四川省2015年高考理科綜合壓軸卷物理計(jì)算題

1、四川省2015年高考理科綜合壓軸卷物理計(jì)算題1如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy平面的y軸左側(cè)區(qū)域，存在方向沿y軸負(fù)向的勻強(qiáng)電場(chǎng)(y軸為其右邊界)，場(chǎng)強(qiáng)E=1.0104V/m；在y軸右側(cè)等腰三角形OMN區(qū)域內(nèi)，存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度B=6.0T、方向垂直xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其右邊界MN與y軸平行，且間距d=5.0m，NOM=120。一質(zhì)量m=1.010-8Kg、電荷量q=1.610-6C的粒子，從電場(chǎng)中的P-653,0.6點(diǎn)以初速度v0沿x軸正向拋出，剛好經(jīng)坐標(biāo)原點(diǎn)O與x軸成30角的方向射入磁場(chǎng)。不計(jì)粒子的重力。(1)求粒子從P點(diǎn)拋出時(shí)的初速度v0的大小。(2)若粒子從第二象限某位置沿x軸正向拋出后

2、，均能經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O 沿與x軸成的方向射入磁場(chǎng)，再?gòu)拇艌?chǎng)區(qū)域以內(nèi)與邊界垂直的方向射出，求粒子拋出的所有可能位置。2研究物理問(wèn)題的方法是運(yùn)用現(xiàn)有的知識(shí)對(duì)問(wèn)題做深入的學(xué)習(xí)和研究，找到解決的思路與方法，例如：模型法、等效法、分析法、圖像法。掌握并能運(yùn)用這些方法在一定程度上比習(xí)得物理知識(shí)更加重要。(1)如圖甲所示，空間有一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，半徑為r的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，O是圓心，AB是豎直方向的直徑。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球套在圓環(huán)上，并靜止在P點(diǎn)，且OP與豎直方向的夾角=37。不計(jì)空氣阻力。已知重力加速度為g，sin37=0.6，cos37=0.8。a.求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；b.若要

3、使小球從P點(diǎn)出發(fā)能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，求小球初速度應(yīng)滿足的條件。(2)如圖乙所示，空間有一個(gè)范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電小圓環(huán)套在一根固定的絕緣豎直細(xì)桿上，桿足夠長(zhǎng)，環(huán)與桿的動(dòng)摩擦因數(shù)為?，F(xiàn)使圓環(huán)以初速度v0向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t圓環(huán)回到出發(fā)位置。不計(jì)空氣阻力。已知重力加速度為g。求當(dāng)圓環(huán)回到出發(fā)位置時(shí)速度v的大小。3如圖甲所示，傾角 =37的粗糙斜面固定在水平面上，斜面足夠長(zhǎng)。一根輕彈簧一端固定在斜面的底端，另一端與質(zhì)量m=1.0kg的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))接觸，滑塊與彈簧不相連，彈簧處于壓縮狀態(tài)。當(dāng)t=0時(shí)釋放滑塊。在00.24s時(shí)間內(nèi)，滑塊的加速度a隨時(shí)

4、間t變化的關(guān)系如圖乙所示。已知彈簧的勁度系數(shù)N/m，當(dāng)t=0.14s時(shí)，滑塊的速度v1=2.0m/s。g取l0m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式為EP=kx22(式中k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量)。求：(1)斜面對(duì)滑塊摩擦力的大小f；(2)t=0.14s時(shí)滑塊與出發(fā)點(diǎn)間的距離d；(3)在00.44s時(shí)間內(nèi)，摩擦力做的功W。4如圖所示，空間存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T，兩條光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距l(xiāng)=0.40m，左端接有阻值R=0.40的電阻。一質(zhì)量m=0.10kg、阻值r=0.10的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上。金

5、屬棒在水平向右的拉力F作用下，沿導(dǎo)軌做速度v=2.0m/s的勻速直線運(yùn)動(dòng)。求：(1)通過(guò)電阻R的電流I；(2)拉力F的大??；(3)撤去拉力F后，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q。5如圖所示，在空間建立O-xyz坐標(biāo)系，水平向右為x軸正方向，豎直向上為y軸正方向，垂直紙面向外為z軸的正方向(圖中未畫出)一個(gè)放射源放在x軸上A點(diǎn)()，它能持續(xù)放出質(zhì)量為m，帶電量為+q，速度大小為0的粒子，粒子射出方向與x軸夾角可調(diào)節(jié)，在第二象限區(qū)域外加場(chǎng)的作用下，粒子射出后總由y軸上C點(diǎn)()以垂直于y軸的方向射入第一象限而在y軸右側(cè)相距為a處有與x軸垂直的足夠大光屏PQ，y軸和光屏PQ間同時(shí)存在垂直紙面向外、大小為E0的勻

