1、十年高考试题分类解析-物理1. 假设地球是一半径为 R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为 d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为A. B. C. D. Rd1d12)(d2)(R2一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为 v。假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为 m 的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为 N，已知引力常量为 G,，则这颗行星的质量为A mv2/GN B mv4/GNC Nv2/Gm D Nv4/Gm.3. （2012北京理综）关于环绕地球运动的卫星，下列说法正确的是A.分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两
2、颗卫星，不可能具有相同的周期B.沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率C.在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，.它们的轨道半径有可能不同D.沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合4 （2012重庆理综）冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量比约为 71，同时绕它们连线上某点 O 做匀速圆周运动，由此可知，冥王星绕 O 点运动的A轨道半径约为卡戎的 B角速度大小约为卡戎的17 17C线速度大小约为卡戎的 7 倍 D向心力大小约为卡戎的 7 倍5 （2012浙江理综）如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带。假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕
3、太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）A.太阳对各小行星的引力相同B.各小行星绕太阳运动的周期均小于一年C.小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值D.小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值6.（2012全国理综）一单摆在地面处的摆动周期与在某矿井底部摆动周期的比值为 k。设地球的半径为 R。假定地球的密度均匀。已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零，求矿井的深度 d.1. （2011 重庆理综第 21 题）某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。每过 N 年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如题 21 图所示。该行星与地球的公转半径比为 A
4、B. 231N231NC D. 32322（2011 四川理综卷第 17 题）据报道，天文学家近日发现了一颗距地球 40 光年的“超级地球” ，名为“55 Cancri e” ，该行星绕母星（中心天体）运行的周期约为地球绕太阳运行周期的 ，母星的体积约为太阳的 60 倍。假设母星与太阳密度相同， “55 Cancri e”与地1480球均做匀速圆周运动，则“55 Cancri e”与地球的A.轨道半径之比约为 B. 轨道半径之比约为36048326048C.向心加速度之比约为 D. 向心加速度之比约为323三2010 年高考题1.（2010 上海物理）如图，三个质点 a、b、c 质量分别为 m
5、1、 m2、 M（ M m1， M m2）.在 C 的万有引力作用下，a、b 在同一平面内绕 c 沿逆时针方向做匀速圆周运动，轨道半径之比 ra:rb=1:4,则它们的周期之比 Ta:Tb=_;从图示位置开始，在 b 运动一周的过程中，a、b、c 共线了_次。2 （2010 全国新课标卷）太阳系中的 8 大行星的轨道均可以近似看做圆轨道。下列 4 幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图像。图中坐标系的横轴是 lg (T/T0) ,纵轴是lg（ R/R0） ；这里 T 和 R 分别是行星绕太阳运行周期和相应的圆轨道半径， T0和 R0 分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径。下列
