高中物理常考计算题

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高中物理必修一常考题型+例题和答案

高中物理必修一常考题型+例题和答案

高中物理必修一常考题型一、直线运动1、xt图像与vt图像2、纸带问题3、追及与相遇问题4、水滴下落问题(自由落体)二、力1、滑动摩擦力的判断2、利用正交分解法求解3、动态和极值问题三、;四、牛顿定律1、力、速度、加速度的关系;2、整体法与隔离法3、瞬时加速度问题4、绳活结问题5、超重失重6、临界、极值问题7、与牛顿定律结合的追及问题8、传送带问题9、牛二的推广10、?11、板块问题12、竖直弹簧模型一、直线运动1、xt图像与vt图像2014生全国(2)14.甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶。

在t=0到t=t1的时间内,它们的v-t图像如图所示。

在这段时间内A.汽车甲的平均速度比乙大B.汽车乙的平均速度等于221vv`C.甲乙两汽车的位移相同D.汽车甲的加速度大小逐渐减小,汽车乙的加速度大小逐渐增大2016全国(1)21.甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v-t图像如图所示。

已知两车在t=3s时并排行驶,则A.在t=1s时,甲车在乙车后B.在t=0时,甲车在乙车前C.两车另一次并排行驶的时刻是t=2s,D.甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m2、纸带问题【2012年广州调研】34.(18分)(1) 用如图a所示的装置“验证机械能守恒定律”①下列物理量需要测量的是__________、通过计算得到的是_____________(填写代号)A.重锤质量B.重力加速度 C.重锤下落的高度 D.与下落高度对应的重锤的瞬时速度②设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g.图b是实验得到的一条纸带,A、B、C、D、E为相邻的连续点.根据测得的s1、s2、s3、s4写出重物由B点到D点势能减少量的表达式__________,动能增量的表达式__________.由于重锤下落时要克服阻力做功,所以该实验的动能增量总是__________(填“大于”、“等于”或“小于”)重力势能的减小量3、追及相遇问题(2017·海南高考)甲乙两车在一平直道路上同向运动,其v-t图象如图,图中△OPQ和△OQT 的面积分别为x1和x2(x2>x1),初始时,甲车在乙车前方x0处A.—B.若x0=x1+x2,两车不会相遇C.若x0<x1,两车相遇2次D.若x0=x1,两车相遇1次E.若x0=x2,两车相遇1次(2017年四川卷)A、B两辆汽车在笔直的公路上同向行驶。

高中物理学业水平考试必修2计算题练习

高中物理学业水平考试必修2计算题练习

物理必修计算题21.在平直的高速公路上,一辆汽车正以32m/s的速度匀速行驶,因前方出现事故,司机立即刹车,直到汽车停下。

已知汽车的质量为1.5×103kg,刹车时汽车所受的阻力大小为1.2×104N,求:(1)刹车过程中汽车加速度的大小;(2)从开始刹车到最终停下,汽车前进的距离。

2.在平直公路上,一辆质量为5.0×l03kg的汽车以速度V。

=12 m/s匀速前进,遇紧急情况刹车后,轮胎停止转动,在地面上滑行,经过时间t=3s汽车恰好停止运动,当地的重力加速度g取;求:(1)刹车时汽车加速度的大小;(2)汽车刹车过程中受到阻力的大小。

3.某质量为1100kg的汽车在平直路面上试车,当速度达到36m/s时撤去动力并立即刹车,经过10s停下来。

设汽车受到的阻力保持不变,汽车刹车后的运动可视为匀减速直线运动。

求:(1)汽车从刹车到停止通过的位移;(2)汽车刹车过程中受到的阻力大小。

4.一个质量为2kg的物体静止于水平地面上,在12N的水平拉力作用下做匀加速直线运动,运动过程中受到的阻力为8N,求:(1)物体的加速度大小;(2)物体2s内发生的位移大小。

5.质量为2kg的,物体置于水平粗糙地面上,用20N的水平拉力使它从静止开始运动,第4s末物体的速度达到24m/s,此时撤去拉力。

求:(1)物体在运动中受到的阻力;(2)撤去拉力后物体能继续滑行的距离。

6.质量为3kg的物体,静止于水平地面上,在10N的水平拉力作用下,开始沿水平地面做匀加速直线运动,物体与地面间的摩擦力是4N.求:(1)物体在3s未的速度大小;(2)物体在3s内发生的位移大小7.在平直高速公路上,一辆质量为6×103kg的汽车以15m/s的速度行驶,驾驶员发现前方出现事故,立即紧急刹车,制动力为3×104N.求:(1)刹车过程中汽车的加速度大小;(2)求4s末汽车的位移.8.质量为20kg的物体静止于水平地面上,在50N的水平拉力作用下做匀加速直线运动,经过2s 物体的速度达到2m/s,求:(1)物体的加速度大小;(2)物体与水平地面间的动摩擦因数9.质量为5kg的物体静止于水平地面上,在20N的水平拉力作用下开始沿水平地面做匀加速直线运动,3s末速度大小为9m/s,求:(1)物体加速度大小;(2)物体所受摩擦力大小10.在平直高速公路上,一辆质量为2000kg的汽车以20m/s的速度行驶,驾驶员发现前方路口是红灯,此时汽车离停车线有100m,为使汽车停在停车线前,驾驶员刹车使车做匀减速运动,求:(1)加速度大小;(2)汽车制动力大小11.在平直公路上,一辆质量为8000kg的汽车以20m/s的速度行驶,驾驶员发现前方出现事故,立即刹车,制动力为32000N,求:(1)刹车过程中的加速度大小(2)汽车从开始刹车至最终停下来运动的距离。

【单元练】《常考题》高中物理必修3第十二章【电能-能量守恒定律】知识点(含答案解析)

【单元练】《常考题》高中物理必修3第十二章【电能-能量守恒定律】知识点(含答案解析)

一、选择题1.在如图所示的电路中,R 1为定值电阻,R 2为可变电阻,电源的电动势为E ,内阻为r 。

设电流表A 的示数为I ,电压表V 的示数为U ,当R 2的滑动触点向a 端移动时,则( )A .I 变大,U 变小B .I 变大,U 变大C .I 变小,U 变大D .I 变小,U 变小A解析:A 当R 2的滑动触点向a 端移动时,滑动变阻器的阻值变小,由串反并同规律得,与滑动变阻器串联的电流表的读数变大,与滑动变阻器并联的电压表的读数变小。

故选A 。

2.多用电表测量未知电阻阻值的电路如图a 所示,电源的电动势为E ,R 0为调零电阻。

某次将待测电阻用电阻箱代替时,电路中电流I 与电阻箱的阻值x R 的关系图像如图b 所示,则下列说法正确的是( )A .当电流为0.4mA 时,待测电阻为30kΩB .左插孔插入的是多用电表的红表笔C .多用电表的内阻为15kΩD .表内电源的电动势为9V C解析:CACD .由图示图象可知,0x R =时4g 0.8mA 810A I -==⨯当40.4mA 410A I -==⨯时,待测电阻阻值15k Ωx R '=根据闭合电路的欧姆定律得g E I R =内,x E I R R '=+内 解得 15k ΩR =内,12V E =故AD 错误,C 正确;B .欧姆表内置电源正极与黑表笔相连,红表笔与负极相连,由图示电路图可知,左插孔插入的是多用电表的黑表笔,故B 错误。

故选C 。

3.如图所示电路,电源的电动势为E ,内电阻为2Ωr =,定值电阻14ΩR =,滑动变阻器2R 的变化范围是010Ω,闭合S ,下列说法正确的是( )A .当26ΩR =时,2R 的功率最大B .当22ΩR =时,电源的输出功率最大C .当20ΩR =时,电源的效率最高D .当210ΩR =时,1R 和2R 的总功率最大A解析:AA .电源输出功率随外电阻变化图像如下所示利用等效电源法分析,外阻等于内阻时电源输出功率最大,则有21+=4Ω+2Ω=6ΩR R r =即当26ΩR =时,2R 的功率最大,故A 正确;BD .1R 和2R 的总功率等于电源的输出功率,因外电阻大于电源内阻,分析图像可知当外电阻最小时,电源的输出功率最大,即当20R =时,电源的输出功率最大,1R 和2R 的总功率最大,故BD 错误;C .电源效率的表达式()1=100%=100%+1+IR r I R r Rη⨯⨯说明外电阻越大,电源效率越高,故210ΩR =时,电源的效率最高,故C 错误。

高中物理面试常考题目

高中物理面试常考题目

高中物理面试常考题目一、高中物理《磁通量》一、考题回顾二、考题解析【教学过程】环节一:课堂导入教师通过复习导入,提问:磁感应强度表示的意义。

学生可以回答:磁感应强度描述了磁场中某一点的强弱和方向,磁场越强,磁感线越密,磁感应强度越大。

教师提问:很多时候需要了解磁场中某个面上的总体情况,应该用什么物理量进行表示呢?顺势引出课题《磁通量》。

环节二:新课讲授1.磁通量的定义式教师提问:在研究的过程中,往往我们想要研究某个面内的磁场的变化情况,就需要引入一个新的物理量,这个物理量是如何进行定义的呢?利用多媒体展示图片,并结合图片进行讲解。

2.磁通量的物理意义及一般计算为了更形象地理解磁通量,教师讲解:磁通量表示穿过这个面的磁感线条数,对于同一平面,当它与磁场方向垂直时,磁场越强,穿过它的磁感线条数越多,磁通量越大,当它与磁场方向平行时,没有磁感线穿过它,则磁通量为零。

教师提问:在下面图片中,对于平面跟磁场方向不垂直的情况,如何计算磁通量?教师讲解:因此磁感应强度又被称为磁通密度,用Wb/m2作单位。

环节三:巩固提升教师出示习题:给出磁感应强度和面积大小,计算磁通量。

环节四:小结作业师生共同总结本节内容,课后习题第4题。

【板书设计】略【答辩题目解析】1.磁通量是标量还是矢量,正负表示什么意义?【参考答案】磁通量是标量,每个面都有正负两个面,若磁通量为正,表示磁感线从正面穿过;磁通量为负,表示磁感线从反面穿过。

2.采取小组讨论有什么好处?【参考答案】小组讨论法是指通过老师的指导,将班上的学生分成若干小组,成员之间围绕某一学习内容或者某一知识点,进行讨论合作学习的一种教学方法。

通过小组讨论有以下好处:(1)增强学生合作意识,提高学生社交能力;(2)培养团体精神,锻炼心理素质和语言表达能力;(3)唤醒学生的主体意识,提升学习的主动性。

二、高中物理《机械运动:参考系》一、考题回顾二、考题解析【教学过程】环节一:课堂导入复习回顾质点的定义,并追问:如何描述质点的运动呢?展示古诗词:满眼风光多闪烁,看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行。

