浙江省紹興市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．（2021·浙江紹興·統(tǒng)考二模）如圖所示，兩座雪坡高度分別為72m和15m，滑雪道從較高的坡頂A延伸到較低的坡頂C，雪坡的傾角均為37°，一位總質(zhì)量為50kg滑雪者從A處下滑，初速度大小可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。已知滑雪者受到的空氣阻力恒為120N，與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.2，在兩雪坡交界處B用一小段光滑圓弧連接。（1）求滑雪者下滑過程中的加速度大小；（2）若滑雪者從A靜止下滑，求運(yùn)動(dòng)到B時(shí)的速度大?。?/span>（3）求滑雪者從A出發(fā)運(yùn)動(dòng)到C最長(zhǎng)時(shí)間。2．（2021·浙江紹興·統(tǒng)考二模）某校興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)彈射游戲，如圖所示。一質(zhì)量為m=0.1kg的物體a以初動(dòng)能Ek=1.1J從光滑水平軌道OA上發(fā)射，接著進(jìn)入粗糙的水平軌道AB。在AB之間的某個(gè)位置（其位置用到A的距離x表示）放一完全相同的物體b，物體a與b碰撞后粘在一起，隨后進(jìn)入半徑為R=0.10m的光滑豎直圓形軌道圓軌道在底部錯(cuò)開以致可以使物體運(yùn)動(dòng)到粗糙的水平軌道BC上，CD段為光滑傾斜軌道，D點(diǎn)離BC軌道的高度為h=0.11m，C處用一光滑小圓弧連接。如果物體碰后不脫離軌道，則游戲成功。已知AB段、BC段長(zhǎng)度均為L=0.5m，物體在AB段和BC段的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1=0.1和μ2=0.3。（1）若不放被碰物體b，求物體a進(jìn)入圓軌道B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力；（2）若物體b放置的位置x=0.4m，求碰撞過程中損失的機(jī)械能；（3）為使游戲成功，求碰撞位置x應(yīng)滿足的條件。3．（2021·浙江紹興·統(tǒng)考二模）導(dǎo)體棒AB質(zhì)量為m=0.2kg，長(zhǎng)度為L=50cm，A、B端分別與兩根相同的導(dǎo)電輕質(zhì)彈簧連接，彈簧另一端分別固定在斜面等高P、Q處，P、Q可通過單刀雙擲開關(guān)S分別與阻值R=0.4Ω的電阻、電容C=0.8F的電容器相連，如圖所示，整個(gè)裝置固定在傾角為θ=30°的光滑絕緣斜面上。斜面上區(qū)域1長(zhǎng)為d=40cm，寬為L=50cm，其間存在垂直斜面向下的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間變化為  ；區(qū)域2長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)，寬為L=50cm，其間存在垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2=1T。已知初始狀態(tài)開關(guān)S與電阻相連，兩彈簧勁度系數(shù)均為k=5N/m，且始終平行并與AB棒垂直，t=0時(shí)刻AB棒利用插銷固定在區(qū)域2中，此時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)，AB棒、導(dǎo)線、彈簧電阻均不計(jì)。（1）判斷0<t<1s時(shí)間內(nèi)AB棒中的感應(yīng)電流方向并求AB棒受到的安培力大小；（2）在t>1s的某時(shí)刻，將開關(guān)S與電容器相連，并撤去插銷，AB棒開始運(yùn)動(dòng)，已知當(dāng)棒速度為v時(shí)，棒的加速度為a，求電容器兩端的電壓和通過AB棒電流的大??；（3）在t>1s的某時(shí)刻，將開關(guān)S與電容器相連并撤去插銷，求AB棒向下運(yùn)動(dòng)的最大速度。4．（2021·浙江紹興·統(tǒng)考二模）醫(yī)用電子直線加速器結(jié)構(gòu)主要包括電子槍、加速系統(tǒng)、束流傳輸系統(tǒng)等部件，原理簡(jiǎn)化如圖所示。