高考理綜物理解答題專項集中綜合訓練50題含參考答案

高考理綜物理解答題專項集中訓練50題含參考答案

學校:姓名：班級：考號：

一、解答題

1.如圖所示，質(zhì)量為，加=2kg的木塊A靜止在光滑水平面上，一質(zhì)量為m/Flkg的木塊

B以初速度所10m/s沿水平方向向右運動，與A碰撞后都向右運動，木塊A與擋板碰

撞后立即反彈(設木塊A與擋板碰撞過程無機械能損失)，后來木塊A與B發(fā)生二次碰

撞，碰后A、B同向運動，速度大小分別為lm/s、4m/s,求：木塊A、B第二次碰撞過

程中系統(tǒng)損失的機械能。

\

%\

\

\

8\/

\

【答案】9J

【解析】

【分析】

【詳解】

依題意，第二次碰撞后速度大的物體應該在前，由此可知第二次碰后A、B速度方向都

向左，第一次碰撞，規(guī)定向右為正向

niBV(j=mRVR+niAVA

第二次碰撞，規(guī)定向左為正向

mAVA-mBVg=mBVi}+mAVA

可得

VA=4m/s

VB=2m/s

△七二3，縱區(qū)+(%4一/%貨片=9J

2.如圖所示，空間分布著方向平行于紙面且與場區(qū)邊界垂直的有界勻強電場，電場強

度為E,場區(qū)寬度為，在緊靠電場右側的圓形區(qū)域內(nèi)，分布著垂直于紙面向外的勻強

磁場，磁感應強度B未知，圓形磁場區(qū)域半徑為一質(zhì)量為〃?，口荷量為g的帶正電

的粒子從A點由靜止釋放后，在M點離開電場，并沿半徑方向射入磁場區(qū)域，然后從N

點射出，。為圓心，NMON=120",粒子重力可忽略不計。求：

(1)粒子在電場中加速的時間；

(2)勻強磁場的磁感應強度R的大小。

L

Ago;??

%

E?\?

?,、J

「N

【答案】⑴牌；⑵段

【解析】

【詳解】

(1)粒子在電場中加速，根據(jù)牛頓第二定律有

qE=ma

L=—a/2

2

聯(lián)立解得

(2)設粒子經(jīng)電場加速后的速度為％根據(jù)動能定理有

qEEL--1tnv~2

解得

粒子在磁場中完成了如圖所示的部分圓運動

設其半徑為R,因洛侖茲力提供向心力，所以有

Bqv=-----

R

由幾何關系得

試卷第2頁，共62頁

—=tan30

R

聯(lián)立解得

\2mEL

D=I-------

V3力

3.如圖所示，水平的粗糙軌道與豎直的光滑圓形軌道相連，圓形軌道間不相互重疊,

即小球離開圓形軌道后可繼續(xù)沿水平軌道運動.圓形軌道半徑R=0.2m,右側水平軌道

8c長為L=4m,。點右側有一壕溝，C、。兩點的豎直高度力=lm,水平距離s=2m,小

球與水平軌道間的動摩擦因數(shù)產(chǎn)0.2,重力加速度g=10m/s2.一小球從圓形軌道最低點

8以某一水平向右的初速度出發(fā)，進入圓形軌道。

(1)若小球通過圓形軌道最高點A時給軌道的壓力大小恰為小球的重力大小，求小球

在8點的初速度多大？

(2)若小球從8點向右出發(fā)，在以后的運動過程中，小球既不脫離圓形軌道，又不掉

進壕溝，求小球在8點的初速度的范圍是多大？

［答案］(1)26m/s；(2)v?<2m/s或V10m/s<VB<4m/s或vs>6m/s

【解析】

【詳解】

(1)小球在最高點A處，根據(jù)牛頓第三定律可知軌道對小球的壓力

,

FN=F'N=mg

根據(jù)牛頓第二定律

QVA

FK+mg=m-^

從8到A過程，由動能定理可得

=}〃*一}〃(

代入數(shù)據(jù)可解得

%=2V5m/s

(2)情況一：若小球恰好停在C處，對全程進行研究，則有

-f.itngL=0--mvj2

v/=4m/s

若小球恰好過最高點4,根據(jù)牛頓第二定律

從8到A過程

V2=>/iom/s

所以當V10m/s<VB<4ni/s時,小球停在AC間:

