天津市南開區(qū)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·天津南開·統(tǒng)考二模）如圖所示，固定平臺右端靜止著兩個小滑塊A、B，，，兩滑塊間夾有少量炸藥，平臺右側(cè)有一帶擋板的小車靜止在光滑的水平地面上，小車質(zhì)量，車面與平臺的臺面等高，車面左側(cè)粗糙部分長度，右側(cè)拴接一輕質(zhì)彈簧，彈簧自然長度所在范圍內(nèi)車面光滑。點燃炸藥后滑塊A滑到距平臺右端的C點停下，滑塊A與平臺間的動摩擦因數(shù)，滑塊B沖上小車并最終與小車共速運動，滑塊B與小車粗糙部分的動摩擦因數(shù)。兩滑塊都可以視為質(zhì)點，炸藥的質(zhì)量忽略不計，爆炸的時間極短，且爆炸后兩個物塊的速度方向在同一水平直線上，重力加速度。求：（1）滑塊B剛滑上小車時速度的大?。?/span>（2）最終滑塊B與小車共速時速度v的大小和方向；（3）最終滑塊B與小車共速時距小車左端的距離。2．（2023·天津南開·統(tǒng)考二模）CT掃描是計算機X射線斷層掃描技術(shù)的簡稱，CT掃描機可用于對病情的探測。圖（a）是某種CT機主要部分的剖面圖，其中X射線產(chǎn)生部分的示意圖如圖（b）所示。圖（b）中M、N之間加有恒為U的加速電壓；高度足夠高、寬度為d的虛線框內(nèi)有垂直紙面的勻強磁場。電子槍中發(fā)出的電子束（初速可視為零）在M、N之間加速后以一定的速度水平射入偏轉(zhuǎn)磁場，速度方向改變60°后打到圓形靶環(huán)上的P點產(chǎn)生X射線，探測器能夠探測到豎直向上射出的X射線。已知電子質(zhì)量為m、電量為e，忽略電子間相互作用，電子重力不計且始終在真空中運動。（1）求偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強度B的大小和方向及電子在磁場中運動的時間；（2）若撤去磁場，在虛線框內(nèi)加一豎直方向的勻強電場，也可使電子偏轉(zhuǎn)60°離開偏轉(zhuǎn)電場，調(diào)整靶環(huán)位置，使電子仍打在P點產(chǎn)生X射線，求所加電場的電場強度E的大小和打在P點的電子的動能。3．（2023·天津南開·統(tǒng)考二模）如圖1所示，在絕緣光滑水平桌面上，以O為原點、水平向右為正方向建立x軸，在區(qū)域內(nèi)存在方向豎直向上的勻強磁場。桌面上有一邊長L=0.5m、電阻R=0.25Ω的正方形線框abcd，當(dāng)平行于磁場邊界的cd邊進(jìn)入磁場時，在沿x方向的外力F作用下以v=1.0m/s的速度做勻速運動，直到ab邊進(jìn)入磁場時撤去外力。若以cd邊進(jìn)入磁場時作為計時起點，在內(nèi)磁感應(yīng)強度B的大小與時間t的關(guān)系如圖2所示，由圖2可知，0.5s時ab邊剛好進(jìn)入磁場，1.0s時cd邊開始出磁場，1.5s時線框剛好全部出磁場。已知在內(nèi)線框始終做勻速運動。（1）求外力F的大??；（2）在內(nèi)存在連續(xù)變化的磁場從而保證線框能勻速出磁場，求在這段時間內(nèi)磁感應(yīng)強度B的大小與時間t的關(guān)系；（3）求在內(nèi)流過導(dǎo)線橫截面的電荷量q。4．（2021·天津南開·統(tǒng)考二模）如圖所示，質(zhì)量為M的平板車P靜止在光滑水平地面上，一質(zhì)量為m的小物塊Q置于平板車的左端。一不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩長為R，一端懸于Q正上方高為R處，另一端系一質(zhì)量也為m的小球，小球與小物塊Q大小均可忽略不計。今將小球拉至懸線與豎直位置成60°角，并由靜止釋放，小球到達(dá)最低點時與Q發(fā)生碰撞，碰撞時間極短且無能量損失。已知小物塊Q離開平板車時速度大小是平板車速度的兩倍，小物塊Q與平板車P之間的動摩擦因數(shù)為μ，M=4m，重力加速度為g。求：（1）小球與小物塊Q結(jié)束相互作用瞬間，小物塊Q的速度v；（2）小物塊Q在平板車上運動的時間t；（3）平板車P的長度L。5．