高考物理压轴题汇编高考物理压轴题汇编1、如下图，在盛水的圆柱型容器内竖直地浮着一块圆柱型的木块，木块的体积为V，高为h，其密度为水密度的二分之一，横截面积为容器横截面积的二分之一，在水面运动时，水高为2h，现用力缓慢地将木块压到容器底部，假定水不会冷静器中溢出，求压力所做的功。
解：由题意知木块的密度为/2，所以木块未加压力时，将有一半浸在水中，即入水深度为h/2，木块向下压，水面就降低，由于木块横截面积是容器的1/2，所以当木块上底面与水面平齐时，水面上升h/4，木块下降h/4，即：木块下降h/4，同时把它新占据的下部V/4体积的水重心降低3h/4，由功用关系可得这一阶段压力所做的功压力继续把木块压到容器底部，在这一阶段，木块重心下降，同时底部被木块所占空间的水重心降低，由功用关系可得这一阶段压力所做的功整个进程压力做的总功为：2、如下图，一质量为M、长为l的长方形木板B放在润滑的水平空中上，在其右端放一质量为m的小木块A，m〈M。
现以空中为参照系，给A和B以大小相等、方向相反的初速度(如图)，使A末尾向左运动、B末尾向右运动，但最后A刚好没有滑离L板。
以空中为参照系。
(1)假定A和B的初速度大小为v0，求它们最后的速度的大小和方向。
(2)假定初速度的大小未知，求小木块A向左运动抵达的最远处(从空中上看)离动身点的距离。
解: (1)A刚好没有滑离B板，表示当A滑到B板的最左端时，A、B具有相反的速度。
设此速度为，A和B的初速度的大小为，那么由动量守恒可得:解得：，方向向右①(2)A在B板的右端时初速度向左，而抵达B板左端时的末速度向右，可见A在运动进程中必阅历向左作减速运动直到速度为零，再向右作减速运动直到速度为V的两个阶段。
设为A末尾运动到速度变为零进程中向左运动的路程，为A从速度为零添加到速度为的进程中向右运动的路程，L为A从末尾运动到刚抵达B的最左端的进程中B运动的路程，如下图。
设A与B之间的滑动摩擦力为f，那么由功用关系可知:关于B ②关于A ③④由几何关系⑤ 由①、②、③、④、⑤式解得⑥ ⑦由①③⑦式即可解得结果此题第(2)问的解法有很多种，上述解法2只需运用三条独立方程即可解得结果，显然是比拟简捷的解法。
3、如下图，长木板A左边固定一个挡板，包括挡板在内的总质量为1.5M，运动在润滑的水平面上，小木块B质量为M，从A的左端末尾以初速度在A上滑动，滑到右端与挡板发作碰撞，碰撞进程时间极短,碰后木块B恰恰滑到A的左端中止，B与A间的动摩擦因数为，B在A板上单程滑行长度为，求：(1)假定，在B与挡板碰撞后的运动进程中，摩擦力对木板A 做正功还是负功?做多少功?(2)讨论A和B在整个运动进程中，能否有能够在某一段时间里运动方向是向左的，假设不能够，说明理由;假设能够，求动身作这种状况的条件。
解：(1)B与A碰撞后，B相对A向左运动，A受摩擦力向左，而A的运动方向向右，故摩擦力对A做负功。
设B与A碰后的瞬间A的速度为，B的速度为，A、B相对运动时的共同速度为，由动量守恒得：①碰后到相对运动，对A、B系统由功用关系得：由①②③式解得：(另一解因小于而舍去)这段进程A克制摩擦力做功为④(2)A在运动进程中不能够向左运动，由于在B未与A碰撞之前，A受摩擦力方向向右，做减速运动，碰后A受摩擦力方向向左，做减速运动，直到最后共同速度仍向右，因此不能够向左运动。
B在碰撞之后，有能够向左运动，即，结合①②式得：⑤代入③式得：⑥另一方面，整个进程中损失的机械能一定大于或等于系统克制摩擦力做的功，即⑦ 即故在某一段时间里B运动方向是向左的条件是⑧4、润滑水平面上放有如下图的用绝缘资料料成的┙型滑板，(平面局部足够长)，质量为4m，距滑板的A壁为L1距离的B处放有一质量为m，电量为+q的大小不计的小物体，物体与板面的摩擦不计，整个装置处于场强为E的匀强电场中，初始时辰，滑板与物体都运动，试求：(1)释放小物体，第一次与滑板A壁碰前物体的速度v1多大?(2)假定物体与A壁碰后相对水平面的速度大小为碰前的3/5，那么物体在第二次跟A壁碰撞之前瞬时，滑板的速度v 和物体的速度v2区分为多大?(均指对地速度)(3)物体从末尾运动到第二次碰撞前，电场力做功为多大?(碰撞时间可疏忽)4、解：(1)由动能定理得①(2)假定物体碰后仍沿原方向运动，碰后滑板速度为V，由动量守恒得物体速度，故不能够②物块碰后必反弹，由动量守恒③ 得④由于碰后滑板匀速运动直至与物体第二次碰撞之前，故物体与A壁第二次碰前，滑板速度⑤ 。
