高校自主招生高中物理探究仿真訓(xùn)練題07

1、2018 年高校自主招生物理探究仿真訓(xùn)練題七1. （2015北大清華自主招生物理探究試題）在高度為H處水平拋出一物體，同時(shí)在其下方水平地面斜拋一物體，二者同時(shí)落到水平地面上，則斜拋物體的射高為AHBH/2CH/4DH/8【參考答案】C2（15分）（2016中科大）電鰻、電鰩等電魚能借助起電斑的生物電池產(chǎn)生電流起電斑是生理發(fā)電裝置如圖4所示的南美洲電鰻體中的起電斑并排成140行，每行串有5000個(gè)起電斑，沿著身體延伸分布經(jīng)檢測(cè)，每個(gè)起電斑能產(chǎn)生0.15V 的電動(dòng)勢(shì)并具有0.25的內(nèi)阻該起電斑陣列一端在該動(dòng)物的頭部而另一端接近其尾部，與電鰻周圍的水形成回路此種裝置能擊暈或擊斃游近電鰻的魚，但不會(huì)傷

2、害自己試定量解釋這兩方面的原因，假設(shè)電鰻周圍的水具有等效電阻800【名師解析】 等效電路如圖所示，每行電動(dòng)勢(shì)E =0.15V 5000=750V，每行的內(nèi)阻r =0.25 5000=1250，水的等效電阻R =800根據(jù)基爾霍夫定律，有E=140IR+Ir解得：I=A所以等效電阻兩端的電壓U =IR =140800V741.72V，內(nèi)阻電壓U r =Ir =1250V8.28V可見，電鰻周圍的水中的電壓很大，而電鰻體內(nèi)的電壓很低，電流很小3.（10分）（2015中科大）0.1mol的理想氣體，經(jīng)歷如圖所示的BCAB循環(huán)過程，問在此過程中氣體所能達(dá)到的最高溫度T=？（R=8.31Jmol-1K-

3、1）4（10分）雨滴在空中下落時(shí)，由于空氣阻力的影響，最終會(huì)以恒定的速度勻速下降，我們把這個(gè)速度叫做收尾速度。研究表明，在無風(fēng)的天氣條件下，空氣對(duì)下落雨滴的阻力可由公式來計(jì)算，其中C為空氣對(duì)雨滴的阻力系數(shù)（可視為常量），為空氣的密度，S為雨滴的有效橫截面積（即垂直于速度v方向的橫截面積）。假設(shè)雨滴下落時(shí)可視為球形，且在到達(dá)地面前均已達(dá)到收尾速度。每個(gè)雨滴的質(zhì)量均為m，半徑均為R，雨滴下落空間范圍內(nèi)的空氣密度為0，空氣對(duì)雨滴的阻力系數(shù)為C0，重力加速度為g。（1）求雨滴在無風(fēng)的天氣條件下沿豎直方向下落時(shí)收尾速度的大??；（2）若根據(jù)云層高度估測(cè)出雨滴在無風(fēng)的天氣條件下由靜止開始豎直下落的高度為h，

4、求每個(gè)雨滴在豎直下落過程中克服空氣阻力所做的功； （3）大量而密集的雨滴接連不斷地打在地面上，就會(huì)對(duì)地面產(chǎn)生持續(xù)的壓力。設(shè)在無風(fēng)的天氣條件下雨滴以收尾速度勻速豎直下落的空間，單位體積內(nèi)的雨滴個(gè)數(shù)為n（數(shù)量足夠多），雨滴落在地面上不反彈，雨滴撞擊地面時(shí)其所受重力可忽略不計(jì)，求水平地面單位面積上受到的由于雨滴對(duì)其撞擊所產(chǎn)生的壓力大小。（2）設(shè)雨滴在空中由靜止沿豎直方向下落至地面的過程克服空氣阻力所做功為Wf，依據(jù)動(dòng)能定理有 2分解得1分（3）取橫截面積為S、高度的柱狀體積內(nèi)的雨滴為研究對(duì)象，它所含雨滴的總質(zhì)量為1分設(shè)柱狀體積內(nèi)的雨滴受到水平地面單位面積上的作用力大小為F，豎直向上為正方向根據(jù)動(dòng)量定