（2021·天津南開·統(tǒng)考二模）如圖所示，在y>0的區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向的勻強電場，在y<0的區(qū)域內(nèi)有垂直坐標(biāo)平面向里的勻強磁場。一電子（質(zhì)量為m、電量為e）從y軸上A點以沿x軸正方向的初速度v0開始運動。當(dāng)電子第一次穿越x軸時，恰好到達(dá)C點；當(dāng)電子第二次穿越x軸時，恰好到達(dá)坐標(biāo)原點O。已知A、C兩點到坐標(biāo)原點的距離分別d、2d。不計電子的重力。求：（1）電場強度E的大??；（2）磁感應(yīng)強度B的大小，及電子在磁場中運動的時間t。6．（2021·天津南開·統(tǒng)考二模）真空管道超高速列車的動力系統(tǒng)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成平動動能的裝置．圖1是某種動力系統(tǒng)的簡化模型，圖中粗實線表示固定在水平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌，電阻忽略不計，ab和cd是兩根與導(dǎo)軌垂直，長度均為l，電阻均為R的金屬棒，通過絕緣材料固定在列車底部，并與導(dǎo)軌良好接觸，其間距也為l，列車的總質(zhì)量為m．列車啟動前，ab、cd處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下，如圖1所示，為使列車啟動，需在M、N間連接電動勢為E的直流電源，電源內(nèi)阻及導(dǎo)線電阻忽略不計，列車啟動后電源自動關(guān)閉．（1）要使列車向右運行，啟動時圖1中M、N哪個接電源正極，并簡要說明理由；（2）求剛接通電源時列車加速度a的大小；（3）列車減速時，需在前方設(shè)置如圖2所示的一系列磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場區(qū)域，磁場寬度和相鄰磁場間距均大于l．若某時刻列車的速度為，此時ab、cd均在無磁場區(qū)域，試討論：要使列車停下來，前方至少需要多少塊這樣的有界磁場？7．（2022·天津南開·統(tǒng)考二模）柴油打樁機的重錘由汽缸、活塞等若干部件組成，汽缸與活塞間有柴油與空氣的混合物。在重錘與樁碰撞的過程中，通過壓縮使混合物燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，從而使樁向下運動，錘向上運動?，F(xiàn)把柴油打樁機和打樁過程簡化如下：柴油打樁機重錘的質(zhì)量，錘在樁帽以上高度處（如圖a）從靜止開始沿光滑豎直軌道自由落下，打在質(zhì)量（包括樁帽）的鋼筋混凝土樁子上，同時，柴油燃燒產(chǎn)生猛烈推力使錘和樁分離，這個過程所用時間極短。隨后，樁在泥土中向下移動距離。已知錘反跳后到達(dá)最高點時，錘與已停下的樁子之間的距離仍為（如圖b）。已知重力加速度，混合物的質(zhì)量不計，設(shè)樁向下移動的過程中泥土對樁的作用力是恒力，求：（1）重錘與樁子發(fā)生碰撞之前的速度的大??；（2）重錘與樁子發(fā)生碰撞后即將分離瞬間，樁子的速度的大??；（3）樁向下移動的過程中泥土對樁的作用力的大小。8．（2022·天津南開·統(tǒng)考二模）如圖所示為一種質(zhì)譜儀的簡化原理圖，由加速電場、靜電分析器和磁分析器組成。位于第Ⅱ象限的靜電分析器，其通道為圓環(huán)狀，內(nèi)有方向指向坐標(biāo)原點O的均勻輻向電場，半徑為R的虛線MN為通道的中心線，中心線處的電場強度大小為E。位于第Ⅰ象限的磁分析器內(nèi)分布著方向垂直于紙面向外的區(qū)域足夠大的勻強磁場，y軸為兩個分析器的邊界。質(zhì)量為m、電荷量為e的（氕核）從離子源飄出（初速度可視為零），經(jīng)加速電場加速后進(jìn)入靜電分析器，沿中心線MN做勻速圓周運動，從N點垂直y軸射出后射入磁分析器中，最后恰好垂直打在放置于磁分析器下邊界（x軸）的探測板上。不計粒子重力和粒子間相互作用，求：（1）加速電場中的加速電壓U和（氕核）沿中心線MN運動的速度大小；（2）磁分析器中勻強磁場的磁感應(yīng)強度B；（3）若從離子源飄出（氕核），其打在探測板上的位置距O點的距離x。9．