情況二：若小球恰能越過壕溝，則有

-^iingL=

小球做平拋運動

v.?=6m/s

所以當VB>6m/s時，小球越過壕溝；

情況三：若小球剛好能運動到與圓心等高位置，則有

一mgR=0——mv\

V4=2m/s

所以當y庭2m/s時，小球又沿圓軌道返回。

綜上所述可得，小球在A點的初速度的范圍是

u於2m/s或>/i()m/s<VB<4m/s或VB>6m/s

4.傳統(tǒng)的打氣筒的示意圖如圖中的如圖所示，圓柱形打氣筒4高從內(nèi)部橫截面積為

S,底部有一單向閥門K,厚度不計的活塞上提時外界大氣可從活塞四周進入，活塞下

壓時可將打氣筒內(nèi)氣體推入容器8中。用傳統(tǒng)的打氣筒給自行車打氣時，不好判斷是否

試卷第4頁，共62頁

已經(jīng)打足了氣，為了解決這一問題，某研究性學習小組的同學們經(jīng)過思考之后，他們在

傳統(tǒng)打氣筒基礎上進行了如下的改裝(圖中的如圖2所示)：該組同學設想在打氣筒內(nèi)

壁焊接一卡環(huán)C(體積不計)，調(diào)節(jié)C距氣筒頂部的高度就可以控制容器B中的最終壓

強。已知B的容積VB=3HS,向B中打氣前A、B中氣體初始壓強均為po=1.0xlgPa,

設氣體溫度不變。

圖1圖2

(1)若C距氣筒頂部的高度為人=：〃，則第一次將活塞從打氣筒口壓到C處時，容器

8中的壓強是多少？

(2)要使容器8中的最終壓強為3po,則〃與”之比應為多少？

【答案】(D1.2答案Pa；(2)2：3

【解析】

【詳解】

(1)以4、B中氣體為研究對象，則有

P1=Po

V；=4HS

V.=—HS

3

根據(jù)玻意耳定律，可得

聯(lián)立解得，容器8中的壓強

P2=1.2xl()5pa

(2)以A內(nèi)的氣體為研究對象，有

P\=Po

K=HS

“3=3Po

匕=("一〃?

由玻意耳定律，可得

也=8%

聯(lián)立解得

力：〃=2:3

5.如圖所示，平面直角坐標系xOy的第二象限內(nèi)存在場強大小為E,方向與x軸平行

且沿x軸負方向的勻強電場，在第一、三、四象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強磁場.現(xiàn)

將一擋板放在第二象限內(nèi)，其與％,y軸的交點M、N到坐標原點的距離均為2L,一質(zhì)

量為加，電荷量絕對值為q的帶負電粒子在第二象限內(nèi)從距4軸為L、距），軸為2L的A

點由靜止釋放，當粒子第一次到達），軸上C點時電場突然消失，若粒子重力不計，粒子

與擋板相碰后電荷量及速度大小不變，碰撞前后，粒子的速度與擋板的夾角相等（類似

于光反射時反射角與入射角的關系），求：

（1）C點的縱坐標；

（2）若要使粒子再次打到擋板上，磁感應強度的最大值為多少？

（3）磁感應強度為多大時，粒子從4點出發(fā)與擋板總共相碰兩次后到達。點?這種情況

下粒子從4點出發(fā)到第二次到達。點的時間多長？

【解^5]

