1、江蘇省2017屆高考物理考前過關(guān)題1人們受小鳥在空中飛翔的啟發(fā)而發(fā)明了飛機，小鳥扇動翅膀獲得向上的舉力可表示為F=kSv2，式中S為翅膀的面積，v為小鳥的飛行速度，k為比例系數(shù)。一個質(zhì)量為100g、翅膀長為a、寬為b的燕子，其最小的飛行速度為12m/s。假如飛機飛行時獲得的向上舉力與小鳥飛行時獲得的舉力有同樣的規(guī)律，一架質(zhì)量為1080kg的飛機，機翼長寬分別為燕子翅膀長寬的20和15倍，那么此飛機的起飛速度多大？由F=kSv2得，對小鳥 m1g=kabv12 對飛機 m2g=k×20a×15bv22 解得 代入數(shù)據(jù)得： v2=72m/s2如圖A所示，一質(zhì)量為m的物體系于長度

2、分別為l1、l2的兩根細線上，l1的一端懸掛在天花板上，與豎直方向夾角為，l2水平拉直，物體處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)將l2線剪斷，求剪斷瞬時物體的加速度。（l）下面是某同學(xué)對該題的一種解法：解：設(shè)l1線上拉力為T1，線上拉力為T2，重力為mg，物體在三力作用下保持平衡T1cosmg， T1sinT2， T2mgtg剪斷線的瞬間，T2突然消失，物體即在T2反方向獲得加速度。因為mg tgma，所以加速度ag tg，方向在T2反方向。你認為這個結(jié)果正確嗎？請對該解法作出評價并說明理由。（2）若將圖A中的細線l1改為長度相同、質(zhì)量不計的輕彈簧，如圖B所示，其他條件不變，求解的步驟和結(jié)果與（l）完全相同，即

3、ag tg，你認為這個結(jié)果正確嗎？請說明理由。解：（1）錯。因為I2被剪斷的瞬間，l1上的張力大小發(fā)生了變化。（2）對。因為G被剪斷的瞬間，彈簧U的長度末及發(fā)生變化，乃大小和方向都不變。3、如圖所示，一質(zhì)量m2=0.25的平頂小車，車頂右端放一質(zhì)量m3=0.2kg的小物體，小物體可視為質(zhì)點，與車頂之間的動摩擦因數(shù)=0.4，小車靜止在光滑的水平軌道上?，F(xiàn)有一質(zhì)量m1=0.05kg的子彈以水平速度v0=12m/s射中小車左端，并留在車中。子彈與車相互作用時間很短。若使小物體不從車頂上滑落，求：(1)小車的最小長度應(yīng)為多少?(2)最后物體與車的共同速度為多少?(3)小木塊在小車上滑行的時間。(g取1

4、0m/s2) 答案：（1）0.9m （2）2.1m/s （3）0.52s4、如圖所示，物塊A的質(zhì)量為M，物塊B、C的質(zhì)量都是m，并都可看作質(zhì)點，且mM2m。三物塊用細線通過滑輪連接，物塊B與物塊C的距離和物塊C到地面的距離都是L?，F(xiàn)將物塊A下方的細線剪斷，若物塊A距滑輪足夠遠且不計一切阻力。求：（1）物塊A上升時的最大速度；ACBLL（2）物塊A上升的最大高度。答案：（1）（2）若 若 若 5、如圖所示，質(zhì)量為M=3kg、長度為 L=1.2m的木板靜止在光滑水平面上，其左端的壁上有自由長度為L0=0.6m的輕彈簧，右端放置一質(zhì)量為m=1kg的小物塊，小物塊與木塊間的動摩擦因數(shù)為=0.4，今對小

5、物塊施加一個水平向左的瞬時沖量I0=4N·s，小物塊相對于木板向左運動而壓縮彈簧使彈性勢能增大為最大值Emax，接著小物塊又相對于木板向右運動，最終恰好相對靜止于木板的最右端，設(shè)彈簧未超出彈性限度，并取重力加速度為g=10m/s2。求：（1）當(dāng)彈簧彈性勢能最大時小物塊速度v；（2）彈性勢能的最大值Emax及小物塊相對于木板向左運動的最大距離Lmax。Mm I0解：（1）由動量定理及動量守恒定律得I0=mv0 mv0=(m+M)v 于是可解得：v=1m/s。（2）由動量守恒定律和功能關(guān)系得mv0=(m+M)umv2 =（m+M）v2+mgLmax+Emaxmv2 =（m+M）u2+2m

6、gLmax于是又可解得：Emax=3J Lmax=0.75m。6、如圖所示，AB是一段位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道，高度為h，末端B處的切線方向水平一個質(zhì)量為m的小物體P從軌道頂端A處由靜止釋放，滑到B端后飛出，落到地面上的C點，軌跡如圖中虛線BC所示已知它落地時相對于B點的水平位移OCl現(xiàn)在軌道下方緊貼B點安裝一水平傳送帶，傳送帶的右端與B的距離為l2當(dāng)傳送帶靜止時，讓P再次從A點由靜止釋放，它離開軌道并在傳送帶上滑行后從右端水平飛出，仍然落在地面的C點當(dāng)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動從而帶動傳送帶以速度v勻速向右運動時（其他條件不變），P的落地點為D（不計空氣阻力）（1）求P滑至B點時的速度大小； （2）求P與傳

