北京市崇文区高三物理精编100解答题合集

北京市崇文区高三物理精编100解答题合集

一、解答题

1．如图所示，空间充满了磁感应强度为B的匀强磁场其方向垂直纸面向里。在平面内固定放置一绝缘材料制成的边长为L的刚性等边三角形框架△DEF，DE边中点S处有一带正电的粒子，电量为q，质量为m，现给粒子一个垂直于DE边向下的速度，若粒子每一次与三角形框架的碰撞时速度方向垂直于被碰的边，且碰撞均为弹性碰撞，当速度的大小取某些特殊数值时可使由S点发出的粒子最终又回到S点。求：

（1）若粒子只与三角形框架碰撞两次就回到S点，粒子的速度大小。

（2）若S点不在DE边的中点，而是距D点的距离DS＝L/4，仍然使粒子能回到S点，求满足条件的粒

子的速度大小。

2．U形管两臂粗细不同，开口向上，封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为76 cmHg.开口管中水银面到管口距离为11 cm，且水银面比封闭管内高4 cm，封闭管内空气柱长为11 cm，如图所示.现在开口端用小活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求：

（1）粗管中气体的最终压强；

（2）活塞推动的距离.

3．如图所示，在风洞实验室里，光滑直细杆倾斜放置，一小球穿在细杆上，风对小球的作用力的方向水平向右，作用力的大小与吹到小球表面的风速大小成正比。当细杆与水平面之间的倾角为45°、风速为v0时，小球与细杆保持相对静止。重力加速度为g。

（1）若风速从v0开始以加速度α均匀增大，要保持小球与细杆相对静止，求细杆的倾角θ的正切值随时

间t变化的关系式。

（2）若细杆倾角调整为45°＋α，风以速度v0吹到小球上，小球会沿细杆加速下滑，并在T时间内从静止开始下滑了L的距离，则α应满足怎样的关系式？（不计小球在斜杆上的运动引起空气阻力的变化）4．折射率为的二棱镜ABC截面如图所示，其中∠A=90°，∠B=30°，AC边长为2a，将单色光从AB

边上的某点射入棱镜，其折射光在AC中点发生全反射并垂直于BC面射出棱镜，光在真空中速度为c，求：

（1）画出单色光从进入到离开三棱镜的光路图并标出进入棱镜时的入射角和折射角的大小；

（2）计算单色光在棱镜中传播的时间。

5．如图所示，用质量为m=1kg、横截面积为S=10cm2的活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸壁之间的摩擦忽略不计。开始时活塞距气缸底的高度为h=10cm且气缸足够高，气体温度为

t=27℃，外界大气压强为p0=1.0×105Pa，取g=10m／s2，绝对零度取－273℃。求：

(1)此时封闭气体的压强；

(2)给气缸缓慢加热，当缸内气体吸收4.5J的热量时，内能的增加量为2.3J，求此时缸内气体的温度。6．上海到南京的列车已迎来第五次大提速，速度达到v1＝180km/h。为确保安全，在铁路与公路交叉的道口处需装有自动信号灯。当列车还有一段距离才能到达公路道口时，道口应亮起红灯，警告未越过停车线的汽车迅速制动，已越过停车线的汽车赶快通过。如果汽车通过道口的速度v2＝36km/h，停车线至道口栏木的距离x0＝5m，道口宽度x＝26m，汽车长l＝15m（如图所示），并把火车和汽车的运动都看成匀速直线运动。问：列车离道口的距离L为多少时亮红灯，才能确保已越过停车线的汽车安全驶过道口？

7．一简谐横波以4m/s的波速沿水平绳向x轴正方向传播。已知t=0时的波形如图所示，绳上两质点

M、N的平衡位置相距波长。设向上为正，经时间t1（小于一个周期），此时质点M向下运动，其位移

仍为0.02m。求

（i）该横波的周期；

（ii）t1时刻质点N的位移。

8．如图所示，横截面积为10cm2的圆柱形导热气缸内有一个活塞，活塞把气缸内的气体分为A、B两部分，A部分和B部分气柱的长度都为15cm初始时，两部分气体的压强均为p0=1×105Pa．若把气缸缓慢竖起，活塞沿缸壁移动了5cm，不计活塞与气缸间的摩擦，g取10m/s2，求活塞的质量．

