《吉林省辽源市新高考物理解答题100题汇总含解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《吉林省辽源市新高考物理解答题100题汇总含解析.pdf（124页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、word版可编辑】吉林省辽源市新高考物理精选解答题100题汇总精选高考物理解答题100题含答案有解析1.如图所示，平行导轨宽为L、倾角为0,处在垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感强度为B,CD为磁场的边界，导轨左端接一电流传感器，CD右边平滑连一足够长的导轨。质量为m、电阻为R 的导体棒ab长也为L,两端与导轨接触良好，自导轨上某处由静止滑下。其余电阻不计，不计一切摩擦和空气阻力，重力加速度为go(1)棒 ab上的感应电流方向如何？棒 ab在磁场内下滑过程中，速度为v 时加速度为多大？(3)若全过程中电流传感器指示的最大电流为I o,求棒ab相对于CD能上升的最大高度。Q2 T2/2 R2【答
2、案】(1)A 流向。；(2)a=gsin 6；(3)”=金77mR 2 g B e【解析】【详解】(1)根据楞次定律可判定：棒在磁场中向下滑动时，电流由b 流向a；F当棒的速度为v 时，切割磁感线产生的感应电动势为E=8心，根据闭合电路欧姆定律/=会，安培力F=B IL,根据牛顿第二定律，有mg sin0 F=ma解得:叫g sin。-也mR棒下滑到CD处回路电流最大，有BLV,”=1小棒 ab滑 过 CD后直接到右侧最高点，由机械能守恒定律，有mgH=-m v2n2解得:2.如图所示，竖直平面内有一直角坐标系xOy,x 轴沿水平方向。第二、三象限有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，与 x 轴成9
3、=37。角的绝缘细杆固定在二、三象限；第四象限同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直于坐标平面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q 的带电小球a 穿在细杆上沿细杆匀速下滑，在 N 点脱离细杆恰能沿圆周轨道运动到x 轴上的A 点，且速度方向垂直于x 轴。已知A 点到坐标原点O 的距离为号/，小球a 与绝缘细杆的动摩擦因数口=0.5；理=区,重力加速度为g,空气阻力忽略不计。求：带电小球的电性及电场强度的大小E；第二、三象限里的磁场的磁感应强度大小B1与第四象限磁感应强度B 之比，令=?当带电小球a 刚离开A 点竖直向上运动时，从 y 轴正半轴距原点O 为 41的 P 点(图中
4、未画出)以某一初速度水平向右平抛一个不带电的绝缘小球b,a、b 两球刚好在第一象限某点相碰，则 b 球的初速度为多大？【答案】带 正 电,)|同【解析】【分析】【详解】(1)由带电小球a 在第四象限内做圆周运动，知小球a 所受电场力与其重力平衡且小球a 所受电场力竖直向上,即mg=qE故小球a 带正电，解得q(2)带电小球a 从 N 点运动到A 点的过程中，洛伦兹力提供小球做圆周运动的向心力，设运动半径为R,有VqvB=m R由几何关系有R+Rsin0=3.21解 得 R=2 L 代 入 B,有v=2 屈带电小球a 在杆上匀速下滑时，由平衡条件有mgsinO=p(qvBi mgcosG)解得R
5、_ B所以竺 B 5(3)带电小球a 在第四象限内做匀速圆周运动的从A 点竖直上抛，与 b 相遇竖直方向4/=gg/+(W-gg-)解得水平方向3.2/8 r-v0=-=-ygl3.为了观察门外情况，在门上开一小圆孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直。从圆柱底面中心看出去，可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称做视场角。已知该玻璃的折射率为,圆柱形玻璃的厚度为L,底面半径为r,则视场角为。(用反三角函数表示)【解析】【详解】1 光路图如图所示。在玻璃砖边缘P点光折射有=/,由几何关系得解得视场角0A.=a r c s i-n/n r4.水平折叠式串列加速器是用来产生高能离子的
