高三物理經典習題 含答案

2022-09-05 11:36:02 字數 2269 閱讀 3370

物理部分(學軍卷)

1、(10分)在天津市科技館中,有乙個模擬萬有引力的裝置。在如上圖所示的類似錐形漏斗固定的容器中,有兩個小球在該容器表面上繞漏斗中心軸做水平圓周運動,其執行能形象地模擬了太陽系中星球圍繞太陽的執行。圖2為示意圖,圖3為其模擬的太陽系執行圖。

圖1中離中心軸的距離相當於行星離太陽的距離。則:

(1)在圖3中,設行星a1和b1離太陽距離分別為r1和r2,求a1和b1執行速度大小之比。

(2)在圖2中,若質量為m的a球速度大小為v,在距離中心軸為x1的軌道面上旋轉,由於受到微小的摩擦阻力,a球繞軸旋轉同時緩慢落向漏斗中心。當其運動到距離中心軸為x2的軌道麵時,兩軌道面之間的高度差為h。請估算此過程中a球克服摩擦阻力所做的功。

2、如圖所示,abc為固定在豎直平面內的軌道,ab段為光滑圓弧,對應的圓心角 =37 ,oa豎直,半徑r=2.5m,bc為足夠長的平直傾斜軌道,傾角 =37 。已知斜軌bc與小物體間的動摩擦因數 =0.

25。各段軌道均平滑連線,軌道所在區域有e=4 103n/c、方向豎直向下的勻強電場。質量m=5 10-2kg、電荷量q=+1 10-4c的小物體(視為質點)被乙個壓緊的彈簧發射後,沿ab圓弧軌道向左上滑,在b點以速度v0=3m/s衝上斜軌。

設小物體的電荷量保持不變。重力加速度g=10m/s2,sin37 =0.6,cos37 =0.

8。(設彈簧每次均為彈性形變。)則:

(1)求彈簧初始的彈性勢能;

(2)在斜軌上小物體能到達的最高點為p,求小物塊從a到p的電勢能變化量;

(3)描述小物體最終的運動情況。

3、如圖甲所示,水平放置的平行金屬板a和b的距離為d,它們的右端安放著垂直於金屬板的靶mn,現在a、b板上加上如圖乙所示的方波形電壓,電壓的正向值為u0,反向電壓值為,且每隔t/2變向1次。現將質量為m的帶正電,且電荷量為q的粒子束從ab的中點o以平行於金屬板的方向oo′射入,設粒子能全部打在靶上而且所有粒子在a、b間的飛行時間均為t。不計重力的影響,試問:

(1)定性分析在t=0時刻從o點進入的粒子,在垂直於金屬板的方向上的運動情況。

(2)在距靶mn的中心o′點多遠的範圍內有粒子擊中?

(3)要使粒子能全部打在靶mn上,電壓u0的數值應滿足什麼條件?(寫出u0、m、d、q、t的關係式即可)

學軍卷答案

1、(1)

(2)2、(1)w=0.675

(2)δe電=0.275j;

(3)小物體沿ab段光滑圓弧下滑,壓縮彈簧後被**,再次沿ab段光滑圓弧上滑至b點,速度減為零, 再次下滑,如此往復運動。

3、 (1)先向下加速再向下減速

(2)當粒子在0,t,2t…nt時刻進入電場中,粒子將打在o′點下方最遠處,o′點正下方最大位移為

當粒子在t/2,3t/2…t時刻進入電場時,o′點正上方最大位移.

(3)要使粒子能全部打在靶mn上,則有<,即u03分

物理部分(杭四卷)

1、有一絕緣的、半徑為r的光滑圓軌道固定在豎直平面內,在其圓心處固定一帶正電的點電荷,現有一質量為m,帶電量也為正電(其電量遠小於圓心處的電荷,對圓心處電荷產生的電場影響很小,可忽略)的小球a,圓心處電荷對小球a的庫侖力大小為f。開始小球a處在圓軌道內側的最低處,如圖所示。現給小球a乙個足夠大的水平初速度,小球a能在豎直圓軌道裡做完整的圓周運動。

(1)小球a運動到何處時其速度最小?為什麼?

(2)要使小球a在運動中始終不脫離圓軌道而做完整的圓周運動,小球a在圓軌道的最低處的初速度應滿足什麼條件?

2、圖甲是「玉免號」月球車在月球上工作時的情景。由於月球上晝夜溫差極大,為保護儀器,月夜時月球車的左右兩個面積均為s的太陽能電池板收起後覆蓋在車上(這時電池板在下表面),兩電池板可繞軸ab和cd以等大的角速度轉動,等月晝來臨再自動喚醒後開啟,如圖乙、丙所示。設月球車質量為m,運動時月面對其阻力為車重的k倍,月球表面重力加速度為g,電池板開啟後會始終保持與太陽光垂直,且使月球車電動機具有最大輸出功率p,求:

(1)假設喚醒時陽光從月球車右上方並與月麵成300角射來,兩塊太陽能電池板勻速開啟與陽光垂直,求左右兩電池板開啟的時間之比。

(2)若月球車從靜止開始以最大功率p在水平月面上做直線運動,通過距離l時達到最大速度,求這個過程經歷的時間。

(3)太陽到月球的平均距離為r,太陽光在空間傳播過程能量損失不計,太陽光垂直於電池板,太陽能轉化成月球車機械能的總效率為,已知半徑為r的球其表面積為,求太陽發光功率p0

杭四卷答案

1、(1)小球運動到軌道最高點時速度最小,在圓心處電荷產生的電場中,圓軌道恰好在它的乙個等勢面上,小球在圓軌道上運動時,庫侖力不做功,當小球運動到圓軌道最高處時,其重力對它做負功最多,此時速度最小。

(2)2、(1)1:2;(2)(3)

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