高中物理题库难题解析

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高中物理考试题难题及答案

高中物理考试题难题及答案

高中物理考试题难题及答案一、选择题1. 一个物体从静止开始做匀加速直线运动,经过时间t后,其速度变为v。

若物体在前一半时间内的位移与后一半时间内的位移之比为1:3,则物体的加速度a是多少?A. v/2tB. v/tC. 2v/tD. 3v/2t答案:D2. 一个质量为m的物体放在倾角为θ的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为μ。

若物体沿斜面下滑,求物体受到的摩擦力的大小。

A. mgsinθB. mgcosθC. μmgcosθD. μmgsinθ答案:D二、计算题3. 一个质量为2kg的物体从高度h=10m的平台上自由落体。

忽略空气阻力,求物体落地时的速度和动能。

解:根据自由落体运动公式,v² = v₀² + 2gh,其中v₀为初始速度,g为重力加速度(取9.8m/s²),h为高度。

由于物体是从静止开始下落,所以v₀=0。

将数值代入公式得:v² = 0 + 2 * 9.8 * 10v = √(2 * 9.8 * 10) ≈ 14.1 m/s动能Ek = 1/2 * m * v²,将数值代入得:Ek = 1/2 * 2 * (14.1)² ≈ 200.1 J4. 一个电路中包含一个电阻R=10Ω,一个电容器C=2μF,一个电源电压U=12V。

当电路稳定后,求电容器两端的电压。

解:当电路稳定后,电容器充满电,此时电容器两端的电压等于电源电压。

因此,电容器两端的电压Uc = U = 12V。

三、实验题5. 在一次物理实验中,学生使用弹簧测力计测量物体的重力。

如果弹簧测力计的读数为5N,弹簧的原长为0.1m,物体的位移为0.05m,求弹簧的劲度系数k。

解:根据胡克定律,F = kx,其中F为弹力,x为弹簧的形变量。

将数值代入得:k = F / x = 5N / 0.05m = 100N/m结束语:本套高中物理考试题涵盖了力学的基础知识点,包括运动学、动力学、能量守恒以及电路知识,旨在测试学生对物理概念的理解和应用能力。

高中物理速度选择器和回旋加速器压轴难题复习题及答案解析

高中物理速度选择器和回旋加速器压轴难题复习题及答案解析

高中物理速度选择器和回旋加速器压轴难题复习题及答案解析一、高中物理解题方法:速度选择器和回旋加速器1.如图所示,水平放置的平行板电容器上极板带正电,下极板带负电,两板间存在场强为 E 的匀强电场和垂直纸面向里的磁感应强度为 B 匀强磁场.现有大量带电粒子沿中线 OO ′ 射入,所有粒子都恰好沿 OO ′ 做直线运动.若仅将与极板垂直的虚线 MN 右侧的磁场去掉,则其中比荷为qm的粒子恰好自下极板的右边缘P 点离开电容器.已知电容器两板间的距离为23mEqB ,带电粒子的重力不计。

(1)求下极板上 N 、P 两点间的距离;(2)若仅将虚线 MN 右侧的电场去掉,保留磁场,另一种比荷的粒子也恰好自P 点离开,求这种粒子的比荷。

【答案】(1)3mEx =2)'4'7q q m m = 【解析】 【分析】(1)粒子自 O 点射入到虚线MN 的过程中做匀速直线运动,将MN 右侧磁场去掉,粒子在MN 右侧的匀强电场中做类平抛运动,根据类平抛运动的的规律求解下极板上 N 、P 两点间的距离;(2)仅将虚线 MN 右侧的电场去掉,粒子在 MN 右侧的匀强磁场中做匀速圆周运动,根据几何关系求解圆周运动的半径,然后根据2''m v q vB R= 求解比荷。

【详解】(1)粒子自 O 点射入到虚线MN 的过程中做匀速直线运动, qEqvB粒子过 MN 时的速度大小 E v B=仅将MN 右侧磁场去掉,粒子在MN 右侧的匀强电场中做类平抛运动,沿电场方向:22322mE qE t qB m= 垂直于电场方向:x vt =由以上各式计算得出下极板上N 、 P 两点间的距离3mEx =(2)仅将虚线MN右侧的电场去掉,粒子在MN 右侧的匀强磁场中做匀速圆周运动,设经过P点的粒子的比荷为' ' q m,其做匀速圆周运动的半径为R,由几何关系得:22223()2mER x RqB=+-解得274mERqB=又2''m vq vBR=得比荷'4'7q qm m=2.某速度选择器结构如图所示,三块平行金属板Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水平放置,它们之间距离均为d,三金属板上小孔O1、O2、O3在同一竖直线上,Ⅰ、Ⅱ间有竖直方向匀强电场E1,Ⅱ、Ⅲ间有水平向左电场强度为E2的匀强电场及垂直于纸面向里磁感应强度为B2的匀强磁场.一质子由金属板I上端O1点静止释放,经电场E1加速,经过O2进入E2、B2的复合场中,最终从Ⅲ的下端O3射出,已知质子带电量为e,质量为m.则A.O3处出射时粒子速度为222EvB=B.Ⅰ、Ⅱ两板间电压2122mEUeB=C.粒子通过Ⅰ、Ⅱ金属板和Ⅱ、Ⅲ金属板的时间之比为1︰1D.把质子换成α粒子,则α粒子也能从O3射出【答案】AB【解析】【详解】A.经过O2点进入E2、B2的复合场中,最终沿直线从Ⅲ的下端O3点射出,因质子受到电场力与洛伦兹力,只要当两者大小相等时,才能做直线运动,且速度不变的,依据qE2=B2qv解得:v=22E B故A 正确;B .质子在Ⅰ、Ⅱ两板间,在电场力作用下,做匀加速直线运动,根据动能定理,即为qU 1=12mv 2,而质子以相同的速度进入Ⅱ、Ⅲ金属板做匀速直线运动,则有v =22 E B ,那么Ⅰ、Ⅱ两板间电压U 1=2222 2mE eB 故B 正确;C .粒子通过Ⅰ、Ⅱ金属板做匀加速直线运动,而在Ⅱ、Ⅲ金属板做匀速直线运动,依据运动学公式,即有d =102vt +⋅ 而d =vt 2,那么它们的时间之比为2:1,故C 错误; D .若将质子换成α粒子,根据qU 1=12mv 2 导致粒子的比荷发生变化,从而影响α粒子在Ⅱ、Ⅲ金属板做匀速直线运动,因此α粒子不能从O 3射出,故D 错误; 故选AB . 【点睛】考查粒子在复合场中做直线运动时,一定是匀速直线运动,并掌握动能定理与运动学公式的应用,注意粒子何时匀加速直线运动与匀速直线运动是解题的关键.3.回旋加速器D 形盒中央为质子流,D 形盒的交流电压为U =2×104V ,静止质子经电场加速后,进入D 形盒,其最大轨道半径R =1m ,磁场的磁感应强度B =0.5T ,质子的质量为1.67×10-27kg ,电量为1.6×10-19C ,问: (1)质子最初进入D 形盒的动能多大? (2)质子经回旋加速器最后得到的动能多大? (3)交流电源的频率是多少?【答案】(1)153.210J -⨯; (2)121.910J -⨯; (3)67.610Hz ⨯. 【解析】 【分析】 【详解】(1)粒子在第一次进入电场中被加速,则质子最初进入D 形盒的动能411195210 1.610J 3.210J k E Uq -==⨯=⨯⨯⨯-(2)根据2v qvB m R=得粒子出D 形盒时的速度为m qBRv m=则粒子出D 形盒时的动能为22219222212271 1.610051J 1.910J (22211).670km m q B R E mv m ---⨯⨯⨯====⨯⨯⨯. (3) 粒子在磁场中运行周期为2mT qBπ=因一直处于加速状态,则粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同,即为2mT qBπ=那么交变电源的频率为196271.6100.5Hz 7.610Hz 22 3.14 1.6710qB f m π--⨯⨯===⨯⨯⨯⨯4.如图所示为回旋加速器的结构示意图,匀强磁场的方向垂直于半圆型且中空的金属盒D 1和D 2,磁感应强度为B ,金属盒的半径为R ,两盒之间有一狭缝,其间距为d ,且R ≫d ,两盒间电压为U 。

高中物理试题及答案解析

高中物理试题及答案解析

高中物理试题及答案解析一、选择题(每题3分,共30分)1. 光在真空中的传播速度是()。

A. 3×10^5 km/sB. 3×10^8 m/sC. 3×10^7 m/sD. 3×10^6 m/s答案:B解析:光在真空中的传播速度是宇宙中最快的速度,即3×10^8 m/s。

2. 牛顿第一定律指出,物体在不受外力作用时将()。

A. 静止B. 匀速直线运动C. 做曲线运动D. 做加速运动答案:B解析:牛顿第一定律,也称为惯性定律,表明物体在没有受到外力作用时,将保持静止或匀速直线运动状态。

3. 根据欧姆定律,当电阻一定时,电流与电压的关系是()。

A. 成正比B. 成反比C. 无关D. 无法确定答案:A解析:欧姆定律表明,在电阻一定的情况下,电流与电压成正比。

4. 以下哪种物质的导电性最好?()A. 橡胶B. 玻璃C. 铜D. 木头答案:C解析:铜是一种良好的导体,其导电性在常见物质中是最好的。

5. 一个物体在水平面上受到一个恒定的力作用,若力的方向与物体运动方向相同,则物体的运动状态是()。

A. 静止B. 匀速直线运动C. 加速运动D. 减速运动答案:C解析:当物体受到的力与其运动方向相同时,物体将做加速运动。

6. 以下哪种力是保守力?()A. 摩擦力B. 重力C. 电场力D. 磁场力答案:B解析:保守力是指在物体运动过程中,力对物体做的功只与物体的初始和最终位置有关,而与路径无关。

重力是保守力的一种。

7. 根据能量守恒定律,能量在转化和转移过程中()。

A. 可以被创造B. 可以被消灭C. 总量不变D. 总量不断增加答案:C解析:能量守恒定律指出,能量既不能被创造也不能被消灭,只能从一种形式转化为另一种形式,其总量保持不变。

8. 以下哪种现象不属于热力学第二定律的表述?()A. 不可能从单一热源吸热使之完全变为功而不产生其他效果B. 不可能使热量由低温物体传到高温物体而不产生其他效果C. 不可能使一个物体在所有过程中都完全恢复到初始状态D. 热量总是从低温物体传到高温物体答案:D解析:热力学第二定律有多种表述方式,包括不可能从单一热源吸热使之完全变为功而不产生其他效果,不可能使热量由低温物体传到高温物体而不产生其他效果,以及不可能使一个物体在所有过程中都完全恢复到初始状态。

