高考物理压轴题集.pdf
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1、1(20 分)如 图 12所示,PR 是一块长为L=4 m 的绝缘平板固定在水平地面上,整个空间有一个平行于PR 的匀强电场E,在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场8,一个质量为,=0.1 k g,带电量为g=0.5 c 的物体,从板的P 端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动,进入磁场后恰能做匀速运动。当物体碰到板R 端的挡板后被弹回,若在碰撞瞬间撤去电场,物体返回时在磁场中仍做匀速运动,离开磁场后做匀减速运动停在C 点,PC=L/4,物体与平板间的动摩擦因数为n=0.4,JR g=10m/s2,求:(1)判断物体带电性质,正电荷还是负电荷?J(2)物体与挡板碰撞前后的
2、速度和也 飞而(3)磁感应强度5 的大小 J 二,jI C Jt(4)电场强度E 的大小和方向图122(10分)如图2 14所示,光滑水平桌面上有长L=2m的木板C,质量n=5 k g,在其正中央并排放着两个小滑块A 和 B,mA=lkg,mB=4 k g,开始时三物都静止.在A、B 间有少量塑胶炸药,爆炸后A 以速度6m/s 水平向左运动,A、B 中任一块与挡板碰撞后,都粘在一起,不计摩擦和碰撞时间,求:(1)当两滑块A、B 都与挡板碰撞后,C 的速度是多大?(2)到 A、B 都与挡板碰撞为止,C 的位移为多少?图 2-i43(1 0 分)为了测量小木板和斜面间的摩擦因数,某同学设计如图所示
3、实验,在小木板上固定一个轻弹簧,弹簧下端吊一个光滑小球,弹簧长度方向与斜面平行,现将木板连同弹簧、小球放在斜面上,用手固定木板时,弹簧示数为%,放手后,木板沿斜面下滑,稳定后弹簧示数为F 2,测得斜面斜角为。,则木板与斜面间动摩擦因数为多少?(斜面体固定在地面上)第 17题图4有一倾角为。的斜面,其底端固定一挡板M,另有三个木块A、B和C,它们的质量分别为m/m/m,n)c=3 m,它们与斜面间的动摩擦因数都相同.其中木块A连接一轻弹簧放于斜面上,并通过轻弹簧与挡板M相连,如图所示.开始时,木块A静止在P处,弹簧处于自然伸长状态.木块B在Q点以初速度v 0向下运动,P、Q间的距离为L.已知木块
4、B在下滑过程中做匀速直线运动,与木块A相碰后立刻一起向下运动,但不粘连,它们到达一个最低点后又向上运动,木块B向上运动恰好能回到Q点.若木块A静止于P点,木块C从Q5点开始以初速度牙%向下运动,经历同样过程,最后木块C停在斜面上的R点,求P、R间的距离一的大小。5如图,足够长的水平传送带始终以大小为v=3 m/s的速度向左运动,传送带上有一质量为M=2 k g的小木盒4,A与传送带之间的动摩擦因数为=0.3,开始时,A与传送带之间保持相对静止。先后相隔f=3 s有两个光滑的质量为机=1 k g的小球8自传送带的左端出发,以=15m/s的速度在传送带上向右运动。第1个球与木盒相遇后,球立即进入盒
5、中与盒保持相对静止,第2个球出发后历时h =l s/3而与木盒相遇。求(取g=10m/s 2)(1)第1个球与木盒相遇后瞬间,两者共同运动的速度时多大?(2)第1个球出发后经过多长时间与木盒相遇?(3)自木盒与第1个球相遇至与第2个球相遇的过程中,由于木盒与传送带间的摩擦而产生的热量是多少?x r-l6如图所示,两平行金属板4、8长/=8c m,两板间距离d=8c m,A板比B板电势高3 00V,即 UAB=300V。一带正电的粒子电量q=10 C,质量,*=10叫g,从R点沿电场中心线垂直电场线飞入电场,初速度v o=2x 1()6 m/s,粒子飞出平行板电场后经过界面MM P S间的无电场