7、送帶之間的動摩擦因數(shù)m ；（3）求出O、D間的距離s隨速度v變化的函數(shù)關(guān)系式解：（1）物體P在AB軌道上滑動時，物體的機械能守恒，根據(jù)機械能守恒定律得物體P滑到B點時的速度為（2）當(dāng)沒有傳送帶時，物體離開B點后作平拋運動，運動時間為t，當(dāng)B點下方的傳送帶靜止時，物體從傳送帶右端水平拋出，在空中運動的時間也為t，水平位移為，因此物體從傳送帶右端拋出的速度根據(jù)動能定理，物體在傳送帶上滑動時，有解出物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為（3）當(dāng)傳送帶向右運動時，若傳送帶的速度，即時，物體在傳送帶上一直做勻減速運動，離開傳送帶的速度仍為，落地的水平位移為，即sl當(dāng)傳送帶的速度時，物體將會在傳送帶上做一段勻變速

8、運動如果尚未到達傳送帶右端，速度即與傳送帶速度相同，此后物體將做勻速運動，而后以速度v離開傳送帶v的最大值為物體在傳送帶上一直加速而達到的速度，即由此解得當(dāng)，物體將以速度離開傳送帶，因此得O、D之間的距離為當(dāng)，即時，物體從傳送帶右端飛出時的速度為v，O、D之間的距離為綜合以上的結(jié)果，得出O、D間的距離s隨速度v變化的函數(shù)關(guān)系式為：7在海濱游樂場里有一種滑沙的游樂活動。如圖所示，人坐在滑板上從斜坡的高處由靜止開始滑下，滑到斜坡底端B點后沿水平的滑道再滑行一段距離到C點停下來。若某人和滑板的總質(zhì)量m=60.0kg，滑板與斜坡滑道和水平滑道間的動摩擦因數(shù)相同，大小為=0.50，斜坡的傾角=37

9、76;。斜坡與水平滑道間是平滑連接的，整個運動過程中空氣阻力忽略不計，重力加速度g取10m/s2。試求：(1)人從斜坡滑下的加速度為多大?(2)若出于場地的限制，水平滑道的最大距離為L=20.0m，則人在斜坡上滑下的距離AB應(yīng)不超過多少?(sin37°=0.6，cos37°=0.8) 解：a=2m/s2 s50m8傳送帶通過滑道將長為、質(zhì)量為的柔軟勻質(zhì)物體以初速向右送上水平臺面，物體前端在臺面上滑動距離停下來（如圖所示），已知滑道上的摩擦不計，物與臺面間的動摩擦因數(shù)，而且，試計算物體的初速度V000L解：， ， 由動能定理得= 9如圖所示，桌面上有許多大小不同的塑料球，它們

10、的密度均為，有水平向左恒定的風(fēng)作用在球上；使它們做勻加速運動（摩擦不計），已知風(fēng)對球的作用力與球的最大截面面積成正比，即F=kS(k為一常量).(1) 對塑料球來說，空間存在一個風(fēng)力場，請定義風(fēng)力場強度及其表達式.(2) 在該風(fēng)力場中風(fēng)力對球做功與路徑無關(guān)，可引入風(fēng)力勢能和風(fēng)力勢的概念，若以柵欄P零風(fēng)力勢能參考平面，寫出風(fēng)力勢能EP和風(fēng)力勢U的表達式。(3) 寫出風(fēng)力場中機械能守恒定律的表達式.（球半徑用r表示；第一狀態(tài)速度為v1，位置為x1；第二狀態(tài)速度為v2，位置為x2）解： (1)風(fēng)力場強度：風(fēng)對小球的作用力與對小球最大截面積之比，即E=F/S=k(2)距P為x處，EP=Fx=kSx U

11、=EP/S=kS(3)2rv12/3+kx1=2rv22/3+kx210如圖所示，光滑水平面上的長L為木板以恒定速度v0向右運動，將一個質(zhì)量為m、長度也是L金屬板與木板左右對齊輕放于木板上，。金屬板與木板間動摩擦因數(shù)為。求：為保證金屬板不能從木板上掉下，木板的速度v0應(yīng)滿足什么條件？保持木板勻速運動外力對木板所做功是多少？LV0解：(1)金屬板不掉下的條件是當(dāng)金屬板速度達到v0時相對木板位移小于L/2,對金屬板有 mg=ma a=g速度達到v0所需要時間為 t= v0/g木板位移 s1= v0t= v02/g金屬板位移 s2= v02/2g金屬板在木板上向左位移 s= s1- s2= v02/

