2022年高考物理压轴题精选集 .pdf

学习必备欢迎下载最近两年全国各地高考物理压轴题汇集（详细解析63 题） 1 （20 分）如图12 所示，PR是一块长为L=4 m 的绝缘平板固定在水平地面上，整个空间有一个平行于PR的匀强电场E，在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场B，一个质量为m=01 kg ，带电量为q=05 C 的物体，从板的P端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动，进入磁场后恰能做匀速运动。当物体碰到板R端的挡板后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场，物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做匀减速运动停在C点，PC=L/4 ，物体与平板间的动摩擦因数为=04，取 g=10m/s2 ，求：（1）判断物体带电性质，正电荷还是负电荷？（2）物体与挡板碰撞前后的速度v1和v2（3）磁感应强度B的大小（4）电场强度E的大小和方向2(10 分) 如图 214 所示，光滑水平桌面上有长L=2m的木板 C，质量 mc=5kg， 在其正中央并排放着两个小滑块A和 B，mA=1kg，mB=4kg，开始时三物都静止在A、B 间有少量塑胶炸药，爆炸后A以速度 6m s 水平向左运动，A、B 中任一块与挡板碰撞后，都粘在一起，不计摩擦和碰撞时间，求： (1)当两滑块 A、B都与挡板碰撞后，C的速度是多大 ? (2)到 A、B都与挡板碰撞为止，C的位移为多少 ? 3（10 分）为了测量小木板和斜面间的摩擦因数，某同学设计如图所示实验，在小木板上固定一个轻弹簧，弹簧下端吊一个光滑小球，弹簧长度方向与斜面平行，现将木板连同弹簧、小球放在斜面上，用手固定木板时，弹簧示数为F1，放手后，木板沿斜面下滑，稳定后弹簧示数为F2，测得斜面斜角为，则木板与斜面间动摩擦因数为多少？（斜面体固定在地面上）4 有一倾角为的斜面，其底端固定一挡板M ，另有三个木块A、B和 C，它们的质量分别为 mA=mB=m ，mC=3 m，它们与斜面间的动摩擦因数都相同. 其中木块A连接一轻弹簧放于斜面上，并通过轻弹簧与挡板M相连，如图所示 . 开始时，木块A静止在 P处，弹簧处于自然伸长状态.木块 B在 Q点以初速度v0向下运动， P、Q间的距离为L. 已知木块 B在下滑过程中做匀速直线运动，与木块A相碰后立刻一起向下运动，但不粘连，它们到达一个最低点后又向上运动，木块B向上运动恰好能回到Q点.若木块 A静止于 P点，木块 C从 Q点开始以初速度032v向下运动，经历同样过程，最后木块C停在斜面上的R点，求 P、R间的距离 L的大小。5 如图，足够长的水平传送带始终以大小为v3m/s 的速度向左运动，传送带上有一质量为M2kg 的小木盒A，A与传送带之间的动摩擦因数为03，开始时，A与传送带之间保持相对静止。先后相隔t3s 有两个光滑的质量为m1kg 的小球B自传送带的左端出发，以v015m/s 的速度在传送带上向右运动。第1 个球与木盒相遇后，球立即进入盒中与盒保持相对静止，第2 个球出发后历B精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 42 页学习必备欢迎下载时t11s/3 而与木盒相遇。求（取g10m/s2）（1）第 1 个球与木盒相遇后瞬间，两者共同运动的速度时多大？（2）第 1 个球出发后经过多长时间与木盒相遇？（3）自木盒与第1 个球相遇至与第2 个球相遇的过程中，由于木盒与传送带间的摩擦而产生的热量是多少？6 如图所示， 两平行金属板A、B长l8cm，两板间距离d8cm，A板比B板电势高 300V，即UAB300V。一带正电的粒子电量q10-10-C，质量m10-20kg，从R点沿电场中心线垂直电场线飞入电场，初速度v02106m/s，粒子飞出平行板电场后经过界面MN、PS间的无电场区域后，进入固定在中心线上的O点的点电荷Q形成的电场区域（设界面PS右边点电荷的电场分布不受界面的影响）。已知两界面MN、PS相距为L12cm ，粒子穿过界面PS最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏EF上。求（静电力常数k9109N m2/C2）（1）粒子穿过界面PS时偏离中心线RO的距离多远？（2）点电荷的电量。