題目列表(包括答案和解析)
(08年全國卷Ⅰ)25.(22分)如圖所示,在坐標(biāo)系xoy中,過原點的直線OC與x軸正向的夾角φ=120°,在OC右側(cè)有一勻強(qiáng)電場:在第二、三象限內(nèi)有一心強(qiáng)磁場,其上邊界與電場邊界重疊、右邊界為y軸、左邊界為圖中平行于y軸的虛線,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直抵面向里。一帶正電荷q、質(zhì)量為m的粒子以某一速度自磁場左邊界上的A點射入磁場區(qū)域,并從O點射出,粒子射出磁場的速度方向與x軸的夾角θ=30°,大小為v,粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡為紙面內(nèi)的一段圓弧,且弧的半徑為磁場左右邊界間距的兩倍。粒子進(jìn)入電場后,在電場力的作用下又由O點返回磁場區(qū)域,經(jīng)過一段時間后再次離開磁場。已知粒子從A點射入到第二次離開磁場所用的時間恰好等于粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期。忽略重力的影響。求
(1)粒子經(jīng)過A點時速度的方向和A點到x軸的距離;
(2)勻強(qiáng)電場的大小和方向;
(3)粒子從第二次離開磁場到再次進(jìn)入電場時所用的時間。
(02年全國卷)在如圖所示的電路中,R1、R2、R3和R4皆為定值電阻,R5為可變電阻,電源的電動勢為ε,內(nèi)阻為r。設(shè)電流表A的讀數(shù)為I,電壓表V的讀數(shù)為U。當(dāng)R5的滑動觸點向圖中a端移動時,
A.I變大,U變小 B.I變大,U變大
C.I變小,U變大 D.I變小,U變小
(07年全國卷Ⅱ)25.(20分)如圖所示,在坐標(biāo)系Oxy的第一象限中在在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為E。在其它象限中在在勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于紙面向里,A是y軸上的一點,它到坐標(biāo)原點O的距離為h;C是x軸上的一點,到O點的距離為l,一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電的粒子以某一初速度沿x軸方向從A點進(jìn)入電場區(qū)域,繼而通過C點進(jìn)入磁場區(qū)域,并再次通過A點,此時速度方向與y軸正方向成銳角。不計重力作用。試求:
。1)粒子經(jīng)過C點時速度的大小和方向;
。2)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B。
(08年上海卷)4.如圖所示,在豎直平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系中,一個質(zhì)量為m的質(zhì)點在外力F的作用下,從坐標(biāo)原點O由靜止沿直線ON斜向下運(yùn)動,直線ON與y軸負(fù)方向成θ角(θ<π/4)。則F大小至少為 ;若F=mgtanθ,則質(zhì)點機(jī)械能大小的變化情況是 。
(07年全國卷Ⅱ)23.(16分)如圖所示,位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道,由一段斜的直軌道的與之相切的圓形軌道連接而成,圓形軌道的半徑為R。一質(zhì)量為m的小物塊從斜軌道上某處由靜止開始下滑,然后沿圓形軌道運(yùn)動。要求物塊能通過圓形軌道的最高點,且在該最高點與軌道間的壓力不能超過5mg(g為重力加速度)。求物塊初始位置相對于圓形軌道底部的高度h的取值范圍。
一、選擇題
1、根據(jù)圖象分析:若沿x軸作勻速運(yùn)動,通過圖1分析可知,y方向先減速后加速;若沿y軸方向作勻速運(yùn)動,通過圖2分析可知,x方向先加速后減速。
答案:B
2、乙船能到達(dá)A點,則vcos600=u,
過河時間t滿足:t = H/( vsin600), 甲、乙兩船沿垂直于河岸方向的分速度相同,故過河時間相同。在t時間內(nèi)甲船沿河岸方向的位移為s= (vcos600 + u )t=。
答案:D
3、根據(jù)萬有引力定律:,得:T=
答案:A
4、質(zhì)點在A、B、C、D四點離開軌道,分別做下拋、平拋、上拋、平拋運(yùn)動。很明顯,在A點離開軌道比在C、D兩點離開軌道在空間時間短。通過計算在A點下拋落地時間為tA=(6-4)s,在B點平拋落地時間tB=4s,顯然,在A點離開軌道后在空中時間最短。根據(jù)機(jī)械能守恒,在D剛拋出時機(jī)械能最大,所以落地時速度最大。
答案:AD
