物理大題總結(jié)范文.doc

物理大題總結(jié)范文 第一部分24.（18分）光滑水平面上放著質(zhì)量，mA1kg的物塊A與質(zhì)量mB2kg的物塊B，A與B均可視為質(zhì)點(diǎn)，A靠在豎直墻壁上，A、B間夾一個(gè)被壓縮的輕彈簧（彈簧與A、B均不拴接），用手擋住B不動(dòng)，此時(shí)彈簧彈性勢(shì)能EP49J。 在A、B間系一輕質(zhì)細(xì)繩，細(xì)繩長(zhǎng)度大于彈簧的自然長(zhǎng)度，如圖所示。 放手后B向右運(yùn)動(dòng)，繩在短暫時(shí)間內(nèi)被拉斷，之后B沖上與水平面相切的豎直半圓光滑軌道，其半徑R0.5m,B恰能到達(dá)最高點(diǎn)C。 取g10m/s2，求 （1）繩拉斷后瞬間B的速度vB的大??； （2）繩拉斷過(guò)程繩對(duì)B的沖量I的大??； （3）繩拉斷過(guò)程繩對(duì)A所做的功W。 2、如圖所示，有一質(zhì)量為m的物塊靜止在水平桌面左端，長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)豎直懸掛一個(gè)質(zhì)量為2m的小球，小球剛好與物塊接觸。 現(xiàn)保持細(xì)線(xiàn)繃直，把小球拉向左上方使細(xì)線(xiàn)與豎直方向成600夾角，無(wú)初速釋放，小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)恰與物塊正碰，碰后小球繼續(xù)向右擺動(dòng)，上升的最大高度為L(zhǎng)8(整個(gè)過(guò)程中小球不與桌面接觸)，物塊在桌面上向右滑行了L后靜止，求物塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)?答案0.5設(shè)碰前小球速度為v0，碰后小球速度為v1，物塊速度為v2.小球下落過(guò)程機(jī)械能守恒2mgL(1-cos600)=12?2mv02小球與物塊碰撞過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒2mv0=2mv1+mv2小球碰后上升過(guò)程機(jī)械能守恒2mgL/8=2mv12/2碰后物塊做減速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理可得0-mv22=-2?mgL由可得?=0.5（每個(gè)方程4分，結(jié)果2分）m2m60L24.(18分)如圖所示，光滑水平面上有一質(zhì)量M40kg的平板車(chē)，車(chē)上表面右側(cè)為段l10m的水平軌道、水平軌道左側(cè)連接一半徑R025m的光滑圓弧軌道，圓弧軌道與水平軌道在O點(diǎn)相切，車(chē)右端固定一個(gè)尺寸可以忽略，處于鎖定狀態(tài)的壓縮彈簧，質(zhì)量m10kg的小物塊緊靠彈簧，小物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)05，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將彈簧解除鎖定，小物塊被彈出后，恰能到達(dá)圓弧軌道的最高點(diǎn)A，g取10ms2求 (1)解除鎖定前彈簧的彈性勢(shì)能EP； (2)小物塊第二次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)對(duì)地速度的大??； (3)最終小物塊與車(chē)相對(duì)靜止時(shí)距O點(diǎn)的距離解 (1)平板小車(chē)與小物塊組成系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒，故當(dāng)小物塊滑到最高點(diǎn)A時(shí)，二者有共同速度V共02分設(shè)彈簧解除鎖定之前儲(chǔ)存彈性勢(shì)能為Ep，依上述過(guò)程系統(tǒng)能量守恒有Ep=mgRumgl75J3分 (2)設(shè)小物塊第二次經(jīng)過(guò)0/時(shí)速度為Vm此時(shí)平板小車(chē)速度為VM，研究小物塊從圓弧上滑下的過(guò)程，由動(dòng)量守恒及機(jī)械能守恒有mVmMVM02分mgRmVm2MVM23分聯(lián)立得Vm20ms2分 (3)依動(dòng)量守恒可知，當(dāng)小物塊與平板車(chē)相對(duì)靜止時(shí)，二者共同速度也為零。 設(shè)全過(guò)程小物塊在平板車(chē)上滑行的總路程為S，依能量轉(zhuǎn)化與守恒有Ep?mgs2分由得S15m2分最終小物塊相對(duì)小車(chē)靜止時(shí)距O點(diǎn)距離為s，則ssl05m2分23.（16分）如圖所示，在沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一固定點(diǎn)O，用一根長(zhǎng)度為l=0.40m的絕緣細(xì)線(xiàn)把質(zhì)量為m=0.20kg，帶有正電荷的金屬小球懸掛在O點(diǎn)，小球靜止在B點(diǎn)時(shí)細(xì)037.現(xiàn)將小球拉至位置A使細(xì)線(xiàn)水平后由靜止釋放，求 (1)小線(xiàn)與豎直方向的夾角為=球運(yùn)動(dòng)通過(guò)最低點(diǎn)C時(shí)的速度大小. (2)小球通過(guò)最低點(diǎn)C時(shí)細(xì)線(xiàn)對(duì)小球的拉力大小.(g取10m/s2，sin37=O.60，cos37=0.80)0023.