[航空航天]高三物理理论联系实际的问题.doc

高三物理理论联系实际的问题班级 学号 姓名 1. 电视机显象管里，电子以E=1.8104ev的动能打在电视屏上。求：电子打在屏上时的速度大小v 已知电子连续不断地打到电视屏上的等效电流的大小为I=20mA 并设电子全部被屏吸收，那么电子流对电视屏的平均冲击力F为多大？（基本电荷e=1.610-19C,电子质量为m=910-31kg）2 设节日礼花炮的爆炸高度为80m，从炮筒中射出后到爆炸前一直做竖直上抛运动，且在最高点爆炸。则花炮从炮筒中射出的初速度为_m/s。已知花炮在炮筒中经历的时间为t=0.02s，则火药对花炮的平均推力大小F=_N，发射花炮的炮筒长至少为L=_m。假设花炮在最高点爆炸后向各个方向飞去的每个碎片的初速度大小都相同，那么每个碎片在空中运动的轨迹是_，在同一时刻这些碎片处于空中同一个_面上。3新型轿车前排都安有安全气囊。气囊内储有某种物质，一受到冲击就立即分解成大量气体，使气囊迅速膨胀，填补在乘员与挡风玻璃、方向盘之间，防止乘员受伤。某次实验中汽车速度为144km/h，驾驶员冲向气囊后经0.2s停止运动。人冲向气囊部分的质量为40kg，头部和胸部作用在气囊上的面积为700cm2,在这种情况下，人的头部和胸部受到的平均压强是多大？4. .如图是一种悬球式加速度仪。用它可以测定沿水平轨道做匀加速直线运动的列车的加速度。m是金属球，系在细金属丝下端，金属丝上端固定在O点。AB是长为L的均匀电阻丝，阻值为R。金属丝和电阻丝接触良好，摩擦不计。AB的中点C焊接一根导线，从O点也引出一根导线，这两根导线之间接一个零刻度在中间的伏特表V，（金属丝和连接用导线的电阻不计）。图中虚线OC与AB垂直，OC=h，电阻丝AB两端接在电压为U的稳压电源上。整个装置固定在列车中，且AB为列车的前进方向。那么，从电压表的读数，就可以测出列车加速度的大小。当列车沿水平轨道向右做匀加速直线运动时，写出加速度大小a和金属丝偏转角间的关系式。写出加速度a和电压表读数U/的关系式。该装置能测定的最大加速度是多大？5神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类。现代生物学认为，髓鞘是由多层（几层到几百层不等）类脂物质髓质积累而成的，具有很大的电阻。已知蛙的有髓鞘神经，髓鞘的厚度只有2m，而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6105。若不计髓质片层间的接触电阻，计算髓质的电阻率。某生物体可看作高20cm，半径为4cm的圆柱体，视作由髓质组成，在其两端加上电压，当电压增加到100V时，该有机体发生蠕动。问：引起神经纤维产生感觉的最小电流I是多少？5m6蹦床运动是一种新兴的体育运动项目。运动员在一张水平放置的弹性网上上下蹦跳，同时做出各种优美的姿势。将运动员视为质量为50kg的质点，在竖直方向上蹦跳的周期为3s，离弹簧网的最大高度为5m，则运动员与弹簧网接触期间弹簧网对运动员的平均弹力大小为 N。（取g=10m/s2）7如图1-17所示，一辆小车在轨道AB上行驶、速度v1=50km/h，在轨道以外的平地上行驶的速度v2=40km/h，在离轨道垂直距离为PM=30km处有一仓库P，有一辆小车从距离M点100km的A处行驶到仓库P至少要用多少时间？8.利用水滴下落可以测出重力加速度g，调节水龙头，让水一滴一滴地流出，在水龙头的正下方放一个盘子，调节盘子的高度，使一个水滴碰的盘子里恰好有一水滴从水龙头开始下落，而空中还有一个正在下落中的水滴.测出水龙头到盘子间距离为h(m)，再用秒表测时间.以第一个水滴离开水龙头开始计时，到第N个水滴落至盘中，共享时间为T(s).则第一个水滴到盘子时，第二个水滴离开水龙头的距离是 (m)，重力加速度g= m/s2。磅 秤K9如图所示是自动称米机的示意图。当磅秤示数等于购买者所需重量时称米机将自动关闭阀门K。买者认为：因为米流落到容器中时会有向下的冲击力，因而实际得到的米少了，买方吃了亏；而卖者认为：当磅秤示数达到预定米的重量时，即使自动装置立刻关闭了阀门，也还有少量米仍在空中，这些米将是多给买者的，卖方吃了亏。双方因此发生了争执。请你通过计算判定实际情况是怎样的。（计算中不妨假设单位之间内通过阀门K的米的质量为m0，米从阀门K中流出的初速度为零，从阀门K到米堆的高度为h，米落到米堆上速度立即减为零。）设刚关闭阀门K时容器中米的实际质量为M，那么当时磅秤的示数N（压力）是多大？