6、強(qiáng)電場(chǎng)以及大小為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，不計(jì)粒子的重力(1)若在第二象限整個(gè)區(qū)域僅存在沿y軸方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，求該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E；(2)若在第二象限整個(gè)區(qū)域僅存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B；(3)在上述兩種情況下，粒子最終打在光屏上的位置坐標(biāo)6如圖所示,正方形區(qū)域abcd邊長(zhǎng)為4L,O為ac的中點(diǎn),e為ab的中點(diǎn)。在abO區(qū)域(包括ab邊)、bcO區(qū)域(包括bc邊)中分別有垂直紙面向外和向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同。在acd區(qū)域有水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E(E未知)。一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子以速率v0從e點(diǎn)垂直ab邊和磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng),從ac邊上的p點(diǎn)(p點(diǎn)未標(biāo)出)進(jìn)入電場(chǎng)

7、。已知粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡圓弧半徑為L(zhǎng),不計(jì)粒子重力及空氣阻力。(1)求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B和粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期T;(2)求粒子從e點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到p點(diǎn)的時(shí)間t;(3)若粒子從p點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)后從aO邊上某點(diǎn)再次進(jìn)入磁場(chǎng),直接到達(dá)a點(diǎn),求。7據(jù)英國(guó)每日郵報(bào)2014年11月21日?qǐng)?bào)道,雪佛蘭公布了一款其專為賽車游戲GT6打造的概念跑車Chaparral 2X的實(shí)物模型。這款跑車采用一套激光推進(jìn)系統(tǒng)作為動(dòng)力,其最高車速可達(dá)vm=107m/s。跑車由靜止以最大加速度a勻加速至v0=27 m/s僅需t0=1.5 s。若跑車質(zhì)量m=500kg,所受阻力的大小為跑車重力大小的,重力加速度g=10 m/s2。(

8、結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)求跑車以最大加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)的牽引力F大小。(2)若以最大速度vm運(yùn)動(dòng)的跑車1經(jīng)過(guò)平直跑道上A點(diǎn)時(shí)撤去牽引力;同時(shí),相同的跑車2從A點(diǎn)由靜止啟動(dòng),經(jīng)t=7s追上跑車1。若跑車2追上跑車1之前已經(jīng)達(dá)到最大速度vm,求該過(guò)程中跑車2的牽引力做的功W。8科學(xué)研究中經(jīng)常利用電場(chǎng)、磁場(chǎng)來(lái)改變帶電微粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。如圖甲所示，M處有一個(gè)帶電微粒源可以水平向右發(fā)射質(zhì)量m=3.210-9kg，電荷量q=1.610-9C，速度v0=0.4m/s的帶正電的微粒。N處有一個(gè)豎直放置的熒光屏，微粒源正對(duì)著熒光屏的正中央O點(diǎn)，二者間距離L=12cm。在熒光屏上以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)，以垂直于紙面向里為x軸正

9、方向，以豎直向上為y軸正方向建立直角坐標(biāo)系，每個(gè)方格的邊長(zhǎng)均為1cm，圖乙所示為熒光屏的一部分(逆著微粒運(yùn)動(dòng)方向看)。在微粒源與熒光屏之間可以施加范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)。忽略空氣阻力的影響及微粒間的相互作用，g取10m/s2(1)若微粒源與熒光屏之間只存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E=32V/m，求帶電微粒打在熒光屏上的位置坐標(biāo)；(2)若微粒源與熒光屏之間同時(shí)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)a.當(dāng)電場(chǎng)與磁場(chǎng)方向均豎直向上，電場(chǎng)強(qiáng)度E=20V/m，帶電微粒打在熒光屏上的P點(diǎn)，其坐標(biāo)為(-4cm，0)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；b.當(dāng)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的大小和方向均可以調(diào)整，為使帶電微粒打在熒光屏的正中央，請(qǐng)

