试题研究----来源于高考常备题
1、如图2—10所示,足够长的两根相距为0.5m的平行光滑导轨竖直放置,导轨电阻不计,磁感应强度B为0.8T的匀强磁场的方向垂直于导轨平面。两根质量均为0.04kg、电阻均为0.5Ω的可动金属棒ab和cd都与导轨接触良好,导轨下端连接阻值为1Ω的电阻R,金属棒ab用一根细绳拉住,细绳允许承受的最大拉力为0.64N。现让cd棒从静止开始落下,直至细绳刚被拉断,此过程中电阻R上产生的热量为0.2J,求:
(1)此过程中ab棒和cd棒产生的热量;
(2)细绳被拉断瞬时,cd棒的速度v。
(3)细绳刚要被拉断时,cd棒下落的高度h。
1.解A)考点透视:考查电磁感应现象所涉及的计算安培力,功能关系
B)标准答案:(1)0.4J 0.9J (2)1.88m/s(竖直向下) (3)3.93m
提示:(1)
(2)
(3) h=3.93m
2.(11分)如图2—9所示,支架质量M,放在水平地面上,在转轴O处用一长为l的细绳悬挂一质量为m的小球。求:
(1)小球从水平位置释放后,当它运动到最低点时地面对支架的支持力多大?
(2)若小球在竖直平面内摆动到最高点时,支架恰对地面无压力,则小球在最高点的速度是多大?
2解.A)考点透视:考查圆周运动,分析力时的整体隔离法
B)标准答案:
(1)小球在作圆周运动中,只有重力做功,机械能守恒以最低点为零势能点 (1)
由牛顿第二定律
得 方向向上
∴N=mg+T=mg+3mg=4mg
3.(12分)在某星球上,宇航员用弹簧秤称得质量m的砝码重为F,乘宇宙飞船在靠近该星球表面空间飞行,测得其环绕周期是T,根据上述数据,试求该星球的质量。
3解.A)考点透视:万有引力定律求解天体质量,利用星体表面有的关系
B)标准答案:
解:星球表面
宇宙飞船在近地面运行时,,
又由于:
C)思维发散:在求解这部分题时,除了应用两个基本关系外,要熟练掌握它的方法
4.(13分)如图1—8所示,在一个足够大的铅板A的右表面贴一放射源P。P可以向各个方向释放出β粒子,设速度大小,在A板右边相距d=2cm处放一平行于A的金属板B,使A带负电、B带正电后,板间形成场强大小为的匀强电场,试求β粒子打在B板上的范围。(β粒子的质量,电量)
4解.A)考点透视:除考察有关电场的知识点外,要能够想象出放射源射出粒子的情景。粒子水平直线射向O,竖直射到板上与O的最大距离即可知道其范围
B)标准答案:
解:
将AB板转90°形成一个等效重力场g′,如图,偏离距离表示在B板上将形成一个以O为圆心,R为半径的圆
C)误区警示:平抛运动很熟悉,而一到电场,分析问题似乎方法跟不上。要注意类比。
5.(14分)如图1-12所示,在空间有水平方向匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,在磁场中有一长为L,内壁光滑且绝缘的细筒MN竖直放置,筒的底部有一质量为m,带电量为+q的小球,现使细筒MN沿垂直磁场方向水平向右匀速运动,设小球带电量不变。
(1)若使小球能沿筒壁上升,则细筒运动速度应满足什么条件?
(2)当细筒运动的速度为v()时,试讨论小球对筒壁的压力随小球沿细筒上升高度之间的关系。
5解.A)考点透视:对物体运动和力的关系,做了进一步的要求
B)标准答案:
解:
(1)小球随细管以速度水平向右运动时,受到重力和洛仑兹力作用,要使小球能沿细管上升,则必有,则有
(2)当小球随细管以速度v向右匀速运动时,由于Bqv>mg,小球将在匀速运动的同时,在竖直方向沿筒壁作初速为零的然加速直线运动,小球由于具有水平向右的分运动,而受到向上的洛仑兹力,由于具有竖直向上的分运动而具有水平向左的洛仑兹力,所以竖直方向有qBv-mg=ma、,竖直方向有,小球对筒壁的压力为:
0<h<L,N′的方向水平向左
C)思维发散:洛仑兹力的方向与v垂直,注意空间方位的确定
6.(11分)跳伞运动员从跳伞塔上跳下,当降落伞全部打开时,伞和运动员所受的空气阻力大小跟下落速度的平方成正比,即,已知比例系数。运动员和伞的总质量m=72kg,设跳伞塔足够高且运动员跳离塔后即打开伞,取,求:
(1)跳伞员的下落速度达到3m/s时,其加速度多大?