7 光滑水平面上放有如图所示的用绝缘材料制成的L形滑板 (平面部分足够长) ，质量为 4m ，距滑板的A壁为L1距离的B处放有一质量为m，电量为 +q的大小不计的小物体，物体与板面的摩擦不计整个装置置于场强为E的匀强电场中，初始时刻，滑板与物体都静止试问：(1) 释放小物体，第一次与滑板A壁碰前物体的速度v1，多大 ? (2) 若物体与A壁碰后相对水平面的速度大小为碰前速率的 35，则物体在第二次跟A碰撞之前，滑板相对于水平面的速度v2和物体相对于水平面的速度v3分别为多大 ? (3) 物体从开始到第二次碰撞前，电场力做功为多大?(设碰撞经历时间极短且无能量损失) 8 如图 ( 甲) 所示，两水平放置的平行金属板C、D相距很近，上面分别开有小孔O和O，水平放置的平行金属导轨P、Q与金属板 C 、D接触良好， 且导轨垂直放在磁感强度为B1=10T的匀强磁场中， 导轨间距L=0.50m，金属棒AB紧贴着导轨沿平行导轨方向在磁场中做往复运动，其速度图象如图( 乙) ，若规定向右运动速度方向为正方向从t=0 时刻开始，由C板小孔O处连续不断地以垂直于C板方向飘入质量为m=3.2 10 -21kg、电量q=1.6 10 -19C 的带正电的粒子 ( 设飘入速度很小，可视为零) 在D板外侧有以MN为边界的匀强磁场B2=10T，MN与D相距d=10cm ，B1和B2方向如图所示 (粒子重力及其相互作用不计) ，求(1)0 到 4.Os 内哪些时刻从O处飘入的粒子能穿过电场并飞出磁场边界MN? (2) 粒子从边界MN射出来的位置之间最大的距离为多少? 9（20 分）如下图所示， 空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感强度大小为B边长为l的正方形金属框abcd（下简称方框）放在光滑的水平地面上，其外侧套着一个与方框边长相同的U 型金属框架MNPQ（仅有MN 、NQ 、QP三条边，下简称U型框） ，U型框与方框之间接触良好且无摩擦两个金属框每条边的质量均为m，每条边的电阻均为rB Avv0 BAv0 RMNLPSO EFl精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 42 页学习必备欢迎下载（1）将方框固定不动，用力拉动U 型框使它以速度0v垂直NQ边向右匀速运动，当U型框的MP端滑至方框的最右侧（如图乙所示）时，方框上的bd两端的电势差为多大?此时方框的热功率为多大? （2）若方框不固定，给U型框垂直NQ边向右的初速度0v，如果 U型框恰好不能与方框分离，则在这一过程中两框架上产生的总热量为多少 ? （3）若方框不固定，给U型框垂直NQ边向右的初速度v（0vv） ，U型框最终将与方框分离如果从U型框和方框不再接触开始，经过时间t后方框的最右侧和U型框的最左侧之间的距离为s求两金属框分离后的速度各多大10(14 分) 长为 0.51m 的木板 A， 质量为 1 kg 板上右端有物块B， 质量为 3kg.它们一起在光滑的水平面上向左匀速运动. 速度 v0=2m/s.木板与等高的竖直固定板C发生碰撞，时间极短，没有机械能的损失物块与木板间的动摩擦因数=0.5.g取 10m/s2. 求: （1）第一次碰撞后，A、B 共同运动的速度大小和方向（2）第一次碰撞后，A与 C之间的最大距离 （结果保留两位小数）（3）A与固定板碰撞几次，B可脱离 A板11 如图 10 是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置，M为半径为1.0Rm、固定于竖直平面内的14光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平， N 为待检验的固定曲面，该曲面在竖直面内的截面为半径0.69rm的14圆弧，圆弧下端切线水平且圆心恰好位于M轨道的上端点， M的下端相切处置放竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量0.01mkg的小钢珠，假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过 M的上端点，水平飞出后落到N的某一点上，取210/gm s，求：（1）发射该钢珠前，弹簧的弹性势能pE多大？（2）钢珠落到圆弧N上时的速度大小Nv是多少？（结果保留两位有效数字）12（10 分）建筑工地上的黄沙堆成圆锥形，而且不管如何堆其角度是不变的。若测出其圆锥底的周长为125m ，高为 15m ，如图所示。 （1）试求黄沙之间的动摩擦因数。（2）若将该黄沙靠墙堆放，占用的场地面积至少为多少？