物体与A壁第二次碰前，设物块速度为v2，⑥由两物的位移关系有：⑦即⑧由⑥⑧代入数据可得：⑨(3)物体在两次碰撞之间位移为S，得物块从末尾到第二次碰撞前电场力做功5(16分)如图515所示，PR是一块长为L=4 m的绝缘平板固定在水平空中上，整个空间有一个平行于PR的匀强电场E，在板的右半局部有一个垂直于纸面向外的匀强磁场B，一个质量为m=0.1 kg.带电量为q=0.5 C的物体，从板的P端由运动末尾在电场力和摩擦力的作用下向右做匀减速运动，进入磁场后恰能做匀速运动.当物体碰到板R端挡板后被弹回，假定在碰撞瞬间撤去电场，物体前往时在磁场中仍做匀速运动，分开磁场后做匀减速运动停在C点，PC=L/4，物体与平板间的动摩擦因数为=0.4.求：?(1)判别物体带电性质，正电荷还是负电荷??(2)物体与挡板碰撞前后的速度v1和v2;?(3)磁感应强度B的大小;?(4)电场强度E的大小和方向.?解：(1)由于物体前往后在磁场中无电场，且仍做匀速运动，故知摩擦力为0，所以物体带正电荷.且：mg=qBv2?(2)分开电场后，按动能定理，有：?-mg=0-mv2?得：v2=2 m/s?(3)代入前式求得：B= T?(4)由于电荷由P运动到C点做匀减速运动，可知电场强度方向水平向右，且：?(Eq-mg)mv12-0?进入电磁场后做匀速运动，故有：Eq=(qBv1+mg)?由以上两式得：6、(16分)为了证明玻尔关于原子存在分立能态的假定，历史上曾经有过著名的夫兰克赫兹实验，其实验装置的原理表示图如下图.由电子枪A射出的电子，射进一个容器B中，其中有氦气.电子在O点与氦原子发作碰撞后，进入速度选择器C，然后进入检测装置D.速度选择器C由两个同心的圆弧形电极P1和P2组成，当两极间加以电压U时，只允许具有确定能量的电子经过，并进入检测装置D.由检测装置测出电子发生的电流I，改动电压U，同时测出I的数值，即可确定碰撞后进入速度选择器的电子的能量散布.我们合理简化效果，设电子与原子碰撞前原子是运动的，原子质量比电子质量大很多，碰撞后，原子虽然稍微被碰动，但疏忽这一能量损失，设原子未动(即疏忽电子与原子碰撞进程中，原子失掉的机械能).实验说明，在一定条件下，有些电子与原子碰撞后没有动能损失,电子只改动运动方向.有些电子与原子碰撞时要损失动能，所损失的动能被原子吸收，使原子自身体系能量增大，(1)设速度选择器两极间的电压为U(V)时，允许经过的电子的动能为Ek(eV)，导出Ek(eV)与U(V)的函数关系(设经过选择器的电子的轨道半径r=20.0 cm，电极P1和P2之距离d=1.00 cm,两极间场弱小小处处相反)，要说明为什么有些电子不能进入到接纳器.(2)当电子枪射出的电子动能Ek=50.0 eV时，改动电压U(V)，测出电流I(A)，得出以下图所示的IU图线，图线说明，当电压U为5.00 V、2.88 V、2.72 V、2.64 V时，电流出现峰值，定性剖析论述IU图线的物理意义.(3)依据上述实验结果求出氦原子三个激起态的能级En(eV)，设其基态E1=0.解：(1)当两极间电压为U时，具有速度v的电子进入速度选择器两极间的电场中，所受电场力方向与v垂直，且大小不变，那么电子在两极间做匀速圆周运动，电场力提供向心力，设电子质量为m，电量为e,那么电场力?F=qE=eU/d?依据牛顿第二定律有eU/d=mv2/R?解得电子动能?Ek=mv2/2=eUR/2d=10.0U(eV) (6分)?即动能与电压成正比,此结果说明当两极间电压为U时，允许经过动能为10.0U(eV)的电子，而那些大于或小于10U(eV)的电子，由于遭到过小或过大的力作用做趋心或离心运动而区分落在两电极上，不能抵达检测装置D.?(2)IU图线说明电压为5.0 V时有峰值，说明动能为50.0 eV的电子经过选择器，碰撞后电子动能等于入射时初动能，即碰撞中原子没有吸收能量，其能级不变.?当电压为2.88 V、2.72 V、2.64 V时出现峰值，说明电子碰撞后，动能区分从50.0 eV，变为28.8 eV，27.2 eV、26.4 eV,电子经过选择器进入检测器，它们减小的动能区分在碰撞时被原子吸收，IU图线在特定能量处出现峰值，说明原子能量的吸收是有选择的、分立的、不延续的存在定态.(例如在电压为4.0 V时没有电流，说明碰撞后，电子中没有动能为40.0 eV的电子，即碰撞中，电子动能不能够只损失(50.0-40.0)eV=10.0 eV，也就是说氦原子不吸收10.0 eV的能量，即10.0 eV不满足能级差要求)(4分)?(3)设原子激起态的能极为En，E1=0，那么从实验结果可知，氦原子能够的激起态能级中有以下几个能级存在：?(50.0-28.8)eV=21.2 eV?(50.0-27.2)eV=22.8 eV?(50.0-26.4)eV=23.6 eV(6分)?7、在原子核物理中，研讨核子与核子关联的最有效途径是双电荷交流反响.这类反响的前半局部进程和下述力学模型相似.两个小球和用轻质弹簧相连，在润滑的水平直轨道上处于运动形状.在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板，左边有一小球沿轨道以速度射向球，如图2所示.与发作碰撞并立刻结成一个全体.在它们继续向左运动的进程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然锁定，不再改动.然后，球与挡板发作碰撞，碰后、都运动不动，与接触而不粘连.过一段时间，突然解除锁定(锁定及解除锁定均无机械能损失).。