1、高考理科综合（物理部分）试题（6）（非选择题）1（16分）如图所示，质量M4kg的木滑板B静止放在光滑水平面上，滑板右端固定着一根轻质弹簧，弹簧的自由端C到滑板左端的距离l0.5m，这段滑板与木块A之间的动摩擦因数0.2；而弹簧自由端C端到弹簧固定端D所对应的滑板上表面光滑。可视为质点的小木块A质量m1kg，原来静止于滑板的左端。当滑板B受水平向左的恒力F14N作用时间t后撤去，木块A恰好到达弹簧的自由端C处。假没A、B间的最大静摩擦力跟滑动摩擦力相等，g取10m/s2，试求：（1）水平恒力F的作用时间t；（2）木块A压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能。2（18分）在原子核物理中，研究核子与核子
2、关联的最有效途径是“双电荷交换反应”。这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似。两个小球A和B的轻质弹簧相连，在光滑的水平直轨道上处于静止状态。在它们左边有一垂直于轨 道的固定档板P，右边有一个小球C沿轨道以速度vo射向B球，如图所示，C与B发生碰撞并立即结成一个整体D。在它们继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被锁定，不再改变。然后A球与挡板P发生碰撞，碰撞后A、D都静止不动。A与P接触而不粘连。过一段时间，突然解除锁定（锁定及解除锁定均无机械能损失）。已知A、B、C三球的质量均为m。求：（1）弹簧长度刚被锁定后A的速度；（2）在A离开挡板P之后的运动过程中，弹簧的最大弹性势
3、能。3（23分）如图所示，在地面附近，坐标系xoy在竖直平面内，空间有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在 x0的区域后能在竖直平面内做匀速圆周运动，需在x0的区域内加一个匀强电场，若带电油滴做圆周运动通过x轴上的N点，且MO=NO。求：（1）油滴运动的速率大小；（2）在x0空间内所加电场的场强大小和方向；（3）油滴从x轴上的M点开始到达轴上的N点所用的时间。4（20分）在高能物理研究中，粒子回旋加速器起着重要作用。如图所示，它由两个铝制D形盒组成。两个D形盒处在匀强磁场中并接有正弦交变电压。下图为俯视图。S为正离子发生器。它发出的正离子（如质子）初速度为零，经狭缝电压加
4、速后，进入D形盒中。在磁场力的作用下运动半周，再经狭缝电压加速。如此周而复始，最后到达D形盒的边缘，获得最大速度（动能），由导出装置导出。已知被加速质子，质量m=1.710-27Kg，电量q=1.610-19C，匀强磁场的磁感应强度B=1T，D形盒半径R=1m。 （1）为了使质子每经过狭缝都被加速，正弦交变电压的频率为 。（用字母表示） （2）使质子加速的电压应是正弦交变电压的 值。 （3）试计算质子从加速器被导出时，所具有的动能是多少电子伏。BBsvm5（16分）如图所示，惯性列车（翻滚过山车）装置由圆轨道与两段斜轨连接而成，列车从斜轨高处无动力静止滑下，经过圆轨道后再冲上另一斜轨。已知列车
5、质量为m，圆轨道半径为R，若将列车看成质点，并且不计摩擦.求： （1）要保证列车能安全通过 圆轨道，则斜轨高度至少多少？ （2）若列车较长，不能看成质点，并且要考虑列车与轨道间摩擦，则对斜轨高度有何影响？ （3）若列车由许多节构成，总长恰为2R，列车高度不计，摩擦阻力也不考虑，为保证列车能安全通过圆轨道，求斜轨高度至少多少？6（20分）间距为L=1m的足够长的光滑平行金属导轨与水平面成30角放置。导轨上端连有阻值为0.8的电阻R和理想电流表A，磁感应强度为B=1T的匀强磁场垂直导轨平面，现有质量为m=1kg，电阻r=0.2的金属棒，从导轨底端以10m/s的初速度v0沿平行导轨向上运动，如图所示
6、. 现对金属棒施加一个平行于导轨平面，且垂直于棒的外力F作用，使棒向上作减速运动. 已知棒在导轨平面的整个运动过程中，每1s内在电阻R上的电压总是均匀变化1.6V。求： （1）电流表读数的最大值. （2）从金属棒开始运动到电流表读数为 零的过程中，棒的机械能如何变化，变化了多少？ （3）在答题卷上画出金属棒在导轨上整个运动过程中，作用于棒的外力F随时间t的变化关系（取F沿导轨向上为正方向）。参考答案1（16分）（1）木块A和滑板B均向左做初速为零的匀加速直线运动。即得t1s （2）1s末木块A和滑板B的速度分别为VAaAt212m/sVAaBt313ms撤去外力F后，当木块A和滑板B的速度相同
7、时，弹簧压缩量最大，具有最大弹性势能。根据动量守恒守律，得mvAMVB（mM）v。得v2.8ms。由能量守恒定律 。0.4J。3（18分） （1）设C球与B球粘结成D球时，D的速度为v1，由动量守恒，有mv02mv1。当弹簧压至最短时，D与A的速度相等，设此速度为v2，由动量守恒，有2mv1=3mv2,由以上两式得A的速度 v2=v0。 （2）设弹簧长度被锁定后，贮存在弹簧中的势能为Ep，由机械能守恒，有：2mv12=3mv22+Ep。撞击P点后，A与D的动能都为零。解除锁定后，当弹簧刚恢复到自然长度时，势能全部转化成D的动能，设D的速度为V3。则有EP（2m）v32，以后弹簧伸长。A球离开挡
8、板P，并获得速度。当A、D的速度相等时，弹簧伸至最长。设此时的速度为v4，由动量守恒有2mv3=3mv4，当弹簧伸至最长时，其势能最大，设此势能为EP1，由机械能守恒有2mv32=3mv42+Ep1，解以上各式得Ep1=mv02。4（1），。 （2）；qE=mg；方向竖直向上。 （3）qvB=mv2/R。R=mv/qB；粒子与y轴交于p点，。粒子轨迹所对的圆心角为120，t = Mp/V + T/3。由（2）可知：。5（20分） （1）正弦交变电压的频率等于带电微粒在匀强磁场中的频率。（加速的时间与在磁场中偏转的时间相比较可忽略不计） （2）加速电压应是正弦交变电压的瞬时值。不同瞬时差值，加到最大速度所用的时间不同。 （3）当它从回旋加速器中出来时，轨道半径等于D形盒的半径。由： R=mv/qB 可以得到= 4.7107eV6（20分）（1）速度最大时，最大，电流I最大，（2分）（3分）。 （2）当棒运动速度为v时，棒上感应电动势为，有（1分）。由闭合电路欧姆定律，得（1分），电阻R两端电压U，由欧姆定律U=IR（1分）。得， 式中R、r、B、L均为定值，故 恒定（2分）。金属棒应向上作匀减速运动，且（1分）由速度位移关系 得：（2分）（1分）机械能增加值（2分） （3）Ft图线为完整正确地作出图线得4分。
