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 一、解答題1．（2023·天津紅橋·統(tǒng)考二模）在距地面高為的水平光滑桌面上放置著質(zhì)量均為的A、B兩個物體（A、B可視為質(zhì)點，開始時B離桌面左端足夠遠(yuǎn)），A的左端緊緊插入一質(zhì)量不計的彈簧，彈簧保持水平?，F(xiàn)給A一個水平向左的瞬時沖量，A獲得一個初速度之后通過彈簧和B發(fā)生正碰，問：（1）A獲得的初速度大?。?/span>（2）B脫離彈簧后，到達(dá)桌面左邊緣，并沿桌面飛出，求其落地速度大小。2．（2023·天津紅橋·統(tǒng)考二模）在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)匝，橫截面積。螺線管導(dǎo)線電阻，，，。在一段時間內(nèi)，穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按如圖乙所示的規(guī)律變化。求：（1）求螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；（2）閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，求電阻的電功率；（3）S斷開后，求流經(jīng)的電量。3．（2023·天津紅橋·統(tǒng)考二模）如圖，真空室內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，磁場內(nèi)有一塊足夠長的平面感光板，板面與磁場方向平行，在距的距離處，有一個點狀的放射源，它向各個方向發(fā)射粒子，粒子的速度都是，（放射源向平板作垂線交于板上點）已知粒子的電荷與質(zhì)量之比，現(xiàn)只考慮在圖紙平面中運(yùn)動的粒子，畫出偏轉(zhuǎn)圖并求解。（1）粒子打到板上左端距點的最遠(yuǎn)距離。（2）粒子打到板上右端距點的最遠(yuǎn)距離。4．（2021·天津紅橋·統(tǒng)考二模）如下圖所示，讓擺球從圖中的C位置由靜止開始擺下，擺到最低點D處，擺線剛好被拉斷，小球在粗糙的水平面上由D點向右做勻減速運(yùn)動，到達(dá)A孔進(jìn)入半徑0.2m的豎直放置的光滑圓弧軌道，當(dāng)擺球進(jìn)入圓軌道立即關(guān)閉A孔。已知擺線長L=2m，θ=60°，小球質(zhì)量為m2=2kg，D點與小孔A的水平距離s=2m，g取10m/s2。試求：（1）求擺線能承受的最大拉力為多大？（2）要使擺球進(jìn)入圓軌道后恰能通過軌道的最高點，求粗糙水平面摩擦因數(shù)μ。5．（2021·天津紅橋·統(tǒng)考二模）如圖所示，兩足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為L，一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直。一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放。導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為I。整個運(yùn)動過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計導(dǎo)軌的電阻。求：（1）金屬棒的最大速度vm，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B；（2）電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒運(yùn)動速度的大小v；（3）若金屬棒進(jìn)入磁場后恰經(jīng)t時間達(dá)到穩(wěn)定，求這段時間的位移s大小。6．（2021·天津紅橋·統(tǒng)考二模）如圖所示，在MN左側(cè)有相距為d的兩塊正對的平行金屬板PQ，板長兩板帶等量異種電荷，上極板帶正電，在MN右側(cè)存在垂直于紙面的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域（圖中未畫出）?，F(xiàn)有一帶電粒子以初速度v0沿兩板中央OO′射入，并恰好從下極板邊緣射出，又經(jīng)過在圓形有界磁場中的偏轉(zhuǎn)，最終垂直于MN從A點向左水平射出，已知A點與下極板右端的距離為d。不計帶電粒子重力。求：（1）粒子從下極板邊緣射出時的速度的大小和方向；（2）畫出粒子運(yùn)動軌跡求從O運(yùn)動到A經(jīng)歷的時間；（3）若圓形磁場的中心可以任意選擇位置，求圓形有界磁場的最小半徑R。7．（2022·天津紅橋·統(tǒng)考二模）高空拋物的危害是極大的，質(zhì)量為的小物塊在距離地面20m高的高層的窗戶外由靜止自由下落（空氣阻力不計），接觸地面后經(jīng)停下來，求小物塊對地面的平均作用力多大？