2009年物理高考命題 力學(xué)、電學(xué)熱點(diǎn)預(yù)測20題
1.振源A帶動(dòng)細(xì)繩上下振動(dòng),某時(shí)刻在繩上形成的波形如圖甲所示,規(guī)定繩上各質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)閤軸的正方向,當(dāng)波傳播到細(xì)繩上的P點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí),圖乙的四個(gè)圖形中能表示P點(diǎn)振動(dòng)圖象的是( )
2.一列簡諧橫波,某時(shí)刻的波形圖象如圖甲所示,從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí),波上A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示,則( )
A.若此波遇到另一列簡諧橫波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象,則該波所遇到的波的頻率為2.5HZ
B.若該波能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,則該波所遇到的障礙物尺寸一定比
C.從該時(shí)刻起,再經(jīng)過△t=0.4s,P質(zhì)點(diǎn)通過的路程為
D.從該時(shí)刻起,質(zhì)點(diǎn)P將比質(zhì)點(diǎn)Q先回到平衡位置
3.在實(shí)驗(yàn)室可以做“聲波碎杯”的實(shí)驗(yàn)。用手指輕彈一只酒杯,可以聽到清脆的聲音,測得這聲音的頻率為500Hz。將這只酒杯放在兩只大功率的聲波發(fā)生器之間,操作人員通過調(diào)整其發(fā)出的聲波,就能使酒杯碎掉。下列說法中正確的是( )
A.操作人員一定是把聲波發(fā)生器的功率調(diào)到很大
B.操作從員可能是使聲波發(fā)生器發(fā)出了頻率很高的超聲波
C.操作人員一定是同時(shí)增大聲波發(fā)生器發(fā)出聲波的頻率和功率
D.操作人員只須將聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波頻率調(diào)到500Hz
4.長木板A放在光滑的水平面上,質(zhì)量為m的物塊B以水平初速度v0從A的一端滑上A的水平上表面,它們在運(yùn)動(dòng)過程中的v-t圖線如圖所示。則根據(jù)圖中所給出的已知數(shù)據(jù)v0、t1及物塊質(zhì)量m,可以求出的物理量是 ( )
A.木板獲得的動(dòng)能
B.A、B組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能
C.木板的最小長度
D.A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)
5.P、Q是某電場中一條電場線上的兩點(diǎn),一點(diǎn)電荷僅在電場力作用下,沿電場線從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),過此兩點(diǎn)的速度大小分別為vP和vQ,其速度隨位移變化的圖象如圖所示。P、Q兩點(diǎn)電場強(qiáng)度分別為EP和EQ;該點(diǎn)電荷在這兩點(diǎn)的電勢能分別為εP>εQ,則下列判斷正確的是 ( )
A.EP>EQ, εP<εQ B.EP>EQ, εP>εQ
C.EP<EQ, εP<εQ D.EP<EQ, εP>εQ
6.在光滑水平面上,質(zhì)量為m的小球A正以速度v0勻速運(yùn)動(dòng)。某時(shí)刻小球A與質(zhì)量為
A. B. C. D.無法確定
8.如圖所示是一臺理想自耦變壓器,在a、b之間接正弦交流電,A、V分別為理想交流電流表和交流電壓表。若將調(diào)壓端的滑動(dòng)頭P向上移動(dòng),則 ( )
A.電壓表V的示數(shù)變大
B.變壓器的輸出功率變大
C.電流表A的示數(shù)變小
D.電流表A的示數(shù)變大
9.測定壓力變化的電容式傳感器的原理如圖所示,A為固定電極,B為可動(dòng)電極,A、B組成一個(gè)電容可變的電容器?蓜(dòng)電極兩端固定,當(dāng)待測壓力施加在可動(dòng)電極上時(shí),使可動(dòng)電極發(fā)生形變,從而改變了電容器的電容,F(xiàn)將此電容式傳感器連接到如圖4所示的交流電路中,圖中A為交流電流表,R為保護(hù)電阻,若保持交流電的頻率及電壓的有效值不變,則 ( )
A.當(dāng)待測壓力增大時(shí),電容器的電容將減小
B.當(dāng)待測壓力增大時(shí),電流表的示數(shù)將增大
C.當(dāng)待測壓力不變時(shí),電流表的示數(shù)為零
D.當(dāng)待測壓力為零時(shí),電流表的示數(shù)為零
10.如圖所示,傳送帶與水平面夾角為37° ,并以v=
(1)傳送帶順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)
(2)傳送帶逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)
11.長為L的細(xì)線一端系有質(zhì)量為m的小球,細(xì)線的另一端用手拿住,手持線的這端在水平桌面上沿以O(shè)點(diǎn)為圓心,R為半徑的圓周做勻速圓周運(yùn)動(dòng),達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),細(xì)線總是沿圓周的切線方向,如圖所示,已知小球與桌面之間的動(dòng)摩擦數(shù)為μ。試求:
(1)小球的動(dòng)能多大?
