1、2006年清华中学高考查漏补缺物理计算题训练(一)1(16分)两块金属板A、B平行放置,板间存在与匀强电场正交的匀强磁场,假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域。一束电子以一定的初速度v0从两板中间沿垂直于电场、磁场的方向射入场中,无偏转地通过场区,如图所示,已知板长l=10cm,两板间距d =3.0cm,两板间电势差U =150V, v0 =2.0107m/s。(1)求磁感应强度B的大小。v0AeB(2)若撤去磁场,求电子穿过电场区时电场力做的功。(电子所带电荷量的大小与其质量之比,电子电荷量的大小e =1.610-19C)ABONMv02如图所示,在虚线MN的上方存在方向垂直纸面向里的匀强
2、磁场,质子和粒子从MN上的O点以相同的速度v0(v0在纸面内且与MN的夹角为, 90)同时射入匀强磁场中,再分别从MN上A、B两点离开磁场,A、B距离为d已知质子的质量为m,电荷为e忽略重力及质子和粒子间的相互作用求:(1) 磁感应强度的大小(2) 两粒子到达A、B两点的时间差3(16分)质量的物块(可视为质点)在水平恒力作用下,从水平面上点由静止开始运动,运动一段距离撤去该力,物块继续滑行停在B点,已知、两点间的距离,物块与水平面间的动摩擦因数,求恒力多大。()4(19分)如图所示,两根光滑的平行金属导轨MN、PQ处于同一水平面内,相距L=0.4m,导轨的左端用R=0.3的电阻相连,导轨电阻
3、不计,导轨上跨接一电阻r=0.1的金属杆ab,质量m=0.1kg,整个装置放在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,现对杆施加水平向右的拉力F=2N,使它由静止开始运动,求:(1)杆能达到的最大速度多大?此时拉力的瞬时功率多大?(2)当杆的速度为最大速度的一半时,杆的加速度多大?(3)若杆达到最大速度后撤去拉力,则此后R上共产生多少热能?5(16分)2005年10月12日上午9时,“神舟六号”在长征2号F运载火箭的推动下飞向太空,飞船先在距近地点200km、远地点350km的椭圆型轨道上运行5圈后变轨进入到距地面343km的圆形轨道上绕地球飞行。与10月17日凌晨,返回舱顺利着陆。 为使问
4、题简化,现设地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,地球自转周期为T,飞船做圆轨道飞行时距地面高度为H,求:飞船进入圆轨道做匀速圆周运动时的周期为多少?其轨道半径与地球同步卫星轨道半径之比为多少?(用以上字母表示)6、(15分)举重运动是力量和技巧充分结合的体育项目,就“抓”举而言,其技术动作可分为预备、提杠铃、发力、下蹲支撑、起立、放下杠铃等六个步聚如图所示表示了其中的几个状态在“提杠铃、发力”阶段,运动员对杠铃施加恒力作用,使杠铃竖直向上加速运动;然后运动员停止发力,杠铃继续向上运动,当 运动员处于“下蹲支撑”处时,杠铃的速度恰好为零从运 动员开始“提杠铃、发力”到“下蹲支撑”处的整个过
5、程历时 0.8s,杠铃升高0.6m,该杠铃的质量为15kg。求运动员提 杠铃、发力时,对杠铃的作用力大小。(g取10m/s2)7.(16分)OAB如图所示为宇宙中一个恒星系的示意图,A为该星系的一颗行星,它绕中央恒星O运行的轨道近似为圆,天文学家观测得到A行星运动的轨道半径为R0,周期为T。.(1)中央恒星O的质量是多大?(2)长期观测发现:A行星实际运动的轨道与圆轨道总存在一些偏离,且周期性地每隔t0时间发生一次最大的偏离,天文学家认为形成这种现象的原因可能是A行星外侧还存在着一颗未知的行星B(假设其运动轨道与A在同一平面内,且与A的绕行方向相同),它对A行星的万有引力引起A轨道的偏离,根据
6、上述现象及假设,请你对未知行星B的运动做出两个定量的预测.8(16分)如图所示,光滑的水平面上有一静止的质量为M的长木板A,木板的左端水平安装一处于自然状态的轻弹簧,右端放一质量为m的小木块B。现将一质量也是m的子弹以水平向左的速度v0射入木块而未穿出,且子弹射入木块的时间极短。此后木块先向左运动并压缩弹簧,后又被弹簧弹开,木块最终恰好不滑离木板。设弹簧被压缩过程中未超过其弹性限度,求整个过程中弹簧弹性势能的最大值。9.(16分)1919年卢瑟福用粒子撞击核发现了质子。(1)写出这个核反应的方程 。(2)上述核反应可以用如下的模型来认识,运动的粒子撞击一个静止的核,它们暂时形成一个整体(复合核
