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福建省各地区2023年高考物理模拟（二模）题按题型分类汇编-04解答题
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这是一份福建省各地区2023年高考物理模拟（二模）题按题型分类汇编-04解答题，共30页。试卷主要包含了解答题等内容，欢迎下载使用。
福建省各地区2023年高考物理模拟（二模）题按题型分类汇编-04解答题
一、解答题
1．（2023届福建省龙岩市高三下学期3月教学质量检测物理试题）跳台滑雪是一种观赏性很强的体育运动。运动员不带雪杖、踏着专用滑雪板在弧形助滑道上获得水平速度飞出，在空中飞行一段距离后着地，如图所示。若运动员从A点水平飞出的速度为，落到倾斜雪坡上的B点。雪坡足够长且倾角，运动员质量为，运动员和滑雪板可看作质点，不计空气阻力、重力加速度，，。求：
（1）运动员在空中飞行的时间t；
（2）运动员落到B点时的重力功率。
2．（2023届福建省龙岩市高三下学期3月教学质量检测物理试题）如图（a）。长度的光滑绝缘细杆左端固定一带电荷量为的点电荷A，一质量为、带电荷量为的小球B套在杆上。将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中，以杆左端为原点，沿杆向右为轴正方向建立坐标系。点电荷A对小球B的作用力随B位置x的变化关系如图（b）中曲线Ⅰ所示，小球B所受水平方向的合力随B位置的变化关系如图（b）中曲线Ⅱ所示，其中曲线Ⅱ在范围可近似看作直线。求：
（1）小球B在处受到外电场对它沿杆方向的电场力和外电场在该点沿杆方向的电场强度；
（2）已知小球在处获得水平向右的初速度时，最远可以运动到。若小球在处受到方向向右、大小为的恒力作用后，由静止开始运动，为使小球能离开杆，恒力作用的最小距离s是多少？
3．（2023届福建省龙岩市高三下学期3月教学质量检测物理试题）物理兴趣小组设置了一个挑战游戏。如图所示，半径为光滑圆弧形轨道末端水平且与放置在水平台上质量为的“」形”薄滑板平滑相接，滑板左端A处放置质量为的滑块，水平台上的P处有一个站立的玩具小熊。在某次挑战中，挑战者将质量为的小球从轨道上距平台高度处静止释放，与滑块发生正碰。若滑板恰好不碰到玩具小熊则挑战成功。已知A、P间距。滑板长度，滑板与平台间的动摩擦因数，滑块与滑板间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。小球、滑块和玩具小熊均视为质点，题中涉及的碰撞均为弹性正碰，重力加速度，。求：
（1）小球到达轨道最低点时对轨道的压力；
（2）小球与滑块碰后瞬间的速度；
（3）试通过计算判定此次挑战是否成功。
4．（2023届福建省漳州市高三下学期第二次质量检测（二模）物理试题）如图甲为生产流水线上的水平皮带转弯机，由一段直线皮带和一段圆弧皮带平滑连接而成，其俯视图如图乙所示，虚线ABC是皮带的中线，AB段（直线）长度L=3.2m，BC段（圆弧）半径R=2.0m，中线上各处的速度大小均为v=1.0m/s。某次转弯机传送一个质量m=0.5kg的小物件时，将小物件轻放在直线皮带的起点A处，被传送至B处，滑上圆弧皮带上时速度大小不变，已知小物件与两皮带间的动摩擦因数均为μ=0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。
（1）求小物件在直线皮带上加速过程的位移大小s；
（2）计算说明小物件在圆弧皮带上是否打滑？并求出摩擦力大小。
5．（2023届福建省漳州市高三下学期第二次质量检测（二模）物理试题）如图，倾角为θ=30°的固定绝缘光滑斜面处于沿斜面向上的匀强电场中，斜面底端连接一根劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧另一端连接着一质量为m的不带电小球A，小球A静止时，到斜面顶端的距离为L。有一电荷量为+q、质量为的小球B以初速，从斜面顶端沿斜面向下运动，与小球A发生弹性碰撞之后，两小球平分了原来的总电荷量，已知电场强度，弹簧始终在弹性限度内，空气阻力不计，重力加速度为g，求：
（1）小球A静止时，弹簧的形变量x；
（2）两小球碰撞前，小球B的速度大小v；
（3）小球A从碰后到速度最大的过程中，电场力对它所做的功W。
6．（2023届福建省漳州市高三下学期第二次质量检测（二模）物理试题）如图甲，abcd和a′b′c′d′为在同一水平面内的固定光滑平行金属导轨，ab段和a′b′段间距为2L，cd段和c′d′段间距为L、整个导轨处于方向竖直向下的匀强磁场中，bcc′b′左侧导轨间的磁感应强度大小为B0，bcc′b′右侧导轨间的磁感应强度大小按图乙规律变化，图中t0为已知量，两根相同金属杆M、N分别垂直两侧导轨放置，N杆与cc′之间恰好围成一个边长为L的正方形，M杆中点用一不可伸长绝缘细线通过轻质定滑轮与一重物相连，重物离地面的高度为L，细绳处于伸直状态且与M杆垂直，t=0时刻释放重物，同时在N杆中点处施加一水平拉力，使两杆在0~t0时间内均处于静止状态。已知M、N杆和重物的质量都为m，不计导轨电阻，重力加速度为g。
（1）求0~t0时间内回路的感应电动势E；
（2）求0~t0时间内，施加在N杆上的拉力F随时间t变化的函数关系式；
（3）从t0时刻开始，保持拉力F不变，若重物下落的过程中，回路产生的总热量为Q，求重物落地时N杆的速度大小v。
7．（2023届福建省泉州市高三下学期质量监测物理试题（二））2022年9月29日，我国自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机——C919大型客机获得型号合格证，标志着我国航空事业水平达到新的高度。如图，质量为的C919飞机，在水平跑道上滑行时可达到飞机起飞的速度。若飞机滑行过程可视为从静止开始的匀加速直线运动，受到的阻力为自身重力的0.1倍，取重力加速度大小为，求：
（1）飞机滑行过程中的加速度大小；
（2）飞机起飞时刻推力的功率。
8．（2023届福建省泉州市高三下学期质量监测物理试题（二））如图，倾角为的固定光滑斜面上有一轻弹簧，弹簧下端固定在斜面的挡板上，上端连接小滑块a，当a静止在P处时弹簧的弹性势能为。小滑块b从斜面上与a相距处由静止释放，b与a瞬间碰撞后粘在一起向下运动。从碰后起，经过时间，弹簧恰好恢复原长且两滑块速度为零。已知b的质量为，a的质量为，重力加速度大小为，求：
