高三物理专题复习课件（2）：力学电学综合题.ppt

综合题分析二 1 利用标有 6v 3w 的灯泡l1 6v 6w 的灯泡l2与理想电压表和理想电流表连接成如图甲所示的实验电路 其中电源电动势为e 9v 图乙是通过灯泡的电流随两端电压变化的曲线 当其中一个灯泡正常发光时 电路输出功率为 w 电源内阻为 p 0 5 2 0 5 6 4w l1 e u ir r e u i 9 8 0 5 2 2 在一个金属圆筒内有三个灯泡a b c与一个电源连接成如图电路 金属筒作为导体 电阻不计 电源电动势为8v 内阻0 5 要使每个灯泡的功率都是8w 求a b c三灯的电阻 电压方程 高 低 8 0 5i 24 i i1 4a i2 12a rc1 0 5 ra1 rb1 2 rc2 1 18 ra2 rb2 2 9 电流关系 ra rb 4rc 3 如图所示 质量分别为m m m的物体a b c通过跨过足够高的光滑滑轮的轻绳相连 a恰在地面 b c间距离与c离地的高度均为h 且m m 2m 现静止起释放它们 求 1 物体a运动的最大速度 2mgh mgh m 2m v2 2 v2 2 2m m gh m 2m 3 2 物体a能上升的最大高度 mgx mgx 0 m m v2 2 v2 2 2m m gh m 2m x m m v2 2 m m g m m 2m m h m m m 2m 当x h mgh mgh m m v 2 2 m m v2 2 hm v 2 2g 2h hm x h 4 如图ab和cd是两根特制的 完全相同的电阻丝 竖直地固定在地面上 上端用电阻不计的导线相接 两电阻丝间距为l 有一根质量为m 电阻不计的金属棒 跨在ac两点间处于x轴原点 与电阻丝接触良好且无摩擦 空间有垂直纸面向里的匀强磁场 磁感应强度为b 放开金属棒 它将加速下滑 1 试证 若棒开始下落后做匀加速运动 则必须满足的条件是每条电阻丝的电阻值应跟位移x的平方根成正比 即r kx k为一常数 a b c d mg b2l2v 2r ma r v 4 2 若棒做匀加速运动 b 1t l 1m m 1 5kg k 1 2 m 1 2 求棒的加速度a 棒下落1m位移过程中流过的电量 棒落下1m位移过程中电阻上电流所做的功 a b c d mg b2l2v 2r ma a 5m s2 q r q it i blv 2r mg bil ma i mg ma bl a b c d mg b2l2v 2r ma a 5m s2 q r q it i blv 2r w i2rt mgx w mv2 2 w mgx mv2 2 mgx max w fax mg ma x 4 棒落下1m位移过程中电阻上电流所做的功 5 一根两端开口 粗细均匀的长直玻璃管横截面积为s 2 10 3m2 竖直插入水面足够宽广的水中 管中有一个质量为m 0 4kg的密闭活塞 封闭一段长度为l0 66cm的气体 气体温度t0 300k 如图所示 开始时 活塞处于静止状态 不计活塞与管壁间的摩擦 外界大气压强p0 1 0 105pa 水的密度 1 0 103kg m3 g 10m s2 试问 1 开始时封闭气体的压强多大 p1s p0s mg p1 p0 mg s 1 0 105 4 2 10 3 1 02 105pa 2 现保持管内封闭气体温度不变 用竖直向上的力f缓慢地拉动活塞 当活塞上升到某一位置时停止移动 此时f 6 0n 则这时管内外水面高度差为多少 管内气柱长度多大 f p2s p0s mg 对活塞 p2 p0 mg f s 1 0 105 1 103 0 99 105pa 对水柱 p2 p0 gh h p0 p2 g 0 1m p1l1 p2l2 l2 68cm 5 3 再将活塞固定住 改变管内气体的温度 使管内外水面相平 此时气体的温度是多少 p2l2 t2 p0l3 t3 t3 p0l3t2 p2l2 1 105 78 300 0 99 105 68 347 6k 6 一根粗细均匀的细长玻璃管如图放置 上端开口 下端封闭 玻璃管中的各段汞柱和空气柱的长度分别为 d 5cm l1 10cm h1 45cm l2 10cm h2 50cm 大气压相当于75cm汞柱产生的压强 现保持温度不变 使玻璃管在竖直平面内绕过其中点的水平轴缓慢转动一周 求 1 从开始位置转过180 时 被封闭的空气柱长度l2 75 45 10 50 l2 水银柱总高度只能是75cm 50 25 