6、装置，如图是其主体原理侧视图 图中如/也g 为一级真空加速管，中部地处有很高的正电势。，“4、四两端口均有电极接地（电势为零）；飞、4左边为方向垂直纸面向里的匀强磁场；犷为二级真空加速管，其中e q处有很低的负电势-9,4、万两端口均有电极接地（电势为零）.有一离子源持续不断地向，叫端口释放质量为m、电荷量为e的负一价离子，离子初速度为零，均匀分布在a 4端口圆面上.离子从静止开始加速到达地处时可被设在该处的特殊装置将其电子剥离，成为正二价离子（电子被剥离过程中离子速度大小不变）；这些正二价离子从四 端口垂直磁场方向进入匀强磁场，全部返回 4端口继续加速到达阳处时可被设在该处的特殊装置对其添加
7、电子，成为负一价离子（电子添加过程中离子速度大小不变），接着继续加速获得更高能量的离子 已知”4端口、6端口、端口、笈端口直径均为L，G与&相距为2 L,不考虑离子运动过程中受到的重力，不考虑离子在剥离电子和添加电子过程中质量的变化，山3 7 =0.6,c os3 7 =0.8,求：cbaX X X X X X：.-B IL （占X X X X X X 1X X X x x bj离子到达,端口的速度大小V；磁感应强度度大小B；在保证问中的B 不变的情况下，若“端口有两种质量分别为肛=弓)2 根、生=(3)2 初，电荷量均为e 的的负一价离子,离子从静止开始加速，求从犷端口射出时含有mi、m 2
8、 混合离子束的截面积为多少.【答案】(l)v =2陛(2)B =；启 (3)S=0.0 8 3 2?V m 3e【解析】(1)对离子加速全过程由动能定理得到：6e(p =-mv2解得：v =2陛V m2 evB =m ,解得：8 =)、悟L 3e3 1 4 3r.=1.2 x L =1.8 L ,r.=x L =1 A L1 2 1 5 2f 7 4 r2 1、S =2 x%-xO.4 L xO.6 L =0.08 3 Z 5(3 6 0 4 25.如图，在竖直平面内，一半径为R 的光滑绝缘圆弧轨道A B C 和水平绝缘轨道P A 在 A 点相切，B C 为3圆弧轨道的直径，O 为圆心，O A
9、 和 O B 之间的夹角为a,sina=-,整个装置处于水平向右的匀强电场中。一质量为m、电荷量为q(q 0)的带电小球在电场力的作用下沿水平轨道向右运动，经 A 点沿圆弧轨道通过C 点，落至水平轨道；已知小球在C 点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零，重力加速度大小为g。求PA(1)匀强电场的场强大小；小球到达A点时速度的大小；(3)小球从C 点落至水平轨道上的位置与A点的距离。【答案】(1)半(2)g g R(3)-R4q 2 8【解析】【详解】(1)小球到达。点时所受合力的大小为尸，由力的合成法则，则有:Eq-=tanamg解得匀强电场的场强大小：E _ mgtana
10、 _ 3mgq 4q(2)设小球到达。点时的速度大小为大，由牛顿第二定律得：9rVcF=mR尸2=(m g)2+(及)2解得：(3)小球离开。点后，在竖直方向上做初速度不为零的匀加速直线运动，加速度大小为g,小球在竖直方向的初速度为：vv=vcsina从。点落到水平轨道上所用时间为/,由运动学公式，则有:1 2vxt+gz=R+Hcosa解得:3 5R一 5g小球在水平方向上做初速度不为零的匀减速直线运动，加速度大小为:Eq 3a=一 =gm 4小球在水平方向的初速度为:vx=vccosa由运动学公式，则 有：x=v t-at22小 球 从C点落至水平轨道上的位置与A点的距离：9$=x+Rsi
11、na=R86.如图所示的 直角 坐 标 系xO y,在其第二象限内有垂直纸面向里的匀强磁场和沿y轴负方向的匀强电场。虚 线OA位于第一象限，与y轴 正 半 轴 的 夹 角0=60。，在此角范围内有垂直纸面向外的匀强磁场；OA与y轴 负 半轴所夹空间里存在与OA平行的匀强电场，电场强 度 大 小E=10N/C。一 比 荷q=lxl()6c/kg的带电粒 子 从 第 二 象 限 内M点 以 速 度v=2.0 xl()3m/s沿x轴正方向射出，M点 到x轴 距 离d=L 0m,粒子在第二象限内做直线运动；粒子进入第一 象 限 后 从直线OA上 的P点(P点 图 中 未 画 出)离 开 磁 场，且OP
12、=d。不计粒子重力。求第二象限中电场强度和磁感应强度的比值；为(2)求第一象限内磁场的磁感应强度大小B；(3)粒子离开磁场后在电场中运动是否通过x轴？如 果 通 过x轴，求其坐标；如 果 不 通 过x轴，求 粒 子 到x轴的最小距离。【答 案】2.0 x10,m/s；2x10-3-不 会 通 过，0.2m【解 析】【详 解】(1)由题意可知，粒子在第二象限内做匀速直线运动，根据力的平衡有qvB=qE解得 =2.0 x103 m zsB。粒子在第二象限的磁场中做匀速圆周运动，由题意可知圆周运动半径R d=1.0m根据洛伦兹力提供向心力有v2qvB-mR解得磁感应强度大小3=2x10”(3)粒子离