（1）b与a碰后瞬间两者的速度大小；
（2）时间内a对b做的功；
（3）时间内弹簧对挡板的冲量大小。
9．（2023届福建省泉州市高三下学期质量监测物理试题（二））如图甲的空间直角坐标系Oxyz中，有一边长为L的立方体区域，该区域内（含边界）分布有沿y轴负方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力），以初速度v0从a点沿x轴正方向进入电场区域，恰能从dʹ点离开。
（1）求电场强度的大小E；
（2）若在该区域再加一个沿y轴正方向的匀强磁场，粒子仍从a点以初速度v0沿x轴正方向进入该区域后从Obʹ之间某点离开，求磁感应强度的大小B和离开该区域时的速度大小v1；
（3）撤去原来的电场，在该区域加方向沿x轴负方向的磁场B和沿y轴正方向的磁场B，磁感应强度B、B的大小随时间t周期性变化的规律如图乙所示。t=0时刻，粒子仍从a点以初速度v0沿x轴正方向进入该区域，要使粒子从平面cddʹcʹ离开此区域，且速度方向与平面cddʹcʹ的夹角为60°，求磁感应强度B0的可能取值。
10．（2023届福建省莆田市高三下学期第二次教学质量检测物理试题）神舟十五号与神舟十四号载人飞船六名宇航员成功实现“太空会师”后，神舟十四号载人飞船返回舱于2022年12月4日顺利返回。返回舱返回过程经过一系列减速后，在离地面高度1.25m时，位于返回舱底部的着陆反推发动机点火，使返回舱继续快速减速，经过0.25s以2m/s的速度着地，该过程可视为竖直向下的匀减速直线运动。当地重力加速度g取，求
（1）返向舱离地面高度1.25m时的速度大小；
（2）该过程返回舱的加速度大小；
（3）该过程中宇航员受到座椅的作用力与其重力的比值。
11．（2023届福建省莆田市高三下学期第二次教学质量检测物理试题）如图所示，两足够长平行光滑金属导轨MN、PQ间距，竖直固定在均匀分布的磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向里，磁感应强度。M、P间接有一阻值的电阻，质量的金属杆垂直于导轨水平放置。时刻将金属杆由距导轨顶端处静止释放，运动中金属始终水平且与导轨接触良好。不计导轨和金属杆的电阻，重力加速度g取。
（1）求金属杆沿导轨下滑的最大速度大小：
（2）从静止释放到金属杆达到最大速度的过程中，电阻R产生的热量，求该过程中通过金属杆横截面的电荷量q；
（3）若让磁场的磁感应强度随时间按某规律变化，可使金属杆在时刻由静止释放后做自由落体运动。已知时磁感应强度。请推导出磁感应强度随时间t变化的关系式。
12．（2023届福建省莆田市高三下学期第二次教学质量检测物理试题）如图甲，一倾角光滑斜面与水平轨道AB通过一小段光滑圆弧平滑连接，水平传送带左端紧挨轨道AB且与其等高，水平地而上的D点在传送带右端点C的正下方。将物块P从斜面上不同位置静止释放，释放位置离斜面底端的距离为s，在水平地面的落点离D点的距离为x，关系如图乙所示。已知水平轨道AB的长度；传送带的长度，以的速度逆时针匀速转动；物块P质量为m且可视为质点．与水平轨道、传送带之间的动摩擦因数μ相同。重力加速度g取。
（1）求动摩擦因数μ；
（2）求传送带上表面与水平地而的高度差h；
（3）现将一质量也为m可视为质点的物块Q置于轨道上B处，物块Q与传送带之间的动摩擦因数也是μ。让物块P从离斜面底端的距离处由静止释放，P、Q之间的碰撞时间极短且无能量损失，求最终P、Q之间的距离d。
13．（2023届福建省福州市普通高中高三质量第二次检测（二模）物理试题）宇航员登上某半径为R的球形未知天体，在该天体表面将一质量为m的小球以初速度v0竖直上抛，上升的最大高度为h，万有引力常量为G。求：
（1）该未知天体表面的重力加速度大小；
（2）该未知天体的质量。
14．（2023届福建省福州市普通高中高三质量第二次检测（二模）物理试题）如图，光滑平台上的弹性滑块A以v0＝9m/s的初速度向静止的弹性滑块B运动，A、B发生弹性碰撞，此后，B滑上静置干光滑水平面、上表而与平台等高的平板车C，整个运动过程B始终未滑离平板车C。已知滑块A、B质量分别为mA＝1kg、 mB＝2kg，平板车质量为mC＝2kg，平板车右端到竖直墙整的距离L＝1m，平板车与竖直墙壁碰撞过程没有机械能损失，滑块与平板车之间的动摩擦因数μ＝0.2，取重力加速度g＝10m/s2。求：
（1）滑块A、B分开瞬间，B的速度大小vB；
（2）平板车C恰要与墙壁第一次碰撞前时，B和C的速度大小vB1、vC1分别为多少；
（3）从滑块B滑上平板车C、到C第一次返回平台右端，整个过程系统产生的热量Q。
15．（2023届福建省福州市普通高中高三质量第二次检测（二模）物理试题）如图甲，平行边界CD、EF之间存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，CD、EF之间的距离为d。t＝0时刻，有一质量为m的带电粒子从磁场CD边界A点处以速度v0射入磁场，v0方向与CD边界的夹角为60°，粒子恰好从O点垂直EF边界射出磁场。紧靠磁场EF边界右侧，有两个间距为L、足够大的平行板M、N，平行板间存在电场，两板电势差的变化规律如图乙，其中T0为已知。带电粒子在运动过程始终不与N板相碰，粒子重力不计。求：
（1）该带电粒子的电性及电荷量大小；
（2）若v0＝、U0＝，带电粒子从A点到第一次到达0点的时间t1及t＝时刻带电粒子的速度v与v0的比值；
（3）若满足（2）条件，带电粒子第二次离开磁场时的位置与A点的距离。
16．（2023届福建省厦门市高三下学期3月第二次质量检测物理试题）2023年1月17日，翔安大桥正式通车。如图所示为大桥通往滨海东大道的引桥段的简化模型，一辆质量为1500kg的轿车以54km/h的初速度从A点进入辅道，沿下坡路段刹车做匀减速直线运动至B点时速度为36km/h，接着保持该速率通过水平圆弧BC路段，最后经过CD路段进入滨海东大道。若辅道AB长为250m、与水平面夹角为θ，水平圆弧段BC的半径50m，重力加速度g取10m/s2，，求：
（1）轿车通过水平圆弧段BC时所需的向心力大小；
（2）轿车在AB路段行驶时的加速度大小；
