浙江省杭州市2021屆-2023屆高考物理三年模擬（二模）按題型分類匯編-02解答題 一、解答題1．（2023·浙江杭州·統(tǒng)考二模）如圖甲、乙，是某一強(qiáng)力吸盤掛鉤，其結(jié)構(gòu)原理如圖丙、丁所示。使用時(shí)，按住鎖扣把吸盤緊壓在墻上(如圖甲和丙)，空腔內(nèi)氣體壓強(qiáng)仍與外界大氣壓強(qiáng)相等。然后再扳下鎖扣(如圖乙和丁)，讓鎖扣通過(guò)細(xì)桿把吸盤向外拉起，空腔體積增大，從而使吸盤緊緊吸在墻上。已知吸盤掛鉤的質(zhì)量m=0.02kg，外界大氣壓強(qiáng)p0=1×105Pa，丙圖空腔體積為V0=1.5cm3，丁圖空腔體積為V1=2.0cm3，如圖戊，空腔與墻面的正對(duì)面積為S1=8cm2，吸盤與墻面接觸的圓環(huán)面積S2=8cm2，吸盤與墻面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，最大靜摩擦力可視為等于滑動(dòng)摩擦力。吸盤空腔內(nèi)氣體可視為理想氣體，忽略操作時(shí)溫度的變化，全過(guò)程盤蓋和吸盤之間的空隙始終與外界連通。（1）扳下鎖扣過(guò)程中空腔內(nèi)氣體吸熱還是放熱？（2）求板下鎖扣后空腔內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p1；（3）若掛鉤掛上重物時(shí)恰好不脫落，求所掛重物的質(zhì)量M。2．（2023·浙江杭州·統(tǒng)考二模）如圖所示，某游戲裝置由光滑平臺(tái)、軌道AB、豎直圓管道BCDEC(管道口徑遠(yuǎn)小于管道半徑)、水平軌道CF、光滑直軌道FG平滑連接組成，B、C、C′為切點(diǎn)，A、F連接處小圓弧長(zhǎng)度不計(jì)，A點(diǎn)上方擋片可使小滑塊無(wú)能量損失地進(jìn)入軌道AB。圓管道半徑，管道中，內(nèi)側(cè)粗糙，外側(cè)光滑。小滑塊與軌道AB、CF的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，AB軌道長(zhǎng)度，傾角，CF長(zhǎng)度，FG高度差，平臺(tái)左側(cè)固定一輕質(zhì)彈簧，第一次壓縮彈簧后釋放小滑塊，恰好可以運(yùn)動(dòng)到與管道圓心等高的D點(diǎn)，第二次壓縮彈簧使彈性勢(shì)能為0.36J時(shí)釋放小滑塊，小滑塊運(yùn)動(dòng)到圓管道最高處E的速度為，已知小滑塊質(zhì)量可視為質(zhì)點(diǎn)，，，不計(jì)空氣阻力。求；（1）第一次釋放小滑塊，小滑塊首次到圓管上的C點(diǎn)時(shí)受到彈力大?。?/span>（2）第二次釋放小滑塊，小滑塊從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的過(guò)程，圓管道對(duì)滑塊的摩擦力做的功；（3）若第三次壓縮彈簧使彈性勢(shì)能為Ep時(shí)釋放小滑塊，要求小滑塊在圓管道內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)不受到摩擦力且全程不脫軌，最終停在上。寫出小滑塊上運(yùn)動(dòng)的總路程s與之間的關(guān)系式，并指出的取值范圍。3．（2023·浙江杭州·統(tǒng)考二模）如圖所示，電池通過(guò)開(kāi)關(guān)與兩根光滑水平軌道相連接，軌道的S、T兩處各有一小段絕緣，其它位置電阻不計(jì)，軌道間L=1m，足夠長(zhǎng)的區(qū)域MNPO內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度=0.5T，QR右側(cè)足夠長(zhǎng)的區(qū)域內(nèi)有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度=0.5T，O、P兩處各有一微微突起的導(dǎo)電結(jié)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)不影響金屬棒通過(guò)。軌道右端電阻=0.1Ω，P與R間有一開(kāi)關(guān)。軌道上放置三根質(zhì)量m=0.03kg、電阻r=0.1Ω的相同金屬棒，金屬棒甲位于磁場(chǎng)內(nèi)的左側(cè)；金屬棒乙用較長(zhǎng)絕緣細(xì)線懸掛在磁場(chǎng)外靠近OP邊界的右側(cè)，且與導(dǎo)電結(jié)點(diǎn)無(wú)接觸；金屬棒丙位于磁場(chǎng)內(nèi)的左側(cè)。閉合K1，金屬棒甲向右加速，達(dá)到穩(wěn)定后以=2m/s速度與金屬棒乙碰撞形成一個(gè)結(jié)合體向右擺起。此時(shí)立即斷開(kāi)并閉合，當(dāng)兩棒結(jié)合體首次回到OP時(shí)，恰與導(dǎo)電結(jié)點(diǎn)接觸(無(wú)碰撞)，此時(shí)導(dǎo)體棒丙獲得向右的速度。