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1、A点进入槽内,高中物理精选试题（较难）1 .如图所示将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上，槽的左侧有一固定在水平面上的物 块。今让一小球自左侧槽口 A的正上方从静止开始落下， 与圆弧槽相切自 则以下结论中正确的是A.小球在半圆槽内运动的全过程中，只有重力对它做功B.小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量不守恒C.小球自半圆槽的最低点 B向C点运动的过程中，小球与半圆槽在 水平方向动量守恒D.小球离开C点以后，将做竖直上抛运动【答案】BC2.如图，在光滑水平面上有一质量为 m的足够长的木板，其上叠放一质量为 m的木 块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加
2、一随时间t3.如图所示，串联阻值为R的闭合电路中，面积为 S的正方形区域 abcd存在一个方向垂直纸面向外、磁感应强度均匀增加且变化率为k的匀强磁场Bt , abcd的电阻值也为R,其他电阻不计.电阻两端又向右并联一个平行板电容器.在靠近 M板处由静止释放一质量为 m、电量为 q的带电粒子（不计重力），经过N板的小孔P进入一个垂直纸面向内、磁感应强度为B的圆形匀强磁场，已知该圆形匀强磁场的半径为（i）电容器获得的电压；（2）带电粒子从小孔P射入匀强磁场时的速度；（3）带电粒子在圆形磁场运动时的轨道半径及它离开磁场时的偏转角.一一1八【答案】(1) U U R 1Sk(2) v 22qUiiqS
3、k (3)它离开磁场时的偏转角为m . m90 4.如图所示，在以 。为圆心，半径为 R=10j3cm的圆形区域内，有一个水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B2=0.1T,方向垂直纸面向外。M N为竖直平行放置的相距很近的两金属板，S1、S2为M N板上的两个小孔，且 $、S2跟O点在垂直极板的同一水平直线上。金属板M N与一圆形金属线圈相连，线圈的匝数n=1000匝，面积S=0.2m2,线圈内存在着垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化的规律为B=B0+kt(T),其中B0、k为常数。另有一水平放置的足够长的荧光屏D,。点跟荧光屏D之间的距离为H=2R比荷为2X 105 C/kg
4、的正离子流由 S进入金属板 M N之间后，通过 G 向磁场中心射去，通过磁场后落到荧光屏D上。离子的初速度、重力、空气阻力及离子之间的作用力均可忽略不计。问：(1) k值为多少可使正离子垂直打在荧光屏上(2)若k=0.45T/s ,求正离子到达荧光屏的位置。(2s H tan( 90) 20 cm【答案】 k U1 一30 0.15T/S nS 1000 0.25.在高能物理研究中，粒子回旋加速器起着重要作用，如图甲为它的示意图。它由两 个铝制D型金属扁盒组成， 两个D形盒正中间开有一条窄缝。 两个D型盒处在匀强磁场 中并接有高频交变电压。图乙为俯视图，在D型盒上半面中心 S处有一正离子源，它
5、发出的正离子，经狭缝电压加速后，进入D型盒中。在磁场力的作用下运动半周，再经狭缝电压加速。如此周而复始，最后到达D型盒的边缘，获得最大速度，由导出装置导出。 已知正离子的电荷量为 q,质量为 m,加速时电极间电压大小为U,磁场的磁感应强度为B, D型盒的半径为 R。每次加速的时间很短，可以忽略不计。正离子从离子源出发 时的初速度为零，求(1)为了使正离子每经过窄缝都被加速，求交变电压的频率(2)求离子能获得的最大动能(3)求离子第1次与第n次在下半盒中运动的轨道半径之比。甲乙222/【答案】(1) f 迫(2) e Imvm2q B R(3)乜 1(n = 1,2,2 m22m7, 2n13)
6、6 .如图所示，在一光滑水平的桌面上，放置一质量为 M宽为L的足够长U形框架，其ab部分电阻为R,框架其他部分的电阻不计.垂直框架两边放一质量为m电阻为R的金属棒cd,它们之间的动摩擦因数为 科，棒通过细线跨过一定滑轮与劲度系数为k .另一端固定的轻弹簧相连.开始弹簧处于自然状态，框架和棒均静止.现在让框架在大小 为2科mg的水平拉力作用下，向右做加速运动，引起棒的运动可看成是缓慢的.水平 桌面位于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B.问：(1)框架和棒刚开始运动的瞬间，框架的加速度为多大？(2)框架最后做匀速运动(棒处于静止状态)时的速度多大？(3)若框架通过位移s后开始匀速运动，已知弹簧弹
