2021高考物理大題專題訓(xùn)練含答案(3)

1、物理：2021模擬高三名校大題天天練（八）1. （12分）如圖所示，在繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤盤而上，離軸心r=20cm處放置一小物塊A,其質(zhì) 量為m=2kg, 4與盤面間相互作用的靜摩擦力的最大值為其重力的k倍（k=O.5）,試求：當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度cu = 2rad/s時(shí)，物塊與圓盤間的摩擦力大小多大？方向如何？欲使4與盤面間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度多大？（取g=10m/C）2. （10分）如圖所示，4物體用板托著，位于離地6=L0m處,輕質(zhì)細(xì)繩通過(guò)光滑定滑輪與4 B相連，繩 子處于繃直狀態(tài)，己知A物體質(zhì)量M=L5kg, 8物體質(zhì)量m=L0kg,現(xiàn)將板抽走/將拉動(dòng)8上升，設(shè)

2、4與 地面碰后不反彈，8上升過(guò)程中不會(huì)碰到定滑輪，求：8物體在上升過(guò)程中離地的最大高度為多大？取g=10m/s2.3. （15分）如圖所示，某人乘雪橇從雪坡經(jīng)4點(diǎn)滑至8點(diǎn)，接著沿水平路而滑至C點(diǎn)停止.人與雪橇的總質(zhì)量為70kg.表中記錄了沿坡滑下過(guò)程中的有關(guān)數(shù)據(jù)，請(qǐng)根據(jù)圖表中的數(shù)據(jù)解決下列問(wèn)題：（取g=10m / s2）（1）人與雪橇從4到8的過(guò)程中，損失的機(jī)械能為多少?（2）設(shè)人與雪橇在8c段所受阻力恒定，求阻力的大小.4.（14分）大氣中存在可自由運(yùn)動(dòng)的帶電粒子，其密度隨離地面的距離的增大而增大，可以把離地面50 km以下的大氣看作是具有一定程度漏電的均勻絕緣體（即電阻率較大的物質(zhì)）；離地

3、面50 km以上的大 氣可看作是帶電粒子密度非常高的良導(dǎo)體.地球本身帶負(fù)電，其周圍空間存在電場(chǎng)，離地面50 km處與 地面之間的電勢(shì)差為4X105v.由于電場(chǎng)的作用，地球處于放電狀態(tài)，但大氣中頻繁發(fā)生閃電又對(duì)地 球充電，從而保證了地球周闈電場(chǎng)恒定不變.統(tǒng)計(jì)表明，大氣中每秒鐘平均發(fā)生60次閃電，每次閃電 帶給地球的電量平均為30C.試估算大氣的電阻率和地球漏電的功率.已知地球的半徑r =6400 km.5.（18分）如圖所示，48c為光滑軌道，其中A8段水平放置，8c段為半徑R的圓弧，48與8c相切于8點(diǎn)。4處有一豎直墻面，一輕彈簧的一端固定于墻上，另一端與一質(zhì)量為M的物塊相連接，當(dāng)彈簧處于原長(zhǎng)

4、狀態(tài)時(shí)，物塊恰能與固定在墻上的L形擋板相接觸與8處但無(wú)擠壓，現(xiàn)使一質(zhì)量為m的小球從圓弧軌道上距水平軌道高h(yuǎn)處的D點(diǎn)由靜止開始下滑, 小球與物塊相碰后立即共速但不粘連，物塊與L形擋板 相碰后速度立即減為零也不粘連。（整個(gè)過(guò)程中，彈簧 沒(méi)有超過(guò)彈性限度。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g） （1）試求彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能： 求小球與物塊第一次碰后沿8c上升的最大高度h（3）若Rh.每次從小球接觸物塊至物塊撞擊L形擋板歷時(shí)均為1,則小球由。點(diǎn)出發(fā)經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間第三次通過(guò)B點(diǎn)？6.（18分）如下左圖所示，真空中有兩水平放置的平行金屬板C、D,上面分別開有正對(duì)的小孔0】和。2,金屬板C、。接在正弦交流電源上，兩

5、板間的電壓ucd隨時(shí)間t變化的圖線如下右圖所示。仁0時(shí)刻開始，從。板小 孔O1處連續(xù)不斷飄入質(zhì)量為m=3.2xio-25kg,電荷量為q=1.6xio一汽的帶正電的粒子（設(shè)飄入速度很小，可 視為零）。在C板外側(cè)有以MN為上邊界CM為左邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN與C金屬板平行，相距d=10cm, 02c 的長(zhǎng)度L=10cm,勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為8=0.10T,方向如圖所示，粒子的重力及粒子間相互作 用力忽略不計(jì)。平行金屬板C、。之間的距離足夠小，粒子在兩板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間可忽略不計(jì)。求： 帶電粒子經(jīng)小孔。2進(jìn)入磁場(chǎng)后，能飛出磁場(chǎng)邊界MN的最小速度為多大？從0到0.04s末時(shí)間內(nèi)哪些 時(shí)間段飄入小孔0

