天津市河西区高考物理三年（2021-2023）模拟题（三模）按题型分类汇编-03解答题

这是一份天津市河西区高考物理三年（2021-2023）模拟题（三模）按题型分类汇编-03解答题，共15页。试卷主要包含了解答题等内容，欢迎下载使用。

一、解答题
1．（浙江省杭州市长征中学2020-2021学年高二（下）期中物理试题）如图所示，质量m=0.1kg的物块（可视为质点）置于粗糙水平桌面的最左端。现对物块施加一个水平向右的恒力F，物块由静止出发水平向右运动，经t=1s飞离桌面。此后撤去力F，物块最终落至水平地面上的P点。已知物块落地点P与飞出点的水平距离s=0.9m，桌面高h=0.45m，物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.5，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，求：
（1）物块离开桌面时的速度大小v；
（2）物块在水平桌面上运动的距离l；
（3）物块在桌面上运动时所受恒力F的大小。
2．（【全国省级联考】江苏省2017届高考考前综合模拟卷（一）物理试题）如图所示,有一倾斜的光滑平行金属导轨,导轨平面与水平面的夹角θ=30°,导轨间距为 L=0.5m,在导轨的中间矩形区域内存在垂直斜面向上的匀强磁场。一质量m=0.05kg、有效电阻r=2Ω的导体棒从距磁场上边缘d处静止释放,当它进入磁场时刚好匀速运动,整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持与导轨垂直,已知d=0.4m,接在两导轨间的电阻R=6Ω,不计导轨的电阻, 取g=10m/s2求:
(1) 导体棒刚进入磁场时的速度v；
(2) 导体棒通过磁场过程中,电阻R上产生的热量QR；
(3) 导体棒通过磁场过程中,通过电阻R的电荷量q。
3．（【全国省级联考】江苏省2017届高考考前综合模拟卷（一）物理试题）如图所示,虚线框内为某两级串列加速器原理图,abc为长方体加速管,加速管底面宽度为d,加速管的中部b处有很高的正电势,a、c两端均有电极接地(电势为零),加速管出口c右侧距离为d处放置一宽度为d的荧光屏.现让大量速度很小(可认为初速度为零)的负一价离子(电荷量为-e)从a端进入,当离子到达b处时,可被设在b处的特殊装置将其电子剥离,成为三价正离子(电荷量为+3e),而不改变其速度大小.这些三价正离子从c端飞出后进入与其速度方向垂直的、磁感应强度为B的匀强磁场中,其中沿加速管中轴线进入的离子恰能打在荧光屏中心位置,离子质量为m,不计离子重力及离子间相互作用力.
(1) 求离子在磁场中运动的速度v的大小.
(2) 求a、b两处的电势差U.
(3) 实际工作时,磁感应强度可能会与设计值B有一定偏差,若进入加速器的离子总数为N,则磁感应强度为0.9B时有多少离子能打在荧光屏上?
4．（宁夏银川市第二中学2018届高三下学期高考等值卷（二模）理综-物理试题）如图所示，CD、EF为倾斜放置的光滑平行导轨，倾角θ=37°，导轨间距，DF、CE间分别接定值电阻R1=3Ω，R2=6Ω，一质量m=0.1kg、电阻r=1Ω的导体棒垂直导轨放置。整个装置置于垂直导轨平面的匀强磁场中，磁感应强度B=2T，其他部分电阻不计，重力加速度g=10m/s2。由静止释放导体棒MN，导轨足够长，求：
(1)导体棒下滑的最大速度；
(2)定值电阻R2的最大功率。
5．（2022届天津市河西区高三（下）三模物理试题）一个小孩做推物块的游戏，如图所示，质量为m的小物块A放置在光滑水平面上，紧靠物块右端有一辆小车B，小孩蹲在小车上，小孩与车的总质量为6m，一起静止在光滑水平面上，物块A左侧紧挨着足够长的水平传送带MN，传送带的上表面与水平面在同一高度，传送带以速度v顺时针转动。游戏时，A被小孩以相对水平面的速度向左推出，一段时间后返回到传送带右端N，继续向右追上小孩后又立即被小孩以相对水平面的速度向左推出，如此反复，直至A追不上小孩为止。已知物块A与传送带MN间的动摩擦因数为，重力加速度为g。
（1）求物块第一次被推出后，小孩与车的速度大小；
（2）若传送带转动的速度，求物块被小孩第一次推出后到返回传送带右端N所用的时间。
6．（2022届江苏省南通市通州区高三（上）第一次大联考物理试题）如图所示，原点有一粒子源，能向轴上方平面内各方向发射质量为、电荷量为的带正电粒子，粒子的初速度大小均相等，在轴上方直线与（未知，）之间存在垂直于平面向外的有界匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为，已知射向第二象限、与轴正方向成角的粒子恰好垂直于磁场上边界射出.粒子的重力和粒子间的相互作用都忽略不计，求：
（1）粒子运动的初速度大小；
（2）粒子在磁场中运动时间最短且能从上边界射出，其发射时速度与轴正方向夹角的正弦值；
（3）粒子在磁场中运动的最长时间及取不同数值时，在磁场中运动时间最长的粒子从磁场中射出时的出射点所构成图线的解析方程。
7．（2023届北京市顺义区高三下学期第二次统练物理试题）如图所示，物块A从光滑轨道上的某一位置由静止释放，沿着轨道下滑后与静止在轨道水平段末端的物块B发生碰撞（轨道转弯处为光滑圆弧，物块A在圆弧处无能量损失），碰后两物块粘在一起沿水平方向飞出。已知物块A、B的质量均为，物块A的释放点距离轨道末端的高度，轨道末端距离水平地面的高度，重力加速度g取10m/s2.求：