高中物理 自由落体运动典型例题

高中物理 自由落体运动典型例题

自由落体运动典型例题!iedtxx(`stylebkzd',`1101P03.htm')[例1]从离地500m的空中自由落下一个小球,取g=10m/s2,求:(1)经过多少时间落到地面;(2)从开始落下的时刻起,在第1s内的位移、最后1s内的位移;(3)落下一半时间的位移.[分析]由h=500m和运动时间,根据位移公式可直接算出落地时间、第1s内位移和落下一半时间的位移.最后1s内的位移是下落总位移和前(n—1)s下落位移之差.(2)第1s内的位移:因为从开始运动起前9s内的位移为:所以最后1s内的位移为:h10=h-h9=500m-405m=95m(3)落下一半时间即t'=5s,其位移为[说明]根据初速为零的匀加速运动位移的特点,由第1s内的位移h1=5m,可直接用比例关系求出最后1s内的位移,即h1∶h10=1∶19∴h10=19h1=19×5m=95m同理,若把下落全程的时间分成相等的两段,则每一段内通过的位移之比:ht/2∶ht=12∶22=1∶4[例2]一个物体从H高处自由落下,经过最后196m所用的时间是4s,求物体下落H 高所用的总时间T和高度H是多少?取g=9.8m/s2,空气阻力不计.[分析]根据题意画出小球的运动示意图(图1)其中t=4s,h=196m.[解]方法1根据自由落体公式式(1)减去式(2),得方法2利用匀变速运动平均速度的性质由题意得最后4s内的平均速度为因为在匀变速运动中,某段时间中的平均速度等于中点时刻的速度,所以下落至最后2s时的瞬时速度为由速度公式得下落至最后2s的时间方法3利用v-t图象画出这个物体自由下落的v-t图,如图2所示.开始下落后经时间(T—t)和T后的速度分别为g(T-t)、gT.图线的AB段与t轴间的面积表示在时间t内下落的高度h.。

由[例3]气球下挂一重物,以v0=10m/s匀速上升,当到达离地高h=175m处时,悬挂重物的绳子突然断裂,那么重物经多少时间落到地面?落地的速度多大?空气阻力不计,取g=10m/s2.[分析]这里的研究对象是重物,原来它随气球以速度v0匀速上升.绳子突然断裂后,重物不会立即下降,将保持原来的速度做竖直上抛运动,直至最高点后再自由下落. [解]方法1分成上升阶段和下落阶段两过程考虑绳子断裂后重物可继续上升的时间和上升的高度分别为故重物离地面的最大高度为H=h+h1=175m+5m=180m.重物从最高处自由下落,落地时间和落地速度分别为vt=gt2=10×6m/s=60m/s.所以从绳子突然断裂到重物落地共需时间t=t1+t2=1s+6s=7s.方法2从统一的匀减速运动考虑从绳子断裂开始计时,经时间t最后物体落至抛出点下方,规定初速方向为正方向,则物体在时间t内的位移h=-175m.由位移公式或t2-2t-35=0,取合理解,得t=7s.所以重物的落地速度为vt=v0-gt=10m/s-10×7m/s=-60m/s.其负号表示方向向下,与初速方向相反.[说明]从统一的匀减速运动考虑,比分段计算方便得多,只是在应用时,需注意位移、速度等物理量的方向,这个物体从绳子断裂到落地过程中的v-t图如图所示.[例4]如图所示,A、B两棒长均为L=1m,A的下端和B的上端相距s=20m.若A、B 同时运动,A做自由落体、B做竖直上抛,初速度v0=40m/s,求:(1)A、B两棒何时相遇;从相遇开始到分离所需的时间.[分析]这里有两个研究对象:A棒和B棒,同时分别做不同的运动.相遇时两棒位移大小之和等于s.从相遇到分离两棒位移大小之和等于2L.[解](1)设经时间t两棒相遇,由得(2)从相遇开始到两棒分离的过程中,A棒做初速不等于零的匀加速运动,B棒做匀减速运动.设这个“擦肩而过”的时间为△t,由式中vA=gt,vB=v0-gt.代入后得[说明]上面是从地面参考系所观察到的两个物体的运动情况列式计算的,比较麻烦.在第(2)小题中,还常容易误认为从相遇开始A棒仍做自由落体运动而造成错误. 由于竖直上抛运动可以看成一个向上的匀速运动和一个自由落体的合运动,因此,如果以A棒为参照物,即从A棒上去观察B棒,B棒向上做着速度为v0的匀速运动,于是立即可得(1)两棒相遇时间(2)两棒从相遇到分离的时间!iedtxx(`stylebkzd',`1101P03.htm')[例6]A、B两球,A从距地面高度为h处自由下落,同时将B球从地面以初速v0竖直上抛,两球沿同一竖直线运动.试求以下两种情况下,B球初速度v0的取值范围:①B球在上升过程中与A球相遇;②B球在下落过程中与A球相遇.[分析]本题考察两个物体两种运动特点,以及它们之间相互联系.解答时对特殊状态——临界点的分析是关键的.解决本题时,画出运动示意图,找准关系,运用规律求解即得.[解]B球做竖直上抛运动(全过程中):由于AB相遇时时间相等t1=t2=t,且h1+h2=h∴t=h/v0设B球上升到最大高度时,与球A相遇,如图1,B球上升到最大高度时间为v0/g.由此可知,要使AB在B球上升过程中与A相遇,只要v0/g≥t即可.B球就会在上升时与A球相遇,,如图2是AB还能相遇的最小速度,所以要满足在下落中相遇,需满足[说明](1)本题要建立时间和位移关系,同时,根据题设条件.寻找临界点,本题的临界点在B球上,即B球达最大高度和B球落地时,建立速度与时间的关系. (2)值得说明的是,复杂的运动很难在分析时建立物理图景,办法是对每个物体运动过程仔细分析以后,据各自运动特点建立联系.。

高中物理高考物理牛顿运动定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)

高中物理高考物理牛顿运动定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)

高中物理高考物理牛顿运动定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1.利用弹簧弹射和传送带可以将工件运送至高处。

如图所示,传送带与水平方向成37度角,顺时针匀速运动的速度v =4m/s 。

B 、C 分别是传送带与两轮的切点,相距L =6.4m 。

倾角也是37︒的斜面固定于地面且与传送带上的B 点良好对接。

一原长小于斜面长的轻弹簧平行斜面放置,下端固定在斜面底端,上端放一质量m =1kg 的工件(可视为质点)。

用力将弹簧压缩至A 点后由静止释放,工件离开斜面顶端滑到B 点时速度v 0=8m/s ,A 、B 间的距离x =1m ,工件与斜面、传送带问的动摩擦因数相同,均为μ=0.5,工件到达C 点即为运送过程结束。

g 取10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(1)弹簧压缩至A 点时的弹性势能;(2)工件沿传送带由B 点上滑到C 点所用的时间;(3)工件沿传送带由B 点上滑到C 点的过程中,工件和传送带间由于摩擦而产生的热量。

【答案】(1)42J,(2)2.4s,(3)19.2J【解析】【详解】(1)由能量守恒定律得,弹簧的最大弹性势能为:2P 01sin 37cos372E mgx mgx mv μ︒︒=++ 解得:E p =42J(2)工件在减速到与传送带速度相等的过程中,加速度为a 1,由牛顿第二定律得: 1sin 37cos37mg mg ma μ︒︒+=解得:a 1=10m/s 2 工件与传送带共速需要时间为:011v v t a -=解得:t 1=0.4s 工件滑行位移大小为:220112v v x a -= 解得:1 2.4x m L =<因为tan 37μ︒<,所以工件将沿传送带继续减速上滑,在继续上滑过程中加速度为a 2,则有:2sin 37cos37mg mg ma μ︒︒-=解得:a 2=2m/s 2假设工件速度减为0时,工件未从传送带上滑落,则运动时间为:22v ta = 解得:t 2=2s工件滑行位移大小为:2 3? 1n n n n n 解得:x 2=4m工件运动到C 点时速度恰好为零,故假设成立。

高中物理必修二常考题型 例题及答案

高中物理必修二常考题型 例题及答案

高中物理必修二常考题型例题及答案一、选择题1. 下列哪个是质量守恒定律的表述?()A. 能量不守恒,质量守恒B. 质量守恒,能量守恒C. 质心守恒,质量守恒D. 质量守恒,自旋守恒答案:B2. 在抛体运动中,不考虑空气阻力的情况下,抛体的运动轨迹是()A. 圆B. 抛物线C. 直线D. 椭圆答案:B3. 能够使用摩擦力来进行加速的运动是()A. 自由落体运动B. 匀速直线运动C. 圆周运动D. 斜面运动答案:D二、计算题1. 自由落体运动中,物体从静止开始下落1秒钟的位移为多少?解答:根据自由落体运动的位移公式:s = 1/2 * g * t^2其中,s表示位移,g表示重力加速度,t表示时间。

代入已知数据:s = 1/2 * 9.8 * 1^2= 4.9所以,物体从静止开始下落1秒钟的位移为4.9米。

2. 一架质量为1000千克的电梯,以2米每秒的速度上升,需要多少功才能使电梯停下来?解答:根据功的定义,功可表示为:W = ΔE其中,W表示功,ΔE表示能量变化。

在这个问题中,电梯的动能变化为:ΔEk = 1/2 * m * (vf^2 - vi^2)其中,ΔEk表示动能变化,m表示质量,vf表示最终速度,vi表示初始速度。