（3）轿车在AB路段行驶时受到的总阻力大小（忽略发动机动力）。
17．（2023届福建省厦门市高三下学期3月第二次质量检测物理试题）如图所示，间距均为L的光滑平行倾斜导轨与光滑平行水平导轨在M、N处平滑连接，虚线MN右侧存在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场。a、b为两根粗细均匀的金属棒，a棒质量为m，长度为L、电阻为R，垂直固定在倾斜轨道上距水平面高h处；b棒质量为2m、长度为L、电阻为2R，与水平导轨垂直并处于静止状态。a棒解除固定后由静止释放，运动过程中与b棒始终没有接触，不计导轨电阻，重力加速度为g，求：
（1）a棒刚进入磁场时产生的电动势大小；
（2）当a棒的速度大小变为刚进入磁场时速度的一半时，b棒的加速度大小；
（3）整个运动过程中，b棒上产生的焦耳热。
18．（2023届福建省厦门市高三下学期3月第二次质量检测物理试题）如图所示，竖直平面内有等量异种点电荷M、N水平固定放置，其中M为正电荷，N为负电荷，两电荷正下方固定一足够长的光滑水平绝缘直杆，A、B分别为杆上位于M、N正下方的两点，O点为AB的中点。中心开孔的小球a、b穿在杆上，分别位于A、B两点处，其中小球a质量为m、电荷量为q（q＞0），小球b不带电且处于静止状态。将小球a由静止释放，已知两小球碰撞为完全弹性碰撞，且碰撞过程电量不转移，取无穷远处电势为零，A点电势为φ，重力加速度大小为g，求：
（1）小球a运动至O点时，所受轨道的弹力大小；
（2）若碰撞后小球a恰能回到O点，求小球b的质量；
（3）已知AB两点的距离为L，若AB段变为粗糙，且与小球a的动摩擦因数，小球a由静止释放后向右运动并与小球b碰撞，为使碰后小球a能一直向右运动，求小球b质量的取值范围。
参考答案：
1．（1）3s；（2）
【详解】（1）根据题意可知，运动员由到做平抛运动，水平方向上有
竖直方向上有
又有
解得
（2）根据题意，由公式可知，运动员在点时的竖直分速度为
则运动员落到B点时的重力功率为
2．（1），水平向左，，水平向左；（2）
【详解】（1）根据题意，设小球在处受到点电荷对它的作用力为，外电场对它沿杆方向的作用力为,合力为，则有
结合图像信息可得
即小球B在处受到的外电场对它沿杆方向的电场力的大小为，方向水平向左，根据电场强度定义式可得
方向水平向左。
（2）根据图（b）中曲线Ⅱ围城的面积表示合电场力对小球B做的功，可知小球从到处，合电场力做功为
由图可知，小球从到处，合电场力做功为
由动能定理有
解得
3．（1）8.4N，方向竖直向下；（2）0，；（3）不成功
【详解】（1）根据题意可知，小球从静止释放到点过程中，由动能定理有
解得
小球在点，由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律可得，小球到达轨道最低点时对轨道的压力大小为，方向竖直向下。
（2）根据题意可知，小球与滑块碰撞过程中，系统的动量守恒，能量守恒，则有
解得
（3）根据题意可知，滑块以速度滑上滑板，滑板所受平台的最大静摩擦力为
滑板受滑块的滑动摩擦力为
可知，滑板保持静止不动，滑块在滑板上向右匀减速，设滑块滑到滑板右侧时速度为，由动能定理有
解得
滑块与滑板发生弹性碰撞，系统动量守恒和能量守恒，设碰后两者速度分别为、，则有
解得
此后，滑块与滑板分别向右做匀加速直线运动和匀减速直线运动，假设在点前两者共速，速率为，对滑块和滑板，分别由动量定理有
解得
此过程，滑板位移为
滑块位移为
滑块相对滑板向左的位移为
说明滑块未离开滑板，故假设成立，共速后，因，两者相对静止做加速度大小为
的匀减速直线运动直至停止，由公式可得，两者的位移为
则有
滑块会碰到玩具小熊，故此次挑战不成功。
4．（1）0.1m；（2）不打滑，0.25N
【详解】（1）在直线皮带上对小物件分析有
假设物件能够匀加速至v，则有
解得
可知，物件在直线段落还有一段匀速过程，则有
（2）假设物件在圆弧处不打滑，则所需向心力为
物件与皮带之间的最大静摩擦力为
可知假设成立，且摩擦力为
5．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）小球A静止时，对A分析有
解得
（2）对小球B分析有
解得
小球向下做匀减速直线运动，则有
解得
（3）对AB碰撞过程有
，
解得
，
可知，碰撞后B球体反弹，与A分离，向上做匀加速直线运动，A向下运动，则小球A碰后到速度最大时，小球A的加速度为0，令此时弹簧的压缩量为x1，对小球A分析有
则小球A从碰后到速度最大的过程中，电场力对它所做的功
解得
6．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）0~t0时间内回路的感应电动势为
根据图乙可知
解得
（2）根据图乙可知
令0~t0时间内回路的感应为，对M有
对N有
解得
（3）根据上述，t0时刻的拉力大小
t0时刻之后，对M与重物整体进行分析有
t0时刻之后，对N进行分析有
解得
可知M、N的加速度大小相等，即M、N杆的速度在任意时刻大小均相等，则从t0时刻开始到重物落地的过程中有
解得
7．（1）；（2）
【详解】（1）设起飞过程中飞机的加速度大小为，则有
将，带入解得，飞机滑行过程中的加速度大小为
（2）根据牛顿第二定律有
解得，飞机起飞时刻的推力为
则飞机起飞时刻推力的功率为
8．（1）；（2）或；（3）
【详解】（1）设滑块b刚到达a处的速度大小为，由机械能守恒定律得
b与a碰撞后瞬间的速度大小为，由动量守恒定律得
解得
（2）设小滑块a静止时，弹簧的压缩量为，两滑块从P处到弹簧恰好恢复原长过程中，
由系统机械能守恒定律可得
设时间内a对b做的功为，对b由动能定理可得
解得
另：设弹簧的劲度系数为，当a静止时，弹簧压缩量为，有
弹簧的弹性势能可由弹簧弹力做功推算得
由系统机械能守恒定律可得
联立解得
设时间内a对b做的功为，由动能定理可得
解得
（3）设时间内弹簧对ab整体的冲量为，以沿斜面向上为正方向，由动量定理可得
时间内弹簧对挡板的冲量大小
解得
9．（1）；（2），；（3）（n=0，1，2，3……）
【详解】（1）设粒子在电场中运动的加速度大小为a，运动时间为t1，则
解得