【分析】

【詳解】

粒子運動軌跡如下圖

試卷第6頁，共62頁

cXXX

XXX

EXX

XX

DXXXXX

4Mxxx,6XX

x%夕xXXXXXX

XXXQXXXXXXX

XXXXXXXXXXX

XXXXXXXXXXX

（1）設粒子到達擋板之前的速度為％,由動能定理

qEL=-m\i

解得

%厝

粒子與擋板碰撞之后做類平拋運動，在X軸方向

LA

2m

在y軸方向

3,=V

聯(lián)立解得

y=2L

C點的縱坐標為

y+L=3L

（2）粒子到達C點時的沿X軸方向的速度為

\2qEL

v=at=J------

xVm

沿），軸方向的速度為

vy

Vm

此時粒子在C點的速度為

粒子的速度方向與X軸的夾角

tan^=-

故

6=45。

磁感應強度最大時，粒子運動的軌道半徑為

根據(jù)牛頓第二定律

v-

勺啕=m—

4

要是粒子再次打到擋板上，磁感應強度的最大值為

4

(3)當磁感應強度為歷時，粒子做半徑為-2的圓周運動到達)，軸.上的。點，之后做直

線運動打到板上，由幾何關系得

心=^~L

2

此時的磁感應強度為

.31qL

此后粒子返回到。點，進入磁場后做勻速圓周運動，由對稱性可知粒子將到達。點,

接著做直線運動到達C點，從八到板，有

解得

\2tnL

在磁場中做圓周運動的時間

3_32冗r、94

222v4

從。到板再返回。點作直線運動的時間

從x軸上。點做勻速直線運動到。點的時間為

試卷第8頁，共62頁

總時間為

6.如圖所示，在x軸上方有垂直平面向里的勻強磁場，磁感應強度為8尸&,在x

軸下方有交替分布的勻強電場和勻強磁場，勻強電場平行于,，軸，勻強磁場82=25。垂

直于xO），平面，圖象如圖所示.一質(zhì)量為小，電量為的粒子在，=。力時刻沿著與y

軸正方向成60。角方向從A點射入磁場，1=2小時第一次到達x軸，并且速度垂直于4

軸經(jīng)過。點，C與原點。的距離為3,第二次到達x軸時經(jīng)過x軸上的力點，。與原

點O的距離為4L,（不計粒子重力，電場和磁場互不影響，結果用Bo、加、q、L表示）

（1）求此粒子從A點射出時的速度%;

（2）求電場強度及的大小和方向；

（3）粒子在，=9%時到達M點，求M點坐標。

_1?????

O12345?幻

卦

B。

IIII

512345

【答案】(1)v=^￡(2)(3)(9L,3過、

0;E=——)

m2nm

【解析】

【分^5】

【詳解】

（1）設粒子在磁場中做圓周運動的半徑為"，由牛頓第二定律得

爐

4%用=，噴

根據(jù)題意由幾何關系可得

3乙=哈飛

聯(lián)立解得

_2qBJ

vo一

m

（2）粒子在第一象限磁場中運動的周期設為（，可得

T27rm

F

粒子在第四象限磁場中運動的周期設為心，可得

IqB2

根據(jù)題意由幾何關系可得

-7；=-r

33°0

可得

工二%

q=z。

綜上可以判斷色粒子在第四象限的磁場中剛好運動半個周期，半徑為

7

由牛頓第二定律得

卯2員=嗑

粒子做勻減速直線運動，

qE=nia

v2=V)-at

綜上解得

E=qB；J

2nrn

（3）由題意知，粒子在8fo時剛在第四象限做完半個圓周運動，得

x=9L

試卷第10頁，共62頁

粒子在電場中減速運動的時間為『0，由運動學公式可得

lz\

,=_/+為兒

聯(lián)立解得

33

>，=~T

聯(lián)立可得M點的坐標為（9L,-券）。

7.如圖所示，導熱良好的汽缸中用不計質(zhì)量的活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，光滑

活塞的橫截面積S=100cm2,初始時刻氣體溫度為27℃,活塞到氣缸底部的距離為h.現(xiàn)

對汽缸緩緩加熱使汽缸內(nèi)的氣體溫度升高到3然后保持溫度不變，在活塞上輕輕放一

質(zhì)量為m=20kg的重物，使活塞緩慢下降到距離底部1.5h的位置.已知大氣壓強

po=I.OxlO5pa,環(huán)境溫度保持不變，gMX10m/s2,

①求t.