代入已知数据:ΔEk = 1/2 * 1000 * (0^2 - 2^2)= -2000所以,需要2000焦耳的功才能使电梯停下来。

三、解答题1. 请解释什么是动能守恒定律。

解答:动能守恒定律是指在一个封闭系统中,当只有内部力做功时,系统动能的总量保持不变。

该定律可以使用以下公式表示:ΣEk = ΣEk'其中,ΣEk表示系统的总动能,ΣEk'表示时间过后系统的总动能。

这意味着,在封闭系统中,能量可以从一种形式转化为另一种形式,但总能量的大小保持不变。

例如,当一个物体自由落体时,从开始下落到停止下落的过程中,由于重力做了负的功,物体的动能逐渐转变为势能,但总的动能守恒。

高中物理牛顿运动定律经典练习题

高中物理牛顿运动定律经典练习题

牛顿运动定律一、基础知识回顾:1、牛顿第一定律一切物体总保持,直到有外力迫使它改变这种状态为止。

注意:(1)牛顿第一定律进一步揭示了力不是维持物体运动(物体速度)的原因,而是物体运动状态(物体速度)的原因,换言之,力是产生的原因。

(2)牛顿第一定律不是实验定律,它是以伽利略的“理想实验“为基础,经过科学抽象,归纳推理而总结出来的。

2、惯性物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。

3、对牛顿第一运动定律的理解(1)运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持。

(2)它定性地揭示了运动与力的关系,力是改变物体运动状态的原因,是使物体产生加速度的原因。

(3)定律说明了任何物体都有一个极其重要的性质——惯性。

(4)牛顿第一定律揭示了静止状态和匀速直线运动状态的等价性。

4、对物体的惯性的理解(1)惯性是物体总有保持自己原来状态(速度)的本性,是物体的固有属性,不能克服和避免。

(2)惯性只与物体本身有关而与物体是否运动,是否受力无关。

任何物体无论它运动还是静止,无论运动状态是改变还是不改变,物体都有惯性,且物体质量不变惯性不变。

质量是物体惯性的唯一量度。

(3)物体惯性的大小是描述物体保持原来运动状态的本领强弱。

物体惯性(质量)大,保持原来的运动状态的本领强,物体的运动状态难改变,反之物体的运动状态易改变。

(4)惯性不是力。

5、牛顿第二定律的内容和公式物体的加速度跟成正比,跟成反比,加速度的方向跟合外力方向相同。

公式是:a=F合/ m 或F合 =ma6、对牛顿第二定律的理解(1)牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系,即知道了力,可根据牛顿第二定律得出物体的运动规律。

反过来,知道运动规律可以根据牛顿第二运动定律得出物体的受力情况,在牛顿第二运动定律的数学表达式F合=ma中,F合是力,ma是力的作用效果,特别要注意不能把ma看作是力。

(2)牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果,即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系,力变加速度就变,力撤除加速度就为零,注意力的瞬时效果是加速度而不是速度。

高中物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)

高中物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)

高中物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1.如图所示电路,电源电动势为1.5V,内阻为0.12Ω,外电路的电阻为1.38Ω,求电路中的电流和路端电压.【答案】1A; 1.38V【解析】【分析】【详解】闭合开关S后,由闭合电路欧姆定律得:电路中的电流I为:I==A=1A路端电压为:U=IR=1×1.38=1.38(V)2.小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会瞬时变暗。

汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示,已知汽车电源电动势为12.5V,电源与电流表的内阻之和为0.05Ω。

车灯接通电动机未起动时,电流表示数为10A;电动机启动的瞬间,电流表示数达到70A。

求:(1)电动机未启动时车灯的功率。

(2)电动机启动瞬间车灯的功率并说明其功率减小的原因。

(忽略电动机启动瞬间灯泡的电阻变化)【答案】(1)120W;(2)67.5W【解析】【分析】【详解】(1) 电动机未启动时U E Ir=-=12V==P UI120W(2)电动机启动瞬间车灯两端电压'9 V U E I r =-'=车灯的电阻' 1.2U R I ==Ω267.5W RU P ''==电源电动势不变,电动机启动瞬间由于外电路等效总电阻减小,回路电流增大,内电路分得电压增大,外电路电压减小,所以车灯电功率减小。

3.在如图所示的电路中,电阻箱的阻值R 是可变的,电源的电动势为E ,电源的内阻为r ,其余部分的电阻均可忽略不计。

(1)闭合开关S ,写出电路中的电流I 和电阻箱的电阻R 的关系表达式;(2)若电源的电动势E 为3V ,电源的内阻r 为1Ω,闭合开关S ,当把电阻箱R 的阻值调节为14Ω时,电路中的电流I 为多大?此时电源两端的电压(路端电压)U 为多大?【答案】(1) EI R r=+ (2)0.2A 2.8V 【解析】 【详解】(1)由闭合电路的欧姆定律,得关系表达式:EI R r=+ (2)将E =3V ,r =1Ω,R =14Ω,代入上式得: 电流表的示数I =3A 141+=0.2A 电源两端的电压U=IR =2.8V4.如图所示,金属导轨平面动摩擦因数µ=0.2,与水平方向成θ=37°角,其一端接有电动势E =4.5V ,内阻r =0.5Ω的直流电源。

【高中物理 极值问题的典型题】(带答案)

【高中物理  极值问题的典型题】(带答案)

