省级示范性高中考前物理大题训练4组题

1．一条河宽d=1000m，水流速度v1＝３m/s，一条船在静水中速度为v2＝４m/s，现要求在500s内渡河，则小船沿河运动多长的路程？若水流速度为５m/s，则此船渡河到对岸的最短位移是多少？答案:路程范围：沿河向上小于232m，沿河向下小于3232m1250m2．某种变速自行车有六个飞轮和三个链轮，如图，链轮和飞轮的齿数如表，其后轮的直径为660mm．人骑自行车前进的速度为４m/s时，两轮不打滑．脚踏板做圆周运动的角速度的最小值是多少？名称链轮飞轮齿数Ｎ／个483828141618212428答案:3.5rad/s3．质量为m的宇宙飞船绕地球椭圆轨道上运行,假设在飞行中的速度最大值为vm，当它由远地点运行到近地点的过程中,地球引力对它做功为W，则：①在远地点的速度多大？②若飞船以远地点的速度绕地球作匀速圆周运动，飞船运行半径为多大？（已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g）答案:ｖ＝(vm2-2W/m)1/2r=mgR2/(mvm2-2W)４．在天文研究中，天文学提出了一个大胆的假说——太阳伴星说．这种理论认为，太阳不是形单影只的单身汉，它有一颗伴星，伴星有着巨大的质量，围绕太阳一周的时间是2600年，它的巨大引力扰动着太阳系众多的小行星和彗星，造成它们越出自己的轨道，有时就可能发生碰撞．已知太阳质量为2.0×1030kg，假设伴星的轨道为圆，质量为太阳质量的７倍，不考虑其他天体的影响，则伴星与太阳之间的距离约为多少？（引力常量Ｇ＝6.7×10-11Nm2/kg2）答案:2×1016m５．已知月球质量约为地球质量的1/81，半径约为地球半径的１/3.6，一宇航员在月球上用一根长为Ｌ的细绳一端拴住一个小球，另一端固定于空间一点，细绳自由下垂后，他给小球一个水平方向的初速度v0，使小球在竖直平面内运动，要使小球在向上摆动的过程中细绳会松弛，则宇航员所给小球的初速度v0的范围多大？（设地球表面重力加速度为g）答案:2(2gL)1/2/5v0(4gL/5)1/2链轮链条踏板后轮飞轮1．如图所示，半径为ｒ，品质不计的圆盘盘面与地面相垂直，圆心处有一个垂直盘面的光滑水平固定轴Ｏ，在盘的最右边缘固定有一个质量为ｍ的小球Ａ，在Ｏ点的正下方离Ｏ点r/2处固定一个质量也为ｍ的小球Ｂ。放开盘让其自由转动，问：①当Ａ球转到最低点时两小球的重力势能之和减少了多少？②Ａ球转到了最低点时的线速度是多少？③在转动过程中半径OA向左偏离竖直方向的最大角度是多少？答案:①mgr/2②(4gr/5)1/2③37°2．三个电荷在同一直在线处于平衡状态的规律：①三个电荷的位置关系是＂同性在两边，异性在中央＂②中间的电荷量是三个电荷中电量最小的；两边同性电荷的电量谁小，中间异性电荷距谁就近一些③三个点电荷的电量满足（q1q3）1/2=(q1q2)1/2+(q2q3)1/2试证明规律③３．如图所示，直杆ab搁在半径为ｒ的固定圆环上以速度ｖ匀速平动，当直杆ab运动到图标位置时,已知ab⊥ON,∠MON=θ,则杆与环的交点Ｍ的速度的大小为多少？答案:ｖ/sinθ4．2000年1月26日我国发射了一颗同步卫星,其定点位置与东经98°的经线在同一平面内.若把甘肃省嘉峪关处的经度和纬度近似取为东经98°和北纬α=40°,已知地球半径R,地球自转周期T,地球表面重力加速度g(视为常量)和光速c.试求该同步卫星发出的微波信号传到嘉峪关处的接受站所需的时间(要求用题给的已知量的符号表示).答案:t=1/c(R2+(R2T2g/4π2)2/3-2R(R2T2g/4π2)1/3cosα)1/2５．如图所示，长为Ｌ＝８cm的绝缘细绳的一端系住一个带正电的小球,另一端固定在一个突出的钉子O点上,小球的电量q=4×10－２Ｃ，品质m=200g．