（2022·天津南開·統(tǒng)考二模）為了減小傳統(tǒng)制動器的磨損，提高安全性能，某設(shè)計師設(shè)想用電磁阻尼承擔(dān)電梯減速時大部分制動的負(fù)荷。圖1為設(shè)計的電磁阻尼制動器的原理圖。電梯箱與配重質(zhì)量都為M，通過高強度繩索套在半徑為的承重轉(zhuǎn)盤上，且繩索與轉(zhuǎn)盤之間不打滑。承重轉(zhuǎn)盤通過固定轉(zhuǎn)軸與制動轉(zhuǎn)盤相連。制動轉(zhuǎn)盤上固定了半徑為和的內(nèi)外兩個金屬圈（圖2），兩金屬圈電阻不計，兩金屬圈之間用三根互成的輻向?qū)w棒連接，每根導(dǎo)體棒電阻均為R，制動轉(zhuǎn)盤放置在一對勵磁線圈之間，勵磁線圈產(chǎn)生垂直于制動轉(zhuǎn)盤的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，磁場區(qū)域限制在輻向角內(nèi)，磁場區(qū)下邊界沒有磁場，如圖2陰影區(qū)所示（始終有且只有一根導(dǎo)體棒在磁場內(nèi)）。若電梯箱內(nèi)放置質(zhì)量為m的貨物一起以速度v豎直勻速上升，電梯箱離終點（圖中未畫出）高度為h時關(guān)閉動力系統(tǒng)，僅開啟電磁制動，一段時間后，電梯箱恰好到達(dá)終點。（1）若在開啟電磁制動瞬間，三根金屬棒的位置剛好在圖2所示位置，制動轉(zhuǎn)盤順時針運動，則此時制動轉(zhuǎn)盤上的電動勢E為多少？此時cd兩端的電壓為多大？（2）若忽略承重轉(zhuǎn)盤和制動轉(zhuǎn)盤的質(zhì)量，且不計其它阻力影響，則在上述制動過程中，制動轉(zhuǎn)盤產(chǎn)生的熱量是多少？（3）求電梯速度為v時制動轉(zhuǎn)盤的電磁阻尼功率，若要提高制動的效果，試對上述設(shè)計做出一處改進(jìn)。 
參考答案：1．（1）；（2），方向水平向右；（3）滑塊B停在離小車左端處【詳解】（1）設(shè)爆炸后滑塊A獲得速度大小為，滑塊A滑到平臺上的C點時停下，有或解得爆炸過程中，滑塊A、B組成的系統(tǒng)動量守恒，有解得（2）滑塊B最終和小車達(dá)到共同速度v，根據(jù)動量守恒定律有解得方向水平向右（3）設(shè)B在小車粗糙段滑行的路程為s，有解得即最終滑塊B停在離小車左端處。2．（1）；方向垂直紙面向里；；（2）；【詳解】（1）電子經(jīng)過電場加速過程，根據(jù)動能定理可得電子帶負(fù)電，根據(jù)左手定則可知磁感應(yīng)強度B方向垂直紙面向里，電子在磁場中的軌跡如圖所示有由幾何關(guān)系可得聯(lián)立解得電子在磁場中做圓周運動的周期電子在磁場中運動的時間聯(lián)立解得（2）電子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動，設(shè)在偏轉(zhuǎn)電場中運動時間為，則有聯(lián)立可得又由電子離開電場時的動能即為打在靶上P點的動能為3．（1）0.0625N；（2）；（3）0.5C【詳解】（1）由圖可知，在時，磁感強度為大小為，回路電流線框所受安培力由于線框勻速運動解得外力（2）線框勻速離開磁場，線框中的感應(yīng)電流為0，磁通量不變時，即在時，磁感強度大小為，此時的磁通量為因此在t時刻，磁通量解得（3）根據(jù)而因此在時間內(nèi)，電荷量在時間內(nèi)，電荷量在時間，線框無感應(yīng)電流，所以總電荷量4．（1）；（2）；（3）【詳解】（1）小球由靜止擺到最低點的過程中，根據(jù)機械能守恒解得小球與物塊Q相撞時，動量守恒，機械能守恒，則有mv0＝mv1＋mvQ解得v1＝0，（2）碰后，小球靜止下來，Q在平板車上滑行的過程中系統(tǒng)的動量守恒，則有mvQ＝Mv＋m(2v)解得物塊Q在板上滑行過程中，由動量定理可得解得，小物塊Q在長木板P上運動時間為（3）設(shè)平板車長L，由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律知解得平板車P的長度為5．（1）；（2），【詳解】（1）電子在電場區(qū)域內(nèi)做類平拋運動，設(shè)運動時間為t1，則解得（2）電子進(jìn)入磁場后做勻速圓周運動，洛侖茲力提供向心力；設(shè)電子進(jìn)入磁場時的速度方向與水平方向的夾角為，進(jìn)入磁場后做圓周運動的半徑為r，則由幾何關(guān)系可得解得由向心力公式可得整理得電子從A運動到O的運動軌跡如下圖所示：電子在磁場中的圓弧軌跡所對應(yīng)的圓心角為運動時間為6．