刚关闭阀门K时，留在空中的米的重量G /是多大？买者实际得到的米的重量和磅秤的示数间是什么关系？10火车在平直的轨道上起动时的加速度约0.20.5m/s2。几个同学在火车上，想测量火车起动时的加速度，可以提供的器材有：A质量m50g的钩码 B质量M500g的玩具小车C长度约为10cm，劲度系数约为10N/m的轻弹簧，弹性限度为1.5ND长为50cm的刻度尺，最小刻度为1mm E秒表此外还有一些短线和挂钩等，可以用来连接和固定所选用的器材。请设计一种简单可行的实验方案，测量在平直轨道上火车起动时的加速度。设火车开始停在车站，起动后，做匀加速运动持续的时间约2min。就你设计的实验方案，回答下列问题。（1）实验必须选用的器材是 。（填所用器材前的字母序号）（2）说明测量方法和步骤，指明要测量的物理量。（3）由所测量的物理量计算加速度的公式是 。11我国唐代的张遂曾设计一拐尺巧妙地测量了地球的周长，比古希腊人测地球周长早几个世纪，如图甲所示，一个直角拐尺，AB为长边，BC为短边，角顶用一细线系一铜锤，把AB对着北极星观察，此时细线与AB边夹角为，如果在地球北半球且与P在同一经线上Q地，细线与AB边夹角为，测得PQ两地距离为，则地球的周长为 。12（14分）日前欧洲航天局由卫星观测到位于银河系的中心存在一个超大型黑洞，命名为MCG63015，根据天文学理论，恒星晚期核燃料耗尽时，其质量大过奥本海默极限（约23个太阳质量），没有任何力量能够抵挡住强大的引力，恒星的收缩将猛烈地进行，形成“坍缩”，其全部质量被压缩到一个临界半径以内，引力将大到使它本身发出的光子也摆脱不了其引力的束缚，发射不出来，同样，到达其周围的其它物质将在巨大的引力作用下掉进其引力场内而消失掉，若MCG63015星体可视为一均匀球体，它的质量为31036kg，则它演变成黑洞时的临界半径约为多少？（万有引力恒量G=6.671011Nm2/kg2）答案1.解答： 2 分析：碎片飞出的初速度相同，把抛物运动分解为沿初速度方向的匀速运动和沿竖直方向的自由落体运动，我们可以想象爆炸中心点做自由落体运动，则所有碎片在竖直方向的运动和中心点的运动是完全相同的，它们相对于中心点的运动是向不同方向的速率相同的匀速直线运动，因此在同一时刻，它们都处在同一个球面上（这个球的半径不断增大，球心做自由落体运动）。解答： 花炮在炮筒中加速过程用动量定理： 炮筒长3解答：V=144km/h=40m/s，由Ft=mV和P=F/S得：P=1.1105Pa。大约相当于一个大气压，所以不会对人造成伤害。4. 分析：拉力F和重力mg的合力就是使金属球随列车一起加速的合力ma，有ma=mgtan。因为AB上电流恒定，电压表读数U/跟电源电压U之比就是DC跟AB长度之比，而DC=OCtan=htan最大时对应的加速度a也最大，这时tan=L/2h。解答：ma=mgtan，a=gtan 5解答：6解答：以人为对象，下降全过程用动量定理：mg(t1+t2)-Ft2=0,其中t1是自由下落的时间为1s，t2=t/-t1=0.5s，F=3mg=1500N7我们若将运动方向倒过来(逆向思维)则问题变成小车从P点怎样行驶到A点用时最省。这样，我们可把行程问题与光学问题联系起来。因为光总是选择用时最短的路径传播，所以本题转化为光的全反射的临界状态，作题图1-17所示的光传播图，由光的折射定律，得8h/4，h(N+1)2/2T2。设每滴水从水龙头落至盘中经历时间为t0，则第一滴水经历 t0=到达盘中时，第二滴水正在空中，它运动了t0/2的时间，运动距离h =h/4.若从第1个水滴离开水龙头开始计时，则相继下落的水滴到达盘中的时刻依次为：第一滴水落盘时：t1=t0第二滴水落盘时：t2= 第三滴水落盘时t3=T则t0= 所以 9 Mg+m0 m0 相等10（22分） （1）ABCD （5分） （2）实验方法和步骤（10分） 用刻度尺测量弹簧的原长L0,火车静止时,将钩码挂在弹簧下,竖直吊起,测量弹簧的长度L1.在火车的车厢内，将弹簧的一端固定，另一端钩住玩具小车，放在水平的桌面上，使弹簧处于水平，弹簧和小车的轴线与火车的轨道方向一致。当火车起动时，拉着小车的弹簧伸长，测量弹簧的长度L2。（3）（7分）11在P地因AB边对准北极星，所以AB边平等于地轴，如图乙所示，重锤所受重力指向地心，所以，P地的纬度为p=90o Q地的纬度为Q=90o 由圆的知识，得=（）R/180 所以地球的周长为L=2R=360/（）12黑洞是指光子无法脱离其引力，因而在地球上不能接收到它发