題目列表(包括答案和解析)
25②（供選用《選修3-l》物理課教材的學(xué)生做）
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(25分)如圖所示，兩個(gè)金屬輪A1、A2，可繞通過各自中心并與輪面垂直的固定的光滑金屬軸O1和O2轉(zhuǎn)動(dòng)，O1和O2相互平行，水平放置.每個(gè)金屬輪由四根金屬輻條和金屬環(huán)組成，A1輪的輻條長為a1、電阻為R1，A2輪的輻條長為a2、電阻為R2，連接輻條的金屬環(huán)的寬度與電阻都可以忽略.半徑為a0的絕緣圓盤D與A1同軸且固連在一起.一輕細(xì)繩的一端固定在D邊緣上的某點(diǎn)，繩在D上繞足夠匝數(shù)后，懸掛一質(zhì)量為m的重物P.當(dāng)P下落時(shí)，通過細(xì)繩帶動(dòng)D和A1繞O1軸轉(zhuǎn)動(dòng).轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，A1、A2保持接觸，無相對滑動(dòng)；兩輪與各自細(xì)軸之間保持良好的電接觸；兩細(xì)軸通過導(dǎo)線與一阻值為R的電阻相連.除R和A1、A2兩輪中輻條的電阻外，所有金屬的電阻都不計(jì).整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與轉(zhuǎn)軸平行.現(xiàn)將P釋放，試求P勻速下落時(shí)的速度.
(25分)圖示為一固定不動(dòng)的絕緣的圓筒形容器的橫截面，其半徑為R，圓筒的軸線在O處.圓筒內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，磁場方向與圓筒的軸線平行，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.筒壁的H處開有小孔，整個(gè)裝置處在真空中.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子P以某一初速度沿筒的半徑方向從小孔射入圓筒，經(jīng)與筒壁碰撞后又從小孔射出圓筒.設(shè)：筒壁是光滑的，P與筒壁碰撞是彈性的，P與筒壁碰撞時(shí)其電荷量是不變的.若要使P與筒壁碰撞的次數(shù)最少，問：
1.P的速率應(yīng)為多少？
2.P從進(jìn)入圓筒到射出圓筒經(jīng)歷的時(shí)間為多少？
(25分)圖中正方形ABCD是水平放置的固定梁的橫截面，AB是水平的，截面的邊長都是l.一根長為2l的柔軟的輕細(xì)繩，一端固定在A點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m的小球，初始時(shí)，手持小球，將繩拉直，繞過B點(diǎn)使小球處于C點(diǎn).現(xiàn)給小球一豎直向下的初速度v0，使小球與CB邊無接觸地向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)
，分別取下列兩值時(shí)，小球?qū)⒋虻搅荷系暮翁帲?/p>
1.
2.
設(shè)繩的伸長量可不計(jì)而且繩是非彈性的.
(25分)從赤道上的C點(diǎn)發(fā)射洲際導(dǎo)彈，使之精確地?fù)糁斜睒O點(diǎn)N，要求發(fā)射所用的能量最少.假定地球是一質(zhì)量均勻分布的半徑為R的球體，R=6400km.已知質(zhì)量為m的物體在地球引力作用下作橢圓運(yùn)動(dòng)時(shí)，其能量E與橢圓半長軸a的關(guān)系為
式中M為地球質(zhì)量，G為引力常量.
1.假定地球沒有自轉(zhuǎn)，求最小發(fā)射速度的大小和方向(用速度方向與從地心O到發(fā)射點(diǎn)C的連線之間的夾角表示).