9．一个截面为正方形的透明体，边长为2a，该透明体的折射率，过BC的中点E截掉一个夹角为30°、截面为三角形的三棱柱，如图所示。现有一束单色光从P点以45°入射角射入透明体，并从EF的中点Q射出。已知光在真空中的传播速度为c，不考虑光的反射情况，求

①光线经AB面折射的折射角大小；

②光在透明体中传播的时间。

10．如图所示，均匀介质中两波源S1、S2分别位于x轴上x1 =0、x2=14m处，质点P位于x 轴上x p=4m 处，T=0时刻两波源同时开始由平衡位置向y轴正方向振动，振动周期均为T=0. 1s，波长均为4m，波源S l的振幅为A1 =4cm，波源S2的振幅为A3=6cm，求：

(i)求两列波的传播速度大小为多少？

( ii)从t=0至t=0. 35s内质点P通过的路程为多少？

11．如图所示，质量为的薄木板B放在水平面上，质量为的物体A（可视为质点）

在一电动机拉动下从木板左端以的速度向右匀速运动。在物体A带动下，木板从静止开始做匀加速直线运动，此时电动机输出机械功率P=96W。已知木板与地面间的动摩擦因数，重力加速度g取10m/s2。求：

（1）木板B运动的加速度大小；

（2）木板B的长度满足什么条件，物体A最终能滑离木板B。

12．一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A=30o，斜边AB＝a．棱镜材料的折射率为n=．在此截面所在的平面内，一条光线以45o的入射角从AC边的中点M射入棱镜，画出光路图并求射出的点的位置（不

考虑光线沿原来路返回的情况）．

13．如图，一带电荷量q=+0.05C、质量M=lkg的绝缘平板置于光滑的水平面上，板上靠右端放一可视为质点、质量m=lkg的不带电小物块，平板与物块间的动摩擦因数μ=0.75．距平板左端L=0.8m处有一固定弹性挡板，挡板与平板等高，平板撞上挡板后会原速率反弹。整个空间存在电场强度E=100N/C的水平向左的匀强电场。现将物块与平板一起由静止释放，已知重力加速度g=10m/s2，平板所带电荷量保持不变，整个过程中物块未离开平板。求：

（1）平板第二次与挡板即将碰撞时的速率；

（2）平板的最小长度；

（3）从释放平板到两者最终停止运动，挡板对平板的总冲量。

14．如图所示，竖直圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的3倍，细筒足够长。粗筒中A、B两轻质活塞间封有一定质量的空气（可视为理想气体），气柱长L=20 cm。活塞A上方的水银深H=15 cm，两活塞的重力及与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞B使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平。现使活塞B缓慢上移，直至水银的1/3被推入细筒中，求活塞B上移的距离。（设在整个过程中气柱的温度不变，大气压强P0相当于75 cm的水银柱产生的压强。）

15．水上摩天轮它架设70个轿厢，可同时容纳384个人观光，如图所示．设摩天轮的半径为R，一质量为m的游客乘摩天轮匀速旋转一圈所用时间为T，重力加速度为g．求：

（1）摩天轮旋转的角速度大小；

（2）从最低点到最高点，该游客重力势能的增加量；

（3）该游客在最高点时对轿厢的压力．

16．如图所示，完全相同的导热活塞A、B用轻杆连接，一定质量的理想气体被活塞A、B分成I、II两部分，封闭在导热性能良好的气缸内，活塞A与气缸底部的距离=10 cm。初始时刻，气体II的压强与外界大气压强相同，温度T1=300 K。已知活塞A、B的质量均为m=1 kg，横截面积均为S=10 cm2，外界大气压强p0=1×105 Pa，取重力加速度g=10 m/s2，不计活塞与气缸之间的摩擦且密封良好。现将环境温度缓慢升高至T2=360 K，求此时：