其中束流傳輸系統(tǒng)由導(dǎo)向磁場(chǎng)、偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和聚焦磁場(chǎng)組成，可以使電子束轉(zhuǎn)向270°后打到靶。由于電子經(jīng)過加速后有一定能量寬度，經(jīng)過導(dǎo)向磁場(chǎng)后會(huì)使電子束發(fā)散，從而造成成像色差，因此需要通過偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和聚焦磁場(chǎng)來消除色差。束流傳輸系統(tǒng)由三個(gè)半徑為d的90°扇形磁場(chǎng)組成，圓心為O，方向垂直紙面向外，其中導(dǎo)向磁場(chǎng)和聚焦磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1=B3=B。偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)為非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2沿徑向呈一定規(guī)律分布，可使電子在其間做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)電子束經(jīng)加速系統(tǒng)后，以能量寬度[E-△E，E+△E]垂直導(dǎo)向磁場(chǎng)邊界從P進(jìn)入束流傳輸系統(tǒng)，最終粒子能在Q點(diǎn)匯聚并豎直向下打到靶上。已知，△E=4%E<<E，能量為E的電子剛好做半徑為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)Q。（1）若電子電荷量為e，求電子質(zhì)量m；（2）求發(fā)散電子束進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)的寬度；（計(jì)算半徑時(shí)可使用小量近似公式:當(dāng)x<<1時(shí)，）（3）對(duì)于能量為E+△E的電子，求在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2。5．（2023·浙江紹興·統(tǒng)考二模）長(zhǎng)途旅行出發(fā)之前，小王檢查輪胎的充氣情況，發(fā)現(xiàn)輪胎的胎壓為，溫度為15℃，在高速公路上行駛幾個(gè)小時(shí)后，胎內(nèi)氣體從外界吸收2600J的熱量，檢查輪胎的胎壓為。輪胎制造商建議胎壓保持在至之間，于是他將輪胎中的一些氣體放掉，使胎壓重新降為，若放氣過程中溫度保持不變。假設(shè)整個(gè)過程中輪胎的體積不變，求：（1）胎壓為時(shí)，胎內(nèi)氣體的溫度；（2）未放氣前，胎壓從變?yōu)?/span>過程中，氣體內(nèi)能的增加量；（3）從輪胎中放掉氣體的分子數(shù)目占總數(shù)目的比例。6．（2023·浙江紹興·統(tǒng)考二模）如圖所示，兩個(gè)固定的、大小不同的豎直半圓形光滑軌道在最高點(diǎn)A平滑連接，小圓半徑，大圓半徑，小圓最低點(diǎn)O恰在大圓圓心處，O點(diǎn)有一彈射裝置（圖中未畫出），可水平向右彈射質(zhì)量為的滑塊。放置在光滑水平面上的中空長(zhǎng)直塑料板與大圓的最低點(diǎn)B平滑過渡。若塑料板質(zhì)量，長(zhǎng)度，厚度，滑塊與塑料板上表面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，滑塊可視為質(zhì)點(diǎn)，求：（1）若滑塊能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，滑塊在最高點(diǎn)的最小速度大?。?/span>（2）以向右彈射滑塊，滑塊到達(dá)大圓軌道B點(diǎn)時(shí)所受支持力的大小；（3）以向右彈射滑塊，滑塊第一次落地點(diǎn)到B點(diǎn)的水平距離。7．（2023·浙江紹興·統(tǒng)考二模）如圖甲所示，某國(guó)貨車頻繁脫軌、側(cè)翻的重要原因是鐵路軌道不平整。