12、2g<L/2得到 v0 <（gL）1/2(2)拉動木板勻速運動的力 F=mg F所做功為 W=F s1=m v0211如圖所示，在光滑水平面上放一質(zhì)量為M、邊長為l的正方體木塊，木塊上擱有一長為L的輕質(zhì)光滑棒，棒的一端用光滑鉸鏈連接于地面上O點，棒可繞O點在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，另一端固定一質(zhì)量為m的均質(zhì)金屬小球開始時，棒與木塊均靜止，棒與水平面夾角為角當(dāng)棒繞O點向垂直于木塊接觸邊方向轉(zhuǎn)動到棒與水平面間夾角變?yōu)榈乃矔r，求木塊速度的大小解：設(shè)桿和水平面成角時，木塊速度為v，水球速度為vm，桿上和木塊接觸點B的速度為vB，因B點和m在同一桿上以相同角速度繞O點轉(zhuǎn)動，所以有：= = = B

13、點在瞬間的速度水平向左，此速度可看作兩速度的合成，即B點繞O轉(zhuǎn)動速度v= vB及B點沿桿方向向m滑動的速度v，所以vB = vsin故vm = vB=因從初位置到末位置的過程中只有小球重力對小球、輕桿、木塊組成的系統(tǒng)做功，所以在上述過程中機械能守恒： mgL(sin)=綜合上述得v = l 12、 一個Internet網(wǎng)站報到：南亞某國發(fā)射了一顆人造環(huán)月衛(wèi)星，衛(wèi)星質(zhì)量1000kg，環(huán)繞周期為1h。小李同學(xué)看到這條消息后，認為該國航天技術(shù)水平遠比我國落后，應(yīng)該不可能于近期發(fā)射環(huán)月衛(wèi)星。他手頭現(xiàn)有的數(shù)據(jù)有：地球半徑6400km，是月球半徑的3.8倍，地球表面的重力加速度約為月球的6倍，地球自轉(zhuǎn)周期

14、是24h，月球自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期約為27.32天。假設(shè)環(huán)月衛(wèi)星作勻速圓周運動。 簡述怎樣幫助小李同學(xué)辨別該報道的真?zhèn)?，并寫出相?yīng)的推導(dǎo)過程。解：由，得h。所以，報道不實。13、設(shè)想宇航員完成了對火星表面的科學(xué)考察任務(wù)，乘坐返回艙返回圍繞火星做圓周運動的軌道艙，如圖所示。為了安全，返回艙與軌道艙對接時，必須具有相同的速度。已知返回艙返回過程中需克服火星的引力做功，返回艙與人的總質(zhì)量為m，火星表面的重力加速度為g ，火星的半徑為R，軌道艙到火星中心的距離為r，不計火星表面大氣對返回艙的阻力和火星自轉(zhuǎn)的影響，則該宇航員乘坐的返回艙至少需要獲得多少能量才能返回軌道艙？.解：返回艙與人在火星表面附近有：

15、 設(shè)軌道艙的質(zhì)量為m0，速度大小為v，則： 解得宇航員乘坐返回艙與軌道艙對接時，具有的動能為 因為返回艙返回過程克服引力做功所以返回艙返回時至少需要能量 14這是一個研究圓周運動向心力的實驗設(shè)計：在一個透明玻璃做成的圓臺面上均勻貼了數(shù)條反光度很高的狹窄鋁箔紙條，在圓盤上方某處安裝了一個光傳感器，它具有發(fā)射紅外光線，同時可接收反射光的功能。臺面上有一條光滑的凹槽，凹槽的盡頭，靠近臺壁處安裝了一個力傳感器（可以感知力的大小），力傳感器前放置一個小球。圓盤轉(zhuǎn)動時，光傳感器發(fā)出的光線在鋁箔處反射為光傳感器接收，在沒有鋁箔處將透射過去，小球壓迫在力傳感器上，獲得傳感器給球的彈力，這個力充當(dāng)小球作圓周運動

16、的向心力，力的大小通過傳感器可以測量，當(dāng)光傳感器和力傳感器通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與電腦連接后，電腦顯示屏可顯示出光接收波形圖( a )和力的測量數(shù)值。從而在小球m已知前提下，研究向心力的關(guān)系。現(xiàn)已知光傳感器在圓臺面上的光點距轉(zhuǎn)軸距離r，小球的質(zhì)量為m，球心與轉(zhuǎn)軸相距r，鋁箔寬度d，電腦顯示屏顯示出鋁箔條反射光的最短時間為t1，當(dāng)力傳感器獲得對應(yīng)時間的數(shù)值F0后。（1）A同學(xué)是這樣處理的算出，再由，與F0比較，從而驗證。但結(jié)果發(fā)現(xiàn)，誤差較大，請指出問題所在。（2）這一設(shè)計對轉(zhuǎn)臺作非勻速圓周運動的情況是否適用。簡要說明理由。是由于用計算瞬時速度時，d值偏大的原因。（1） 適用，在實驗中，若使d值較小，則

