高三物理经典习题(含答案)

物理部分（学军卷）

1、（10分）在天津市科技馆中，有一个模拟万有引力的装置。在如上图所示的类似锥形漏斗固定的容器中，有两个小球在该容器表面上绕漏斗中心轴做水平圆周运动，其运行能形象地模拟了太阳系中星球围绕太阳的运行。图2为示意图，图3为其模拟的太阳系运行图。图1中离中心轴的距离相当于行星离太阳的距离。则：

（1）在图3中，设行星A1和B1离太阳距离分别为r1和r2，求A1和B1运行速度大小之比。

（2）在图2中，若质量为m的A球速度大小为v，在距离中心轴为x1的轨道面上旋转，由于受到微小的摩擦阻力，A球绕轴旋转同时缓慢落向漏斗中心。当其运动到距离中心轴为x2的轨道面时，两轨道面之间的高度差为H。请估算此过程中A球克服摩擦阻力所做的功。

2、如图所示，ABC为固定在竖直平面内的轨道，AB段为光滑圆弧，对应的圆心角＝37，OA竖直，半径r

＝2.5m，BC为足够长的平直倾斜轨道，倾角＝37。已知斜轨BC与小物体间的动摩擦因数＝0.25。各段轨道均平滑连接，轨道所在区域有E=4103N/C、方向竖直向下的匀强

－2

－4

O 电场。质量m＝510kg、电荷量q＝＋110C的小物体（视为质点） E  被一个压紧的弹簧发射后，沿AB圆弧轨道向左上滑，在B点以速度v0C r ＝3m/s冲上斜轨。设小物体的电荷量保持不变。重力加速度g＝10m/s2， sin37＝0.6，cos37＝0.8。（设弹簧每次均为弹性形变。）则： （1）求弹簧初始的弹性势能；

（2）在斜轨上小物体能到达的最高点为P，求小物块从A到P的电势能变化量； （3）描述小物体最终的运动情况。

1

 B 弹簧 A

3、如图甲所示，水平放置的平行金属板A和B的距离为d，它们的右端安放着垂直于金属板的靶MN，现在A、U0B板上加上如图乙所示的方波形电压，电压的正向值为U0，反向电压值为，且每隔T/2变向1次。现将质

2量为m的带正电，且电荷量为q的粒子束从AB的中点O以平行于金属板的方向OO′射入，设粒子能全部打在靶上而且所有粒子在A、B间的飞行时间均为T。不计重力的影响，试问： （1）定性分析在t=0时刻从O点进入的粒子，在垂直于金属板的方向上的运动情况。 （2）在距靶MN的中心O′点多远的范围内有粒子击中？

（3）要使粒子能全部打在靶MN上，电压U0的数值应满足什么条件？(写出U0、m、d、q、T的关系式即可)

2

学军卷答案

v1r2v2r11、（1）

（2）

2、（1）W＝0.675 （2）ΔE电=0.275J；

（3）小物体沿AB段光滑圆弧下滑，压缩弹簧后被反弹，再次沿AB段光滑圆弧上滑至B点，速度减为零， 再次下滑，如此往复运动。 3、 （1）先向下加速再向下减速

5qU0T (2)当粒子在0，T,2T„nT时刻进入电场中，粒子将打在O′点下方最远处，O′点正下方最大位移为

16mdn＋qU0T2

当粒子在T/2,3T/2„T时刻进入电场时，O′点正上方最大位移. 216md22

5qU0Td8md(3)要使粒子能全部打在靶MN上，则有＜ ，即U0＜2. -------------3分

16md25qT

2

3

物理部分（杭四卷）

1、有一绝缘的、半径为R的光滑圆轨道固定在竖直平面内，在其圆心处固定一带正电的点电荷，现有一质量为m，带电量也为正电（其电量远小于圆心处的电荷，对圆心处电荷产生的电场影响很小，可忽略）的小球A，圆心处电荷对小球A的库仑力大小为F。开始小球A处在圆轨道内侧的最低处，如图所示。现给小球A一个足够大的水平初速度，小球A能在竖直圆轨道里做完整的圆周运动。

（1）小球A运动到何处时其速度最小？为什么？

（2）要使小球A在运动中始终不脱离圆轨道而做完整的圆周运动，小球A在圆轨道的最低处的初速度应满足什么条件？

2、图甲是“玉免号”月球车在月球上工作时的情景。由于月球上昼夜温差极大，为保护仪器，月夜时月球车的左右两个面积均为S的太阳能电池板收起后覆盖在

车上（这时电池板在下表面），两电池板可绕轴AB和CD以等大的角速度转动，等月昼来临再自动唤醒后打开，如图乙、丙所示。设月球车质量为m，运动时月面对其阻力为车重的K倍，月球表面重力加速度为g，电池板打开后会始终保持与太阳光垂直，且使月球车电动机具有最 大输出功率P，求：

（1）假设唤醒时阳光从月球车右上方并与月面成30角射来，两块太阳能电池板匀速打开与阳光垂直，求左右两电池板打开的时间之比。

0

4

（2）若月球车从静止开始以最大功率P在水平月面上做直线运动，通过距离L时达到最大速度，求这个过程经历的时间。

（3）太阳到月球的平均距离为R，太阳光在空间传播过程能量损失不计，太阳光垂直于电池板，太阳能转化成月球车机械能的总效率为，已知半径为r的球其表面积为

，求太阳发光功率P0

杭四卷答案

1、（1）小球运动到轨道最高点时速度最小，在圆心处电荷产生的电场中，圆轨道恰好在它的一个等势面上，小球在圆轨道上运动时，库仑力不做功，当小球运动到圆轨道最高处时，其重力对它做负功最多，此时速度最小。

（2）

2、（1）1:2；（2）

（3）

5