6、区域后,进入固定在中心线上的。点的点电荷。形成的电场区域(设界面P S右边点电荷的电场分布不受界面的影响)。已知两界面M N、P S相距为L=12c m,粒子穿过界面P S最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏E F上。求(静电力常数k=9x l 09N-n?/c 2)(1)粒子穿过界面P S时偏离中心线R 0的距离多远?(2)点电荷的电量。B,NS7光滑水平而上放有如图所示的用绝缘材料制成的L形滑板(平面部分足够长),质量为4 m,距滑板的A壁为心距离的B处放有一质量为加,电量为+4的大小不计的小物体,物体与板面的摩擦不计.整个装置置于场强为E的匀强电场中,初始时刻,滑板与物体都静止.试问:(1
7、)释放小物体,第一次与滑板A壁碰前物体的速度V p E多大?南 八(2)若物体与A壁碰后相对水平面的速度大小为碰前速率的3/5,则物体在第二次跟A碰撞之前,滑板相对于 F-4 f水平面的速度也和物体相对于水平面的速度门分别为多大?(3)物体从开始到第二次碰撞前,电场力做功为多大?(设碰撞经历时间极短且无能量损失)8如图(甲)所示,两水平放置的平行金属板C、。相距很近,上面分别开有小孔。和。,水平放置的平行金属导轨P、Q与金属板C、D接触良好,且导轨垂直放在磁感强度为B尸1 0 T的匀强磁场中,导轨间距L=0.5 0 m,如 棒A 8紧贴着导轨沿平行导轨方向在磁场中做往复运动,其速度图象如图(乙
8、),若规定向右运动速度方向为正方向.从f=0时刻开始,由C板小孔。处连续不断地以垂直于C板方向飘入质量为m=3.2 x l(r2%g、电量q=L 6 x lO -i t的带正电的粒子(设飘入速度很小,可视为零).在。板外侧有以M N为边界的匀强磁场82=1 0 T,MN与。相距=1 0 c m,以 和 电 方向如图所示(粒子重力及其相互作用不计),求(1)0到4.0 s内哪些时刻从。处飘入的粒子能穿过电场并飞出磁场边界MN2(2)粒子从边界MN射出来的位置之间最大的距离为多少?9 (2 0 分)如下图所示,空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场,磁场的磁感强度大小为8.边长为/的正方形金
9、属框。尻 4 (下简称方框)放在光滑的水平地面上,其外侧套着一个与方框边长相同的u型金属框架M N P Q(仅 有M N、N Q、Q P 三条 边,下简称U型框),U 型框与方框之间接触良好且无摩擦.两个金属框每条边的质量均为加,每条边的电阻均为八X X X N XX X X X甲(1)将方框固定不动,用力拉动U 型框使它以速度%垂直N0边向右匀速运动,当 U 型框 的 端 滑 至 方 框 的 最 右 侧(如图乙所示)时,方框上的/两端的电势差为多大?此时方框的热功率为多大?(2)若方框不固定,给 U 型框垂直N。边 向 右 的 初 速 度%,如 果 U 型框恰好不能与方框分离,则在这过程中两
10、框架上产生的总热量为多少?(3)若方框不固定,给 U 型框垂直NQ 边向力的初速度v (v%),U 型框最终将与方框分离.如果从U 型框和方框不再接触开始,经过时间t后方框的最右侧和U 型框的最左侧之间的距离为s.求两金属框分离后的速度各多大.1 0(1 4 分)长为0.5 1 m 的木板A,质量为1 k g.板上右端有物块B,质量为3 k g.它们一起在光滑的水平面上向左匀速运动.速度v=2 m/s.木板与等高的竖直固定板C发生碰撞,时间极短,没有机械能的损失.物块与木板间的动摩擦因数U=0 5 g 取 l O m/sz.求:(1)第一次碰撞后,A、B共同运动的速度大小和方向.(2)第一次碰