(2)手持線運(yùn)動(dòng)中做功的功率多大?
12.(18分)如圖甲所示,物體A、B的質(zhì)量分別是
(1)求物塊C的質(zhì)量;
(2)彈簧壓縮過程中具有的最大彈性勢能;
(3)在5s到10s的時(shí)間內(nèi)墻壁對物體B的作用力的功;
(4)在5s到15s的時(shí)間內(nèi)墻壁對物體B的作用力的沖量的大小和方向。
13.翰林匯翰林匯222例子例如圖所示,滑塊A無初速地沿光滑圓弧滑下至最低點(diǎn)C后,又沿水平軌道前進(jìn)至D與質(zhì)量、大小完全相同的滑塊B發(fā)生動(dòng)能沒有損失的碰撞。B滑塊用長L的細(xì)線懸于O點(diǎn),恰與水平地面切于D點(diǎn)。A滑塊與水平地面間摩擦系數(shù)m=0.1,已知滑塊A初始高度h=
(1)若懸線L=
(2)若滑塊B能繞懸點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn),L滿足什么條件時(shí),A、B將只能碰兩次?A滑塊最終停于何處?
14.(18分)顯像管是電視機(jī)的重要部件,在生產(chǎn)顯像管的陰極時(shí),需要用到去離子水。如果去離子水的質(zhì)量不好,會導(dǎo)致陰極材料中含有較多的SO42-離子,用這樣的陰極材料制作顯像管,將造成電視機(jī)的畫面質(zhì)量變差。
顯像管的簡要工作原理如圖所示:陰極K發(fā)出的電子(初速度可忽略不計(jì))經(jīng)電壓為U的高壓加速電場加速后,沿直線PQ進(jìn)入半徑為r的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場方向垂直紙面,圓形磁場區(qū)域的圓心O在PQ直線上,熒光屏M與PQ垂直,整個(gè)裝置處于真空中。若圓形磁場區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小或方向發(fā)生變化,都將使電子束產(chǎn)生不同的偏轉(zhuǎn),電子束便可打在熒光屏M的不同位置上,使熒光屏發(fā)光而形成圖象,其中Q點(diǎn)為熒光屏的中心。不計(jì)電子和SO42-離子所受的重力及它們之間的相互作用力。
(1)已知電子的電量為e,質(zhì)量為me,求電子射出加速電場時(shí)的速度大;
(2)在圓形磁場區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B時(shí),電子離開磁場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角大小為θ(即出射方向與入射方向所夾的銳角,且θ未知),請推導(dǎo)tan的表達(dá)式;
(3)若由于去離子水的質(zhì)量不好,導(dǎo)致陰極材料中含有較多的SO42-離子,使得陰極在發(fā)出電子的同時(shí)還發(fā)出一定量的SO42-離子,SO42-離子打在熒光屏上,屏上將出現(xiàn)暗斑,稱為離子斑。請根據(jù)下面所給出的數(shù)據(jù),通過計(jì)算說明這樣的離子斑將主要集中在熒光屏上的哪一部位。(電子的質(zhì)量me=9.1×10
15.如圖所示,固定水平桌面上的金屬框架cdef,處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,金屬棒ab擱在框架上,可無摩擦滑動(dòng),此時(shí)adeb構(gòu)成一個(gè)邊長為L的正方形,棒的電阻為r,其余部分電阻不計(jì),開始時(shí)磁感強(qiáng)度為B0。
(1)若從t=0時(shí)刻起,磁感強(qiáng)度均勻增加,每秒增量為k,同時(shí)保持棒靜止,求棒中的感應(yīng)電流,在圖上標(biāo)出感應(yīng)電流的方向。
(2)在上述(1)情況中,始終保持棒靜止,當(dāng)t=t1秒末時(shí)需加的垂直于棒的水平拉力為多大?