兩棒結(jié)合體首次向左擺到最大高度h=0.032m處被鎖止?？諝庾枇Σ挥?jì)，不考慮裝置自感。求:（1）電池電動(dòng)勢(shì)E的大??；（2）碰后瞬間甲、乙結(jié)合體的速度大小；（3）結(jié)合體與導(dǎo)電結(jié)點(diǎn)接觸過(guò)程，通過(guò)金屬棒丙的電荷量q；（4）全過(guò)程金屬棒丙產(chǎn)生的焦耳熱Q。4．（2023·浙江杭州·統(tǒng)考二模）某離子診斷測(cè)量裝置的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)如圖所示。在第一象限中存在一沿y軸正方向，電場(chǎng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)電場(chǎng)。在第二、三象限存在垂直xOy平面向外磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。有一塊長(zhǎng)度為a的探測(cè)板CD，僅可在第四象限范圍內(nèi)移動(dòng)，且始終接地。在第一象限的拋物線上有一簇粒子源，沿x軸負(fù)方向發(fā)射大量負(fù)離子，離子的質(zhì)量為m、電荷量為-q()。速度大小均為，單位時(shí)間發(fā)射的離子數(shù)為N，這些離子沿y軸均勻分布。穩(wěn)定工作后，若探測(cè)板CD在某處平行于y軸固定，則從O點(diǎn)出射的離子恰能擊中探測(cè)板的C點(diǎn)，從A點(diǎn)(a，2a)出射的離子恰能擊中探測(cè)板的D點(diǎn)。不計(jì)離子的重力及相互作用，不考慮離子間的碰撞。（1）求探測(cè)板上C點(diǎn)的縱坐標(biāo)；（2）求探測(cè)板的橫坐標(biāo)；（3）求離子第二次經(jīng)過(guò)y軸時(shí)的縱坐標(biāo)y與其出發(fā)點(diǎn)的橫坐標(biāo)x的關(guān)系；（4）若探測(cè)板沿x軸平移，求單位時(shí)間內(nèi)，板上接收到的離子數(shù)n與板的橫坐標(biāo)x之間關(guān)系式。5．（2021·浙江杭州·統(tǒng)考二模）隨著社會(huì)的發(fā)展，外賣配送也正踏入“無(wú)人+”領(lǐng)域。某天工作人員正在通過(guò)無(wú)人機(jī)將質(zhì)量m=1kg的醫(yī)療物品送至用戶家中，如圖所示，在無(wú)人機(jī)的作用下，物品在水平地面上由靜止開(kāi)始豎直向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)t1=2s后變成勻速直線運(yùn)動(dòng)，已知?jiǎng)蛩僦本€運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2=5s，然后再經(jīng)勻減速t3=4s后到達(dá)用戶窗臺(tái)，此時(shí)物品恰好靜止，離地高度h=40m。若在勻速運(yùn)動(dòng)階段無(wú)人機(jī)對(duì)物品的作用力大小為F=15N，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物品可看成質(zhì)點(diǎn)，物品所受空氣阻力恒定，求：（1）物品運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速率；（2）勻減速階段物品的加速度大小和位移大??；（3）勻加速階段無(wú)人機(jī)對(duì)物品的作用力大小。6．（2021·浙江杭州·統(tǒng)考二模）如圖所示，豎直四分之一圓軌道AB、豎直圓軌道和直軌道D′G分別通過(guò)水平銜接軌道BD及D′點(diǎn)平滑連接，水平直軌道G′P的左端點(diǎn)G′與G點(diǎn)在同一條豎直線上，G′點(diǎn)低于G點(diǎn)，兩點(diǎn)距離為h（大小可調(diào)）。已知四分之一圓軌道半徑R1=1.0m，BC長(zhǎng)為L1=1.0m，圓軌道半徑R2=0.2m，D′G長(zhǎng)為L2=0.8m，G′P長(zhǎng)為L3=1.0m，虛線BB1和CC1之間的區(qū)域內(nèi)存在方向豎直向下、大小可從0開(kāi)始調(diào)節(jié)的勻強(qiáng)電場(chǎng)E（忽略電場(chǎng)對(duì)虛線外空間的影響），圓軌道左側(cè)與CC1相切?