当绳子与竖直方向成30°角时,加上匀强电场后小球恰能保持平衡，现取满足平衡要求的最小的场强Ｅ，并设法使小球的电量突然变为原来的２倍，求：①当小球的动能最大时，绳子与竖直方向所成的夹角②小球运动轨迹中最大电势差（不计空气阻力，ｇ取10m/s2）答案:①60°②1.732VＡＢＯａｂθＯｖＮＭｖ３０°1．如图所示，一轻绳穿过光滑的定滑轮，两端各有一小物块，它们的质量分别为m1、m2，已知m2=3m1，开始时m1放在地面上，m2离地面的高度h=1m，绳两边处于拉直状态，然后放手。设物块与地面相碰时没有弹起（地面为水平沙地），绳不可伸长，绳中各处拉力均相同，在突然提拉物块时，绳的速度和物块的速度相同，试述m2所走的全部路程。（取3位有效数字，m2在沙地中所走路程忽略不计）解：当m2第一次下落至地面时，m1、m2具有的速度大小相同，设此时速率为v，据系统机械能守恒有m2gh－m1gh=21（m1+m2）v2（2分）又m2=3m1解得落地速率v=gh（1分）尔后m1以v作竖直上抛运动，当重新下落至离地高度为h时，速度大小不变，方向向下，绳再次绷紧，m1、m2相互作用时间相同t=m1（v-v1）/T=m2v1/T即：m1v=(m1+m2)v1（2分）设m2再次上升高度为h1，由能量关系有m2gh1=m1gh1+21（m1+m2）21v（2分）解得落地速率v1=ghv4141（1分）m2能再次上升的高度h1=161h（1分）由于m2＞m1，所以m2将再次下落回地面，绳子也将重复上述的分析过程再绷紧，同理可分析得到h2=161h1=2161）（h，h3=161h2=3161）（h……hn=161hn－1=n）（161h（2分）故m2所走的全部路程S=h+2h1+2h2+2h3+……+2hn（2分）=2(h+h1+h2+h3+……+hn)－h=2〔h+161h+2161）（h+……+n）（161h〕－h=2h〔1+161+2161）（+……+n）（161〕－h=2h16111－h=1517h=1517m≈1.13m（2分）2．如图所示，两个用相同材料制成的靠摩擦转动的轮A和B水平放置，两轮半径RA=2RB.当主动轮A匀速转动时，在A轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在A轮边缘上.若将小木块放在B轮上，欲使木块相对B轮也静止，则木块距B轮转轴的最大距离为（）m1m2hA.RB/4B.RB/3C.RB/2D.RB[解析]由图可知，当主动轮A匀速转动时，A、B两轮边缘上的线速度相同，由Rv，得21//ABBABARRRvRv.由于小木块恰能在A边缘静止，则由静摩擦力提供的向心力达最大值µmg，得：AARmmg2○1○1设放在B轮上能使木块相对静止的距B转轴的最大距离为r，则向心力由最大静摩擦力提供，故rmmgB2○2○2因A、B材料相同，故木块与A、B的摩擦因数相同，○1○1、○2○2式左边相等，故rmRmBAA2224)21()(22BAAABARRRRr所以选项C正确.[答案]C用等效的思想分析带电体在复合场中的运动处在匀强电场中的带电体除受到电场力外，一般还会受到重力等其它外力的作用。这类问题应用等效重力法，即将重力和电场力的合力看成一等效重力，然后运用类比法，通常都能较简捷地解决问题。运用等效的观点对物理过程进行分析，不仅可以使我们对物理问题的解答变得简捷，而且对于灵活运用知识，促进知识和能力的迁移，思维的拓展，都会有很大的帮助。3．一条长L的细线上端固定在O点，下端系一个质量为m的小球，将它置于一个足够大的匀强电场中，场强为E，且方向水平向右。已知小球在C点时平衡，细线与竖直方向的夹角为α，如图7所示，求：（1）当悬线与竖直方向的夹角β多大时，才能使小球由静止释放后，细线到达竖直位置时，小球速度恰好为零？（2）当细线与竖直方向成α角时，至少要给小球一个多大的速度，才能使小球在竖直平面内做完整的圆周运动？