（2）粒子在复合场中的运动，可分解为沿y轴负方向的匀加速直线运动和沿平行于xOz平面的匀速圆周运动，由“粒子从Obʹ之间某点离开”可知，粒子在平行xOz平面内的运动轨迹为二分之一圆周，由运动的等时性，其运动时间仍为
解得
根据动能定理可得
解得
（3）沿y轴负方向看，若粒子射出时与z轴负方向夹角60°，设粒子在平行于yOz平面内运动了个，图甲为的情况，设运动半径为r，则满足
（n=0，1，2，3……）
这一过程粒子沿y轴负方向运动距离
由于，所以粒子无法到达平面，不合题意；
沿y轴负方向看，若粒子射出时与z轴正方向夹角为60°，图乙为的情况，则满足
（n=0，1，2，3……）
由于，所以粒子能到达平面，符合题意；
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
（n=0，1，2，3……）
10．（1）；（2）；（3）3.4
【详解】（1）设返回舱离地面高度时的速度大小为，着地速度；由运动学公式有
代入数据解得
（2）由运动学公式有
代入数据解得
即该过程返回舱的加速度大小为。
（3）设宇航员的质量为，受到座椅的作用力大小为，由牛顿第二定律有
联立解得
即宇航员受到座椅的作用力与重力的比值为
11．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）金属杆沿导轨下滑达到最大速度时，设金属杆受到的安培力大小为F，由力的平衡条件有
此时金属杆产生的感应电动势为
由闭合电路欧姆定律可知，感应电流
由安培力公式有
联立代入数据解得
（2）金属杆从开始运动到最大速度的过程中，设金属杆下落高度为h，由能量守恒定律有
由法拉第电磁感应定律有
由闭合电路欧姆定律有
由电流的定义式有
联立代入数据解得
（3）金属杆在由静止释放后做自由落体运动，设经过时间t下落高度为H，则
由于金属杆做自由落体运动，故不受安培力作用，回路中没有感应电流，磁通量变化量为0。设t时刻磁场的磁感应强度为，则
联立代入数据解得
12．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）由乙图可知，物块P从离斜面底端的距离处由静止释放后恰能滑到传送带最右端。由动能定理有
代入数据解得
（2）物块P从离斜面底端的距离s大于3.2m处由静止释放，设到达传送带最右端的速度为，由动能定理有
物块P离开传送带后做平抛运动，设水平位移为x，竖直位移为h，运动时间为t，由平抛运动规律有
，
联立解得
由图乙可知图像斜率
联立得
（3）物块P从离斜面底端的距离处由静止释放，设到达B处速度为，由动能定理有
P到达B处时与Q第一次发生弹性碰撞，设碰后P速度为，Q速度为，由动量守恒定律和机械能守恒定律有
，
联立解得
，
碰撞后P停在B处，Q在传送带上先向右匀减速运动再向左匀加速运动，因为，所以Q向左加速至后与传送带一起匀速运动，到达B处时速度大小
Q与P在B处第二次发生弹性碰撞，两者再次交换速度，碰后P速度
P向左运动滑上斜面后又返回到B处。之后P、Q在B处多次发生弹性碰撞，最终P停在AB上某处，Q停在B处。设第二次碰撞后P在AB上运动的总路程为。由能量守恒定律有
代入数据解得
最终P、Q之间的距离
13．（1）；（2）
【详解】（1）根据
可知该未知天体表面的重力加速度大小
（2）根据
可得
14．（1）6m/s；（2）4m/s；2m/s；（3）32J
【详解】（1）滑块A、B碰撞过程，由动量守恒定律和能量关系可知
解得
vB=6m/s
（2）当B滑上平板车后做减速运动，加速度大小
aB=μg=2m/s2
C做加速运动的加速度
当平板车C恰要与墙壁第一次碰撞前时由
解得
t1=1s
此时B的速度
C的速度
（3）C与墙壁碰后到返回到平台右端
解得
t2=1s
此时C的速度
C与墙壁碰后到返回到平台右端时的速度恰为零；此时滑块B向右的速度为
系统产生的热量
解得
Q=32J
15．（1）正电，；（2）；（3）0.318d
【详解】（1）带电粒子在磁场中运动轨迹如图，其轨道半径为r1，可判定粒子带正电荷；
由几何关系可知
洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力，则
解得
（2）粒子在磁场中的运动时间为t1，则
解得
所以粒子在电场中加速时速度达到v，这一过程的加速度大小为a1，则
解得
（3）接着带电粒子先减速后反向加速，则这一过程的加速度大小均为a2，T0时刻粒子与O点相距为x
解得
x=0
即粒子恰好回到O点；
设此时粒子的速度为v′，则
粒子第二次在磁场中运动的轨迹如图，则设其轨道半径为r2
解得
r2=10d
粒子从K点离开磁场
16．（1）3000N；（2）0.25m/s2；（3）1125N
【详解】（1）轿车通过水平圆弧段BC时的速度
由向心力公式得
代值可得
（2）轿车从A点进入辅道的速度为
由
代值可得
加速度大小为0.25m/s2；
（3）由牛顿第二定律可得
代值可得轿车在AB路段行驶时受到的总阻力大小
17．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设棒下落到底端刚进入磁场瞬间的速度大小为，由机械能守恒定律可得
解得
则刚进入磁场时产生的感应电动势的大小为
（2）当棒的速度变为原来的一半时产生的感应电动势记为，设此时棒的速度为，则由动量守恒定律可得
解得
则此时的感应电动势为
根据闭合电路的欧姆定律可知此时回路中的电流为
可知棒此时所受安培力的大小为
由牛顿第二定律有
解得
（3）通过分析可知、棒最终将达到共速，之后一起做匀速直线运动，由动量守恒定律可得
同时，在运动过程中由能量守恒可得
联立以上两式可得
而、棒串联，则产生的焦耳热等于电阻之比，由此可得棒上产生的焦耳热为
18．（1）mg；（2）；（3）
【详解】（1）小球a运动至O点时，电场力水平向右，竖直方向所受合力为零，设所受轨道的弹力大小为，方向竖直向上，则
（2）根据题意，取无穷远处电势为零，A点电势为φ，则根据等量异种点电荷电场分布分析知， O点电势为
a碰撞后恰能回到O点过程，电场力做功为
从A到B，电场力做功为
根据动能定理，从A到B，两小球碰前小球a的速度设为，则
a碰撞后恰能回到O点过程，根据动能定理
已知两小球碰撞为完全弹性碰撞，且碰撞过程电量不转移，系统动量守恒，机械能守恒
联立解得
（3）分析题意，从A到B，AB段变为粗糙，且与小球a的动摩擦因数