，F(xiàn)有一質(zhì)量m為0.2kg，電荷量q為-1×10-4C的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)靜止釋放，已知物體與直軌道BD、D′G之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5，其它部分均光滑，各部分軌道平滑連接且絕緣忽略空氣阻力，回答下列問(wèn)題： （1）求小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小；（2）若不加電場(chǎng)，求小球第一次到達(dá)D點(diǎn)時(shí)的動(dòng)量大小；（3）若電場(chǎng)E=1×104V/m，試判斷能否小球能否到達(dá)圓軌道最高點(diǎn)F。若能，求出小球運(yùn)動(dòng)到F點(diǎn)時(shí)對(duì)圓軌道的壓力；若不能，請(qǐng)說(shuō)明理由。（4）若小球釋放后能一直貼著軌道運(yùn)動(dòng)到G點(diǎn)，且從G點(diǎn)拋出后能直接擊中P點(diǎn)，則h和E應(yīng)滿足什么關(guān)系？7．（2021·浙江杭州·統(tǒng)考二模）如圖所示，傾角為、間距L=1.0m的足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌MN和M′N′的上端接有一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)K，當(dāng)開(kāi)關(guān)與1連接時(shí)，導(dǎo)軌與匝數(shù)n=100匝、橫截面積S=0.04m2的圓形金屬線圈相連，線圈總電阻r=0.2，整個(gè)線圈內(nèi)存在垂直線圈平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B0且磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻變化。當(dāng)開(kāi)關(guān)與2連接時(shí)，導(dǎo)軌與一個(gè)阻值為R=0.3的電阻相連。在導(dǎo)軌MN和M′N′的平面內(nèi)有垂直平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1=0.2T，傾斜導(dǎo)軌下端與水平的足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌NT和N′T′平滑對(duì)接，在水平導(dǎo)軌的PQQ′P′矩形區(qū)域內(nèi)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B2=0.5T，矩形區(qū)域的寬度d=0.5m。一根勁度系數(shù)k=2N/m的輕質(zhì)彈簧水平放置，右端固定在W點(diǎn)，左端與長(zhǎng)度為L、質(zhì)量m=0.4kg的絕緣桿b栓接（拴接點(diǎn)在桿b中點(diǎn)）彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)?，F(xiàn)開(kāi)關(guān)與1連接時(shí)，一根長(zhǎng)度為L、質(zhì)量為m=0.1kg，阻值R1=0.2Ω的金屬桿恰好靜止在傾斜導(dǎo)軌上；某時(shí)刻把開(kāi)關(guān)迅速撥到2，最后a桿能在傾斜軌道上勻速下滑，所有導(dǎo)軌均光滑且阻值不計(jì)，其中sin53°=0.8。（1）求圓形線圈內(nèi)磁場(chǎng)隨時(shí)間的變化率；（2）在a桿在穿越PQQ′P′矩形區(qū)域過(guò)程中，求流過(guò)電阻R的電量和電阻R上產(chǎn)生的熱量；（3）若a桿與b桿發(fā)生碰撞后即刻粘在一起，且此后始終做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)以兩桿碰撞后第一次速度變?yōu)?/span>0時(shí)作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，向右為正方向，寫出該簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)方程。已知彈簧振子振動(dòng)周期公式為，其中m為振子質(zhì)量，k為彈簧的勁度系數(shù)。（提示：可以用F-x圖像下的“面積”代表力F做的功）8．（2021·浙江杭州·統(tǒng)考二模）如圖甲所示，M、N為豎直放置的兩塊平行金屬板，板的中間各有小孔s1、s2。圓形虛線表示與金屬板N相連、半徑為R、軸心為O且接地的圓柱形金屬網(wǎng)罩，網(wǎng)罩內(nèi)有方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，PQ為與圓柱形同軸、半徑為2R、圓心角為的金屬收集屏，收集屏的外層與大地相連。小孔s1、s2、軸心O與收集屏PQ的中點(diǎn)O′位于同一水平線上。已知M、N間接有如圖乙所示的隨時(shí)間呈周期性變化的電壓，其中，。