(15分）石墨烯是近些年發(fā)現(xiàn)的一種新材料，其超高強(qiáng)度及超強(qiáng)導(dǎo)電、導(dǎo)熱等非凡的物理化學(xué)性質(zhì)有望使21世紀(jì)的世界發(fā)生革命性的變化，其發(fā)現(xiàn)者由此獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。用石墨烯制作超級(jí)纜繩，人類(lèi)搭建“太空電梯”的夢(mèng)想有望在本世紀(jì)實(shí)現(xiàn)。科學(xué)家們?cè)O(shè)想，通過(guò)地球同步軌道站向地面垂下一條纜繩至赤道基站，電梯倉(cāng)沿著這條纜繩運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)外太空和地球之間便捷的物資交換。

（1）若”太空電梯”將貨物從赤道基站運(yùn)到距地面高度為h1的同步軌道站，求軌道站內(nèi)質(zhì)量為m1的貨物相對(duì)地心運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能。設(shè)地球自轉(zhuǎn)角速度為ω，地球半徑為R。

（2）當(dāng)電梯倉(cāng)停在距地面高度h2 = 4R的站點(diǎn)時(shí)，求倉(cāng)內(nèi)質(zhì)量m2 = 50kg的人對(duì)水平地板的壓力大小。取地面附近重力加速度g = 10m/s2，地球自轉(zhuǎn)角速度ω = 7.3×10-5rad/s，地球半徑R = 6.4×103km。

 

（1）（2）11.5N

【解析】

試題分析：（1）設(shè)貨物相對(duì)地心的距離為r1，線(xiàn)速度為v1

由r1=R+h1 ①，

得距離地面高為h1的同步軌道站相對(duì)地形的線(xiàn)速度為②

則貨物相對(duì)地心的動(dòng)能為③

聯(lián)立①②③得④

說(shuō)明：①②③④四式各1分

（2）設(shè)地球的質(zhì)量為M，人相對(duì)地心的距離為r2，向心加速度為a2，軌道所在處的重力加速度為g2

⑤

⑥

則在地球表面有⑦

設(shè)距離地心處的向心加速度為g2，⑧

解得

相對(duì)太空艙靜止的人受到太空艙地板的支持力為N

⑨

聯(lián)立⑤~解得N=11.5N⑩

在由牛頓第三定律知，對(duì)水平地板的壓力為N

說(shuō)明⑥⑦⑧⑨式各式2分，⑤⑩各式1分

考點(diǎn)：牛頓運(yùn)動(dòng)定律 萬(wàn)有引力定律 動(dòng)能

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目：高中物理 來(lái)源：2014年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試（廣東卷解析版） 題型：計(jì)算題

如圖所示，足夠大的平行擋板A1、A2豎直放置，間距6L。兩板間存在兩個(gè)方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，以水平面MN為理想分界面，Ⅰ區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，方向垂直紙面向外。A1、A2上各有位置正對(duì)的小孔S1、S2，兩孔與分界面MN的距離均為L(zhǎng)，質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子經(jīng)寬度為d的勻強(qiáng)電場(chǎng)由靜止加速后，沿水平方向從S1進(jìn)入Ⅰ區(qū)，并直接偏轉(zhuǎn)到MN上的P點(diǎn)，再進(jìn)入Ⅱ區(qū)，P點(diǎn)與A1板的距離是L的k倍。不計(jì)重力，碰到擋板的粒子不予考慮。

（1）若k=1，求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E；

（2）若，且粒子沿水平方向從S2射出，求出粒子在磁場(chǎng)中的速度大小v與k的關(guān)系式和Ⅱ區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與k的關(guān)系式。

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2014年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試（天津卷解析版） 題型：計(jì)算題

（20分）同步加速器在粒子物理研究中有重要的應(yīng)用，其基本原理簡(jiǎn)化為如圖所示的模型。M、N為兩塊中心開(kāi)有小孔的平行金屬板。質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子A（不計(jì)重力）從M板小孔飄入板間，初速度可視為零，每當(dāng)A進(jìn)入板間，兩板的電勢(shì)差變?yōu)閁，粒子得到加速，當(dāng)A離開(kāi)N板時(shí)，兩板的電荷量均立即變?yōu)榱�。兩板外部存在垂直紙面向里的勻�?qiáng)磁場(chǎng)，A在磁場(chǎng)作用下做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，R遠(yuǎn)大于板間距離，A經(jīng)電場(chǎng)多次加速，動(dòng)能不斷增大，為使R保持不變，磁場(chǎng)必須相應(yīng)地變化。不計(jì)粒子加速時(shí)間及其做圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電磁輻射，不考慮磁場(chǎng)變化對(duì)粒子速度的影響及相對(duì)論效應(yīng)。求