(3)若從t=0時(shí)刻起,磁感強(qiáng)度逐漸減小,當(dāng)棒以恒定速度v向右作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),可使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,則磁感強(qiáng)度應(yīng)怎樣隨時(shí)間變化(寫出B與t的關(guān)系式)?
16.(20分)如圖甲所示,兩平行金屬板的板長l=
(1)求t=0時(shí)刻進(jìn)入的粒子,經(jīng)邊界MN射入磁場和射出磁場時(shí)兩點(diǎn)間的距離;
(2)求t=0.30s時(shí)刻進(jìn)入的粒子,在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(3)試證明:在以上裝置不變時(shí),以v0射入電場比荷相同的帶電粒子,經(jīng)邊界MN射入磁場和射出磁場時(shí)兩點(diǎn)間的距離都相等。
17.(20分)如圖所示,兩根正對的平行金屬直軌道MN、M′N′位于同一水平面上,兩軌道之間的距離l=
(1)導(dǎo)體桿剛進(jìn)入磁場時(shí),通過導(dǎo)體桿上的電流大小和方向;
(2)導(dǎo)體桿穿過磁場的過程中通過電阻R上的電荷量;
(3)導(dǎo)體桿穿過磁場的過程中整個(gè)電路中產(chǎn)生的焦耳熱。
18.(20分)磁流體動(dòng)力發(fā)電機(jī)的原理如圖所示,一個(gè)水平放置的上下、前后封閉的橫截面為矩形的塑料管,其寬度為l,高度為h,管內(nèi)充滿電阻率為ρ的某種導(dǎo)電流體(如水銀)。矩形塑料管的兩端接有渦輪機(jī),由渦輪機(jī)提供動(dòng)力使流體通過管道時(shí)具有恒定的水平向右的流速v0。管道的前、后兩個(gè)側(cè)面上各有長為d的相互平行且正對的銅板M和N。實(shí)際流體的運(yùn)動(dòng)非常復(fù)雜,為簡化起見作如下假設(shè):①垂直流動(dòng)方向橫截面上各處流體的速度相同;②流體不可壓縮。
(1)若在兩個(gè)銅板M、N之間的區(qū)域加有豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,則當(dāng)流體以穩(wěn)定的速度v0流過時(shí),兩銅板M、N之間將產(chǎn)生電勢差。求此電勢差的大小,并判斷M、N兩板哪個(gè)電勢較高;
(2)用電阻可忽略不計(jì)的導(dǎo)線將銅板M、N外側(cè)相連接,由于此時(shí)磁場對流體有力的作用,使流體的穩(wěn)定速度變?yōu)関(v<v0),求磁場對流體的作用力;
(3)為使速度增加到原來的值v0,渦輪機(jī)提供動(dòng)力的功率必須增加,假設(shè)流體在流動(dòng)過程中所受的阻力與它的流速成正比,試導(dǎo)出新增加功率的表達(dá)式。
19.(20分)磁懸浮列車是一種高速運(yùn)載工具,它是經(jīng)典電磁學(xué)與現(xiàn)代超導(dǎo)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。磁懸浮列車具有兩個(gè)重要系統(tǒng)。一是懸浮系統(tǒng),利用磁力(可由超導(dǎo)電磁鐵提供)使車體在導(dǎo)軌上懸浮起來與軌道脫離接觸。另一是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),就是在沿軌道安裝的繞組(線圈)中,通上勵(lì)磁電流,產(chǎn)生隨空間作周期性變化、運(yùn)動(dòng)的磁場,磁場與固定在車體下部的感應(yīng)金屬框相互作用,使車體獲得牽引力。