從t=0時(shí)刻開(kāi)始每秒鐘有n個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為e的質(zhì)子連續(xù)不斷地經(jīng)s1進(jìn)入M、N間的電場(chǎng)，接著通過(guò)s2進(jìn)入磁場(chǎng)。假定質(zhì)子通過(guò)M、N的過(guò)程中，板間電場(chǎng)視為恒定且運(yùn)動(dòng)時(shí)間可以忽略，質(zhì)子在s1的速度可視為零不計(jì)質(zhì)子的重力及質(zhì)子間的相互作用。（本題中若0≤x≤0.5，則取tanx=x）（1）求時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)的質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速率v0；（2）求時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)的質(zhì)子到達(dá)收集屏?xí)r距O′的弧長(zhǎng)；（3）求時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)的質(zhì)子到達(dá)收集屏的時(shí)刻（結(jié)果用T表示）；（4）請(qǐng)?jiān)诖痤}卡的圖丙上畫出0～2T內(nèi)通過(guò)電流表的電流I與時(shí)間t的圖線（不要求寫計(jì)算過(guò)程，但要求標(biāo)出關(guān)鍵數(shù)據(jù)）。9．（2022·浙江杭州·統(tǒng)考二模）公交站點(diǎn)1與站點(diǎn)2之間的道路由水平路面段、段及傾角為15°的斜坡段組成，斜坡足夠長(zhǎng)。一輛公交車額定功率為210kW，載人后總質(zhì)量為8000kg。該車在段以54km/h的速率勻速行駛，此過(guò)程該車的實(shí)際功率為額定功率的一半。該車到達(dá)點(diǎn)時(shí)的速率為21.6km/h，此后在大小恒為的牽引力作用下運(yùn)動(dòng)，直到速度達(dá)到54km/h時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)自由滑行，結(jié)果該車正好停在了點(diǎn)（站點(diǎn)2）。若在整個(gè)行駛過(guò)程中，公交車的實(shí)際功率不超過(guò)額定功率，它在每一個(gè)路段的運(yùn)動(dòng)都可看成直線運(yùn)動(dòng)，它受到的由地面、空氣等產(chǎn)生的阻力大小不變。已知，求：（1）的大??；（2）公交車上坡過(guò)程中能夠保持勻速行駛的最大速率；（3）點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離。10．（2022·浙江杭州·統(tǒng)考二模）小明制做了一個(gè)“20”字樣的軌道玩具模型。該模型的“2”字是由圓弧型的管道ABC（圓心為O1）和半圓型的管道CD（圓心為O2）以及直管道DE組成，管道ABC和管道CD對(duì)應(yīng)的圓半徑均為R1= 10cm，A點(diǎn)與O1等高，B為“2”字最高點(diǎn)，D為最低點(diǎn)，E為管道的出口；“0”字是長(zhǎng)軸GF垂直于水平地面的橢圓型管道，其最高點(diǎn)G與B點(diǎn)等高，G點(diǎn)附近的一小段管道可看作半徑為R2= 6cm的圓??；最低點(diǎn)F和F′（一進(jìn)一出）位于水平地面上；整個(gè)裝置處于豎直平面內(nèi)，所有管道的粗細(xì)忽略不計(jì)。HK為一個(gè)傾角θ可調(diào)節(jié)的足夠長(zhǎng)的斜面，且D、E、F(F′）、H位于同一條水平直線上，F′H和HK平滑連接。質(zhì)量m = 0.1kg（可視為質(zhì)點(diǎn)）的小滑塊P與水平地面EF段和斜面HK的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ = 0.25，其余所有摩擦均不計(jì)?，F(xiàn)讓滑塊P從A點(diǎn)以v0= 2m/s的速率平滑進(jìn)入管道，滑塊P運(yùn)動(dòng)到G點(diǎn)時(shí)恰與管道間無(wú)相互作用，求：（1）滑塊P運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)對(duì)管道的作用力；（2）EF段的長(zhǎng)度；（3）要使得滑塊P不會(huì)二次進(jìn)入EF段且最后停在F′H段，θ的正切值應(yīng)滿足的條件。11．（2022·浙江杭州·統(tǒng)考二模）如圖所示，有一“”形的光滑平行金屬軌道，間距為，兩側(cè)傾斜軌道足夠長(zhǎng)，且與水平面夾角均為，各部分平滑連接。左側(cè)傾斜軌道頂端接了一個(gè)理想電感器，自感系數(shù)為，軌道中有垂直軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為T，M、N兩處用絕緣材料連接。