13 （16 分）如图 17 所示，光滑水平地面上停着一辆平板车，其质量为 2m，长为L，车右端（A点）有一块静止的质量为m的小金属块 金属块与车间有摩擦，与中点C为界， AC段与CB段摩擦因数不同现给车施加一个向右的水平恒力，使车向右运动，同时金属块在车上开始滑动，当金属块滑到中点C时，即撤去这个力已知撤去力的瞬间，金属块的速度为v0，车的速度为2v0，最后金属块恰停在车精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 42 页学习必备欢迎下载的左端（B点） 。如果金属块与车的AC段间的动摩擦因数为1，与CB段间的动摩擦因数为2，求1与2的比值14(18 分) 如图 10 所示 , 空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场, 左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右，其宽度为L；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外；右侧匀强磁场的磁感应强度大小也为B、方向垂直纸面向里。一个带正电的粒子（质量m,电量 q, 不计重力）从电场左边缘a 点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到了a点，然后重复上述运动过程。（图中虚线为电场与磁场、相反方向磁场间的分界面，并不表示有什么障碍物）。（1）中间磁场区域的宽度d 为多大；（2）带电粒子在两个磁场区域中的运动时间之比；（3）带电粒子从a 点开始运动到第一次回到a 点时所用的时间t. 15 （20 分）如图 10 所示， abcd 是一个正方形的盒子，在cd 边的中点有一小孔e，盒子中存在着沿ad方向的匀强电场，场强大小为E。一粒子源不断地从a 处的小孔沿ab 方向向盒内发射相同的带电粒子，粒子的初速度为v0，经电场作用后恰好从e处的小孔射出。现撤去电场，在盒子中加一方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B（图中未画出） ，粒子仍恰好从e孔射出。（带电粒子的重力和粒子之间的相互作用力均可忽略）（1）所加磁场的方向如何？(2 ）电场强度E与磁感应强度B的比值为多大？16 （8 分）如图所示，水平轨道与直径为d=0.8m 的半圆轨道相接，半圆轨道的两端点A、B连线是一条竖直线，整个装置处于方向水平向右，大小为103V/m 的匀强电场中， 一小球质量m=0.5kg, 带有q=510-3C电量的正电荷， 在电场力作用下由静止开始运动，不计一切摩擦，g=10m/s2，（1）若它运动的起点离A为L，它恰能到达轨道最高点B ，求小球在B 点的速度和L的值（2）若它运动起点离A为L=2.6m，且它运动到B点时电场消失，它继续运动直到落地，求落地点与起点的距离17（8 分）如图所示，为某一装置的俯视图，PQ 、MN为竖直放置的很长的平行金属板，两板间有匀强磁场，其大小为B，方向竖直向下金属棒搁置在两板上缘，并与两板垂直良好接触现有质量为m，带电量大小为q，其重力不计的粒子，以初速v0水平射入两板间，问： （1）金属棒AB应朝什么方向，以多大速度运动，可以使带电粒子做匀速运动？（2）若金属棒的运动突然停止，带电粒子在磁场中继续运动，从这刻开始位移第一次达到mv0/qB时的F A C B L 图 17 V0 M B N P Q A 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 42 页学习必备欢迎下载时间间隔是多少？（磁场足够大）18(12 分) 如图所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为10kg，横截面积50cm2，厚度 1cm，气缸全长 21cm ，气缸质量20kg，大气压强为 1105Pa， 当温度为 7时，活塞封闭的气柱长10cm ， 若将气缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通。g 取 10m/s2求：（1）气柱多长？（2）当温度多高时，活塞刚好接触平台？（3）当温度多高时，缸筒刚好对地面无压力。（活塞摩擦不计）。19 （14 分）如图所示， 物块 A的质量为 M ，物块 B、C的质量都是m ，并都可看作质点， 且 m M 2m 。三物块用细线通过滑轮连接，物块 B与物块 C的距离和物块C到地面的距离都是L。现将物块A下方的细线剪断，若物块A距滑轮足够远且不计一切阻力。求：（1）物块 A上升时的最大速度；（2）物块 A上升的最大高度。