邢台市新高考物理常考100解答题汇总含解析.pdf
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1、word文档可编辑】邢台市新高考物理精选常考100解答题汇总精选高考物理解答题100题含答案有解析1.如图所示,用折射率n=3 的玻璃做成内径为R、外径为R,=J 5 R 的半球形空心球壳,一束平行光射向此半球的外表面,且与中心对称轴OO,平行,不计多次反射。求球壳内部有光线射出的区域?(用与OO,所成夹角表示)2.一足够长的水平绝缘轨道上有A、B 两物体处于静止状态,在 AB之间的空间存在水平向右的匀强电场,场强为E。A 物体带正电,电量为q,小物块B 不带电且绝缘,如图所示。小物体A 由静止释放,一段时间后与B 发生弹性碰撞(碰撞时间极短);当 A 返回到轨道上的P 点(图中未标出)时,速
2、度减为0,再过一段时间A 刚好能到达B 再次静止的位置。A 物体在电场中第一次加速所用时间等于A 在电场中向左减速所用时间的2.5倍。物体A 与轨道的动摩擦因数为阳,B 与轨道的动摩擦因数为阳,其中的阳和R均为未知量。已知A 的质量为m,B 的质量为3m。初始时A 与 B 的距离为d,重力加速度大小为g,不计空气阻力。整个运动过程中,求物块A 克服摩擦力所做的功。B3.沿 x 轴正方向传播的简谐横波在ti=0时的波形如图所示,此时,波传播到X2=2m处的质点B,而平衡位置为x=0.5m处的质点A 正好位于波谷位置,再经0.2 s,质 点 A 恰好第一次到达波峰。求:该波的波速;在 t2=0.9
3、s时,平衡位置为x=5m 处的质点C 的位移。4.如图所示,一块质量为M=2 k g,长为L=3 m 的均质薄木板静止在足够长的水平桌面上,在木板的左端静止摆放着质量为加=1kg的小木块(可视为质点),薄木板和小木块之间的动摩擦因数为4=0 1,薄木板与地面之间的动摩擦因数为2=2.在 r=0 时刻,在木板M 左端施加一水平向左恒定的拉力F=12N,g 取 lOm/sl 贝!I:(1)拉力/刚作用在木板上时,木板”的加速度大小是多少?(1)如果/一直作用在M 上,那么经多少时间?将离开M?(3)若在时间f=l s 末撤去尸,再经过多少时间M 和加第一次速度相同?在此情况下,最终团在M 上留下的
4、痕迹的长度是多少?5.一半径为R=10cm的半圆形玻璃砖放置在竖直平面上,其截面如图所示。图中O 为圆心,M N为竖直方向的直径。有一束细光线自O 点沿水平方向射入玻璃砖,可以观测到有光线自玻璃砖右侧射出,现将入射光线缓慢平行下移,当入射光线与O 点的距离为h=6cm时,从玻璃砖右侧射出的光线刚好消失。己知光在真空中的传播速度为c=3xl()8m/s,贝!|:(1)此玻璃的折射率为多少;若 h=5 0 c m,求光在玻璃砖中传播的时间。6.如图所示,U 形管竖直放置,右管内径为左管内径的2 倍,管内水银在左管内封闭了一段长为76cm、温度为300K的空气柱,左、右两管水银面高度差为6 c m,
5、大气压为76cmHg。给左管的气体加热,求 当 U 形管两边水银面等高时,左管内气体的温度;在问的条件下,保持温度不变,往右管缓慢加入水银,直到左管气柱恢复原长,求此时两管水银面的高度差。7.如图所示,小球b 静止与光滑水平面BC上的C 点,被长为L 的细线悬挂于O 点,细绳拉直但张力为零.小 球 a 从光滑曲面轨道上AB上的B 点由静止释放,沿轨道滑下后,进入水平面BC(不计小球在B处的能量损失),与小球b 发生正碰,碰后两球粘在一起,在细绳的作用下在竖直面内做圆周运动且恰好通过最高点.已知小球a 的质景为M,小球b 的质量为m.M=5m.己知当地重力加速度为g 求:(1)小球a 与 b 碰