我國(guó)的高鐵對(duì)軌道平整度有著極高的要求，為了檢測(cè)高鐵軌道可能存在的微小不平整，某科學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如圖乙所示的方案：M為水平待測(cè)軌道，其上有一可沿軌道無摩擦運(yùn)動(dòng)的小車Ⅰ，車上固定豎直放置的n匝線圈ABCD，總阻值為R，小車與線圈總質(zhì)量為m，線圈中連有微電流傳感器，可顯示ABCD中非常微弱的電流信號(hào)，A→B為電流正方向；N為標(biāo)準(zhǔn)水平平整軌道（軌道N與軌道M平行正對(duì)放置），其上有一可沿軌道運(yùn)動(dòng)的小車Ⅱ，小車Ⅱ上安裝了車速控制系統(tǒng)，且車上固定磁場(chǎng)發(fā)射裝置EFGH，該裝置可在EFGH范圍內(nèi)激發(fā)垂直并指向ABCD的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，，?，F(xiàn)先將小車Ⅰ、Ⅱ平行正對(duì)放置，調(diào)節(jié)ABCD的高度，使之略高于EFGH，其高度差遠(yuǎn)小于但大于待測(cè)軌道凹凸不平引起的高度差，然后給小車Ⅰ大小為的初速度，同時(shí)控制小車Ⅱ以相同的速度向前勻速行駛。（不考慮磁場(chǎng)的邊緣效應(yīng)，忽略軌道不平整對(duì)小車沿軌道方向速度的影響）（1）若在時(shí)間內(nèi)，微電流傳感器顯示出如圖丙所示的電流信號(hào)，問這段時(shí)間內(nèi)經(jīng)過的待測(cè)軌道是凸起還是凹陷？試簡(jiǎn)要說明理由。（2）若小車Ⅱ在行駛過程中突然停止，求小車Ⅰ繼續(xù)前進(jìn)并離開的過程中，線圈上產(chǎn)生的總熱量Q。（3）現(xiàn)控制小車Ⅱ做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，為確保微電流傳感器不損壞，線圈中電流不能超過，求小車Ⅱ做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的最大值。8．（2023·浙江紹興·統(tǒng)考二模）如圖所示是半導(dǎo)體注入工藝的裝置示意圖，某種元素的兩種離子和，質(zhì)量均為m，可從A點(diǎn)水平向右注入加速電場(chǎng)，初速度大小連續(xù)分布且在0和之間。經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)直線加速后，離子均從小孔C水平射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)（兩極板水平放置且上極板帶負(fù)電，電勢(shì)差可調(diào)），偏轉(zhuǎn)后均能穿出此電場(chǎng)，其中CD為偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的中線。離子穿出電場(chǎng)后立即進(jìn)入緊靠電場(chǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)邊界線豎直、右側(cè)足夠大，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B在和之間可調(diào)，方向始終垂直紙面向里。不考慮離子的重力及相互作用，元電荷帶電量為e。（1）僅注入初速度0的離子，不為0，求和穿出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)豎直方向位移之比；（2）僅注入初速度為的離子，不為0且，求離子在磁場(chǎng)中射入位置與射出位置的距離Y；（3）若放置一塊緊靠磁場(chǎng)左邊界的豎直收集板，長(zhǎng)度，下端距D點(diǎn)的距離。先調(diào)節(jié)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓，使，僅注入離子，每秒發(fā)射的離子數(shù)為，各種速率的離子數(shù)目相同，再調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，使，求收集板上每秒能收集到的離子數(shù)n與B之間的關(guān)系。9．（2022·浙江紹興·統(tǒng)考二模）小麗使用一根木桿推動(dòng)一只用來玩游戲的木盒，時(shí)刻，木盤以m/s的經(jīng)過如圖所示的標(biāo)志線，速度方向垂直標(biāo)志線，繼續(xù)推動(dòng)木盤使它做勻加速運(yùn)動(dòng)，在s通過標(biāo)志線，然后搬去水平推力。