高一物理试题难题及答案

高一物理试题难题及答案

高一物理试题难题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 光在真空中的传播速度是()A. 3×10^8 m/sB. 3×10^5 km/sC. 3×10^6 m/sD. 3×10^7 m/s2. 根据牛顿第二定律,当物体受到的合外力增大时,其加速度将()A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定3. 一个物体从静止开始做匀加速直线运动,经过时间t后,其速度为v,则其位移为()A. 0.5vtB. vtC. v^2/2aD. 0.5at^24. 以下关于电磁波的描述,正确的是()A. 电磁波在真空中的速度小于光速B. 电磁波的传播不需要介质C. 电磁波是横波D. 电磁波是纵波5. 一个质量为m的物体,从高度h处自由下落,忽略空气阻力,其落地时的速度v为()A. √(2gh)B. √(gh)C. 2ghD. gh6. 根据欧姆定律,当电阻R不变时,通过电阻的电流I与两端电压U 的关系是()A. I与U成正比B. I与U成反比C. I与U无关D. I与U的关系不确定7. 以下关于电容器的描述,错误的是()A. 电容器可以储存电荷B. 电容器的电容与两极板间的距离有关C. 电容器的电容与两极板的面积无关D. 电容器的电容与两极板间介质的介电常数有关8. 一个电流为I的导体,其两端电压为U,根据欧姆定律,其电阻R 为()A. R = U/IB. R = I/UC. R = U * ID. R = U - I9. 以下关于磁场的描述,正确的是()A. 磁场对静止的电荷没有作用力B. 磁场对运动的电荷有作用力C. 磁场对电荷的作用力方向与电荷的运动方向垂直D. 磁场对电荷的作用力方向与电荷的运动方向平行10. 在原子核外,电子的排布遵循()A. 泡利不相容原理B. 洪特规则C. 能量最低原理D. 所有上述原理二、填空题(每题4分,共20分)1. 光年是天文学上用来表示距离的单位,它表示光在一年内通过的距离,其数值为_______km。

高中物理经典高考难题集锦(解析版)

高中物理经典高考难题集锦(解析版)

高中物理经典高考难题集锦(解析版)本文档收集了高中物理经典的高考难题,同时提供了详细的解析,帮助学生提高解题能力和应对高考。

题目一题目描述:一个小球自动上坡,它的重力做功与摩擦力做的功之和等于零。

求小球的加速度是多少?解析:我们知道,重力做功与摩擦力做的功之和等于零,说明小球的动能没有增加,也没有减少。

因此,小球的加速度为零,即小球保持匀速上坡。

题目二题目描述:一辆汽车以20 m/s的速度行驶,在制动的过程中,制动力为3500 N,制动距离为50 m。

汽车的质量是多少?解析:根据牛顿第二定律,制动力等于质量乘以加速度。

由于速度从20 m/s减小到零,汽车在制动过程中减速度为20 m/s。

将制动力和减速度代入公式可得:3500 = 质量 × (-20)解得质量为175 kg。

题目三题目描述:一根绳子贴在重力平衡两边的墙壁上,绳子的长度为5 m。

如果绳子的线密度为0.1 kg/m,那么绳子的质量是多少?解析:绳子的质量可以通过线密度乘以长度来计算。

将线密度0.1 kg/m和长度5 m代入计算公式可得:质量 = 0.1 × 5 = 0.5 kg。

题目四题目描述:一枚小球从高度为20 m的位置自由下落,求小球下落2秒后的速度是多少?解析:小球自由下落的加速度为9.8 m/s^2,根据速度与时间的关系公式v = u + at,将初始速度u设为0,加速度a设为9.8 m/s^2,时间t设为2 s,代入公式可得:v = 0 + 9.8 × 2 = 19.6 m/s。

题目五题目描述:一台电梯上行,在上升过程中,电梯门意外打开,此时电梯的加速度是多少?解析:电梯上行时,会受到重力的阻力。

当电梯上升过程中,电梯门打开,意味着接触到外界空气,会受到空气阻力。

所以此时电梯的加速度受到重力和空气阻力的共同作用,而具体数值需要具体情况具体分析。

以上是部分高中物理经典的高考难题及其解析,希望对学生们的物理学习有所帮助。

超高难度高中物理及解答汇总

超高难度高中物理及解答汇总

超高难度1、如图,两块大金属板和沿竖直方向平行放置,相距为,两板间加有恒定电压,一表面涂有金属膜的乒乓球垂吊在两板之间,其质量为。

轻推乒乓球,使之向其中一金属板运动,乒乓球与该板碰撞后返回,并与另一板碰撞,如此不断反复。

假设乒乓球与两板的碰撞为非弹性碰撞,其恢复系数为,乒乓球与金属板接触的时间极短,并在这段时间内达到静电平衡。

达到静电平衡时,乒乓球所带的电荷量与两极板间电势差的关系可表示为,其中为一常量。

同时假设乒乓球半径远小于两金属板间距,乒乓球上的电荷不影响金属板上的电荷分布;连接乒乓球的绳子足够长,乒乓球的运动可近似为沿水平方向的直线运动;乒乓球第一次与金属板碰撞时的初动能可忽略,空气阻力可忽略。

试求:1.乒乓球运动过程中可能获得的最大动能;2.经过足够长时间后,通过外电路的平均电流。

2、如图所示,十二根均匀的导线杆联成一边长为的刚性正方体,每根导线杆的电阻均为。

该正方体在匀强磁场中绕通过其中心且与面垂直的转动轴作匀速转动,角速度为,已知磁感应强度大小为,方向与转动轴垂直。

忽略电路的自感。

当正方体转动到如图所示位置(对角线与磁场方向夹角为)时,求1.通过导线、、和的电流强度。

2.为维持正方体作匀速转动所需的外力矩。

3、如图所示,、、为三个质点,的质量远远大于、的质量,和的质量相等。

已知、之间,、之间存在相互吸引力。

、之间存在相互排斥力,三个把质点在相互间引力或斥力的作用下运动,如果作用力合适,可以存在一种如下形式的运动:A、、的相对位置固定,它们构成一个平面,三个质点绕着位于这个平面内的某条轴匀速转动;因为质点的质量远远大于、的质量,可认为该轴过质点且固定不动;连线与转轴的夹角与连线与转轴的夹角不相等,且,。

若之间吸引力的大小,之间吸引力的大小为,其中、分别为、与、之间的距离,为比例系数,不计重力的影响。

试问的值在什么范围内,上述运动才能实现?5、空心激光束是一种在传播方向上中心光强为零的圆筒形光束。

高中物理难题集锦

高中物理难题集锦

高中物理难题集锦1.如图所示,在平行板电容器的两板之间,存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁感应强度B1=0.40T,方向垂直纸面向里,电场强度E=2.0×105V/m,PQ为板间中线.紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内,有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B2=0.25T,磁场边界AO和y轴的夹角∠AOy=45°.一束带电量q=8.0×10-19C的同位素正离子从P点射入平行板间,沿中线PQ做直线运动,穿出平行板后从y轴上坐标为(0,0.2m)的Q点垂直y轴射入磁场区,离子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角在45°~90°之间,不计离子重力,求:【小题1】离子运动的速度为多大?【小题2】x轴上被离子打中的区间范围?【小题3】离子从Q运动到x轴的最长时间?【小题4】若只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小,使离子都不能打到x轴上,磁感应强度大小B2´应满足什么条件?答案:【小题1】v=5.0×105m/s【小题2】0.1m≤x≤【小题3】【小题4】B2´≥0.60T解析:(1):离子在两板间时有:解得:v=5.0×105m/s(2)当通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为45°时,到达x轴上的M点,如图所示,则:r1="0.2m " 所以:OM=当通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为90°时,到达x轴上的N点,则:r2="0.1m " 所以:ON=r2="0.1m "所以离子到达x轴的区间范围是0.1m≤x≤(3)所有离子速度都相同,当离子运动路程最长时,时间也最长,由图知当r=r1时离子运动时间最长,则:t m=(4)由牛顿第二定律有:则:当r=r1时,同位素离子质量最大:若质量最大的离子不能穿过直线OA,则所有离子必都不能到达x轴,由图可知使离子不能打到x轴上的最大半径:设使离子都不能打到x轴上,最小的磁感应强度大小为B0,则解得B0=="0.60T " 则:B2´≥0.60T2.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。

高中物理必修1匀变速直线运动难题(含答案解析)

高中物理必修1匀变速直线运动难题(含答案解析)