13、开磁场时速度方向与直线OA垂直，粒子在匀强电场中做曲线运动，粒子沿y 轴负方向做匀减速直线运动，粒子在P 点沿y 轴负方向的速度大小vv=usind粒子在电场中沿y 轴方向的加速度大小qEcosd氏=-m设经过加时间，粒子沿y 轴方向的速度大小为零，根据运动学公式有M=%，时间内，粒子沿y 轴方向通过的位移大小V.2联立解得 y=0.3m由于Ay d cos 0故带电粒子离开磁场后不会通过X轴，带电粒子到X轴的最小距离df=d cos 8 Zky=0.2m7.如图所示，将一个折射率为=也的透明长方体放在空气中，矩 形 ABCD是它的一个截面，一单色2细光束入射到P 点，AP之间的距离为d,入射
14、角为。，AD=46AP，A P间的距离为d=30cm,光速为c=3.0 xl()8m/s,求：(i)若要使光束进入长方体后正好能射至D 点上，光线在PD之间传播的时间；(ii)若要使光束在AD面上发生全反射，角 0 的范围。【答案】(i)r=3.5xlO-9s;(ii)3000sinCsinC=-nsin(5=cos。=J l-s in，a-解得0 6 0 因 此 角 0的 范 围 为 30 0 6 0.8.如图所示，一透明玻璃半球竖直放置，0 0,为其对称轴，O 为球心，球 半 径 为 R,球左侧为圆面，右侧为半球面。现有一束平行光从其左侧垂直于圆面射向玻璃半球，玻 璃 半 球 的 折 射
15、率 为 石，设真空中的光 速 为 c,不考虑光在玻璃中的多次反射。(1)求从左侧射入能从右侧射出的入射光束面积占入射面的比例;(2)从 距 O 点正上方0 的 B 点入射的光线经玻璃半球偏折后到达对称轴0 0,上 的 D 点(图 中 未 画 出),2求 光 从 B 点 传 播 到 D 点的时间。【解 析】【分 析】【详 解】(1)设 从 左 侧 的 A点入射，光在右侧半球面刚好发生全反射，由sin。2nOA=Rsin 0 S 5 O A2S=;rR2 由 式 解 得T3AoD(2)设距O 点2的光线射到半球面上的点为C 点，入射角i=30。，设折射角为r,由:2得:r=60由图知：BC=IR,
16、CD=R2光在玻璃中传播速度V，n由解得：5Rt=一2c9.如图甲所示为一个倒立的U 形玻璃管，A、B 两管竖直，A 管下端封闭，B 管下端开口并与大气连通。已知A、B 管内空气柱长度分别为lu=6cm、hB=10.8cm管内装入水银液面高度差A h=4cm。欲 使 A、B两管液面处于同一水平面，现用活塞C 把 B 管开口端封住并缓慢推动活塞C(如图乙所示)。已知大气压为A 管封闭气体压强P A，活塞C 向上移动的距离X。【答案】0108cmHg 5.2cm【解析】【分析】对 A气体利用理想气体的等温变化方程求解；由大气压的数值和水银柱的高度求出封闭气体的压强,A气体和B 气体间的联系是之间的
17、水银柱平衡和连通器的原理，根据等温变化的方程求解某状态的体积，进而活塞移动的距离.【详解】设 A、B 两管的横截面积为S,以 A管封闭气体为研究对象，初状态：二二=二。-二二=T c m H g，二二=二二二=6二设末状态的压强为二 体积为二一从初状态到末状态，设 A管水银面下降h,则 B 管水银面上升也为hL=2 cm二二=4 二由波意耳定律有：-_ 二 _=二 _ 二 _由以上各式得：二二=joscmH g 以 B 管封闭的气体为研究对象，设活塞向上移动距离为x初状态：二二=二。=-g n H g，二二=二 二 口末状态：二二=二二=j0 8cmH g，二二=二（二 二 +二一二）由波意耳
18、定律有：二_ 二_=二_ 二_由以上各式得：x=5.2 cm【点睛】本题考查的是等温变化，解决这类题的关键是，理解大气压和液体压强之间的关系，会根据大气压和液体压强计算封闭空气柱的压强.1 0.如图所示，在磁感应强度为用=；，+综、方向竖直向下的磁场中有两个固定的半径分别为/和2/的水平放置的金属圆环形导线围成了如图回路，其总电阻为，开口很小，两开口端接有间距也为/的且足够长的两个固定平行导轨A&C D,导轨与水平面夹角为。，处于磁感应强度大小为B?、方向垂直于导轨向下的匀强磁场中。质量为 机、电阻为、长为/的金属棒。6与导轨良好接触。滑动变阻器R 的最大电阻为3 r,其他电阻不计，一切摩擦和