【高中物理 极值问题的典型题】一、单项选择题1.(图解法求极值)如图所示,质量为m 的小球用细线拴住放在光滑斜面上,斜面足够长,倾角为α的斜面体置于光滑水平面上,用水平力F 推斜面体使斜面体缓慢地向左移动,小球沿斜面缓慢升高.当线拉力最小时,推力F 等于( )A .mg sin α B.12mg sin α C .mg sin 2α D.12mg sin 2α2.(三角函数法求极值)一个质量为1 kg 的物体放在粗糙的水平地面上,今用最小的拉力拉它,使之做匀速直线运动,已知这个最小拉力大小为6 N ,取g =10 m/s 2,则下列关于物体与地面间的动摩擦因数μ的取值,正确的是( )A .μ=916B.μ=43C .μ=34D.μ=353.(二次函数法求极值)如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直.一小物块以速度v 从轨道下端滑入轨道,并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,此距离最大时,对应的轨道半径为(重力加速度为g )( )A.v 216gB.v 28gC.v 24gD.v 22g二、多项选择题4.(图解法求电场极值问题)如图,在竖直平面内有一匀强电场,一带电量为+q 、质量为m 的小球在力F (大小可以变化)的作用下沿图中虚线由A 至B 做竖直向上的匀速运动.已知力F 和AB 间夹角为θ,AB 间距离为d ,重力加速度为g .则( )A .力F 大小的取值范围只能在0~mgcos θB .电场强度E 的最小值为mg sin θqC .小球从A 运动到B 电场力可能不做功D .若电场强度E =mg tan θq 时,小球从A 运动到B 电势能变化量大小可能为2mgd sin 2 θ5.(三角函数求极值问题)如图甲所示,为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x 与斜面倾角θ的关系,将某一物体每次以不变的初速率v 0沿足够长的斜面向上推出,调节斜面与水平方向的夹角θ,实验测得x 与斜面倾角θ的关系如图乙所示,g 取10 m/s 2,根据图象可求出( )A .物体的初速率v 0=3 m/sB .物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.75C .取不同的倾角θ,物体在斜面上能达到的位移x 的最小值x min =1.44 mD .当θ=45°时,物体达到最大位移后将停在斜面上三、计算题6.(三角函数求极值)如图所示,水平地面上放置一个质量为m 的物体,在与水平方向成θ角、斜向右上方的拉力F 的作用下沿水平地面运动.物体与地面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g .求:(1)若物体在拉力F 的作用下能始终沿水平面向右运动且不脱离地面,拉力F 的大小范围.(2)已知m =10 kg ,μ=0.5,g =10 m/s 2,若F 的方向可以改变,求使物体以恒定加速度a =5 m/s 2向右做匀加速直线运动时,拉力F 的最小值.7.(二次函数求极值问题)如图所示,位于竖直平面上有14圆弧的光滑轨道,半径为R ,OB 沿竖直方向,圆弧轨道上端A 点距地面高度为H .当把质量为m 的钢球从A 点静止释放,最后落在了水平地面的C点处.若本地的重力加速度为g,且不计空气阻力.求:(1)钢球运动到B点的瞬间受到的支持力多大;(2)钢球落地点C距B点的水平距离s为多少;(3)比值RH为多少时,小球落地点C距B点的水平距离s最大?这个最大值是多少?8.(极限法求极值问题)如图所示,质量为m的物体,放在一固定斜面上,当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑.对物体施加一大小为F的水平向右恒力,物体可沿斜面匀速向上滑行.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时,不论水平恒力F多大,都不能使物体沿斜面向上滑行,求:(1)物体与斜面间的动摩擦因数;(2)这一临界角θ0的大小.9.(物理过程分析求极值)如图所示,绝缘轨道CDGH位于竖直平面内,圆弧段DG的圆心角为θ=37°,DG与水平段CD、倾斜段GH分别相切于D点和G点,CD段粗糙,DGH 段光滑,在H处固定一垂直于轨道的绝缘挡板,整个轨道处于场强为E=1×104 N/C、水平向右的匀强电场中.一质量m=4×10-3 kg、带电量q=+3×10-6 C的小滑块在C处由静止释放,经挡板碰撞后滑回到CD段的中点P处时速度恰好为零.已知CD段长度L=0.8 m,圆弧DG的半径r=0.2 m,不计滑块与挡板碰撞时的动能损失,滑块可视为质点.求:(1)滑块与CD段之间的动摩擦因数μ;(2)滑块在CD段上运动的总路程;(3)滑块与绝缘挡板碰撞时的最大动能和最小动能.10.(二次函数法求极值)如图所示,质量为km小球a,用l1=0.4 m的细线悬挂于O1点,质量为m小球b,用l2=0.8 m的细线悬挂于O2点,且O1、O2两点在同一条竖直线上.让小球a静止下垂,将小球b向右拉起,使细线水平,从静止释放,两球刚好在最低点对心相碰.相碰后,小球a向左摆动,细线与竖直方向最大偏角为60°,两小球可视为质点,空气阻力忽略不计,仅考虑首次碰撞.取g=10 m/s2.求:(1)两球相碰前小球b的速度大小;(2)讨论k可能的取值范围;(3)所有满足题干要求的碰撞情形中,k取何值时?机械能损失最多.11.(不等式法求极值)如图所示,在粗糙水平台阶上静止放置一质量m=0.5 kg的小物块,它与水平台阶表面间的动摩擦因数μ=0.5,且与台阶边缘O点的距离s=5 m.在台阶右侧固定了一个以O点为圆心的圆弧形挡板,现用F=5 N的水平恒力拉动小物块,一段时间后撤去拉力,小物块最终水平抛出并击中挡板.(g取10 m/s2)(1)若小物块恰能击中挡板的上边缘P点,P点的坐标为(1.6 m,0.8 m),求其离开O点时的速度大小;(2)为使小物块击中挡板,求拉力F作用的距离范围;(3)改变拉力F的作用时间,使小物块击中挡板的不同位置,求击中挡板时小物块动能的最小值.(结果可保留根式)【高中物理极值问题的典型题】【高中物理 极值问题的典型题】答案解析1.D 以小球为研究对象.小球受到重力mg 、斜面的支持力N 和细线的拉力T ,在小球缓慢上升过程中,小球受的合力为零,则N 与T 的合力与重力大小相等、方向相反,根据平行四边形定则作出三个力的合成图如图,则当T 与N 垂直,即线与斜面平行时T 最小,则得线的拉力最小值为:T min =mg sin α,再对小球和斜面体组成的整体研究,根据平衡条件得:F =T min cos α=(mg sinα)cos α=12mg sin 2α,故A 、B 、C 错误,D 正确.2.C 物体在水平面上做匀速直线运动,可知拉力在水平方向的分力与滑动摩擦力相等.以物体为研究对象,受力分析如图所示,因为物体处于平衡状态.水平方向有F cos α=μF N ,竖直方向有F sin α+F N =mg .联立可解得:F =μmg cos α+μsin α=μmg1+μ2sin α+φ,当α+φ=90°时,sin(α+φ)=1,F 有最小值,F min =μmg 1+μ2,代入数值得μ=34. 3.B 据机械能守恒定律有12mv 2=mg ·2R +12mv 2x ,物块从轨道上端水平飞出做平抛运动,有2R =12gt 2和x =v x t ,联立x =-16R 2+4v2gR ,解得水平距离最大时,对应的轨道半径为v 28g,故选B. 4.BCD 因为小球做匀速直线运动,合力为零,则F 与qE 的合力与重力mg 大小相等、方向相反,作出F 与qE 的合力,如图所示,拉力F 的取值随着电场强度方向的变化而变化,如果电场强度方向斜向右下方,则F 的值将大于mgcos θ,故A 错误;由图可知,当电场力qE 与F 垂直时,电场力最小,此时场强也最小,则qE =mg sin θ,解得电场强度的最小值为E =mg sin θq,故B 正确;当电场力qE 与AB 方向垂直时,小球从A 运动到B 电场力不做功,故C 正确;若电场强度E =mg tan θq时,即qE =mg tan θ时,电场力qE 可能与AB 方向垂直,如图位置1,电场力不做功,电势能变化量为0,电场力的方向也可能位于位置2方向,则电场力做功为W =qE sin 2θ·d =q ·mg tan θqsin 2θ·d =2mgd sin 2θ,故D 正确.5.BC 由图可知,当θ=90°时,物体做竖直上抛运动,位移为1.80 m ,则由动能定理得-mgh =0-12mv 20,解得v 0=2gh =2×10×1.80 m/s =6 m/s ,故A 错误;当θ=0°时,位移为2.40 m ,由动能定理得-μmgx =0-12mv 20,解得μ=v 202gx =622×10×2.4=0.75,故B 正确;由动能定理得-mgx sin θ-μmgx cos θ=0-12mv 20,解得x =v 202g sin θ+μcos θ=622×10sin θ+0.75cos θ= 1.854sin θ+α,当θ+α=90°时,sin(θ+α)=1,此时位移最小,解得x min =1.44 m ,故C 正确;若θ=45°时,由于mg sin 45°>μmg cos 45°,故物体到达最大位移后会下滑,故D 错误.6.解析 (1)要使物体运动时不离开地面, 应有:F sin θ≤mg 要使物体能一直向右运动, 应有:F cos θ≥μ(mg -F sin θ) 联立解得:μmg cos θ+μsin θ≤F ≤mgsin θ(2)根据牛顿第二定律得F cos θ-μ(mg -F sin θ)=ma 解得:F =μmg +macos θ+μsin θ上式变形得F =μmg +ma1+μ2sin θ+α其中α=arcsin11+μ2当sin(θ+α)=1时,F 有最小值 解得:F min =μmg +ma1+μ2代入相关数据解得:F min =40 5 N答案 (1)μmg cos θ+μsin θ≤F ≤mgsin θ(2)40 5 N7.解析 (1)钢球由A 到B 过程由机械能守恒定律得:mgR =12mv 2在B 点对钢球由牛顿第二定律得:F N -mg =m v 2R解得:F N =3mg(2)钢球离开B 点后做平抛运动,则有:H -R =12gt 2 s =vt解得:s =2H -R R (3)s =2H -R R =2-⎝ ⎛⎭⎪⎫R -H 22+H 24根据数学知识可知,当R =12H ,即R H =12时,s 有最大值,s 最大=H答案 (1)3mg (2)2H -R R (3)12H8.解析 (1)对物体受力分析,由平衡条件得:mg sin 30°-μmg cos 30°=0解得:μ=tan 30°=33(2)设斜面倾角为α时,受力情况如图所示:由平衡条件得:F cos α=mg sin α+F fF N =mg cos α+F sin α F f =μF N解得:F =mg sin α+μmg cos αcos α-μsin α当cos α-μsin α=0,即tan α=3时,F →∞,即“不论水平恒力F 多大,都不能使物体沿斜面向上滑行”,此时,临界角θ0=α=60°答案 (1)33(2)60° 9.解析 (1)滑块由C 处释放,经挡板碰撞后第一次滑回P 点的过程中,由动能定理得:qE ·L 2-μmg ⎝ ⎛⎭⎪⎫L +L 2=0解得:μ=0.25(2)滑块在CD 段上受到的滑动摩擦力μmg =0.01 N ,电场力qE =0.03 N ,滑动摩擦力小于电场力,故不可能停在CD 段,滑块最终会在DGH 间来回往复运动,到达D 点的速度为0,全过程由动能定理得:qE ·L -μmgs =0解得:s =2.4 m(3)滑块在GH 段运动时:qE cos θ-mg sin θ=0故滑块与绝缘挡板碰撞的最大动能为滑块第一次运动到G 点的动能 对C 到G 过程,由动能定理得:Eq (L +r sin θ)-μmgL -mgr (1-cos θ)=E kmax -0解得:E kmax =0.018 J滑块最终在DGH 间来回往复运动,碰撞绝缘挡板有最小动能 对D 到G 过程由动能定理得:Eqr sin θ-mgr (1-cos θ)=E kmin -0 E kmin =0.002 J答案 (1)0.25 (2)2.4 m (3)0.018 J 0.002 J 10.解析 (1)对小球b 下摆过程:mgl 2=12mv 2b ,得出碰前v b =4 m/s ,(2)小球a 上摆过程:kmgl 1(1-cos 60°)=12kmv 2a ,碰后v a =2 m/s ,对两球碰撞过程有mv b =mv b ′+kmv a ,得出v b ′=4-2k .由碰撞过程动能不增加有:12mv 2b ≥12mv b ′2+12kmv 2a ,得出k ≤3,此外由碰撞中合理性原则得:v b ′=4-2k ≤v a =2,得出k ≥1.综上所述1≤k ≤3. (3)碰撞中动能损失ΔE =12mv 2b -12mv b ′2-12kmv 2a =2m (3k -k 2)可以得出当k =1.5时,动能损失最大. 答案 (1)4 m/s (2)1≤k ≤3 (3)1.511.解析 (1)设小物块离开O 点时的速度为v 0,由平抛运动规律,水平方向:x =v 0t 竖直方向:y =12gt 2解得:v 0=4 m/s(2)为使小物块击中挡板,小物块必须能运动到O 点,设拉力F 作用的最短距离为x 1,由动能定理:Fx 1-μmgs =0解得x 1=2.5 m为使小物块击中挡板,小物块的平抛初速度不能超过4 m/s ,设拉力F 作用的最长距离为x 2,由动能定理:Fx 2-μmgs =12mv 20解得x 2=3.3 m则为使小物块击中挡板,拉力作用的距离范围为 2.5 m <x ≤3.3 m(3)设小物块击中挡板的任意一点坐标为(x ,y ),则有x =v 0′t ′,y =12gt ′2由机械能守恒定律得E k =12mv 0′2+mgy又x 2+y 2=R 2由P 点坐标可求R 2=3.2 m 2化简得E k =mgR 24y +3mgy 4=4y +154y =⎝ ⎛⎭⎪⎫2y -15y 22+215(式中物理量均取国际单位制的单位)由数学方法求得E kmin =215 J答案 (1)4 m/s (2)2.5 m <x ≤3.3 m (3)215 J。

高二物理常考类型题目

高二物理常考类型题目

高二物理常考类型题目高二物理常考类型题目1、直线运动问题题型概述:直线运动问题是高考的热点,可以单独考查,也可以与其他知识综合考查.单独考查若出现在选择题中,则重在考查基本概念,且常与图像结合;在计算题中常出现在第一个小题,难度为中等,常见形式为单体多过程问题和追及相遇问题.思维模板:解图像类问题关键在于将图像与物理过程对应起来,通过图像的坐标轴、关键点、斜率、面积等信息,对运动过程进行分析,从而解决问题;对单体多过程问题和追及相遇问题应按顺序逐步分析,再根据前后过程之间、两个物体之间的联系列出相应的方程,从而分析求解,前后过程的联系主要是速度关系,两个物体间的联系主要是位移关系.?2、物体的动态平衡问题题型概述:物体的动态平衡问题是指物体始终处于平衡状态,但受力不断发生变化的问题.物体的动态平衡问题一般是三个力作用下的平衡问题,但有时也可将分析三力平衡的方法推广到四个力作用下的动态平衡问题.思维模板:常用的思维方法有两种.(1)解析法:解决此类问题可以根据平衡条件列出方程,由所列方程分析受力变化;(2)图解法:根据平衡条件画出力的合成或分解图,根据图像分析力的变化.3、运动的合成与分解问题题型概述:运动的合成与分解问题常见的模型有两类.一是绳(杆)末端速度分解的问题,二是小船过河的问题,两类问题的关键都在于速度的合成与分解.思维模板:(1)在绳(杆)末端速度分解问题中,要注意物体的实际速度一定是合速度,分解时两个分速度的方向应取绳(杆)的方向和垂直绳(杆)的方向;如果有两个物体通过绳(杆)相连,则两个物体沿绳(杆)方向速度相等.(2)小船过河时,同时参与两个运动,一是小船相对于水的运动,二是小船随着水一起运动,分析时可以用平行四边形定则,也可以用正交分解法,有些问题可以用解析法分析,有些问题则需要用图解法分析.4、抛体运动问题题型概述:抛体运动包括平抛运动和斜抛运动,不管是平抛运动还是斜抛运动,研究方法都是采用正交分解法,一般是将速度分解到水平和竖直两个方向上.思维模板:(1)平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做匀加速直线运动,其位移满足x=v0t,y=gt2/2,速度满足vx=v0,vy=gt;(2)斜抛运动物体在竖直方向上做上抛(或下抛)运动,在水平方向做匀速直线运动,在两个方向上分别列相应的运动方程求解5、圆周运动问题题型概述:圆周运动问题按照受力情况可分为水平面内的圆周运动和竖直面内的圆周运动,按其运动性质可分为匀速圆周运动和变速圆周运动.水平面内的圆周运动多为匀速圆周运动,竖直面内的圆周运动一般为变速圆周运动.对水平面内的圆周运动重在考查向心力的供求关系及临界问题,而竖直面内的圆周运动则重在考查最高点的受力情况.思维模板:(1)对圆周运动,应先分析物体是否做匀速圆周运动,若是,则物体所受的合外力等于向心力,由F合=mv2/r=mrω2列方程求解即可;若物体的运动不是匀速圆周运动,则应将物体所受的力进行正交分解,物体在指向圆心方向上的合力等于向心力.(2)竖直面内的圆周运动可以分为三个模型:①绳模型:只能对物体提供指向圆心的弹力,能通过最高点的临界态为重力等于向心力;②杆模型:可以提供指向圆心或背离圆心的力,能通过最高点的临界态是速度为零;③外轨模型:只能提供背离圆心方向的力,物体在最高点时,若v<(gR)1/2,沿轨道做圆周运动,若v≥(gR)1/2,离开轨道做抛体运动.6、牛顿运动定律的综合应用问题题型概述:牛顿运动定律是高考重点考查的内容,每年在高考中都会出现,牛顿运动定律可将力学与运动学结合起来,与直线运动的综合应用问题常见的模型有连接体、传送带等,一般为多过程问题,也可以考查临界问题、周期性问题等内容,综合性较强.天体运动类题目是牛顿运动定律与万有引力定律及圆周运动的综合性题目,近几年来考查频率极高.思维模板:以牛顿第二定律为桥梁,将力和运动联系起来,可以根据力来分析运动情况,也可以根据运动情况来分析力.对于多过程问题一般应根据物体的受力一步一步分析物体的运动情况,直到求出结果或找出规律.对天体运动类问题,应紧抓两个公式:GMm/r2=mv2/r=mrω2=mr4π2/T2 ①。