17、由算出的速度可表示瞬時速度。15. 在板的上表面上方，存在一定厚度的“相互作用區(qū)域”，如圖中劃虛線的部分，當(dāng)物塊P進入相互作用區(qū)時，B便有豎直向上的恒力f作用于P，fmg，51，f對P的作用使P剛好不與B的上表面接觸；在水平方向P、B之間沒有相互作用力. 已知物塊P開始自由落下的時刻，板B向右的速度為V010.0m/s. P從開始下落到剛到達相互作用區(qū)所經(jīng)歷的時間為T02.00s. 設(shè)B板足夠長，保證物塊P總能落入B板上方的相互作用區(qū)，取重力加速度g9.80m/s2.問：當(dāng)B開始停止運動那一時刻，P已經(jīng)回到過初始位置幾次？解：根據(jù)題意，在物塊P從開始下落至剛要進入相互作用區(qū)的時間T0內(nèi)，板在摩

18、擦力作用下的加速度板速度的減少量V1A0T0即V1µgT0代入數(shù)據(jù)，得V10.392m/s物塊P一旦進入相互作用區(qū)，便受到板的向上作用力，因而做減速運動物塊P剛進入相互作用區(qū)的速度V0gT0設(shè)在相互作用區(qū)內(nèi)物塊P做減速運動的加速度為a，則由題給條件可知經(jīng)歷時間T，物塊剛要到達B板上表面，則有V0aT由以上三式解得在T時間內(nèi)，B板受到的摩擦力為µ（Mgmg），在摩擦力作用下的B板加速度在這段時間內(nèi)，B板速度的減少量V2AT即代入數(shù)據(jù)，解得V24.782×102m/s當(dāng)物塊P的速度減到零后，又開始以加速度為a向上做加速運動，經(jīng)歷時間T，跑出相互作用區(qū)，在這段時間內(nèi)，B

19、板減少的速度仍是V2；物塊P離開相互作用區(qū)后，做加速度為g的減速運動，經(jīng)歷時間T0，回到初始位置，在這段時間內(nèi)，B板減少的速度為V1，以后物塊又從起始位置自由落下，重復(fù)以前的運動，B板的速度再次不斷減少總結(jié)以上分析可知：每當(dāng)物塊P完成一次從起始位置自由下落，進入相互作用區(qū)后又離開相互作用區(qū)，最后回到起始位置的過程中，B板速度減少的總量為V2V12V2代入數(shù)據(jù)，得V0.8796m/s設(shè)在物塊P第n次回到起始位置時刻，B板的速度為Vn，則有VnV0nVn越大，Vn越小設(shè)當(dāng)nn0時，已十分小，致使在物塊P由nn0到nn01的過程中的某一時刻，B板的速度已減至零，若仍用上式，則表示當(dāng)nn0時，0；當(dāng)n

20、n01時，0，即有V0n0V0，V0（n01）V0代入有關(guān)數(shù)據(jù)，得n011.37，n010.37因為n0為整數(shù)，故有n011即當(dāng)B開始停止運動的那一時刻，P已經(jīng)回到過初始位置11次16閱讀如下資料并回答問題：自然界中的物體由于具有一定的溫度，會不斷向外輻射電磁波，這種輻射因與溫度有關(guān)，稱熱輻射，熱輻射具有如下特點：1輻射的能量中包含各種波長的電磁波；2物體溫度越高，單位時間從物體表面單位面積上輻射的能量越大；3在輻射的總能量中，各種波長所占的百分比不同。處于一定溫度的物體在向外輻射電磁能量的同時，也要吸收由其他物體輻射的電磁能量，如果它處在平衡狀態(tài)，則能量保持不變，若不考慮物體表面性質(zhì)對輻射與

21、吸收的影響，我們定義一種理想的物體，它能100%地吸收入射到其表面的電磁輻射，這樣的物體稱為黑體，單位時間內(nèi)從黑體表面單位面積輻射的電磁波的總能量與黑體絕對溫度的四次方成正比，即，其中常量瓦/（米2·開4）。在下面的問題中，把研究對象都簡單地看作黑體。有關(guān)數(shù)據(jù)及數(shù)學(xué)公式：太陽半徑千米，太陽表面溫度開，火星半徑千米，球面積，其中R為球半徑。（1）太陽熱輻射能量的絕大多數(shù)集中在波長為2×109米1×104米范圍內(nèi)，求相應(yīng)的頻率范圍。（2）每小時從太陽表面輻射的總能量為多少？（3）火星受到來自太陽的輻射可認為垂直入到面積為（為火星半徑）的圓盤上，已知太陽到火星的距離約為