6、后的瞬时速度大小(2)A 点与水平面BC间的高度差.8.如图所示,光滑水平面上有一轻质弹簧,弹簧左端固定在墙壁上,滑 块 A 以 v0=12m/s的水平速度撞上静止的滑块B 并粘在一起向左运动,与弹簧作用后原速率弹回,已知A、B 的质量分别为mi=0.5 kg、m2=1.5 kgo 求:A 与 B 撞击结束时的速度大小v;在整个过程中,弹簧对A、B 系统的冲量大小I。_ 8,/77/7/7777/77777777T/7/77/77/77779.如图所示,一个初速为零、带电量为e、质量为m 的正离子,被电压为U 的电场加速后,经过一段匀速直线运动,垂直于边界MN进入磁感应强度为B 的匀强磁场,磁
7、场的水平宽度为d(忽略粒子所受重力),求:(1)离子在磁场中做圆周运动的半径R;(2)离子在磁中运动的时间410.如图所示,开口向下竖直放置的内部光滑气缸,气缸的截面积为S,其侧壁和底部均导热良好,内有两个质量均为m 的导热活塞,将缸内理想分成I、II两部分,气缸下部与大气相通,外部大气压强始终为po,mg=02p S,环境温度为,平衡时I、II两部分气柱的长度均为1,现将气缸倒置为开口向上,求:2 匕(i)若环境温度不变,求平衡时I、II两部分气柱的长度之比);(ii)若环境温度缓慢升高,但I、n两部分气柱的长度之和为21时,气体的温度T为多少?11.如图所示,开口竖直向上的细玻璃管内有一段
8、长为L2=15cm的水银柱,封闭了一段长度为Li=20cm的气体,此时封闭气体温度为300K,水银柱的上端距离管口的距离为L3=5cm,已知大气压强为po=75cmHgo现把玻璃管缓慢旋转90。至水平位置保持不动,然后对玻璃管缓慢加热到水银柱刚好没流出管口,求:玻璃管旋转90。时,封闭气体的长度为多少?水银柱刚好没流出管口时,此时玻璃管中封闭气体的温度为多少K?TFIL3fL2-;*12.如图甲所示,水平足够长的平行金属导轨MN、PQ间距L=0.3m。导轨电阻忽略不计,其间连接有阻值R=0.8O的固定电阻。开始时,导轨上固定着一质量m=0.01 kg、电阻r=0.4。的金属杆cd,整个装置处于
9、磁感应强度B=().5T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向下。现用一平行金属导轨平面的外力F沿水平方向拉金属杆cd,使之由静止开始运动。电压采集器可将其两端的电压U即时采集并输入电脑,获得的电压U随时间t变化的关系如图乙所示。求:(1)在t=4s时通过金属杆的感应电流的大小和方向;(2)4 s内金属杆cd位移的大小;(3)4 s末拉力F的瞬时功率。甲 乙1 3.如图所示,在光滑水平面上距离竖直线M N左侧较远处用弹簧锁定不带电绝缘小球A,弹性势能为0.45J,A 球质量M=0.1kg,解除锁定后与静止在M 点处的小球B 发生弹性正碰,B 球质量m=0.2kg、带电量q=+10C。M N左侧存
10、在水平向右的匀强电场E2,M N右侧空间区域范围内存在竖直向上、场强大小Ei=0.2N/C的匀强电场和方向垂直纸面向里磁感应强度为B=0.2T的匀强磁场。(g=10m/s2,不计一切阻力)求:解除锁定后A 球获得的速度vi;碰后瞬间B 球速度V2;(3)E2大小满足什么条件时,B 球能经电场E2通过MN所在的直线;(不考虑B 球与地面碰撞再次弹起的情况)(4)在满足问情景下B 球在电场E2中与M N的最大距离。1 4.如图所示,绝缘轨道CDGH位于竖直平面内,圆弧段DG 的圆心角为9=37。,DG与水平段CD、倾斜 段 GH分别相切于D 点和G 点,CD段粗糙,DGH段光滑,在 H 处固定一垂