高中物理必修1匀变速直线运动难题一.选择题1.从同一地点同时开始沿同一直线运动的两个物体I、II的速度﹣时间图象如图所示,在0~t2时间内,下列说法中正确的是()A.t2时刻两物体相遇B.在相遇之前,t1时刻两物体相距最远C.I、II两个物体的平均速度大小都是D.I物体所受的合外力不断增大,II物体所受的合外力不断减小2.如图所示,以度v逆时针匀速转动的足够长的传送带与水平面的夹角为θ.现将一个质量为m的小木块轻轻地放在传送带的上端,小木块与传送带间的动摩擦因数为μ(μ<tanθ),则图中能够正确地描述小木块的速度随时间变化关系的图线是()A.B.C. D.3.某物体做初速度为0的匀加速直线运动,在时间t内通过了某段距离S,则该物体()A.在中间时刻的速度小于末速度的一半B.在中间位置的速度小于末速度的一半C.前一半位移所用的时间与后一半位移所用的时间之差等于全程时间的一半D.后一半时间通过的位移与前一半时间的位移之差等于全程的一半4.如图所示,ab、cd是竖直平面内两根固定的细杆,a、b、c、d位于同一圆周上,圆周半径为R,b点为圆周的最低点,c点为圆周的最高点.现有两个小滑环A、B分别从a、c处由静止释放,滑环A经时间t1从a点到达b点,滑环B 经时间t2从c点到达d点;另有一小球C从b点以初速度v0=沿bc连线竖直上抛,到达最高点时间为t3,不计一切阻力与摩擦,且A、B、C都可视为质点,则t1、t2、t3的大小关系为()A.t1=t2=t3B.t1=t2>t3C.t2>t1>t3D.A、B、C三物体的质量未知,因此无法比较5.一个静止的质点,在0~5s时间内受到力F的作用,力的方向始终在同一直线上,力F 随时间t的变化图线如图所示.则质点在()A.第2s末速度方向改变B.第2s末加速度为零C.第4S末运动速度为零D.第4s末回到原出发点二.多选题6.一质点做匀加速直线运动,某时刻起发生位移x对应速度变化为△v1,紧随着发生相同位移变化为△v2,且两段位移对应时间之比为2:1,则该质点的加速度为()A.a=B.a=C.a=D.a=7.物体沿一直线运动,在t时间内通过的路程为s,它在中间位置处的速度为v1,在中间时刻时的速度为v2,则v1和v2的关系为()A.当物体作匀加速直线运动时,v1>v2B.当物体作匀减速直线运动时,v1>v2C.当物体作匀速直线运动时,v1=v2D.当物体作匀减速直线运动时,v1<v28.如图所示,水平传送带以速度v1匀速运动,小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,t=0时刻P在传送带左端具有速度v2,P与定滑轮间的绳水平,t=t1时刻P离开传送带.不计定滑轮质量和摩擦,绳足够长.正确描述小物体P速度随时间变化的图象可能是()A.B.C.D.9.平直路面上有AB两块固定挡板相距6米.物块以8m/s速度紧靠A出发,在AB两板间往复匀减速运动,物块每次与AB板碰撞将以原速度大小弹回.现要求物块最终停在距B板2m处且和A挡板只碰撞了一次,那么此过程()A.位移大小可能为16m B.加速度大小可能为2m/s2C.时间可能为5s D.平均速率可能为4m/s10.两个物体A、B的质量分别为m1和m2,并排静止在水平面上,用相同的水平拉力F同时分别作用于物体A和B上,分别作用一段时间后撤去,两物体各自滑行一段距离后停止.两物体A、B运动的v﹣t图象分别如图中a、b所示.已知拉力F撤去后,物体做减速运动过程的v﹣t图象彼此平行(相关数据如图).由图中信息可以得到()A.m1<m2B.t=3s时,物体A、B再次相遇C.拉力F对物体A所做的功较多D.拉力F对物体A的最大瞬时功率是对物体B最大瞬时功率的倍11.如图所示,小球从竖直砖墙某位置静止释放做初速为零的匀加速直线运动,用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了图中1、2、3、4、5…所示小球运动过程中每次曝光的位置.连续两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度为d.根据图中的信息,下列判断正确的是()A.位置“1”是小球释放的初始位置B.小球在位置“3”的速度大小为C.小球下落的加速度大小为D.小球在位置5的速度大小为12.如图所示,竖直圆环内侧凹槽光滑,aob为其水平直径,2个相同的小球A 和B(均可视为质点),从a点同时以相同速率V0开始向上、向下沿圆环凹槽运动,且运动中始终未脱离圆环,则()A.A、B两球相遇点一定在ab的上方B.相遇点可能在b点,也有可能在ab的下方C.相遇时V A=V B=V0D.相遇时V A=V B<V0三.解答题13.如图所示,赛道上有两辆玩具赛车A和B,B车静止在拐弯处,A车以v A=5m/s 的速度沿赛道E做匀速直线运动,当它与正前方的B车相距L=10m时,B车开始以a=5m/s2的加速度沿赛道F做匀加速直线运动,假设A、B两车均可视为质点,赛道宽度忽略不计,A车通过拐弯处后速度大小不变.试判断A车能否追上B车?如能追上,求出A车追上B车的时间;若追不上,求出A、B两车何时直线距离最短,最短距离为多大.14.一木箱放在平板车的中部,距平板车的后端、驾驶室后端均为L=1.5m,如图所示处于静止状态,木箱与平板车之间的动摩擦因数为μ=0.5,现使汽车以a1=6m/s2的加速度匀加速启动,速度达到v=6m/s后接着做匀速直线运动,运动一段时间后匀减速刹车(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力).求:(1)木箱速度达到v=6m/s时,所需要的时间t?(2)当木箱与平板车的速度都达到v=6m/s时,木箱在平板车上的位置(离驾驶室后端距离);(3)刹车时为保证木箱不会撞到驾驶室,刹车时间t′至少应为多少?(g=10m/s2)15.如图所示,在倾角θ=37°的固定斜面上放置一质量M=1kg、长度L=3m的薄平板AB.平板的上表面光滑,其下端B与斜面底端C的距离为7m.在平板的上端A处放一质量m=0.6kg的滑块,开始时使平板和滑块都静止,之后将它们无初速释放.设平板与斜面间、滑块与斜面间的动摩擦因数均为μ=0.5,求滑块与平板下端B到达斜面底端C的时间差△t.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)16.如图1所示,在2010上海世博会上,拉脱维亚馆的风洞飞行表演,令参观者大开眼界,最吸引眼球的就是正中心那个高为H=10m,直径D=4m的透明“垂直风洞”.风洞是人工产生和控制的气流,以模拟飞行器或物体周围气体的流动.在风力作用的正对面积不变时,风力F=0.06v2(v为风速).在本次风洞飞行上升表演中,表演者的质量m=60kg,为提高表演的观赏性,控制风速v与表演者上升的高度h间的关系如图2所示.g=10m/s2.求:(1)设想:表演者开始静卧于h=0处,再打开气流,请描述表演者从最低点到最高点的运动状态;先做加速度减小的加速运动,后做加速度增加的减速运动(2)表演者上升达最大速度时的高度h1;(3)表演者上升的最大高度h2;(4)为防止停电停风事故,风洞备有应急电源,若在本次表演中表演者在最大高度h2时突然停电,为保证表演者的人身安全,则留给风洞自动接通应急电源滞后的最长时间t m.(设接通应急电源后风洞一直以最大风速运行)17.如图所示,平板车长为L,质量为m,上表面距离水平地面高为h,以速度v0向右做匀速直线运动,A、B是其左右两个端点.从某时刻起对平板车施加一个方向水平向左的恒力F,与此同时,将一个小球轻放在平板车上的P点(小球可视为质点,放在P点时相对于地面的速度为零),,经过一段时间,小球脱离平板车落到地面.已知小球下落过程中不会和平板车相碰,所有摩擦力均忽略不计.求:(1)小球从离开平板车开始至落到地面所用的时间(2)小球落地瞬间,平板车的速度大小.18.如图所示的水平传送带以速度v=2m/s匀速运动,传送带把一煤块从A运送到B,A、B相距L=10m,若煤块在A处是由静止放在皮带上,经过6s可以到达B处,求:(1)煤块在A、B间运动的加速度.(2煤块在皮带上留下的痕迹的长度.(3)若改变传送带的速度为另一数值,则到达B的时间亦改变,求煤块以最短时间到达B时传送带的最小速度.19.如图所示,一个小滑块(可视为质点)通过长度不计的短绳拴在小车的板壁上,小滑块与小车底板无摩擦,小车由静止开始向右作匀加速运动,经3s绳断裂(设绳断裂后小车运动的加速度不变),又经一段时间t小滑块从小车尾部掉下来.在t这段时间内,已知小滑块相对于小车在头2s内滑行2m,最后2s内滑行5m.求:(1)小车底板长是多少?(2)从小车开始运动到小滑块离开车尾,小滑块相对于地面移动的距离是多少?20.一弹性小球自h0=5m高处自由落下,当它与水平地面每碰撞一次后,速度减小到碰前的,不计每次碰撞时间,计算小球从开始下落到停止运动所经过的时间.21.图l中,质量为m的物块叠放在质量为2m的足够长的木板上方右侧,木板放在光滑的水平地面上,物块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2.在木板上施加一水平向右的拉力F,在0~3s内F的变化如图2所示,图中F以mg为单位,重力加速度g=10 m/s2.整个系统开始时静止.(1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物块的速度;(2)在同一坐标系中画出0~3s内木板和物块的v﹣t图象,据此求0~3s内物块相对于木板滑过的距离.22.如图所示,质量M=20kg的物体从光滑曲面上高度H=0.8m处由静止释放,到达曲面底端时以水平方向的速度进入水平传送带.传送带由一电动机驱动,传送带的上表面匀速向左运动,运动速率为3.0m/s.已知物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.10.(g取10m/s2)(1)物体滑上传送带时的速度为多大?(2)若两皮带轮之间的距离是6.0m,物体滑上传送带后立刻移走光滑曲面,物体将从哪一边离开传送带?通过计算说明你的结论.(3)若皮带轮间的距离足够大,从M滑上到离开传送带的整个过程中,由于M 和传送带间的摩擦而产生了多少热量?23.如图所示,一轻绳吊着粗细均匀的棒,棒下端离地面高H,上端套着一个细环.棒和环的质量均为m,相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmg(k>1).断开轻绳,棒和环自由下落.假设棒足够长,与地面发生碰撞时,触地时间极短,无动能损失.棒在整个运动过程中始终保持竖直,空气阻力不计.求:(1)棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中,环和棒的加速度.(2)从断开轻绳到棒与地面第二次碰撞的瞬间,棒运动的路程s.(3)与地面第二次碰撞前要使环不脱离棒,棒最少为多长?(4)从断开轻绳到棒和环都静止,要使环不脱离棒,棒最少为多长?KEY一.选择题(共5小题)1.【解答】A、t2时刻,物体I的位移比物体II的位移大,两者又是从同一地点同时开始运动的,所以t2时刻两物体没有相遇,故A错误;B、速度图象与坐标轴围成的面积表示位移,由图可知在t1时刻两物体面积差最大,相距最远,故B正确;C、由于t2时刻,物体Ⅱ的位移比物体Ⅰ的位移小,所以II物体的平均速度大小于I物体,故C错误;D、根据v﹣t图象的斜率表示加速度,由图象可知,I物体做加速度越来越小的加速运动,所受的合外力不断减小,II物体做匀减速直线运动,所受的合外力不变,故D错误;故选:B2.【解答】解:开始时传送带的速度大于物体的速度,故滑动摩擦力沿斜面向下,故物体的加速度a1=gsinθ+μgcosθ,当物体的速度等于传送带的速度时物体的加速度为gsinθ,此后物体的速度大于传送带的速度,物体所受的摩擦力沿斜面向上,根据μ<tanθ可得sinθ>μcosθ,故mgsinθ>μmgcosθ,即重力沿斜面方向的分力大于滑动摩擦力,所以物体的加速度a2=gsinθ﹣μgcosθ;故a1>a2;速度图象的斜率等于物体的加速度,故速度相同后速度图象的斜率将减小.故D正确.故选D.3.【解答】解:A、对于匀变速直线运动,某段时间平均速度等于中间时刻的瞬时速度,故,由于初速度为零,故在中间时刻的速度等于末速度的一半,故A 错误;B、对于匀变速直线运动,中间位置速度,由于初速度为零,故,故B错误;C、设总位移为x,前一半位移所用的时间为,全程时间,故后一半位移时间为(﹣1),故前一半位移所用的时间与后一半位移所用的时间之差小于全程时间的一半,故C错误;D、设全程时间为t,后一半时间通过的位移与前一半时间的位移之差为:△x=a ()2=;全程位移为,故后一半时间通过的位移与前一半时间的位移之差等于全程的一半,故D正确;故选D.4.【解答】解:设∠abc=α,则ab=bccosα=2Rcosα小环在ab上运动时的加速度a1=gcosα根据S=at12带入数据可得2Rcosα=gcosαt12滑环A从a点到达b点的时间t1=2同理滑环从c点到d点的时间t2=2小球从b到c的运动根据S=V0t3﹣gt32即2R=t3﹣gt32解得运动的时间t3=2所以t1=t2=t3.故选A.5.【解答】解:根据题意可知合力随时间周期性变化,故根据牛顿第二定律F=ma可得物体的加速度a=,故在0﹣1s内物体做加速度为a1匀加速直线运动,在1﹣2s内物体做加速度为a2的匀减速直线运动,由于F1=﹣F2故a1=﹣a2≠0.