為了有助于了解磁懸浮列車的牽引力的來由,我們給出如下的簡化模型,圖10(甲)是實(shí)驗(yàn)車與軌道示意圖,圖10(乙)是固定在車底部金屬框與軌道上運(yùn)動(dòng)磁場的示意圖。水平地面上有兩根很長的平行直導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間有豎直(垂直紙面)方向等距離間隔的勻強(qiáng)磁場Bl和B2,二者方向相反。車底部金屬框的寬度與磁場間隔相等,當(dāng)勻強(qiáng)磁場Bl和B2同時(shí)以恒定速度v0沿導(dǎo)軌方向向右運(yùn)動(dòng)時(shí),金屬框也會受到向右的磁場力,帶動(dòng)實(shí)驗(yàn)車沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。
設(shè)金屬框垂直導(dǎo)軌的邊長L=
(1)設(shè)t=0時(shí)刻,實(shí)驗(yàn)車的速度為零,求金屬框受到的磁場力的大小和方向;
(2)已知磁懸浮狀態(tài)下,實(shí)驗(yàn)車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到恒定的阻力 f1=0.20N,求實(shí)驗(yàn)車的最大速率vm;
(3)實(shí)驗(yàn)車A與另一輛磁懸浮正常、質(zhì)量相等但沒有驅(qū)動(dòng)裝置的磁懸浮實(shí)驗(yàn)車P掛接,設(shè)A與P掛接后共同運(yùn)動(dòng)所受阻力f2=0.50N。A與P掛接并經(jīng)過足夠長時(shí)間后的某時(shí)刻,撤去驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)磁場,設(shè)A和P所受阻力保持不變,求撤去磁場后A和P還能滑行多遠(yuǎn)?
20.如圖11所示為我國“嫦娥一號衛(wèi)星”從發(fā)射到進(jìn)入月球工作軌道的過程示意圖。在發(fā)射過程中,經(jīng)過一系列的加速和變軌,衛(wèi)星沿繞地球“48小時(shí)軌道”在抵達(dá)近地點(diǎn)P時(shí),主發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng),“嫦娥一號衛(wèi)星”的速度在很短時(shí)間內(nèi)由v1提高到v2,進(jìn)入“地月轉(zhuǎn)移軌道”,開始了從地球向月球的飛越!版隙鹨惶栃l(wèi)星”在“地月轉(zhuǎn)移軌道”上經(jīng)過114小時(shí)飛行到達(dá)近月點(diǎn)Q時(shí),需要及時(shí)制動(dòng),使其成為月球衛(wèi)星。之后,又在繞月球軌道上的近月點(diǎn)Q經(jīng)過兩次制動(dòng),最終進(jìn)入繞月球的圓形工作軌道I。已知“嫦娥一號衛(wèi)星”質(zhì)量為m0,在繞月球的圓形工作軌道I上運(yùn)動(dòng)的周期為T,月球的半徑r月,月球的質(zhì)量為m月,萬有引力恒量為G。
(1)求衛(wèi)星從“48小時(shí)軌道”的近地點(diǎn)P進(jìn)入“地月轉(zhuǎn)移軌道”過程中主發(fā)動(dòng)機(jī)對“嫦娥一號衛(wèi)星”做的功(不計(jì)地球引力做功和衛(wèi)星質(zhì)量變化);
(2)求“嫦娥一號衛(wèi)星”在繞月球圓形工作軌道І運(yùn)動(dòng)時(shí)距月球表面的高度;
(3)理論證明,質(zhì)量為m的物體由距月球無限遠(yuǎn)處無初速釋放,它在月球引力的作用下運(yùn)動(dòng)至距月球中心為r處的過程中,月球引力對物體所做的功可表示為W=Gm月m/r。為使“嫦娥一號衛(wèi)星”在近月點(diǎn)Q進(jìn)行第一次制動(dòng)后能成為月球的衛(wèi)星,且與月球表面的距離不小于圓形工作軌道І的高度,最終進(jìn)入圓形工作軌道,其第一次制動(dòng)后的速度大小應(yīng)滿足什么條件?