高中物理常考题型(提炼与拓展)(附答案)

高中物理常考题型(提炼与拓展)(附答案)

第一章运动的描述与直线运动研究一、本章题型综述本考点是高中物理的重要章节,是整个物理基础内容之一,是动力学的基础和重要组成部分,本考点涉及位移、速度、加速度等诸多物理量,基本公式也较多,同时还有描述运动规律的s-t图象、v-t图象、测定加速度时用到的“逐差法”等知识近两年来,高考主要考查直线运动的有关概念、规律及其应用,重点是匀变速直线运动规律的应用及v-t图象。

对本考点知识的考查既有单独命题,也有与牛顿运动定律以及今后学习的电场中带电粒子的运动、磁场中通电导体的运动、电磁感应现象等知识结合起来,作为综合试题中的一个知识点加以体现,以中等以上的试题出现,作为综合试题中的一个知识点,本考点还可以与航海、航空、铁路等交通方面知识新情境综合。

本章十大题型:题型一平均速度的计算类问题题型二刹车类问题题型三匀变速运动中重要规律应用类问题题型四直线运动图象类问题题型五追及与相遇类问题题型六自由落体运动类问题题型七匀变速往复(竖直上抛)运动类问题题型八纸带类问题题型九自由弦运动等时性应用类问题题型十运动学常见的思维转化方法类问题二、题型演练与以题说法题型一平均速度的计算类问题【范例】一物体作匀加速直线运动,经A、B、C三点,已知AB=BC,AB段平均速度为20m/s,BC 段平均速度为30m/s,则可求得(ABC)A.速度VbB.末速度C.这段时间内的平均速度D.物体运动的加速度【以题说法】一、相关知识1.平均速度:在变速运动中,物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间内的平均速度,即v=s/t,其方向与位移的方向相同。

它是对变速运动的粗略描述。

求平均速度的关键是:明确所求的是哪一段时间内的平均速度,或是哪一段位移的平均速度。

2.关于平均速度的大小与平均速率(1)当物体做单向直线运动是时,二者才相等。

(2)当物体做往复直线运动或曲线运动时,由于路程大于位移的大小,这是平均速度的大小要小于平均速率。

高考物理牛顿运动定律的应用真题汇编(含答案)含解析

高考物理牛顿运动定律的应用真题汇编(含答案)含解析

高考物理牛顿运动定律的应用真题汇编(含答案)含解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1.如图所示,倾角α=30°的足够长传送带上有一长L=1.0m ,质量M=0.5kg 的薄木板,木板的最右端叠放质量为m=0.3kg 的小木块.对木板施加一沿传送带向上的恒力F ,同时让传送带逆时针转动,运行速度v=1.0m/s 。

已知木板与物块间动摩擦因数μ1=3,木板与传送带间的动摩擦因数μ2=34,取g=10m/s 2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

(1)若在恒力F 作用下,薄木板保持静止不动,通过计算判定小木块所处的状态;(2)若小木块和薄木板相对静止,一起沿传送带向上滑动,求所施恒力的最大值F m ;(3)若F=10N ,木板与物块经过多长时间分离?分离前的这段时间内,木板、木块、传送带组成系统产生的热量Q 。

【答案】(1)木块处于静止状态;(2)9.0N (3)1s 12J 【解析】【详解】(1)对小木块受力分析如图甲:木块重力沿斜面的分力:1sin 2mg mg α= 斜面对木块的最大静摩擦力:13cos 4m f mg mg μα==由于:sin m f mg α>所以,小木块处于静止状态;(2)设小木块恰好不相对木板滑动的加速度为a ,小木块受力如图乙所示,则 1cos sin mg mg ma μαα-=木板受力如图丙所示,则:()21sin cos cos m F Mg M m g mg Ma αμαμα--+-= 解得:()99.0N 8m F M m g =+=(3)因为F=10N>9N ,所以两者发生相对滑动对小木块有:21cos sin 2.5m/s a g g μαα=-=对长木棒受力如图丙所示()21sin cos cos F Mg M m g mg Ma αμαμα--+-'=解得24.5m/s a ='由几何关系有:221122L a t at =-' 解得1t s =全过程中产生的热量有两处,则 ()2121231cos cos 2Q Q Q mgL M m g vt a t μαμα⎛⎫=+=+++ ⎪⎝⎭解得:12J Q =。

【单元练】《常考题》高中物理选修1第四章【光】习题(含答案解析)

【单元练】《常考题》高中物理选修1第四章【光】习题(含答案解析)

一、选择题1.如图所示是一个透明圆柱的横截面,其半径为R ,折射率是3,AB 是该截面上的一条直径,今有一束平行光沿AB 方向射向圆柱体。

若一条入射光线经折射后恰经过B 点,则这条入射光线到AB 的距离是( )A .12R B .22R C .32R D .13R C 解析:C设光线L 经C 折射后经过B 点,光路如图所示。

由几何关系得α=2β根据折射定律有sin 3sin n αβ== 解得α=60°,β=30° 所以有3sin 2CD R R α==选项C 正确。

故选C 。

2.光在真空中的传播速度大于光在其他任何介质中的传播速度。

关于任何介质(非真空)的折射率,下列说法正确的是( ) A .一定大于1 B .一定小于1C .可能等于1D .可能大于1,也可能小于1A解析:A根据cn v=,由于c v >,所以各种介质对真空的折射率一定大于1,故A 正确,BCD 错误。

故选A 。

3.如图所示,两束单色光a 、b 从水下射向A 点后,光线经折射合成一束光c 进入空气,则下列说法中错误的是( )A .在水中a 光的临界角比b 光的临界角大B .在水中a 光的速度比b 光的速度大C .a 光的频率比b 光的频率大D .b 光的折射率比a 光的折射率大C 解析:CAD .由图可知,单色光a 偏折程度小于b 的偏折程度,所以根据折射定律sin sin rn i=可知,a 光的折射率小于b 光的折射率。

由全反射临界角公式1sin C n=可得,在水中a 光的临界角大于b 光的临界角,AD 选项不合题意,故AD 错误; B .由c v n=可知,在水中a 光的速度大于b 光的速度,B 选项不合题意,故B 错误;C .根据折射率定义即得光的频率与折射率的关系:频率越高的光,折射率越大。

所以a 光的频率小于b 光的频率,C 选项符合题意,故C 正确。

故选C 。

4.雨后的空气中有一水滴,太阳光射入后先折射一次,然后在水滴的背面发生反射,最后离开水滴时再折射一次就形成了彩虹。

高中物理动量守恒定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析

高中物理动量守恒定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析

高中物理动量守恒定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1.如图,光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体,斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上.某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s 的速度向斜面体推出,冰块平滑地滑上斜面体,在斜面体上上升的最大高度为h="0.3" m (h 小于斜面体的高度).已知小孩与滑板的总质量为m 1="30" kg ,冰块的质量为m 2="10" kg ,小孩与滑板始终无相对运动.取重力加速度的大小g="10" m/s 2.(i )求斜面体的质量;(ii )通过计算判断,冰块与斜面体分离后能否追上小孩? 【答案】(i )20 kg (ii )不能 【解析】试题分析:①设斜面质量为M ,冰块和斜面的系统,水平方向动量守恒:222()m v m M v =+系统机械能守恒:22222211()22m gh m M v m v ++= 解得:20kg M =②人推冰块的过程:1122m v m v =,得11/v m s =(向右)冰块与斜面的系统:22223m v m v Mv '=+ 22222223111+222m v m v Mv ='解得:21/v m s =-'(向右) 因21=v v ',且冰块处于小孩的后方,则冰块不能追上小孩. 考点:动量守恒定律、机械能守恒定律.2.光滑水平轨道上有三个木块A 、B 、C ,质量分别为3A m m =、B C m m m ==,开始时B 、C 均静止,A 以初速度0v 向右运动,A 与B 相撞后分开,B 又与C 发生碰撞并粘在一起,此后A 与B 间的距离保持不变.求B 与C 碰撞前B 的速度大小.【答案】065B v v = 【解析】 【分析】【详解】设A 与B 碰撞后,A 的速度为A v ,B 与C 碰撞前B 的速度为B V ,B 与C 碰撞后粘在一起的速度为v ,由动量守恒定律得: 对A 、B 木块:0A A A B B m v m v m v =+对B 、C 木块:()B B B C m v m m v =+由A 与B 间的距离保持不变可知A v v = 联立代入数据得:065B v v =.3.(1)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应,当温度达到108K 时,可以发生“氦燃烧”。

高中物理动能定理经典计算题和答案(供参考)

高中物理动能定理经典计算题和答案(供参考)

动能和动能定理经典试题例1 一架喷气式飞机,质量m =5×103kg ,起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s =5.3×102m 时,达到起飞的速度v =60m/s ,在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍(k =0.02),求飞机受到的牵引力。