关于O点左右对称的分析摩擦力大小，则克服摩擦力做功为
两小球碰前小球a的速度设为，根据动能定理
两小球碰撞过程，系统动量守恒，机械能守恒
若使碰后小球a能一直向右运动，则
联立解得
福建省各地区2023年高考物理模拟（二模）题按题型分类汇编-04解答题
一、解答题
1．（2023届福建省龙岩市高三下学期3月教学质量检测物理试题）跳台滑雪是一种观赏性很强的体育运动。运动员不带雪杖、踏着专用滑雪板在弧形助滑道上获得水平速度飞出，在空中飞行一段距离后着地，如图所示。若运动员从A点水平飞出的速度为，落到倾斜雪坡上的B点。雪坡足够长且倾角，运动员质量为，运动员和滑雪板可看作质点，不计空气阻力、重力加速度，，。求：
（1）运动员在空中飞行的时间t；
（2）运动员落到B点时的重力功率。
2．（2023届福建省龙岩市高三下学期3月教学质量检测物理试题）如图（a）。长度的光滑绝缘细杆左端固定一带电荷量为的点电荷A，一质量为、带电荷量为的小球B套在杆上。将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中，以杆左端为原点，沿杆向右为轴正方向建立坐标系。点电荷A对小球B的作用力随B位置x的变化关系如图（b）中曲线Ⅰ所示，小球B所受水平方向的合力随B位置的变化关系如图（b）中曲线Ⅱ所示，其中曲线Ⅱ在范围可近似看作直线。求：
（1）小球B在处受到外电场对它沿杆方向的电场力和外电场在该点沿杆方向的电场强度；
（2）已知小球在处获得水平向右的初速度时，最远可以运动到。若小球在处受到方向向右、大小为的恒力作用后，由静止开始运动，为使小球能离开杆，恒力作用的最小距离s是多少？
3．（2023届福建省龙岩市高三下学期3月教学质量检测物理试题）物理兴趣小组设置了一个挑战游戏。如图所示，半径为光滑圆弧形轨道末端水平且与放置在水平台上质量为的“」形”薄滑板平滑相接，滑板左端A处放置质量为的滑块，水平台上的P处有一个站立的玩具小熊。在某次挑战中，挑战者将质量为的小球从轨道上距平台高度处静止释放，与滑块发生正碰。若滑板恰好不碰到玩具小熊则挑战成功。已知A、P间距。滑板长度，滑板与平台间的动摩擦因数，滑块与滑板间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。小球、滑块和玩具小熊均视为质点，题中涉及的碰撞均为弹性正碰，重力加速度，。求：
（1）小球到达轨道最低点时对轨道的压力；
（2）小球与滑块碰后瞬间的速度；
（3）试通过计算判定此次挑战是否成功。
4．（2023届福建省漳州市高三下学期第二次质量检测（二模）物理试题）如图甲为生产流水线上的水平皮带转弯机，由一段直线皮带和一段圆弧皮带平滑连接而成，其俯视图如图乙所示，虚线ABC是皮带的中线，AB段（直线）长度L=3.2m，BC段（圆弧）半径R=2.0m，中线上各处的速度大小均为v=1.0m/s。某次转弯机传送一个质量m=0.5kg的小物件时，将小物件轻放在直线皮带的起点A处，被传送至B处，滑上圆弧皮带上时速度大小不变，已知小物件与两皮带间的动摩擦因数均为μ=0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。
（1）求小物件在直线皮带上加速过程的位移大小s；
（2）计算说明小物件在圆弧皮带上是否打滑？并求出摩擦力大小。
5．（2023届福建省漳州市高三下学期第二次质量检测（二模）物理试题）如图，倾角为θ=30°的固定绝缘光滑斜面处于沿斜面向上的匀强电场中，斜面底端连接一根劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧另一端连接着一质量为m的不带电小球A，小球A静止时，到斜面顶端的距离为L。有一电荷量为+q、质量为的小球B以初速，从斜面顶端沿斜面向下运动，与小球A发生弹性碰撞之后，两小球平分了原来的总电荷量，已知电场强度，弹簧始终在弹性限度内，空气阻力不计，重力加速度为g，求：
（1）小球A静止时，弹簧的形变量x；
（2）两小球碰撞前，小球B的速度大小v；
（3）小球A从碰后到速度最大的过程中，电场力对它所做的功W。
6．（2023届福建省漳州市高三下学期第二次质量检测（二模）物理试题）如图甲，abcd和a′b′c′d′为在同一水平面内的固定光滑平行金属导轨，ab段和a′b′段间距为2L，cd段和c′d′段间距为L、整个导轨处于方向竖直向下的匀强磁场中，bcc′b′左侧导轨间的磁感应强度大小为B0，bcc′b′右侧导轨间的磁感应强度大小按图乙规律变化，图中t0为已知量，两根相同金属杆M、N分别垂直两侧导轨放置，N杆与cc′之间恰好围成一个边长为L的正方形，M杆中点用一不可伸长绝缘细线通过轻质定滑轮与一重物相连，重物离地面的高度为L，细绳处于伸直状态且与M杆垂直，t=0时刻释放重物，同时在N杆中点处施加一水平拉力，使两杆在0~t0时间内均处于静止状态。已知M、N杆和重物的质量都为m，不计导轨电阻，重力加速度为g。
（1）求0~t0时间内回路的感应电动势E；
（2）求0~t0时间内，施加在N杆上的拉力F随时间t变化的函数关系式；
（3）从t0时刻开始，保持拉力F不变，若重物下落的过程中，回路产生的总热量为Q，求重物落地时N杆的速度大小v。
7．（2023届福建省泉州市高三下学期质量监测物理试题（二））2022年9月29日，我国自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机——C919大型客机获得型号合格证，标志着我国航空事业水平达到新的高度。如图，质量为的C919飞机，在水平跑道上滑行时可达到飞机起飞的速度。若飞机滑行过程可视为从静止开始的匀加速直线运动，受到的阻力为自身重力的0.1倍，取重力加速度大小为，求：
（1）飞机滑行过程中的加速度大小；
（2）飞机起飞时刻推力的功率。
8．（2023届福建省泉州市高三下学期质量监测物理试题（二））如图，倾角为的固定光滑斜面上有一轻弹簧，弹簧下端固定在斜面的挡板上，上端连接小滑块a，当a静止在P处时弹簧的弹性势能为。小滑块b从斜面上与a相距处由静止释放，b与a瞬间碰撞后粘在一起向下运动。从碰后起，经过时间，弹簧恰好恢复原长且两滑块速度为零。已知b的质量为，a的质量为，重力加速度大小为，求：
（1）b与a碰后瞬间两者的速度大小；
（2）时间内a对b做的功；
（3）时间内弹簧对挡板的冲量大小。