②判斷活塞下降的過程氣體是吸熱還是放熱，并說明理由.

【答案】①267℃；②放熱.

【解析】

【詳解】

①緩慢加熱，氣體做等壓變化，故

乜雪

KT2

使活塞緩慢下降到距離底部1.5〃的位置，氣體做等溫變化

piSh=p2sh2

pi=po

P『PQ+弋

聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得

r=267℃

②放熱.溫度不變，所以內(nèi)能不變，體積變小對內(nèi)做功，根據(jù)熱力學第一定律

△U=W+Q

可得

0<0

故放熱。

8.如圖所示，在光滑的水平面上放置一個質(zhì)量為2m的木板B,B的左端放置一個質(zhì)量

為m的物塊A,已知A,B之間的動摩擦因數(shù)為〃，現(xiàn)有質(zhì)量為小的小球以水平速度?

飛來與A物塊碰撞后立即粘住，在整個運動過程中物塊A始終未滑離木板B,且物塊

A和小球均可視為質(zhì)點（重力加速度g）,求：

①物塊A相對B靜止后的速度大?。?/p>

②木板B至少多長。

【答案】①爭②

【解析】

【詳解】

①設小球和物體A碰撞后二者的速度為匕，三者相對靜止后速度為內(nèi),規(guī)定向右為正方

向，根據(jù)動量守恒得

6%=2m\\

2機匕=4機匕

聯(lián)立解得

②當A在木板B上滑動時，系統(tǒng)損失的動能轉化為摩擦熱，設木板B的長度為L假

設A剛好滑到B的右端時共速，則山能量守恒得

聯(lián)立解得

9.如圖所示，質(zhì)量"?=lkg的導熱氣缸倒扣在水平地面上，A為一T型活塞，氣缸內(nèi)充

有理想氣體。氣缸的橫截面積S=2xlOTm2,當外界溫度為/=27C時，氣缸對地面恰好沒

有壓力，此時活塞位于氣缸中央.不計氣缸壁厚度，內(nèi)壁光滑，活塞始終在地面上靜止

不動，大氣壓強為為=lxl（）5pa,g=10m/s2。求：

（1）氣缸內(nèi)氣體的壓強；

（2）環(huán)境溫度升高時，氣缸緩慢上升，溫度至少升高到多少時，氣缸不再上升。

試卷第12頁，共62頁

(3)氣缸不再上升后，溫度繼續(xù)升高，從微觀角度解釋壓強變化的原因。

【答案】(1)1.5xlO5Pa；(2)600K；(3)溫度升高，分子平均動能增大，體積不變，

分子密度不變，所以壓強變大

【解析】

【詳解】

(1)氣缸恰好對地面沒有壓力，對氣缸

mg+poS=pS

解得

^l.SxKPPa

(2)氣缸緩慢上升，氣體壓強不變，則

0.5VV

解得

乃二600K

(3)溫度升高，分子平均動能增大，體積不變，分子密度不變，所以壓強變大。

10.如圖所示，質(zhì)量為M=8kg的小車停放在光滑水平面上，在小車右端施加一水平恒

力凡當小車向右運動速度達到%=3m/s時，在小車的右端輕輕放置一質(zhì)量，片2kg的

小物塊，經(jīng)過。=2s的時間，小物塊與小車保持相對靜止。已知小物塊與小車間的動摩

擦因數(shù)〃=0.2,假設小車足夠長，g取10m*,求：

m

F

M—?