例2 将质量m=2kg 的一块石头从离地面H=2m 高处由静止开始释放,落入泥潭并陷入泥中h=5cm 深处,不计空气阻力,求泥对石头的平均阻力。

(g 取10m/s 2)例3 一质量为0.3㎏的弹性小球,在光滑的水平面上以6m/s 的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反方向运动,反弹后的速度大小与碰撞前速度的大小相同,则碰撞前后小球速度变化量的大小Δv 和碰撞过程中墙对小球做功的大小W 为( )A .Δv=0 B. Δv =12m/s C. W=0 D. W=10.8J 例4 在h 高处,以初速度v 0向水平方向抛出一个小球,不计空气阻力,小球着地时速度大小为( ) A. gh v 20+ B. gh v 20- C. gh v 220+ D. gh v 220- 例5 一质量为 m 的小球,用长为l 的轻绳悬挂于O 点。

小球在水平拉力F 作用下,从平衡位置P 点很缓慢地移动到Q 点,如图2-7-3所示,则拉力F 所做的功为( )A. mgl cos θB. mgl (1-cos θ)C. Fl cos θD. Flsin θ 例6 如图所示,光滑水平面上,一小球在穿过O 孔的绳子的拉力作用下沿一圆周匀速运动,当绳的拉力为F 时,圆周半径为R ,当绳的拉力增大到8F 时,小球恰可沿半径为R /2的圆周匀速运动在上述增大拉力的过程中,绳的拉力对球做的功为________.例7 如图2-7-4所示,绷紧的传送带在电动机带动下,始终保持v 0=2m/s 的速度匀速运行,传送带与水平地面的夹角θ=30°,现把一质量m =l0kg 的工件轻轻地放在传送带底端,由传送带传送至h =2m 的高处。

《常考题》人教版高中物理选修3-第5章解答题专项经典习题(课后培优)(1)

《常考题》人教版高中物理选修3-第5章解答题专项经典习题(课后培优)(1)

一、解答题1.用中子轰击氮14,产生碳14,碳14具有放射性,它放出一个β粒子后衰变成什么?写出反应方程。

解析:衰变成氮14,1411417061N n C H +→+,14140671C N e -→+碳14放出一个β粒子后,质量数不变,质子数增加1,所以衰变成氮14,核反应方程为1411417061N n C H +→+ 14140671C N e -→+2.22688Ra 具有放射性,发生α衰变后变为Rn ,已知22688Ra 核的质量是226.0254u ,Rn 核的质量为222.0175u ,α粒子的质量是4.0026u ,1u 相当于931.5MeV 。

(1)写出22688Ra 核衰变的方程;(2)求在这一次α衰变中释放出的核能(结果保留两位有效数字)。

解析:(1)226222488862Ra Rn He →+;(2)4.9MeV(1)根据质量数与核电荷数守恒可知,22688Ra 核衰变的方程为226222488862Ra Rn He →+(2)该核衰变反应中的质量亏损()226.0254222.0175 4.00260.0053m u u ∆=--=根据爱因斯坦质能方程得,释放出的核能为2E mc ∆=∆解得4.9MeV E ∆=3.在磁感应强度为B 的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。

放射出的α粒子(42He )在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为R 。

以m 、q 分别表示α粒子的质量和电荷量。

(1)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,求圆周运动的周期和环形电流大小; (2)设该衰变过程释放的核都转化为α粒子和新核的动能,新核的质量为M ,真空中光速为c ,求衰变过程的质量亏损Δm 。

解析:(1)2m T Bq π=;22BqI mπ=;(2)221()()12BqR m m M c += (1)α粒子做圆周运动,洛伦兹力做向心力,设圆周运动的速率为v ,则有2mv Bvq R= 则圆周运动的周期22R mT v Bqππ==那么相当于环形电流在周期T 内通过的电量为q ,则等效环形电流大小22q Bq I T mπ==(2)因为衰变时间极短,且衰变时内力远远大于外力,故认为在衰变过程中外力可忽略,则有动量守恒,设新核的速度为v ′,则有mv +Mv ′=0由(1)可得v BqRm=所以BqRv M'-= 则衰变过程使两粒子获得动能222221211()()12()()222BqR BqR BqR E mv Mv m M m M +'=++== 由于衰变过程,质量亏损产生的核能全部转化为粒子的动能,故衰变过程的质量亏损22211()()2E BqR m c m M c +== 4.一个中子(10n )和一个质子(11H )结合成氘核时要放出2.22MeV 的能量,这些能量以γ光子的形式辐射出来。

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实用文档1.距离水平地面h=20 m高处以20 m/s的初速度水平抛出—个小球,(空气阻力不计,g取10 m/s2) 则:(1)小球在空中飞行的时间t为多少?(2)小球落地时速度v方向与水平方向的夹角θ为多少?(3)小球落地时的位移s的大小为多少?(答案可以用根号表示)2.如图所示,在水平地面上放一质量m=l kg的木块,木块与地面间的动摩擦因数μ=0.6,在水平力向上对木块同时施加相互垂直的两个拉力F1、F2,已知F1=6 N.F2=8N,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2。

则:(1)木块受到的摩擦力为多少?(2)若将F2逆时针转900,此时木块的加速度大小为多少?(3)若将F2顺时针转900,求术块运动t=2s时的位移大小?3.一质晨为m的物块置于水平地面上,物块与地面间的动摩擦因数为μ,然后用两根绳A、B分别系在物块的两侧,如图所乐,A绳水平,B绳与水平面成θ角,己知重力加速度g,求:(1)逐渐增大B绳的拉力,直到物块对地面的压力恰好为零,则此时A绳和B绳的拉力分别是多大:(2)将A绳剪断,为了使物块沿水平面做匀速直线运动,在不改变B绳方向的情况下,B绳的拉力应为多大。

