08届高考理科综合（物理部分）试题探究（8）.doc

高考理科综合（物理部分）试题（8）（非选择题）1．（16分）上海首届一级方程式赛车比赛在2004年9月26日举行。一级方程式汽车大赛中，一辆赛车的总质量为m，一个路段的水平转弯半径为R，赛车转此弯时的速度为v，赛车形状都设计得使其上下方空气有一压力差——气动压力，从而增大了对地面的正压力。正压力与摩擦力的比值叫侧向附着系数，以表示。要上述赛车转弯时不侧滑，则需要多大的气压动力？2．（18分）质量均为m的小球B与小球C之间用一根轻质弹簧连接。现把它们放置在竖直固定的内壁光滑的直圆筒内，平衡时弹簧的压缩量为，如图，设弹簧的弹性势能与弹簧的形变量（即伸长量或缩短量）的平方成正比。小球A从小球B的正上方距离为3的P点自由下落，落在小球B粘连在一起向下运动，它们到达最低点后又向上运动。已知小球A的质量也为m时，它们恰能回到O点（设3个小球直径相等，且远小于x0，略小于直圆筒的内径），求小球A与小球B一起向下运动时速度的最大值。3．（20分）间距为L=1m的足够长的光滑平行金属导轨与水平面成30°角放置。导轨上端连有阻值为0.8Ω的电阻R和理想电流表A，磁感应强度为B=1T的匀强磁场垂直导轨平面，现有质量为m=1kg，电阻r=0.2Ω的金属棒，从导轨底端以10m/s的初速度v0沿平行导轨向上运动，如图所示。现对金属棒施加一个平行于导轨平面，且垂直于棒的外力F作用，使棒向上作减速运动.已知棒在导轨平面的整个运动过程中，每1s内在电阻R上的电压总是均匀变化1.6V.求：（1）电表读数的最大值。（2）从金属棒开始运动到电流表读数为零的过程中，棒的机械能如何变化，变化了多少？（3）在答题卷上画出金属棒在导轨上整个运动过程中，作用于棒的外力F随时间t的变化关系（取F沿导轨向上为正方向）。4．（15分）据中新网2004年11月22日的消息，2005年中国铁路将实行第六次大提速，届时旅客列车的运行速度将由现在的时速60公里增至列车电气化改造完成后的200公里。目前，我国一般的普通列车行驶的速度约为80km/h，其制动距离为800m左右，提速后的“K”字号快速列车，行驶的速度均超过100km/h。2005年中国铁路将实行第六次大提速后将到达200km/h，其制动距离也相应加大，这么长的制动距离无疑对行车安全提出了更高的要求。据了解目前上海地区的铁路与公路（道路）平交道口就有240多处，行人和车辆在穿越平交道口时，要充分注意到火车的制动距离，以保证安全。求（假设列车的制动加速度不变）：（1）我国一般的普通快车的制动加速度为多少？（2）第六次大提速后列车的制动距离为多少？（结果取整数）（3）当火车时速达到200km/h时，在铁路与公路的平交道口处，为保证行人和车辆的安全，道口处的报警装置或栅栏至少应提前多少时间报警或放下？（结果取整数）5．（18分）在光滑的水平面桌面上有质量分别为kg、kg的两个小球，中间夹着一个被压缩的具有J弹性势能的轻弹簧（弹簧与两球不相连），原来处于静止状态，突然释放弹簧，球脱离弹簧后滑向与水平面相切、半径为m的竖直放置的光滑半圆形轨道，如图所示，（m/s2）求：（1）球从轨道底端A运动到顶端B的过程中所受合外力冲量。（2）若要使球从B点飞出后落到水平桌面上的水平距离最大，则圆轨道的半径应为多大？落地点到A点的最大距离为多少？参考答案1．解：答案：提示：对物体受力分析可知正压力，其中表示气动压力。，根据牛顿第二定律，可得，联立解得，。2．解：设小球A由初始位置下落与小球B碰撞前的速度为，由机械能守恒得①②设小球A与小球B碰撞后的共同速度为，由动量守恒得③④设弹簧初始的弹性势能为，则碰撞后回到O点时，由机械能守恒得⑤由①③⑤得⑥小球B处于平衡状态时，有⑦则小球A与小球B一起向下运动时所受弹力和重力相等时速度最大，⑧由⑦⑧两式得，⑨根据题目中信息弹簧的弹性势能与弹簧的形变量（即伸长量或缩短量）的平方成正比，可得由机械能守恒得，⑩由④⑥⑩得3．解：（1）速度最大时，感应电动势最大，电流I最大，，（2）当棒运动速度为v时，棒上感应电动势为E，有由闭合电路欧姆定律，得电阻R两端电压U，由欧姆定律U=IR得式中R、r、B、L均为定值，故恒定金属棒应向上作匀减速运动，且m/s2=2m/s2由速度位移关系得：mJ机械能增加值J（3）F—t图线4．解：（1）普通列车的制动过程是一个匀减速过程，利用运动学公式，代入数据得，m/s2（2）火车提速后的制动加速度不变，所以，第一问已经求得，把统一单位后和m/s2代入得，m（3）本问隐含的条件是：在安全栅栏放下的瞬间，若道路口处有险情，火车同时刹车，将最终停在道口处，根据，代入数据得，s5．解：（1）弹簧释放，由动量守恒，得由机械能守恒，得，联立解得，m/s，方向向右球由A到B过程中机械能守恒，得，解得m/s，