高中物理精选试题

高中物理精选试题（较难）

1．如图所示将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上，槽

的左侧有一固定在水平面上的物块。今让一小球自左

侧槽口A的正上方从静止开始落下，与圆弧槽相切自A

点进入槽内，则以下结论中正确的是

A．小球在半圆槽内运动的全过程中，只有重力对它做功

B．小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量不守恒

C．小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒

D．小球离开C点以后，将做竖直上抛运动

【答案】BC

2．．如图，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块。假定木块和木板之间的最

大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随

时间t增大的水平力F=kt（k是常数），木板和木块加速度的大小分别为a1和a2，下列反映a1和a2变化的图线中正确的是

A ．

B ．

C ．

D ．

【答案】A

3．如图所示，串联阻值为R 的闭合电路中，面积为S 的正方形区

域abcd 存在一个方向垂直纸面向外、磁感应强度均匀增加且变化

率为k 的匀强磁场t B ，abcd 的电阻值也为R ，其他电阻不计．电

阻两端又向右并联一个平行板电容器．在靠近M 板处由静止释放

一质量为m 、电量为q +的带电粒子（不计重力），经过N 板的小

孔P 进入一个垂直纸面向内、磁感应强度为Ｂ的圆形匀强磁场，已知该圆形匀强磁场的半径为q mSk B r 1=。求： (1)电容器获得的电压；

(2)带电粒子从小孔P 射入匀强磁场时的速度；

(3)带电粒子在圆形磁场运动时的轨道半径及它离开磁场时的偏

转角．

【答案】(1) Sk U U R 21

==(2) m

qSk m qU v ==2 (3) 它离开磁场时

的偏转角为90°

4．如图所示，在以O 为圆心，半径为R=103cm 的圆形区域内，有一个水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B 2=，方向垂直纸

面向外。M 、N 为竖直平行放置的相距很近的两金属板， S 1、S 2为M 、N 板上的两个小孔，且S 1、S 2跟O 点在垂直极板的同一水平直

线上。金属板M 、N 与一圆形金属线圈相连，线圈的匝数n=1000匝，面积S=0.2m 2，线圈内存在着垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化的规律为B 1=B 0+kt （T ），其中B 0、k 为常数。

另有一水平放置的足够长的荧光屏D ，O 点跟荧光屏D 之间的距离为H=2R 。比荷为2×105 C/kg 的正离子流由S 1进入金属板M 、N 之

间后，通过S 2向磁场中心射去，通过磁场后落到荧光屏D 上。离

子的初速度、重力、空气阻力及离子之间的作用力均可忽略不计。问：

（1）k 值为多少可使正离子垂直打在荧光屏上

（2）若k=s ，求正离子到达荧光屏的位置。

【答案】(1) 15.02

.01000301=⨯==nS U k T/s （220)90tan(0=-=βH s cm

5．在高能物理研究中，粒子回旋加速器起着重要作用，如图甲为它的示意图。它由两个铝制D 型金属扁盒组成，两个D 形盒正中间开有一条窄缝。两个D 型盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。图乙为俯视图，在D 型盒上半面中心S 处有一正离子源，它发出的正离子，经狭缝电压加速后，进入D 型盒中。在磁场力的作用下运动半周，再经狭缝电压加速。如此周而复始，最后到达D 型盒的边缘，获得最大速度，由导出装置导出。已知正离子的电荷量为q ，质量为m ，加速时电极间电压大小为U ，磁场的磁感应强度为B ，D 型盒的半径为R 。每次加速的时间很短，可以忽略不计。正离子从离子源出发时的初速度为零，求

（1）为了使正离子每经过窄缝都被加速，求交变电压的频率

（2）求离子能获得的最大动能

（3）求离子第1次与第n 次在下半盒中运动的轨道半径之比。

【答案】（1）m qB f π2=（2）m R B q mv E m 2212222==（3）1211-=n r r n （n

= 1, 2, 3 ……）

S

6．如图所示，在一光滑水平的桌面上，放置一质量为M ．宽为L 的足够长“U”形框架，其ab 部分电阻为R ，框架其他部分的电阻不计．垂直框架两边放一质量为m ．电阻为R 的金属棒cd ，它们之间的动摩擦因数为μ，棒通过细线跨过一定滑轮与劲度系数为k ．另一端固定的轻弹簧相连．开始弹簧处于自然状态，框架和棒均静止．现在让框架在大小为2 μmg 的水平拉力作用下，向右做加速运动，引起棒的运动可看成是缓慢的．水平桌面位于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B ．问：

(1)框架和棒刚开始运动的瞬间，框架的加速度为多大

(2)框架最后做匀速运动(棒处于静止状态)时的速度多大

(3)若框架通过位移s 后开始匀速运动，已知弹簧弹性势能的表达式为22

1kx (x 为弹簧的形变量)，则在框架通过位移s 的过程中，回路中产生的电热为多少

【答案】 （1） M mg a μ=

（2）2

22L B mg R v μ=（3）442

22212L B g m MR mgs Q μμ-= 7．如图甲所示，加速电场的加速电压为U 0 = 50 V ，在它的右侧

有水平正对放置的平行金属

板a、b构成的偏转电场，且此区间内还存在着垂直纸面方向的匀强磁场B0．已知金属板的

板长L = 0．1 m，板间距离d = 0．1 m，两板间的电势差u ab随时间变化的规律如图乙所示．紧

贴金属板a、b的右侧存在半圆形的有界匀强磁场，磁感应强度B = 0．01 T，方向垂直纸面

向里，磁场的直径MN = 2R = 0．2 m即为其左边界，并与中线OO′垂直，且与金属板a的

右边缘重合于M点．两个比荷相同、均为q/m = 1×108C/kg的带正电的粒子甲、乙先后由静

止开始经过加速电场后，再沿两金属板间的中线OO′方向射入平行板a、b所在的区域．不

计粒子所受的重力和粒子间的相互作用力，忽略偏转电场两板间电场的边缘效应，在每个粒

子通过偏转电场区域的极短时间内，偏转电场可视作恒定不变．（1）若粒子甲由t = 0．05 s时飞入，恰能沿中线OO′方向通过平行金属板a、b正对的区域，试分析该区域的磁感应强度B0的大小和方向；

（2）若撤去平行金属板a、b正对区域的磁场，粒子乙恰能以最大动能飞入半圆形的磁场区域，试分析该粒子在该磁场中的运动