19、空气阻力不计，重力加速度为g。求：电磁感应中产生的电动势；若 开 关&闭 合、K?断开，求滑动变阻器的最大功率月.；(3)若开关(断开，(闭合，棒a h由静止释放，棒能沿斜面下滑，求棒下滑过程中最大速度匕,以及某段时间4内通过棒某一横截面的最大电荷量。_./r 2mgrsine B,7rF rng sin【答案】(1)石=82：(2)匕,=丁；(3)v,=国一，,=-A r4 r%【解析】【详解】处在均匀变化的磁场中的有效面积5=(2/)2%/2=3万/2根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为根据闭合电路欧姆定律R+r滑动变阻器的功率P=1?R得E2R _ E2(R+#R+L2rR当R=z
20、 时，P有最大值所以p_J生4r 4r(3)棒切割磁感线产生的最大感应电动势E=B2l vm通过分析知道沿整个回路的感应电动势都为逆时针方向，因此总电动势为EE+E对于整个回路，根据闭合电路欧姆定律有I=区m 2 r当棒匀速下滑时速度达到最大，此时受力平衡m g si n 0 =B 2 1M解得_ 2 m g rsi n 0-B/FVm=郎当物体下滑速度最大时，在加时间内通过导体棒的电荷量也最大解得m g si n 0 k1 1.如图所示，两根足够长的平行竖直导轨，间 距 为 L,上端接有两个电阻和一个耐压值足够大的电容器,R i ：R2=2：3,电容器的电容为C且开始不带电。质量为m、电阻不
21、计的导体棒ab垂直跨在导轨上，S为单刀双掷开关。整个空间存在垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B,现将开关S接 1,ab以初速度vO竖直向上运动，当 a b 向上运动h时到达最大高度，此时迅速将开关S接 2,导体棒开始向下运动，整个过程中导体棒与导轨接触良好，空气阻力不计，重力加速度大小为g o 试问：(1)此过程中电阻K 产生的焦耳热；(2)a b 回到出发点的速度大小；当 a b 以 速 度 v o 向上运动时开始计时，t i 时 刻 a b 到达最大高度h处，t 2 时刻回到出发点，请大致画出 a b 从开始运动到回到出发点的v-t 图像(取竖直向下方向为正方向)。【答案】(1
22、)Qx=-m v l-m g h.(2)v =J 2叫；(3)见解析。5(2 )C B-L：+m【解析】【分析】【详解】（1）只有当开关S 接 1 时回路中才有焦耳热产生，在导体棒上升过程，设回路中产生的焦耳热为Q,根据能量守恒有；相 片=，叫 又 ：鸟=2:3,因此电阻Ri产生的热量为e.=|e3（1、0.8 m故不存在某一 H值，使物体沿着轨道AB经过最低点B后，停在距离B点().8 m处.【名师点睛】本题主要考查了动能定理及牛顿第二定律的直接应用，关键是能正确分析物体的受力情况和运动情况，选择合适的过程应用动能定理，难度适中.1 4.应用D I S 实验系统研究一定质量理想气体的状态变化
23、，计算机屏幕显示如图所示的p-f图像，已知在状态B时气体体积为%=3L。求状态A 的压强；(i i)求 D f B过程中外界对气体做的功。p/atm【答案】(i)pA=0.7 5 a tm (i i)-7 5 J【解析】【详解】3 f A过程等容变化，由查理定律得l.O a tm PA(2 7 3 +9 D K -2 7 3 K解得PA-0.7 5 a tm(ii)6过程等压变化，由盖一吕萨克定律得2 7 3 K (2 7 3 +9 1)K解得VD=2.2 5 L该过程中体积增大，外界对气体做负功w=%(%-%)=1 x i o5 P a X (2.2 5-3)X 1(T 3 m3 =-7 5
24、 J1 5.如图，某种透明材料做成的三棱镜A B C,其截面为等腰直角三角形，已知B C 的边长为a,现用一束宽度为a 的单色平行光束，以垂直于B C 面的方向正好入射到该三棱镜的A B、AC 面上，结果所有从A B、AC 面入射的光线进入后全部直接到达B C 面。某同学用遮光板挡住A C,发现光从B D 间射出(D未 在 BC边标出)，已知该材料对此平行光束的折射率=0。求：单色平行光束到达B C 边的范围B D 的长度；拿掉遮光板这些直接到达B C 面的光线从B C 面折射而出后，如果照射到一块平行于B C 的屏上形成光斑，则当屏到B C 面的距离d 满足什么条件时，此光斑分不成两部分？(
