高中物理难题集锦.docx

1、高中物理难题集锦1.如图所示，在平行板电容器的两板之间，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度 B1=0.40T，方向垂直纸面向里，电场强度 E=2.0105V/m， PQ 为板间中线紧靠平行板右侧边缘 xOy 坐标系的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度 B2=0.25T，磁场边界 AO 和 y 轴的夹角 AOy=45一束带电量 q=8.010-19C 的同位素正离子从 P 点射入平行板间，沿中线 PQ 做直线运动，穿出平行板后从 y 轴上坐标为（0，0.2m）的 Q 点垂直 y 轴射入磁场区，离子通过 x 轴时的速度方向与 x 轴正方向夹角在 4590之间，不计离子重力，

2、求：【小题 1】离子运动的速度为多大？【小题 2】x 轴上被离子打中的区间范围？【小题 3】离子从 Q 运动到 x 轴的最长时间？【小题 4】若只改变 AOy 区域内磁场的磁感应强度大小，使离子都不能打到 x 轴上，磁感应强度大小 B2应满足什么条件？ 答案： 【小题 1】 v=5.0105m/s【小题 2】0.1mx 【小题 3】【小题 4】 B20.60T 解析： （1）：离子在两板间时有： 解得： v=5.0105m/s （2）当通过 x 轴时的速度方向与 x 轴正方向夹角为 45时，到达 x 轴上的 M 点，如图所示，则：r1=“0.2m “ 所以：OM= 当通过 x 轴时的速度方向与

3、 x 轴正方向夹角为 90时，到达 x 轴上的 N 点，则：r2=“0.1m “ 所以：ON=r 2=“0.1m “ 所以离子到达 x 轴的区间范围是 0.1mx （3）所有离子速度都相同，当离子运动路程最长时，时间也最长，由图知当 r=r1时离子运动时间最长，则： tm=（4）由牛顿第二定律有： 则： 当 r=r1时，同位素离子质量最大： 若质量最大的离子不能穿过直线 OA，则所有离子必都不能到达 x 轴，由图可知使离子不能打到 x 轴上的最大半径： 设使离子都不能打到 x 轴上，最小的磁感应强度大小为 B0，则 解得 B0= =“0.60T “ 则： B20.60T 2. 为了有效地将重物

4、从深井中提出，现用小车利用“双滑轮系统”（两滑轮同轴且有相同的角速度，大轮通过绳子与物体相连，小轮通过另绳子与车相连）来提升井底的重物，如图所示。滑轮离地的高度为H=3m，大轮小轮直径之比为 3：l，（车与物体均可看作质点，且轮的直径远小于 H），若车从滑轮正下方的 A 点以速度 v=5ms 匀速运动至 B 点此时绳与水平方向的夹角为 37，由于车的拉动使质量为 m=“1“ kg 物体从井底处上升，则车从 A 点运动至 B 点的过程中，试求：【小题 1】此过程中物体上升的高度；【小题 2】此过程中物体的最大速度；【小题 3】此过程中绳子对物体所做的功。 答案： 【小题 1】6m【小题 2】12

5、m/s【小题 3】132J 解析： 3. 如图所示，在坐标系 xOy 中，第一象限内充满着两个匀强磁场 a 和 b， OP 为分界线，在区域 a 中，磁感应强度为 2B，方向垂直于纸面向里；在区域 b 中，磁感应强度为 B，方向垂直于纸面向外， P 点坐标为(4l,3l)一质量为 m、电荷量为 q 的带正电的粒子从 P 点沿 y 轴负方向射入区域 b，经过一段时间后，粒子恰能经过原点 O，不计粒子重力(sin370.6，cos370.8)求：图 12(1)粒子从 P 点运动到 O 点的时间最少是多少？(2)粒子运动的速度可能是多少？ 答案： 解析： p;【解析】4. 如图所示将一光滑的半圆槽置

6、于光滑水平面上，槽的左侧有一固定在水平面上的物块。今让一小球自左侧槽口 A 的正上方从静止开始落下，与圆弧槽相切自 A 点进入槽内，则以下结论中正确的是 A小球在半圆槽内运动的全过程中，只有重力对它做功B小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量不守恒C小球自半圆槽的最低点 B 向 C 点运动的过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒D小球离开 C 点以后，将做竖直上抛运动答案： BC 解析： 略 5. 如图，在光滑水平面上有一质量为 m1的足够长的木板，其上叠放一质量为 m2的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间 t 增大的水平力 F=kt

7、（ k 是常数），木板和木块加速度的大小分别为 a1和 a2，下列反映 a1和 a2变化的图线中正确的是A B C D 答案： A 解析： 木块和木板之间相对静止时，所受的摩擦力为静摩擦力。在达到最大静摩擦力前，木块和木板以相同加速度运动，根据牛顿第二定律 ，木块和木板相对运动时， 恒定不变，。所以正确答案是 A。 6. 如图所示，在直角坐标系 My 的原点 O 处有一放射源 S，放射源 S 在 xOy 平面内均匀发射速度大小相等的正电粒子，位于 y 轴的右侧垂直于 x 轴有一长度为 L 的很薄的荧光屏 MN，荧光屏正反两侧均涂有荧光粉，MN 与 x 轴交于 O点。已知三角形 MNO 为正三角