（16分） （1）小球受到電場(chǎng)力qE、重力mg和繩的拉力作用處于靜止，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件有mgmgqE4337tan0=4分小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理有2c21mvqElmgl=?4分解得小球通過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度smmlqEmgvc/2/)(2=?=2分 （2）設(shè)小球在最低點(diǎn)時(shí)細(xì)線(xiàn)對(duì)小球的拉力為T(mén)F，根據(jù)牛頓第二定律有l(wèi)vmmgFcT2=?4分解得NFT3=2分第二部分11.（18分）如圖所示，質(zhì)量m1=0.1kg，電阻R1=0.3，長(zhǎng)度l=0.4m的導(dǎo)體棒ab橫放在U型金屬框架上。 框架質(zhì)量m2=0.2kg，放在絕緣水平面上，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2，相距0.4m的MM、NN相互平行，電阻不計(jì)且足夠長(zhǎng)。 電阻R2=0.1的MN垂直于MM。 整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。 垂直于ab施加F=2N的水平恒力，ab從靜止開(kāi)始無(wú)摩擦地運(yùn)動(dòng)，始終與MM、NN保持良好接觸，當(dāng)ab運(yùn)動(dòng)到某處時(shí)，框架開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。 設(shè)框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10m/s2. (1)求框架開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)ab速度v的大??； （2）從ab開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到框架開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，MN上產(chǎn)生的熱量Q=0.1J，求該過(guò)程ab位移x的大小。 11.(18分)如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，在水平的x軸下方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)為B,方向垂直xOy平面向里，電場(chǎng)線(xiàn)平行于y軸。 一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球，從y軸上的A點(diǎn)水平向右拋出，經(jīng)x軸上的M點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)，恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從x軸上的N點(diǎn)第一次離開(kāi)電場(chǎng)和磁場(chǎng)，MN之間的距離為L(zhǎng),小球過(guò)M點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸的方向夾角為.不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g,求 (1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向； (2)小球從A點(diǎn)拋出時(shí)初速度v0的大小; (3)A點(diǎn)到x軸的高度h.24.（18分）兩根光滑的長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌MN、MN平行置于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l，電阻不計(jì)，M、M處接有如圖所示的電路，電路中各電阻的阻值均為R，電容器的電容為C。 長(zhǎng)度也為l、阻值同為R的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。 ab在外力作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)且與導(dǎo)軌保持良好接觸，在ab運(yùn)動(dòng)距離為s的過(guò)程中，整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q。 求 （1）ab運(yùn)動(dòng)速度v的大??； （2）電容器所帶的電荷量q。 1、如圖所示，豎直平面內(nèi)有兩根很長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌MN、，處于B=0.5T的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩導(dǎo)軌中連有兩個(gè)電阻均為0.2額定功率均為5W的小燈泡，如圖所示質(zhì)量m=50g、長(zhǎng)L=0.5m、電阻r=0.2的金屬棒ab可沿導(dǎo)軌做無(wú)摩擦滑動(dòng)，導(dǎo)軌電阻不計(jì)導(dǎo)軌與金屬棒接觸始終良好。 則 (1).棒要以多大速度向上移動(dòng)，才能使燈泡正常發(fā)光? (2).若讓金屬棒自由下落，當(dāng)速度達(dá)到穩(wěn)定后燈泡能否正常發(fā)光?（18分） (1).燈的電阻RL=0.2，燈的功率PL=5W。 則有燈的電壓UL=RLPL=1V；電流IL=PLRL=5A（4分）金屬棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E=BLv1=UL+ILr解得v1=12m/s（5分） (2).