5、理有 FSt=Mv1分解得 1分根據(jù)牛頓第三定律，水平地面的單位面積上受到的由于雨滴對(duì)其撞擊所產(chǎn)生的壓力大小為5.（16分）如圖，豎直平面內(nèi)有兩個(gè)半徑為r、光滑的圓弧形金屬環(huán)，在M、N處分別與距離為2r、足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌ME、NF相接，金屬環(huán)最高點(diǎn)A處斷開不接觸。金屬導(dǎo)軌ME、NF的最遠(yuǎn)端EF之間接有電阻為R的小燈泡L。在MN上方及CD下方有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)I和II，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，磁場(chǎng)I和II之間的距離為h?，F(xiàn)有質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab，從金屬環(huán)的最高點(diǎn)A處由靜止下落，在下落過程中導(dǎo)體棒始終保持水平，與金屬環(huán)及軌道接觸良好。已知導(dǎo)體棒下落時(shí)向下的加速度為a。導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)II后小

6、燈泡亮度始終不變。重力加速度為g。導(dǎo)體棒、軌道、金屬環(huán)的電阻均不計(jì)。求：（1）導(dǎo)體棒從A處下落時(shí)的速度v1大??；（2）導(dǎo)體棒下落到MN處時(shí)的速度v2大小；（3）將磁場(chǎng)II的CD邊界下移一段距離，分析導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)II后小燈泡的亮度變化情況，并說明原因?！久麕熃馕觥浚?）導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)II后小燈泡亮度始終不變，說明導(dǎo)體棒受力平衡，勻速下落（1分），設(shè)此時(shí)導(dǎo)體棒的速度為v3：（1分），（1分），從MN下落到CD，導(dǎo)體棒下落過程只受重力作用：（1分），v2=（1分）；（3）CD邊界下移一段距離，導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)II時(shí)速度大于v3（1分），mgF安（1分），導(dǎo)體棒做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)（1分），

7、速度減小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，感應(yīng)電流減小，電功率減小，亮度減?。?分），最后mg=F安，導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)，亮度不變（1分）。6.某興趣小組設(shè)計(jì)了一種實(shí)驗(yàn)裝置，用來研究碰撞問題，其模型如圖所示，光滑軌道中間部分水平，右側(cè)為位于豎直平面內(nèi)半徑為R的半圓，在最低點(diǎn)與直軌道相切5個(gè)大小相同、質(zhì)量不等的小球并列靜置于水平部分，球間有微小間隔，從左到右，球的編號(hào)依次為0、1、2、3、4，球的質(zhì)量依次遞減，每球質(zhì)量與其相鄰左球質(zhì)量之比為k（k1）.將0號(hào)球向左拉至左側(cè)軌道距水平高h(yuǎn)處，然后由靜止釋放，使其與1號(hào)球碰撞，1號(hào)球再與2號(hào)球碰撞所有碰撞皆為無機(jī)械能損失的正碰（不計(jì)空氣阻力，小球可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度

8、為g）.（1）0號(hào)球與1號(hào)球碰撞后，1號(hào)球的速度大小v1；（2）若已知h=0.1m，R=0.64m，要使4號(hào)球碰撞后能過右側(cè)軌道的最高點(diǎn)，問k值為多少？【名師解析】 (1)設(shè)0號(hào)球碰前速度為v0， 則有 0號(hào)球與1號(hào)球碰撞過程： 解得： 。 （2）同理 故： 4號(hào)球從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)： 4號(hào)球在最高點(diǎn)： 解得： 。7.傳送帶被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。由于不同的物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)不同，物體在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情況也有所不同。如圖所示，一傾斜放置的傳送帶與水平面的傾角=37，在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下以v=2m/s的速率順時(shí)針方向勻速運(yùn)行。M、N為傳送帶的兩個(gè)端點(diǎn)，MN兩點(diǎn)間的距離L=7m。N端有一離傳送帶

9、很近的擋板P可將傳送帶上的物塊擋住。在傳送帶上的O處先后由靜止釋放金屬塊A和木塊B，金屬塊與木塊質(zhì)量均為1kg，且均可視為質(zhì)點(diǎn)，OM間距離L=3m。sin37 = 0.6，cos37=0.8，g取10m/s2。傳送帶與輪子間無相對(duì)滑動(dòng)，不計(jì)輪軸處的摩擦。（1）金屬塊A由靜止釋放后沿傳送帶向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過2s到達(dá)M端，求金屬塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)1。 （2）木塊B由靜止釋放后沿傳送帶向下運(yùn)動(dòng)，并與擋板P發(fā)生碰撞。已知碰撞時(shí)間極短，木塊B與擋板P碰撞前后速度大小不變，木塊B與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)2=0.5。求：a.與擋板P第一次碰撞后，木塊B所達(dá)到的最高位置與擋板P的距離；b.經(jīng)過足夠長時(shí)間，電動(dòng)

