高三物理试题及答案（五）

高三物理测试题1．奔跑中生物体桔抗肌所做的功是随着每迈一步对腿的加速和减速完成的，腿离开地面时，腿从静止直到接近等于身体的速度．同样，在腿又回到静止的过程中，桔抗肌又做了相同的功．现有一个以3m／s的速度奔跑的质量为70kg的人，他每条腿的质量约为10kg，其步子的长度（同一只脚的两个相邻足迹之间的距离）为2m，此人每秒内每条腿迈出1.5步，求此人奔跑过程中的能量消耗率（肌肉的效率为0.25）2．如图所示，桌面上有许多大小不同的塑料球，它们的密度均为，有水平向左恒定的风作用在球上，使它们做匀加速运动（摩擦不计），已知风对球的作用力与球的最大截面积S成正比，即F＝kS（k为一常量）．（1）对塑料球来说，空间存在一个风力场，请定义风力场强度及其表达式．（2）在该风力场中风力对球做功与路径无关，可引入风力势能和风力势的概念，若以栅栏P为参考平面，写出风力势能Ep和风力势U的表达式．（3）写出风力场中机械能守恒定律的表达式．（球半径用r表示；第一状态速度为v1，位置为x1；；第二状态速度为v2，位置为x2）3．密度大于液体的固体颗粒，在液体中竖直下沉，开始时是加速下沉，但随着下沉速度变大，固体所受的阻力也变大，故下沉到一定深度后，固体颗粒是匀速下沉的．该实验是研究球形固体颗粒在水中竖直匀速下沉的速度与哪些量有关，实验数据的记录如下表：（水的密度为0=1．0×103kg／m3）（1）我们假定下沉速度V与实验处的重力加速度g成正比．根据以上实验数据，你可以推得球形固体在水中匀速下沉的速度V还与哪些量有关，以及有怎样的关系吗？（只要求写出关系式，比例系数可用k表示）（2）对匀速下沉的固体球作受力分析：固体球受到浮力（浮力的大小等于排开液体的重力）、重力（球体积公式以V＝4πr3/3计算）、匀速下沉时球受到的阻力f．试写出f与v及r的关系式（分析和推导过程不必写）4．如图所示为一皮带运输机，现在令皮带上只允许有一袋水泥，人将一袋水泥无初速度的放到皮带底端，水泥袋在运行过程中与皮带达到共速，以后上升到最高点，已知，一袋水泥质量为m，皮带运行速度为v，皮带斜面的倾角为θ，水泥袋与皮带间动摩擦因数为，水泥袋从底端上升到最高点的总高度为H，总时间为t，带动皮带转动的电动机功率为P，取重力加速度为g．我们认为①在这一物理过程中电动机要消耗的电能为ε1；②一袋水泥机械能的增加量为E2；③摩擦生热为Q；④用于其它消耗的能量为E3要求你根据能的转化和守恒规律写出E3与ε1、E2及Q的定量关系，用题中所给的物理量来表示．5．甲、乙两个同学在直跑道上练习4×100m接力，他们在奔跑时有相同的最大速度，乙从静止开始全力奔跑出25m才能达到最大速度，这一过程可看成匀变速直线运动。现在甲持捧以最大速度向乙奔来，乙在接力区伺机全力奔出。若要求乙接捧时奔跑达到最大速度的80%,则：（１）乙在接力区须奔出多大距离？（２）乙应在距离甲多远时起跑？6．电磁波和和各种射线在工农业生产和日常生活中有着广泛的应用,下面列举了一些典型的例子,请按照要求回答问题.(1)如图是一收音机面板上的刻度盘，请次序固体球的半径r(m)固体的密度（kg/m3）匀速下沉的速度v(m/s)10.5×10－３2.0×10３0.5521.0×10－３2.0×10３2.2031.5×10－３2.0×10３4.9540.5×10－３3.0×10３1.1051.0×10－３3.0×10３4.4060.5×10－３4.0×10３1.6571.0×10－３4.0×10３6.60在划竖线处填上适当的数字．(2)如图所示是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置．其原理是利用放射线的穿透本领．如果向前运动的铝板厚度有变化，那么探测器接收到的放射线的强度也会随之变化，这种变化会转变成电信号输人相应的装置，进而自动控制图中右侧两个压轮间的距离，从而使铝板的厚度恢复正常．在实际生产中，若铝板厚度在lmm左右时β射线起主要作用．请你根据以上情景提出两个与物理知识有关的问题（只需提问，不必回答）．a.________________________________。b.________________________________。(3)家用微波炉的微波如果泄漏对人体有害，正常工作时微波炉的炉门对微波起着很好的反射和屏蔽作用，开门前务必先让微波发生电路停止工作．为了方便微波炉的操作，需要设计一保护开关，它能在炉门被打开前自动断电．为了防止微波大量泄漏，该开关必须保证在炉门被打开之前的一定时间内完成断电动作，这一时间称为保护开关动作的时间提前量⊿t．