達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，有mg=BIL(4分)I=mgBL=2A10A，燈泡不能正常發(fā)光（5分）a bL1L2M NP Q25.(22分)如圖所示，MN為紙面內(nèi)豎直放置的擋板，P、D是紙面內(nèi)水平方向上的兩點(diǎn)，兩點(diǎn)距離PD為L(zhǎng)，D點(diǎn)距擋板的距離DQ為L(zhǎng).一質(zhì)量為m、電量為q的帶正電粒子在紙面內(nèi)從P點(diǎn)開(kāi)始以v0的水平初速度向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后在MN左側(cè)空間加上垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)維持一段時(shí)間后撤除，隨后粒子第二次通過(guò)D點(diǎn)且速度方向豎直向下.已知擋板足夠長(zhǎng)，MN左側(cè)空間磁場(chǎng)分布范圍足夠大.粒子的重力不計(jì).求 (1)粒子在加上磁場(chǎng)前運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t； (2)滿(mǎn)足題設(shè)條件的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值及B最小時(shí)磁場(chǎng)維持的時(shí)間t0的值.25.（22分） (1)微粒從P點(diǎn)至第二次通過(guò)D點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示由圖可知在加上磁場(chǎng)前瞬間微粒在F點(diǎn)(圓和的切點(diǎn)).在t時(shí)間內(nèi)微粒從P點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng)到F點(diǎn)，2分t=0vPF2分由幾何關(guān)系可知PF=L+R2分又R=qBmv02分解得t=qBmvL+02分 (2)微粒在磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)R最大時(shí)，B最小，在微粒不飛出磁場(chǎng)的情況下，RL=2R3分最大時(shí)有DQ=2R，即可得B的最小值為Bmin=qLmv022分微粒在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，故有t0=?+43nT，n=0，1，2，3，3分又T=qBm22分即可得t0=043vLn?+，(n=0，1，2，3，)2分第三部分12.（20分）xx年12月，天文學(xué)家們通過(guò)觀測(cè)的數(shù)據(jù)確認(rèn)了銀河系中央的黑洞“人馬座A*”的質(zhì)量與太陽(yáng)質(zhì)量的倍數(shù)關(guān)系。 研究發(fā)現(xiàn)，有一星體S2繞人馬座A*做橢圓運(yùn)動(dòng)，其軌道半長(zhǎng)軸為9.50102天文單位（地球公轉(zhuǎn)軌道的半徑為一個(gè)天文單位），人馬座A*就處在該橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。 觀測(cè)得到S2星的運(yùn)行周期為15.2年。 (1)若將S2星的運(yùn)行軌道視為半徑r=9.50102天文單位的圓軌道，試估算人馬座A*的質(zhì)量MA是太陽(yáng)質(zhì)量Ms的多少倍(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)； (2)黑洞的第二宇宙速度極大，處于黑洞表面的粒子即使以光速運(yùn)動(dòng)，其具有的動(dòng)能也不足以克服黑洞對(duì)它的引力束縛。 由于引力的作用，黑洞表面處質(zhì)量為m的粒子具有勢(shì)能為Ep=-GMmR(設(shè)粒子在離黑洞無(wú)限遠(yuǎn)處的勢(shì)能為零)，式中M、R分別表示黑洞的質(zhì)量和半徑。 已知引力常量G=6.710-11Nm2/kg2，光速c=3.0108m/s，太陽(yáng)質(zhì)量Ms=2.01030kg，太陽(yáng)半徑Rs=7.0108m，不考慮相對(duì)論效應(yīng)，利用上問(wèn)結(jié)果，在經(jīng)典力學(xué)范圍內(nèi)求人馬座A*的半徑RA與太陽(yáng)半徑gR之比應(yīng)小于多少（結(jié)果按四舍五入保留整數(shù)）。 12.（20分）質(zhì)譜分析技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各前沿科學(xué)領(lǐng)域。 湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子的質(zhì)譜裝置示意如圖，M、N為兩塊水平放置的平行金屬極板，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板右端到屏的距離為D，且D遠(yuǎn)大于L，OO為垂直于屏的中心軸線(xiàn)，不計(jì)離子重力和離子在板間偏離OO的距離。 以屏中心O為原點(diǎn)建立xOy直角坐標(biāo)系，其中x軸沿水平方向，y軸沿豎直方向。 （1）設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m 0、電荷量為q0的正離子以速度v0沿OO的方向從O點(diǎn)射入，板間不加電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí)，離子打在屏上O點(diǎn)。 