20M是气压式打包机的一个气缸，在图示状态时，缸内压强为Pl ，容积为 VoN 是一个大活塞，横截面积为S2，左边连接有推板，推住一个包裹 缸的右边有一个小活塞，横截面积为S1， 它的连接杆在B处与推杆AO以铰链连接， O为固定转动轴， B 、 O间距离为d 推杆推动一次，转过角( 为一很小角 ) ，小活塞移动的距离为d，则(1) 在图示状态，包已被压紧，此时再推次杆之后，包受到的压力为多大?(此过程中大活塞的位移略去不计，温度变化不计) (2) 上述推杆终止时，手的推力为多大? ( 杆长 AO L，大气压为Po) . 21 （12 分）如图，在竖直面内有两平行金属导轨AB、CD 。导轨间距为L，电阻不计。一根电阻不计的金属棒ab可在导轨上无摩擦地滑动。棒与导轨垂直，并接触良好。导轨之间有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感强度为B。导轨右边与电路连接。电路中的三个定值电阻阻值分别为2R、R和R。在BD间接有一水平放置的平行板电容器C，板间距离为d。（1）当ab以速度v0匀速向左运动时，电容器中质量为m的带电微粒恰好静止。试判断微粒的带电性质，及带电量的大小。（2）ab棒由静止开始， 以恒定的加速度a向左运动。 讨论电容器中带电微粒的加速度如何变化。（设带电微粒始终未与极板接触。）22（12 分）如图所示的坐标系，x 轴沿水平方向， y 轴沿竖直方向。在x 轴上方空间的第一、第二象限内，既无电场也无磁场，在第三象限，存在沿y 轴正方向的匀强电场和垂直xy 平面（纸面）向里的匀强磁场。在第四象限，存在沿y 轴负方向，场强大小与第三象限电场场强相等的匀强电场。一质量为m 、电量为 q 的带电质点，从y 轴上 y=h 处的 p1点以一定的水平初速度沿x 轴负方向进入第二象限。然后经过x 轴上 x=-2h 处的 p2点进入第三象限，带电质点恰好能做匀速圆周运动。之后经过y 轴上 y=-2h 处的p3点进入第四象限。已知重力加速度为g。求：（1）粒子到达p2点时速度的大小和方向；（2）第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小；（3）带电质点在第四象限空间运动过程中最小速度的大小和方向。A C B LL精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 42 页学习必备欢迎下载23 （20 分）如图所示，在非常高的光滑、绝缘水平高台边缘，静置一个不带电的小金属块B，另有一与B完全相同的带电量为+q的小金属块A以初速度v0向B运动，A、B的质量均为m。A与B相碰撞后，两物块立即粘在一起，并从台上飞出。已知在高台边缘的右面空间中存在水平向左的匀强电场，场强大小E=2mg/q。求：（1）A、B一起运动过程中距高台边缘的最大水平距离（2）A、B运动过程的最小速度为多大（3） 从开始到A、B运动到距高台边缘最大水平距离的过程A损失的机械能为多大？24（20 分）如图 11 所示，在真空区域内，有宽度为L的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向里，MN、PQ是磁场的边界。质量为m，带电量为 q 的粒子，先后两次沿着与MN夹角为（00 的区域中，磁感应强度为B1，在yB2，如图所示，若把粒子出发点x=0 处作为第 0 次过x轴。求：(1) 粒子第一次过x轴时的坐标和所经历的时间。(2) 粒子第n次过x轴时的坐标和所经历的时间。(3) 第 0 次过 z 轴至第 n 次过 x 轴的整个过程中，在x 轴方向的平均速度v 与 v0之比。(4) 若B2：B1=2，当n很大时，v：v0趋于何值 ? 48（ 20 分）如图所示，xOy平面内的圆O与y轴相切于坐标原点O。在该圆形区域内，有与y轴平行的匀强电场和垂直于圆面的匀强磁场。一个带电粒子（不计重力）从原点O沿x轴进入场区，恰好做匀速直线运动，穿过圆形区域的时间为T0。若撤去磁场，只保留电场，其他条件不变，该带电粒子穿过圆形区域的时间为02T；若撤去电场，只保留磁场，其他条件不变，求该带电粒子穿过圆形区域的时间。49(20 分) 在图示区域中，轴上方有一匀强磁场，磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为 B ，今有一质子以速度v0由 Y轴上的 A点沿Y轴正方向射人磁场，质子在磁场中运动一段时间以后从C点进入轴下方的匀强电场区域中，在C点速度方向与轴正方向夹角为 450，该匀强电场的强度大小为E ，方向与Y轴夹角为450且斜向左上方，已知质子的质量为 m，电量为q，不计质子的重力，( 磁场区域和电场区域足够大) 求： (1)C点的坐标。 (2)质子从 A点出发到第三次穿越轴时的运动时间。 (3)质子第四次穿越轴时速度的大小及速度方向与电场E方向的夹角。 ( 角度用反三角函数表示 ) 50 (22 分)如图所示，电容为C、带电量为Q、极板间距为d 的电容器固定在绝缘底座上，两板竖直放置，总质量为M ，整个装置静止在光滑水平面上。 在电容器右板上有一小孔，一质量为 m 、 带电量为 +q的弹丸以速度v0从小孔水平射入电容器中（不计弹丸重力，设电容器周围电场强度为0） ，弹丸最远可到达距右板为x的 P点，求：（1）弹丸在电容器中受到的电场力的大小；（2）x的值；（3）当弹丸到达P点时，电容器电容已移动的距离s；（4）电容器获得的最大速度。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 42 页学习必备欢迎下载51 两块长木板A、B的外形完全相同、质量相等，长度均为L1m ，置于光滑的水平面上一小物块C，质量也与A 、B相等，若以水平初速度v0=2m/s，滑上B木板左端，C恰好能滑到B木板的右端，与B保持相对静止 . 现在让B静止在水平面上，C置于B的左端，木板A以初速度 2v0向左运动与木板B发生碰撞，碰后A、B速度相同，但A、B不粘连已知C与A、C与B之间的动摩擦因数相同.(g=10m/s2)求: (1)C与B之间的动摩擦因数; (2) 物块C最后停在A上何处 ? 52（19 分）如图所示，一根电阻为R12的电阻丝做成一个半径为r1m的圆形导线框，竖直放置在水平匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，磁感强度为B0.2T ，现有一根质量为m0.1kg 、电阻不计的导体棒，自圆形线框最高点静止起沿线框下落，在下落过程中始终与线框良好接触，已知下落距离为r/2 时，棒的速度大小为v138m/s，下落到经过圆心时棒的速度大小为v2 310m/s， （取 g=10m/s2）试求：下落距离为r/2 时棒的加速度，从开始下落到经过圆心的过程中线框中产生的热量53（20 分）如图所示，为一个实验室模拟货物传送的装置，A是一个表面绝缘质量为1kg 的小车， 小车置于光滑的水平面上，在小车左端放置一质量为0.1kg 带电量为q=110-2C的绝缘货柜，现将一质量为0.9kg 的货物放在货柜内在传送途中有一水平电场，可以通过开关控制其有、无及方向先产生一个方向水平向右，大小E1=3102N/m的电场，小车和货柜开始运动，作用时间2s 后，改变电场，电场大小变为E2=1102N/m，方向向左，电场作用一段时间后，关闭电场，小车正好到达目的地，货物到达小车的最右端，且小车和货物的速度恰好为零。已知货柜与小车间的动摩擦因数 =0.1 ， （小车不带电，货柜及货物体积大小不计，g取 10m/s2）求：第二次电场作用的时间；小车的长度；小车右端到达目的地的距离54如图所示，两个完全相同的质量为m的木板A、B置于水平地面上，它们的间距s=2.88m。质量为 2m，大小可忽略的物块C置于A板的左端，C与A之间的动摩擦因数为1=0.22 ，A、B与水平地面之间的动摩擦因数为2=0.10 。最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力。开始时，三个物体处于静止状态。现给C施加一个水平向右，大小为0.4mg的恒力F，假定木板A、B碰撞时间极短，且碰撞后粘连在一起。要使C最终不脱离木板，每块木板的长度至少应为多少？55(19 分) 如图所示，在直角坐标系的第、四象限内有垂直于纸面的匀强磁场，第二、三象限内沿。x 轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E，y 轴为磁场和电场的理想边界。一个质量为m ，电荷量为 e 的质子经过x 轴上 A点时速度大小为 vo，速度方向与x 轴负方向夹角 =300。质子第一次到达y 轴时速度方向与y 轴垂直，第三次到达y 轴的位置用B 点表示，图中未画出。已知OA=L 。(1)求磁感应强度大小和方向；求质子从A点运动至 B点时间56（20 分）如图所示，质量M=4.0kg，长 L=4.0m 的木板 B静止在光滑水平地面上，木板右端与竖直墙壁之间距离为s=6.0m，其上表面正中央放置一个质量m=1.0kg 的小滑块A，A 与 B 之间的动摩天楼擦因数为=0.2。现用大小为F=18N的推力水平向右推B，两者发生相对滑动，作用1s 后撤去推力F，通过计算可知，在B与墙壁碰撞时A没有滑离 B。设 B与墙壁碰撞时间极短，且无机械能损失，重力加速度g=10m/s2. 求 A在 B上滑动的整个过程中，A，B系统因摩擦产生的内能增量。