10、你提出兩種方法并說(shuō)明微粒的運(yùn)動(dòng)情況。9深空探測(cè)一直是人類的夢(mèng)想。2013年12月14日“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器成功實(shí)施月面軟著陸，中國(guó)由此成為世界上第3個(gè)實(shí)現(xiàn)月面軟著陸的國(guó)家。如圖所示為此次探測(cè)中，我國(guó)科學(xué)家在國(guó)際上首次采用的有接近段、懸停段、避障段和緩速下降段等任務(wù)段組成的接力避障模式示意圖。請(qǐng)你應(yīng)用學(xué)過(guò)的知識(shí)解決下列問(wèn)題。(1)已知地球質(zhì)量約是月球質(zhì)量的81倍，地球半徑約是月球半徑的4倍。將月球和地球都視為質(zhì)量分布均勻的球體，不考慮地球、月球自轉(zhuǎn)及其他天體的影響。求月球表面重力加速度g月與地球表面重力加速度g的比值(2)由于月球表面無(wú)大氣，無(wú)法利用大氣阻力來(lái)降低飛行速度，我國(guó)科學(xué)家用自行研制的大

11、范圍變推力發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了探測(cè)器中途修正、近月制動(dòng)及軟著陸任務(wù)。在避障段探測(cè)器從距月球表面約100m高處，沿與水平面成45夾角的方向，勻減速直線運(yùn)動(dòng)到著陸點(diǎn)上方30m處。已知發(fā)動(dòng)機(jī)提供的推力與豎直方向的夾角為，探測(cè)器燃料帶來(lái)的質(zhì)量變化、探測(cè)器高度變化帶來(lái)的重力加速度g月的變化均忽略不計(jì)，求此階段探測(cè)器的加速度a與月球表面重力加速度g月的比值。(3)為避免探測(cè)器著陸過(guò)程中帶來(lái)的過(guò)大沖擊，科學(xué)家們研制了著陸緩沖裝置來(lái)吸收著陸沖擊能量，即盡可能把探測(cè)器著陸過(guò)程損失的機(jī)械能不可逆地轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降媚芰?，如塑性變形能、?nèi)能等，而不通過(guò)彈性變形來(lái)儲(chǔ)存能量，以避免二次沖擊或其他難以控制的后果。已知著陸過(guò)程探測(cè)器

12、質(zhì)量(包括著陸緩沖裝置)為m，剛接觸月面時(shí)速度為v，從剛接觸月面開始到穩(wěn)定著陸過(guò)程中重心下降高度為H，月球表面重力加速度為g月，著陸過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)，求著陸過(guò)程中緩沖裝置吸收的總能量及探測(cè)器受到的沖量。10如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一豎直放置的光滑的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)垂直，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，頂端接有阻值為R的電阻。將一根金屬棒從導(dǎo)軌上的M處以速度v0豎直向上拋出，棒到達(dá)N處后返回，回到出發(fā)點(diǎn)M時(shí)棒的速度為拋出時(shí)的一半。已知棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，質(zhì)量為m，電阻為r。金屬棒始終在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，處于水平且與導(dǎo)軌接觸良好，忽略導(dǎo)軌的電阻。重力加速度為g。(1)金屬棒從M點(diǎn)被拋出

13、至落回M點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程中，求：a.電阻R消耗的電能；b.金屬棒運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。(2)經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為，金屬的電阻源于定向運(yùn)動(dòng)的自由電子與金屬離子的碰撞。已知元電荷為e。求當(dāng)金屬棒向下運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，棒中金屬離子對(duì)一個(gè)自由電子沿棒方向的平均作用力大小。參考答案1.(1) 2.4103m/s (2) x=-7253m或-853mx0.2. (1)a. E=3mg4q；b.v5gr(2)v=gt-v03. (1)f=4.0 N(2)d = 0.20 m(3)W=-1.64J4. (1)0.80A(2)0.16N(3)0.16J5. (1)mv028qa (2)2mv07qa(3)在第一種情況下(a，2a，qE02a22mv02)在第二種情況下(a，(3+1)a，qE02a218mv02)6. (1) B=mv0qL T=2Lv0 (2)t=3L2v0 (3)=v07. (1)F=1.1104 N