木盤可視為質(zhì)點(diǎn)，停在得分區(qū) 即游戲成功。圖中與的距離m，與的距離m，與的距離為m已知木盤與底面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是，木盤的質(zhì)量為kg，求：（1）木盤在加速階段的加速度a；（2）木桿對(duì)木盤的水平推力；（3）木盤能否停在得分區(qū)？請(qǐng)計(jì)算說明。10．（2022·浙江紹興·統(tǒng)考二模）如圖甲所示為北京首鋼滑雪大跳臺(tái)，模型簡(jiǎn)化如圖乙所示，AB和EF是長(zhǎng)為m的傾斜滑到，傾角為，CD是長(zhǎng)為m的水平滑道，傾斜滑道AB、EF和水平滑道CD之間分別用一圓弧軌道連接，圓弧軌道半徑為m，圓心角為，FG為結(jié)束區(qū)。一質(zhì)量為kg的運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)靜止滑下沿滑道ABCD運(yùn)動(dòng)，從D點(diǎn)沿水平方向滑離軌道后，完成空翻、回轉(zhuǎn)等技術(shù)動(dòng)作，落到傾斜軌道，最后停在結(jié)束區(qū)。為簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力。（1）運(yùn)動(dòng)員剛好從D點(diǎn)沿水平方向滑離軌道，求運(yùn)動(dòng)員在D點(diǎn)的速度；（2）在（1）情形下，求從開始運(yùn)動(dòng)到完成表演落到傾斜軌道過程中摩擦阻力做的功；（3）運(yùn)動(dòng)員可以在滑道ABCD滑行過程中利用滑雪杖支撐前進(jìn)，獲取一定的能量，要使運(yùn)動(dòng)員安全停留在結(jié)束區(qū)，落到傾斜軌道上的動(dòng)能不能超過15250J，求大小應(yīng)滿足的條件。11．（2022·浙江紹興·統(tǒng)考二模）如圖所示，金屬輪和絕緣輪，可繞各自中心金屬軸和轉(zhuǎn)動(dòng)，和平行且水平放置，金屬輪由三根金屬輻條和金屬環(huán)組成，輪的輻條長(zhǎng)為4r、電阻為R，連接輻條的金屬環(huán)的電阻可以忽略，三根輻條互成120°角，在圖中120°的扇形區(qū)域內(nèi)存在平行于軸向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，絕緣輪半徑的為2r，另一半徑為r的絕緣圓盤與同軸且固連在一起。一輕細(xì)繩的一端固定在邊緣上的某點(diǎn)，在上繞足夠匝數(shù)后，懸掛一質(zhì)量為m的重物P。當(dāng)P下落時(shí)，通過細(xì)繩帶動(dòng)和繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，、保持接觸，無相對(duì)滑動(dòng)。輪的軸和金屬環(huán)通過導(dǎo)線與兩平行的足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌連接，導(dǎo)軌傾角為，其上放置一質(zhì)量為m、電阻為R、長(zhǎng)度為L的金屬棒EF，棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，軌道間存在沿斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B，不計(jì)導(dǎo)線電阻。（1）當(dāng)P的速度為v時(shí)，求金屬棒EF兩端的電壓；（2）金屬棒EF剛好開始運(yùn)動(dòng)記為0時(shí)刻，經(jīng)過時(shí)間t重物P下落高度為h，金屬棒EF仍在軌道上運(yùn)動(dòng)，求此時(shí)金屬棒EF的速度；（3）為使金屬棒EF不脫離軌道，軌道的傾角滿足的條件。12．（2022·浙江紹興·統(tǒng)考二模）如圖為一種新型粒子收集裝置，一個(gè)繞豎直軸以速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的粒子源放置在邊長(zhǎng)為m的立方體的中心，立方體四個(gè)側(cè)面均為熒光屏，上下底面、為空，立方體處在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度T勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。