57(15 分) 平行导轨 L1、L2所在平面与水平面成30 度角，平行导轨 L3、L4 所在平面与水平面成60 度角，L1、L3 上端连接于O点，L2、CBA2v0 BoA B A C B F s 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 42 页学习必备欢迎下载L4 上端连接于O 点，OO 连线水平且与L1、L2、L3、L4 都垂直，质量分别为m1 、m2的甲、乙两金属棒分别跨接在左右两边导轨上，且可沿导轨无摩擦地滑动，整个空间存在着竖直向下的匀强磁场。若同时释放甲、乙棒，稳定后它们都沿导轨作匀速运动。 (1)求两金属棒的质量之比。 (2)求在稳定前的某一时刻两金属棒加速度之比。 (3)当甲的加速度为g/4 时，两棒重力做功的瞬时功率和回路中电流做功的瞬时功率之比为多少？58(18 分) 图中 y 轴 AB两点的纵坐标分别为d 和-d 。在 0yd 的区域中， 存在沿 y 轴向上的非均匀电场，场强 E的大小与 y 成正比，即 E=ky；在 yd 的区域中，存在沿y 轴向上的匀强电场，电场强度F=kd(k 属未知量 ) 。X轴下方空间各点电场分布与x 轴上方空间中的分布对称， 只是场强的方向都沿y 轴向下。 现有一带电量为q 质量为 m的微粒甲正好在O、B 两点之问作简谐运动。某时刻将一带电蕾为 2q、质量为 m的微粒乙从y 轴上的 c 点处由静止释放，乙运动到0 点和甲相碰并结为一体( 忽略两微粒之间的库仑力) 。在以后的运动中，它们所能达到的最高点和最低点分别为A点和 D点，且经过P 点时速度达到最大值( 重力加速度为g) 。 (1)求匀强电场E； (2)求出 AB间的电势差UAB及 OB间的电势差UOB； (3)分别求出 P、C、D三点到 0 点的距离。59（17分）荷兰科学家惠更斯在研究物体碰撞问题时做出了突出的贡献惠更斯所做的碰撞实验可简化为：三个质量分别为m1、 m2、m3的小球，半径相同，并排悬挂在长度均为L的三根平行绳子上，彼此相互接触。现把质量为m1的小球拉开，上升到H高处释放，如图所示，已知各球间碰撞时同时满足动量守恒定律和机械能守恒定律，且碰撞时间极短，H远小于L, 不计空气阻力。（1）若三个球的质量相同，则发生碰撞的两球速度交换，试求此时系统的运动周期。（2）若三个球的质量不同，要使球1 与球 2、球 2 与球 3 相碰之后，三个球具有同样的动量，则m1m2m3应为多少 ?它们上升的高度分别为多少? 60 （15 分）如图所示，在绝缘水平面上，相距为L的A、B两点处分别固定着两个带电量相等的正电荷，a、b是AB连线上的两点，其中AaBb L4,O 为AB连线的中点， 一质量为m带电量为+q的小滑块 （可以看作质点） 以初动能E0从a点出发，沿直线AB向b点运动，其中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的n倍（nl ） ，到达b点时动能恰好为零, 小滑块最终停在O点，求：（1）小滑块与水平面间的动摩擦因数。（2）O 、b两点间的电势差Uob。（3）小滑块运动的总路程。61 （15 分）如图所示，质量为M4kg 的木板静止置于足够大的水平面上，木板与水平面间的动摩擦因数0.01 ，板上最左端停放着质量为m1kg 可视为质点的电动小车，车与木板的档板相距L5m ，车由静止开始从木板左端向右做匀加速运动，经时间t2s，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 42 页学习必备欢迎下载车与挡板相碰，碰撞时间极短且碰后电动机的电源切断，车与挡板粘合在一起，求：（1）试通过计算说明，电动小车在木板上运动时，木板能否保持静止? （2）试求出碰后木板在水平面上滑动的距离。62（12分）如图 14 所示。地球和某行星在同一轨道平面内同向绕太阳做匀速圆周运动。地球的轨道半径为R ，运转周期为T。地球和太阳中心的连线与地球和行星的连线所夹的角叫地球对该行星的观察视角（简称视角）。已知该行星的最大视角为，当行星处于最大视角处时，是地球上的天文爱好者观察该行星的最佳时期。若某时刻该行星正处于最佳观察期，问该行星下一次处于最佳观察期至少需经历多长时间？63 （12分）如图 15 所示。一水平传送装置有轮半径均为R1/米的主动轮1Q和从动轮2Q及转送带等构成。 两轮轴心相距80m ，轮与传送带不打滑。现用此装置运送一袋面粉，已知这袋面粉与传送带之间的动摩擦力因素为04，这袋面粉中的面粉可不断的从袋中渗出。（1）当传送带以40m/s 的速度匀速运动时， 将这袋面粉由左端2Q正上方的 A点轻放在传送带上后，这袋面粉由A端运送到1Q正上方的 B端所用的时间为多少？