高考物理数学物理法专项训练及答案及解析.docx

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1、高考物理数学物理法专项训练及答案及解析一、数学物理法1．一透明柱体的横截面如图所示，圆弧AED的半径为R、圆心为O，BD⊥AB，半径OE⊥AB。两细束平行的相同色光1、2与AB面成θ=37°角分别从F、O点斜射向AB面，光线1经AB面折射的光线恰好通过E点。已知OF=3R，OB=3R，取sin370.6，48cos370.8。求：(1)透明柱体对该色光的折射率n；(2)光线2从射入柱体到第一次射出柱体的过程中传播的路程x。【答案】(1)4；(2)5R34【解析】【分析】【详解】(1)光路图如图：根据折射

2、定律sin(90)nsin根据几何关系OF3tanOE4解得374n3(2)该色光在柱体中发生全反射时的临界角为C，则sinC13n4由于sinsin(90a)sin530.8sinC光线2射到BD面时发生全反射，根据几何关系EHOEOHR3RtanR82可见光线2射到BD面时发生全反射后恰好从E点射出柱体，有OBsinOG根据对称性有x2OG解得5xR2．在地面上方某一点分别以和的初速度先后竖直向上抛出两个小球（可视为质点），第二个小球抛出后经过时间与第一个小球相遇，要求相遇地点在抛出点或抛出点以上，

3、改变两球抛出的时间间隔，便可以改变值，试求（1）若，的最大值（2）若，的最大值【答案】（1）（2）v2v22v12tgg【解析】试题分析：（1）若，取最大值时，应该在抛出点处相遇，则最大值（2）若，取最大值时，应该在第一个小球的上抛最高点相遇，解得，分析可知，所以舍去最大值v2v22v12tgg考点：考查了匀变速直线运动规律的应用【名师点睛】本题的解题是判断并确定出△t取得最大的条件，也可以运用函数法求极值分析．3．晓明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球

4、在竖直平面内做圆周运动，当球某次运动到最低点时，绳突然断掉。球飞离水平距离d后落地，如图所示，已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为3d，重力加速度为g，忽略手的运动半径和空气阻力。4(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2(2)问绳能承受的最大拉力多大？(3)改变绳长，使球重复上述运动。若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？【答案】(1)v1=2gd，v2=5gd；(2)T=11mg；(3)当l＝d时，x有极大值xmax＝23d

5、2323【解析】【分析】【详解】(1)设绳断后球飞行时间为t，由平抛运动规律，竖直方向有：1d1gt242水平方向有：dv1t联立解得v1=2gd从小球飞出到落地，根据机械能守恒定律有：1mv221mv12mgd3d224解得v25gd2(2)设绳能承受的最大拉力大小为F，这也是球受到绳的最大拉力大小。球做圆周运动的半径为R3d，根据牛顿第二定律有：4Fmgm解得v12RF11mg3(3)设绳长为l，绳断时球的速度大小为v3，绳承受的最大拉力不变，根据牛顿第二定律有：Fmgmv32l得v38gl3绳断

6、后球做平抛运动，竖直位移为dl，水平位移为x，时间为t1，根据平抛运动规律，竖直方向有：dl1gt122竖直方向有：xv3t1联立解得x4l(dl)3根据一元二次方程的特点，当ld时，x有极大值，为2xmax＝23d34．如图所示，在xoy平面内y轴右侧有一范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场方向垂直纸面向外；分成I和II两个区域，I区域的宽度为d，右侧磁场II区域还存在2平行于xoy平面的匀强电场，场强大小为E＝Bqd，电场方向沿y轴正方向。坐标原点O2m有一粒子源，在xoy平面向各个方向发

7、射质量为m，电量为q的正电荷，粒子的速率均为v＝qBd。进入II区域时，只有速度方向平行于x轴的粒子才能进入，其余被界面吸收。m不计粒子重力和粒子间的相互作用，求：(1)某粒子从O运动到O'的时间；(2)在I区域内有粒子经过区域的面积；(3)粒子在II区域运动，当第一次速度为零时所处的y轴坐标。πm；(2)d21πd2；(3)0【答案】(1)3qB2【解析】【详解】(1)根据洛伦兹力提供向心力可得Bqvmv2R则轨迹半径为mvRdqB粒子从O运动到O的运动的示意图如图所示：粒子在磁场中运动的轨迹对应的圆

8、心角为60周期为2R2mTvBq所以运动时间为Tmt3qB6(2)根据旋转圆的方法得到粒子在I区经过的范围如图所示，沿有粒子通过磁场的区域为图中斜线部分面积的大小：根据图中几何关系可得面积为Sd21d22(3)粒子垂直于边界进入II区后，受到的洛伦兹力为qvBq2B2dm在II区受到的电场力为qEq2B2d2m由于电场力小于洛伦兹力，粒子将向下偏转，当速度为零时，沿y方向的位移为y，由动能定理得qEy01mv22解得1mv2yd2qE所以第