題目列表(包括答案和解析)
25②（供選用《選修3-l》物理課教材的學生做）
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(25分)如圖所示，兩個金屬輪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轉動，O1和O2相互平行，水平放置.每個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.一輕細繩的一端固定在D邊緣上的某點，繩在D上繞足夠匝數后，懸掛一質量為m的重物P.當P下落時，通過細繩帶動D和A1繞O1軸轉動.轉動過程中，A1、A2保持接觸，無相對滑動；兩輪與各自細軸之間保持良好的電接觸；兩細軸通過導線與一阻值為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.整個裝置處在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向與轉軸平行.現將P釋放，試求P勻速下落時的速度.
(25分)圖示為一固定不動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.圓筒內有勻強磁場，磁場方向與圓筒的軸線平行，磁感應強度為B.筒壁的H處開有小孔，整個裝置處在真空中.現有一質量為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，經與筒壁碰撞后又從小孔射出圓筒.設：筒壁是光滑的，P與筒壁碰撞是彈性的，P與筒壁碰撞時其電荷量是不變的.若要使P與筒壁碰撞的次數最少，問：
1.P的速率應為多少？
2.P從進入圓筒到射出圓筒經歷的時間為多少？
(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的柔軟的輕細繩，一端固定在A點，另一端系一質量為m的小球，初始時，手持小球，將繩拉直，繞過B點使小球處于C點.現給小球一豎直向下的初速度v0，使小球與CB邊無接觸地向下運動，當
，分別取下列兩值時，小球將打到梁上的何處？
1.
2.
設繩的伸長量可不計而且繩是非彈性的.
(25分)從赤道上的C點發(fā)射洲際導彈，使之精確地擊中北極點N，要求發(fā)射所用的能量最少.假定地球是一質量均勻分布的半徑為R的球體，R=6400km.已知質量為m的物體在地球引力作用下作橢圓運動時，其能量E與橢圓半長軸a的關系為
式中M為地球質量，G為引力常量.
1.假定地球沒有自轉，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C的連線之間的夾角表示).
2.若考慮地球的自轉，則最小發(fā)射速度的大小為多少？
3.試導出。
1.D 2.B 3.B 4.B 5.A
6.AB 7.ABD 8. BCD 9.ACD
10. （1） 
（2）
’
11. （1）3.0(2.6―3.4)
（2）如圖所示（2分） a＝1/(
（3）實驗前未平衡摩擦力
12.（1）以滑板和運動員為研究對象，其受力如圖所示由共點力平衡條件可得
①
②
由①、②聯立，得
F =810N
(2)
得
m/s
(3)水平牽引力的功率
P=Fv
=4050 W
13. （1）根據動能定理，主發(fā)動機在嫦娥一號衛(wèi)星進入地月轉移軌道過程中對衛(wèi)星做的功
……………………………………………………………6分
（2）設“嫦娥一號衛(wèi)星”在圓軌道І上運動時距月球表面的高度為h，根據萬有引力定律和向心力公式有
……………4分
解得：
……………………………………………4分
（3）設“嫦娥一號衛(wèi)星”在近月點進行第一次制動后，在圓軌道І上運動的速度為u1，則
………………………………………………………1分
解得：
…………………………………………………………1分
設“嫦娥一號衛(wèi)星”在通過近月點脫離月球引力束縛飛離月球的速度為u2，根據機械能守恒定律
=0…………………………………………………………1分
解得：u2=
………………………………………………………1分
所以，“嫦娥一號衛(wèi)星”在近月點進行第一次制動后的速度u應滿足的條件是:
……………………………………………2分
14. 解：（1）a =
Rsinθ= v0t
R-Rcosθ=at2
由以上三式得v0 = 
（2）由（1）結論得粒子從A點出發(fā)時的動能為
m v02 = =
則經過P點時的動能為
Ek=Eq(R-Rcosθ)+m v02 = EqR (5-3cosθ)
可以看出，當θ從0°變化到180°，接收屏上電荷的動能逐漸增大，因此D點接收到的電荷的末動能最小，C點接收到的電荷的末動能最大。
最小動能為：
EkD=Eq(R-Rcosθ)+m v0D2 = EqR (5-3cos60°) = EqR
最大動能為：
EkC=Eq(R-Rcosθ)+m v
15．解：（1）A與C間的摩擦力為
(1分)
B與C間的摩擦力為
(1分)
推力F從零逐漸增大，當增大到100N時，物塊A開始向右移動壓縮彈簧（此時B仍然保持靜止），設壓縮量為x，則力
(1分)
當x=
,此時B將緩慢地向右移動。（1分）
B移動
作出力F隨A位移的變化圖線如答圖6所示。（2分）
（2）在物塊B移動前，力F作用于物塊A，壓縮彈簧使彈簧儲存了彈性勢能E0，物塊A移動了s=
（3）撤去力F之后，AB兩物塊給木板C的摩擦力的合力為零，故在物塊AB滑離木板C之前，C仍靜止不動。
由題可知，始終有
(1分)
當物塊B在木板C上向右滑動了
并且兩物體的相對位移△s=
… …
… 3 （2分）
由123式求出物塊B滑離木板C時A物塊的速度為vA=
對A：f=mAaA
aA=
滑離C sA=VAt-aAt2/2 sc=act2/2
所以0.6= VAt-aAt2/2 -act2/2 t=0.2 vc =act=5×0.2=
16．答案．(1) A物體沿斜面下滑時有
∴
m/s2 （1分）
B物體沿斜面下滑時有
∴
（1分）
綜上分析可知，撤去固定A、B的外力后，物體B恰好靜止于斜面上，物體A將沿斜面向下做勻加速直線運動． （1分）
由運動學公式得A與B第一次碰撞前的速度
（1分）
由于AB碰撞后交換速度，故AB第一次碰后瞬時，B的速率
（1分）
(2)從AB開始運動到第一次碰撞用時
（1分）
兩物體相碰后，A物體的速度變?yōu)榱悖院笤僮鰟蚣铀龠\動，而B物體將以
的速度沿斜面向下做勻速直線運動．
（1分）
設再經t2時間相碰，則有
（1分）
解之可得t2=0.8s （1分）
故從A開始運動到兩物體第二次相碰，共經歷時間t=t1+t2=0.4+0.8=1.2s （2分）
（3）從第2次碰撞開始，每次A物體運動到與B物體碰撞時，速度增加量均為Δv=at2=2.5×
第一次碰后： vB1=
第二次碰后： vB2=
第三次碰后： vB3=
……
第n次碰后： vBn=nm/s
每段時間內，B物體都做勻速直線運動，則第n次碰前所運動的距離為
sB=[1+2+3+……+（n-1）]×t2=
m (n=1，2，3，…，n-1) （3分）
A物體比B物體多運動L長度，則
sA
= L+sB=[0.2+]m （2分）
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