7、性势能的表达式为1kx2(x为弹簧的形变量)，则在框架通过位移 s的过程中，回路中产生的电热为多少？mgM(2) v2R mg-ZT22-B L(3) Qimgs22222MR m gZT44B4L47 .如图甲所示，加速电场的加速电压为L0 = 50 V,在它的右侧有水平正对放置的平行金属板a、b构成的偏转电场，且此区间内还存在着垂直纸面方向的匀强磁场Bo.已知金属板的板长L = 0 . 1 m,板间距离d = 0 . 1 m,两板间的电势差 uab随时间变化的规律如图乙 所示.紧贴金属板a、b的右侧存在半圆形的有界匀强磁场，磁感应强度B = 0 . 01 T ,方向垂直纸面向里，磁场的直径
8、 MN = 2R = 0 . 2 m即为其左边界，并与中线 OO垂直，且与金属板 a的右边缘重合于 M点.两个比荷相同、均为 q/m = 1X108 C/kg的带正电的粒子甲、乙先 后由静止开始经过加速电场后，再沿两金属板间的中线OO 方向射入平行板 a、b所在的区域.不计粒子所受的重力和粒子间的相互作用力，忽略偏转电场两板间电场的边缘效应，在每个粒子通过偏转电场区域的极短时间内，偏转电场可视作恒定不变.(1)若粒子甲由t = 0 . 05 s时飞入，恰能沿中线 OO 方向通过平行金属板 a、b正对的区域，试分析该区域的磁感应强度B0的大小和方向；(2)若撤去平行金属板 a、b正对区域的磁场，
9、粒子乙恰能以最大动能飞入半圆形的磁 场区域，试分析该粒子在该磁场中的运动时间.voUo图甲【答案】（1）3Bo 5 10 T ,方向垂直向里(2) t T2262arcsin10 s48.如图,P、Q为某地区水平地面上的两点，在 P点正下方一球形区域内储藏有石油,假定区域周围岩石均匀分布，密度为;石油密度远小于,可将上述球形区域视为空腔。如果没有这一空腔，则该地区重力加速度（正常值）沿竖直方向；当存在空腔时, 该地区重力加速度的大小和方向会与正常情况有微小偏高。重力加速度在原坚直方向O为了探寻石油区（即PO方向）上的投影相对于正常值的偏离叫做“重力加速度反常”域的位置和石油储量，常利用P点附近
10、重力加速度反常现象。已知引力常数为G（1）设球形空腔体积为V,球心深度为d（远小于地球半径）PQ=x,求空腔所引起的Q点处的重力加速度反常（2）若在水平地面上半径 L的范围内发现: 变化，且重力加速度反常的最大值出现在半为重力加速度反常值在(k1)之间L的范围的中心，如果这种反常是由于地F存在某一球形空腔造成的，试求此球形空腔球心的深度和空腔的体积。【答案】（1）如果将近地表的球形空腔填满密度为的岩石，则该地区重力加速度便回到正常值.因此，重力加速度反常可通过填充后的球形区域产生的附加引力来计算，式中的m是Q点处某质点的质量，M是填充后球形区域的质量，M而r是球形空腔中心。至Q点的距离r v1
11、d2 x2g在数值上等于由于存在千形空腔所引起的Q点处重力加速度改变的大小 .Q点处重力加速度改变的方向沿 OQ方向，重力加速度反常g是这一改变在竖直方向上的投影g - g r联立以上式子得g2(dG Vd2、3/2x )（2）由式得,重力加速度反常g的最大值和最小值分别为maxG Vd2g minG Vd(d2 L2)3/2由提设有g max kg min联立以上式子得，地下球形空腔球心的深度和空腔的体积分别为L2kG (k2/31)9.如图所示，MN竖直平面内的1/4圆弧轨道，绝缘光滑，半径R=lm。轨道区域存在E = 4N/C、方向水平向右的匀强电场。长Li=5 m的绝缘粗糖水平轨道 N
12、P与圆弧轨道相切于N点。质量叫、电荷量加7c的金属小球a从M点由静止开始沿圆弧轨道下滑，进人NP轨道随线运动，与放在随右端的金属小球b发生正碰，b与a等大，不带电,已知小球b与a碰后均分电荷量，然后都沿水平放置的A C板间的中线进入两板之间。a恰能从C板的右端飞出，速度为 弋金康 Ws，小球b打在A板的D孔，D孔距板基端产后内，A,C板间电势差C 板间有匀强磁场，磁感应强度2 ,、g=10m/s 求:5=0.2T ,板间距离d=2m,电场和磁编仅存在于两板之间。小球a运动到N点时，轨道对小球的支持力Fn多大？（2 ）碰后瞬间，小球 a和b的速度分别是多大？（3 ）粗糙绝缘水平面的动摩擦因数”是
13、多大？【答案】（1）设小球a运动到N点时的速度为va。，则mgR + q aER = 1 mva。2（ 2 分）2Fn mag= maVao2/R（2 分）解得 va。= 10m/s , Fn = 11 N （ 1 分）（2）设a、b碰撞后电荷量分布是 qa和qb,则qa = qb =0.5 C。设碰后小球a速度为Va2,由动能定理有d U CA 1212（2 分）mag- qa -ma ac - ma a212 攵1）2222得 va2 = 4m/s 1 分对小球 b 有：mg = 0.5 N , Fbfe=qbUCA/d = 0.5 N即mbg = F b电，所以，小球b向上做匀速圆周运动