4.如图所示,质量m=60kg的高山滑雪运动员,从A点由静止开始沿滑雪道滑下,从B点水平飞出后又落在与水平面成倾角θ=37°的斜坡上C点.已知A、B两点间的高度差为h=25m,B、C两点间的距离为s=75m,已知sin37°=0.6,取g=10m/s2.求:(1)运动员从B点水平飞出时的速度大小;(2)运动员从A点到B点的过程中克服摩擦力做的功.5.宇航员站在某星球表面,从高h处以初速度v0水平抛出一个小球,小球落到星球表面时,与抛出点的水平距离是x,已知该星球的半径为R,引力常量为G,求(1)该星球的质量M.(2)该星球的第一宇宙速度.6.三个完全相同的小球A、B、C,质量满足m A=m B=m C=2kg,静止在光滑地面上并沿“一”字形依次排开.如图所示,用锤子轻轻敲击A球,使之获得一个向右的速度v0=4m/s,A、B两球碰撞后粘合在一起,再与C球碰撞,最后C球获得v C=2m/s的向右的速度.(1)求第一次碰撞后A、B两球粘合在一起的共同速度;(2)第二次碰撞是不是弹性碰撞?(3)求两次碰撞过程,系统损失的能量△E.7.如图,在平面直角坐标系xOy内,第1象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限以ON为直径的半圆形区域内,存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从y轴正半轴上y=h处的M点,以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上x=2h处的P点进入磁场,最后以速度v垂直于y轴射出磁场.不计粒子重力.求:(1)电场强度大小E;(2)粒子在磁场中运动的轨道半径;(3)粒子离开磁场时的位置坐标.8.在学校组织的趣味运动会上,科技小组为大家提供了一个寓学于乐的游戏.如图所示,将一质量为0.2kg 的钢球放在O点,用弹射装置将其弹出,其实沿着光滑的半环形轨道OA和AB运动,BC段为一段长实用文档为L=2.5m的粗糙平面,DEFG为接球槽.圆弧OA和AB的半径分别为R1=0.2m,R2=0.4m,小球与BC 段的动摩擦因数为μ=0.6,C点离接球槽的高度为h=1.25m,水平距离为x=0.5m,接球槽足够大,求:(1)要使钢球恰好不脱离圆轨道,钢球在A点的速度多大?(2)(1)小题速度下运动到B,在B位置对半圆轨道的压力多大?(3)这小球能否落进接球槽里?99.如图所示,区域Ⅰ、Ⅲ内存在垂直纸面向外的匀强磁场,区域Ⅲ内磁场的磁感应强度B,宽为1.5d,区域Ⅰ中磁场的磁感应强度B1未知,区域Ⅱ时无场区,宽为d.一个质量为m,电荷量为q的带正电粒子从磁场边界上的A点与边界成θ=60°角垂直射入区域Ⅰ的磁场,粒子恰好不从区域Ⅲ的右边界穿出且刚好能回到A点,粒子重力不计,求:(1)区域Ⅰ中磁场的磁感应强BⅠ;(2)区域Ⅰ磁场的最小宽度L;(3)粒子从离开A点到第一次回到A点的时间t.10.如图所示,虚线FG、MN、CD为在同一平面内的水平直线边界,在MN、CD间有垂直边界的匀强电场,场强的大小E=1.5×105N/C,方向如图,在FG、MN间有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.2T,已知电场和磁场沿边界方向的长度均足够长,电场在垂直边界方向的宽度d1=0.20m,在CD边界上某点O处有一放射源,沿纸面向电场中各个方向均匀地辐射出速率均为v0=1.0×106m/s的某种带正电粒子,粒子质量m=6.4×10﹣27kg,电荷量q=3.2×10﹣19C,粒子可以无阻碍地通过边界MN进入磁场,不计粒子的重力及相互作用.(1)求粒子在磁场中做圆周运动的半径;(2)要使所有粒子不从FG边界射出,求磁场垂直边界MN方向上的最小宽度d;(3)若磁场垂直边界MN方向上的宽度为0.2m,求边界FG上有粒子射出的长度范围及粒子首次在磁场中运动的最长时间.11.如图所示,一物体质量m=2kg ,在倾角θ=37°的斜面上的A 点以初速度v 0=3m/s 下滑,A 点距弹簧上端B 的距离AB=4m ,当物体到达B 后将弹簧压缩到C 点,最大压缩量BC=0.2m ,然后物体又被弹簧弹上去,弹到的最高位置为D 点,D 点距A 点AD=3m ,挡板及弹簧质量不计,g 取10m/s 2.求:(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ; (2)弹簧的最大弹性势能E pm .12.如图所示,xOy 坐标系中,在y 轴右侧有一平行于y 轴的边界PQ ,PQ 左侧和右侧存在磁感应强度大小分别为B 和2B的匀强磁场,磁场方向均垂直于xOy 平面向里,y 轴上有一点A 与原点O 的距离为l ,电荷量为q ,质量为m 的带正电粒子,以某一速度从坐标原点O 处沿x 轴正方向射出,经过的时间为t=qBm 34 时恰好到达A 点,不计粒子的重力作用(1)求边界PQ 与y 轴的距离d 和粒子从O 点射出的速度大小v 0;(2)若相同的粒子以更大的速度从原点O 处沿x 轴正方向射出,为使粒子能经过A 点,粒子的速度大小应为多大?实用文档13.如图所示,在xOy坐标系中,x轴上方有方向沿x轴正向的匀强电场,下方有一半径为R的圆形有界匀强磁场,圆心在y轴上,且圆与x轴相切,磁场方向垂直于纸面向外,一质量为m、电荷量为q的带电粒子在坐标为(,)的A点,以初速度沿y轴负方向射入电场,且刚好从O 点射入磁场,经磁场偏转后刚好平行于x轴从磁场中射出,不计粒子重力.(结果里可以有根号)(1)求电场强度和磁感应强度的大小;(2)若该粒子沿y轴负方向射出时的初速度大小为v0,要使该粒子也能从O点进入磁场,且经磁场偏转后刚好平行于x轴从磁场中射出,求该粒子开始射出时的位置坐标.14.一辆汽车沿平直公路从甲站开往乙站,启动时加速度为a1=4m/s2,匀加速行驶t1=2.5s后,再匀速行驶t2=3min,然后刹车滑行x=50m,正好到达乙站.求:(1)汽车从甲站到乙站运动的时间t;(2)汽车刹车时的加速度大小;(3)甲、乙两站的距离L.15.宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球,经过时间t小球落回原处;若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球,需经过时间5t小球落回原处.(取地球表面重力加速度g=10m/s2,空气阻力不计)(1)求该星球表面附近的重力加速度g′;(2)已知该星球的半径与地球半径之比为R星:R地=1:4,求该星球的质量与地球质量之比M星:M地.16.如图所示为两组平行金属板,一组竖直放置,一组水平放置,今有一质量为m、电荷量为e的电子静止在竖直放置的平行金属板的A点,经电压U0加速后,通过B点进入两板间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间,最后电子从右侧的两块平行金属板之间穿出,已知A、B分别为两块竖直板的中点,右侧平行金属板的长度为L,求:(1)电子通过B点时的速度大小v0;(2)电子从右侧的两块平行金属板之间飞出时的侧移距离y;(3)电子从右侧平行金属板进入到飞出时电场对它所做的功W .17.如图所示,在矩形区域abcd 内充满垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B .在ad 边中点O 的粒子源,在t=0时刻垂直于磁场发射出大量的同种带电粒子,所有粒子的初速度大小相同,方向与Od 的夹角分布在0~180°范围内.已知沿Od 方向发射的粒子在t=t 0时刻刚好从磁场边界cd 上的p 点离开磁场,ab=1.5L ,bc=3L ,粒子在磁场中做圆周运动的半径R=L ,不计粒子的重力和粒子间的相互作用,求: (1)粒子在磁场中的运动周期T ; (2)粒子的比荷mq; (3)粒子在磁场中运动的最长时间.实用文档试卷答案1.(1)2s(2)θ=45°(3)20m(1)根据h=gt2小球在空中飞行的时间(2)竖直的分速度v y=gt=10×2 m/s=20 m/s小球落地时速度方向与水平方向的夹角θ=45°(3)水平位移x=v0t=40 m小球落地时的位移大小为点睛:解决本题的关键知道平抛运动在水平方向做匀速运动和竖直方向上做自由落体运动,结合运动学公式灵活求解.2.(1)6 N(2)0(3)16m(1)F1、F2的合力又f m=μmg=6N故F12>f m,在F1、F2作用下木块滑动,此时木块受到的滑动摩擦力f=μmg=6N.(2)当F2逆时针转90°时,F1、F2的合力F12'=F2-F1=2N<f m,此时木块在地面上不动,所受合力大小为F合=0,加速度a1=0(3)当F2顺时针转90°时,F1、F2的合力F12'=F1+F2=14N>f m,此时木块在地面上滑动所受合力大小为F2合=F12'-f m=8 N 加速度a2=F合/m=8m/s木块运动t=2s时的位移点睛:考查力的合成与分解,掌握力的平行四边形定则,理解受力平衡的条件,注意会区别静摩擦力与滑动摩擦力.3.(1) T A=mgcotθ,T B=mg/sinθ;(2)(1)N地=0,则水平方向:T A=T B cosθ竖直方向:T B sinθ=mg解得:T A=mgcotθ,T B=mg/sinθ(2) 将A绳剪断,物体做匀速直线运动,水平和竖直方向受力平衡水平:T B cosθ=F f 竖直:F N=mg-T B sinθ又有:F f=μF N解之得:4.解:(1)设由B到C平抛运动的时间为t,运用平抛运动的规律:竖直方向:h BC=ssin37°=gt2①,水平方向:scos37°=v B t ②,代得数据,解①②得v B=20m/s ③.(2)研究A到B的过程,由动能定理有:mgh AB+w f=mv B2﹣0 ④代入数据,解得③④得,W f=﹣3000J.所以运动员克服摩擦力所做的功为3000J.答:(1)运动员从B点水平飞出时的速度大小是20m/s;(2)运动员从A点到B点的过程中克服摩擦力做的功是3000J.【考点】动能定理的应用;平抛运动.【分析】B到C是一个平抛运动,运用平抛运动的规律解决问题,其中高度决定时间,通过水平方向运动求出初速度.运动员从A点到B点的过程中克服摩擦力做的功,由于不清楚摩擦力的大小以及A到B得位移,从功的定义式无法求解,所以我们就应该选择动能定理.5.解:(1)设星球表面的重力加速度为g,则根据小球的平抛运动规律得:h=x=v0t 联立得:g=再由联立以上两式解得:(2)设该星球的近地卫星质量为m0,根据重力等于向心力得:则m0g=m0解得,答:(1)该星球的质量M为.(2)该星球的第一宇宙速度为.实用文档【考点】万有引力定律及其应用.【分析】(1)要求星球的质量,根据重力等于万有引力,但必须先由平抛运动的规律求出星球表面的重力加速度g,再联立求解;(2)近地卫星的速度即为星球的第一宇宙速度,由重力等于向心力列式求解.6.解:(1)设B球与C球相碰前,A和B球的速度为v共,A、B两球发生碰撞,以向右为正方向,由动量守恒定律得:m A v0=(m A+m B)v共…①代入数据解得:v共=2 m/s;(2)AB与C两球发生正碰的过程动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:(m A+m B)v共=(m A+m B)v'+m C v C…②代入数据解得:v'=1m/sAB和C碰撞过程中损失的动能:…③代入数据解得:△E2=2J;可知第二次碰撞的过程中由动能的损失,所以不是弹性碰撞;(3)第一次碰撞的过程中损失的动能:代入数据得:△E1=8J所以损失的总动能:△E=△E1+△E2=2+8=10J答:(1)求第一次碰撞后A、B两球粘合在一起的共同速度是2m/s;(2)第二次碰撞不是弹性碰撞;(3)两次碰撞过程,系统损失的能量△E是10J.【考点】动量守恒定律.【分析】(1)两球发生弹性碰撞,碰撞过程系统动量守恒,应用动量守恒定律即可求出碰撞后的速度.(2)碰撞过程系统动量守恒,应用动量守恒动量求出A和B的速度,然后结合功能关系分析即可;(3)两次碰撞的过程中损失的动能为初动能与末动能的差.7.解:(1)在电场中粒子做类平抛运动,设粒子在电场中运动的时间为t1,则有:2h=v0t1…①h=at12…②根据牛顿第二定律得:qE=ma…③联立①②③式得:E=…④(2)由题意可知,粒子进入磁场时速度也为v,根据动能定理得:qEh=…⑤再根据qvB=m…⑥联立④⑤⑥式得:,r=…⑦(3)如图,设粒子离开磁场时的位置坐标为(x、﹣y),粒子进入磁场时速度v,与x轴正方向的夹角为θ,由图可得:cosθ==,θ=45°所以x=2h﹣rcos45°=2h﹣…⑧y=r+rsin45°=(1+)…⑨答:(1)电场强度大小E为;(2)粒子在磁场中运动的轨道半径为;(3)粒子离开磁场时的位置坐标为[(2h﹣),﹣(1+)].【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动.