故B错误.由于加速度图象与时间轴围成的面积等于物体速度的变化量,而物体的初速度为0,加速度a大于零,故物体运动的方向保持不变,即一直向前运动.故A、D 错误.由于a1=﹣a2,故0﹣1s内增加的速度等于1﹣2s内减少的速度.故第2s末物体的速度等于t=0时的速度.即第二秒末物体的速度为0.同理t=4s时物体运动速度为零.故C正确.故选C.二.多选题(共7小题)6.【解答】解:设三个对应时刻的速度分别为v1、v2、v3,有:v2﹣v1=△v1,v3﹣v2=△v2,因为两段位移对应时间之比为2:1,加速度不变,则△v1=2△v2,根据速度位移公式得,,,则有:,整理得,,解得,则,根据速度位移公式得,a===,故CD正确,A、B 错误.故选:CD.7.【解答】解:对于前一半路程,有①对于后一半路程,有②由①②解得在中间时刻时的速度为又由于故根据不等式,可知=≥0(当v1=v2时取等号)当物体做匀速直线运动时,v1=v2,故C正确;当物体做匀加速直线运动或匀减速直线运动时,有v1>v2,故A正确,B正确,D错误;故选:ABC.8.【解答】解:1.若v1=v2,小物体P可能受到的静摩擦力等于绳的拉力,一直相对传送带静止匀速向右运动,若最大静摩擦力小于绳的拉力,则小物体P先向右匀减速运动,减速到零后反向匀加速直到离开传送带,由牛顿第二定律知m Q g﹣μm P g=(m Q+m P)a,加速度不变,故A正确;2.若v1>v2,小物体P先向右匀加速直线运动,由牛顿第二定律知μm P g﹣m Q g=(m Q+m P)a,到小物体P加速到与传送带速度v1相等后匀速,故B选项可能;3.若v1<v2,小物体P先向右匀减速直线运动,由牛顿第二定律知m Q g﹣μm P g=(m Q+m P)a1,到小物体P减速到与传送带速度v1相等后,若最大静摩擦力大于或等于绳的拉力,继续向右匀速运动,A选项正确,若最大静摩擦力小于绳的拉力,继续向右减速但滑动摩擦力方向改向,此时匀减速运动的加速度为m Q g+μm P g=(m Q+m P)a2,到减速为零后,又反向以a2加速度匀加速向左运动,而a2>a1,故C选项正确,D选项错误.故选:ABC9.【解答】解:A、物块以8m/s速度紧靠A出发,物块最终停在距B板2m处且和A挡板只碰撞了一次,故路程可能为16m,也可能为20m,但位移运动是4m,故A错误;B、物体每次与挡板碰撞后都是原速率返回,可以将整个过程看作匀减速率直线运动,根据速度位移关系公式,有解得故B正确;C、根据速度时间关系公式,有故C正确;D、平均速率等于路程除以时间,故故D正确;故选:BCD.10.【解答】解:A、撤除拉力后两物体的速度图象平行,故加速度大小相等,即a1=a2=μg=1m/s2∴μ1=μ2=0.1,对用相同的水平拉力F同时分别作用于物体A和B上,根据v﹣t图象知道a的加速度a1′=m/s2,b的加速度a2′=m/s2,根据牛顿第二定律得:F﹣μmg=mam=,所以m1<m2,故A正确.B、根据v﹣t图象中图形与时间轴所包围的面积求得位移,t=3s时,物体A位移大于B的位移,故B错误.C、在拉力F作用下,物体A位移小于于B的位移,水平拉力F相同,所以拉力F对物体A所做的功较少,故C错误.D、物体A的最大速度是物体B的最大速度的倍,所以拉力F对物体A的最大瞬时功率是对物体B最大瞬时功率的倍,故D正确.故选AD.11.【解答】解:由图可知1、2之间的距离为H1=2d,2、3之间的距离为H2=3d,3、4之间的距离为H3=4d,4、5之间的距离为H4=5d.由于△H=H4﹣H3=H3﹣H2=H2﹣H1=d即在连续相等的时间内物体的位移差等于恒量,故根据△H=aT2可得物体的加速度a==故C正确.若位置“1”是小球释放的初始位置,则有H1==H2==故有=显然与已知相矛盾,故位置“1”不是小球释放的初始位置.故A错误.因为位置“3”所处的时刻是位置“2”和位置“4”所处的时刻的中点时刻,故v3==故B正确.根据v t=v0+at可得小球在位置“5”的速度大小为v5=v3+at=+×2T=故D正确.故选B、C、D.12.【解答】解:A:先来做相遇点的判定由于A球是先上后下的运动,在重力作用下,其速率先减小,后增大,回到b点是由机械能守恒可以知道其速率仍是v0,所以其平均速率是小于v0的,而B的速率是先增大再减小,同理知道它到b点的速率也是v0,则其平均速率就大于v0,因此可以知道,在相等的时间内,A的路程一定小于B的路程,因此可以知道相遇时应该在ab的上方,故A正确.B:由A的分析知道此项错.C:相遇点在ab的上方,由机械能守恒可以知道上方的重力势能大,所以动能就小,因此AB速率相等且小于v0.D:由C的分析知道D正确.故选A,D三.解答题(共11小题)13.【解答】解:如果A车能追上B车,则一定在F赛道追上,A车运动到F赛道所用时间:此时B车的速度大于A车的速度,故一定不能追上A车位于F赛道时,AB间的最小距离为当A车位于E赛道时,设经过时间t,二者距离最短,有:x A=v A t'代入数据得:,将上式对t’求导,得:(△x2)′=50t3+50t﹣100分析单调性可得当t'=1s时导数值为0,函数值最小.即:△x'有最小值,故AB两车经1s距离最短,最短距离为14.【解答】解:(1)设加速运动时木箱的最大加速度为a m,则有:μmg=ma m解得:a m=μg=5m/s2由v=at1得,速度达到6m/s所用时间:t1===1.2s(2)对平板车,由v=at得:t′===1s,即平板车经t′=1s速度达到6m/s,则在t″=0.2s的时间平板车匀速运动,这一过程车总共前进:s1=+vt″==4.2m木箱前进:s2===3.6m则木箱相对车后退△s=s1﹣s2=0.6m.故木箱离驾驶室后端距离为0.6+1.5=2.1m.(3)刹车时木箱离驾驶室s=2.1m,设木箱至少要前进s3距离才能停下,则:==3.6m汽车刹车时间为t2,则s3﹣=s解得:t2=0.5s答:(1)木箱速度达到v=6m/s时,所需要的时间为1.2s;(2)木箱在平板车上的位置离驾驶室后端距离为2.1m;(3)刹车时间t′至少应为0.5s.15.【解答】解:对平板,由于Mgsin37°<μ(M+m)gcos37°,故滑块在平板上滑动时,平板静止不动.对滑块:在薄板上滑行时加速度a1=gsin37°=6m/s2,到达B点时速度v=滑块由B至C时的加速度a2=gsin37°﹣μgcos37°=2m/s2,设滑块由B至C所用时间为t,则L BC=vt+,代入解得t=1s对平板,滑块滑离后才开始运动,加速度a=gsin37°﹣μgcos37°=2m/s2,设滑至C 端所用时间为t',则L BC=,解得t滑块与平板下端B到达斜面底端C的时间差为△t=t′﹣t=(﹣1)s答:滑块与平板下端B到达斜面底端C的时间差为(﹣1)s.16.【解答】解:(1)表演者开始静卧于h=0处,再打开气流,受到向上的风力和重力作用,先向上做加速运动.由图知,v2(v为风速)减小,风力F=0.06v2,则风力减小,故表演者的加速度加速度减小.当风力小于重力时,表演者做减速运动,加速度增大,故先向上做加速度减小的变加速运动,后向上做加速度增大的减速运动,到达最高点时速度为零.(2)由图2可知v2=1.2×104﹣500h则风力F=0.06v2=7.2×102﹣30h当表演者在上升过程中的最大速度v m时有F=mg代入数据得h1=4m.(2)对表演者,由动能定理得W F﹣mgh2=0因W F与h成线性关系,风力做功由F=0.06v2=7.2×102﹣30h得h=0时,F0=7.2×102Nh=h2时,F h2=7.2×102﹣30h2,m=60kg代入数据化解得h2=8m(3)当应急电源接通后以风洞以最大风速运行时滞后时间最长,表演者减速的加速度为=2m/s2表演者从最高处到落地过程有H=代入数据化简得:≈0.52s.答:(1)设想:表演者开始静卧于h=0处,再打开气流,表演者先向上做加速度减小的变加速运动,后向上做加速度增大的减速运动,到达最高点时速度为零.(2)表演者上升达最大速度时的高度h1是4m.(3)表演者上升的最大高度h2是8m.(4)留给风洞自动接通应急电源滞后的最长时间t m是0.52s.17.【解答】解:(1)小球离开小车后做自由落体运动,设下落时间为t,则,h=解得:t=;(2)分两种情况讨论:①平板车向右做匀减速运动的某一时刻,小球从左端A离开小车.当小球在车左端时,车向右的位移,车向左的加速度为,车向右的速度,小球离开车的左端后做自由落体运动,当小球落地瞬间,车的速度为v2=v1﹣at,联立解得车的速度;②平板车先向右做匀减速运动,然后向左做匀加速运动的某一时刻,小球从右端B离开车.当小球在车右端时,车向左的位移,车向左的加速度仍为,车向左的速度小球离开车的右端后做自由落体运动,当小球落地瞬间,车向左的速度v4=v3+at,联立解得车向左的速度.答:(1)小球从离开平板车开始至落到地面所用的时间为;(2)当平板车向右做匀减速运动的某一时刻小球从左端A离开小车时,小车速度为;当平板车先向右做匀减速运动,然后向左做匀加速运动的某一时刻,小球从右端B离开车时,小车的速度为.18.【解答】解:(1)煤块从A处无初速度放在传送带上以后,将在摩擦力作用下做匀加速运动,若一直做匀加速直线运动,整个过程的平均速度小于等于,因为>,这表明煤块从A到B先做匀加速运动,后做匀速运动.设煤块做匀加速运动的加速度为a,加速的时间为t1,相对地面通过的位移为x,则有v=at1,x=,x+v(t﹣t1)=L.数值代入得a=1 m/s2.(2)当煤块的速度达到2m/s时,煤块的位移.煤块运行的时间.此时传送带的位移x2=vt=2×2m=4m.则煤块相对于传送带的位移△x=x2﹣x1=2m.所以痕迹的长度为2m.(3)要使煤块从A到B得时间最短,须使它始终做匀加速直线运动,至B点时速度为运送时间最短所对应的皮带运行的最小速度.由v2=2aL,得v=.故煤块以最短时间到达B时传送带的最小速度为.19.【解答】解:(1)设小车的加速度为a,以地面为参考系,绳断时为计时起点和坐标原点,则滑块以v=3a做匀速运动,车以v0=3a做加速度为a的匀加速运动.头2s内:x车=v0t+=8a ①x物=v0t=6a ②根据题意:x车﹣x物=2 ③联系①②③得:a=1m/s2设滑块离开车尾时小车速度为v',最后2s内:x车′==2v′﹣2④x物′=3a×2=6 ⑤又:x车′﹣x物′=5 ⑥联立④⑤⑥得:v′=6.5m/s滑块在小车上滑行时间t==3.5s 小车底板长L==6.125m(2)小滑块相对于地面移动的距离x=a×32+vt=15m答:(1)小车底板长是6.125m.(2)从小车开始运动到小滑块离开车尾,小滑块相对于地面移动的距离是15m.20.【解答】解:小球第一次落地时速度为v0==10m/s由题小球第2,3,4…(n+1)次落地时速度分别为v1=v2=v3=…v n=小球第1下落时间为t0==1s小球从第1次与地面相撞到第2次与地面相撞经过的时间为t1===2×s小球从第2次与地面相撞到第3次与地面相撞经过的时间为t2==2×s小球从第3次与地面相撞到第4次与地面相撞经过的时间为t3==2×s…由数学归纳推理得小球从第n次与地面相撞到第(n+1)次与地面相撞经过的时间为t n=2×所以小球运动的总时间为t=t1+t2+t3+…+t n=1s+2×(()+()2+()3+…+()n)s=1s+2×s=8s答:小球从开始下落到停止运动所经过的时间是8s.21.【解答】解:(1)设木板和物块的加速度分别为a和a',在t时刻木板和物块的速度分别为v t和v t′,木板和物块之间摩擦力的大小为f,依牛顿第二定律、运动学公式和摩擦定律得:对物块f=ma'①f=μmg②③对木板F﹣f=2ma④⑤由①②③④⑤式与题中所给条件得v1=4m/s,v1.5=4.5m/s,v2=4m/s,v3=4m/s⑥v′2=4m/s,v′3=4m/s⑦(2)由⑥⑦式得到物块与木板运动的v﹣t图象,如图所示.在0~3s内物块相对于木板的距离△s等于木板和物块v﹣t图线下的面积之差,即图中带阴影的四边形面积,该四边形由两个三角形组成,上面的三角形面积为0.25m,下面的三角形面积为2m,因此△s=2.25 m答:(1)1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物块的速度分别为:v1=4m/s,v1.5=4.5m/s,v2=4m/s,v3=4m/s,v′2=4m/s,v′3=4m/s;(2)在同一坐标系中0~3s内木板和物块的v﹣t图象如图所示,0~3s内物块相对于木板滑过的距离为2.25m.22.【解答】解:(1)物体沿曲面下滑的过程中机械能守恒,mgH=解得物体滑到底端时的速度=4.0 m/s(2)以地面为参照系,物体滑上传送带后向右做匀减速运动直到速度为零,物体的加速度大小为:a==1.0m/s2物体从滑上传送带到相对地面速度减小到零,向右的位移=8.0 m>6.0 m,表明物体将从右边离开传送带.(3)以地面为参考系,若两皮带轮间的距离足够大,则物体滑上传送带后向右做匀减速运动直到速度为零,后向左做匀加速运动,直到速度与传送带速度v相等后与传送带相对静止,从传送带左端掉下,其间物体的加速度大小和方向都不变,加速度大小a==1.0m/s2取向右为正方向,从物体滑上传送带到与传送带相对静止的过程中,物体发生的位移=3.5 m物体运动的时间为t==7.0 s。