25、结果可以保留根式)可能用到的三角函数公式：sin(a+p)=sinacosp+cosasinp；sin(ap)=sinacospcosasinp；cos(a+p)=cosacospsinasinpcos(a-P)=cosacosp+sinasinp)答案+2 4【解析】【详解】光路如下图所示：由题意可知，遮光板挡住AC,单色平行光束经A3 面折射后射到B C 之间的8。这些光线在三棱镜中是平行的，设光线进入AB 面时的入射角为a 和折射角为，由几何关系可得，a=45折射率n=sin asin(3sin=笈=3 0B D =y l +ta n（4 5-/?）S i n（4 5。-3 0。）+co
26、 s（4 5-3 0）BD=ia2 如 图 Q为 B C 的中点，从 8 C 射 出 的 光 线 与 AQ 的延长线交于。2,根据对称性光斑分不成两部分，由几何光线有d=3 ta n 二 ta n（9 0。-6）=2 ta n 6s i n。n=s i n/=1 5 s i n =7 2 s i n 1 5 疝1 5。=近二区4d=石（0+i）41 6.如图所示，光滑绝缘的半 圆 形 轨 道 AB C 固定在竖直面内，圆 心 为 O,轨 道 半 径 为 R,B 为轨道最低点。该 装 置 右 侧 的;圆 弧 置 于 水 平 向 右 的 足 够 大 的 匀 强 电 场 中。某一时刻一个带电小球从A
27、点由静止开始 运 动，到 达 B 点时，小 球 的 动 能 为 E o,进入电场后继续沿轨道运动，到 达 C 点时小球的电势能减少量为 2 E o,试求:(1)小球所受重力和电场力的大小;(2)小球脱离轨道后到达最高点时的动能。【解 析】【详 解】（1）设带电小球的质量为m,则 从A到B根据动能定理有:mgR=Eo则小球受到的重力为:E（）mg方向竖直向下；由题可知：到 达C点时小球的电势能减少量为2E 0,根据功能关系可知:EqR=2E则小球受到的电场力为：E q=-210R方向水平向右，小球带正电。（2）设小球到达C点时速度为v c,则 从A到C根据动能定理有:EqR=；机近=2Eo则C点
28、速度为：V m方向竖直向上。从C点飞出后，在竖直方向只受重力作用，做匀减速运动到达最高点的时间为:g g Y m在水平方向只受电场力作用，做匀加速运动，到达最高点时其速度为:=吏年也、陛=2、陛m mg N m y m则在最高点的动能为:&=纲2=；。再）2=8七1 7.如图所示，在xOy平面的第一、第四象限有方向垂直于纸面向里的匀强磁场；在第二象限有一匀强电场，电场强度的方向沿）轴负方向。原点。处有一粒子源，可在xOy平面内向y轴右侧各个方向连续发射大量速度大小在0%之间，质量为加，电荷量为+4的同种粒子。在）轴正半轴垂直于xOy平面放置着一块足够长的薄板，薄 板 上 有 粒 子 轰 击 的
29、 区 域 的 长 度 为已知电场强度的大小为E=色,不考虑粒子间的相互作用，不计粒子的重力。(1)求匀强磁场磁感应强度的大小B ;(2)在薄板上旷=9处开一个小孔，粒子源发射的部分粒子穿过小孔进入左侧电场区域，求粒子经过 轴负半轴的最远点的横坐标；(3)若仅向第四象限各个方向发射粒子：f =0时，粒子初速度为%,随着时间推移，发射的粒子初速度逐渐减小，变为，时，就不再发射。不考虑粒子之间可能的碰撞，若穿过薄板上y =9处的小孔进入电场的粒子排列成一条与y轴平行的线段，求f时刻从粒子源发射的粒子初速度大小v(r)的表达式。n2 m%J 3 v =-O =-【答案】(2)x=一 日 小(3)2s
30、i呜+2)或者 2s in(1+9)【解析】【详解】(1)速度为岭的粒子沿x轴正向发射，打在薄板的最远处，其在磁场中运动的半径为“，由牛顿第二定律牝 八 遗%=与联立，解得q L0 如 图a所示速度为y的粒子与y轴正向成。角射出，恰好穿过小孔，在磁场中运动时，由牛顿第二定律而4 sin a粒子沿x轴方向的分速度vx=usina 联立，解得说明能进入电场的粒子具有相同的沿无轴方向的分速度。当粒子以速度为%从。点射入，可以到达x轴负半轴的最远处。粒子进入电场时，沿y轴方向的初速度为5,有业 7 =*%最远处的横坐标X-VJ联立，解得(3)要使粒子排成一排，粒子必须在同一时刻进入电场。粒子在磁场在运
31、动轨迹如图b所示Sb周期相同，均为T_ 2nm _ 叫)FF又%sina=v 2v粒子在磁场中的运动时间2 兀-2at=-12兀T T以进入磁场的粒子，运动时间最长，满足。=工，其在磁场中运动时间心江以不同速度射入的粒子，要同时到达小孔，有联立，解得v=-v(r)=-2 sin(+V()-f)或者 2 sin(+%-1)6 4 6 Lo1 8.如图甲所示，将一间距为L=lm 的足够长U 形导轨固定，导轨上端连接一阻值为R=2.0C的电阻，整个空间存在垂直于轨道平面向上的匀强磁场，B=0.2T,质量为m=0.01kg、电阻为r=1.0。的金属俸ab垂直紧贴在导轨上且不公滑出导轨，导轨与金属棒之间