77777^7777777777777777777777777777^777777777777777777777

⑴水平恒力尸的大?。?/p>

(2)從小物塊放到車上開始經(jīng)過/=4s小物塊相對地面的位移;

(3)整個過程中摩擦產(chǎn)生的熱量。

【答案】(1)8N；(2)13.6m；(3)12J

【解析】

【分析】

【詳解】

（1）設小物塊與小車保持相對靜止時的速度為〃對于小物塊，在"=2s時間內(nèi)，做勻

加速運動，則有

jumg=nuix

對于小車，做勻加速運動，則有

F-=Ma2

￡=%+叼

聯(lián)立以上各式，解得

F=8N

（2）對于小物塊，在開始，尸2s時間內(nèi)運動的位移為

12

此后小物塊仍做勻加速運動，加速度大小為生，則有

F=[M+m)〃3

2

々=?1/|(/-/,)+^3(/-/1)

%=X+占

聯(lián)立以上各式，解得

x=13.6m

（3）整個過程中只有前2s物塊與小車有相對位移，小車位移

12

相對位移

Ar=/一事

則摩擦產(chǎn)生的熱量

Q=fjmgM=12J

11.如圖所示，截面為三角形透明介質(zhì)的三棱鏡，三個頂角分別為

ZA=60,N8=75,NC=45,介質(zhì)的折射率〃=6，現(xiàn)有一束光線沿MN方向射到棱鏡

試卷第14頁，共62頁

的AS面上，入射角的大小，.二的。，光在真空中的傳播速度c=3xl()8m/s,求：

①光在棱鏡中傳播的速率；

②畫出此束光線進入棱鏡后又射出棱鏡的光路圖，要求寫出必要的計算過程。(不考慮

返回到和BC面上的光線)

【答案】①V3xl08m/s；②光路圖和計算過程見詳解。

【解^5]

【詳解】

①根據(jù)折射率與光在介質(zhì)中的傳播速度關系

c

〃=-

V

可得光在棱鏡中傳播的速率為

v=-="廠m/s=V3xl08m/s

nJi

②設此束光從A8面射入棱鏡后的折射角為「，由折射定律

解得

sinzsin6001

sinr=-----=———=—

〃x/52

即

r=30°

顯然光線從A3射入棱鏡后的折射光線NP平行于底邊4C,由圖中幾何關系可得，光線

在面上的入射角8=45。，設發(fā)生全反射的臨界角為C,則有

sinC=l=^

3

V2

sin。二

2

可得

3>C

故光線在8C面上發(fā)生全反射后，根據(jù)幾何知識和反射定律得知，光線將垂直于底面AC

方向由圖中。點射出棱鏡，光路如圖所示

B

12.如圖所示，兩根平行金屬導軌與水平面間的夾角a=30。，導軌間距為/=0.50m,金

屬桿"、cd的質(zhì)量均為m=1.0kg,電阻均為r=0.10C,垂直于導軌水平放置.整個裝

置處于勻強磁場中，磁場方向垂直于軌道平面向上，磁感應強度B=2.0T.用平行于導

軌方向的拉力拉著"桿沿軌道以某一速度勻速上升時，”桿保持靜止.不計導軌的電

阻，導軌和桿"、cd之間是光滑的，重力加速度g=10m/s2.求：

(1)回路中感應電流/的大小.

(2)拉力做功的功率.

(3)若某時刻將cd桿固定，同時將外桿上拉力尸增大至原來的2倍，求當面桿速度

v/=2m/s時桿的加速度和回路電功率Pi

【答案】(1)5A；(2)10W；(3)5m/s2；20W.