8、形，放射源 S 射出的粒子质量为 m，带电荷量为 q，速度大小为 v，不计粒子的重力。(1) 若只在 y 轴右侧加一平行于 x 轴的匀强电场，要使 y 轴右侧射出的所有粒子都能打到荧光屏 MN 上，试求电场强度的最小值 Emin及此条件下打到荧光屏 M 点的粒子的动能；(2) 若在力 xOy 平面内只加一方向垂直纸面向里的匀强磁场，要使粒子能打到荧光屏 MN 的反面 O点，试求磁场的磁感应强度的最大值 Bmax；(3) 若在 xOy 平面内只加一方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度与(2)题中所求 Bmax相同，试求粒子打在荧光屏 MN 的正面 O点所需的时间 t1和打在荧光屏 MN 的反面

9、 O点所需的时间 t2之比。 答案： （1） = (2) (3) =12 解析： （1）所加电场电场强度的最小值 对应沿着 轴正方向射出的带电粒子正好打在荧光屏的端点这一临界状态。对该临界态的粒子有， (3 分)其中 为该粒子运动的时间 解得 (2 分)对此时从 射出能打到荧光屏上的任一粒子（包括打到荧光屏 点的粒子），设它到达屏时的动能为，由动能定理有 (2 分)解得 = (2 分)（2）由题意，所加磁场的最大磁感应强度 对应来自 的粒子恰好经过荧光屏下端点 N 后打到 这一临界状态，如图所示(圆心在 )。从图中的几何关系得，粒子在磁场中做圆周运动的半径 满足(2 分)粒子在磁场中做匀速圆周

10、运动，洛伦兹力提供向心力，有(2分)联立解得 (1 分)（3）打在荧光屏正面 O 点的粒子的圆弧轨迹见图(圆心在 )，根据匀速圆周运动规律有， (2分)由图中的几何关系得 (2 分)联立解得 =12 7. 如图甲所示，固定在水平桌面上的光滑金属导轨 cd、eg 处于方向垂直导轨向下的匀强磁场中，金属杆ab 与导轨接触良好。在两根导轨的端点 C、e 之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计。现用一水平向右的外力 F1作用在金属杆 ab 上，使金属杆 ab 向右沿导轨滑动，滑动过程中金属杆 ab 始终垂直于导轨。金属杆 ab 受到的安培力用 F2表示，F 1与 F2随时间 t 变化的关系图像如图乙所示

11、，下面关于金属杆 ab 运动过程中的 v -t 图像正确的是答案： D 解析： 以金属杆 为研究对象，根据牛顿第二定律有 ，而 ，由题中图乙可知 均匀增大，则 ，故 ，由此可知金属杆 做初速度为零的匀加速运动，故选项 D 正确 8. 美国东部时间 2011 年 3 月 17 日 21:00 左右，人类首个绕水星运动的探测器“信使号”进入水星轨道，并发回首批照片。水星是最靠近太阳的行星，其密度与地球的密度近似相等，半径约为地球的 .水星绕太阳一周需要 88 天，若将水星和地球的公转轨道看做圆形，（地球表面的重力加速度为 9.8 m/s2，地球公转周期为 365 天，地球的第一宇宙速度为 7.9

12、km/s)则 A水星表面的重力加速度约为 3.7 m/s2B从水星表面发射卫星的第一宇宙速度约为 2.96 km/s来源:学科网C水星与地球连续两次相距最远的时间约为 365 天D水星与地球的公转加速度的比值可以由题设条件求出答案： ABD 解析： 由万有引力定律有 ， ，整理后得 ，故水星表面的重力加速度为 ，选项 A 正确；从星球表面发射卫星的第一宇宙速度为 ，所以从水星表面发射卫星的第一宇宙速度约为 2.96 km/s，选项 B 正确；设水星与地球连续两次相距最远的时间为 ，有 ，解得 116 天，选项 C 错误；行星的公转加速度为，由开普勒行星运动定律和周期之比可以求出水星与地球公转轨

13、道的半径之比，所以可以由题设条件求出水星与地球的公转加速度的比值，选项 D 正确。 9. 如图均匀薄壁 U 形管，左管上端封闭，右管开口且足够长，管的截面积为 S，内装有密度为 的液体。右管内有一质量为 m 的活塞搁在固定卡口上，卡口与左管上端等高，活塞与管壁间无摩擦且不漏气。温度为 T0时，左、右管内液面等高，两管内空气柱长度均为 L，压强均为大气压强 P0，重力加速度为 g。现使左右两管温度同时缓慢升高，在活塞离开卡口上升前，左右两管液面保持不动，试求：（1）温度升高到 T1为多少时，右管活塞开始离开卡口上升； （2）温度升高到 T2为多少时，两管液面高度差为 L。 答案： （1） （2） 解析： 10. 为了测定某电池的电动势（约 10V11V）和电阻（小于 2），需要把一个量程为 5V 的直流电压表接一固定电阻（用电阻箱代替），改装为量程为 15V 的电压表，然后用伏安法测电源的电动势和内电阻，以下是该实验的操作过程：（1）把电压表量程扩大，实验电路如图甲所示，请完成第五步的填空。第一步：把滑动变阻器滑动片移至最右端