若在兩極板間加一沿+y方向場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，求離子射到屏上時(shí)偏離O點(diǎn)的距離y0; (2)假設(shè)你利用該裝置探究離子，試依照以下實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算離子的質(zhì)量數(shù)。 上述裝置中，保留原電場(chǎng)，再在板間加沿-y方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。 現(xiàn)有電荷量相同的兩種正離子組成的離子流，仍從O點(diǎn)沿OO方向射入，屏上出現(xiàn)兩條亮線(xiàn)。 在兩線(xiàn)上取y坐標(biāo)相同的兩個(gè)光點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的x坐標(biāo)分別為3.24mm和3.00mm，其中x坐標(biāo)大的光點(diǎn)是碳12離子擊中屏產(chǎn)生的，另一光點(diǎn)是離子產(chǎn)生的。 盡管入射離子速度不完全相同，但入射速度都很大，且在板間運(yùn)動(dòng)時(shí)OO方向的分速度總是遠(yuǎn)大于x方向和y方向的分速度。 23.（16分）在平面直角坐標(biāo)系xOy中，第象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。 一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點(diǎn)以速度v0垂直于y軸射入電場(chǎng)，經(jīng)x軸上的N點(diǎn)與x軸正方向成60角射入磁場(chǎng)，最后從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射出磁場(chǎng)，如圖所示。 不計(jì)粒子重力，求 （1）M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UMN； （2）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r； （3）粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的總時(shí)間t。 25.（22分）磁懸浮列車(chē)是一種高速低耗的新型交通工具，它的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化為如下模型，固定在列車(chē)下端的動(dòng)力繞組可視為一個(gè)矩形純電阻金屬框，電阻為R，金屬框置于xOy平面內(nèi)，長(zhǎng)邊MN為l平行于y軸，寬為d的NP邊平行于x軸，如圖l所示。 列車(chē)軌道沿Ox方向，軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿O x方向按正弦規(guī)律分布，其空間周期為，最大值為B0，如圖2所示，金屬框同一長(zhǎng)邊上各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，整個(gè)磁場(chǎng)以速度v0沿Ox方向勻速平移。 設(shè)在短暫時(shí)間內(nèi)，MN、邊所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)問(wèn)的變化可以忽略，并忽略一切阻力。 列車(chē)在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作用下沿Ox方向加速行駛，某時(shí)刻速度為v（vv0。 （1）簡(jiǎn)要敘述列車(chē)運(yùn)行中獲得驅(qū)動(dòng)力的原理； （2）為使列車(chē)獲得最大驅(qū)動(dòng)力，寫(xiě)出MN、邊應(yīng)處于磁場(chǎng)中的什么位置及與d之間應(yīng)滿(mǎn)足的關(guān)系式； （3）計(jì)算在滿(mǎn)足第 （2）問(wèn)的條件下列車(chē)速度為v時(shí)驅(qū)動(dòng)力的大小。 25.（22分）離子推進(jìn)器是新一代航天動(dòng)力裝置，可用于衛(wèi)星姿態(tài)控制和軌道修正。 推進(jìn)劑從圖中P處注入，在A處電離出正離子，BC之間加有恒定電壓，正離子進(jìn)入B時(shí)的速度忽略不計(jì)，經(jīng)加速后形成電流為I的離子束后噴出。 已知推進(jìn)器獲得的推力為F，單位時(shí)間內(nèi)噴出的離子技師為J。 為研究問(wèn)題方便，假定離子推進(jìn)器在太空中飛行時(shí)不受其他外力，忽略推進(jìn)器運(yùn)動(dòng)速度。 （1）求加在BC間的電壓U； （2）為使離子推進(jìn)器正常運(yùn)行，必須在出口D處向正離子束注入電子，試解釋其原因。 3、如圖所示，坐標(biāo)空間中有場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，Y軸為兩種場(chǎng)的分界面，圖中虛線(xiàn)為磁場(chǎng)區(qū)域的右邊界，現(xiàn)有一質(zhì)量為m，電荷量為-q的帶電粒子從電場(chǎng)中坐標(biāo)位置(-l，0)處，以初速度v0沿x軸正方向開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，且已知l=m v02qE(重力不計(jì))，試求使帶電粒子能穿越磁場(chǎng)區(qū)域而不再返回電場(chǎng)中，磁場(chǎng)的寬度d應(yīng)滿(mǎn)足的條件答案帶電粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)的加速度