11、撞后,A与 C之间的最大距离.(结果保留两位小数)(3)A与固定板碰撞儿次,B可脱离A板.1 1如 图 1 0 是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置,M 为半径为R =1.0 机、固定于竖直平面内的2光滑圆弧轨道,轨道上端切线水平,N 为待检验的固定曲面,该曲面在竖直4面内的截面为半径r =血 薪”的1圆弧,圆弧下端切线水平且圆心恰好位于M 轨道的上4端点,M 的下端相切处置放竖直向上的弹簧枪,可发射速度不同的质量?=0.0 Mg的小钢珠,假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过M 的上端点,水平飞出后落到N的某一点上,取 g =1 0 w/52 求:(1)发射该钢珠前,弹簧的弹性势能月,多大?(
12、2)钢珠落到圆弧N上时的速度大小vA,是多少?(结果保留两位有效数字)1 2 (1 0 分)建筑工地上的黄沙堆成圆锥形,而目.不管如何堆其角度是不变的。若测出其圆锥底的周长 为 1 2.5m,高 为 1.5m,如图所示。(1)试求黄沙之间的动摩擦因数。(2)若将该黄沙靠墙堆放,占用的场地面积至少为多少?1 3 (1 6 分)如 图 1 7所示,光滑水平地面上停着一辆平板车,其质量为2 加 长为L,车 右 端(A点)有一块静止的质量为机的小金属块.金属块与车间有摩擦,与中点C为界,AC段 与 C 8段摩擦因数不同.现给车施加一个向右的水平恒力,使车向右运动,同时金属块在车上开始滑动,当金属块滑到
13、中点C时,即撤去这个力.已知撤去力的瞬间,金属块的速度为,车的速度为2%,最后金属块恰停在车的左端(B点。如果金属块与车的AC段间的动摩擦因数为凹,与 段 间 的 动 摩 擦 因 数 为 2,求与2 的比值.L图 1 71 4 (1 8分)如图1 0 所示,空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场,左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右,其宽度为L;中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外;右侧匀强磁场的磁感应强度大小也为B、方向垂直纸面向里。一个带正电的粒子(质量m,电量q,不计重力)从电场左边缘a 点由静止开始运动,穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后,又回到了a 点,然后重
14、复上述运动过程。(图中虚线为电场与磁场、相反方向磁场间的分界面,并不表示有什么障碍物)。(1)中间磁场区域的宽度d为多大;(2)带电粒子在两个磁场区域中的运动时间之比;(3)带电粒子从a 点开始运动到第一次回到a 点时所用的时间t.VH1 0 upHQHFXXXXXXXXXXXX81 5.(2 0分)如 图 1 0所不,ab e d 是一个正万形的盒子,在 c d 边的中点有一小孔e,盒子中存在着沿ad 方向的匀强电场,场强大小为E。-粒子源不断地从a 处的小孔沿ab 方向向盒内发射相同的带电粒子,粒子的初速度为的,经电场作用后恰好从e 处的小孔射出。现撤去电场,在盒子中加一方向垂直于纸面的匀
15、强磁场,磁感应强度大小为B (图中未画出),粒子仍恰好 从 e 孔射出。(带电粒子的重力和粒子之间的相互作用力均可忽略)(1)所加磁场的方向如何?(2)电场强度E与磁感应强度B的比值为多大?1 6.(8 分)如图所示,水平轨道与直径为d=0.8 m的半圆轨道相接,半圆轨道的两端点A、B连线是一条竖直线,整个装置处于方向水平向右,大 小 为 1 0 V/m的匀强电场中,一小球质量团=0.5 k g,带有q=5 xl(y 3 c 电量的正电荷,在电场力作用下由静止开始运动,不计一切摩擦,g=1 0m/s2,(1)若它运动的起点离A为 3 它恰能到达轨道最高点B,求小球在B点的速度和L的值.(2)若