1.A 。2.C。3.D 。4.C 。5.A 。6.A 。7.D 。8.C。9.B。
10.(1)4s;(2)2s。
11. (1)設(shè)細(xì)線與半徑r的夾角為θ,則有:模型對應(yīng)的規(guī)律
F向= f ctgθ=m ①, 而f=μm g ②,
本題的特定的空間條件ctgθ=③,r = ④。
(2)球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),外力的總功率為零。
P總=P手-Pf= 0 ⑤ P手=(T?sinθ)?v⑥, Pf=fv ⑦
聯(lián)立解①~⑦式得:
Ek=。P手=
12.(1) 。 (2) 。
(3)墻壁對B的作用力F做功為零。
(4),方向向右。
13.(1) mmgs=mgh,s=h/m=
(2) A與B碰后B的動(dòng)能Ek=, B運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的動(dòng)能Ek¢=。
由機(jī)械能守恒定律有=+2mgL。=
14.(1)。(2)=。tan=。
(3)由第(2)問的結(jié)果可知,若SO42-離子(電荷量大小為2e)通過圓形磁場區(qū)后的偏轉(zhuǎn)角度為,則,則。
即SO42-離子的偏轉(zhuǎn)角遠(yuǎn)小于電子的偏轉(zhuǎn)角,所以,觀看到的離子斑將主要集中在熒光屏上的中央位置附近。
15.[解析] (1)I感=,電流為adeba方向。
(2)t=t1秒時(shí)磁感強(qiáng)度B1=B0+kt1,外力大小F=FB=(B0+kt1)。
(3)要使棒不產(chǎn)生感應(yīng)電流,即要回路abed中磁通量不變
即BL(L+vt)=B
16.(1)=
(2)帶電粒子在勻強(qiáng)電場中水平方向的速度v0=5.0×
豎直方向的速度為
所以進(jìn)入磁場時(shí)速度與初速度方向的夾角為α。如圖所示:
,解得。
由幾何關(guān)系可知,帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的圓弧所對的圓心角為φ,即為,設(shè)帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,所以
(3)證明:設(shè)帶電粒子射入磁場時(shí)的速度為v,帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,則。
進(jìn)入磁場時(shí)帶電粒子速度的方向與初速度的方向的夾角為a,。
由幾何關(guān)系可知,φ=π-2a,,帶電粒子在磁場中的圓弧所對的弦長為s,
s=2rsin=2rcosa, 。
從上式可知弦長s取決于磁感應(yīng)強(qiáng)度、粒子的比荷及初速度,而與電場無關(guān)。
17.(1)I=E/(R+r)=
(2)q=I平均t=
(3)Q=△E-μmgd=0.94J。
18.(20分)(1)E=Blv0;M板的電勢高。
(2)F=,方向與v方向相反(或水平向左)。
(3)渦輪機(jī)的功率Pt= kv02+;新增加功率△P=。
19.(1)F0=2 BI
(2)f1 =, 解得:vm =
(3) f2 = ,解得 v2=
設(shè)撤去磁場后A和P還能滑行的距離為 s=
20.(1) (2)
(3)
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