在水平軌道上放置一個(gè)“］”形金屬框，其中、邊質(zhì)量均不計(jì)，長(zhǎng)度均為；邊質(zhì)量為，長(zhǎng)度為，電阻阻值為；在金屬框右側(cè)長(zhǎng)為、寬為的區(qū)域存在豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；右側(cè)軌道頂端接了一個(gè)阻值的電阻?，F(xiàn)將質(zhì)量為、長(zhǎng)度為的金屬棒從左側(cè)傾斜軌道的某處?kù)o止釋放，下滑過(guò)程中流過(guò)棒的電流大小為（其中為下滑的距離），滑上水平軌道后與“］”形金屬框相碰并粘在一起形成閉合導(dǎo)體框，整個(gè)滑動(dòng)過(guò)程棒始終與軌道垂直且接觸良好。已知kg，m，m，m，除已給電阻外其他電阻均不計(jì)。（提示：可以用圖像下的“面積”代表力所做的功）（1）求棒在釋放瞬間的加速度大??；（2）當(dāng)釋放點(diǎn)距多遠(yuǎn)時(shí)，棒滑到處的速度最大，最大速度是多少？（3）以第（2）問(wèn)方式釋放棒，試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明棒能否滑上右側(cè)傾斜軌道。12．（2022·浙江杭州·統(tǒng)考二模）某種質(zhì)譜儀由偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)組成，其示意圖如圖所示，整個(gè)裝置處于真空中。偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的極板水平放置，極板長(zhǎng)度和間距均為。在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)右側(cè)適當(dāng)位置有一夾角為的足夠大扇形區(qū)域，區(qū)域內(nèi)分布著方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，區(qū)域的邊與偏轉(zhuǎn)極板中心軸線垂直，扇形圓心點(diǎn)與軸線的距離為d?，F(xiàn)有大量正離子（單個(gè)離子質(zhì)量為、電荷量為）連續(xù)不斷地以速度沿軸線射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為0時(shí)，離子均能垂直扇形區(qū)域的邊射出磁場(chǎng)；若在兩極板間加峰值為的正弦式電壓，則所有離子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后都能經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)外同一點(diǎn)（圖中末畫出）。若僅考慮極板間的電場(chǎng)，離子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間遠(yuǎn)小于兩極板間所加交變電壓的周期，不計(jì)離子的重力和離子間的相互作用，求：（可能用到的數(shù)學(xué)公式：）（1）偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；（2）離子在通過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的過(guò)程中動(dòng)量變化量的最大值；（3）離子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間與最短時(shí)間的差值；（4）扇形區(qū)域的邊與極板右端的距離。
參考答案：1．（1）吸熱；（2）7.5×104Pa；（3）4.98kg【詳解】（1）整個(gè)過(guò)程中，溫度不變，空腔內(nèi)氣體內(nèi)能不變，扳下鎖扣過(guò)程中外力對(duì)空腔內(nèi)氣體做負(fù)功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，空腔內(nèi)氣體吸熱。（2）根據(jù)玻意耳定律代入數(shù)據(jù)解得p1=7.5×104Pa（3）若掛鉤掛上重物時(shí)恰好不脫落，對(duì)掛鉤受力分析掛鉤對(duì)墻面的壓力聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得M=4.98kg2．（1）；（2）；（3）；【詳解】（1）從C到D，對(duì)小滑塊由動(dòng)能定理可得解得在C點(diǎn)由牛頓第二定律可得聯(lián)立解得（2）從開(kāi)始到E點(diǎn)由動(dòng)能定理可得解得（3）從開(kāi)始到C，可得解得要能最終停在上，必過(guò)E點(diǎn)，圓軌道運(yùn)動(dòng)無(wú)摩擦，所以 又有C到E，可得解得 不從右側(cè)斜面飛出需解得 返回，若不過(guò)圓心等高處，可得解得故從開(kāi)始到靜止有則其中3．