9．（2023届福建省泉州市高三下学期质量监测物理试题（二））如图甲的空间直角坐标系Oxyz中，有一边长为L的立方体区域，该区域内（含边界）分布有沿y轴负方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力），以初速度v0从a点沿x轴正方向进入电场区域，恰能从dʹ点离开。
（1）求电场强度的大小E；
（2）若在该区域再加一个沿y轴正方向的匀强磁场，粒子仍从a点以初速度v0沿x轴正方向进入该区域后从Obʹ之间某点离开，求磁感应强度的大小B和离开该区域时的速度大小v1；
（3）撤去原来的电场，在该区域加方向沿x轴负方向的磁场B和沿y轴正方向的磁场B，磁感应强度B、B的大小随时间t周期性变化的规律如图乙所示。t=0时刻，粒子仍从a点以初速度v0沿x轴正方向进入该区域，要使粒子从平面cddʹcʹ离开此区域，且速度方向与平面cddʹcʹ的夹角为60°，求磁感应强度B0的可能取值。
10．（2023届福建省莆田市高三下学期第二次教学质量检测物理试题）神舟十五号与神舟十四号载人飞船六名宇航员成功实现“太空会师”后，神舟十四号载人飞船返回舱于2022年12月4日顺利返回。返回舱返回过程经过一系列减速后，在离地面高度1.25m时，位于返回舱底部的着陆反推发动机点火，使返回舱继续快速减速，经过0.25s以2m/s的速度着地，该过程可视为竖直向下的匀减速直线运动。当地重力加速度g取，求
（1）返向舱离地面高度1.25m时的速度大小；
（2）该过程返回舱的加速度大小；
（3）该过程中宇航员受到座椅的作用力与其重力的比值。
11．（2023届福建省莆田市高三下学期第二次教学质量检测物理试题）如图所示，两足够长平行光滑金属导轨MN、PQ间距，竖直固定在均匀分布的磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向里，磁感应强度。M、P间接有一阻值的电阻，质量的金属杆垂直于导轨水平放置。时刻将金属杆由距导轨顶端处静止释放，运动中金属始终水平且与导轨接触良好。不计导轨和金属杆的电阻，重力加速度g取。
（1）求金属杆沿导轨下滑的最大速度大小：
（2）从静止释放到金属杆达到最大速度的过程中，电阻R产生的热量，求该过程中通过金属杆横截面的电荷量q；
（3）若让磁场的磁感应强度随时间按某规律变化，可使金属杆在时刻由静止释放后做自由落体运动。已知时磁感应强度。请推导出磁感应强度随时间t变化的关系式。
12．（2023届福建省莆田市高三下学期第二次教学质量检测物理试题）如图甲，一倾角光滑斜面与水平轨道AB通过一小段光滑圆弧平滑连接，水平传送带左端紧挨轨道AB且与其等高，水平地而上的D点在传送带右端点C的正下方。将物块P从斜面上不同位置静止释放，释放位置离斜面底端的距离为s，在水平地面的落点离D点的距离为x，关系如图乙所示。已知水平轨道AB的长度；传送带的长度，以的速度逆时针匀速转动；物块P质量为m且可视为质点．与水平轨道、传送带之间的动摩擦因数μ相同。重力加速度g取。
（1）求动摩擦因数μ；
（2）求传送带上表面与水平地而的高度差h；
（3）现将一质量也为m可视为质点的物块Q置于轨道上B处，物块Q与传送带之间的动摩擦因数也是μ。让物块P从离斜面底端的距离处由静止释放，P、Q之间的碰撞时间极短且无能量损失，求最终P、Q之间的距离d。
13．（2023届福建省福州市普通高中高三质量第二次检测（二模）物理试题）宇航员登上某半径为R的球形未知天体，在该天体表面将一质量为m的小球以初速度v0竖直上抛，上升的最大高度为h，万有引力常量为G。求：
（1）该未知天体表面的重力加速度大小；
（2）该未知天体的质量。
14．（2023届福建省福州市普通高中高三质量第二次检测（二模）物理试题）如图，光滑平台上的弹性滑块A以v0＝9m/s的初速度向静止的弹性滑块B运动，A、B发生弹性碰撞，此后，B滑上静置干光滑水平面、上表而与平台等高的平板车C，整个运动过程B始终未滑离平板车C。已知滑块A、B质量分别为mA＝1kg、 mB＝2kg，平板车质量为mC＝2kg，平板车右端到竖直墙整的距离L＝1m，平板车与竖直墙壁碰撞过程没有机械能损失，滑块与平板车之间的动摩擦因数μ＝0.2，取重力加速度g＝10m/s2。求：
（1）滑块A、B分开瞬间，B的速度大小vB；
（2）平板车C恰要与墙壁第一次碰撞前时，B和C的速度大小vB1、vC1分别为多少；
（3）从滑块B滑上平板车C、到C第一次返回平台右端，整个过程系统产生的热量Q。
15．（2023届福建省福州市普通高中高三质量第二次检测（二模）物理试题）如图甲，平行边界CD、EF之间存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，CD、EF之间的距离为d。t＝0时刻，有一质量为m的带电粒子从磁场CD边界A点处以速度v0射入磁场，v0方向与CD边界的夹角为60°，粒子恰好从O点垂直EF边界射出磁场。紧靠磁场EF边界右侧，有两个间距为L、足够大的平行板M、N，平行板间存在电场，两板电势差的变化规律如图乙，其中T0为已知。带电粒子在运动过程始终不与N板相碰，粒子重力不计。求：
（1）该带电粒子的电性及电荷量大小；
（2）若v0＝、U0＝，带电粒子从A点到第一次到达0点的时间t1及t＝时刻带电粒子的速度v与v0的比值；
（3）若满足（2）条件，带电粒子第二次离开磁场时的位置与A点的距离。
16．（2023届福建省厦门市高三下学期3月第二次质量检测物理试题）2023年1月17日，翔安大桥正式通车。如图所示为大桥通往滨海东大道的引桥段的简化模型，一辆质量为1500kg的轿车以54km/h的初速度从A点进入辅道，沿下坡路段刹车做匀减速直线运动至B点时速度为36km/h，接着保持该速率通过水平圆弧BC路段，最后经过CD路段进入滨海东大道。若辅道AB长为250m、与水平面夹角为θ，水平圆弧段BC的半径50m，重力加速度g取10m/s2，，求：
（1）轿车通过水平圆弧段BC时所需的向心力大小；
（2）轿车在AB路段行驶时的加速度大小；
（3）轿车在AB路段行驶时受到的总阻力大小（忽略发动机动力）。
