高考物理难题分类练习

高考物理难题分类练习3

1. （17分）如图所示，两根足够长的光滑直金属导轨MN 、PQ 平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L ，M 、P 两点间接有阻值为R 的电阻。一根质量为m 的均匀直金属杆ab 放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上。导轨和金属杆的电阻可忽略。让金属杆ab 沿导轨由静止开始下滑，经过一段时间后，金属杆达到最大速度v m ，在这个过程中，电阻R 上产生的热量为Q 。导轨和金属杆接触良好，重力加速度为g 。求：

（1）金属杆达到最大速度时安培力的大小；

（2）磁感应强度的大小；

（3）金属杆从静止开始至达到最大速度的过程中杆下降的高度。

2. （16分）如图所示，绝缘长方体B 置于水平面上，两端固定一对平行带电极板，极板间形成匀强电场E 。长方体B 的上表面光滑，下表面与水平面的动摩擦因数μ=0.05（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同）。B 与极板的总质量B m =1.0kg 。带正电的小滑块A 质量A m =0.60kg ，其受到的电场力大小F=1.2N 。假设A 所带的电量不影响极板间的电场分布。t=0时刻，小滑块A 从B 表面上的a 点以相对地面的速度A v =1.6m/s 向左运动，同时，B （连同极板）以相对地面的速度B v =0.40m/s 向右运动。（g 取10m/s 2）问：

（1）A 和B 刚开始运动时的加速度大小分别为多少？

（2）若A 最远能到达b 点，a 、b 的距离L 应为多少？从t=0时刻至A 运动到b 点时，摩擦力对B 做的功为多少？

3. （18分）如图所示，一个质量为m 的木块，在平行于斜面向上的推力F 作用下，沿着倾角为θ的斜面匀速向上运动，木块与斜面间的动摩擦因数为μ.（θμtan <）

（1）求拉力F的大小；

（2）若将平行于斜面向上的推力F改为水平推力F作用在木块上，使木块能沿着斜面匀速运动，求水平推力F的大小。

4. （21分）如图所示，倾角为θ=30°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面底端固定一垂直斜面的挡板。质量为m=0.20kg的物块甲紧靠挡板放在斜面上，轻弹簧一端连接物块甲，另一端自由静止于A点，再将质量相同的物块乙与弹簧另一端连接，当甲、乙及弹簧均处于静止状态时，乙位于B点。现用力沿斜面向下缓慢压乙，当其沿斜面下降到C点时将弹簧锁定，A、C两点间的距离为△L =0.06m。一个质量也为m的小球丙从距离乙的斜面上方L=0.40m处由静止自由下滑，当小球丙与乙将要接触时，弹簧立即被解除锁定。之后小球丙与乙发生碰撞（碰撞时间极短且无机械能损失），碰后立即取走小球丙。当甲第一次刚要离开挡板时，乙的速度为v=2.0m/s。（甲、乙和小球丙均可看作质点，g取10m/s2）求：

（1）小球丙与乙碰后瞬间乙的速度大小。

（2）从弹簧被解除锁定至甲第一次刚要离开挡板时弹簧弹性势能的改变量。

5. （16分）如图所示，相距为d的平行金属板A、B竖直放置，在两板之间水平放置一绝缘平板。有一质量

m、电荷量q(q＞0)的小物块在与金属板A相距l处静止。若某一时刻在金属板A、B间加一电压U AB＝

3

2

mgd

q

μ

-，

小物块与金属板只发生了一次碰撞，碰撞后电荷量变为－1

2

q，并以与碰前大小相等的速度反方向弹回。已知

小物块与绝缘平板间的动摩擦因数为μ，若不计小物块电荷量对电场的影响和碰撞时间。则

（1）小物块与金属板A碰撞前瞬间的速度大小是多少？

（2）小物块碰撞后经过多长时间停止运动？停在何位置？

6. （18分）如图所示，质量为m =1kg 的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P 点，随传送带运动到A 点后水平抛出，小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B 点进入竖直光滑圆孤轨道下滑。B 、C 为圆弧的两端点，其连线水平。已知圆弧半径R =1.0m 圆弧对应圆心角︒=106θ，轨道最低点为O ，A 点距水平面的高度h =0.8m 。小物块离开C 点后恰能无碰撞的沿固定斜面向上运动，0.8s 后经过D 点，物块与斜面间的滑动摩擦因数为1μ=0.33（g =10m/s 2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）试求：

（1）小物块离开A 点的水平初速度v 1；

（2）小物块经过O 点时对轨道的压力；

（3）斜面上CD 间的距离； （4）假设小物块与传送带间的动摩擦因数为=2μ0.3，传送带的速度为5m/s ，则PA 间的距离是多少？ 7. （18分）天文学家测得银河系中氦的含量约为25%．有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙诞生后2分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的氢核聚变反应生成的。

（1）把氢核反应简化为4个氢核（11H ）聚变成氦核（42He ），同时放出2个正电子（01e ）和2个中微子（v e ），请写出该氢核聚变反应的方程，并计算一次反应释放的能量；

（2）研究表明，银河系的年龄约为t =3.8×1017s ，每秒钟银河系产生的能量约为1×1037J （即P =1×1037J/s ）。现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应，试估算银河系中氦的含量．（最后结果保留一位有效数字）

（3）根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径作出判断。

（可能用到数据：银河系质量约为M =3×1041kg ，原子质量单位1u=1.66×10－27kg ，1u 相当于1.5×10－10J 的能量，电子质量m e =0.0005u ，氦核质量m α=4.0026u ，氢核质量m P =1.0078u ，中微子v e 质量为零） 8. （16分）汤姆生用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示，真空管内的阴极K 发出的电子(不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后，穿过A'中心的小孔沿中心轴O 1O 的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P 和P'间的区域。当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O 点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U 后，亮点偏离到O'点，(O'与O 点的竖直间距为d ，水平间距可忽略不计．此时，在P 和P'间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场。调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B 时，亮点重新回到O 点。已知极板水平方向的长度为L 1，极板间距为b ，极板右端到荧光屏的距离为L 2(如图所示)。