10、機(jī)的輸出功率恒定，求此時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出功率?！久麕熃馕觥浚?）金屬塊A在傳送帶方向上受摩擦力和重力的下滑分力，先做勻加速運(yùn)動(dòng)，并設(shè)其速度能達(dá)到傳送帶的速度v=2m/s，然后做勻速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到M點(diǎn)。金屬塊由O運(yùn)動(dòng)到M有 即 且 t1+t2t 即 t1+t22 v=at1 即 2=at1 由式解得 t1=1st=2s 符合題設(shè)要求，代入式解得加速度a=2m/s2 。 根據(jù)牛頓第二定律有 由式解得金屬塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)1=1.0。 . 由mgsin+2mgcos=ma2， 解得：a2=10m/s2 ，=0.6m， s2=1m。 因此與擋板P第一次碰撞后，木塊B所達(dá)到的最高位置與擋板P的距離s=1.

11、6m。b. 木塊B上升到最高點(diǎn)后，沿傳送帶以加速度a1向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，與擋板P發(fā)生第二次碰撞，碰撞前的速度為v2， m/s。 與擋板第二次碰撞后，木塊B以速度v2被反彈，先沿傳送帶向上以加速度a2做勻減速運(yùn)動(dòng)直到速度為v，此過程運(yùn)動(dòng)距離為s3；之后以加速度a1繼續(xù)做勻減速運(yùn)動(dòng)直到速度為0，此時(shí)上升到最高點(diǎn)，此過程運(yùn)動(dòng)距離為s4。S3= =0.12m。 s4=1m。 木塊B上升到最高點(diǎn)后，沿傳送帶以加速度a1向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，與擋板P發(fā)生第三次碰撞，碰撞前的速度為v3，m/s。 與擋板第三次碰撞后，木塊B以速度v3被反彈，先沿傳送帶向上以加速度a2做勻減速運(yùn)動(dòng)直到速度為v，此過程運(yùn)動(dòng)距離為s5

12、；之后以加速度a1繼續(xù)做勻減速運(yùn)動(dòng)直到速度為0，此時(shí)上升到最高點(diǎn)，此過程運(yùn)動(dòng)距離為s6。=0.024m 。 s6=1m。 以此類推，經(jīng)過多次碰撞后木塊B以2m/s的速度被反彈，在距N點(diǎn)1m的范圍內(nèi)不斷以加速度a2做向上的減速運(yùn)動(dòng)和向下的加速運(yùn)動(dòng)。木塊B對(duì)傳送帶有一與傳送帶運(yùn)動(dòng)方向相反的阻力：Ff=2mgcos故電動(dòng)機(jī)的輸出功率：P=Ffv=2mgvcos=0.511020.8W=8W。8. 示波器是一種多功能電學(xué)儀器，可以在熒光屏上顯示出被檢測(cè)的電壓波形.它的工作原理等效成下列情況：如圖甲所示，真空室中電極K發(fā)出電子（初速不計(jì)），經(jīng)過電壓為U1的加速電場(chǎng)后，由小孔S沿水平金屬板A、B間的中心線

13、射入板中。水平金屬板A、B板長L，相距為d，在兩板間加上如圖乙所示的正弦交變電壓，前半個(gè)周期內(nèi)B板的電勢(shì)高于A板的電勢(shì)，電場(chǎng)全部集中在兩板之間，且分布均勻。.在每個(gè)電子通過極板的極短時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)可視作恒定的。.在兩極板右側(cè)且與極板右端相距D處有一個(gè)與兩板中心線垂直的熒光屏，中心線正好與屏上坐標(biāo)原點(diǎn)相交。.當(dāng)?shù)谝粋€(gè)電子到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)O時(shí)，使屏以速度v沿-x方向運(yùn)動(dòng)，每經(jīng)過一定的時(shí)間后，在一個(gè)極短時(shí)間內(nèi)它又跳回到初始位置，然后重新做同樣的勻速運(yùn)動(dòng)。已知電子的質(zhì)量為m，帶電量為e，不計(jì)電子重力。（1）求電子進(jìn)入AB板時(shí)的初速度；（2）要使所有的電子都能打在熒光屏上，圖乙中電壓的最大值U0需滿足什么條件？ （3）要使熒光屏上始終顯示一個(gè)完整的波形，熒光屏必須每隔多長時(shí)間回到初始位置？計(jì)算這個(gè)波形的最大峰值和長度，.在如圖丙所示的x-y坐標(biāo)系中畫出這個(gè)波形.