【分析】(1)粒子在电场中做类平抛运动,水平方向做匀速运动,竖直方向做匀加速运动,应用牛顿第二定律与类平抛运动分位移公式结合,可求出电场强度的大小E;(2)根据动能定理求出粒子进入磁场时的速度大小,由牛顿第二定律求出轨道半径;(3)再作出粒子运动轨迹,由几何知识求出粒子离开磁场时的位置坐标.8.解:(1)要使钢球恰好不脱离轨道对最高点A:,解得m/s=2m/s.实用文档文案大全(2)钢球从A 到B的过程:,在B点,根据牛顿第二定律有:,代入数据联立解得F N =12N ,据牛顿第三定律,钢球在B 位置对半圆轨道的压力为12N . (3)要使钢球能落入槽中从C 到D 平抛, 根据平抛运动的规律有:x=v c t ,h=,代入数据解得v C =1m/s .假设钢球在A 点的速度恰为v A =2m/s 时,钢球可运动到C 点,且速度为v C ′, 从A 到C,根据动能定理得,,解得,故当钢球在A 点的 速度恰为v A =2m/s 时,钢球不可能到达C 点,更不可能平抛入槽. 答:(1)要使钢球恰好不脱离圆轨道,钢球在A 点的速度为2m/s ; (2)在B 位置对半圆轨道的压力为12N ; (3)这小球不能落进接球槽里. 【考点】动能定理的应用;向心力.【分析】(1)抓住小球恰好能通过A 点,结合牛顿第二定律求出钢球在A 点的速度.(2)根据动能定理求出钢球在B 点的速度,结合牛顿第二定律求出轨道对钢球的支持力,从而得出钢球对半圆轨道的压力.(3)根据平抛运动的规律求出小球进入球槽的最小速度,抓住小球恰好通过A 点,结合动能定理得出C 点的速度,通过比较判断钢球能否落入球槽.9.解:(1)由题意知粒子的运行轨迹如图所示,设在区域Ⅰ、Ⅲ中粒子做圆周运动的半径分别为r 、R ,由图知: R+Rcosθ=1.5d,联立得:R=d,由洛伦兹力提供向心力有:,同理区域Ⅰ中有:答案第12页,总20页联立解得:(2)由(1)及图知区域Ⅰ磁场的最小宽度为:(3)在区域Ⅰ中有:,可得:粒子在区域Ⅰ中运动时间为:,在区域Ⅱ中运动时间为: 在区域Ⅲ中运动时间为:所以粒子运动总时间为:答:(1)区域Ⅰ中磁场的磁感应强为3B ;(2)区域Ⅰ磁场的最小宽度L为;(3)粒子从离开A 点到第一次回到A 点的时间t为【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动.【分析】(1)根据题意画出粒子的运动轨迹,由几何关系分别求出粒子在区域Ⅰ、Ⅲ中的半径,再根据洛伦兹力提供向心力列式即可求解;(2)由图根据几何关系求出Ⅰ区域磁场的最小宽度;(3)粒子在磁场中匀速圆周运动,在无场区做匀速直线运动,分别求出在区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的时间,再求出总时间即可;10.解:(1)带电粒子从电场进入磁场,由动能定理有:进入磁场后,洛仑兹力提供向心力:联立两式得:v=2×106m/s ,r=0.2m(2)在O 点水平向左或向右方向射出的粒子做类平抛运动,其偏向角与水平方向 夹角为θ,则:实用文档文案大全=,所以θ=60°当从最左边射出的粒子进入磁场后是一个优弧,当该优弧与磁场上边界相切时, 由几何关系有磁场宽度为d=L min =r+rcos60°=0.2m+02.×0.5m=0.3m (3)水平向左射出的粒子打在A 点,水平位移:x=v 0t=v===0.23m从A 点与水平方向成60°射出的粒子做匀速圆周运动打在上边边界的P 点,由对称 性,可知P 点偏离O 点的左边x=0.23m .Ⅲ显然从O 点竖直向上射出的粒子划过四分之一圆弧打在Q 点,该点是粒子打击的 最右端.由几何关系可知Q 点偏离O 点的右边r=0.2m 所以能够从FG 边缘穿出的长度范围为x+r=0.43m显然竖直向上射出的粒子恰恰在磁场中转过半周,转180再回到MN ,此种情况粒子在磁场中运动时间最长.=3.14×10﹣7s答:(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径为0.2m .(2)要使所有粒子不从FG 边界射出,磁场垂直边界MN 方向上的最小宽度d 为0.3m .(3)若磁场垂直边界MN 方向上的宽度为0.2m ,边界FG 上有粒子射出的长度范围为0.43m 、粒子首次在磁场中运动的最长时间为3.14×10﹣7s .【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动.【分析】(1)只要进入磁场的粒子电场力做功是一定的,由动能定理可以求出进入磁场的速率,由洛仑兹力提供向心力就能求出粒子在磁场做匀速圆周运动的半径.(2)先由左手定则判断出粒子做顺时针匀速圆周运动,当从边界线最左边射入磁场的轨迹与上边界相答案第14页,总20页切时,此种情况下磁场区域最宽,由此画出轨迹,由几何关系就能求出磁场区域的最小宽度. (3)由于磁场的宽度与粒子的半径相等,所以在想象中拿一个定圆在宽度一定的磁场区域移动,这样可以找到打在磁场上边缘最左端的位置﹣﹣即从最左端进入磁场的粒子打在最左端,最右的位置显然是竖直向上射出的粒子恰好与上边缘相切,由几何关系求出两点的距离即为所求;至于最长时间,显然偏转角最大的﹣﹣即打在最左端的粒子恰好转过半周,所以最长时间是半个周期. 11.解:(1)物体由A 运动到D过程中运用动能定理得:W G =mgl AD sin37°=36 J W f =﹣μmgcosθ•l其中l=AB+BC+CD=5.4 m , 解得:μ=0.52(2)弹簧压缩到C 点时,对应的弹性势能最大,由A 到C 的过程根据能量守恒定律得: E pm +μmgcos37°•l AC=mv 20+mgl AC •sin37° 代入数据得:E pm =24.4 J答:(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ为0.52; (2)弹簧的最大弹性势能E pm 为24.4J . 【考点】动能定理;弹性势能;能量守恒定律.【分析】(1)对从最高点A 到D 的过程中重力与摩擦力对物体做功,对全过程运用动能定理列式求解即可;(2)对从最高点到弹簧压缩量最大的过程,根据动能定理列方程求解. 12.解:带电粒子在左侧和右侧做匀速圆周运动,分别有:可得半径:且 r 2=2r 1由 可得:且 T 2=2T 1(1)粒子射出后经过时间为 时恰好到达A 点,运动情况如图所示,设图中圆弧DE 对应的圆心角为θ,则O 点运动到A 点的时间为实用文档文案大全+=解得:θ=60°△C 1C 2C 3 为等边三角形,几何关系为 l=2r 1+(r 2﹣r 1) d=r 1cos30°解得PQ 与y 轴的距离d 和粒子从O 点射出的速度大小v 0分别为(2)以更大速度射出的粒子,必然是从y 轴较高点转向下方时经过A 点, 粒子运动一个周期,运动情况如图所示,设图中∠C 3DF=α,则粒子运 动一个周期在y 轴上的位移y=2r 1+2(r 2﹣r 1)sinα﹣2r 1 (或y=2r 1sinα)经过A 点的条件是 ny=l (n=1、2、3…) 解得v=(n=1、2、3…)考虑到v >v 0=,因此n 只能取1或2即粒子的速度大小为或v=(或v= (n=1、2)答:(1)求边界PQ 与y 轴的距离d 和粒子从O 点射出的速度大小v 0为.(2)若相同的粒子以更大的速度从原点O 处沿x 轴正方向射出,为使粒子能经过A 点,粒子的速度大小应为或.答案第16页,总20页【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动.【分析】(1)带电粒子先在左侧磁场做匀速圆周运动,由入射方向可以确定在该磁场中做匀速圆周运动的圆心在y 轴上,当转过一定角度后,进入右侧磁场做同方向的匀速圆周运动,最后在进入左侧恰好达到A 点,由带电粒子在两边磁场中运动的总时间列出方程从而可以求出在右侧磁场中偏转角,结合周期公式和半径公式、几何关系可以求得边界PQ 与y 轴的距离d 和粒子从O 点射出的速度大小v 0. (2)在第一问的基础上,当带电粒子速度增大时,其半径也增大,表示出粒子在左侧和右侧运动一次在y 轴上上移的距离y ,要使带电粒子能够回到A 点,则有l=ny ,把相应的半径公式代入就能求得速度的可能值.13.解:(1)粒子在电场中做类似平抛运动,根据分位移公式,有:解得:又:所以:;v=如图做出粒子在磁场中运动的轨迹,依次连接入射点、出射点、和两个圆心,则O 、磁场区域的圆心、轨迹圆心、出射点应该构成菱形才能使粒子沿x 轴平行的方向射出磁场,所以:r=R根据洛伦兹力提供向心力得:所以:(2)若该粒子沿y 轴负方向射出时的初速度大小为v 0,根据推论公式r=,可知粒子到达O 点时速度的大小仍然是才能仍然沿与x 轴平行的方向射出磁场.所以:粒子在电场中做类似平抛运动,根据分位移公式,有:实用文档文案大全又:所以:y=2L即开始射出的位置坐标为(L ,2L ) 答:(1)电场强度和磁感应强度的大小是;(2)该粒子开始射出时的位置坐标是(L ,2L ).【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动.【分析】(1)粒子在电场中做类似平抛运动,根据类平抛运动的分位移公式列式求解电场强度;在磁场中做匀速圆周运动,作出运动轨迹,结合几何关系得到轨道半径,然后结合推论公式r=求解磁感应强度;(2)要使粒子依然平行x 轴射出,则O 、磁场区域的圆心、轨迹圆心、出射点依然应该构成菱形,故粒子的轨道半径不变,故进入磁场的速度不变;对磁场中运动过程,根据平行四边形定则先求解x 和y 方向的分速度,然后对第一次和第二次类似平抛过程分别根据运动学公式列式后联系确定第二次释放点的坐标.14.解:(1)加速2.5s 后的速度为:v=a 1t 1=4×2.5=10m/s 匀减速过程的初速度为10m/s ,末速度为零, 对于匀减速运动,由x 3=,得:t 3==s=10s从甲站到乙站的总时间为:t=t 1+t 2+t 3=2.5+180+10=192.5s (2)根据公式:v=v 0+at则刹车时的加速度:.负号表示加速度的方向与运动的方向相反. (3)匀加速过程的位移:s 1===12.5m匀速过程:s 2=vt 2=10×180=1800m 全过程:L=s 1+s 2+s 3=12.5+1800+50=1862.5m 答:(1)从甲站运动到乙站的总时间是192.5s ;(2)汽车刹车时的加速度大小是1m/s 2;(3)甲、乙两站的距离是1862.5m .答案第18页,总20页【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的速度与时间的关系.【分析】(1)加速过程的末速度为匀速运动的速度,也是匀减速运动的初速度.先根据速度公式求出加速2.5s 后的速度,根据公式x=求出匀减速运动的时间,把三段时间相加即为总时间.(2)由加速度的定义式即可求出刹车时的加速度大小.(3)根据位移公式求出匀加速运动的位移和匀速运动的位移,把三段位移相加即为总位移. 15.解:(1)根据匀变速直线运动规律t=得:从竖直上抛到最高点,上升的时间是=,上升和下降的时间相等,所以从上抛到落回原处t=①由于在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球,需经过时间5t 小球落回原处. 根据匀变速直线运动规律得:5t=②由①②得星球表面附近的重力加速度g′=g=2m/s 2,(2)根据万有引力等于重力得:: =mgM=所以==答:(1)该星球表面附近的重力加速度g′为2m/s 2;(2)该星球的质量与地球质量之比M 星:M 地为1:80. 【考点】万有引力定律及其应用;平抛运动.【分析】运用运动学公式求出时间t 与初速度之间的关系,求出地球表面重力加速度g 与星球表面附近的重力加速度g′间的关系.根据万有引力等于重力表示出质量,求出星球的质量与地球质量之比. 16.解:(1)从A 到B由动能定理得:解得:(2)电子作类平抛运动有:, 解得:a=L=v 0ty=实用文档文案大全解之得:(3)电子进、出右侧平行金属板两点间的电势差为:.所以电场对电子做功为:答:(1)电子通过B点时的速度大小为;(2)电子从右侧的两块平行金属板之间飞出时的侧移距离;(3)电子从右侧平行金属板进入到飞出时电场对它所做的功为.【考点】带电粒子在匀强电场中的运动;功的计算.【分析】(1)根据动能定理求出电子通过B点时的速度大小;(2)电子进入偏转电场后做类平抛运动,根据水平方向上做匀速直线运动,求出运动的时间,结合竖直方向上做匀加速直线运动求出侧移距离.(3)根据电场强度和侧移量求出入射点和出射点的电势差,根据W=qU求出电场力做功的大小.17.解:(1)初速度沿Od方向发射的粒子在磁场中运动的轨迹如图1,其圆心为θ,由几何关系有:,所以:θ=60°,,解得:T=6t0(2)粒子做圆周运动的向心力由洛仑兹力提供,根据牛顿第二定律得:所以:解得(3)如图2所示,在磁场中运动时间最长的粒子的轨迹的弦Ob=,圆轨迹的半径为L,所以:Ob弦对应的圆心角为120°,粒子在磁场中运动的最长时间.。

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