在時(shí)刻，粒子源的發(fā)射方向恰好水平向右指向的中心，并發(fā)射一種比荷為C/kg帶正電粒子。已知每秒發(fā)射粒子總數(shù)為，粒子源發(fā)射的粒子數(shù)量隨速度均勻分布，即不同速度的粒子數(shù)量相同。粒子打到熒光屏上后被熒光屏所吸收，不考慮粒子間的相互作用和熒光屏吸收粒子后的電勢(shì)變化，不考慮粒子源的尺寸大小，重力忽略不計(jì)。（1）若無粒子打到熒光屏上，求粒子源發(fā)射的粒子的速度大小范圍；（2）若使粒子源發(fā)射粒子全部打在熒光屏上，求粒子源發(fā)射粒子的速度大小范圍；（3）撤去磁場(chǎng)，在立方體內(nèi)施加一個(gè)豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為N/C，若粒子源發(fā)射的粒子速度范圍為，求每秒打在熒光屏上的粒子數(shù)量n。
參考答案：1．（1）a1=2m/s2；（2）m/s；（3）5s【詳解】（1）滑雪者下滑過程中受到重力，斜面支持力和阻力作用，沿斜面向下建立x軸，垂直斜面向上建立y軸，由牛頓第二定律得又，聯(lián)立解得a1=2m/s2（2）由速度位移公式可得v2=2a1x1因此m/s（3）物體下滑初速度最大，則滑雪者從A出發(fā)運(yùn)動(dòng)到C的時(shí)間越短，因此所求最長(zhǎng)時(shí)間，則為滑雪者到C的速度為0，滑雪者在左側(cè)坡道上向上滑動(dòng)的加速度為a2，由牛頓第二定律得又聯(lián)立解得a2=10m/s2我們可以逆向思維，先算左側(cè)滑道的滑行時(shí)間解得t2=s到底部的速度為v1m/s可設(shè)滑下的初速度為v0，根據(jù)速度位移公式有解得v0=2m/s因此在右側(cè)滑道上滑行時(shí)間為因此最長(zhǎng)時(shí)間為t=t1+t2=5s2．（1）22N，方向向下；（2）0.53J；（3）【詳解】（1）設(shè)物體到達(dá)B點(diǎn)的速度為vB，根據(jù)動(dòng)能定理求得在B點(diǎn)，由牛頓第二定律得可得由牛頓第三定律得，物體對(duì)軌道的壓力為22N，方向向下（2）設(shè)被碰物體b處在x=0.4m處，物體a碰前的速度為v1，根據(jù)動(dòng)能定理有得a，b碰撞，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有得因此碰撞過程中損失的機(jī)械能為（3）要使游戲成功，應(yīng)使物體進(jìn)入圓軌道時(shí)不超過圓心等高處或者物體過最高點(diǎn)且不滑出斜面且返回圓軌道時(shí)不脫離軌道碰撞后到達(dá)B點(diǎn)的動(dòng)能為情形一： 不超過圓心等高處，要求顯然不可能   情形二：條件1:過最高點(diǎn)，最高點(diǎn)速度大于等于因此B點(diǎn)動(dòng)能應(yīng)得條件2：不能滑出斜面則B點(diǎn)動(dòng)能應(yīng)得條件3：再次返回圓軌道，不會(huì)脫離軌道再次返回圓軌道最低點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為x越大，再次回到B點(diǎn)動(dòng)能越小，當(dāng)時(shí)EkB′最大動(dòng)能小于0，因此物體必然不會(huì)在脫離軌道，最終靜止在BC軌道上。綜上所述3．（1）方向?yàn)?/span>A到B；0.5N；（2）U=B2Lv ；I=CB2La；（3）vm=0.5m/s【詳解】（1）根據(jù)楞次定律，棒AB中感應(yīng)電流方向A到B，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在0～1s時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為感應(yīng)電流為因此AB棒受到的安培力F=B2IL=0.5N（2）AB棒速度為v，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=B2Lv給電容器充電，由于電阻不計(jì)，電容器兩端的電壓等于EU=B2Lv因此AB棒中的電流為又因?yàn)?