（2）要想尽快将这袋面粉由A端送到 B端（设初速度仍为零） ，主动能1Q的转速至少应为多大？（3）由于面粉的渗漏， 在运送这袋面粉的过程中会在深色传送带上留下白色的面粉的痕迹，这袋面粉在传送带上留下的痕迹最长能有多长（设袋的初速度仍为零）？此时主动轮的转速应满足何种条件？1（1）由于物体返回后在磁场中无电场，且仍做匀速运动，故知摩擦力为0，所以物体带正电荷且：mg=qBv2（2）离开电场后，按动能定理，有：-mg4L=0-21mv2由式得：v2=22 m/s （3）代入前式求得：B=22 T （4）由于电荷由P运动到C点做匀加速运动，可知电场强度方向水平向右，且：（Eq-mg）212Lmv12-0进入电磁场后做匀速运动，故有：Eq=（qBv1+mg）由以上两式得：N/C2.4m/s241Ev2（1）A 、B、C系统所受合外力为零，故系统动量守恒，且总动量为零，故两物块与挡板碰撞后，C的速度为零，即0Cv（2）炸药爆炸时有BBAAvmvm精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 42 页学习必备欢迎下载解得smvB/5.1又BBAAsmsm当sA1 m 时sB0.25m，即当A 、C相撞时B与C右板相距msLsB75.02A 、C相撞时有：vmmvmCAAA)(解得v1m/s，方向向左而Bv1.5m/s ，方向向右，两者相距0.75m，故到A，B都与挡板碰撞为止，C的位移为3.0BCvvsvsm19. 3 固定时示数为F1，对小球 F1=mgsin整体下滑：（M+m ）sin - (M+m)gcos=(M+m)a 下滑时，对小球：mgsin-F2=ma 由式、式、式得=12FFtan 4木块 B下滑做匀速直线运动，有mgsin=mgcos B和 A相撞前后，总动量守恒,mv0=2mv1，所以 v1=20v设两木块向下压缩弹簧的最大长度为s, 两木块被弹簧弹回到P点时的速度为v2，则2mgcos 2s=22212 21221mvmv两木块在 P点处分开后，木块B上滑到 Q点的过程：（mgsin+mgcos ） L=2221mv木块 C与 A碰撞前后，总动量守恒，则3m 10423mvv，所以 v1=42v0设 木 块C 和A 压 缩 弹 簧 的 最 大 长 度 为s , 两 木 块 被 弹 簧 弹 回 到P 点 时 的 速 度 为v2, 则 4mgcos 2s =22224214 21mvmv木块 C与 A在 P点处分开后，木块 C上滑到 R点的过程：（3mgsin+3mgcos） L=223 21mv在木块压缩弹簧的过程中，重力对木块所做的功与摩擦力对木块所做的功大小相等，因此弹簧被压缩而具有的最大弹性势能等于开始压缩弹簧时两木块的总动能. 因此，木块B 和 A 压缩弹簧的初动能E,4122120211mvmvk木块 C 与 A 压缩弹簧的初动能E,412120212mvmvk即 E21kkE因此，弹簧前后两次的最大压缩量相等，即s=s综上，得L=L-sin3220gv5（1）设第 1 个球与木盒相遇后瞬间，两者共同运动的速度为v1, 根据动量守恒定律：01()mvMvmM v（1 分）代入数据，解得：v1=3m/s （1 分）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 42 页学习必备欢迎下载（2）设第 1 个球与木盒的相遇点离传送带左端的距离为s，第 1 个球经过t0与木盒相遇 , 则：00stv（1 分）设第 1 个球进入木盒后两者共同运动的加速度为a，根据牛顿第二定律：()()mM gmM a得：23/agm s（1 分）设木盒减速运动的时间为t1, 加速到与传送带相同的速度的时间为t2，则：12vtta=1s （1 分）故木盒在2s 内的位移为零（1 分）依题意：011120()svtvttttt（2 分）代入数据，解得：s=75m t0=05s （1 分）（3）自木盒与第1 个球相遇至与第2 个球相遇的这一过程中, 传送带的位移为S，木盒的位移为s1,则：10()8.5Svtttm（1 分）11120()2.5svtttttm（1 分）故木盒相对与传送带的位移：16sSsm则木盒与传送带间的摩擦而产生的热量是：54QfsJ（2 分）6 （1）设粒子从电场中飞出时的侧向位移为h,穿过界面PS时偏离中心线OR的距离为y，则h=at2/2 qEqUammd0ltv即：20()2qUlhmd v（1 分）代入数据，解得：h=003m=3cm （1 分）带电粒子在离开电场后将做匀速直线运动, 由相似三角形知识得：22lhlyL（1 