17．（2023届福建省厦门市高三下学期3月第二次质量检测物理试题）如图所示，间距均为L的光滑平行倾斜导轨与光滑平行水平导轨在M、N处平滑连接，虚线MN右侧存在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场。a、b为两根粗细均匀的金属棒，a棒质量为m，长度为L、电阻为R，垂直固定在倾斜轨道上距水平面高h处；b棒质量为2m、长度为L、电阻为2R，与水平导轨垂直并处于静止状态。a棒解除固定后由静止释放，运动过程中与b棒始终没有接触，不计导轨电阻，重力加速度为g，求：
（1）a棒刚进入磁场时产生的电动势大小；
（2）当a棒的速度大小变为刚进入磁场时速度的一半时，b棒的加速度大小；
（3）整个运动过程中，b棒上产生的焦耳热。
18．（2023届福建省厦门市高三下学期3月第二次质量检测物理试题）如图所示，竖直平面内有等量异种点电荷M、N水平固定放置，其中M为正电荷，N为负电荷，两电荷正下方固定一足够长的光滑水平绝缘直杆，A、B分别为杆上位于M、N正下方的两点，O点为AB的中点。中心开孔的小球a、b穿在杆上，分别位于A、B两点处，其中小球a质量为m、电荷量为q（q＞0），小球b不带电且处于静止状态。将小球a由静止释放，已知两小球碰撞为完全弹性碰撞，且碰撞过程电量不转移，取无穷远处电势为零，A点电势为φ，重力加速度大小为g，求：
（1）小球a运动至O点时，所受轨道的弹力大小；
（2）若碰撞后小球a恰能回到O点，求小球b的质量；
（3）已知AB两点的距离为L，若AB段变为粗糙，且与小球a的动摩擦因数，小球a由静止释放后向右运动并与小球b碰撞，为使碰后小球a能一直向右运动，求小球b质量的取值范围。
参考答案：
1．（1）3s；（2）
【详解】（1）根据题意可知，运动员由到做平抛运动，水平方向上有
竖直方向上有
又有
解得
（2）根据题意，由公式可知，运动员在点时的竖直分速度为
则运动员落到B点时的重力功率为
2．（1），水平向左，，水平向左；（2）
【详解】（1）根据题意，设小球在处受到点电荷对它的作用力为，外电场对它沿杆方向的作用力为,合力为，则有
结合图像信息可得
即小球B在处受到的外电场对它沿杆方向的电场力的大小为，方向水平向左，根据电场强度定义式可得
方向水平向左。
（2）根据图（b）中曲线Ⅱ围城的面积表示合电场力对小球B做的功，可知小球从到处，合电场力做功为
由图可知，小球从到处，合电场力做功为
由动能定理有
解得
3．（1）8.4N，方向竖直向下；（2）0，；（3）不成功
【详解】（1）根据题意可知，小球从静止释放到点过程中，由动能定理有
解得
小球在点，由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律可得，小球到达轨道最低点时对轨道的压力大小为，方向竖直向下。
（2）根据题意可知，小球与滑块碰撞过程中，系统的动量守恒，能量守恒，则有
解得
（3）根据题意可知，滑块以速度滑上滑板，滑板所受平台的最大静摩擦力为
滑板受滑块的滑动摩擦力为
可知，滑板保持静止不动，滑块在滑板上向右匀减速，设滑块滑到滑板右侧时速度为，由动能定理有
解得
滑块与滑板发生弹性碰撞，系统动量守恒和能量守恒，设碰后两者速度分别为、，则有
解得
此后，滑块与滑板分别向右做匀加速直线运动和匀减速直线运动，假设在点前两者共速，速率为，对滑块和滑板，分别由动量定理有
解得
此过程，滑板位移为
滑块位移为
滑块相对滑板向左的位移为
说明滑块未离开滑板，故假设成立，共速后，因，两者相对静止做加速度大小为
的匀减速直线运动直至停止，由公式可得，两者的位移为
则有
滑块会碰到玩具小熊，故此次挑战不成功。
4．（1）0.1m；（2）不打滑，0.25N
【详解】（1）在直线皮带上对小物件分析有
假设物件能够匀加速至v，则有
解得
可知，物件在直线段落还有一段匀速过程，则有
（2）假设物件在圆弧处不打滑，则所需向心力为
物件与皮带之间的最大静摩擦力为
可知假设成立，且摩擦力为
5．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）小球A静止时，对A分析有
解得
（2）对小球B分析有
解得
小球向下做匀减速直线运动，则有
解得
（3）对AB碰撞过程有
，
解得
，
可知，碰撞后B球体反弹，与A分离，向上做匀加速直线运动，A向下运动，则小球A碰后到速度最大时，小球A的加速度为0，令此时弹簧的压缩量为x1，对小球A分析有
则小球A从碰后到速度最大的过程中，电场力对它所做的功
解得
6．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）0~t0时间内回路的感应电动势为
根据图乙可知
解得
（2）根据图乙可知
令0~t0时间内回路的感应为，对M有
对N有
解得
（3）根据上述，t0时刻的拉力大小
t0时刻之后，对M与重物整体进行分析有
t0时刻之后，对N进行分析有
解得
可知M、N的加速度大小相等，即M、N杆的速度在任意时刻大小均相等，则从t0时刻开始到重物落地的过程中有
解得
7．（1）；（2）
【详解】（1）设起飞过程中飞机的加速度大小为，则有
将，带入解得，飞机滑行过程中的加速度大小为
（2）根据牛顿第二定律有
解得，飞机起飞时刻的推力为
则飞机起飞时刻推力的功率为
8．（1）；（2）或；（3）
【详解】（1）设滑块b刚到达a处的速度大小为，由机械能守恒定律得
b与a碰撞后瞬间的速度大小为，由动量守恒定律得
解得
（2）设小滑块a静止时，弹簧的压缩量为，两滑块从P处到弹簧恰好恢复原长过程中，
由系统机械能守恒定律可得
设时间内a对b做的功为，对b由动能定理可得
解得
另：设弹簧的劲度系数为，当a静止时，弹簧压缩量为，有
弹簧的弹性势能可由弹簧弹力做功推算得
由系统机械能守恒定律可得
联立解得
设时间内a对b做的功为，由动能定理可得
解得
（3）设时间内弹簧对ab整体的冲量为，以沿斜面向上为正方向，由动量定理可得
时间内弹簧对挡板的冲量大小
解得
9．（1）；（2），；（3）（n=0，1，2，3……）
【详解】（1）设粒子在电场中运动的加速度大小为a，运动时间为t1，则
解得
（2）粒子在复合场中的运动，可分解为沿y轴负方向的匀加速直线运动和沿平行于xOz平面的匀速圆周运动，由“粒子从Obʹ之间某点离开”可知，粒子在平行xOz平面内的运动轨迹为二分之一圆周，由运动的等时性，其运动时间仍为
解得
根据动能定理可得
解得
（3）沿y轴负方向看，若粒子射出时与z轴负方向夹角60°，设粒子在平行于yOz平面内运动了个，图甲为的情况，设运动半径为r，则满足