（1）两物块碰撞之前瞬间物块A的速度大小v1；
（2）两物块碰后粘在一起的速度大小v2；
（3）两物块落地点到轨道末端的水平距离x。
8．（2023届湖南省岳阳市高三下学期教学质量监测物理试题（二））如图所示，足够长的粗糙绝缘斜面与水平面成固定在地面上，在斜面上虚线和与斜面底边平行，在、围成的区域有垂直斜面向上的有界匀强磁场，磁感应强度为；现有一质量为、边长、匝数、总电阻的正方形金属线圈，让边与斜面底边平行，从斜面上端静止释放，线圈刚好匀速穿过整个磁场区域，已知线圈与斜面间的动摩擦因数为，（取）求：
（1）线圈进入磁场区域时的速度大小；
（2）线圈释放时，边到的距离；
（3）整个线圈穿过磁场的过程中，流过线圈的电荷量及线圈上产生的焦耳热。
9．（2023届湖南省邵阳市高三上学期第一次联考物理试题）如图所示，在A处有平行于y轴的虚线，虚线左侧所有空间分布着水平向左的匀强电场，在虚线右侧所有空间分布着垂直纸面向里的匀强磁场，在O点处，某时刻有一带负电的粒子以初速度沿y轴正方向运动，粒子从A（L，2L）点进入磁场，在磁场中运动一段时间后恰好又回到O点，已知粒子的质量为m，电荷量大小为q，不计粒子重力，求：
（1）电场强度的大小和带电粒子运动到A点的速度；
（2）磁感应强度大小和带电粒子从开始运动到恰好回到O点的时间。
参考答案：
1．（1）3m/s；（2）1.5m；（3）0.8N
【详解】（1）物块从桌面飞出后，由平抛运动规律可知
解得
v=3m/s
（2）由
得
l=1.5m
（3）物块在桌面上滑动过程
对物块受力分析，由牛顿第二定律得
解得
F=0.8N
2．（1）2 m/s；（2）0.075 J；（3）0.05 C
【详解】（1）设导体棒刚进入磁场时的速度为v，由动能定理有
代入数据得
v=2m/s
（2）导体棒匀速通过磁场区域，根据能量转化与守恒定律，减小的重力势能转化为回路的电能，经过R、r产生热量为Q
电阻R上产生的热量
(3)根据法拉第电磁感应定律
回路的电流
通过电阻R的电荷量
，
根据金属棒进入磁场时刚好匀速运动，受力平衡
，B=2T
联立得
q=0.05C
3．（1）（2）（3）
【详解】（1）三价正离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力
圆周的半径为
r=d
联立，可得
（2）ac过程，由动能定理得
解得
（3）磁感应强度为B时，半径等于d，所有粒子全部打在荧光屏上磁感应强度为0.9B时，半径等于
打在荧光屏外的离子数为
打在荧光屏上的离子数为
4．(1)1.8m/s； (2) 0.24W
【详解】(1)导体棒由静止下滑，做加速度减小的加速运动，所受安培力与重力沿导轨的分力平衡时，速度最大，设此时速度为v，则此时感应电动势为
E=Bdv
电路总电阻
感应电流
安培力与重力的分力平衡
BId=mgsin��
解得
v=1.8m/s
(2)导体棒速度最大时，电路中感应电流最大，此时定值电阻R2的功率最大；
据(1)问计算可知
I=0.6A
R1，R2并联分流与电阻成反比，所以通过R2的电流
R2的功率
P=I22R2
解得
P=0.24W
5．（1）；（2）
【详解】（1）地面光滑，物块A与小孩、车组成的系统动量守恒，以向右为正方向，则有
解得
（2）物块被小孩第一次推出到与传送带共速期间物块的受力如图所示
该过程中物块的加速度为，则有
解得
物块被小孩第一次推出到与传送带共速所用时间为，对地位移为
解得
物块与传送带共速之后将以的速度匀速运动至，匀速运动用时
物块被小孩第一次推出后到返回传送带右端N所用的时间为
6．（1）；（2）；（3），
【详解】（1）粒子运动轨迹如下图所示
设其运动半径为，则
由几何关系可知，此时运动轨迹所对的圆心角为
有
解得
（2）所有粒子在磁场中做圆周运动的周期相同，当粒子从磁场上边界射出且在磁场中运动的时间最短时，运动轨迹对应的弦也最短，最短弦长为，如下图所示
由（1）可知
由几何关系可知
（3）所有粒子在磁场中做圆周运动的周期和半径相同，当粒子从下边界射出，且与上边界相切时，时间最长，如下图所示
设此时粒子运动轨迹对应的圆心角为，则
运动时间
解得
由题意可知，运动时间最长的粒子与方向的夹角为，入射点的坐标为，出射点一定在对应入射点的右方处，坐标为，即
解得图线的方程为
7．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）由机械能守恒定律
解得
v1=2m/s
（2）由动量守恒定律
解得
（3）物块做平抛运动，则
解得
8．（1）；（2）；（3），
【详解】（1）线框进入磁场前，由牛顿第二定律
解得
因为线框匀速进入磁场，由电磁感应定律及受力平衡
解得线圈进入磁场区域时的速度大小
（2）由匀加速直线运动规律
解得线圈释放时，边到的距离
（3）由，，得
又因为线框穿过磁场前后，所以；
线框全程匀速穿过磁场，则磁场宽度等于，由功能关系
解得
9．（1），，方向沿x轴正方向向上成角；（2），
【详解】（1）作出粒子运动根据，如图所示
粒子在电场中做类平抛运动，则有
，，
解得
粒子在A点时，沿x轴正方向的速度
粒子在A点的速度
方向沿x轴正方向向上成角。
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动则有
解得
由几何关系可知
解得
粒子做匀速圆周运动的时间，则有
，
粒子从开始运动到回到O点的时间