分）代入数据，解得 : y=012m=12cm （1 分）（2）设粒子从电场中飞出时沿电场方向的速度为vy，则：vy=at=0qUlmdv代入数据，解得 : vy=15106m/s （1 分）所以粒子从电场中飞出时沿电场方向的速度为：22602.5 10/yvvvm s（1 分）设粒子从电场中飞出时的速度方向与水平方向的夹角为，则：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 42 页学习必备欢迎下载034yvtanv37（1 分）因为粒子穿过界面PS最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏上，所以该带电粒子在穿过界面PS后将绕点电荷Q作匀速圆周运动，其半径与速度方向垂直。匀速圆周运动的半径：0.15yrmcos（1 分）由：22kQqvmrr（2 分）代入数据，解得：Q=10410-8C（1 分）7(1) 释放小物体，物体在电场力作用下水平向右运动，此时，滑板静止不动，对于小物体，由动能定理得：(2) 碰后小物体反弹，由动量守恒定律：得得之后滑板以v2匀速运动，直到与物体第二次碰撞，从第一次碰撞到第二次碰撞时，物体与滑板位移相等、时间相等、平均速度相等 (3)电场力做功等于系统所增加的动能8(1) 只有当CD板间的电场力方向向上即AB棒向右运动时，粒子才可能从O运动到O ，而粒子要飞出磁场边界MN最小速度v0必须满足：设CD间的电压为U，则解得 U=25V，又U=B1Lv解得v=5m/s. 所以根据（乙）图可以推断在0.25st1.75s内，粒子能穿过CD间的电场。（2）当 AB棒速度最大，即v=20m/s 时产生感应电动势为：=B1Lv=100V 此时带电粒子经加速后速度为v，由动能定理有：解得：v=100m/s 此时带电粒子的轨道半径为出射点与O 的水平距离为：粒子从边界MN射出来的位置间最大距离为S=d-x=7.3cm 9 第（ 1）问 8 分，第（ 2）问 6 分，第（ 3）问 6 分，共 20 分解: （1）U型框向右运动时，NQ边相当于电源，产生的感应电动势0EBlv当如图乙所示位置时，方框bd之间的电阻为3334bdrrRrrrU型框连同方框构成的闭合电路的总电阻为1534dbRrRr闭合电路的总电流为0415BlvEIRr21121mvEqL.211mEqLv211453mvvmmvmEqLvv11225252.25757:522531131231mEqLvvvvvv得222342121mvmvW电.5131013121EqLmvW电20qBmvd2021mvqU221mvqmqBmvR2.02.7.2027.022cmmdRRx精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 42 页学习必备欢迎下载2220011637227Qmvmvmv根据欧姆定律可知，bd两端的电势差为：05bdbdBlvUIR方框中的热功率为2 2202475B l vbdrbdUPR（2）在 U 型框向右运动的过程中，U型框和方框组成的系统所受外力为零，故系统动量守恒，设到达图示位置时具有共同的速度v，根据动量守恒定律03( 34)m vmmv解得：037vv根据能量守恒定律，U型框和方框组成的系统损失的机械能等于在这一过程中两框架上产生的热量，即（3）设 U型框和方框不再接触时方框速度为1v，U型框的速度为2v，根据动量守恒定律，有12343mvmvmv两框架脱离以后分别以各自的速度做匀速运动，经过时间t方框最右侧和U型框最左侧距离为s，即21()vv ts联立以上两式，解得：13()7svvt；214(3)7svvt（以上答案供参考，符合题意的其它合理答案均给分）10(14 分)分析与解答：解： （1）以 A、B整体为研究对象，从A与 C碰后至 AB有共同速度v，系统动量守恒选向左为正方向：（）（）mvm v=mmvA0B0AB（2）以 A为研究对象，从与C碰后至对地面速度为零，受力为f ，位移为 s 即最大位移gmfB）（20021vmfsAms13.0得（ ）第一次与碰后至有共同速度，在上相对于滑行3ACABvBAAL1（）（）解得第二次与碰后至有共同速度，在上相对于滑行（）（） fLmmvvLmACABvBAALmvm vmmvABABAB120212120 4.（）（ ）解得fLmmvvLmAB22221201 .mLvvmmfLvmmvmvmLAABvABCABABABA025. 02132233解得）（）（）（滑行上相对于在，仍能有共同速度碰后与若假定第三次LLLmm1230525051.即三次碰撞后B