6、4 幅图中正确的是3 （2010 上海物理）月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为 ，设月球表面的重力a加速度大小为 ，在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为 ，则1g 2gA B C D1a2a12ga21g4（2010 四川理综卷第 17 题）. a 是地球赤道上一栋建筑，b 是在赤道平面内做匀速圆周运动、距地面 9.6106m 的卫星，c 是地球同步卫星，某一时刻 b、c 刚好位于 a 的正上方（如图甲所示） ，经 48h， a、b、c 的大致位置是图乙中的（取地球半径 R=6.4106m ，地球表面重力加速度 g=10m/s2，= ）105(2010 安徽理综)为了对
7、火星及其周围的空间环境进行探测，我国预计于 2011 年 10 月发射第一颗火星探测器“萤火一号” 。假设探测器在离火星表面高度分别为 h1和 h2的圆轨道上运动时，周期分别为 T1和 T2。火星可视为质量分布均匀的球体，且忽略火星的自转影响，万有引力常量为 G。仅利用以上数据，可以计算出A火星的密度和火星表面的重力加速度B火星的质量和火星对“萤火一号”的引力C火星的半径和“萤火一号”的质量D火星表面的重力加速度和火星对“萤火一号”的引力6（2010 重庆理综卷第 16 题）.月球与地球质量之比约为 180，有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成 的双星系统，它们都围绕月地连线上某点 O
8、 做匀速圆周运动。据此观点，可知月球与地球绕 O 点运动的线速度大小之比约为A 16400 B 180 C 801 D 640017 （2010 北京理综）一物体静置在平均密度为 的球形天体表面的赤道上。已知万有引力常量为 G，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为A. B. C.1243G1234GD.12125 （2009浙江理综）在讨论地球潮汐成因时，地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道。已知太阳质量约为月球质量的倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的 400 倍。关于太710.2阳和月球对地球上相同质量海水的引力，以下说法正确的是
9、A太阳引力远大于月球引力B太阳引力与月球引力相差不大C月球对不同区域海水的吸引力大小相等D月球对不同区域海水的吸引力大小有差异16 我国自主研发的“北斗卫星导航系统”是由多颗卫星组成的，其中有 5 颗地球同步卫星在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道，如图所示，然后在 Q 点通过改变卫星的速度，让卫星进入地球同步轨道，则( )17 一摩托车由静止开始在平直的公路上行驶，其运动过程的 v-t 图像如图所示，求： （1）摩托车在 0-20s 这段时间的加速度大小 a； （2 ） 摩托车在 0-75s 这段时间的平均速度大小 v绕 地球运动，A 项错误卫星绕地球沿同步圆轨道运动的速度都小于
10、 7.9 km/s，B 项正确沿轨道由 P 点运动到 Q 点，万有引力对卫星做负功，动能减小，C 项错误由开普勒行星运动第三定律可知，轨道半径或半长轴越大，运行周期越大，如图，质量为 M 的小车静止在光滑的水平面上，小车 AB 段是半径为 R 的四分之一圆弧光滑轨道，BC 段是长为 L 的水平粗糙轨道，两段轨道相切于 B 点，一质量为 m 的滑块在小车上从 A 点静止开始沿轨道滑下，重力加速度为 g。 （1 ）若固定小车，求滑块运动过程中对小车的最大压力； （2 ）若不固定小车，滑块仍从 A 点由静止下滑，然后滑入 BC 轨道，最后从 C 点滑出小车，已知滑块质量 m=M/2,在任一时刻滑块相
11、对地面速度的水平分量是小车速度大小的 2 倍，滑块与轨道 BC 间的动摩擦因数为 ，求： 滑块运动过程中，小车的最大速度 vm； 滑块从 B 到 C 运动过程中，小车的位移大小 图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图,整个轨道在同一竖直平面内,表面粗糙的 AB 段轨道与四分之一光滑圆弧轨道 BC 在 B 点水平相切。点 A 距水面的高度为 H,圆弧轨道 BC 的半径为 R,圆心 O 恰在水面。一质量为 m 的游客（视为质点）可从轨道 AB 的任意位置滑下,不计空气阻力。（1 ）若游客从 A 点由静止开始滑下,到 B 点时沿切线方向滑离轨道 落在水面 D 点,OD=2R, 求游客滑到 B 点时的速度