/span>所以I=CB2La（3）以釋放位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿斜面向下建立軸，當(dāng)AB棒向下運(yùn)動(dòng)距離x的合外力為,因此則合外力為則當(dāng)=0.1m處速度最大，因此有F-x′的圖像可得，從釋放到速度最大位置過程中，合外力做功為因此由動(dòng)能定理可得最大速度為vm=0.5m/s4．（1）；（2）；（3）【詳解】（1）對(duì)于能量為E的電子，在磁場(chǎng)中半徑為，根據(jù)可知解得（2）對(duì)于能量為E-△E的電子，對(duì)于能量為E+△E的電子，軌跡如圖所示由勾股定理得因此發(fā)散電子束進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)的寬度為（3）對(duì)于能量為E+△E的電子ON=d進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的發(fā)散角為α，由于軌跡關(guān)于偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的角平分線對(duì)稱，因此圓心在平分線上的O3點(diǎn)，半徑設(shè)為r，如圖所示其中由正弦定理得解得因此即5．（1）47℃；（2）2600J；（3）【詳解】（1）整個(gè)過程中輪胎的體積不變，則有可得（2）未放氣前，整個(gè)過程中輪胎的體積不變，所以氣體沒有做功，則氣體內(nèi)能的增加量（3）放氣過程中溫度保持不變，則有則從輪胎中放掉氣體的分子數(shù)目占總數(shù)目的比例6．（1）；（2）；（3）【詳解】（1）若滑塊能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，滑塊在最高點(diǎn)只有重力提供向心力，有解得（2）從彈射到B點(diǎn)，對(duì)滑塊根據(jù)動(dòng)能定理有在B點(diǎn)根據(jù)牛頓第二定律有解得（3）滑塊與塑料板組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，規(guī)定向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有根據(jù)能量守恒定律有對(duì)滑塊，根據(jù)能量守恒定律有滑塊離開塑料板后做平拋運(yùn)動(dòng)，滑塊第一次落地點(diǎn)到B點(diǎn)的水平距離為解得7．（1）凸起，見解析；（2）；（3）【詳解】（1）根據(jù)圖丙可知，電流先正后負(fù)，說明線圈內(nèi)磁通量先減少后增加，線圈先向上運(yùn)動(dòng)后向下運(yùn)動(dòng)，故此處軌道有凸起。（2）若小車Ⅱ在行駛過程中突然停止， 根據(jù)能量守恒 （3）根據(jù)題意分析，小車Ⅰ、Ⅱ相對(duì)速度不斷變大，小車I線圈中的電流不斷增大，做加速度不斷增大的減速運(yùn)動(dòng)，在不分離的情況下，最終小車I與小車Ⅱ的加速度應(yīng)相等，此時(shí)小車I的加速度最大，即電流最大。為確保微電流傳感器不損壞，故解得8．（1）；（2）；（3）見解析【詳解】（1）設(shè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的極板間距為，板長(zhǎng)為，則在加速電場(chǎng)中在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中豎直方向位移為聯(lián)立上述兩方程可得可知豎直方向位移與所帶電荷量無關(guān)，僅注入初速度0的離子時(shí)和穿出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)豎直方向位移之比為。（2）僅注入初速度為的離子，則在加速電場(chǎng)在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)射出后的速度大小為，在磁場(chǎng)當(dāng)中，設(shè)入射方向與磁場(chǎng)邊界線夾角為，則射入位置與射出位置的距離，，聯(lián)立以上方程可得（3）收集板最上端的位置距離點(diǎn)初速度為0的粒子射入磁場(chǎng)后偏轉(zhuǎn)的距離為初速度為的粒子射入磁場(chǎng)后偏轉(zhuǎn)的距離為當(dāng)時(shí)，所有的粒子均在收集板上。