32、的动摩擦因数Ji=0.5,金属棒ab从静止开始下滑，下滑的x-t图像如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计且金属棒下滑过程中始终与导轨垂直且紧密接触，重力加速度g 取 10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8,求：导轨的倾角O o从开始到t=2.5s过程中金属棒上产生的焦耳热。【答案】(1)37；(2)0.01625J.【解析】【详解】(1)由 x-t图象可知t=1.5s后金属棒开始匀速运动，速度为x 3.0-1.5v-_ _t 2.5-1.5=1.5m/s金属棒做匀速直线运动时切割磁感线产生的感应电动势为E=BLv金属棒受到的安培力为F=BIL=B2IVr+
33、R金属棒做匀速直线运动，由平衡条件得mgsin0=geos。+F代入数据解得0=37从开始到t=2.5s过程，由能量守恒定律得1 ,mgxsinO=|imgxcosO+mv2+Q金属棒产生的热量为解得Qr=0.01625J1 9.质量为1kg的物体在水平推力F 的作用下沿水平面作直线运动，一段时间后撤去，其运动的vt 图象如图所示。取 g=10m/s2。求：(1)物体与水平面间的动摩擦因数出(2)水平推力F 的大小；(3)物体在10s内克服摩擦力做的功。v/(m s)6【答案】(1)=0(2)F=2.5N(3)W=30J【解析】【分析】【详解】(1)410s物体的加速度大小“2 1 /2a,=
34、-=lm/s对 410s物体受力分析，根据牛顿第二定律/MTlg=/解得：=0.1(2)04s物体的加速度大小=-=1.5m/s25对 04s物体受力分析，根据牛顿第二定律F /img max解得：F=2.5N(3)vt 图象与坐标轴围成面积表示对应的位移，10s内运动的位移大小x=-x6xl 0m=30m2Wf-ngx=30J2 0.某客机在高空水平飞行时，突然受到竖直气流的作用，使飞机在10s内高度下降150m,如果只研究飞机在竖直方向的运动，且假定这一运动是匀变速直线运动，且在这段下降范围内重力加速度取g=9m/s2试计算：(1)飞机在竖直方向加速度的大小和方向。(2)乘客放在水平小桌上
35、2kg的水杯此时对餐桌的压力为多大。【答案】(l)3m/s2,方向竖直向下；(2)12N。【解 析】【分 析】【详 解】1 ,(1)根据力=7。/得2a=3m/s2方向竖直向下；(2)对 水 杯，根据牛顿第二定律mg-FN=ma解得FN=12N由牛顿第三定律可知压力F：=12N2 1.如图所示，导 热 缸 体 质 量M=10kg,气缸内轻质活塞被一劲度系数k=100N/cm的轻弹簧竖直悬挂于天花 板 上。轻 质 活 塞 封 闭 一 定 质 量 的 理 想 气 体(气体重力不计)，环 境 温 度 为Ti=300K时，被封气柱长度4=3 0 c m,缸 口 离 天 花 板 高 度h=lcm,已知活
36、塞与缸壁间无摩擦，活 塞 横 截 面 积S=lxl0-2m2,大气压强po=l.OxlOsPa且保持不变，重 力 加 速 度g=l()m/s2求：环境温度降到多少时缸口恰好接触天花板；温度降到多少时天花板对缸体的压力等于缸体重力(缸口与天花板接触点不完全密闭)。【答 案】290K；248.9K。【解 析】【详 解】在环境温度下降到缸口恰好接触天花板的过程中，气体压强不变，弹簧的长度不变，由盖-吕萨克定律有:lST=T2解得T2=290K初态整体受力平衡，设 弹 簧 伸 长 量 为X1，则有kxj=Mg解得xi=lcm天花板对缸体的压力等于缸体的重力时FN二 MgFN+Mg=kx2X2=2cm
37、X=X1-X2初态缸体平衡，有piS+Mg=p0S末态缸体平衡，有p.S +Mg+FN=p0S根据理想气体状态方程：_ p/(Z,-h-x)S解得T3=248.9K2 2.如图所示为一简易火灾报警装置，其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声。已知温度为27。(：时，封闭空气柱长度L1为 20cm,此时水银柱上表面与导线下端的距离L2为 10cm,水银柱的高度h 为 5cm,大气压强为75cmHg,绝对零度为-273P。(1)当温度达到多少摄氏度时，报警器会报警；(2)如果要使该装置在90 0C时报警，则应该再往玻璃管内注入多高的水银柱？【