（1）M接電源正極，理由見解析（2）（3）若恰好為整數(shù)，設(shè)其為n，則需設(shè)置n塊有界磁場，若不是整數(shù)，設(shè)的整數(shù)部分為N，則需設(shè)置N+1塊有界磁場【詳解】試題分析：結(jié)合列車的運動方向，應(yīng)用左手定則判斷電流方向，從而判斷哪一個接電源正極；對導(dǎo)體棒受力分析，根據(jù)閉合回路歐姆定律以及牛頓第二定律求解加速度；根據(jù)動量定理分析列車進(jìn)入和穿出磁場時動量變化，據(jù)此分析；（1）M接電源正極，列車要向右運動，安培力方向應(yīng)向右，根據(jù)左手定則，接通電源后，金屬棒中電流方向由a到b，由c到d，故M接電源正極．（2）由題意，啟動時ab、cd并聯(lián)，設(shè)回路總電阻為，由電阻的串并聯(lián)知識得①；設(shè)回路總電流為I，根據(jù)閉合電路歐姆定律有②設(shè)兩根金屬棒所受安培力之和為F，有F=BIl③根據(jù)牛頓第二定律有F=ma④，聯(lián)立①②③④式得⑤（3）設(shè)列車減速時，cd進(jìn)入磁場后經(jīng)時間ab恰好進(jìn)入磁場，此過程中穿過兩金屬棒與導(dǎo)軌所圍回路的磁通量的變化為，平均感應(yīng)電動勢為，由法拉第電磁感應(yīng)定律有⑥，其中⑦；設(shè)回路中平均電流為，由閉合電路歐姆定律有⑧設(shè)cd受到的平均安培力為，有⑨以向右為正方向，設(shè)時間內(nèi)cd受安培力沖量為，有⑩同理可知，回路出磁場時ab受安培力沖量仍為上述值，設(shè)回路進(jìn)出一塊有界磁場區(qū)域安培力沖量為，有?設(shè)列車停下來受到的總沖量為，由動量定理有?聯(lián)立⑥⑦⑧⑨⑩??式得?討論：若恰好為整數(shù)，設(shè)其為n，則需設(shè)置n塊有界磁場，若不是整數(shù)，設(shè)的整數(shù)部分為N，則需設(shè)置N+1塊有界磁場．?．【點睛】如圖所示，在電磁感應(yīng)中，電量q與安培力的沖量之間的關(guān)系，如圖所示，以電量為橋梁，直接把圖中左右兩邊的物理量聯(lián)系起來，如把導(dǎo)體棒的位移 和速度聯(lián)系起來，但由于這類問題導(dǎo)體棒的運動一般都不是勻變速直線運動，無法直接使用勻變速直線運動的運動學(xué)公式進(jìn)行求解，所以這種方法就顯得十分巧妙，這種題型難度最大．7．（1）；（2）；（3）【詳解】（1）重錘自由下落，由動能定理可得解得重錘與樁子發(fā)生碰撞之前的速度大小為（2）碰后，設(shè)碰后重錘的速度大小為，由動能定理可得解得重錘與樁子發(fā)生碰撞到即將分離過程，由動量守恒定律可得解得樁子的速度大小為（3）樁子下降過程中，根據(jù)動能定理可得解得可知樁向下移動的過程中泥土對樁的作用力大小為。8．（1），；（2）；（3）【詳解】（1）在靜電分析器中，由牛頓第二定律可得①在加速電場中，由動能定理②解得（2）由幾個關(guān)系可知，（氕核）在磁場做圓周運動的半徑根據(jù)牛頓第二定律解得（3）由①②分析可知，不同比荷的正離子在靜電分析器都能沿中心線MN做勻速圓周運動，從N點垂直射入磁場分析器中做半徑為勻速圓周運動，由解得根據(jù)幾何關(guān)系得解得9．（1），；（2）；（3），增加外金屬圈的半徑或減小內(nèi)金屬圈的半徑或減小金屬棒的電阻或減小承重盤的半徑【詳解】（1）在開啟電磁制動瞬間，承重轉(zhuǎn)盤的線速度為v，所以，角速度所以，制動轉(zhuǎn)盤的角速度三根金屬棒的位置剛好在圖2所示位置，則離開磁場，切割磁感線，是電源，切割磁感線產(chǎn)生電動勢解得所以干路中的電流那么此時cd兩端的電壓為（2）電梯箱與配重用繩子連接，速度相同，由能量守恒可得所以（3）由（1）可得，速度為v時制動轉(zhuǎn)盤的發(fā)熱功率即電磁阻尼瞬時功率若要提高制動的效果，則在相同速度下電功率即電磁阻尼瞬時功率增大，所以若要提高制動的效果，可增加外金屬圈的半徑或減小內(nèi)金屬圈的半徑或減小金屬棒的電阻或減小承重盤的半徑。 

