,平面直角坐标系第一象限中,两个边长均为L 的正方形与一个边长为L 的等腰直角三角形相邻排列,三个区域的底边在x 轴上,正方形区域I 和三角形区域III存在大小相等,方向沿y 轴负向的匀强电
46、场。质量为m、电量为q 的带正电粒子由正方形区域I 的顶点A 以初速度V。沿 x 轴正向射入区域1,离开电场后打在区域II底边的中点P。若在正方形区域n 内施加垂直坐标平面向里的匀强磁场,粒子将由区域n右边界中点Q离开磁场,进入区域ill中的电场。不计重力,求:正方形区域I中电场强度E的大小;正方形区域n中磁场磁感应强度的大小;粒子离开三角形区域的位置到x轴的距离。61.如图所示,光滑的四分之一圆弧与光滑水平轨道在最低平滑连接。现有一质量为m的小球P沿光滑的四分之一圆弧上由静止开始下滑,与一质量为km(k 0,未知)的静止在光滑水平地面上的等大的小球Q发生正碰撞。设碰撞是弹性的,且一切摩擦不计
47、。(1)为使二者能且只能发生一次碰撞,则k的值应满足什么条件?(2)为使二者能且只能发生两次碰撞,则k的值应满足什么条件?62.如图所示,一厚度均匀的圆柱形玻璃管内径为r,外径为R,高 为R。一条光线从玻璃管上方入射,入射点恰好位于M点,光线与圆柱上表面成30。角,且与直径M N在同一竖直面内。光线经入射后从内壁射出,最终到达圆柱底面,在玻璃中传播时间为小 射出直至到底面传播时间为%,测得 2=3:L已知该玻璃的折射率为述,求圆柱形玻璃管内、外半径之比广R.263.如图所示,用销钉固定活塞把水平放置的容器分隔成A、B两部分,其体积之比匕:匕=2:1。开始时,A中有温度为127、压强为1.8xl
48、()5Pa的空气,B中有温度为27、压强为1.2x10sP a的空气。拔出销钉使活塞可以无摩擦地移动(不漏气),由于容器壁缓慢导热,最后气体都变到室温27,活塞也停住。求最后A中气体的压强。AB64.如图所示,一单色细光束AB从真空中以入射角i=45。,入射到某透明球体的表面上B 点,经研究发现光束在过球心。的平面内,从 B 点折射进入球内后,又经球的内表面只反射一次,再经球表面上的C点折射后,以光线CD射出球外,此单色光在球体内传播速度是述xl()8根/s,在真空中的光速为3x102m/So 求:(1)此单色细光束在透明球内的折射率;(2)出射光线CD与入射光线AB方向改变的角度。65.如图
49、所示,均匀介质中两波源Si、S?分别位于x 轴上xi=0、X2=14m处,质点P 位 于 x 轴上Xp=4m处,T=0时刻两波源同时开始由平衡位置向y 轴正方向振动,振动周期均为T=0.1s,波长均为4 m,波源Si的振幅为Aj=4cm,波 源 S i的振幅为A3=6cm,求:求两列波的传播速度大小为多少?(ii)从 t=0至 t=0.35s内质点P 通过的路程为多少?1 y/cm二 qS,.邑,O 2 V 6 8 10 12 13 Zn6 6.如图所示,两内壁光滑、长为2L 的圆筒形气缸A、B 放在水平面上,A 气缸内接有一电阻丝,A 气缸壁绝热,B 气缸壁导热.两气缸正中间均有一个横截面积
50、为S 的轻活塞,分别封闭一定质量的理想气体于气缸中,两活塞用一轻杆相连.B 气缸质量为m,A 气缸固定在地面上,B 气缸与水平面间的动摩擦因数为,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.开始两气缸内气体与外界环境温度均为T o,两气缸内压强均等于大气压强P o,环境温度不变,重力加速度为g,不计活塞厚度.现给电阻丝通电对A 气缸内气体加热,求:L I.1.L(1)B气缸开始移动时,求 A 气缸内气体的长度;(2)A气缸内活塞缓慢移动到气缸最右端时,A 气缸内气体的温度TA.67.如图甲,一竖直导热气缸静置于水平桌面,用销钉固定的导热活塞将气缸分隔成A、B 两部分,每部分都密闭有一定质量的理想气体,