6、1的粒子能穿過(guò)電場(chǎng)并飛出磁場(chǎng)邊界MN?磁場(chǎng)邊界M/V有粒子射出的長(zhǎng)度范闈有 多長(zhǎng)。（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）在圖中用陰影標(biāo)出有粒子經(jīng)過(guò)的磁場(chǎng)區(qū)域。1. （12 分）解：物塊與圓盤間的摩擦力大?。?= 732-= 2乂22*0.2汽=1.64分方向?yàn)橹赶驁A心。2分（2）Kg=?G，4分com = i = 5rad/s最大角速度： , r2分2解：在A下降B上升的過(guò)程中，A、B系統(tǒng)機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得g -mg)h = Mv2 + mv2 22解得2分 M +m代入數(shù)據(jù)有 v =2m/s1分A著地后，B做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，豎直上拋能上升的高度為:h= 2g代入數(shù)據(jù)有/=0.2m1分B物體上

7、升過(guò)程中距地而的最大高度為H =h + hf =1.2m2 分3 .解：(1)從A到B的過(guò)程中，人與雪橇損失的機(jī)械能為: = ?#? +說(shuō)3分代入數(shù)據(jù)解得：A 5 =9100； 2分(2)人與雪橇在正段做減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小：=一.2分根據(jù)牛頓第二定律：Ff = ma2分由得：Ff = 140N1分(3)由動(dòng)能定理得：一儲(chǔ)工=0 1?說(shuō)3分2代入數(shù)據(jù)解得：x= 36m2分4.設(shè)每秒閃電的次數(shù)為n,每次閃電帶給地球的電量為q,則大氣的漏電電流平均為I =n q大氣的漏電電阻可由歐姆定律求得U=I R由題設(shè)條件，式中U=4X105v,設(shè)大氣的電阻率為p,則有R= P4 S -由題設(shè)條件，式中1 =

8、50 km=5.0X104mS 二4 n r 22解以上各式得p=4n一U nqz代入有關(guān)數(shù)值得P=2.29X1012 Qm_1地球的漏電功率P=IU=nqU代入有關(guān)數(shù)值得P=7.2X1OS W思路點(diǎn)撥建立合理的等效電路模型是關(guān)鍵.5、(1)小球運(yùn)動(dòng)至第一次碰前：mgh = mv02/2(D 2碰撞過(guò)程，動(dòng)量守恒：mv0= (M + m)%碰后壓縮彈簧過(guò)程中，M、m及彈簧系統(tǒng)機(jī)械能守恒：Epm= (M + m) vi2/22,由、聯(lián)立解得:Epm12 ghM + m（2）第一次碰后小球向BC軌道運(yùn)動(dòng)的初速度即為vi,由機(jī)械能守恒得:2 由0、聯(lián)立解得：hl=-11（6）2,（M +my（3）小

9、球在BC段運(yùn)動(dòng)可等效為單擺，其周期為:T= 2乃 2/s分析得小球第三次通過(guò)B點(diǎn)歷時(shí)為：t= - + Ar24由。聯(lián)立解得：!-+Af672 g6.（1）設(shè)粒子飛出磁場(chǎng)邊界MN的最小速度為v。，粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)洛倫茲力提供向 心力知: qvoB=mvo2/Ro （2 分） 粒子恰好飛出磁場(chǎng)，則有：Ro=d （2分）所以最小速度vo=qBd/m=5xl03m/s（2分）l/BOOs 和 lyfeOs（或 加00s 和 1V300S）,由于C、D兩板間距離足夠小，帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間可忽略 不計(jì)，故在粒子通過(guò)電場(chǎng)過(guò)程中，兩極板間電壓可視為不變，設(shè)恰 能飛出磁場(chǎng)邊界MN的粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)CD板對(duì)應(yīng)的電壓為U。， 則根據(jù)動(dòng)能定理知： qUo=mvo2Z2 （2 分）得：Uo=mvo2/2q=25V （2 分）根據(jù)圖像可知：UcD=50sin50nt, 25V（或-25V）電壓對(duì)應(yīng)的時(shí)間分別為:所以粒子在0到0.04s內(nèi)飛出磁場(chǎng)邊界的時(shí)間為VBOOs一昧0s（或加00s1必00s）（2分）（3）設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最大速度為