11、直于轨道的绝缘挡板,整个轨道处于场强为E=lxl()4N/C、水平向右的匀强电场中。一质量m=4xl0-3kg、带电量q=+3xl()3c的小滑块在C 处由静止释放,经挡板碰撞后滑回到CD段的中点P 处时速度恰好为零。已知CD段长度L=0.8m,圆弧DG 的半径r=0.2m;不计滑块与挡板碰撞时的动能损失,滑块可视为质点。求:(1)滑块在GH段上的加速度;(2)滑块与CD段之间的动摩擦因数”;(3)滑块在CD段上运动的总路程。某同学认为:由于仅在CD段上有摩擦损耗,所以,滑块到达P 点速度减为零后将不再运动,在 CD段上运动的总路程为L+lL=1.2m。你认为该同学解法是否合理?请说2明理由,
12、如果错误,请给出正确解答。E15.能量守恒定律、动量守恒定律、电荷守恒定律等等是自然界普遍遵循的规律,在微观粒子的相互作用过程中也同样适用.卢瑟福发现质子之后,他猜测:原子核内可能还存在一种不带电的粒子.(D 为寻找这种不带电的粒子,他的学生查德威克用a 粒子轰击一系列元素进行实验.当他用a 粒子轰 击 镀 原 子 核 时 发 现 了 一 种 未 知 射 线,并经过实验确定这就是中子,从而证实了卢瑟福的猜测.请你完成此核反应方程;+:灰 f+.(2)为了测定中子的质量?“,查德威克用初速度相同的中子分别与静止的氢核与静止的氮核发生弹性正碰.实验中他测得碰撞后氮核的速率与氢核的速率关系是=3%.
13、已知氮核质量与氢核质量的关系是mN=U m,将中子与氢核、氮核的碰撞视为完全弹性碰撞.请你根据以上数据计算中子质量叫,与氢核质量机的比值.(3)以铀235为裂变燃料的“慢中子”核反应堆中,裂变时放出的中子有的速度很大,不易被铀235俘获,需要使其减速.在讨论如何使中子减速的问题时,有人设计了一种方案:让快中子与静止的粒子发生碰撞,他选择了三种粒子:铅核、氢核、电子.以弹性正碰为例,仅从力学角度分析,哪一种粒子使中子减速效果最好,请说出你的观点并说明理由.16.如图所示,MN、PQ是间距为L 的平行光滑金属导轨,导轨电阻不计,置于磁感强度为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中,P、M 间接有
14、一阻值为R 的电阻。一根与导轨接触良好,阻 值 为.的2金属导体棒ab垂直导轨放置,ab 的质量为mo ab在与其垂直的水平恒力下作用下,在导线在上以速度v做匀速运动,速 度 v 与恒力方向相同;导线MN始终与导线框形成闭合电路,已知磁场的磁感应强度大小为 B,导线的长度恰好等于平行轨道的间距L,忽略摩擦阻力和导线框的电阻。求:(1)金属棒以速度v 匀速运动时产生的电动势E 的大小;金属棒以速度v 匀速运动时金属棒ab两端电压Uab;(3)金属棒匀速运动时。水平恒力F 做功的功率Pox A x x1 7.如图甲所示,在足够大的水平地面上有A、B 两物块(均可视为质点)。t=0时刻,A、B 的距
15、离xo=6m,A 在水平向右的推力F 作用下,其速度一时间图象如图乙所示。t=0时刻,B 的初速度大小vo=12m/s、方向水平向右,经过一段时间后两物块发生弹性正碰。已知B 的质量为A 的质量的3 倍,A、B 与地面间的动 摩 擦 因 数 分 别 为 2=。-4,取 g=10m/s2。(1)求 A、B 碰撞前B 在地面上滑动的时间h 以及距离xi;求从t=0时刻起到A 与 B 相遇的时间t2;若在A、B 碰撞前瞬间撤去力F,求 A、B 均静止时它们之间的距离X。18.一人乘电梯上楼,从 1 层直达20层,此间电梯运行高度为60m.若电梯启动后匀加速上升,加速度大小为 3m/sz,制动后匀减速