真空 l2 24cm 下段水银柱长30cm 6 2 从开始位置转过360 时 被封闭的空气柱长度l2 75 45 10 75 30 l2 l2 11 4cm 50 11 4 30 91 4cm 115cm 此解答合理 7 如图所示 在光滑绝缘的水平面上 用长为2l的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球a和b a球的电荷量为 2q b球的电荷量为 3q 组成一静止的带电系统 虚线mp为ab两球连线的垂直平分线 虚线nq与mp平行且相距3l 开始时mp恰过杆的中点 视小球为质点 不计轻杆的质量 现在在虚线mp nq间加上水平向右的匀强电场e 求 1 b球刚进入电场时带电系统的速度大小 2qel 2mv12 2 7 2 b球的最大位移以及从开始到最大位移处时b球电势能的变化量 2qe 2l 3qel qel 0 2qe 2l 3qe x l 0 x 7l 3 w 3qe x l 4qel a1 2qe 2m qe m a2 qe 2m a3 3qe 2m 2qel 3qel 2mv22 2 2mv12 2 t2 v2 v1 a2 t 2 t1 t2 t3 7 3 带电系统运动的周期 8 如图 截面积为100cm2的活塞 放置在竖直的圆形气缸内 封闭着一定质量的理想气体 气缸活塞重为30n 活塞与气缸壁间无摩擦 气缸底部有一根细管与一个u形管的一端相通 u形管的另一端封闭 管的底部有水银 管的封闭端有一段长为9 1cm的空气柱 设气缸外大气压强保持p0为1 01 105pa 当整个装置的温度是0 c时 气缸的容积为350l u形管内两侧水银面相平 若在活塞上加一重物 整个装置温度升高到27 c时 管内水银面高度差为1 2cm 求 1 活塞上所加重物的重力 2 加压升温后 缸内气体的体积 左边 p p0 g s 1 04 105pa p 9 1 273 p左 8 5 300 p右 p左 gh 右边 p 350 273 p右 v 300 p右 p g s 设向左移动 左边 p p0 g s 1 04 105pa p 9 1 273 p左 8 5 300 p左 1 224 105pa p右 p左 gh 右边 p 350 273 p右 v 300 p右 p g s p右 1 24 105pa v 322 6l g p右 p s 200n 设向左移动 左边 p p0 g s 1 04 105pa p 9 1 273 p左 9 7 300 p左 1 07 105pa p右 p左 gh 右边 p 350 273 p右 v 300 p右 p g s p右 1 054 105pa v 379l g p右 p s 14n 设向右移动 9 如图 a 所示 水平放置的两根金属导轨 间距l 0 3m 导轨左端连接r 0 6 的电阻 区域abcd内存在垂直于导轨平面b 0 6t的匀强磁场 磁场区域宽d 0 2m 细金属棒a1和a2用长为2d的轻质绝缘杆连接 放置在导轨平面上 并与导轨垂直 每根金属棒在导轨间的电阻为r 0 3 导轨电阻不计 使金属棒以恒定速度v 1 0m s沿导轨向右穿越磁场 计算从金属棒a1进入磁场到a2离开磁场的时间内 不同时间段通过电阻r的电流强度 并在图 b 中画出 e blv i总 e r并 r 0 18v 0 36a ir 0 12a 9 如图 a 所示 水平放置的两根金属导轨 间距l 0 3m 导轨左端连接r 0 6 的电阻 区域abcd内存在垂直于导轨平面b 0 6t的匀强磁场 磁场区域宽d 0 2m 细金属棒a1和a2用长为2d的轻质绝缘杆连接 放置在导轨平面上 并与导轨垂直 每根金属棒在导轨间的电阻为r 0 3 导轨电阻不计 使金属棒以恒定速度v 1 0m s沿导轨向右穿越磁场 计算从金属棒a1进入磁场到a2离开磁场的时间内 不同时间段通过电阻r的电流强度 并在图 b 中画出 e 0 ir 0 9 如图 a 所示 水平放置的两根金属导轨 间距l 0 3m 导轨左端连接r 0 6 的电阻 区域abcd内存在垂直于导轨平面b 0 6t的匀强磁场 磁场区域宽d 0 2m 细金属棒a1和a2用长为2d的轻质绝缘杆连接 放置在导轨平面上 并与导轨垂直 每根金属棒在导轨间的电阻为r 0 3 导轨电阻不计 使金属棒以恒定速度v 1 0m s沿导轨向右穿越磁场 计算从金属棒a1进入磁场到a2离开磁场的时间内 不同时间段通过电阻r的电流强度 并在图 b 中画出 ir 