(2)跳伞员最后下落速度多大?
(3)若跳伞塔高200m,则跳伞员从开始跳下到即将触地的过程中,损失了多少机械能?
6.解A)考点透视:考查力运动,加速度的关系,能量转化和守恒定律
B)标准答案:(1) (2)6m/s (3)
解:
(1)由牛顿第二定律:
(2)跳伞员最后匀速运动:
(3)损失的机械能:
C)思维发散:跳伞运动员跳下,先加速后匀速的过程,当时,就匀速下落,整个过程由于受阻力作用,有机械能损失,,即初始状态与末态机械能之差或求,但f是变力,上述方法更适合题意
7.(12分)已知某行星半径为R,以其第一宇宙速度运行的卫星绕行星的周期为T,那么该行星上发射的同步卫星的运行速度为v,则同步卫星距行星表面高度为多高?求该行星的自转周期。
7.解A)考点透视:万有引力提供向心力,理解和掌握宇宙速度的意义和推导
B)标准答案:
h=-R
所以
C)思维发散:这部分除了知道一个核心方程()以外,还应理解各量的意义,才能灵活运用公式
8.(13分)如图3-10所示,一个圆形线圈的匝数n=1000,线圈面积,线圈的电阻r=1Ω,在线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,电阻的一端b跟地相接,把线圈放入一个方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如B-t图线所示,求:
(1)从计时起,t=3s,t=5s时穿过线圈的磁通量为多少?
(2)a点的最高电势和最低电势各为多少?
8解.A)考点透视:法拉第电磁感应定律,电路、图象等是本题重点考查的知识点
B)标准答案:
解:
(1)由图象可知t=3s,t′=5s时的磁感应强度分别为:,所以
同理
(2)0~4s,磁通增加,所以。
所以电路中感应电流为,所以,方向自b→a,
此时a点电势为最低,4-6sφ减小,,,方向自a→b
所以,即此时a点电势为最高
C)思维发散:数形结合是分析物理问题,表达物理过程和现象的重要方法
9.(13分)推行节水工程的转动喷水“龙头”如图4—9所示,“龙头”距地面h(m),其喷灌半径可达10h(m),每分钟喷水m(kg),所用的水从地下H(m)深的井里抽取,设水以相同的速率水平喷出,水泵效率为η,不计空气阻力。试求:
(1)水从水“龙头”喷出的速度;
(2)水泵每分钟对水做的功;
(3)带动水泵的电动机的最小输出功率。
9.解A)考点透视:力学中的功能关系
B)标准答案:
解:
(1)平抛所用时间为,水平初速度为 (1)
(2)1min内喷出水的功能 (2)
水泵提水,1min内水获得的重力势能为
(3)
1min内水泵对水所做的功为
(4)
(3)带动水泵的电动机的最小输出功率等于水泵的输入功率,
C)思维发散:流体的对象选择一般取单位时间内通过的流量
10.(8分)在“研究平抛物体的运动”实验中(1)下列哪些因素会使实验误差增大
A.小球与斜面间有摩擦
B.安装斜糟时其末端切线不水平
C.建立坐标时,x轴、y轴正交,但y轴不够竖直
D.根据曲线计算平抛运动的初速度时,在曲线上取作计算的点离原点O较远
(2)某同学做该实验时得到如图4—7所示图象,点和数据已标出,则平抛小球的初速度为______________。()
10解.BC 2m/s
11.(12分)如图4—8所示宽度为d的区域上方存在垂直纸面、方向向内、磁感应强度大小均为B的匀强磁场,现有一质量为m,带电量为+q的粒子在纸面内以速度v从此区域下边缘上的A点射入,其方向与下边缘线成30°角,试求当v满足什么条件时,粒子能回到A。
11.解A)考点透视:带电粒子在磁场中的运动,根据物理过程情景画图是一个难点
B)标准答案:
解:
粒子运动如图所示,由图示的几何关系可知
(1)
粒子在磁场中的轨道半径为r,则有
(2)
联立①②两式,得,此时粒子可按图中轨道返到A点。
C)思维发散:画图很重要,在图上利用几何关系求解,几何量的求解涉及到的数学方法