高中物理难题解析(运动学)

高中物理难题解析(运动学)

运动学基本概念 变速直线运动(P .21)***12.甲、乙、丙三辆汽车以相同的速度经过某一路标,以后甲车一直做匀速直线运动,乙车先加速后减速运动,丙车先减速后加速运动,它们经过下一路标时的速度又相同,则( )。

[2 ](A)甲车先通过下一个路标 (B)乙车先通过下一个路标 (C)丙车先通过下一个路标 (D)三车同时到达下一个路标解答 由题知,三车经过二路标过程中,位移相同,又由题分析知,三车的平均速度之间存在:乙v > 甲v > 丙v ,所以三车经过二路标过程中,乙车所需时间最短。

本题的正确选项为(B )。

(P .21)***14.质点沿半径为R 的圆周做匀速圆周运动,其间最大位移等于_______,最小位移等于________,经过94周期的位移等于_________.[2 ] 解答 位移大小为连接初末位置的线段长,质点做半径为R 的匀速圆周运动,质点的最大位移等于2R ,最小位移等于0,又因为经过T 49周期的位移与经过T 41周期的位移相同,故经过T 49周期的位移的大小等于R 2。

本题的正确答案为“2R ;0;R 2”(P .22)***16.一架飞机水平匀速地在某同学头顶飞过,当他听到飞机的发动机声从头顶正上方传来时,发现飞机在他前上方约与地面成60°角的方向上,据此可估算出此飞机的速度约为声速的____________倍.(2000年,上海卷)[5]解答 飞机发动机的声音是从头顶向下传来的,飞机水平作匀速直线运动,设飞机在人头顶正上方时到地面的距离为Y ,发动机声音从头顶正上方传到地面的时间为t ,声音的速度为v 0,于是声音传播的距离、飞机飞行的距离和飞机与该同学的距离组成了一直角三角形,由图2-1可见:X =v t , ①Y =v 0t , ②=YXtan300 , ③ 图2-1由①式、②式和③式得:58.0330==v v , 本题的正确答案为“0.58”。

高三物理难点题目解析与讲解

高三物理难点题目解析与讲解

高三物理难点题目解析与讲解**高三物理难点题目解析与讲解**一、导言高三物理是复习和巩固基础知识的重要阶段,也是备战高考的关键时期。

在学习过程中,遇到一些难点题目常常会使学生感到困惑和沮丧。

本文将从光学、力学和电磁感应等几个重要知识点入手,对高三物理常见的难点题目进行解析与讲解。

二、光学2.1 困惑来自反射定律:某道题目给出一个入射角度为30°的光线通过直角棱镜后发生折射,并要求求出它发生折射后的偏向角。

同样,在综合测验当中也有类似类型的问题。

这类问题需要我们利用反射定律(即入射角等于反射角)和折射定律(即$\frac{sin i}{sin r} = \frac{n_2}{n_1}$),通过简单的代数运算可以得出答案。

2.2 疑问来自透镜成像公式:透镜成像是初次接触起会比较疑惑和困扰, 其中最经典最基本最核心例子就是薄透镜成像的问题。

对于薄透镜成像公式问题,需要学生熟悉两个公式:$\frac{1}{f}=\frac{1}{v}-\frac{1}{u}$和$m = -\frac{v}{u}$。

其中,$f$是透镜焦距,$v$是像的物距,$u$ 是物体离透镜的距离, $m$ 是倍率。

三、力学3.1 迷茫来自牛顿运动定律:某道题目给定了一个匀加速运动体在3s内通过x=256 m时刻其速度为 12 m/s,要求我们找出它所受到合外力的大小。

这类问题通常考察牛顿第二定律(即质量乘以加速度等于合外力)。

四、电磁感应4.1 困惑来自楞次定律:某题目告诉我们有一个固定圈中通电流I,并要求当改变放在圆环轴线上一根金属棒截面积A和角周率ω之间的夹角时感应电流是否发生变化。

楞次定律提醒着我 *当线穿过一个导体回路时,在闭回路中必然存在一感应电流产生* ,但绕过密集或静止穿过口畅导体回路并不能产生感应电流。

所以只有当改变了线穿过反常导体回路的角度时,感应电流是会发生变化。

4.2 惊惶来自法拉第感应定律:某题目告诉我们有一个磁场方向垂直于一个匀速运动和圈如何变得陡破裂区域存在的情况下发展?学生需要注意到根据法拉第 - lenz定律,即知道引线和匀速运动子宫发展与相反的标志(安保尼)。