【解析】

【分析】

【詳解】

(1)〃桿保持靜止有

mgsina=HB

得到

/=/n￡sin￡=5A

BI

(2)油桿勻速上升，拉力

F=mgs\ncL+IlB=2mgsina=ION

帥桿產(chǎn)生的感應電動勢

試卷第16頁，共62頁

E=Blv=I2r

得到

v=lm/s

拉力做功的功率

P=//V=1OW

(3)當尸=20N,H桿速度刃時，產(chǎn)生的電動勢

E=BM=2V

標/2

=B//=—L2L=10N

安2r

由牛頓第二定律

F-mgsina—%=ma

得到

?-5ni/s2

回路電功率

E2

P/=—=20W

2r

13.如圖所示，水平軌道與豎直平面內(nèi)的圓弧軌道平滑連接后固定在水平地面上，圓弧

軌道8端的切線沿水平方向。質(zhì)量陽=1.0kg的滑塊(可視為質(zhì)點)在水平恒力尸=10.0N

的作用下，從A點由靜止開始運動，當滑塊運動的位移下0.50m時撤去力凡已知4、

8之間的距離折1.0m,滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)4=0.10,取g=10m/s2。求:

(1)在撤去力產(chǎn)時，滑塊的速度大??；

(2)滑塊通過B點時的動能；

(3)滑塊通過8點后，能沿圓弧軌道上升的最大高度力=0.35m,求滑塊沿圓弧軌道上

升過程中克服摩擦力做的功。

【答案】(1)3.0m/s；(2)4.0J；(3)0.50J

【解析】

【分析】

【詳解】

(1)滑動摩擦力為

f=Ng

設滑塊的加速度為6,根據(jù)牛頓第二定律可得

F-jumg=ma{

解得

6=9.0m/s2

設滑塊運動位移為0.50m時的速度大小為也根據(jù)運動學公式

2

v=2atx

解得

v=3.0m/s

(2)設滑塊通過6點時的動能為紇"，從A到B運動的過程中，依據(jù)動能定理有

解得

%=4OJ

(3)設滑塊沿圓弧軌道上升過程中克服摩擦力做功為%,根據(jù)動能定理有

-mgh-W/=0-EkB

解得

Wf=0.5()J

14.人站在小車上和小車一起以速度vo沿光滑水平面向右運動.地面上的人將一小球

以速度v沿水平方向向左拋給車上的人，人接住后再將小球以同樣大小的速度v水平向

右拋出，接和拋的過程中車上的人和車始終保持相對靜止.重復上述過程，當車上的人

將小球向右拋出n次后，人和車速度剛好變?yōu)?.已知人和車的總質(zhì)量為M,求小球的

質(zhì)量m.

【答案】加=妙

【解析】

試卷第18頁，共62頁

【詳解】

試題分析：以人和小車、小球組成的系統(tǒng)為研究對象，車上的人第一次將小球拋出，規(guī)

定向右為正方向，由動量守恒定律：Mvo-mv=Mv)+mv

za2mv

得：［％一方

車上的人第二次將小球拋出，由動量守恒:

Mvi-mv=Mv2+mv

zac2tnv

＜：

V2=V0-2—

同理，車上的人第n次將小球拋出后，有匕=%-〃.駕

由題意vn=0,

得…爭

2nv

考點：動量守恒定律

15.1966年33歲的華裔科學家高銀首先提出光導纖維傳輸大量信息的理論，43年后高

銀因此獲得2009年諾貝爾物理學獎。如圖所示，一長為L的直光導纖維，外套的折射

率為〃/,內(nèi)芯的折射率為〃2,一束單色光從圖中。/點進入內(nèi)芯斜射到內(nèi)芯與外套的介

質(zhì)分界面M點上恰好發(fā)生全反射，0/02為內(nèi)芯的中軸線，真空中的光速為c。求：

外套

①該單色光在內(nèi)芯與外套的介質(zhì)分界面上發(fā)生全反射時臨界角。的正弦值;

②該單色光在光導纖維中的傳搭時間。

【答案】①而。二乙；②

【解析】

【詳解】

①由光的折射定律，則有

小sin0.

沏=-=----L

%sinC

當。尸90。時

sinC=—

n2

②根據(jù)幾何關系，則有

L

x=------

sing

因傳播速度

而傳播時間

L%

V

聯(lián)立解得

16.一勁度系數(shù)上800N/m的輕質(zhì)彈簧兩端分別連接著質(zhì)量均為12kg的物體A、B,將

它們豎直靜止放在水平面上，如圖所示.現(xiàn)將一豎直向上的變力尸作用在A上，使A

開始向上做勻加速運動，經(jīng)0.40s物體8剛要離開地面.g=10m/s2,試求：

（1）物體8剛要離開地面時，A物體的速度四；

（2）此過程中物體A重力勢能的改變量.