22、太陽半徑的400倍，忽略其它天體及宇宙空間的輻射，試估算火星的平均溫度。解（1） （赫） （赫） 輻射的頻率范圍為3×1013赫1.5×1013赫（2）每小時從太陽表面輻射的總能量為 代入數(shù)所得W=1.38×1010焦 （3）設(shè)火星表面溫度為T，太陽到火星距離為，火星單位時間內(nèi)吸收來自太陽的輻射能量為 火星處在平衡狀態(tài) 即 由10式解得火星平均溫度（K）17如圖所示，直角玻璃三棱鏡置于空氣中，已知A=60°，C=90°；一束極細的光于AC邊的中點垂直AC面入射，AC=2a，棱鏡的折射率為n=，求：(1)光在棱鏡內(nèi)經(jīng)一次全反射后第一次射入空氣時的

23、折射角(2)光從進入棱鏡到第一次射入空氣時所經(jīng)歷的時間(設(shè)光在真空中傳播速度為c)(1)因為光線在D點發(fā)生全反射，由反射定律和幾何知識得4=30°在E點，由折射定律得：第一次射入空氣的折射角5=45°(2)設(shè)光線由O點到C點所需的時間t，則由數(shù)學(xué)知識得：OD=a 18光滑水平面上放有如圖所示的用絕緣材料制成的“”型滑板，（平面部分足夠長），質(zhì)量為4m，距滑板的A壁為L1距離的B處放有一質(zhì)量為m，電量為+q的大小不計的小物體，小物體與板面的摩擦不計，整個裝置處于場強為E的勻強電場中，初始時刻，滑板與小物體都靜止，試求：（1）釋放小物體，第一次與滑板A壁碰前小物體的速度v1多大

24、？（2）若小物體與A壁碰后相對水平面的速度大小為碰前的，則小物體在第二次跟A壁碰撞之前瞬時，滑板的速度v和物體的速度v2分別為多大？（均指對地速度）（3）小物體從開始運動到第二次碰撞前，電場力做功為多大？（碰撞時間可忽略）解：（1）由動能定理 得（2）若物體碰后仍沿原方向運動，碰后滑板速度為V，由動量守恒 得，故不可能物塊碰后必反彈由動量守恒 得由于碰后滑板勻速運動直至與物體第二次碰撞之前，故物體與A壁第二次碰前，滑板速度物體與A壁第二次碰前，設(shè)物塊速度為v2由兩物的位移關(guān)系有：即 由代入數(shù)據(jù)可得：分（3）物體在兩次碰撞之間位移為S，得分物塊從開始到第二次碰撞前電場力做功為19.如圖所示，有上

25、下兩層水平放置的平行光滑導(dǎo)軌，間距是L，上層導(dǎo)軌上擱置一根質(zhì)量為m，電阻是R的金屬桿ST，下層導(dǎo)軌末端緊接著兩根豎直平面內(nèi)的半徑為r的光滑絕緣半圓形軌道，在靠近半圓形軌道處擱置一根質(zhì)量也是m，電阻也是R的金屬桿AB。上下兩層平行導(dǎo)軌所在區(qū)域里有一個豎直向下的勻強磁場。當(dāng)閉合開關(guān)S后，當(dāng)有電荷量q通過金屬桿AB時，桿AB滑過下層導(dǎo)軌，進入半圓形軌道并且剛好能通過軌道最高點DF后滑上上層導(dǎo)軌。設(shè)上下兩層導(dǎo)軌都是夠長，電阻不計。求磁場的磁感應(yīng)強度求金屬桿AB剛滑到上層導(dǎo)軌瞬間，上層導(dǎo)軌和金屬桿組成的回路中的電流問從AB滑到上層導(dǎo)軌到具有最終速度這段時間里上層導(dǎo)軌回路中有多少能量轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能？SBFDB

26、AST解：開關(guān)閉合后，有電流通過AB棒，在安培力F作用下獲得加速度，離開下層 軌道時速度為v0，由動量定理，得 AB棒在半圓軌上運動時，機械能守恒，則 AB棒在半圓軌最高點時，由牛頓第二定律得 聯(lián)解式，得： AB滑入上層軌道瞬間的速度為； 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢為 回路中電流 當(dāng)兩桿速度相等時，回路中磁通量不變化，電流為零，兩桿作勻速直線運動，達到最終速度v，由動量守恒定律，得：由能量關(guān)系，得：20如圖所示，abcd為質(zhì)量M2 kg的導(dǎo)軌，放在光滑絕緣的水平面，另有一根質(zhì)量m0.6 kg的金屬棒PQ平行于bc放在水平導(dǎo)軌上，PQ棒左邊靠著絕緣的豎直立柱e、f（豎直立柱光滑，且固定不動），導(dǎo)軌處于勻強磁

27、場中，磁場以為界，左側(cè)的磁場方向豎直向上，右側(cè)的磁場方向水平向右，磁感應(yīng)強度大小都為B0.8 T導(dǎo)軌的bc段長l0.5 m，其電阻r0.4 W，金屬棒的電阻R0.2W，其余電阻均可不計金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)m 0.2若在導(dǎo)軌上作用一個方向向左、大小為F2N的水平拉力，設(shè)導(dǎo)軌足夠長，重力加速度g取，試求：（1）導(dǎo)軌運動的最大加速度；（2）導(dǎo)軌的最大速度；（3）定性畫出回路中感應(yīng)電流隨時間變化的圖線解：導(dǎo)軌在外力作用下向左加速運動，由于切割磁感線，在回路中要產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)軌的bc邊及金屬棒PQ均要受到安培力作用，PQ棒受到的支持力要隨電流的變化而變化，導(dǎo)軌受到PQ棒的摩擦力也要變化，因此導(dǎo)軌