0 12a 10 如图所示 甲 乙两个半径为r的金属圆环用间距相等的n根短导体连接起来 组成鼠笼状 每根短导体的长为l 电阻为r 圆环电阻不计 整个装置可以绕圆环的轴线oo 转动 在环状体的下部有宽度与导体间距相等的匀强磁场 假设磁感线都集中在两磁极之间 磁感应强度为b 当环状体在电动机丙带动下以角速度 做匀角速转动时 电动机消耗的功率为多大 摩擦和其他损耗不计 e bl r r总 r r n 1 p e2 r总 11 麦克劳真空计是一种测量极稀薄气体压强的仪器 其基本部分是一个玻璃连通器 其上端玻璃管a与盛有待测气体的容器连接 其下端d经过橡皮软管与水银容器r相通 如图所示 图中k1 k2是互相平行的竖直毛细管 它们的内径皆为d k1顶端封闭 在玻璃泡b与管c相通处刻有标记m 测量时 先降低r使水银面低于m 如图 a 逐渐提升r 直到k2中水银面与k1顶端等高 这时k1中水银面比顶端低h 如图 b 所示 待测容器较大 水银面升降不影响其中压强 测量过程中温度不变 已知b m以上 的容积为v k1的容积远小于v 水银密度为 1 试导出上述过程中计算待测压强p的表达式 初体积v 初压强为待测压强p 末体积 d2h 4 压强p gh pv p gh d2h 4 可得 p gh2 d2 4v 2 4 10 2pa 可得 p gh2 d2 4v 注意都用国际单位制 11 麦克劳真空计是一种测量极稀薄气体压强的仪器 其基本部分是一个玻璃连通器 其上端玻璃管a与盛有待测气体的容器连接 其下端d经过橡皮软管与水银容器r相通 如图所示 图中k1 k2是互相平行的竖直毛细管 它们的内径皆为d k1顶端封闭 在玻璃泡b与管c相通处刻有标记m 测量时 先降低r使水银面低于m 如图 a 逐渐提升r 直到k2中水银面与k1顶端等高 这时k1中水银面比顶端低h 如图 b 所示 待测容器较大 水银面升降不影响其中压强 测量过程中温度不变 已知b m以上 的容积为v k1的容积远小于v 水银密度为 2 已知v 628cm3 毛细管直径d 0 30mm 水银密度 13 6 103kg m3 h 40mm 算出待测压强p 计算时取g 10m s2 结果保留两位数字 12 如图所示 线框ab cd所在处的磁场方向都沿半径方向 磁感应强度大小都为b 线框可绕过o点的水平轴oo 转动 已知线框长边ab cd 2l 短边aa cc l 磁场区域的张角 aoc bod 90 截面半径为r的轴ab与线框相连接 可一起转动 质量为m的重物通过细绳绕在转轴ab上 已知线框abb a 和cc d d的电阻与外接电阻的阻值都为r 重物由静止起释放 不计各处的摩擦和线框与轴的质量 1 重物由静止释放后系统能量转化情况如何 重物的重力势能转化为重物的动能和电能 又转化为内能 达到稳定状态后 重力势能全部转化为内能 12 如图所示 线框ab cd所在处的磁场方向都沿半径方向 磁感应强度大小都为b 线框可绕过o点的水平轴oo 转动 已知线框长边ab cd 2l 短边aa cc l 磁场区域的张角 aoc bod 90 截面半径为r的轴ab与线框相连接 可一起转动 质量为m的重物通过细绳绕在转轴ab上 已知线框abb a 和cc d d的电阻与外接电阻的阻值都为r 重物由静止起释放 不计各处的摩擦和线框与轴的质量 1 重物由静止释放后系统能量转化情况如何 12 如图所示 线框ab cd所在处的磁场方向都沿半径方向 磁感应强度大小都为b 线框可绕过o点的水平轴oo 转动 已知线框长边ab cd 2l 短边aa cc l 磁场区域的张角 aoc bod 90 截面半径为r的轴ab与线框相连接 可一起转动 质量为m的重物通过细绳绕在转轴ab上 已知线框abb a 和cc d d的电阻与外接电阻的阻值都为r 重物由静止起释放 不计各处的摩擦和线框与轴的质量 2 重物稳定后下降的速度多大 mgv e2 1 5r 所以 v 3mgrr2 8b2l4 8b2l4v2 3rr2 e 2bl2 i 2bl2 1 5r mgr 2bil2 所以 3mgrr 8b2l4 8b2l4 3r e 2bl2 i 2bl2 1 5r v 3mgrr2 8b2l4 12 如图所示 线框ab cd所在处的磁场方向都沿半径方向 磁感应强度大小都为b 线框可绕过o点的水平轴oo 转动 已知线框长边ab cd 2l 短边aa cc l 磁场区域的张角 aoc bod 90 截面半径为r的轴ab与线框相连接 可一起转动