【答案】（1）1.5m/s；（2）36J

【解析】

【詳解】

（1）開始時

niAg=kxi

當物體4剛要離地面時

kx2=mBg

可得

X7=X2=O.15m

由

x1+x2=at2

VA=at

試卷第20頁，共62頁

得

iM=1.5m/s

（2）物體A重力勢能增大

△EpA=fflAg（X/+X2）=36J

17.如圖所示，一個邊緣帶有凹槽的金屬圓環(huán)，沿其直徑裝有一根長2L的金屬桿AC,

可繞通過圓環(huán)中心的水平軸。轉動。將一根質(zhì)量不計的足夠長細繩一端固定于槽內(nèi)并將

繩繞于圓環(huán)槽內(nèi)，繩子的另一端懸掛了一個質(zhì)量為機的物體。圓環(huán)的一半處在磁感應強

度為以方向垂直環(huán)面向里的勻強磁場中?，F(xiàn)將物體由靜止釋放，若金屬圓環(huán)和金屬桿

單位長度的電阻均為R，忽略所有摩擦和空氣阻力。

（1）設某一時刻圓環(huán)轉動的角速度為①o,且OA邊在磁場中，求出此時金屬桿OA產(chǎn)

生電動勢的大小；

（2）求出物體在下落中可達到的最大速度；

（3）當物體下落達到最大速度后，金屬桿OC段剛要進入磁場時，桿的A、。兩端之間

電壓多大？

【答案】（1）；8好4：（2）2嗎片）:（3）包等（1+3）

【解析】

【詳解】

（1）已知金屬桿轉動的角速度，OA產(chǎn)生的電動勢為

22°

（2）等效電路如圖所示，兩個半圓部分的電阻并聯(lián)后與另一半半徑上的電阻串聯(lián)

RJLR

K外1--丁

R外2=LR；r=LR

B

當達到最大速度時，重物的重力的功率等于電路中消耗的電功率

E2￡

^v=—=

K總R外i+及外2+r

其中

聯(lián)立以上公式，解得

_2/ngR(4+7C)

v=￥1

(3)當物體下落達到最大速度后，桿受到的安培力的力矩與物體的力矩相等，得

BIL?—=mg-L

所以OA上的電流大小為

/=駟

BL

當0C段剛要進入磁場時

叫嗎網(wǎng)史馬

AOBL2B2

18.如圖所示，絕熱氣缸封閉一定質(zhì)量的理想氣體，被重量為G的絕熱活塞分成體積

相等的M、N上下兩部分，氣缸內(nèi)壁光滑，活塞可在氣缸內(nèi)自由滑動.設活塞的面積為

S,兩部分的氣體的溫度均為To,M部分的氣體壓強為Po,現(xiàn)把M、N兩部分倒置，仍

要使兩部分體積相等，需要把M的溫度加熱到多大？

【答案】。+右北

【解析】

【詳解】

試題分析：設加熱后M的溫度為T

試卷第22頁，共62頁

倒置前后N部分的氣體壓強不變均為PN=P0+W

G

對M部分倒置前后列方程;

ToT

考點：氣體實驗定律

19.水利發(fā)電具有防洪、防旱、減少污染多項功能，是功在當代，利在千秋的大事，現(xiàn)

在水力發(fā)電已經(jīng)成為我國的重要能源之一.某河流水流量為40m3/s,現(xiàn)在欲在此河段上

筑壩安裝一臺發(fā)電功率為1000kW的發(fā)電機發(fā)電，采用高壓輸電，高壓輸電線的總電阻

為5C,損耗總功率的5%.求：

（1）設發(fā)電機輸出電壓為500V,則所用理想升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比應是多大；

（2）若所用發(fā)電機總效率為50%,則攔河壩要建多高.（水的密度方1.0xl（）3kg/m3,重

力加速度g取10m/s2）

【答案】（1）—（2）5m

【解析】

【分析】

【詳解】

（1）根據(jù)導線上的功率損失等于導線電阻的熱功率可得

2

0.05P=72/?