5、在軌道上向其運(yùn)行方向彈射一個物體,由于質(zhì)量遠(yuǎn)小于空間站的質(zhì)量,空間站仍沿原方向運(yùn)動。根據(jù)動量守恒,彈出后一瞬間,空間站沿原運(yùn)行方向的速度變小,提供的向心力(萬有引力)大于需要的向心力,軌道半徑減小,高度降低,在較低的軌道上運(yùn)行速率變大,周期變小。
答案:C
6、當(dāng)懸線在豎直狀態(tài)與釘相碰時根據(jù)能量守恒可知,小球速度不變;但圓周運(yùn)動的半徑減小,需要的向心力變大,向心加速度變大,繩子上的拉力變大。
答案:BD
7、根據(jù)萬有引力定律:可得:M=,可求出恒星質(zhì)量與太陽質(zhì)量之比,根據(jù)可得:v=,可求出行星運(yùn)行速度與地球公轉(zhuǎn)速度之比。
答案:AD
8、衛(wèi)星仍圍繞地球運(yùn)行,所以發(fā)射速度小
答案:CD
9、同步衛(wèi)星隨地球自轉(zhuǎn)的方向是從東向西,把同步衛(wèi)星從赤道上空3.6萬千米、東經(jīng)103°處,調(diào)整到104°處,相對于地球沿前進(jìn)方向移動位置,需要增大相對速度,所以應(yīng)先下降高度增大速度到某一位置再上升到原來的高度。
答案:A
10、開始轉(zhuǎn)動時向心力由靜摩擦力提供,但根據(jù)F=mrω2可知,B需要的向心力是A的兩倍。所以隨著轉(zhuǎn)速增大,B的摩擦力首先達(dá)到最大靜摩擦力。繼續(xù)增大轉(zhuǎn)速,繩子的張力增大,B的向心力由最大靜摩擦力提供,A的向心力由靜摩擦力和繩子的張力的合力提供,隨著轉(zhuǎn)速的增大,B需要的向心力的增量(繩子張力的增量)比A需要的向心力的增量大,因而A指向圓心的摩擦力逐漸減小直到為0然后反向增大到最大靜摩擦力。所以,B受到的靜摩擦力先增大,后保持不變;A受到的靜摩擦力是先減小后增大;A受到的合外力就是向心力一直在增大。
答案:BD
二、填空題
11、圓盤轉(zhuǎn)動時,角速度的表達(dá)式為ω= , T為電磁打點計的時器打點的時間間隔,r為圓盤的半徑,x2、x1是紙帶上選定的兩點分別對應(yīng)米尺上的刻度值,n為選定的兩點間的打點數(shù)(含兩點)。地紙帶上選取兩點(間隔盡可能大些)代入上式可求得ω= 6.8rad/s。
12、 (1)斜槽末端切線方向保持水平;從同一高度。
(2)設(shè)時間間隔為t, x
= v0t, y2-y1=gt2
,解得: v0=.將x=
三、計算題
13.解:⑴在行星表面,質(zhì)量為m的物體的重力近似等于其受到的萬有引力,則
g=
得:
⑵行星表面的環(huán)繞速度即為第一宇宙速度,做勻速圓周運(yùn)動的向心力是萬有引力提供的,則
v1=
得:
14.解析:用r表示飛船圓軌道半徑,有r =R +H=6.71×l
由萬有引力定律和牛頓定律,得 , 式中M表示地球質(zhì)量,m表示飛船質(zhì)量,T表示飛船繞地球運(yùn)行的周期,G表示萬有引力常量.
利用及上式, 得 ,代入數(shù)值解得T=5.28×103s,
出艙活動時間t=25min23s=1523s, 航天員繞行地球角度 =1040
15.解:(1)這位同學(xué)對過程的分析錯誤,物塊先沿著圓柱面加速下滑,然后離開圓柱面做斜下拋運(yùn)動,離開圓柱面時的速率不等于。
(2)a、設(shè)物塊離開圓柱面時的速率為,
解得:
(2)b、由: 得:
落地時的速率為
16.解:對子彈和木塊應(yīng)用動量守恒定律:
所以
對子彈、木塊由水平軌道到最高點應(yīng)用機(jī)械能守恒定律,
取水平面為零勢能面:有
所以
由平拋運(yùn)動規(guī)律有:
解得:
所以,當(dāng)R =
最大值Smax =
17.解:(1)
(2)設(shè)人在B1位置剛好看見衛(wèi)星出現(xiàn)在A1位置,最后
在B2位置看到衛(wèi)星從A2位置消失,
OA1=2OB1
有 ∠A1OB1=∠A2OB2=π/3
從B1到B2時間為t
則有
18.解: (1)設(shè) A、B的圓軌道半徑分別為、,由題意知,A、B做勻速圓周運(yùn)動的角速 度相同,設(shè)其為。由牛頓運(yùn)動定律,有
設(shè) A、B之間的距離為,又,由上述各式得
, ①
由萬有引力定律,有
將①代入得
令
比較可得
②
(2)由牛頓第二定律,有
③
又可見星 A的軌道半徑
④
由②③④式解得
⑤
(3)將代入⑤式,得
代入數(shù)據(jù)得
⑥
,將其代入⑥式得
⑦
可見,的值隨 n的增大而增大,試令,得
⑧
若使⑦式成立,則 n 必大于 2,即暗星 B 的質(zhì)量必大于,由此得出結(jié)
論:暗星有可能是黑洞。
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