28、的加速度要發(fā)生改變導(dǎo)軌向左切割磁感線時，有，導(dǎo)軌受到向右的安培力，金屬棒PQ受到向上的安培力，導(dǎo)軌受到PQ棒對它的摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律，有F-BIl-m（mg-BIl）Ma，即F-（1-m）BIl-m mgMa（1） 當(dāng)剛拉動導(dǎo)軌時，v0，由式可知，則由式可知，此時有最大加速度，即（2）隨著導(dǎo)軌速度v增大，增大而a減小，當(dāng)a0時，有最大速度，從式可得，有將代入式，得（3）從剛拉動導(dǎo)軌開始計時，t0時，I0，當(dāng)時，v達到最大，I達到2.5 A，電流I隨時間t的變化圖線如圖所示 B R2R3abcdMNPQA1A2v1v2R121.如圖所示，MN、PQ為兩根平行的、置于水平面上的光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌

29、間距離為L=1m，導(dǎo)軌間接有阻值為1的電阻R1，導(dǎo)軌MN上接有電流表A1、A2，導(dǎo)軌PQ上接有阻值均為2的電阻R2、R3。垂直于導(dǎo)軌放置兩根質(zhì)量均為1kg，電阻均為1的金屬棒ab、cd，其余電阻不計，整個裝置處于豎直向上的磁感應(yīng)強度為0.5T的勻強磁場中。ab、cd在垂直于ab、cd的水平力的作用下分別向左向右作速度為v1、v2的勻速運動。若安培表A1、A2的讀數(shù)分別為2A和1A，且通過電流表的電流方向均向右，求：（1）ab間的電壓Uab。（2）速度v1、v2。解： 22.如圖所示,在水平方向與紙面垂直的足夠大的勻強磁場中,有一足夠長的 形金屬框架abcd以v1=2m/s的速度向右做切割磁感線

30、運動,在框架abcd上下兩板內(nèi)產(chǎn)生一個勻強電場.有一個帶電油滴以水平速度v2從P點(ap=L/2)向左射入框架內(nèi)做勻速圓周運動(g=10m/s2).求:bcdLV1aPV2(1) 油滴必須帶什么性質(zhì)的電荷, 油滴做勻速圓周運動的周期是多少?(2) 為使油滴不跟框架壁相碰, 油滴速度v2與框架寬度L的比值v2/L應(yīng)滿足什么條件?(3) 為使油滴不離開電場,并且能夠在框架內(nèi)完整地運動一周,速度v2要滿足什么條件?解： 油滴應(yīng)帶負電.由于框架左邊作切割磁感線運動,使上下兩板間產(chǎn)生電壓 U=BLv 兩板間電場強度 E=Bv1由油滴做勻速圓周運動的條件得 mg=qE=qBv1 B=油滴運動的周期 T=s

31、（2） R油滴不跟框架壁相碰應(yīng)滿足條件 2RL/2 即 =1.25s-1(3)油滴順時針做圓周運動,若v2的水平速度大小等于v1時未脫離電場,則以后不再會脫離.設(shè)當(dāng)油滴轉(zhuǎn)至其線速度方向與豎直方向的夾角為時油滴速度v2的水平分量大小等于v1, 油滴剛好運動至框架右邊緣,(如圖所示) 則V1V2sin=v1V1V2t=v1tRcos v1v2cos即 23斜角為q的斜面所在區(qū)域存在著沿斜面向上的勻強電場。在斜面上O點，以初動能E0沿斜面向上釋放一個帶負電的物體，使物體沿斜面向上運動，如圖所示。如果物體到達斜面上A點時，動能減少了E1，重力勢能增加了E2，電勢能增加了E3（E1> E2+ E3

32、）物體仍具有沿斜面向上的速度，且物體最終能夠回至O點，那么當(dāng)物體重新回到O點時，其動能Ek為多少？qOAPQPAPBPdPUP+UP-UPt24某電視機廠在設(shè)計新產(chǎn)品時，做了一個帶電粒子在電場中運動的實驗。在相距為d的平行板A、B上加有周期為T的電壓（如圖所示）。AB板中心各有一相對小孔P、Q?，F(xiàn)從P孔連續(xù)不斷地沿PQ方向放出質(zhì)量為m，電量為q的粒子（重力不計），且粒子的初速度和相互之間作用力均可不計。從一個周期的開始時刻（即t=0時刻）計時，發(fā)現(xiàn)一個周期內(nèi)（即t=T的時間內(nèi)）到達Q點時速度為零的某粒子的進場時刻，恰好就是t=0時刻進場的粒子從Q中射出的時刻。（1）試確定AB板所加電壓U的大小