解得升壓變壓器次級的電流

/2=100A

對變壓器初級

解得初級電流

//=2000A

根據(jù)變壓器匝數(shù)和電流的關系

n2/,20

（2）設時間f內(nèi)通過發(fā)電機的水流體積為

V=Qt

又

tn=pV

由能量關系可得

50%〃3?

1—

解得

h=5m

20.如圖所示，有一內(nèi)表面光滑的金屬盒，底面長為L=1.2m,質(zhì)量為機尸1kg,放在水

平面上，與水平面間的動摩擦因數(shù)為4=0.2,在盒內(nèi)最右端放一半徑為的光滑金

屬球，質(zhì)量為m2=lkg,現(xiàn)在盒H勺左端，給盒一個初速度v=3m/s（盒壁厚度，球與盒發(fā)

生碰撞的時間和能量損失均忽略不計，g取lOm/s?）求：金屬盒從開始運動到最后靜止

所經(jīng)歷的時間？

p-------1.2m------->|

cT

【答案】0.75s

【解析】

【詳解】

根據(jù)動能定理，則從開始運動到左壁與小球相碰有

3町《一義叫聲=一〃（犯+tn2）g（L-2r）

解得盒與球第一次碰撞速度

vi=1m/s

此過程經(jīng)歷的時間為

L-2r1.2-0.2…

t.=-----=-.s=0.5s

1丫+匕3+1

22

由于小球和盒子發(fā)生彈性碰撞，故碰撞完后交換速度，即小球速度為Im/s,盒子速度

為零，此后小球在盒內(nèi)的運動時間為

馬05

小球與盒子再次相碰后，再次交換速度，盒子速度為lm/s,小球速度為零，則由動量

定理可知盒子運動的時間酎滿足

一〃（町十加2）gq=o一叫匕

解得

O=0.25s

則金屬盒從開始運動到最后靜止所經(jīng)歷的時間為

/=//+/2+O=1.75s

試卷第24頁，共62頁

21.如圖所示，兩塊平行金屬極板MN水平放置，板長L=lm。間亞d=兩金

3

屬板間電壓UMN=1x104v；在平行金屬板右側依次存在ABC和FGH兩個全等的正三

角形區(qū)域，正三角形ABC內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場助，三角形的上頂點A與上

金屬板M平齊，BC邊與金屬板平行，AB邊的中點P恰好在下金屬板N的右端點；正

三角形FGH內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場&,已知A、F、G處于同一直線上。B、

C、H也處于同一直線上。AF兩點距離為gm?，F(xiàn)從平行金屬極板MN左端沿中心軸線

方向入射一個重力不計的帶電粒子，粒子質(zhì)量機=3x10"。kg,帶電量q=+1x10-4。初

速度vo=IxlO5m/So

"I…,…__4______-F

e

斗---------

//x\X\\?7/

N__I__________/\\??；

PXRX\\B」'

/XXX\、/

/%\/

BCH

(1)求帶電粒子從電場中射出時的速度y的大小和方向；

(2)若帶電粒子進入中間三角形區(qū)域后垂直打在AC邊上，求該區(qū)域的磁感應強度B”

(3)若要使帶電粒子由FH邊界送入FGH區(qū)域并能再次回到FH界面，求&應滿足的條

件。

【答案】(1)亞xlO,機/$；垂直于AB方向出射。(2)地7(3)8,＞竺叵7

310-5

【解析】

【詳解】

⑴設帶電粒子在電場中做類平拋運動的時間為f,加速度為小則

U

q-=ma

d

解得

。=*鳥10K.mg

md3

r=—=lxios5

%

豎直方向的速度為