（1）1V；（2）1m/s；（3）0.108C；（4）【詳解】（1）當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小等于電池電動(dòng)勢(shì)大小時(shí)，金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)，電池電動(dòng)勢(shì)E=（2）根據(jù)動(dòng)量守恒得碰后瞬間甲、乙結(jié)合體的速度大小（3）根據(jù)得兩棒結(jié)合體首次回到OP時(shí)的速度方向向左取向右為正方向，導(dǎo)體棒丙速度為，根據(jù)動(dòng)量守恒有代入數(shù)據(jù)解得由動(dòng)量定理可得又聯(lián)立解得（4）根據(jù)能量守恒，全過(guò)程金屬棒丙、產(chǎn)生熱量之和為全過(guò)程金屬棒丙產(chǎn)生的熱量為4．（1）；（2）；（3）任意離子第二次穿越y軸時(shí)的縱坐標(biāo)為，與其出發(fā)點(diǎn)的橫坐標(biāo)x無(wú)關(guān)；（4）【詳解】（1）O點(diǎn)出射的離子直接進(jìn)入第三象限做勻速圓周運(yùn)動(dòng)有解得恰能擊中探測(cè)板的C點(diǎn)，得到C點(diǎn)縱坐標(biāo)為（2）假設(shè)A點(diǎn)粒子從原點(diǎn)上方出電場(chǎng)則有 解得說(shuō)明該粒子從原點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)。設(shè)磁場(chǎng)粒子速度為v，且與水平方向夾角為，在磁場(chǎng)中有解得從F點(diǎn)射出，由電場(chǎng)中的類平拋運(yùn)動(dòng)可知，如圖所示由解得橫坐標(biāo)為（3）在拋物線上任取一點(diǎn)，則若該處發(fā)射的離子進(jìn)入第二象限，則有 解得可見(jiàn)故所有離子均從O點(diǎn)進(jìn)入第三象限。此時(shí)粒子速度為且與水平方向夾角為，在磁場(chǎng)中有 第二次過(guò)y軸時(shí)，坐標(biāo)為解得所以任意離子第二次穿越y軸時(shí)的縱坐標(biāo)為，與其出發(fā)點(diǎn)的橫坐標(biāo)x無(wú)關(guān)。（4）由（3）的結(jié)論得①當(dāng) 時(shí)②時(shí)，對(duì)打在D點(diǎn)的粒子，如圖所示對(duì)于第一象限的類平拋運(yùn)動(dòng)有由于在第一象限沿著y軸均勻分布，則擊中擋板的比率為解得縱上所述可得5．（1）5m/s；（2）1.25m/s2，10m；（3）17.5N【詳解】（1）由題意可知解得vm=5m/s（2）勻減速階段物品的加速度大小解得a2=1.25m/s2位移大小解得x=10m（3）由牛頓第二定律有F′-F阻-mg=ma1又解得F′=17.5N6．（1）；（2）；（3）可以，計(jì)算過(guò)程見(jiàn)解析；（4）見(jiàn)解析【詳解】（1）根據(jù)解得（2）根據(jù)動(dòng)能定理解得動(dòng)量（3）當(dāng)小球恰好過(guò)最高點(diǎn)F時(shí)的速度為v假設(shè)小球可以過(guò)最高點(diǎn)F，速度為vFvF>v，所以小球可以過(guò)最高點(diǎn)F（4）①物體不能脫離BC段直軌道mg≥E1qE1≤2×104V/m②物體能夠過(guò)F點(diǎn)E2≥4×103V/m③物體能夠到達(dá)G點(diǎn)E3≥0令物體恰能打到P點(diǎn)綜上可得（m）（4×103V/m≤E≤2×104V/m）7．（1）；（2）1.3125J；（3）（m）或）（m）【詳解】（1）電動(dòng)勢(shì)根據(jù)得（2）根據(jù)解得根據(jù)動(dòng)量定理解得根據(jù)能量守恒Q=2.1875J所以J（3）動(dòng)量守恒解得v共=1.5m/s根據(jù)F-x圖像得：E彈=Ek所以x=0.75m所以：A=x=0.75mT=π得ω=2rad/s所以x=Acosωt=0.75cos2t（m）或x=Asin（ωt+）=）（m）8．（1）；（2）R；（3）；（4）【詳解】在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，有當(dāng)時(shí)（2）故，（3）時(shí)刻進(jìn)入的質(zhì)子，故（4）9．（1）；（2）；（3）【詳解】（1）勻速行駛的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)解得（2）受力分析如圖所示有又得（3）C點(diǎn)的速度大小為加速度為勻變速的時(shí)間為勻變速的位移為關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)自由滑行的加速度為減速的位移為總位移為10．