相關(guān)試卷

天津市河西區(qū)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：

這是一份天津市河西區(qū)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，共17頁。試卷主要包含了解答題等內(nèi)容，歡迎下載使用。

天津市河?xùn)|區(qū)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：

這是一份天津市河?xùn)|區(qū)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，共15頁。試卷主要包含了解答題等內(nèi)容，歡迎下載使用。

天津市南開區(qū)2021屆-2023屆高考物理三年模擬（二模）按題型分類匯編-01選擇題：

這是一份天津市南開區(qū)2021屆-2023屆高考物理三年模擬（二模）按題型分類匯編-01選擇題，共27頁。試卷主要包含了單選題，多選題等內(nèi)容，歡迎下載使用。

英語朗讀寶

相關(guān)試卷 更多

天津市紅橋區(qū)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

天津市紅橋區(qū)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
天津市河北區(qū)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

天津市河北區(qū)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
遼寧省丹東市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

遼寧省丹東市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
遼寧省大連市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

遼寧省大連市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
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識產(chǎn)權(quán)，請掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎勵，申請 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高考專區(qū)
  • 精品推薦
  • 所屬專輯149份
歡迎來到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊

手機號注冊
手機號碼

手機號格式錯誤

手機驗證碼 獲取驗證碼

手機驗證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個字符，數(shù)字、字母或符號

注冊即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊
手機號注冊
微信注冊

注冊成功

返回
頂部