高三物理简答题试题 - 困难题

如图所示，光滑的平行水平金属导轨MN、PQ相距L，在M点和P点间连接一个阻值为R的电阻，在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电阻为r、长度也刚好为L的导体棒ab垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距。现用一个水平向右的力F拉棒ab，使它由静止开始运动，棒ab离开磁场前已做匀速直线运动，棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，F随ab与初始位置的距离x变化的情况如图， 已知。求：

（1）棒ab离开磁场右边界时的速度；

（2）棒ab通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能；

（3）满足什么条件时，棒ab进入磁场后一直做匀速运动。

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（10分）如图所示，一质量为mB＝2 kg，长为L＝6 m的薄木板B放在水平面上，质量为mA＝2 kg的物体A(可视为质点)在一电动机拉动下从木板左端以v0＝5 m/s的速度向右匀速运动。在物体带动下，木板以a＝2 m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动，此时牵引物体的轻绳的拉力F＝8 N。已知各接触面间的动摩擦因数恒定，重力加速度g取10 m/s2，则

(1)经多长时间物体A滑离木板？

(2)木板与水平面间的动摩擦因数为多少？

(3)物体A滑离木板后立即取走物体A，木板能继续滑行的距离为多少？

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如图所示，有三根长度均为L＝0.3m的不可伸长的绝缘细线，其中两根的一端分别固定在天花板上的P、Q点，另一端分别拴有质量均为m＝0.12kg的带电小球A和B，其中A球带正电，电荷量为q＝3×10－6C。A、B之间用第三根线连接起来。在水平向左的匀强电场E作用下，A、B保持静止，悬线仍处于竖直方向，且A、B间细线恰好伸直。

（1）此匀强电场的电场强度E为多大；

（2）现将PA之间的线烧断，由于有空气阻力，A、B球最后会达到新的平衡位置。求此时细线QB所受的

（3）拉力T的大小，并求出A、B间细线与竖直方向的夹角 ；求A球的电势能与烧断前相比改变了多少。

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某电子天平原理如图所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两极间的磁感应强度大小均为B，磁极宽度均为L，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C、D与外电路连接，当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触)，随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流I可确定重物的质量．已知线圈匝数为n，线圈电阻为R，重力加速度为g.问：

(1)线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从C端还是从D端流出？

(2)供电电流I是从C端还是从D端流入？求重物质量与电流的关系；

(3)若线圈消耗的最大功率为P，该电子天平能称量的最大质量是多少？

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预警雷达探测到敌机在20000m上空水平匀速飞行，立即启动质量m=100kg的防空导弹，导弹的火箭发动机在制导系统控制下竖直向下喷气，使导弹由静止以a=10g（g=10m/s2）的加速度竖直向上匀加速上升至5000m高空，喷气方向立即变为与竖直方向成θ角（cosθ=1/11）斜向下，导弹做曲线运动，直至击中敌机。假设导弹飞行过程中火箭推力大小恒定，且不考虑导弹质量变化及空气阻力，导弹可视为质点。试求：

（1）火箭喷气产生的推力；

（2）导弹从发射到击中敌机所用的时间；

（3）导弹击中敌机时的动能。

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如图所示，水平地面上固定一个半径为R=0.8m的四分之一光滑圆轨道，圆轨道末端水平并与一个足够长的匀质木板的左端等高接触但不连接。木板的质量为M=2kg，其左端有一个处于静止状态的小物块a，质量为ma=1kg。现将一质量为mb=3kg的小物块b由圆轨道最高点无初速释放，并与物块a在圆轨道最低点发生碰撞，碰撞时间极短且碰撞过程中无机械能损失(物块a、b可视为质点，重力加速度g取10m/s2).

(1)求碰后瞬间两物块的速度大小；

(2)若两个小物块a、b与木板间的动摩擦因数均为μ1=0.3，木板与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1，求最终两个小物块a、b间的距离。

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如图所示，一木箱静止在长平板车上，某时刻平板车以a = 2.5m/s2的加速度由静止开始向前做匀加速直线运动，当速度达到v = 9m/s时改做匀速直线运动，己知木箱与平板车之间的动摩擦因数μ= 0.225，箱与平板车之间的最大静摩擦力与滑动静擦力相等（g取10m/s2）。求：

（1）车在加速过程中木箱运动的加速度的大小

（2）木箱做加速运动的时间和位移的大小

（3）要使木箱不从平板车上滑落，木箱开始时距平板车右端的最小距离。

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如图所示为研究电子枪中电子在恒定电场中运动的简化模型示意图。在xOy　 平面的第一象限，存在以x轴、y轴及双曲线的一段(0≤x≤L，0≤y≤L)为边界的匀强电场区域I，电场强度为E；在第二象限存在以(－2L≤x≤0，0≤y≤L)为边界的匀强电场区域Ⅱ。一电子(电荷量大小为e，质量为m，不计重力)从电场I的边界B点处由静止释放，恰好从N点离开电场区域Ⅱ。求：

(1)电子通过C点时的速度大小；　　

(2)电场区域Ⅱ中的电场强度的大小；

(3)试证明：从AB曲线上的任一位置由静止释放的电子都能从N点离开电场。

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一辆实验小车可沿水平地面（图中纸面）上的长直轨道匀速向右运动。有一台发出细光束的激光器装在小转台M上，到轨道的距离MN为d =10m，如图所示。转台匀速转动，使激光束在水平面内扫描，扫描一周的时间为T =60s。光速转动方向如图中箭头所示。当光束与MN的夹角为45‌°时，光束正好射到小车上。如果再经过Δt=2.5s光束又射到小车上，则小车的速度为多少?(结果保留二位数字)。

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如图所示，半径R=0.3m的光滑圆弧轨道与粗糙斜面相切于B点，斜面最高点C距地面的高度h=0.15m，质量M=0.04kg的小物块从圆弧最低点A，以大小v=2m/s、方向向左的初速度开始运动，到斜面最高点C时速度为零．此时恰被从P点水平射出质量m=0.01kg弹丸击中，已知弹丸进人物块时速度方向沿着斜面，并立即停在物块内，P点距地面的高度H=1.95m弹丸的水平初速度v0=8m/s，取g=10m/s2．求：

（1）斜面与水平地面的夹角θ；（可用反三角函数表示）

（2）物块回到A点时对轨道的压力大小；

（3）物块沿圆弧轨道运动，在所能到达的最高点处加速度大小．

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