33、。（2）從t=0時刻起，一個周期內(nèi)進入電場的粒子，形成有粒子射出電場的總時間，與電壓周期T的比值是多少。（結(jié)果中可保留根號），25、如圖所示，一個U形導(dǎo)體框架，其寬度L=1m，框架所在平面與水平面的夾用=30°。其電阻可忽略不計。設(shè)勻強磁場與U形框架的平面垂直。勻強磁場的磁感強度 B0.2T。今有一條形導(dǎo)體ab，其質(zhì)量為m0.5kg，有效電阻R=0.1，跨接在U形框架上，并且能無摩擦地滑動，求（1）由靜止釋放導(dǎo)體，導(dǎo)體ab下滑的最大速度vm；（2）在最大速度vm時，在ab上釋放的電功率。（g=10m/s2）。解：（1）導(dǎo)體ab受G和框架的支持力N，而做加速運動，如圖，由牛頓第二定律m

34、gsin30°=maa=gsin30°=5（ms2）但是導(dǎo)體從靜止開始運動后，就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，回路中就會有感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使得導(dǎo)體受到磁場的安培力的作用。設(shè)安培力為FA隨著速度v的增加，加速度a逐漸減小。當(dāng)a=0時，速度v有最大值（2）在導(dǎo)體ab的速度達到最大值時，電阻上釋放的電功率26如圖所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道相距L=1m，兩軌道之間用電阻R=2連接，有一質(zhì)量為m=0.5kg的導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上現(xiàn)用水平拉力沿軌道方向拉導(dǎo)體桿，使導(dǎo)體

35、桿從靜止開始做勻加速運動經(jīng)過位移s=0.5m后，撤去拉力，導(dǎo)體桿又滑行了相同的位移s后停下求：(1)全過程中通過電阻R的電荷量；(2)拉力的沖量；(3)勻加速運動的加速度；(4)畫出拉力隨時間變化的Ft圖象解：（1）設(shè)全過程中平均感應(yīng)電動勢為，平均感應(yīng)電流為I，時間，則通過電阻R的電荷量q=I， 得C(2)設(shè)拉力作用時間為，拉力平均值為F，根據(jù)動量定理有：，所以N·s(3)拉力撤去時，導(dǎo)體桿的速度為v，拉力撤去后桿運動時間為，平均感應(yīng)電流為I2，根據(jù)動量定理有：，即，m/s 所以m/s2（4），拉力作用時間s，此時Fmax=6N；t = 0時，F(xiàn)=ma=2N27一種稱為“質(zhì)量分析器”

36、的裝置如圖所示。A表示發(fā)射帶電粒子的離子源，發(fā)射的粒子在加速管B中加速，獲得一定速率后于C處進入圓形細彎管（四分之一圓弧），在磁場力作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，然后進入漂移管道D。若粒子質(zhì)量不同或電量不同或速率不同，在一定磁場中的偏轉(zhuǎn)程度也不同。如果給定偏轉(zhuǎn)管道中心軸線的半徑、磁場的磁感應(yīng)強度、粒子的電荷和速率，則只有一定質(zhì)量的粒子能從漂移管道v中引出。己知帶有正電荷（q=1.6×10-19C的磷離子，質(zhì)量為m=5.1×10-26kg，初速率可認為是零，經(jīng)加速管B加速后速率v7.9×105m/s。求：（都保留一位有效數(shù)字）(1)加速管B兩端的加速電壓應(yīng)為多大？(2)若圓形彎管

37、中心軸線的半徑R=0.28m，為了使磷離子從漂移管道引出，則圖中虛線所圍正方形區(qū)域內(nèi)應(yīng)加磁感應(yīng)強度為多大的勻強磁場？28電子感應(yīng)加速器是利用變化磁場產(chǎn)生的電場來加速電子的，如圖所示。在圓形磁鐵的兩極之間有一環(huán)形真空室，用交變電流勵磁的電磁鐵在兩極間產(chǎn)生交變磁場，從而在環(huán)形室內(nèi)產(chǎn)生很強的電場，使電子加速。被加速的電子同時在洛倫茲力的作用下沿圓形軌道運動，設(shè)法把高能電子引入靶室，能使其進一步加速。在一個半徑為r=0.84m的電子感應(yīng)加速器中，電子在被加速的4.2×10-3s時間內(nèi)獲得的能量為12MeV，這期間電子軌道內(nèi)的高頻交變磁場是線性變化的，磁通量從零增到1.8Wb，求電子共繞行了多