（取）8．（2022·天津紅橋·統(tǒng)考二模）如圖所示，質(zhì)量為、邊長為的正方形線框，從有界的勻強(qiáng)磁場上方由靜止自由下落，線框電阻為。勻強(qiáng)磁場的寬度為。（），磁感應(yīng)強(qiáng)度為，線框下落過程中邊與磁場邊界平行且保持水平。已知線框恰好勻速進(jìn)入磁場，若由邊剛進(jìn)入磁場到邊恰穿出磁場經(jīng)歷的時間為，求：（1）邊剛進(jìn)入磁場時的速度大??；（2）線框由邊進(jìn)入磁場到邊恰進(jìn)入的過程，產(chǎn)生的熱量；（3）邊剛出磁場時，線框的速度大小。9．（2022·天津紅橋·統(tǒng)考二模）如圖所示，一個質(zhì)量為，電量為的帶正電的粒子（不計重力），從靜止開始經(jīng)電壓加速后，沿水平方向進(jìn)入一寬度為的區(qū)域中，當(dāng)在該區(qū)域內(nèi)同時施加垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場和豎直向下的勻強(qiáng)電場時，粒子恰好沿水平方向做直線運(yùn)動，從點射出該區(qū)域的右邊界；若去掉電場只保留磁場，該粒子仍從靜止經(jīng)電壓加速后沿水平方向進(jìn)入這一區(qū)域，恰好從點射出該區(qū)域的右邊界，且。（1）粒子射入混合場時的速度大小。（2）求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。（3）如果去掉磁場只保留電場，該粒子仍從靜止經(jīng)電壓加速后沿水平方向進(jìn)入這一區(qū)域，粒子在該區(qū)域右邊界的射出點離點的距離為多少？
參考答案：1．（1）；（2）【詳解】（1）根據(jù)動量定理有解得（2）A與B通過彈簧發(fā)生彈性碰撞，B脫離彈簧時，彈簧恢復(fù)原長，碰撞過程動量守恒，能量守恒，取水平向左為正方向，則有，解得 B做平拋過程機(jī)械能守恒，則有解得2．（1）；（2）；（3）【詳解】（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律解得（2）根據(jù)全電路歐姆定律由解得（3）斷開后，流經(jīng)的電量即為閉合時板上所帶的電量電容器兩端的電壓流經(jīng)的電量3．（1）；（2）【詳解】（1）如圖左端：偏轉(zhuǎn)圖由解得由幾何關(guān)系可得解得（2）右端偏轉(zhuǎn)圖，由幾何關(guān)系可得解得4．（1）40N；（2）0.25【詳解】（1）當(dāng)擺球由C到D運(yùn)動，由機(jī)械能守恒可得 在D點，由牛頓第二定律可得聯(lián)立可得擺線的最大拉力為（2）要使擺球進(jìn)入圓軌道后恰能通過軌道的最高點，在圓周的最高點由牛頓第二定律可得由動能定理可得解得5．（1），B=；（2）v=；（3）【詳解】（1）由題意得導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場時的速度最大，設(shè)為vm，由機(jī)械能守恒定律得解得電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動，此時導(dǎo)體棒受到的重力和安培力平衡，則有：解得：（2）感應(yīng)電動勢感應(yīng)電流分別為，解得（3）金屬棒進(jìn)入磁場t時間運(yùn)動的過程由動量定理有即解得6．（1）2v0；與豎直方向成30°（2）( )；（3）【詳解】(1)水平方向豎直方向解得粒子射出速度與豎直方向成30°角。(2)帶電粒子運(yùn)動時間如下圖根據(jù)幾何關(guān)系離開電場后，先勻速，勻速時間進(jìn)入磁場，偏轉(zhuǎn)120°到達(dá)A總時間 ( )(3)粒子進(jìn)入磁場圓周運(yùn)動，進(jìn)入點與射出點連線作為圓形磁場直徑時，磁場區(qū)域最小，根據(jù)幾何關(guān)系可知7．410N【詳解】小物塊落地前瞬間的速度大小為設(shè)地面對小物塊的平均作用力大小為F，取豎直向上為正方向，根據(jù)動量定理有解得根據(jù)牛頓第三定律可知小物塊對地面的平均作用力大小為410N。8．（1）；（2）；（3）【詳解】（1）當(dāng)速度達(dá)到最大時又聯(lián)立解得（2）由于線框進(jìn)入磁場過程勻速，根據(jù)能量守恒定律得（3）由動量定理得又結(jié)合聯(lián)立得解得9．（1）；（2）；（3）【詳解】（1）根據(jù)動能定理解得（2）設(shè)粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑為，根據(jù)幾何關(guān)系解得根據(jù)牛頓第二定律得解得代入速度得（3）根據(jù)平衡條件可得解得去掉磁場后，沿著電場方向帶入得 

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