16、上升,加速度大小为lm/s2,电梯运行所能达到的最大速度为6 m/s,则此人乘电梯上楼的最短时间应是多少?19.(6 分)如图甲所示,一对平行金属板C、D 相距为d,O、6 为两板上正对的小孔,紧贴D 板右侧。存在上下范围足够大、宽度为三的有界匀强磁场区,磁场方向垂直纸面向里,MN、GH是磁场的左、右边界。现有质量为m、电荷量为+q的粒子从O 孔进入C、D 板间,粒子初速度和重力均不计。(1)C、D 板间加恒定电压U,C 板为正极板,求板间匀强电场的场强大小E 和粒子从O 运动到。的时间“(2)C、D 板间加如图乙所示的电压,Uo为已知量,周期T 是未知量。t=0时刻带电粒子从。孔进入,为保证
17、粒子到达O1孔具有最大速度,求周期T 应满足的条件和粒子到达Oi孔的最大速度Vm;7im(3)磁场的磁感应强度B 随时间广的变化关系如图丙所示,B。为已知量,周期TO=F。,=时,粒子qB从 6 孔沿OO1延长线6 0 2 方向射入磁场,始终不能穿出右边界G H,求粒子进入磁场时的速度v,应满足的条件。20.(6 分)如图所示,在区域I 中有水平向右的匀强电场,在区域II中有竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=4.()T;两区域中的电场强度大小相等,两区域足够大,分界线如甲图中虚线所示。一可视为质点的带电小球用绝缘细线拴住静止在区域I 中的A 点,小球的比荷旦=lC/
18、k g,细线与竖直方向的夹角为45,小球与分界线的距离x=0.4m。现剪断细线,小球开始运动,m经过一段时间h 从分界线的c 点进入区域n,在其中运动一段时间后,从D点第二次经过分界线。图中除 A 点外,其余各点均未画出,g=10m/s2,求:(以下结果均保留两位有效数字)小球到达C 点时的速度大小v;(2)C、D 两点间的距离d 及小球从C 点运动到D 点的时间t221.(6 分)如图所示,粗细均匀的U 形玻璃管左管开口、右管封闭,两管均竖直向上,管中有有A、B两段水银柱,在玻璃管中封有I、II两段气体,A 段水银柱长为h=10cm,B 段水银左右两管中液面高度差也为h,左管中封闭的气柱I
19、长为h,右管中封闭的气柱长为3 h,大气压强为75cm H g,现向左管中缓慢倒入水银,使水银柱B 在左右两管中的液面相平,求:左管中倒入的水银柱的长度;气柱I 的长度变为多少。IhLi22.(8 分)如图所示,OO为正对放置的水平金属板M、N 的中线。热灯丝逸出的电子(初速度、重力均不计)在电压为U 的加速电场中由静止开始运动,从小孔O 射入两板间正交的匀强电场、匀强磁场(图中未画出)后沿OO做直线运动。已知两板间的电压为2 U,两板长度与两板间的距离均为L,电子的质量 为 m、电荷量为e。求:(1)板间匀强磁场的磁感应强度的大小B 和方向;(2)若保留两金属板间的匀强磁场不变使两金属板均不
20、带电,则从小孔O 射入的电子在两板间运动了多长时间?23.(8 分)如图所示,横截面积均为S,内壁光滑的导热气缸A、B.A 水平、B 竖直放置,A 内气柱的长为2L,D 为 B 中可自由移动的轻活塞,轻活塞质量不计.A、B 之间由一段容积可忽略的细管相连,A气缸中细管口处有一单向小阀门C,A 中气体不能进入B 中,当 B 中气体压强大于A 中气体压强时,阀门 C 开启,B 内气体进入A 中.大气压为P o,初始时气体温度均为27,A 中气体压强为1.5Po,B 中活塞 D 离气缸底部的距离为3 L.现 向 D 上缓慢添加沙子,最 后 沙 子 的 质 量 为 根=空.求:gQLJ活塞D 稳定后B