16、它运动起点离A为 乙=2.6 m,且它运动到B点时电场消失,它继续运动直到落地,求落地点与起点的距离.A1 7 (8 分)如图所示,为某一装置的俯视图,P Q、MN为竖直放置的很长的平行金属板,两板间有匀强磁场,其大小为2,方向竖直向下.金属棒A B搁置在两板上缘,并与两板垂直良好接触.现有质量为机,带电量大小为q,其重力不计的粒子,以初速V。水平射入两板间,问:(1)金属棒AB应朝什么方向,以多大速度运动,可以使带电粒子做匀速运动?(2)若金属棒的运动突然停止,带电粒子在磁场中继续运动,从这刻开始位移第次达到m v o/qB时的时间间隔是多少?(磁场足够大)PAQXXXXXXXXXXXXXX
17、XXXMBN1 8(1 2分)如图所示,气缸放置在水平平台上,活塞质量为1 0 k g,横截面积5 0 cm,厚 度 1 cm,气缸全长21 cm,气缸质量20 k g,大气压强为Ix d P a,当温度为7 时,活塞封闭的气柱长1 0 cm,若将气缸倒过来放置时,活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通。g 取 l Om/s.求:(1)气柱多长?(2)当温度多高时,活塞刚好接触平台?(3)当温度多高时,缸筒刚好对地面无压力。(活塞摩擦不计)。1 9 (1 4 分)如图所示,物 块 A的质量为M,物 块 B、C的质量都是m,并都可看作质点,且 三 物 块 用 细 线 通 过 滑 轮 连 接,
18、物块B与物块C的距离和物块C到地面的距离都是L。现将物块A下方的细线剪断,若物块A距滑轮足够远且不计一切阻力。求:(1)物 块 A上升时的最大速度;(2)物 块 A上升的最大高度。20.M是气压式打包机的一个气缸,在图示状态时,缸内压强为P 1,容积为V o.N是一个大活塞,横截面积为S 2,左边连接有推板,推住一个包裹.缸的右边有一个小活塞,横截面积为S 1,它的连接杆在B处与推杆A0以较链连接,0为固定转动轴,B、0间距离为d.推杆推动一次,转过9角(。为一很小角),小活塞移动的距离为d。,则(I)在图示状态,包已被压紧,此时再推一次杆之后,包受到的压力为多大?(此过程中大活塞的位移略去不
19、计,温度变化不计)(2)上述推杆终止时,手的推力为多大?(杆 长 AO=L,大气压为P o),21.(1 2分)如图,在竖直面内有两平行金属导轨A B、C D。导轨间距为却电阻不计。一根电阻不计的金属棒成可在导轨匕无摩擦地滑动。棒与导轨垂直,并接触良好。导轨之间有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感强度为8。导轨右边与电路连接。电路中的三个定值电阻阻值分别为2 A R和 R。在 8。间接有一水平放置的平行板电容器C,板间距离为小(1)当 以 速 度 V。匀速向左运动时,电容器中质量为m的带电微粒恰好静止。试判断微粒的带电性质,及带电量的大小。(2)ab棒由静止开始,以恒定的加速度。向左运动。讨论电容器
20、中带电微粒的加速度如何变化。(设带电微粒始终未与极板接触。)22(1 2分)如图所示的坐标系,x 轴沿水平方向,y 轴沿竖直方向。在 x 轴上方空间的第一、第二象限内,既无电场也无磁场,在第三象限,存 在 沿 y轴正方向的匀强电场和垂直x y 平 面(纸面)向里的匀强磁场。在第四象限,存在沿y轴负方向,场强大小与第三象限电场场强相等的匀强电场。质量为m、电量为q的带电质点,从 y 轴上y=h处的P 1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限。然后经过x 轴上x=-2h处的p 2点进入第三象限,带电质点恰好能做匀速圆周运动。之后经过y轴 上 y=-2h处的P 3 点进入第四象限。已知重力加速