2.若考慮地球的自轉(zhuǎn)，則最小發(fā)射速度的大小為多少？
3.試導(dǎo)出。
1. B 解析：由圖可知AB、BC、CD的距離分別是%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image272.gif)
得，%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image274.gif)
，所以光源應(yīng)滿足的條件是間歇發(fā)光其間隔時(shí)間為0.14s。
2. C 解析：依題意作出物體的v-t圖象，如圖1所示。圖線下方所圍成的面積表示物體的位移，由幾何知識(shí)知圖線②、③不滿足AB=BC。只能是①這種情況。因?yàn)樾甭时硎炯铀俣龋?i>a1<a2，選項(xiàng)C正確。
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3. D 解析：對掛鉤進(jìn)行受力分析，如圖所示，圖中α、β為A、B繩與豎直方向的夾角，兩繩拉力如圖中FA0、FB0所示；當(dāng)右側(cè)桿向左平移，則α、β均變小，兩繩拉力如圖中FA、FB所示；由圖可知，A、B繩的拉力均變小，AB錯(cuò)；由于掛鉤受力平衡，兩繩對掛鉤的拉力合力一定與衣服對掛鉤的拉力大小相等、方向相反，因此合力不變，D正確。
4. A 解析：從0到%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image279.gif)
的時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度從2%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image281.gif)
均勻減小到0，根據(jù)楞次定律和右手定則可判斷出感應(yīng)電流的方法與規(guī)定的方向相反，大小為：%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image283.gif)
；同理，從到T的時(shí)間，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向下，大小均勻增大，感應(yīng)電流的磁場方向向上，由右手定則可知感應(yīng)電流的方法與規(guī)定的方向相反，大小為：%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image285.gif)
，故A選項(xiàng)正確。
5. ABC 解析：從F－t圖象上可以看出，在0～t1、t2～t3和t4以后的時(shí)間內(nèi)，彈簧秤對鉤碼的拉力F等于鉤碼的重力10N；t1～t2這段時(shí)間內(nèi)，彈簧秤對鉤碼的拉力F小于鉤碼的重力，鉤碼處于失重狀態(tài)；t3～t4這段時(shí)間內(nèi)，彈簧秤對鉤碼的拉力F大于鉤碼的重力，鉤碼處于超重狀態(tài)，所以選項(xiàng)ABC正確。
6. B 解析：由圖像的變化快慢可知曲線ab先變化非常快，為斥力圖，cd為引力圖，e點(diǎn)是兩曲線的交點(diǎn)，即分子間引力與斥力相等時(shí)，此時(shí)分子間距離的數(shù)量級為10－
7. C 解析：假設(shè)將小球放在彈簧頂端釋放球，這就是一個(gè)常見的彈簧振子，由對稱性知，球到達(dá)最低點(diǎn)的加速度為%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image252.gif)
，本題中彈簧在最低點(diǎn)時(shí)壓縮量比假設(shè)的模型大，故答案為C．
8. B 解析：導(dǎo)體桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)，切割磁感線相當(dāng)于電源，其產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E＝Blv，由于桿相當(dāng)于彈簧振子，其在O點(diǎn)處的速度最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最大，因此電路中的電流最大。根據(jù)右手定則，電流在P、Q兩處改變方向，此時(shí)的電流為零。故選擇B.
9．
解析：由電源的伏安特性曲線讀得電源電動(dòng)勢為E=1.5V，橫截距表示短路電流I=%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image287.gif)
Ω。
a點(diǎn)對應(yīng)的電源輸出電壓為1.0V，電流為%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image289.gif)
Ω，電源內(nèi)部熱耗功率為%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image291.gif)
W。
圖線中的b點(diǎn)所對應(yīng)的外電阻Rb上的電壓為0.5V，流過其中的電流為%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image293.gif)
Ω 輸出功率為Pb=IbUb=0.25W。
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11. 解析：（1）因?yàn)殡娐分行枰玫礁难b后電壓表量程與電源電動(dòng)勢兩個(gè)未知數(shù)，所以需要兩個(gè)電路狀態(tài)聯(lián)立方程求解。連接如圖所示。
（2）當(dāng)當(dāng)S1與S2均閉合時(shí)，由閉合電路的歐姆定律得：
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即： %20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image299.gif)
①
當(dāng)S1閉合，S2斷開時(shí)，由閉合電路的歐姆定律得：
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，
即：%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image303.gif)
②
由①②兩式可得：%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image305.gif)
，%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image307.gif)
則電壓表的量程：%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image309.gif)
12. 解析：用圖象求解，做出速度時(shí)間圖象如圖所示，從圖象看出從B上升到最高點(diǎn)的時(shí)間與由最高點(diǎn)落回A的時(shí)間之比為1：2，所以從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間與從B上升到最高點(diǎn)的時(shí)間之比為1：3，即%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image311.gif)
，又%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image313.gif)
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所以解得%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image317.gif)
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13.
半徑/cm
質(zhì)量/m0
角速度/rad?s-1
圈數(shù)
轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能/J
6.4
14.4
25.6
12.8
19.2
25.6
25.6
57.6
102.4
（2）EK = kmω2 r2 (k是比例常數(shù)) （3）控制變量法
14. 解析：（1）依題意分析可知：碰撞發(fā)生在第1、2兩次閃光時(shí)刻之間，碰撞后B靜止，故碰撞發(fā)生在x=
（2）碰撞后A向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)其速度為%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image321.gif)
，%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image323.gif)
碰撞到第二次閃光時(shí)A向左運(yùn)動(dòng)%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image325.gif)
，有%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image327.gif)
第一次閃光到發(fā)生碰撞時(shí)間為%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image329.gif)
，有：%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image331.gif)
由以上各式可得：%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image333.gif)
（3）取向右方向?yàn)檎较�，碰撞前：A的速度%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image335.gif)
，B的速度%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image337.gif)
碰撞后：A的速度%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image339.gif)
，B的速度%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image341.gif)
由動(dòng)量守恒守恒定律可得：%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image343.gif)
由以上各式可得：%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image345.gif)
：%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image347.gif)
=2：3
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