高中物理综合题

[物理─选修3－3]
（1）如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体逐渐流出。在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变。关于这一过程，下列说法正确的是。（填入选项前的字母，有填错的不得分）

A．	气体分子的平均动能逐渐增大	B．	单位时间气体分子对活塞撞击的次数增多
C．	单位时间气体分子对活塞的冲量保持不	D．	气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量

                  
（2）一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的气缸内，活塞相对于底部的高度为，可沿气缸无摩擦地滑动。取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。沙子倒完时，活塞下降了/4。再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。外界天气的压强和温度始终保持不变，求此次沙子倒完时活塞距气缸底部的高度。

一足够长的斜面，最高点为点，有一长为的木条，端在斜面上，端伸出斜面外。斜面与木条间的磨擦力足够大，以致木条不会在斜面上滑动。在木条端固定一个质量为的重物（可视为质点），端悬挂一个质量为的重物。若要使木条不脱离斜面，在下列两种情况下，的长度各需满足什么条件？
（Ⅰ）木条的质量可以忽略不计。
（Ⅱ）木条质量为，分布均匀。

如图，一质量m =1kg的木块静止的光滑水平地面上。开始时，木块右端与墙相距L =0.08m；质量为m =1kg的小物块以初速度=2m/s滑上木板左端。木板长度可保证物块在运动过程中不与墙接触。物块与木板之间的动摩擦因数为= 0.1，木板与墙的碰撞是完全弹性的。取g =10m/s²，求：
（1）从物块滑上木板到两者达到共同速度时，木板与墙碰撞的次数及所用的时间；
（2）达到共同速度时木板右端与墙之间的距离。

图为一电流表的原理示意图。质量为的均质细金属棒的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，弹簧劲度系数为。在矩形区域内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。与的右端连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，的长度大于。当中没有电流通过且处于平衡状态时，与矩形区域的边重合：当中有电流通过时，指针示数可表示电流强度。
（1）当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？（重力加速度为）
（2）若要电流表正常工作，的哪一端应与电源正极相接？
（3）若=2.0N/m，=0.20m，=0.050m，=0.20T，此电流表的量程是多少？（不计通电时电流产生的磁场的作用）
（4）若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为多大？

模块3－5试题
一置于桌面上质量为M的玩具炮，水平发射质量为的炮弹。炮可在水平方向自由移动。当炮身上未放置其它重物时，炮弹可击中水平地面上的目标；当炮身上固定一质量为的重物时，在原发射位置沿同一方向发射的炮弹可击中水平地面上的目标。炮口离水平地面的高度为。如果两次发射时"火药"提供的机械能相等，求两目标与炮弹发射点之间的水平距离之比。

如图所示，在半径为R，质量分布均匀的某星球表面，有一倾角为

的斜坡。以初速度v₀向斜坡水平抛出一个小球。测得经过时间t，小球垂直落在斜坡上的C点。求：

(1)小球落到斜坡上时的速度大小v；
(2)该星球表面附近的重力加速度g。

（物理－物理3－5）
一个物体静置于光滑水平面上，外面扣一质量为的盒子，如图1所示。现给盒子一初速度，此后，盒子运动的图象呈周期性变化，如图2所示。请据此求盒内物体的质量

题图中有一个竖直固定在地面的透气圆筒，筒中有一劲度为的轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为的薄滑块，圆筒内壁涂有一层新型智能材料--流体，它对滑块的阻力可调。起初，滑块静止，流体对其阻力为0，弹簧的长度为，现有一质量也为m的物体从距地面2处自由落下，与滑块碰撞后粘在一起向下运动。为保证滑块做匀减速运动，且下移距离为时速度减为0，流体对滑块的阻力须随滑块下移而变.试求（忽略空气阻力）：

（1）下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能；
（2）滑块向下运动过程中加速度的大小；
（3）滑块下移距离d时ER流体对滑块阻力的大小。

风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风能（气流的功能）转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮箱，发电机等。如图所示。