21、度为g。求:(1)粒子到达P 2点时速度的大小和方向;(2)(3)第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小;带电质点在第四象限空间运动过程中最小速度的大小和方向。23.(20分)如图所示,在非常高的光滑、绝缘水平高台边缘,静置一个不带电的小金属块B,另有一与B完全相同的带电量为+4的小金属块A 以 初 速 度 向B运动,4、B的质量均为 m。A 与 8 相碰撞后,两物块立即粘在一起,并从台上飞出。已知在高台边缘的右面空间中存在水平向左的匀强电场,场强大小E=2mg/q。求:(1)A、B 一起运动过程大水平距离(2)4、B运动过程的最(3)从开始到A、B 运动水平距离的过程4 损失的机中距高台边
22、缘的最小速度为多大到距高台边缘最大械能为多大?24(20 分)如 图 11所示,在真空区域内,有宽度为乙的匀强磁场,磁感应强度为8,磁场方向垂直纸面向里,M N、P Q是磁场的边界。质 量 为m,带电量为一q 的粒子,先后两次沿着与 N 夹角为。(06 m。现使小物块和长木板以共同速度V。向有运动,设长木板与左、右挡板的碰撞中无机械能损失。试求:(1)将要发生第二次碰撞时,若小物块仍未从长木板上落下,则它应距长木板左端多远?(2)为使小物块不从长木板上落下,板长L 应满足什么条件?蠹|(3)若 满 足(2)中条件,且 M=2 k g,m=l k g,v o=l O m/s,试|l j计算整个系
23、统从开始到刚要发生第四次碰撞前损失的机械能。4 2 (1 8 分)如 图 1 所示,真空中相距1=5。的两块平行金属板A、B与电源连接(图中未画出),其中B板 接 地(电势为零),A板电势变化的规律如图2 所示将一个质量加=2.0 x 1 0-2 7 必,电量q =+i.6 x l(rk的带电粒子从紧临B板处释放,不计重力。求(1)在 f =0时刻释放该带电粒子,释放瞬间粒子加速度的大小:(2)若 A板电势变化周期T =l.O x 1 0-8 s,在,=o时将带电粒子从紧临B板处无初速释放,粒子到达A板时动量的大小:(3)A板电势变化频率多大时,在 =工到f =二 时间内从紧临B板处无初速释放
24、该4 2带电粒子,粒子不能到达A板。图1 图24 3 (2 0 分)磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。图 1 是平静海面上某实验船的示意图,磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道(简称通道)组成。如 图 2所示,通道尺寸a =2.0?、匕=0.1 5?、c=0.1 0?。工作时,在通道内沿z轴正方向加8 =8.0 T的匀强磁场;沿 x轴负方向加匀强电场,使两金属板间的电压U=9 9.6 V;海水沿y 轴方向流过通道。已知海水的电阻率P=0.2 0。(1)船静止时,求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向;(2)船 以 匕=5.0 机/s 的速度匀速前进。若以船为参照物,海水以5.0
25、/w/s 的速率涌入进水口,由于通道的截面积小于进水口的截面积,在通道内海水速率增加到V d=8.0 m/5 o求此时两金属板间的感应电动势U例(3)船行驶时,通道中海水两侧的电压按U =U-U/f算,海水受到电磁力的8 0%可以转化为对船的推力。当船以匕=5.0 a/s 的速度匀速前进时,求海水推力的功率.图14 4 (2 0 分)如图所示,在足够大的空间范围内,同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场,磁感应强度B=1.5 7 T。小 球 1 带正电,其电量与质量之比g i/n=4 C/k g,所受重力与电场力的大小相等;小球2 不带电,静止放置于固定的水平悬空支架上。小
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