當(dāng)解得即范圍時(shí)所有的粒子恰好均在收集板上。當(dāng)解得即恰好所有的粒子均不在收集板上。當(dāng)范圍時(shí)，每秒能收集到的離子數(shù)n為收集板上每秒能收集到的離子數(shù)n與B之間的關(guān)系為時(shí)時(shí)時(shí)9．（1）；（2）N；（3）木盤能停在得分區(qū)【詳解】（1）在加速過程中，由位移與時(shí)間的關(guān)系代入數(shù)據(jù)得（2）由牛頓第二定理知得N（3）通過時(shí)木盤的速度解得m/s此后木盤做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度減速到0，發(fā)生的位移可得故木盤能停在得分區(qū)。10．（1）m/s；（2）；（3）【詳解】（1）運(yùn)動(dòng)員在D點(diǎn)能剛好離開軌道，即運(yùn)動(dòng)員受到的支持力為0，在D點(diǎn)有得m/s（2）從A點(diǎn)到D點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理得AD的高度差聯(lián)立解得（3）設(shè)水平位移x，豎直下落距離h，D點(diǎn)速度落到傾斜滑到上時(shí)，由平拋規(guī)律得由幾何關(guān)系動(dòng)能代入各量，用h表示，得當(dāng)，解得在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中解得即11．（1）；（2）；（3）【詳解】（1）在P速度為v時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度兩盤接觸點(diǎn)的線速度為輻條的電動(dòng)勢(shì)回路中只有一根輻射條在切割磁場(chǎng)相當(dāng)于電源，其余兩根輻射條和EF電阻并聯(lián)，因此總電阻總電流金屬棒兩端電壓即為路端電壓（2）對(duì)金屬棒受力分析，由動(dòng)量定理又代入可得其中代入可得（3）當(dāng)金屬棒EF與導(dǎo)軌的彈力為0時(shí)，金屬棒剛好要離開導(dǎo)軌，設(shè)此時(shí)重物P下落的速度為，此時(shí)有又可得若金屬棒限制在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，設(shè)重物P可能達(dá)到的最大速度為。由功率關(guān)系其中代入得要使得金屬棒EF不脫離軌道，需滿足代入可得12．（1）m/s，沒有粒子打到熒光屏上；（2）m/s，粒子能全部打在熒光屏上；（3）【詳解】（1）當(dāng)離子的運(yùn)動(dòng)軌跡圓直徑為時(shí)，粒子恰好能打到熒光屏上，即根據(jù)解得m/s即當(dāng)粒子速度m/s，沒有粒子打到熒光屏上。（2）當(dāng)粒子與兩個(gè)側(cè)面相切時(shí)，是粒子全部打到熒光屏上的臨界情況。設(shè)速度為，當(dāng)，粒子能全部打在熒光屏上。畫出軌跡圖，由幾何關(guān)系知可得代入可得當(dāng)m/s，粒子能全部打在熒光屏上。（3）粒子射出后，在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，沿電場(chǎng)方向有垂直電場(chǎng)方向有若不考慮熒光屏的對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)的障礙，對(duì)m/s的粒子，粒子穿過所在平面時(shí)，其水平射程對(duì)m/s的粒子，其水平射程易看出，由于不同速度的粒子數(shù)量相同，若不考慮熒光屏的對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)的障礙時(shí)，粒子穿過所在平面時(shí)，水平方向上的射程正比于初速度，故在某一方面上，粒子的分布隨射程變化是均勻的。作出俯視圖，畫出半徑為射程、的兩個(gè)圓，由于，找出小圓與正方形的交點(diǎn)G，圖中在范圍內(nèi)的粒子均能打在熒光屏上。由幾何知識(shí)知即圖中45°角內(nèi)剩余部分為15°。、的兩個(gè)圓的面積減去正方形在圓外的部分的面積（即陰影部分）就可以計(jì)算粒子打在熒光屏上的數(shù)目 粒子打在熒光屏上的數(shù)目 

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