7、),随即复合核迅速转化成一个质子和另一个原子核。已知复合核发生转化需要能量。那么要想发生上述核反应,入射粒子的能量至少要多大?10(16分)如图12所示,在水平桌面上有一个轻弹簧一端被固定,另一端放一质量m = 0.20kg的小滑块,用一水平力推着滑块缓慢压缩弹簧,使弹簧具有弹性势能E = 0.90 J时突然撤去推力,滑块被弹簧弹出,在桌面上滑动后由桌边水平飞出落到地面。已知桌面距地面的高度h = 0.80m,重力加速度g取10m/s2,忽略小滑块与桌面间的摩擦以及空气阻力。求: (1)滑块离开桌面时的速度大小。 (2)滑块离开桌面到落地的水平位移。 (3)滑块落地时的速度大小和方向。参考答案
8、1本题共16分。(1)电子进入正交的电磁场不发生偏转,则: (4分) (4分) (2)电子通过场区偏转的距离为 (4分)电场力做功 (4分)ABONMv02(16分)解:()两粒子在磁场中做匀速圆运动,轨迹如图所示设磁感强度为,粒子与质子的轨道半径分别为r与rp,则(2分)(2分)由题知:(4分)由可得(2分)(2)(4分)由解得:(2分)4(1)当安培力与外力F相等时,杆达到最大速度,设最大速度为Vmax 则: (1分) (1分)F安=BIL (1分)F安 (2分) 代入数据,联立式得 (1分) 此时拉力的瞬时功率:P=FV (2分)P=10W (1分) (2) (2分) (1分) (1分)
9、解得a=10m/s2 (1分) (3) (2分) (2分)解得QR=0.9375J5解:设飞船周期为T1则在地表任一物体: GM=gR2由得: 由 6.(15分)解:设杠铃到b处时速度为v,ab段高度为h1,全程ac段的高度为h,设全程ac段所用时间为t,bc段用时为t2,则对全程有: (4分) 所以t2=(3分) 故ab段所用时间为:t1=t-t2=0.65s ab段杠铃,的加速度为:(3分)对杠铃,由牛顿第二定律得:F-mg=ma(2分)可求得:F=1845N.(3分)7、(16分)(1)设中央恒星质量M,A行星质量m,据万有引力定律和牛顿运动定律有 (5分) 得M(3分)(2)由图示,据
10、题意知,A、B相距最近时,B对A影响最大,且每隔t0时间相距最近,设B行星周期T则(或)(4分)OAB得T(1分)设B行星质量是mB,运动的轨道半径R则(2分)解得RR0(1分)正确做出其他定量的预测同样给分8子弹射入木块过程动量守恒,设射入后子弹、木块的共同速度为v1,则 2mv1=v0 (1)得v1=v0 - 2分 弹簧有最大压缩量时,具有最大弹性势能Ep,此时子弹、木块A、木块B具有共同速度v2,当木块B又滑回木板A的右端相对静止时,又具有共同速度v3,根据动量守恒定律:(M+2m)v2=mv0 (2)- 2分 (M+2m)v3=mv0 (3)- 2分 由(2)、(3)式可得 -1分 设
11、木块B从最右端开始到把弹簧压缩到最短过程中,系统产生的内能为Q,由能量守恒定律有 (4)- 3分 整个过程由能量守恒定律有: (5)-3分 由(4)、(5)式并结合 得: - 3分 =9.(16分)(1)(4分)(2)粒子撞击核形成复合核,应遵循动量守恒,即(4分),系统损失的动能变成复合核发生转化所需要的能量,即(4分)入射粒子的动能(4分)10(16分) (1)滑块被弹簧弹出到离开桌面的运动过程中,滑块和弹簧组成的系统机械能守恒,设滑块离开桌面时的速度大小为v0,根据机械能守恒定律E =,(3分)代入数据解得 v0 = 3.0 m/s。(2分) (2)滑块离开桌面后做平抛运动,设滑块从离开桌面到落地的时间为t,水平位移为s,根据运动学公式,(2分)解得:t = 0.40s;s = 1.2m。(1分) (3)设滑块落地时沿竖直方向的速度大小为v1,根据运动学公式,v1 = gt = 4.0m/s,(2分)则滑块落地时的速度大小 v = 5.0 m/s(2分)速度的方向与水平方向的夹角= arctan,斜向下。(2分)