12、大小及运动过程轨道BV摩擦力对其所做的功 ;fW（2 ） 若游客从 AB 段某处滑下 ,恰好停在 B 点,又因受到微小扰动,继续沿圆弧轨道滑到 P 点后滑离轨道,求 P 点离水面的高度h。 （提示:在圆周运动过程中任一点, 质点所受的向心力与其速率的关系为 ）越大，2vFmR向本题中轨道的直径35如图所示，质量为 m 的物体在力 F 的作用下，贴着天花板沿水平方向向右做加速运动，若力 F 与水平面夹角为 ，物体与天花板间的动摩擦因数为 ，则物体的加速度为（ ）A. )sin(coB. mC. gF)si(cD. no36如图所示，物体 B 叠放在物体 A 上，A、B 的质量均为 m，且上、下表
13、面均与斜面平行，它们以共同速度沿倾角为 的固定斜面 C 匀速下滑，则（ ）A. A、B 间没有静摩擦力B. A 受到 第 1 页，共 11 页选修 3-1 计算题一、计算题1. 如图所示，BC 是半径为 R 的 圆弧形的光滑且绝缘的轨道，位于竖直平面内，其下端与水平绝缘轨道平滑连14接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度为 为一质量为 m，带正电 q 的小滑块 体积很小可视， (为质点 ，重力加速度为 g)若小滑块 P 能在圆弧轨道上某处静止，求其静止时所受轨道的支持力的大小(1)若将小滑块 P 从 C 点由静止释放，滑到水平轨道上的 A 点时速度减为零，已知滑块与水平轨道间的动摩擦(
14、2)因数为 求：滑块通过圆弧轨道末端 B 点时的速度大小以及所受轨道的支持力大小水平轨道上 A、B 两点之间的距离2. 在电场强度为 ，方向水平向右的匀强电场中，用一根长 的绝缘轻细杆，固定一个带正电=104/ =1的小球，细杆可绕轴 O 在竖直平面内自由转动 如图所示，现将杆从水平位置 A 轻轻释放，在小=5106 .球运动到最低点 B 的过程中， 取 求：( =10/2)、B 两位置的电势差多少？(1)电场力对小球做功多少？(2)小球的电势能变化了多少？(3)第 2 页，共 11 页3. 如图所示为一真空示波管的示意图，电子从灯丝 K 发出 初速度可忽略不计 ，经灯丝与 A 板间的电压 加
15、速，( ) 1从 A 板中心孔沿中心线 KO 射出，然后进入两块平行金属板 M、N 形成的偏转电场中 偏转电场可视为匀强电(场 ，电子进入 M、N 间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过偏转电场后打在荧光屏上的 P 点 已知 M、N) .两板间的电压为 ，两板间的距离为 d，板长为 L，电子的质量为 m，电荷量为 e，不计电子受到的重力及它2们之间的相互作用力求电子穿过 A 板时速度的大小 ；(1) 0求电子从偏转电场射出时的侧移量 y；(2)若要使电子打在荧光屏上 P 点的上方，应使 M、N 两板间的电压 增大还是减小？(3) 24. 回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示 它的核心部
16、分是两个 D 形金属盒，两盒.相距很近 缝隙的宽度远小于盒半径 ，分别和高频交流电源相连接，使带电粒子每通过缝( )隙时恰好在最大电压下被加速 两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒面，带电粒子在磁.场中做圆周运动，粒子通过两盒的缝隙时反复被加速，直到最大圆周半径时通过特殊装置被引出 若 D 形盒半径为 R，所加磁场的磁感应强度为 设两 D 形盒之间所加的交流电压的. .最大值为 U，被加速的粒子为 粒子，其质量为 m、电量为 粒子从 D 形盒中央开始被加 .速 初动能可以忽略 ，经若干次加速后， 粒子从 D 形盒边缘被引出 求：( ) .粒子被加速后获得的最大动能 ；(1) 粒子在第 n 次加
17、速后进入一个 D 形盒中的回旋半径与紧接着第 次加速后进入另一个 D 形盒后的回旋(2) +1半径之比；粒子在回旋加速器中运动的时间；(3)若使用此回旋加速器加速氘核，要想使氘核获得与 粒子相同的动能，请你通过分析，提出一个简单可行(4) 的办法第 3 页，共 11 页5. 有一种“双聚焦分析器”质谱仪，工作原理如图所示 其中加速电场的电压为 U，静电分析器中有会聚电场，.即与圆心 等距的各点电场强度大小相同，方向沿径向指向圆心 磁分析器中以 为圆心、圆心角为 的1 1. 2 90扇形区域内，分布着方向垂直于纸面的匀强磁场，其左边界与静电分析器的右边界平行 由离子源发出一个质.量为 m、电荷量