（1）利用总电阻的线路向外输送风力发电机产生的电能。输送功率＝300，输电电压＝10，求导线上损失的功率与输送功率的比值；
（2）风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积。设空气密度为，气流速度为，风轮机叶片长度为。求单位时间内流向风轮机的最大风能；
在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施。
（3）已知风力发电机的输出电功率与成正比。某风力发电机的风速时能够输出电功率。我国某地区风速不低于的时间每年约为5000小时，试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时。

如图所示，MN、PQ是两根足够长的固定的平行金属杆，导轨间距L，导轨平面与水平夹角θ，整个导轨平面处于一个垂直平面向上的匀强磁场B，PM间有一电阻R，一金属杆ab质量m，从静止沿光滑导轨下滑，导轨与金属杆电阻不计。
（1）    ab杆下滑瞬间的加速度是多大。
（2）    ab哪端电势高。
（3）    杆的最大速度是多大。

如图所示，正方形线框边长L，质量M，电阻R，从高H处自由下落，当线框的下边进入高h =" L" 的有界匀强磁场时，恰好匀速下降，设线框面总与磁场垂直，求
（1）    磁感应强度B 
（2）    线框经过磁场过程中所产生热Q
（3）    线框穿过该区域共需时间T

风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风能（气流的功能）转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮箱，发电机等。如图所示。
（1）利用总电阻R＝10Ω的线路向外输送风力发电机产生的电能。输送功率P₀＝300kW，输电电压U＝10kV，求导线上损失的功率与输送功率的比值；
（2）风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积。设空气密度为ρ，气流速度为v，风轮机叶片长度为r。求单位时间内流向风轮机的最大风能P_m；
在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施。
（3）已知风力发电机的输出电功率P与P_m成正比。某风力发电机的风速v₁＝9m/s时能够输出电功率P₁＝540kW。我国某地区风速不低于v₂＝6m/s的时间每年约为5000小时，试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时。

如图，在第一象限的区域加一个垂直于XY平面向外、磁感应强度为B的匀强磁场。一个带正电的质点，质量为m，电量为q（不计重力），从Y轴上A点（O₁A＝a）以垂直于Y轴的速度射入磁场后，恰好从X轴上的B点（O₁B＝b）射出，试求质点的速度大小和出射方向？

如图所示，一水平方向的传送带以恒定的速度v=2m/s沿顺时针方向匀速转动，传送带右端固定着一光滑的半径R=0.45m的四分之一圆弧轨道，圆弧底端与传送带相切。一质量为0.5kg的物体，从圆弧轨道最高点由静止开始滑下，物体与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2，不计物体滑过圆弧与传送带交接处时的能量损失，传送带足够长，g=10m/s²。求：
（1）物体滑上传送带向左运动的最远距离及此过程中物体与传送带摩擦所产生的内能；
（2）物体第一次从滑上传送带到离开传送带所经历的时间。

2009年3月1日16时13分10秒,中国自主研制的第一个月球探测器（嫦娥一号）成功实现“受控撞月”，为我国探月一期工程画上圆满的句号。
（1）设探测器的质量为m，月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，“受控撞月”开始前探测器在离月球表面高为h的圆形环月轨道上正常运行。求它在此轨道上正常运行的线速度大小；
（2）假设此次进行“受控撞月”开始的过程按图甲所示进行，探测器在A点向前短时间喷气，减速后的探测器做向心运动沿曲线到达月球表面附近的B点。设探测器到达B点时速度大小为，从A到B的空间范围内的重力加速度大小都近似等于月球表面的重力加速度，喷出的气体相对于月球表面的速度大小为u，求喷出气体的质量；
（3）为了增加撞击效果，撞击前要利用剩余的燃料对探测器进行加速，图乙所示为探测器到达B点时速度方向的示意图，为了使探测器能够沿此方向做加速直线运动，请在图乙中用由坐标原点O出发的有向线段表示出可能的一种发动机喷气方向。