高中物理难题解析

高中物理难题解析

高中物理难题解析在高中物理学习过程中,我们经常会遇到一些难题,这些题目往往考察了我们对物理知识的理解和应用能力。

本文将以具体的题目为例,分析解题思路和考点,并给出解题技巧和指导,帮助高中学生和他们的父母更好地应对物理难题。

一、题目一:计算力的大小题目描述:一辆汽车以10m/s的速度匀速行驶,质量为1000kg,求汽车受到的摩擦力大小。

解题思路:根据牛顿第二定律,力的大小等于物体质量乘以加速度。

由于汽车匀速行驶,所以加速度为0。

因此,汽车受到的合力为0,即摩擦力的大小等于零。

考点分析:这道题主要考察了学生对牛顿第二定律的理解和应用。

通过分析物体的运动状态,我们可以判断出力的大小。

解题技巧和指导:在解答这类题目时,首先要明确物体的运动状态,即是否存在加速度。

如果物体匀速运动或静止,那么合力为零,力的大小也为零。

这是解题的关键点。

二、题目二:计算功的大小题目描述:一个力为100N的人推一个质量为50kg的物体,物体的位移为10m,求人对物体所做的功。

解题思路:功的大小等于力乘以位移的大小乘以夹角的余弦值。

由于力和位移的方向相同,夹角为0度,所以夹角的余弦值为1。

因此,人对物体所做的功为100N × 10m × 1 = 1000J。

考点分析:这道题主要考察了学生对功的计算公式的理解和应用。

通过确定力和位移的方向以及夹角的大小,我们可以计算出功的大小。

解题技巧和指导:在解答这类题目时,首先要明确力和位移的方向,并计算夹角的大小。

然后,根据功的计算公式进行计算。

夹角的大小对于计算结果有很大的影响,所以要特别注意夹角的确定。

三、题目三:电路中的电阻题目描述:一个电路中有三个电阻分别为R1=10Ω,R2=20Ω,R3=30Ω,它们按照并联的方式连接,求总电阻。

解题思路:并联电路的总电阻等于各个电阻的倒数之和的倒数。

即1/总电阻 =1/R1 + 1/R2 + 1/R3。

代入数值计算得到总电阻为5Ω。

高中物理难度试题大全及答案

高中物理难度试题大全及答案

高中物理难度试题大全及答案一、选择题1. 一个物体在水平面上做匀速直线运动,下列说法正确的是()A. 物体不受力的作用B. 物体受平衡力的作用C. 物体受非平衡力的作用B. 无法确定物体受力情况答案:B2. 根据能量守恒定律,下列哪种情况不可能发生()A. 机械能守恒B. 机械能增加C. 机械能减少D. 机械能不变答案:C3. 在静电场中,关于电场线的说法错误的是()A. 电场线是闭合的B. 电场线从正电荷出发,终止于负电荷C. 电场线的疏密表示电场的强弱D. 电场线是真实存在的物理实体答案:D二、填空题4. 牛顿第二定律表达式为:___________________________答案:F=ma5. 光从空气斜射入水中时,折射角________(填“大于”、“等于”或“小于”)入射角。

答案:小于6. 一个电路的总电阻为100Ω,当其中一条导线断开后,剩余部分的总电阻变为400Ω,则该断开的导线电阻为________Ω。

答案:50Ω三、计算题7. 一个质量为2kg的物体,受到一个水平方向的恒力作用,经过5秒后,其速度从0增加到10m/s。

求作用在物体上的恒力大小。

解:首先计算物体的加速度a,由v=at得a=v/t=10m/s / 5s =2m/s²。

根据牛顿第二定律F=ma,得F=2kg * 2m/s² = 4N。

答案:4N8. 一个点电荷Q=10^-6C,位于坐标原点,求距离原点4m处的电场强度。

解:根据库仑定律,电场强度E=kQ/r²,其中k为库仑常数,k=9.0×10^9 N·m²/C²,r为距离。

将Q和r代入公式得E=(9.0×10^9 N·m²/C²) * (10^-6C) / (4m)² = 562.5 N/C。

答案:562.5 N/C四、实验题9. 在“验证牛顿第二定律”的实验中,如何减小实验误差?答案:为了减小实验误差,可以采取以下措施:- 确保打点计时器的电源频率稳定。

高中物理必修1匀变速直线运动难题(含答案解析)

高中物理必修1匀变速直线运动难题(含答案解析)

高中物理必修1匀变速直线运动难题(含答案解析)难题一小明以匀速直线运动的方式前进,开始的时间为 t=0s,起始位置为 x=0m。

他在 t=10s 的时候处于位置 x=20m,而在t=20s 的时候又回到了起点 x=0m。

请问他的平均速度和平均加速度分别是多少?解析我们知道,平均速度可以通过速度和时间的比值来计算。

在这个问题中,小明在 t=10s 时的位置是 x=20m,在 t=20s 时又回到了起点 x=0m,所以他的位移是Δx=20m-0m=20m。

因此,平均速度可以通过位移和时间的比值来计算:平均速度= Δx/Δt = 20m / 20s = 1m/s另外,平均速度也可以通过起点速度和末尾速度的平均值来计算。

在这个情况下,小明的起点速度为 0m/s,末尾速度为 0m/s。

所以平均速度为:平均速度 = (起点速度 + 末尾速度) / 2 = (0m/s + 0m/s) / 2 = 0m/s因为小明是以匀速直线运动的方式前进,所以他的平均速度和平均加速度都是 1m/s 和 0m/s²。

难题二小张以初速度 u=10m/s 在直线上做匀加速直线运动,加速度 a=2m/s²。

请问小张在经过 t=5s 的时间后,他所走的总距离是多少?解析我们知道在匀加速直线运动中,位移可以通过速度、时间和加速度的关系来计算。

在这个问题中,小张的初速度为u=10m/s,加速度为 a=2m/s²,时间为 t=5s。

所以小张在经过 t=5s 的时间后的速度可以通过以下公式计算:末尾速度 v = u + at = 10m/s + 2m/s² * 5s = 20m/s接下来,我们可以使用以下公式计算小张在经过 t=5s 的时间后所走的位移:位移Δx = ut + (1/2)at² = 10m/s * 5s + (1/2) * 2m/s² * (5s)² = 50m + 50m = 100m所以小张在经过 t=5s 的时间后所走的总距离是 100m。

高考物理电磁感应现象压轴难题综合题含答案解析

高考物理电磁感应现象压轴难题综合题含答案解析

高考物理电磁感应现象压轴难题综合题含答案解析一、高中物理解题方法:电磁感应现象的两类情况1.如图所示,水平放置的两根平行光滑金属导轨固定在平台上导轨间距为1m ,处在磁感应强度为2T 、竖直向下的匀强磁场中,平台离地面的高度为h =3.2m 初始时刻,质量为2kg 的杆ab 与导轨垂直且处于静止,距离导轨边缘为d =2m ,质量同为2kg 的杆cd 与导轨垂直,以初速度v 0=15m/s 进入磁场区域最终发现两杆先后落在地面上.已知两杆的电阻均为r =1Ω,导轨电阻不计,两杆落地点之间的距离s =4m (整个过程中两杆始终不相碰)(1)求ab 杆从磁场边缘射出时的速度大小; (2)当ab 杆射出时求cd 杆运动的距离;(3)在两根杆相互作用的过程中,求回路中产生的电能.【答案】(1) 210m/s v =;(2) cd 杆运动距离为7m ; (3) 电路中损耗的焦耳热为100J . 【解析】 【详解】(1)设ab 、cd 杆从磁场边缘射出时的速度分别为1v 、2v设ab 杆落地点的水平位移为x ,cd 杆落地点的水平位移为x s +,则有2h x v g =2h x s v g+=根据动量守恒012mv mv mv =+求得:210m/s v =(2)ab 杆运动距离为d ,对ab 杆应用动量定理1BIL t BLq mv ==设cd 杆运动距离为d x +∆22BL xq r r∆Φ∆== 解得1222rmv x B L ∆=cd 杆运动距离为12227m rmv d x d B L+∆=+= (3)根据能量守恒,电路中损耗的焦耳热等于系统损失的机械能222012111100J 222Q mv mv mv =--=2.如图,在地面上方空间存在着两个水平方向的匀强磁场,磁场的理想边界ef 、gh 、pq 水平,磁感应强度大小均为B ,区域I 的磁场方向垂直纸面向里,区域Ⅱ的磁场方向向外,两个磁场的高度均为L ;将一个质量为m ,电阻为R ,对角线长为2L 的正方形金属线圈从图示位置由静止释放(线圈的d 点与磁场上边界f 等高,线圈平面与磁场垂直),下落过程中对角线ac 始终保持水平,当对角线ac 刚到达cf 时,线圈恰好受力平衡;当对角线ac 到达h 时,线圈又恰好受力平衡(重力加速度为g ).求:(1)当线圈的对角线ac 刚到达gf 时的速度大小;(2)从线圈释放开始到对角线ac 到达gh 边界时,感应电流在线圈中产生的热量为多少?【答案】(1)1224mgR v B L = (2)322442512m g R Q mgL B L=- 【解析】 【详解】(1)设当线圈的对角线ac 刚到达ef 时线圈的速度为1v ,则此时感应电动势为:112E B Lv =⨯感应电流:11E I R=由力的平衡得:12BI L mg ⨯= 解以上各式得:1224mgRv B L =(2)设当线圈的对角线ac 刚到达ef 时线圈的速度为2v ,则此时感应电动势2222E B Lv =⨯感应电流:22E I R=由力的平衡得:222BI L mg ⨯= 解以上各式得:22216mgRv B L =设感应电流在线圈中产生的热量为Q ,由能量守恒定律得:22122mg L Q mv ⨯-=解以上各式得:322442512m g R Q mgL B L =-3.电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置,在不同的电源中,非静电力做功的本领也不相同,物理学中用电动势E 来表明电源的这种特性。

高考物理电磁感应现象压轴难题综合题附答案解析

高考物理电磁感应现象压轴难题综合题附答案解析

高考物理电磁感应现象压轴难题综合题附答案解析一、高中物理解题方法:电磁感应现象的两类情况1.如图甲所示,MN 、PQ 两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 30°角固定,M 、P 之间接电阻箱R ,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B = 1T .质量为m 的金属杆ab 水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r ,现从静止释放杆ab ,测得最大速度为v m .改变电阻箱的阻值R ,得到v m 与R 的关系如图乙所示.已知轨距为L = 2m ,重力加速度g 取l0m/s 2,轨道足够长且电阻不计.求:(1)杆ab 下滑过程中流过R 的感应电流的方向及R =0时最大感应电动势E 的大小; (2)金属杆的质量m 和阻值r ;(3)当R =4Ω时,求回路瞬时电功率每增加2W 的过程中合外力对杆做的功W . 【答案】(1)电流方向从M 流到P ,E =4V (2)m =0.8kg ,r =2Ω (3)W =1.2J 【解析】本题考查电磁感应中的单棒问题,涉及动生电动势、闭合电路欧姆定律、动能定理等知识.(1)由右手定则可得,流过R 的电流方向从M 流到P 据乙图可得,R=0时,最大速度为2m/s ,则E m = BLv = 4V (2)设最大速度为v ,杆切割磁感线产生的感应电动势 E = BLv 由闭合电路的欧姆定律EI R r=+ 杆达到最大速度时0mgsin BIL θ-= 得 2222sin sin B L mg mg v R r B Lθθ=+ 结合函数图像解得:m = 0.8kg 、r = 2Ω(3)由题意:由感应电动势E = BLv 和功率关系2E P R r =+得222B L V P R r=+则22222221B L V B L V P R r R r∆=-++ 再由动能定理22211122W mV mV =- 得22()1.22m R r W P J B L +=∆=2.如图所示,一阻值为R 、边长为l 的匀质正方形导体线框abcd 位于竖直平面内,下方存在一系列高度均为l 的匀强磁场区,与线框平面垂直,各磁场区的上下边界及线框cd 边均磁场方向均与线框平面垂水平。

