高考全國卷3物理包括以下內容:
1. 力學:這部分內容是物理學中最基本、最主要的框架之一。主要涉及牛頓運動定律、動量、功和能等概念,以及勻變速直線運動、圓周運動和萬有引力等規律。
2. 電學:電學是高考物理中比較重要的組成部分,全國卷3主要涉及庫侖定律、法拉第定律、電阻定律、電容等基本概念和電磁感應、交流電等內容。
3. 光學:光學部分全國卷3主要涉及光的折射、反射和衍射等現象。
4. 原子物理:這部分內容主要涉及玻爾理論、量子理論等原子物理學知識。
5. 實驗題:物理實驗是高考物理必考題型,主要考察實驗設計、數據處理等方面的能力。
此外,全國卷3物理還涉及到一些選修內容,如選修3-5(主要是動量守恒和波的內容)和選修3-4(主要是光學和機械波的內容)。但請注意,不同地區可能略有不同。
題目:
在一次實驗中,小明用一個輕質支架制作了一個小車,小車上面固定了一個小鐵塊。小車下面連接一個帶有一定質量的橡皮筋,小車在支架上可以自由移動。小車在橡皮筋拉伸到最長狀態時靜止在光滑水平面上。現在給小車一個水平方向的初速度,小車將沿著光滑水平面運動,撞到前方固定在光滑水平面上的障礙物后反彈,并再次碰到橡皮筋。當橡皮筋拉伸到最長狀態時,小車的速度為零。在這個過程中,小車、橡皮筋和鐵塊組成的系統動量守恒。
現在假設鐵塊的質量為m,小車的質量為M,橡皮筋的拉伸長度為L,初始時橡皮筋處于原長狀態。已知鐵塊與小車之間的摩擦系數為μ,小車與障礙物碰撞時的碰撞時間極短,可以忽略不計。求:
(a)當小車與障礙物碰撞后反彈時,鐵塊的速度v1;
(b)當小車與橡皮筋第二次碰撞后,橡皮筋恢復原長時鐵塊的速度v2。
解答:
MV0 = (M-m)V1 + m( - V1) (1)
其中V0是小車碰撞前的速度,V1是小車反彈后的速度。由于碰撞時間極短,我們可以假設反彈后的速度方向與原來的速度方向相同。代入已知條件可得:
V0 = 2V1 (2)
將(2)式代入(1)式可得:
MV0 = (M-m)V1 - mV1 (3)
由于V0和M已知,我們可以通過(3)式求出V1。解得:
V1 = √[MV0^2 / (M-m)] (4)
(注意:由于題目中沒有給出具體的V0值,所以這個解法只是一個近似解。)
MV0 = MV1 + mv2 (5)
其中V1和v2分別表示小車和鐵塊的速度。由于碰撞時間極短,我們可以假設碰撞后的速度方向與原來的速度方向相同。代入已知條件可得:
V1 = 0 (6)
將(6)式代入(5)式可得:
mv2 = Mv0 (7)
由于M已知,我們可以通過(7)式求出v2。解得:
v2 = v0 / M (8)
這個解法是基于題目中給出的假設條件進行的近似解法。在實際的物理問題中,我們可能需要考慮更多的因素和更精確的計算方法。但是這個例題可以幫助你更好地理解牛頓運動定律和動量守恒定律在物理問題中的應用。