21、 中剩余气体与原有气体的质量之比;(ii)同时对两气缸加热,使活塞D 再回到初始位置,则此时气缸B 内的温度为多少?24.(10分)如图所示,质量为一的带有圆弧的滑块A 静止放在光滑的水平面上,圆弧半径R=1.8m,圆2弧的末端点切线水平,圆弧部分光滑,水平部分粗糙,A 的左侧紧靠固定挡板,距离A 的右侧S 处是与A等高的平台,平台上宽度为L=0.5m的 M、N 之间存在一个特殊区域,B 进 入 M、N 之间就会受到一个大小为F=mg恒定向右的作用力。平 台 MN两点间粗糙,其余部分光滑,M、N 的右侧是一个弹性卡口,现有一个质量为m 的小滑块B 从 A 的顶端由静止释放,当 B 通过M、N
22、区域后碰撞弹性卡口的速度v 不小于 5m/s时可通过弹性卡口,速度小于5m/s时原速反弹,设 m=lkg,g=10m/s2,求:滑 块 B 刚下滑到圆弧底端时对圆弧底端的压力多大?(2)若 A、B 间的动摩擦因数R=0.5,保证A 与平台相碰前A、B 能够共速,则 S 应满足什么条件?在满足问的条件下,若 A 与 B 共速时,B 刚好滑到A 的右端,A 与平台相碰后B 滑上平台,设 B 与M N之间的动摩擦因数O V jiV L 试讨论因ji的取值不同,B 在 M N间通过的路程。BN弹性卡口25.(10分)如图所示,一厚度均匀的圆柱形玻璃管内径为r,外径为R,高为R。一条光线从玻璃管上方入射
23、,入射点恰好位于M 点,光线与圆柱上表面成30。角,且与直径MN在同一竖直面内。光线经入射后从内壁射出,最终到达圆柱底面,在玻璃中传播时间为人射出直至到底面传播时间为弓,测得%:弓=3:1.已知该玻璃的折射率为逅,求圆柱形玻璃管内、外半径之比r:R.226.(12分)如图,三棱镜的横截面为直角三角形ABC,NA=30。,NB=60。,B C 边长度为L,一束垂 直 于 A B 边的光线自A B 边 的 P 点射入三棱镜,A P 长 度 d V L,光 线 在 A C 边同时发生反射和折射,反射光线和折射光线恰好相互垂直,已知光在真空中的速度为c.求:(1)三棱镜的折射率;(2)光 从 P 点射
24、入到第二次射出三棱镜经过的时间.27.(12分)如图所示,两块相同的金属板M 和 N 正对并水平放置,它们的正中央分别有小孔O 和 O,两板距离为2 L,两板间存在竖直向上的匀强电场;AB是一根长为3L 的轻质绝缘竖直细杆,杆上等间距地固定着四个(1、2、3、4)完全相同的带电荷小球,每个小球带电量为q、质量为m、相邻小球间的距离为L,第 1 个小球置于O 孔 处.将 AB杆由静止释放,观察发现,从第2 个小球刚进入电场到第3 个小球刚要离开电场,AB杆一直做匀速直线运动,整个运动过程中AB杆始终保持竖直,重力加速度为g。求:(1)两板间的电场强度E;(2)第 4 个小球刚离开电场时AB杆的速
25、度;(3)从第2 个小球刚进入电场开始计时,到第4 个小球刚离开电场所用的时间。28.如图是两个共轴圆筒M、N 的横截面,N 筒的半径为L,M 筒半径远小于L,M、N 以相同的角速度顺时针匀速转动。在筒的右侧有一边长为2L 的正方形匀强磁场区域ab ed,磁感应强度大小为B、方向平行圆筒的轴线。两筒边缘开有两个正对着的小孔Si、S 2,当 Si、S2的连线垂直ad时,M 筒内部便通过S i向 ad 中点。射出一个质量为m、电荷量为q 的带电粒子,该粒子进入磁场后从b 点射出。粒子重力不计,求:该粒子的速度大小;圆筒的角速度大小。29.如图所示,虚线6 0 2 是速度选择器的中线,其间匀强磁场的
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