38、少周？ 29、靜止的氮核N被速度是v0的中子n擊中生成甲乙兩核,已知甲、乙兩核的速度方向同碰前中子的速度方向一致,甲、乙兩核的動量之比為1:1,動能之比為1:4,它們沿垂直磁場方向進入勻強磁場作勻速圓周運動,其半徑之比為1:6,甲乙各是什么核?寫出核反應(yīng)方程.解：.設(shè)生成甲核為X,則生成的乙核為Y，核反應(yīng)方程式為 N+nX+Y 根據(jù)動能之比為1:4,可知EK甲=P2/2m甲，EK乙=P2/2m乙,得m甲=4 m乙 即 A=12 15-A=3 根據(jù)在磁場中圓周運動的半徑之比為1:6,知R甲=P/Bq甲，R乙=P/Bq乙得 q甲=6q乙 即 Z=6 7-Z=1 故甲為C,乙為H,核反應(yīng)方程式為 N

39、+nC+H 30、在直徑為d的圓形區(qū)域內(nèi)存在均勻磁場，磁場方向垂直于圓面指向紙外。一電量為q。質(zhì)量為m的粒子，從磁場區(qū)域的一條直徑AC上的A點射入磁場，其速度大小為v0，方向與AC成角。若此粒子恰好能打在磁場區(qū)域圓周上的D點，AD與AC的夾角為，如圖所示，求該勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大小。解： 設(shè)粒子在磁場中圓周運動半徑為R，其運動軌跡如圖所示，O為圓心，則有： 又設(shè)AO與AD的夾角為，由幾何關(guān)系知： 可得： 代入式得： 31、水平面上兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距為L，一端通過導(dǎo)線與阻值為R的電阻連接；導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m的金屬桿（見下圖），金屬桿與導(dǎo)軌的電阻忽略不計；均勻磁場豎直向下

40、。用與導(dǎo)軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上，桿最終將做勻速運動。當(dāng)改變拉力的大小時，相對應(yīng)的勻速運動速度v也會變化，v和F的關(guān)系如下圖。（取重力加速度g=10m/s2） （1）金屬桿在勻速運動之前做什么運動？ （2）若m=0.5kg，L=0.5m, R=0.5；磁感應(yīng)強度B為多大？ （3）由vF圖線的截距可求得干什么物理量？其值為多少？解：（1）變速運動（或變加速運動、加速度減小的加速運動、加速運動）。 （2）感應(yīng)電動勢：E=vBL 感應(yīng)電流： 安培力： 由圖線不過原點可知金屬桿受拉力、安培力和阻力作用，勻速時合力為零，有 ） 由圖線可以得到直線的斜率：k=2 （3）由直線的截距可以求得金屬桿受

41、到的阻力f：f=2N 若金屬桿受到的阻力僅為摩擦力，由截距可求得動摩擦因數(shù)： R1R2SR4R3E.rC32、在如圖所示電路中，電源的電動勢E30V，內(nèi)阻r1，電阻R110，R210，R330，R435，電容器C100。電容器原來不帶電。求接通電鍵S后流過R4的總電量。解：Q2.0×104C33搭載有“勇氣”號火星車的美國火星探測器，于北京時間2003年6月11日凌晨1時58分成功升空，經(jīng)過了206個晝夜長達4億8千萬公里漫長的星際旅行，于北京時間2004年1月4日12時35分“勇氣”號火星車終于成功登陸在火星表面 ?！坝職狻碧栯x火星地面12m時與降落傘自動脫離，被眾氣囊包裹的“勇氣

42、”號下落到地面后又彈跳到15m高處，這樣上下碰撞了若干次后，才靜止在火星表面上。已知火星的半徑為地球半徑的二分之一，質(zhì)量為地球的九分之一（取地球表面的重力加速度為10m/s2，計算結(jié)果均取二位有效數(shù)字）。（1）根據(jù)上述數(shù)據(jù)，火星表面的重力加速度是多少？（2）若被眾氣囊包裹的“勇氣”號第一次碰火星地面時，其機械能損失為其12m高處機械能的10，不計空氣的阻力，求“勇氣”號在12m高處的速度。（3）已知“勇氣”號和氣囊的總質(zhì)量為200，設(shè)與地面第一次碰撞時氣囊和地面的接觸時間為0.4s，求“勇氣”號和氣囊與火星碰撞時所受到的平均沖力。34如圖所示，兩根與水平面成30°角的足夠長光滑金屬導(dǎo)

43、軌平行放置，導(dǎo)軌間距為L1m，導(dǎo)軌底端接有阻值為1 W的電阻R，導(dǎo)軌的電阻忽略不計。整個裝置處于勻強磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面斜向上，磁感應(yīng)強度B1T?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m0.2 kg、電阻不計的金屬棒用細繩通過光滑滑輪與質(zhì)量為M0.5 kg的物體相連，細繩與導(dǎo)軌平面平行。將金屬棒與M由靜止釋放，棒沿導(dǎo)軌運動了2 m后開始做勻速運動。運動過程中，棒與導(dǎo)軌始終保持垂直接觸。求：（1）金屬棒勻速運動時的速度； （2）棒從釋放到開始勻速運動的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱；（3）若保持某一大小的磁感應(yīng)強度B1不變，取不同質(zhì)量M的物塊拉動金屬棒，測出金屬棒相應(yīng)的做勻速運動的v值，得到實驗圖像如圖所示，請根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)計算出此時的B1。