題目列表(包括答案和解析)
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(25分)如圖所示,兩個金屬輪A1、A2,可繞通過各自中心并與輪面垂直的固定的光滑金屬軸O1和O2轉動,O1和O2相互平行,水平放置.每個金屬輪由四根金屬輻條和金屬環組成,A1輪的輻條長為a1、電阻為R1,A2輪的輻條長為a2、電阻為R2,連接輻條的金屬環的寬度與電阻都可以忽略.半徑為a0的絕緣圓盤D與A1同軸且固連在一起.一輕細繩的一端固定在D邊緣上的某點,繩在D上繞足夠匝數后,懸掛一質量為m的重物P.當P下落時,通過細繩帶動D和A1繞O1軸轉動.轉動過程中,A1、A2保持接觸,無相對滑動;兩輪與各自細軸之間保持良好的電接觸;兩細軸通過導線與一阻值為R的電阻相連.除R和A1、A2兩輪中輻條的電阻外,所有金屬的電阻都不計.整個裝置處在磁感應強度為B的勻強磁場中,磁場方向與轉軸平行.現將P釋放,試求P勻速下落時的速度.
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(25分)圖示為一固定不動的絕緣的圓筒形容器的橫截面,其半徑為R,圓筒的軸線在O處.圓筒內有勻強磁場,磁場方向與圓筒的軸線平行,磁感應強度為B.筒壁的H處開有小孔,整個裝置處在真空中.現有一質量為m、電荷量為q的帶電粒子P以某一初速度沿筒的半徑方向從小孔射入圓筒,經與筒壁碰撞后又從小孔射出圓筒.設:筒壁是光滑的,P與筒壁碰撞是彈性的,P與筒壁碰撞時其電荷量是不變的.若要使P與筒壁碰撞的次數最少,問:
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1.P的速率應為多少?
2.P從進入圓筒到射出圓筒經歷的時間為多少?
(25分)圖中正方形ABCD是水平放置的固定梁的橫截面,AB是水平的,截面的邊長都是l.一根長為2l的柔軟的輕細繩,一端固定在A點,另一端系一質量為m的小球,初始時,手持小球,將繩拉直,繞過B點使小球處于C點.現給小球一豎直向下的初速度v0,使小球與CB邊無接觸地向下運動,當
,分別取下列兩值時,小球將打到梁上的何處?
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1.![]()
2.![]()
設繩的伸長量可不計而且繩是非彈性的.
(25分)從赤道上的C點發射洲際導彈,使之精確地擊中北極點N,要求發射所用的能量最少.假定地球是一質量均勻分布的半徑為R的球體,R=6400km.已知質量為m的物體在地球引力作用下作橢圓運動時,其能量E與橢圓半長軸a的關系為
式中M為地球質量,G為引力常量.
1.假定地球沒有自轉,求最小發射速度的大小和方向(用速度方向與從地心O到發射點C的連線之間的夾角表示).
2.若考慮地球的自轉,則最小發射速度的大小為多少?
3.試導出
。
一、單項選擇題:本題共5小題,每小題3分,共15分
題 號
1
2
3
4
5
答 案
D
C
B
C
D
二、多項選擇題:本題共4小題,每小題4分,共16分.每題有多個選項符合題意,全部選對的得4分,選對但不全的得2分,錯選或不答的得0分.
題 號
6
7
8
9
答 案
AD
BD
AC
AD
三、簡答題:本題分必做題(第10、11題)和選做題(第12題)兩部分,共計42分.請將解答填在答題卡相應的位置.
10、10.2.80
m2/s2; 1.30 m/s(
m/s); /宿遷市2009屆高三物理模擬試題4.files/image061.gif)
11、(1)乙同學;畫出的
圖線是一條直線,容易求出電池的電動勢和內電阻
(2)如下圖所示
(3)0.75~1.2 (2分);9000~11000
(4)電源內阻過大
12.選做題(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答,并在答題卡上把所選題目對應字母后的方框涂滿涂黑.如都作答則按A、B兩小題評分.)
A. (選修模塊3-3) (12分)
⑴0.12 ⑵A ⑶減少,1×105J
B. (選修模塊3-4) (12分)
⑴
10,4,沿y軸正方向,5
⑵ C ⑶
,紅
C. (選修模塊3-5) (12分)
⑴
,(m1+m2―m3)c2 ⑵ C ⑶ 40m/s
四、計算題:本題共3小題,共47分.解答時請寫出必要文字說明、方程式和重要的演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數值計算的題,答案中須明確寫出數值和單位.
13、(1)打出粒子的速度都是相同的,在沿電場線方向速度大小為
所以打出速度大小為
設速度方向與v0的夾角為θ,則
(2)當粒子由
時刻進入電場,向下側移最大,則
當粒子由
時刻進入電場,向上側移最大,則
在距離O/中點下方
至上方
范圍內有粒子打出.
14、⑴PQ在區域Ⅱ中距中間邊界
,而MN在區域I
距中間邊界
時,PQ邊產生的感應電動勢
MN邊產生的感應電動勢
故回路中的電動勢
V
由于線框勻速運動,故水平拉力做的功等于線框中產生的焦耳熱,即
⑵設初速度為
,勻速運動一段時間后減速,MN邊到達中間界線時速度為
,接著又勻速運動一段時間后,再減速,最后速度為0,則對跨越中間邊界的過程據動量定理有
對跨越最右邊界的過程據動量定理有
線圈運動時產生的平均感應電動勢
,電量/宿遷市2009屆高三物理模擬試題4.files/image108.gif)
聯立化簡得
由上式可得:
則
故
則
15、⑴
木塊受到鉛塊提供的滑動摩擦力/宿遷市2009屆高三物理模擬試題4.files/image122.gif)
有鉛塊的那個木塊與地面間的最大靜摩擦力為/宿遷市2009屆高三物理模擬試題4.files/image124.gif)
其余每個木塊與地面間的最大靜摩擦力為/宿遷市2009屆高三物理模擬試題4.files/image126.gif)
設鉛塊到第n個木塊時,第n個木塊及后面的木塊開始在地面上滑動,則
得 n>11.5
即當鉛塊滑到第12個木塊左端時,12、13兩木塊開始在地面上滑動。
⑵ 鉛塊剛滑上第12個木塊左端時的速度
滿足/宿遷市2009屆高三物理模擬試題4.files/image132.gif)
解得/宿遷市2009屆高三物理模擬試題4.files/image134.gif)
鉛塊滑動的加速度
,
此時第12、13的加速度/宿遷市2009屆高三物理模擬試題4.files/image138.gif)
以第12、13兩木塊為參考系,鉛塊滑到第12個木塊右端時相對木塊的速度
滿足
/宿遷市2009屆高三物理模擬試題4.files/image146.gif)
故鉛塊可以滑上第13個木塊,在第13個木塊上滑動時,木塊的加速度為
/宿遷市2009屆高三物理模擬試題4.files/image148.gif)
以第13個木塊為參照,鉛塊相對木塊13靜止時滑行的距離為/宿遷市2009屆高三物理模擬試題4.files/image150.gif)
所以,鉛塊最終停在第13塊木塊上,距離其左端0.107m。
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