14、。（1分）设小球b做匀速圆周运动的半径为 r,则r2 L2 （r d）2（2 分）设小球b碰后速度为vb2,则2qb b2B 2b_2i（2 分）r解得 r = 4m , Vb2= 8 m/s（ 1 分）（3）设碰撞前，小球a的速度设为va1,由动量守恒定律有mva1= maVa2+ mbVb2（2 分）Va1= 8 m/s小球a从N至P过程中，由动能定理有一magL1 = nava12 - - navao2 （2 分）22解得科=0. 36（ 1分）10 .如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨 MN PQ相距为d ,导轨平面与水平面 的夹角 =30。，导轨电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场
15、垂直于导轨平面向上。长为d的金属棒忖b垂直于MN PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m、电阻为r = R两金属导轨的上端连接一个灯泡，灯泡的电阻R=R,重力加速度为go现闭合开关 S,给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小 为F= mg的恒力，使金属棒由静止开始运动，当金属棒达到最大速度时，灯泡恰能达到 它的额定功率。求：（1）金属棒能达到的最大速度Vm；（2）灯泡的额定功率Pl；（3）金属棒达到最大速度的一半时的加速度（4）若金属棒上滑距离为 L时速度恰达到最大, 金属棒上产生的电热 Q。a;求金属棒由静止开始上滑 4L的过程中,V mgRm B2d2P
16、l22,2 m g RI R -g4B d(3)(4)322mgR Qr mgL4.44B d11 . （18分）如图所示，以A、B和C D为断点的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内， 一滑板静止在光滑的地面上，左端紧靠B点，上表面所在平面与两半圆分别相切于BC两点，一物块（视为质点）被轻放在水平匀速运动的传送带上E点，运动到A点时刚好与传送带速度相同，然后经A点沿半圆轨道滑下，再经 B点滑上滑板，滑板运动到 C点时被牢固粘连。物块可视为质点，质量为m,滑板质量为M=2m两半圆半径均为 R,板长l=6.5R,板右端到C点的距离L在RL5R范围内取值，E点距A点的距离s=5R,物块与传送带、物块与
17、滑板间的动摩擦因数均为0.5,重力加速度g已知。(1)求物块滑到B点的速度大小；(2)求物块滑到B点时所受半圆轨道的支持力的大小；(3)物块在滑板上滑动过程中，当物块与滑板达到共同速度时，测得它们的共同速度为u 胆。试讨论物块从滑上滑板到离开右端的过程中，克服摩擦力做的功 Wf与L的关3系；并判断物块能否滑到 CD轨道的中点。【答案】(1) Ub 3用R (2) 10mg (3)见解析12 .如图所示，一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L,距左端L处的右侧一段弯成半径为L的四分之一圆弧，圆弧导轨的左、右两段处于高度相差L的水平面上。以弧形22导轨的末端点 。为坐标原点，水平向右为 x轴正方向，建
18、立 Ox坐标轴。圆弧导轨所在 区域无磁场；左段区域存在空间上均匀分布，但随时间t均匀变化的磁场 B (t),如图2所示；右段区域存在磁感应强度大小不随时间变化，只沿x方向均匀变化的磁场 B(x),如图3所示；磁场B (t)和B (x)的方向均竖直向上。在圆弧导轨最上端，放置一质 量为m的金属棒ab,与导轨左段形成闭合回路，金属棒由静止开始下滑时左段磁场B(t)开始变化，金属棒与导轨始终接触良好，经过时间t0金属棒恰好滑到圆弧导轨底端。已知金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计，重力加速度为go图1.图工图3(1)求金属棒在圆弧轨道上滑动过程中，回路中产生的感应电动势E;(2)如果根据已知条件，
19、金属棒能离开右段磁场B (x)区域，离开时的速度为 v,求金属棒从开始滑动到离开右段磁场过程中产生的焦耳热Q;(3)如果根据已知条件，金属棒滑行到 x=Xi,位置时停下来，a.求金属棒在水平轨道上滑动过程中遁过导体棒的电荷量q；b.通过计算，确定金属棒在全部运动过程中感应电流最大时的位置。一一2L2B212Rt0【答案】(1) L B/t 0 (2) -+ mgL/2- mv (3)金属棒在x=0处，感应电流最大为了有效地将重物从深井中提出，现用小车利用“双滑轮系统(两滑轮同轴且有相同的角速度，大轮通过绳子与物体相连，小轮通过另绳子与车相连)来提升井底的重物，如图所示。滑轮离地的高度为H=3m大轮小轮直径之比为 3: l ,(车与物体均可看作质点，且轮的直径远小于 H),若车从滑轮正下方的 A点以速度v=5m/ s匀速运动至B点.此 时绳与水平方向的夹角为 37。，由于车的拉动使质量为 m=1 kg物体从井底处上升，则 车从A点运动至B点的过程中，试求：13 .此过程中物体上升的高度；14 .此过程中物体的最大速度；15 .此过程中绳子对物体所做的功。【答案】13. 6m14. 12m/s15. 132J16. 17.