（n=0，1，2，3……）
这一过程粒子沿y轴负方向运动距离
由于，所以粒子无法到达平面，不合题意；
沿y轴负方向看，若粒子射出时与z轴正方向夹角为60°，图乙为的情况，则满足
（n=0，1，2，3……）
由于，所以粒子能到达平面，符合题意；
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
（n=0，1，2，3……）
10．（1）；（2）；（3）3.4
【详解】（1）设返回舱离地面高度时的速度大小为，着地速度；由运动学公式有
代入数据解得
（2）由运动学公式有
代入数据解得
即该过程返回舱的加速度大小为。
（3）设宇航员的质量为，受到座椅的作用力大小为，由牛顿第二定律有
联立解得
即宇航员受到座椅的作用力与重力的比值为
11．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）金属杆沿导轨下滑达到最大速度时，设金属杆受到的安培力大小为F，由力的平衡条件有
此时金属杆产生的感应电动势为
由闭合电路欧姆定律可知，感应电流
由安培力公式有
联立代入数据解得
（2）金属杆从开始运动到最大速度的过程中，设金属杆下落高度为h，由能量守恒定律有
由法拉第电磁感应定律有
由闭合电路欧姆定律有
由电流的定义式有
联立代入数据解得
（3）金属杆在由静止释放后做自由落体运动，设经过时间t下落高度为H，则
由于金属杆做自由落体运动，故不受安培力作用，回路中没有感应电流，磁通量变化量为0。设t时刻磁场的磁感应强度为，则
联立代入数据解得
12．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）由乙图可知，物块P从离斜面底端的距离处由静止释放后恰能滑到传送带最右端。由动能定理有
代入数据解得
（2）物块P从离斜面底端的距离s大于3.2m处由静止释放，设到达传送带最右端的速度为，由动能定理有
物块P离开传送带后做平抛运动，设水平位移为x，竖直位移为h，运动时间为t，由平抛运动规律有
，
联立解得
由图乙可知图像斜率
联立得
（3）物块P从离斜面底端的距离处由静止释放，设到达B处速度为，由动能定理有
P到达B处时与Q第一次发生弹性碰撞，设碰后P速度为，Q速度为，由动量守恒定律和机械能守恒定律有
，
联立解得
，
碰撞后P停在B处，Q在传送带上先向右匀减速运动再向左匀加速运动，因为，所以Q向左加速至后与传送带一起匀速运动，到达B处时速度大小
Q与P在B处第二次发生弹性碰撞，两者再次交换速度，碰后P速度
P向左运动滑上斜面后又返回到B处。之后P、Q在B处多次发生弹性碰撞，最终P停在AB上某处，Q停在B处。设第二次碰撞后P在AB上运动的总路程为。由能量守恒定律有
代入数据解得
最终P、Q之间的距离
13．（1）；（2）
【详解】（1）根据
可知该未知天体表面的重力加速度大小
（2）根据
可得
14．（1）6m/s；（2）4m/s；2m/s；（3）32J
【详解】（1）滑块A、B碰撞过程，由动量守恒定律和能量关系可知
解得
vB=6m/s
（2）当B滑上平板车后做减速运动，加速度大小
aB=μg=2m/s2
C做加速运动的加速度
当平板车C恰要与墙壁第一次碰撞前时由
解得
t1=1s
此时B的速度
C的速度
（3）C与墙壁碰后到返回到平台右端
解得
t2=1s
此时C的速度
C与墙壁碰后到返回到平台右端时的速度恰为零；此时滑块B向右的速度为
系统产生的热量
解得
Q=32J
15．（1）正电，；（2）；（3）0.318d
【详解】（1）带电粒子在磁场中运动轨迹如图，其轨道半径为r1，可判定粒子带正电荷；
由几何关系可知
洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力，则
解得
（2）粒子在磁场中的运动时间为t1，则
解得
所以粒子在电场中加速时速度达到v，这一过程的加速度大小为a1，则
解得
（3）接着带电粒子先减速后反向加速，则这一过程的加速度大小均为a2，T0时刻粒子与O点相距为x
解得
x=0
即粒子恰好回到O点；
设此时粒子的速度为v′，则
粒子第二次在磁场中运动的轨迹如图，则设其轨道半径为r2
解得
r2=10d
粒子从K点离开磁场
16．（1）3000N；（2）0.25m/s2；（3）1125N
【详解】（1）轿车通过水平圆弧段BC时的速度
由向心力公式得
代值可得
（2）轿车从A点进入辅道的速度为
由
代值可得
加速度大小为0.25m/s2；
（3）由牛顿第二定律可得
代值可得轿车在AB路段行驶时受到的总阻力大小
17．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设棒下落到底端刚进入磁场瞬间的速度大小为，由机械能守恒定律可得
解得
则刚进入磁场时产生的感应电动势的大小为
（2）当棒的速度变为原来的一半时产生的感应电动势记为，设此时棒的速度为，则由动量守恒定律可得
解得
则此时的感应电动势为
根据闭合电路的欧姆定律可知此时回路中的电流为
可知棒此时所受安培力的大小为
由牛顿第二定律有
解得
（3）通过分析可知、棒最终将达到共速，之后一起做匀速直线运动，由动量守恒定律可得
同时，在运动过程中由能量守恒可得
联立以上两式可得
而、棒串联，则产生的焦耳热等于电阻之比，由此可得棒上产生的焦耳热为
18．（1）mg；（2）；（3）
【详解】（1）小球a运动至O点时，电场力水平向右，竖直方向所受合力为零，设所受轨道的弹力大小为，方向竖直向上，则
（2）根据题意，取无穷远处电势为零，A点电势为φ，则根据等量异种点电荷电场分布分析知， O点电势为
a碰撞后恰能回到O点过程，电场力做功为
从A到B，电场力做功为
根据动能定理，从A到B，两小球碰前小球a的速度设为，则
a碰撞后恰能回到O点过程，根据动能定理
已知两小球碰撞为完全弹性碰撞，且碰撞过程电量不转移，系统动量守恒，机械能守恒
联立解得
（3）分析题意，从A到B，AB段变为粗糙，且与小球a的动摩擦因数
关于O点左右对称的分析摩擦力大小，则克服摩擦力做功为
两小球碰前小球a的速度设为，根据动能定理
两小球碰撞过程，系统动量守恒，机械能守恒
若使碰后小球a能一直向右运动，则
联立解得
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