高中物理质谱仪和磁流体发电机压轴难题复习题含答案解析

高中物理质谱仪和磁流体发电机压轴难题复习题含答案解析

高中物理质谱仪和磁流体发电机压轴难题复习题含答案解析一、高中物理解题方法:质谱仪和磁流体发电机1.质谱仪是分析同位素的重要工具,其原理简图如图所示。

容器A 中有电荷量均为+q 、质量不同的两种粒子,它们从小孔S 1不断飘入电压为U 的加速电场(不计粒子的初速度),并沿直线从小孔S 2(S 1与S 2连线与磁场边界垂直)进入磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向外的匀强磁场,最后打在照相底片D 上,形成a 、b 两条“质谱线”。

已知打在a 处粒子的质量为m 。

不计粒子重力及粒子间的相互作用。

(1)求打在a 处的粒子刚进入磁场时的速率v ; (2)求S 2距a 处的距离x a ;(3)若S 2距b 处的距离为x b ,且x b =2a x ,求打在b 处粒子的质量m b (用m 表示)。

【答案】(1)2qUv m=22a mU x B q =m b =2m【解析】 【详解】(1)粒子经过电压为U 的电场,由动能定理有2102qU m =-v ①可得2qUv m=(2)粒子通过孔S 2进入匀强磁场B 做匀速圆周运动,有2a v qvB m r = ②2a a x r = ③联立①②③式可得22a mUx B q=④(3)同(2)可得22b b m Ux B q=⑤联立④⑤式并代入已知条件可得m b =2m2.如图所示,相距为D 、板间电压为U 的平行金属板M 、N 间有垂直纸面向里、磁感应强度为B 0的匀强磁场;在pOy 区域内有垂直纸面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场;pOx 区域为无场区.一正离子沿平行于金属板、垂直磁场射入两板间并做匀速直线运动,从H (0,A )点垂直y 轴进入第Ⅰ象限,经Op 上某点离开磁场,最后垂直x 轴离开第Ⅰ象限.求:(1)离子在金属板M 、N 间的运动速度; (2)离子的比荷q m; (3)离子在第Ⅰ象限的磁场区域和无场区域内运动的时间之比. 【答案】(1)0U v B d =(2)02q Um B Bad =(3)122t t π= 【解析】 【分析】 【详解】(1)设带电粒子的质量为m 、电量为q ,在平行金属板间的运动速度为v ,平行金属板间的场强为E 0依题意,有qvB 0=qE 0① 又M ,N 间为匀强电场,有0UE d=② 联立①②解得0Uv B d=③ (2)带电粒子进入POy 区域,做匀速圆周运动,设轨道半径为r ,有2v qvB m r=④依题意带电粒子进入第I 象限转过1/4圈后从OP 上离开磁场,如图,由几何关系得A-r=rtAn45° ⑤联立③④⑤得:02q U m B Bad=⑥(3)匀速圆周运动的周期2rT v π=⑦ 带电粒子在磁场中的运动时间14T t =⑧ 离子从C 出来后做匀速直线运动,设经过x 轴上的D 点,如图,由几何关系有CD=A-r ⑨ 从C 到D 的时间为2CDt v =⑩ 联立③⑤⑦⑧⑨⑩得122t t π=3.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,它的构造原理如图所示离子源S 产生的各种不同正离子束速度可看作为零,经加速电场加速电场极板间的距离为d 、电势差为加速,然后垂直进入磁感应强度为B 的有界匀强磁场中做匀速圆周运动,最后到达记录它的照相底片P 上设离子在P 上的位置与入口处之间的距离为x .求该离子的荷质比;若离子源产生的是带电量为q 、质量为和的同位素离子,它们分别到达照相底片上的、位置图中末画出,求、间的距离.【答案】(1) (2)【解析】 【分析】(1)根据粒子在磁场中的运动半径,通过半径公式求出粒子的速度,再根据动能定理得出粒子的比荷.(2)根据动能定理、半径公式求出粒子打到照相机底片上位置与入口处的距离,从而求出P 1、P 2间的距离△x . 【详解】(1)离子在电场中加速,由动能定理得:;离子在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得:由①②式可得:(2)由①②式可得粒子在磁场中的运动半径是,则:对离子,同理得:则照相底片上、间的距离:;4.质谱仪的构造如图所示,离子从离子源出来经过板间电压为U 的加速电场后进入磁感应强度为B 的匀强磁场中,沿着半圆周运动而达到记录它的照相底片上,测得图中PQ 的距离为L ,则该粒子的荷质比qm为多大?【答案】228q U m B L= 【解析】 【分析】 【详解】粒子在电压为U 的电场中加速时,据动能定理得212qU mv =粒子进入磁场后做圆周运动,根据图中的几何关系可知L =2R据牛顿第二定律有2v qvB m R=解得228q U m B L=5.甲图是质谱仪的工作原理示意图。

高中物理常见难题解析

高中物理常见难题解析

高中物理常见难题解析引言高中物理是理科学生必修的一门学科,也是理解自然界规律的重要途径之一。

然而,许多学生在学习物理时常常遇到各种各样的难题,感到困惑和无助。

本文将针对高中物理中常见的难题进行解析,帮助学生更好地理解和应对这些难题。

1. 力学1.1 牛顿定律牛顿定律是力学的基础,但是在实际应用中,学生经常会遇到以下难题:H3 如何正确判断物体所受的合力方向?学生在解题时常常会遇到如何正确判断物体所受的合力方向的问题。

一个有用的技巧是将物体拆解成各个部分,分别分析每个部分所受力的方向,然后将它们合成为物体所受的合力。

此外,还可以运用牛顿第二定律或通过绘制自由体图来帮助判断合力的方向。

H3 如何应用牛顿第二定律进行计算?牛顿第二定律是力学问题中常用的计算方法之一,但是学生在应用时经常会出现误解。

首先,需要正确理解牛顿第二定律的公式 F = ma,即力等于质量乘以加速度。

其次,需要根据具体的题目情况,确定要求解的量是力、质量还是加速度,并根据公式进行计算。

1.2 运动学运动学是研究物体运动规律的学科,学生在学习运动学时常常会遇到以下难题:H3 如何正确分析匀速和变速直线运动?在解题时,学生往往难以区分匀速和变速直线运动。

一个简单的方法是观察速度-时间图像,如果速度-时间图像是一个直线,那么就是匀速直线运动;如果速度-时间图像不是直线,那么就是变速直线运动。

此外,还可以计算位移和速度之间的比值,如果是固定的,那么就是匀速直线运动。

H3 如何分析自由落体运动?自由落体运动是高中物理中重要的内容,但是学生常常在分析自由落体运动时遇到困难。

一个常用的方法是将自由落体运动分解成垂直方向和水平方向两个分量进行分析。

在垂直方向上,只考虑重力的作用,应用加速度的公式进行计算;在水平方向上,速度恒定,不考虑加速度。

通过分别分析这两个方向上的运动,可以得到物体在自由落体运动中的各个参数。

2. 热学2.1 热力学基础热力学是研究热现象和能量传递规律的学科,学生在学习热学时常常会遇到以下难题:H3 如何正确应用热力学定律?学生在解题时往往难以正确应用热力学定律,例如热力学第一定律和第二定律。

高中物理力学经典难题

高中物理力学经典难题

高中物理力学经典难题
篇一:高中物理力学经典的题库(含答案)
高中物理力学计算题汇总经典精解(50题)
1.如图1-73所示,质量M=10kg的木楔ABC静止置于
粗糙水平地面上,摩擦因素μ=0.02.在木楔的倾角θ为30°的斜面上,有一质量m=1.0kg的物块由静止开始沿
斜面下滑.当滑行路程s=1.4m时,其速度v=1.4m/s.在这过程中木楔没有动.求地面对木楔的摩擦力的大小
和方向.(重力加速度取g=10/m2s)

图1-73
2.某航空公司的一架客机,在正常航线上作水平飞行时,
由于突然受到强大垂直气流的作用,使飞机在10s内高度下降1700m造成众多乘客和机组人员的伤害事故,如果只研究飞机在竖直方向上的运动,且假定这一运动是匀变速直线运动.试计算:
(1)飞机在竖直方向上产生的加速度多大?方向怎样? (2)乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的竖
直拉力,才能使乘客不脱离座椅?(g取10m/s)
1。

高考物理难题集锦(一)含答案

高考物理难题集锦(一)含答案

高考物理难题集锦(一)1、如图所示,在直角坐标系x O y平面的第Ⅱ象限内有半径为R的圆O1分别与x轴、y轴相切于C(-R,0)、D (0,R)两点,圆O1内存在垂直于x O y平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.与y轴负方向平行的匀强电场左边界与y轴重合,右边界交x轴于G点,一带正电的粒子A(重力不计)电荷量为q、质量为m,以某一速率垂直于x轴从C点射入磁场,经磁场偏转恰好从D点进入电场,最后从G点以与x轴正向夹角为45°的方向射出电场.求:(1)OG之间的距离;(2)该匀强电场的电场强度E;(3)若另有一个与A的质量和电荷量相同、速率也相同的粒子A′,从C点沿与x轴负方向成30°角的方向射入磁场,则粒子A′再次回到x轴上某点时,该点的坐标值为多少?2、如图所示,光滑绝缘水平面的上方空间被竖直的分界面MN分隔成两部分,左侧空间有一水平向右的匀强电场,场强大小,右侧空间有长为R=0.114m的绝缘轻绳,绳的一端固定于O点,另一端拴一个质量为m小球B在竖直面内沿顺时针方向做圆周运动,运动到最低点时速度大小v B=10m/s(小球B在最低点时与地面接触但无弹力)。

在MN左侧水平面上有一质量也为m,带电量为的小球A,某时刻在距MN平面L位置由静止释放,恰能与运动到最低点的B球发生正碰,并瞬间粘合成一个整体C。

(取g=10m/s2)(1)如果L=0.2m,求整体C运动到最高点时的速率。

(结果保留1位小数)(2)在(1)条件下,整体C在最高点时受到细绳的拉力是小球B重力的多少倍?(结果取整数)(3)若碰后瞬间在MN的右侧空间立即加上一水平向左的匀强电场,场强大小,当L满足什么条件时,整体C可在竖直面内做完整的圆周运动。

(结果保留1位小数)3、如右图甲所示,间距为d的平行金属板MN与一对光滑的平行导轨相连,平行导轨间距L=d/2,一根导体棒ab 以一定的初速度向右匀速运动,棒的右侧存在一个垂直纸面向里,大小为B的匀强磁场。