18、为 q 的正离子 初速度为零，重力不计 ，经加速电场加速后，从 M 点沿垂直于该点的场强方( )向进入静电分析器，在静电分析器中，离子沿半径为 R 的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动，并从 N 点射出静电分析器 而后离子由 P 点垂直于磁分析器的左边界且垂直于磁场方向射入磁分析器中，最后离子垂直于磁.分析器下边界从 Q 点射出，并进入收集器 测量出 Q 点与圆心 的距离为 位于 Q 点正下方的收集器入口离. 2 .Q 点的距离为 题中的 U、m 、q、R、d 都为已知量0.5. ( )求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度 E 的大小；(1)求磁分析器中磁场的磁感应强度 B 的大小和方向；(2)现
19、将离子换成质量为 4m，电荷量仍为 q 的另一种正离子，其它条件不变 磁分析器空间足够大，离子不会(3) .从圆弧边界射出，收集器的位置可以沿水平方向左右移动，要使此时射出磁分析器的离子仍能进入收集器，求收集器水平移动的距离6. 质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具 如图所示为质谱仪的原理示意图 现利用这种质谱议对. .某电荷进行测量 电荷的带电量为 q，质量为 m，电荷从容器 A 下方的小孔 S，无初速度飘入电势差为 U 的加.速电场 加速后垂直进入磁感强度为 B 的匀强磁场中，然后从 D 点穿出，从而被接收器接受 问：. .电荷的电性；(1)的水平距离为多少(2)第 4 页，共
20、 11 页7. 质谱仪是一种精密仪器，是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具 图中所示的质谱仪是由加速电场和.偏转磁场组成 带电粒子从容器 A 下方的小孔 飘入电势差为 U 的加速电场，其初速度几乎为 0，然后经过. 1沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中，最后打到照相底片 D 上 不计粒子重力3 .若由容器 A 进入电场的是质量为 m、电荷量为 q 的粒子，求：(1)粒子进入磁场时的速度大小 v；.粒子在磁场中运动的轨道半径 . .若由容器 A 进入电场的是互为同位素的两种原子核 、 ，由底片上获知 、 在磁场中运动轨迹的直径(2) 1 2 1 2之比是 ： 求 、 的
21、质量之比 ： 2 1.1 2 1 28. 质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示 离子源 S 产生的各种不同.正离子束 速度可看作为零 ，经加速电场 加速电场极板间的距离为 d、电势差为 加速，然后垂直进入磁感( ) ( )应强度为 B 的有界匀强磁场中做匀速圆周运动，最后到达记录它的照相底片 P 上 设离子在 P 上的位置与入口.处 之间的距离为 x1求该离子的荷质比 ；(1)若离子源产生的是带电量为 q、质量为 和 的同位素离子 ，它们分别到达照相底片上的 、(2) 1 2 (12) 1位置 图中末画出 ，求 、 间的距离 2 ( ) 1 2 第 5 页，
22、共 11 页9. 如图所示，两平行金属导轨所在的平面与水平面夹角 ，导轨的一端接有电动势 、内阻=37 =3的直流电源，导轨间的距离 在导轨所在空间内分布着磁感应强度 、方向垂直于导轨=0.5 =0.4. =0.5所在平面向上的匀强磁场 现把一个质量 的导体棒 ab 放在金属导轨上，导体棒与金属导轨垂直、. =0.04且接触良好，导体棒的电阻 ，导体棒恰好能静止 金属导轨电阻不计 取=1.0 . .(求：10/2， 37=0.6， 37=0.8)受到的安培力大小；(1)受到的摩擦力大小(2)10. 如图所示，PQ 和 MN 为水平平行放置的金属导轨，相距 1m，导体棒 ab 跨放在导轨上，棒的质量为，棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体的质量 ，棒与导轨的动摩擦因数为 ，=0.2 =0.3 =0.5匀强磁场的磁感应强度 ，方向竖直向下，为了使物体以加速度 加速上升，应在棒中通入多大=2 =3/2的电流？方向如何？ (=10/2)11. 如图回旋加速器 D 形盒的半径为 r，匀强磁场的磁感应强度为 一个质量了 m、电荷量为 q 的粒子在加速器的.中央从速度为零开始加速求该回旋加速器所加交变电场的频率；(1)求粒子离开回旋加速器时获得的动能；(2)设两 D 形盒间的加速电压为 U，
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