（1）A運(yùn)動(dòng)第1周時(shí)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大��；

（2）在A運(yùn)動(dòng)第n周的時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)力做功的平均功率；

（3）若有一個(gè)質(zhì)量也為m、電荷量為+kq（k為大于1的整數(shù)）的粒子B（不計(jì)重力）與A同時(shí)從M板小孔飄入板間，A、B初速度均可視為零，不計(jì)兩者間的相互作用，除此之外，其他條件均不變，下圖中虛線(xiàn)、實(shí)線(xiàn)分別表示A、B的運(yùn)動(dòng)軌跡。在B的軌跡半徑遠(yuǎn)大于板間距離的前提下，請(qǐng)指出哪個(gè)圖能定性地反映A、B的運(yùn)動(dòng)軌跡，并經(jīng)推導(dǎo)說(shuō)明理由。

 

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2014年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試（大綱卷解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

（12分）現(xiàn)要測(cè)量某電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻�？衫玫钠鞑挠校弘娏鞅�，內(nèi)阻為1.00Ω；電壓表；阻值未知的定值電阻R1、R2、R3、R4、R5；開(kāi)關(guān)S；一端連有鱷魚(yú)夾P的導(dǎo)線(xiàn)1，其他導(dǎo)線(xiàn)若干。某同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量電路如圖（a）所示。

（1）按圖（a）在實(shí)物圖（b）中畫(huà)出連線(xiàn)，并標(biāo)出導(dǎo)線(xiàn)1和其P端。

（2）測(cè)量時(shí)，改變鱷魚(yú)夾P所夾的位置，使R1、R2、R3、R4、R5依次串入電路，記錄對(duì)應(yīng)的電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I。 數(shù)據(jù)如下表所示。根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖（c）中的坐標(biāo)紙上將所缺數(shù)據(jù)點(diǎn)補(bǔ)充完整，并畫(huà)出U-I圖線(xiàn)。

（3）根據(jù)U-I圖線(xiàn)求出電源的電動(dòng)勢(shì)E＝ V，內(nèi)阻r＝ Ω。

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2014年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試（大綱卷解析版） 題型：選擇題

對(duì)于一定量的稀薄氣體，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A．壓強(qiáng)變大時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)必然變得劇烈

B．保持壓強(qiáng)不變時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)可能變得劇烈

C．壓強(qiáng)變大時(shí)，分子間的平均距離必然變小

D．壓強(qiáng)變小時(shí)，分子間的平均距離可能變小

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2014年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試（四川卷解析版） 題型：選擇題

如圖所示，甲為t = 1s時(shí)某橫波的波形圖象，乙為該波傳播方向上某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，距該質(zhì)點(diǎn)△x = 0.5m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象可能是（ ）

 

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2014年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試（北京卷解析版） 題型：計(jì)算題

（16分）如圖所示，豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧軌道下端與水平桌面相切，小滑塊A和B分別靜止在圓弧軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)�，F(xiàn)將A無(wú)初速度釋放，A與B碰撞后結(jié)合為一個(gè)整體，并沿桌面滑動(dòng)。已知圓弧軌道光滑，半徑R=0.2m，A與B的質(zhì)量相等，A與B整體與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2。取重力加速度g=10m/s2，求：

（1）碰撞前瞬間A的速率v。

（2）碰撞后瞬間A與B整體的速度。

（3）A與B整體在桌面上滑動(dòng)的距離L。

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2014年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理（海南卷解析版） 題型：計(jì)算題

短跑運(yùn)動(dòng)員完成100m賽跑的過(guò)程可簡(jiǎn)化為勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)兩個(gè)階段。一次比賽中，某運(yùn)動(dòng)員用11.00s跑完全程。已知運(yùn)動(dòng)員在加速階段的第2s內(nèi)通過(guò)的距離為7.5m，求該運(yùn)動(dòng)員的加速度及在加速階段通過(guò)的距離。

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2014年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理（上海卷解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

（4分）如圖，在“觀察光的衍射現(xiàn)象”試驗(yàn)中，保持縫到光屏的距離不變，增加縫寬，屏上衍射條紋間距將 （選填：“增大”、“減小”或“不變”）；該現(xiàn)象表明，光沿直線(xiàn)傳播只是一種近似規(guī)律，只是在 情況下，光才可以看作是沿直線(xiàn)傳播的。

 

 

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