（1）1.0N，方向豎直向上；（2）0.28m；（3）【詳解】（1）根據(jù)題意，滑塊P從A→B，由動(dòng)能定理有在B點(diǎn)，對(duì)滑塊P，由牛頓第二定律有解得FN = 1.0N由根據(jù)牛頓第三定律可知，滑塊P對(duì)管道作用力大小為1.0N，方向豎直向上。（2）根據(jù)題意，滑塊P從A→G，由動(dòng)能定理得由滑塊P在G點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律有解得xEF = 0.28m（3）根據(jù)題意可知，物體不會(huì)停在HK上，則有tanθ1 > μ = 0.25物體不會(huì)二次進(jìn)入EF段，設(shè)此時(shí)斜面的角度為θ2，物體第一次滑上HK上的最大長(zhǎng)度為x，最高點(diǎn)為K′，此后恰好返回到G點(diǎn)，則從G→K′，由動(dòng)能定理有對(duì)G→K′→G，由動(dòng)能定理有聯(lián)立解得綜上所述，θ的正切值應(yīng)滿足的條件11．（1）；（2）；（3）不能【詳解】（1）釋放瞬間，棒受力如圖由牛頓第二定律可知解得（2）已知感應(yīng)電流大小為，當(dāng)棒受到的安培力等于重力下滑分力時(shí)速度最大，有棒的速度最大。聯(lián)立方程解得下滑過(guò)程，由動(dòng)能定理知其中安培力做的功聯(lián)立方程組解得（3）棒與金屬框相碰過(guò)程，由動(dòng)量守恒知整體進(jìn)磁場(chǎng)過(guò)程，內(nèi)電阻為，外電阻為0，設(shè)速度為，則回路總電流為則所以整體進(jìn)磁場(chǎng)過(guò)程安培力的沖量為出磁場(chǎng)過(guò)程，邊為電源，內(nèi)電阻為0，外電阻為同理可得安培力的沖量為又由動(dòng)量定理知進(jìn)出磁場(chǎng)過(guò)程中有解得出磁場(chǎng)時(shí)，速度大小整體沿斜面上滑過(guò)程，由動(dòng)能定理可知解得重心升高的高度而邊恰好運(yùn)動(dòng)到右側(cè)傾斜最低端，則重心升高所以，棒不能滑上右側(cè)傾斜軌道。另解：若將導(dǎo)體框的邊右側(cè)傾斜軌道的最低點(diǎn)時(shí)靜止處釋放，滑到水平軌道時(shí)導(dǎo)體框的速度為，則由得所以棒不能滑上右側(cè)傾斜軌道。12．（1），方向垂直紙面向外；（2）；（3）；（4）【詳解】（1）不加偏轉(zhuǎn)電壓時(shí)，離子束能垂直磁場(chǎng)的邊界出磁場(chǎng)，所以硑場(chǎng)中離子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為又所以方向垂直紙面向外；（2）當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓最大時(shí)，動(dòng)量變化量最大為離子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)過(guò)程有（其中）解得，（3）如圖，進(jìn)入磁場(chǎng)的離子速度方向反向延長(zhǎng)都匯于，最后該束粒子都能匯聚于一點(diǎn)，故離子在磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)圓心均在的角平分線上。離子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期與離子的速度無(wú)關(guān)，所以當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓正向最大時(shí)，圓周運(yùn)動(dòng)軌跡為，所對(duì)應(yīng)圓心角最大，大小為：，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓負(fù)向最大時(shí)，圓周運(yùn)動(dòng)軌跡為，所對(duì)應(yīng)圓心角最小，大小為：，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為由（1）解可知可得以上式子聯(lián)立可得（4）設(shè)邊與極板右端的距離為x，由離子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)可求得在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)有其中解得在中，根據(jù)正弦定理知聯(lián)立方程組解得扇形區(qū)域的邊與極板右端的距離為 

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