38、答案】(1)177；(2)8cm【解析】【详解】(1)报警器报警，则气体柱的长度要增大到L1+L2根据等压变化4 V,L 1+L,代入数据得T2=450K即t2=177(2)设加入x 水银柱，在 90时会报警PM _ P3 匕工 工可得80 x205(80+x)(30-x)S300 273+90解得x=8cm2 3.湖面上有甲、乙两个浮标，此时由于湖面吹风而使湖面吹起了波浪，两浮标在水面上开始上下有规律地振动起来。当甲浮标偏离平衡位置最高时，乙浮标刚好不偏离平衡位置，以该时刻为计时的零时刻。在4s后发现甲浮标偏离平衡位置最低、而乙浮标还是处于平衡位置。如果甲、乙两浮标之间的距离为s=10m,试
39、分析下列问题：推导出该湖面上水波波长的表达式；(ii)试求该湖面上水波的最小频率。40 40【答案】丸=-m(n=0,1,2,3,.)或丸=-m(n=0,1,2,3.)；(ii)0.125Hz1 +4 3+4【解析】【分析】【详解】当波长与两浮标之间的距离满足下列关系时(n=0 1,2,3.)解得40A=-m(n=0,1,2,3.)l+4n当波长与两浮标之间的距离满足下列关系时子+成=10m(n=0,1,2,3.)4解得:40(ii)由 经 过4 s,由甲浮标偏离平衡位置最低可得 F尢7=4s2解得周期则波的可能周期为8s 8s 8s8s-、3 5 7最小频率是24.一组同学设计了如图所示的玩
40、具轨道，轨道光滑且固定在竖直面内，由 竖 直 部 分AB和 半 径 为R的圆弧BCD组 成，B与 圆 心O等 高，C为最低点，OD与O C的夹角为45 让 质 量 为m的 小 球(可 视 为 质点)从A点由静止开始运动，运动过程中 始终受到大小为m g的水平向左的恒力作用。小 球 经D点时对轨 道 的 压 力 大 小 为2mg。求C(1)A、B间 的 距 离h；(2)小 球 离 开D点后再经过多长时间才能再回到轨道上?【答 案】(1)2R(2)2【解 析】【详 解】(1)小 球 经 过D点时，受 到 水 平 力m g与 重 力m g的 合 力F =/m g?+(2g)?，方 向 沿D点的切线方
41、向。轨道对小球的支持力提供向心力：2?ng=R小球从A 到 D 过程，根据动能定理：mg(h+R c os45)-mg(R +R sin45)=-m vD解得:(2)小球离开D 点后，做匀变速直线运动。根据牛顿第二定律：4 2m g=m a根据匀变速直线运动规律，小球再次回到D 点经历的时间：，=也可得:25.道路交通安全法规定汽车通过红绿灯路口时，需按信号灯指示行驶.若某路口有等待通行的多辆汽车，第一辆汽车前端刚好与路口停止线对齐，汽车质量均为m=l 500 k g,车长均为L=4.8m,前后相邻两车之间的距离均为x=1.2 m.每辆汽车匀加速起动ti=4 s 后保持v=10 m/s的速度匀
42、速行驶，运动过程中阻力恒为f=1 8 0 0 N,求：(1)汽车匀加速阶段的牵引力F 大小；(2)由于人的反应时间，绿灯亮起时，第一个司机滞后t=0.8s起动，且后面司机都比前一辆汽车滞后0.8 s 起动汽车，绿灯时长20 s.绿灯亮起后经多长时间第五辆汽车最后端恰好通过停止线.【答案】5550N；8.88s【解析】【详解】(1)依题意得，汽车前4 s的加速度:a=v/ti=2.5m/s2由牛顿第二定律得:F-f=ma解得：F=5550N(2)第五辆车最后端通过停止线，需前进距离:s=4x(x+L)+L=28.8m已知汽车匀加速阶段加速时间：ti=4s所以汽车匀加速的位移:M =%=20m 汽
43、车匀速行驶时间:弓=上 气=0.88s第五辆车延迟时间：t3=5At=4s第五辆汽车最后端恰好通过停止线的时间：t=h+t2+t3=8.88sV20s26.如图所示，质量为机=6kg、足够长的长木板放在水平面上，其上表面水平，质量为町=3 k g 的物块 A 放在长木板上距板右端4 =3m 处，质量为/=3k g的物块3 放在长木板上左端，地面上离板的右端 4=3m 处固定一竖直挡板。开始4 B、长木板处于静止状态，现用一水平拉力/作用在物块A 上，使物块A 相对于长木板滑动，当长木板刚要与挡板相碰时，物块A 刚好脱离木板，长木板与挡板碰撞后以与碰撞前大小相同的速度返回。已知两物块与长木板间的
44、动摩擦因数均为4=0.5,长木板与地面间的动摩擦因数为以2=1，重力加速度g =1 0 m/s 2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计物块大小，求:(1)拉力F的大小；(2)物块A滑离长木板后，长木板运动多长时间才会停下来。【答案】(1)1 7 N；(2)=s。3【解析】【分析】【详解】(1)物块A在拉力F的作用下做初速度为零的匀加速运动，设加速度大小为4根据牛顿第二定律有尸一外叫g =设物块A从开始运动到滑离长木板所用的时间为。，根据运动学公式有r ,1 2L+乙2假设开始时物块B与长木板不会发生相对滑动，一起做加速运动的加速度为&则 逐一任,(加+平+板)g =(加+叫)出解得a,=-m/s