假设微波在食品以及在空气中的速度都差不多，微波炉炉腔对角线约50cm．且微波束每次穿过炉中食品仅被吸收1/1000，若要求炉门打开时炉内微波强度至少应衰减到正常工作时的百万分之一，请估算保护开关动作的时间提前量⊿t的数量级，并根据估算结果发表讨论．（lg0.999=－4.345×10－４）7．2008年北京奥运会将大量使用太阳能，有一种太阳能汽车是用太阳能电池将所接受到的太阳光能转化为电能提供给电动机来驱动的．已知车上太阳能电池接受光能的面板面积为S＝8m２，正对太阳时能产生U＝120V的电压，并对车上的电动机提供I＝10A的电流，电动机的直流电阻为R＝4Ω，而太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为P０＝1.0×10３W．（１）该车在天安门广场上行驶时，因地磁场的作用，汽车后轮轴左右两端的电势高低情况是．（填选项前字母代号）（）A．左端电势较高B．右端电势较高C．左右两端电势相同D．不知汽车行驶方向，无法判定（２）该车的太阳能电池转化太阳光能的效率η１=______________.电动机的效率η2=________________．（３）若太阳辐射能量的辐射总功率为P＝3.9×10２６W，且太阳光在穿过太空及地球表面大气层到达地面处，沿途有β＝28％的能量损耗，据此可算出太阳到地球的距离r约为多少？（取两位有效数字）（４）太阳辐射的能量实际上是由质子所参与的一系列反应所产生的，而这一系列的反应的总效果相当于下述热核反应11H＋11H＋11H＋11H42He+201e若质子11H、氦核42He、正电子01e的质量分别为mp＝1.6726×10－２７kg，ma＝6.6425×10－２７kg，me＝0.9×10－３０kg，则用m＝１kg的质子发生上述热核反应所释放出的能量完全转化为驱动该车的有用功，求能够维持该车行驶的时间t．8．如图所示，一矩形管中（管长为L两侧面为导电面，并有导线在外面与之相连，上下面为绝缘面）有电阻率为ρ的水银在流动，当其一端加上压强p时，水银流速为v0，现在坚直方向加上磁感应强度为B的匀强磁场，试求此时水银的流速（设水银的速度与压强成正比）。9．有人设计了一种如图所示的机器：两根相互垂直的刚性绝缘细杆，相交于杆的中点，位于竖直平面内，杆的端点上各有一带正电的小球a、b、c和d．一水平的固定转轴PP’通过两杆的交点与两杆固定连接．转轴的一端有一皮带轮，通过皮带可带动别的机器转动，两杆与其端点的带电小球处在一方向与X轴平行的静电场中，电场的场强大小随y而改变，可表示为E=E0y．在y=0处，即沿x轴，场强E=0；在y＞0的区域，场强沿x正方向，其大小随y的增大而增大；在y＜0的区域，场强沿x的负方向，场强的大小随y的增大而增大．由于杆端的带电小球受到静电场的作用，相互垂直的杆将绕固定轴转动，与轴连接的皮带轮通过皮带就能带动其他机器运转．设计者断言他可实现一种不需要提供能量而能不断对外做功的永动机．你认为这种机器可能实现吗？为什么？如认为不能实现，则指出其设计中存在何种错误，并说明理由。10．如图厚度可不计的圆环套在粗细均匀的圆柱棒上端．圆环和圆柱棒质量分别为2m和m，圆环可在棒上滑动，它们之间滑动摩擦力和最大静摩擦力相等，大小为2kmg(k为大于1的常数）．棒能沿光滑的竖直细杆AB上下滑动．设棒与地相碰时无动能损耗且碰撞时间极短．已知棒自由下落时其下端距地为H，与地经过多次碰撞后，圆环才从棒的下端滑脱．试求出第一次碰地后第二次碰地前环沿棒的相对滑动停止瞬间棒的速度大小．下面是一位同学的解法，如认为正确，则写出理由；如认为不正确，则指出错误并写出正确的解法．解：第一次碰地前瞬间的速度为v棒0＝v环0＝gH2,方向向下……………………………（1）第一次碰地后瞬间，依题意知v棒=gH2,方向向上………………………………………(2)v环=gH2方向向下………………………………………(3)之后当两者停止相对滑动时，设共同速度为v，取向下为正方向，由动量守恒定律得：2mgH2－mgH2＝3mv……………………………(4)得：V=gH2/3参考答案1、1080J/s2、(1)k=F/s(2)Ep=ksxU=kx(3)2rv12/3+kx1=2rv22/3+kx23、(1)kr2g(－0)(2)4vr/3k4、E3=ε1―E2―Q5、(1)16m(2)24m6、（1）、（2）略（3）10－５s7、（1）A（2）15%，66.7%（3）1.5×1011m(4)7.9×1011s8、v=v0/(1+B2Lv0/p)9、（1）不可能，违背了能量守恒定律。（2）略10、（1）（4）式错误（2）t=2gH/2/3k