图7解析：（1）由于小球是在重力场和匀强电场中运动，可以将重力场和电场的复合场等效为一个新的“重力场”（如图8），其等效重力加速度gg1cos。小球在C点平衡，则小球在复合场中的运动等效为一单摆，C点为振动的平衡位置。设A为一最大位移处，则另一最大位移处关于OC对称。由对称性即可得出结论：当细线与竖直方向的夹角为2时，才能使小球由静止释放后，细线到达竖直位置时，小球速度恰好为零。图8（2）细线系小球在复合场中做完整的圆周运动的条件与其重力场中类似，只不过其等效“最高点”为D点，“最低点”为C点，等效重力加速度为g1（如图9）。图9小球恰做圆周运动，有临界条件：mgmvLD12根据动能定理，有：12122221mvmvmgLCD·解得：vgLgLC551cos1．如图，Ａ、Ｂ是平行板电容器的两个金属板，电池的两极间电势差为Ｅ，其负极接地。虚线代表与金属板平行的一个等势面Ｐ，它到两金属板的距离相等，电容器所带的电荷量为Ｑ，现固定Ｂ板，把Ａ板向右平移使两板间的距离变为原来的两倍，则Ｐ的电势与电容器的电荷量分别变为多少？答案:Ｅ/4Q/22．密立根油滴实验的原理如图，两块水平放置的平行金属板与电源相连上、下板分别带正、负电荷。油滴从喷雾器喷出后，由于摩擦而带电，油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中，通过显微镜可以观察到油滴的运动情况。两金属板间的距离为ｄ，忽略空气对油滴的浮力和阻力。若油滴进入电场时的速度可以忽略，当两金属板间的电势差为Ｕ时，观察到某个质量为ｍ的油滴进入电场后做匀加速运动，经时间ｔ运动到下极板，求此油滴所带电荷量。答案:md(g-2dt-2)/U或md(2dt-2-g)/U3．如图，四个相同的金属容器共轴排列，它们的间距与容器的宽度相同，轴线上开有小孔．在最左边、最右边两个容器上加电压Ｕ后，容器之间就形成了匀强电场．今有一个电子从最左边容器的小孔沿轴线入射，刚好没有从最右边容器出射，则该电子停止运动前①通过各容器的速度比②通过各容器的时间比③通过各容器间隙所用的时间比④通过各容器间隙的加速度比答案:①123：：②123：：③11223(：）－（：）④１：１：１４．为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明的有机玻璃，它的上下底面是面积Ａ＝0.04m2的金属板，间距L=0.05m,当连接到U=2500V的高压电源正负两极时,能在两金属板间产生一个匀强电场,如图.现把一ＢＡＰＥ喷雾器显微镜Ｕ＋－LU+－Ｓ接地定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内,每立方米有烟尘颗粒1013个,假设这些颗粒都处于静止状态,每个颗粒带电量为q=+1.0×10-17C,质量为m=2.0×10-15kg,不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力,并忽略烟尘颗粒所受重力,求合上电键后:①经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附?②除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功?③经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大?答案:①0.02S②2.5×10-4J③0.014S５．如图，一束电子从Y轴上的ａ点以平行于X轴的方向射入第一象限区域，射入的速度为v0,电子的质量为m,电量为e,为了使电子束通过X轴上的b点,可在第一象限的某区域加一个沿Y轴正方向的匀强电场,此电场的电场强度为E,电场区域沿Y轴方向为无限长,沿X轴方向的宽度为s,且已知Oa=L,Ob=2s,求该电场的左边界与b点的距离.答案:(2mv02L/Eq)1/2或(mv02L/Eqs)+(s/2)YabXo·