45、-3由于“电=I N 乩m2g=1 5 N假设成立根据运动学公式有解得F =1 7 N(2)在长木板与挡板相碰的一瞬间，设物块3和长木板的速度为匕，根据运动学公式有V 1 =2 a,乙)解得H =V 2 m/s长木板与挡板碰撞后，物块8 以大小为匕的速度向右做匀减速运动，加速度大小%=5m/s2长木板以大小为匕的速度向左做匀减速运动，加速度大小%j x吗g+/(z n+s)g=4m zs2m物块3 向右减速运动的时间 2 k一 5当物块B 的速度为零时，长木板的速度为此后物块8 向左做匀加速运动，加速度大小仍为q=5 m/s 2,长木板向左仍做匀减速运动，加速度大小仍为 4=4 m/s2。设再
46、经4 时间，两者达到共同速度，则v2-a4t3=a3t3解得此时物块与长木板的速度夕喙咚如s此后物块与长木板一起做匀减速运动的加速度大小G F g T W s 2此后物块B和长木板一起运动的时间t=义=叵4 a5 9因此物块A 滑离后长木板运动的时间/=/)+/3 +。V2S32 7.如图所示.在距水平地面高h=0.80m的水平桌面一端的边缘放置一个质量m=0.80kg的木块B,桌面的另一端有一块质量M=1.0kg的木块A 以初速度vo=4.Om/s开始向着木块B 滑动，经过时间t=0.80s与 B 发生碰撞，碰后两木块都落到地面上，木 块 B 离开桌面后落到地面上的D 点.设两木块均可以看作
47、质点,它们的碰撞时间极短，且已知D点距桌面边缘的水平距离s=0.6 0 m,木块A与桌面间的动摩擦因数j i=0.1 5,重力加速度取g=1 0 m/s i.求：木 块B离开桌面时的速度大小；(1)两木块碰撞前瞬间，木块A的速度大小；两木块碰撞后瞬间，木 块A的速度大小.【答案】(1)1.5 m/s (1)2.0 m/s (3)0.8 0 m/s【解析】【详解】(1)木块离开桌面后均做平抛运动，设木块B离开桌面时的速度大小为打,在空中飞行的时间为匕 根据平抛运动规律有：=；g/，5 =v2t解得：v2=5 -=1.5 m/s(1)木块A在桌面上受到滑动摩擦力作用做匀减速运动，根据牛顿第二定律，
48、木块A的加速度：a=M g=2.5 m/s2M设两木块碰撞前A的速度大小为v,根据运动学公式，得v =vo-a/=2.O m/s(3)设两木块碰撞后木块A的速度大小为匕，根据动量守恒定律有：Mv=Mvi+mv-,解得：V =0.8 0 m/s.M2 8.图示为某种透明介质异型砖的竖直截面，AD竖直，A B C为等腰直角三角形，B D是圆心为C的四分之一圆弧，水平放置的光屏位于砖的下端且与AD垂直。现由蓝色和红色两种单色光组成的复色光垂直A B射 向C点，在光屏上D点的两侧形成间距为2 1 c m的蓝色和红色两个光点。已知A C =1 2 c m ,求该介质对红光的折射率。472【答案】【解析】
49、【分析】【详解】复色光经AB 面射入透明介质在AC 面的入射角均为45,由题可知，蓝光在AC 面发生全反射后打到M点，红光折射后打到N 点。作出蓝光和红光的折射光路如图。M D N由几何关系知DN=9cmC N =1 5cm由图知.CDsina=-CN则红光的折射率sin a 4夜n-=-sin 45 52 9.(1)如图所示，玻璃棱镜AB C 放在空气中，一束由红光和紫光组成的复色光从AC 面的a 点垂直入射,已知红光恰好在AB 面上的b 处发生了全反射，并传播到B C 面上的c 点。则以下说法中正确的是A.红光和紫光由空气进入棱镜后频率不变B.红光和紫光在棱镜中的波长可能相等C.红光由a
50、传播到b 的时间比紫光由a 传播到b 的时间长D.紫光一定在b 处发生了全反射E.红光一定能从B C 面上的c 点射出在某一简谐横波的传播方向上，有两个质点A、B,它 们 相 距 2m(大于2 个波长小于6 个波长)。在某一时刻，A 质点在平衡位置处向上振动，B 质点处于波谷位置。若波速的大小为48m/s,求该简谐横波的最大频率。【答案】(l)ADE；(2)230Hz【解析】【详解】(1)A.光的传播频率由光源决定，故光由一种介质进入另一种介质时频率不变；故 A 正确；B.红光和紫光进入棱镜后，波速减小，根据_ _ _ _因为f 不变，可知波长都变小，红光和紫光在棱镜中的波长不可能相等，故 B