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第二章 直线运动运动学基本概念 变速直线运动(P .21)***12.甲、乙、丙三辆汽车以相同的速度经过某一路标,以后甲车一直做匀速直线运动,乙车先加速后减速运动,丙车先减速后加速运动,它们经过下一路标时的速度又相同,则( )。

[2 ](A)甲车先通过下一个路标 (B)乙车先通过下一个路标 (C)丙车先通过下一个路标 (D)三车同时到达下一个路标解答 由题知,三车经过二路标过程中,位移相同,又由题分析知,三车的平均速度之间存在:乙v > 甲v > 丙v ,所以三车经过二路标过程中,乙车所需时间最短。

本题的正确选项为(B )。

(P .21)***14.质点沿半径为R 的圆周做匀速圆周运动,其间最大位移等于_______,最小位移等于________,经过94周期的位移等于_________.[2 ] 解答 位移大小为连接初末位置的线段长,质点做半径为R 的匀速圆周运动,质点的最大位移等于2R ,最小位移等于0,又因为经过T 49周期的位移与经过T 41周期的位移相同,故经过T 49周期的位移的大小等于R 2。

本题的正确答案为“2R ;0;R 2”(P .22)***16.一架飞机水平匀速地在某同学头顶飞过,当他听到飞机的发动机声从头顶正上方传来时,发现飞机在他前上方约与地面成60°角的方向上,据此可估算出此飞机的速度约为声速的____________倍.(2000年,上海卷)[5]解答 飞机发动机的声音是从头顶向下传来的,飞机水平作匀速直线运动,设飞机在人头顶正上方时到地面的距离为Y ,发动机声音从头顶正上方传到地面的时间为t ,声音的速度为v 0,于是声音传播的距离、飞机飞行的距离和飞机与该同学的距离组成了一直角三角形,由图2-1可见:X =v t , ①Y =v 0t , ②=YXtan300 , ③图2-1由①式、②式和③式得:58.0330==v v , 本题的正确答案为“0.58”。

(P .22)***17.天文观测表明,几乎所有远处的恒星(或星系)都以各自的速度背离我们而运动,离我们越远的星体,背离我们运动的速度(称为退行速度)越大;也就是说,宇宙在膨胀.不同星体的退行速度v 和它们离我们的距离r 成正比,即 v = Hr式中H 为一常量,已由天文观察测定.为解释上述现象,有人提出一种理论,认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的.假设大爆炸后各星体以不同的速度向外匀速运动,并设想我们就位于其中心,则速度大的星体现在离我们越远.这一结果与上述天文观测一致.由上述理论和天文观测结果,可估算宇宙年龄T ,其计算式为T ____________.根据过去观测,哈勃常数H = 3×10-2m/s ·l.y.,其中l.y.(光年)是光在1a(年)中行进的距离,由此估算宇宙的年龄约为__________________a .(1999年.上海卷)[6]解答 由于宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的,又假设大爆炸后各星体以不同的速度向外做匀速直线运动,速度越大的星体离爆炸中心越远,由匀速直线运动公式可求得各星体从爆炸到现在的运动时间,即为宇宙年龄T ,2810310336002436511-⨯⨯⨯⨯⨯⨯====H Hr r v s T s 10101⨯=a 。

本题的正确答案为“H1 ;10101⨯”。

(P .22)***18.甲乙两地相距220km ,A 车用40km/h 的速度由甲地向乙地匀速运动,B 车用30km/h 的速度由乙地向甲地匀速运动.两车同时出发,B 车出发后1h ,在途中暂停2h 后再以原速度继续前进,求两车相遇的时间和地点.[3 ]解答 由题意知3h 以后,B 车行驶了30 km ,而A 车行驶了120km ,这时两车还相距70 km ,到两车相遇还需1h 。

所以两车相遇的时间为出发后4h ,两车相遇的地点为距甲地160km 。

(P .22) ***19.一辆汽车向悬崖匀速驶近时鸣喇叭,经t 1=8s 后听到来自悬崖的回声;再前进t 2=27s ,第二次鸣喇叭,经t 3=6s 又听到回声.已知声音在空气中的传播速度v 0=340m/s ,求:⑴汽车第一次鸣喇叭时与悬崖的距离; ⑵汽车的速度.[3 ]解答 设汽车第一次鸣喇叭时与悬崖的距离为s ,汽车的速度为v ,由图2-2知: 2s = v 0t 1+ vt 1, ①第二次鸣喇叭时汽车与悬崖的距离为:s '=s - v (t 1+ t 2), ② 与①式类似关系可得:图2-22 s '= v 0t 3+ vt 3, ③由于v 0=340m/s ,t 1=8s ,t 2=27s ,t 3=6s ,代入数据解得:s =1400m ,v =10m/s 。

所以⑴汽车第一次鸣喇叭时与悬崖的距离为1400m ,⑵汽车的速度为10m/s 。

(P .22)***20.轮船在河流中逆流而上,下午7时,船员发现轮船上的一橡皮艇已失落水中,船长命令马上掉转船头寻找小艇.经过一个小时的追寻,终于追上了顺流而下的小艇.如果轮船在整个过程中相对水的速度不变,那么轮船失落小艇的时间是何时?[3 ]解答 以流动的水为参照物,落水的橡皮艇相对水是静止的,又由于轮船在整个过程中相对水的速度大小不变,从开始寻找小艇到追上小艇,经过了一个小时,根据运动的对称性可知,从轮船失落橡皮艇到开始寻找小艇的时间也一定是一个小时,所以轮船失落小艇的时间是下午6时。

(P .22)****21.图2-3(原图2-8)是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图,测速仪发出并接收超声波脉冲信号。

根据发出和接收到的信号间的时间差,测出被测物体的速度。

图2-4(原图2-9)中p 1、p 2 是测速仪发出的超声波信号,n 1、n 2分别是p 1、p 2由汽车反射回来的信号.设测速仪匀速扫描,p 1、p 2之间的时间间隔△t = 1.0s ,超声波在空气中传播的速度是v = 340m/s ,若汽车是匀速运动的,则根据图2-9可知,汽车在接收到p 1、p 2两个信号之间的时间内前进的距离是__________m ,汽车的速度是___________m/s .(2001年,上海卷)[8]解答 如图2-5所示,设汽车两次接收到信号的位置分别要A 、B 两处,从题图2-4可读出p 1、p 2之间所占的刻度为3.5-0.5=3个刻度,所对应的时间间隔△t = 1.0s ,这样可得测速仪两次接收到回波的时间分别为:0.132.11⨯=t s =0.4s , 0.139.02⨯=t s=0.3s ,由图2-5知:24.0340211⨯==t vs m=68m , 23.0340222⨯==t vs m=51m ,图2-3图2-4图2-5所以汽车在两次接收到信号之间运动的距离为s =s 1- s 2=(68-51)m=17m 。

汽车通过这段位移的时间由题图2-4可算出:△t ’=0.131.195.3⨯-s=0.95s , 所以汽车的速度是95.017'=∆=t s v m/s=17.9m/s , 本题的正确答案为“17 ;17.9”。

(P .23)****23.如图2-6(原图2-10)所示,一辆实验小车可沿水平地面(图中纸面)上的长直轨道匀速向右运动.有一台发出细激光束的激光器装在小转台M 上,到轨道的距离MN 为d = 10m ,转台匀速转动,使激光束在水平面内扫描,扫描一周的时间为T = 60s .光束转动方向如图中箭头所示.当光束与MN 的夹角为45°时,光束正好射到小车上.如果再经过△t = 2.5s 光束又射到小车上,则小车的速度为多少?(结果保留两位数字)(2000年,全国卷)[8]解答 在时间△t 内,光束转过的角度为:△φ=Tt∆⨯360°= 15°, 如图2-7所示,本题有两种可能:(1)光束照射到小车时,小车正在接近N 点,△t 内光束与MN 的夹角从45°变为30°,小车速度为:v 1=tL ∆1, 由图可知 L 1=d (tan45°-tan30°), 所以 v 1=t L ∆1=(tan 45tan 30)10(tan 45tan 30)2.5d t ︒-︒⨯︒-︒=∆ m/s =1.7m/s 。

(2)光束照到小车时,小车正在远离N 点,△t 内光束与MN 的夹角从45°变为60°,小车的速度为:v 2=t L ∆2=(tan 60tan 45)10(tan 60tan 45)2.5d t ︒-︒⨯︒-︒=∆ m/s =2.9m/s ,所以小车的速度可能为1.7m/s 或2.9m/s 。

(P .23)*****24.如图2-8(原图2-11)所示,一个带滑轮的物体放在水平面上,一根轻绳固定在C 处,通过滑轮B 和D 牵引物体,BC 水平,以水平恒速v 拉绳上自由端时,物体沿水平图2-6图2-7面前进.求当跨过B 的两绳夹角为时,物体的运动速度为多少?[10]解答 设经Δt 时间物体由B 运动到B ’ ,如图2-9所示,使DE =DB ’,则D 端绳子运动的距离s 为s BE BB '=+,当Δt →0,可以认为B ’E ⊥BD ,则()cos 1cos s BB BB BB αα'''=+=+, 又 0limt s v t ∆→=∆,0lim t BB v t∆→'=∆物,可得()1cos v v α=+物, 所以物体的运动速度为 1cos vv α=+物.匀变速直线运动(P .24)***8.火车的速度为8 m/s ,关闭发动机后前进了70 m 时速度减为6m/s ,若再经过50 s ,火车又前进的距离为( )[3](A)50 m (B)90 m (C)120 m (D)160 m解答 火车在关闭发动机后,作匀减速直线运动,加速度为:7028622212122⨯-=-=s v v a m/s 2=-0.2 m/s 2, 从6m/s 到停止所需时间为:2.06022--=-=a v t s=30s <50s ,所以火车在50 s 前已停止,火车还能前进的距离为:)2.0(26202222-⨯-=-=a v s m=90m ,本题的正确选项为(B )。

(P .24)***9.一个从静止开始作匀加速直线运动的物体,从开始运动起,连续通过三段位移的时间分别是1s 、2s 、3s ,这三段位移的长度之比和这三段位移上的平均速度之比分别是( )[3]A.1∶22∶32 ;1∶2∶3 B.1∶23∶33;1∶22∶32C.1∶2∶3;1∶1∶1 D.1∶3∶5; 1∶2∶3解答 由题知,物体通过的第一段位移为:s 1=2121⨯a ,图2-9通过的第二段位移为:s 2=2321⨯a -2121⨯a =821⨯a , 通过的第三段位移为:s 3=2621⨯a -2321⨯a =2721⨯a ,所以这三段位移的长度之比为1∶23∶33;平均速度之比为1∶22∶32。

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