歷年高考物理壓軸題精選詳細(xì)解答

1、歷年高考物理壓軸題精選（三）2008年（寧夏卷）23.（15分） 天文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運(yùn)行的兩顆恒星稱為雙星。雙星系統(tǒng)在銀河系中很普遍。利用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運(yùn)動特征可推算出它們的總質(zhì)量。已知某雙星系統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動，周期均為t，兩顆恒星之間的距離為r，試推算這個雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量。（引力常量為g）24.(17分) 如圖所示，在xoy平面的第一象限有一勻強(qiáng)電場，電場的方向平行于y軸向下；在x軸和第四象限的射線oc之間有一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為b，方向垂直于紙面向外。有一質(zhì)量為m，帶有電荷量+q的質(zhì)點(diǎn)由電場左側(cè)平行于x軸射入電場。

2、質(zhì)點(diǎn)到達(dá)x軸上a點(diǎn)時，速度方向與x軸的夾角，a點(diǎn)與原點(diǎn)o的距離為d。接著，質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入磁場，并垂直于oc飛離磁場。不計(jì)重力影響。若oc與x軸的夾角為，求 （1）粒子在磁場中運(yùn)動速度的大?。?（2）勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小。24.（17分）(1)質(zhì)點(diǎn)在磁場中的軌跡為一圓弧。由于質(zhì)點(diǎn)飛離磁場時，速度垂直于oc，故圓弧的圓心在oc上。依題意，質(zhì)點(diǎn)軌跡與x軸的交點(diǎn)為a，過a點(diǎn)作與a點(diǎn)的速度方向垂直的直線，與oc交于o。由幾何關(guān)系知，ao垂直于oc，o是圓弧的圓心。設(shè)圓弧的半徑為r，則有r=dsinj由洛化茲力公式和牛頓第二定律得將式代入式，得(2)質(zhì)點(diǎn)在電場中的運(yùn)動為類平拋運(yùn)動。設(shè)質(zhì)點(diǎn)射入電場的速度為v0，在電

3、場中的加速度為a，運(yùn)動時間為t，則有v0vcosjvsinjatd=v0t聯(lián)立得設(shè)電場強(qiáng)度的大小為e，由牛頓第二定律得qema聯(lián)立得2008年（海南卷）16.如圖，空間存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向?yàn)閥軸正方向，磁場方向垂直于xy平面(紙面)向外，電場和磁場都可以隨意加上或撤除，重新加上的電場或磁場與撤除前的一樣.一帶正電荷的粒子從p(x=0，y=h)點(diǎn)以一定的速度平行于x軸正向入射.這時若只有磁場，粒子將做半徑為r0的圓周運(yùn)動；若同時存在電場和磁場，粒子恰好做直線運(yùn)動.現(xiàn)在，只加電場，當(dāng)粒子從p點(diǎn)運(yùn)動到x=r0平面(圖中虛線所示)時，立即撤除電場同時加上磁場，粒子繼續(xù)運(yùn)動，其軌跡與x軸交于

4、m點(diǎn).不計(jì)重力.求 (i)粒子到達(dá)x=r0平面時速度方向與x軸的夾角以及粒子到x軸的距離； ()m點(diǎn)的橫坐標(biāo)xm.16.(i)設(shè)粒子質(zhì)量、帶電量和入射速度分別為m、q和v0，則電場的場強(qiáng)e和磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b應(yīng)滿足下述條件 qe=qvob 現(xiàn)在，只有電場，入射粒子將以與電場方向相同的加速度 做類平拋運(yùn)動.粒子從p(x=0，y=h)點(diǎn)運(yùn)動到x=ro平面的時間為 粒子到達(dá)x=r0平面時速度的y分量為 由式得 此時粒子速度大小為， 速度方向與x軸的夾角為 粒子與x軸的距離為 (ii)撤除電場加上磁場后，粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動.設(shè)圓軌道半徑為r，則 由式得 粒子運(yùn)動的軌跡如圖所示，其中圓弧的圓心c

5、位于與速度v的方向垂直的直線上，該直線與x軸和y軸的夾角均為4.由幾何關(guān)系及式知c點(diǎn)的坐標(biāo)為 過c點(diǎn)作x軸的垂線，垂足為d。在cdm中， 由此求得 m點(diǎn)的橫坐標(biāo)為 評分參考：共11分.第(1)問6分.式各1分，式各2分.第(ii)問5分.式2分，速度v的方向正確給1分式1分，式1分.2008年（全國卷）25（22分）如圖所示，在坐標(biāo)系xoy中，過原點(diǎn)的直線oc與x軸正向的夾角j120，在oc右側(cè)有一勻強(qiáng)電場，在第二、三象限內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場，其上邊界與電場邊界重疊，右邊界為y軸，左邊界為圖中平行于y軸的虛線，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b，方向垂直于紙面向里。一帶正電荷q、質(zhì)量為m的粒子以某一速度自磁場

6、左邊界上的a點(diǎn)射入磁場區(qū)域，并從o點(diǎn)射出，粒子射出磁場的速度方向與x軸的夾角q30，大小為v，粒子在磁場內(nèi)的運(yùn)動軌跡為紙面內(nèi)的一段圓弧，且弧的半徑為磁場左右邊界間距的2倍，粒子進(jìn)入電場后，在電場力的作用下又由o點(diǎn)返回磁場區(qū)域，經(jīng)過一段時間后再次離開磁場。已知粒子從a點(diǎn)射入到第二次離開磁場所用時間恰好粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期。忽略重力的影響。求：（1）粒子經(jīng)過a點(diǎn)時的速度方向和a點(diǎn)到x軸的距離； （2）勻強(qiáng)電場的大小和方向；（3）粒子從第二次離開磁場到再次進(jìn)入電場所用的時間。25（22分）（1）設(shè)磁場左邊界與x軸相交子d點(diǎn)，與co相交于o點(diǎn)，由幾何關(guān)系可知，直線oo與粒子過o點(diǎn)的速度v垂直。

7、在直角三角形 ood中已知ood =300設(shè)磁場左右邊界間距為d，則oo=2d。依題意可知，粒子第一次進(jìn)人磁場的運(yùn)動軌跡的圓心即為o點(diǎn)，圓弧軌跡所對的圈心角為300 ，且oo為圓弧的半徑r。由此可知，粒子自a點(diǎn)射人磁場的速度與左邊界垂直。 a 點(diǎn)到x軸的距離：ad=r(1cos300)由洛侖茲力公式、牛頓第二定律及圓周運(yùn)動的規(guī)律，得： qvb=mv2/r聯(lián)立式得：（2）設(shè)粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期為t第一次在磁場中飛行的時間為 t1，有：t1=t/12t=2m/qb依題意勻強(qiáng)電場的方向與x軸正向夾角應(yīng)為1500。由幾何關(guān)系可知，粒子再次從o點(diǎn)進(jìn)人磁場的速度方向與磁場右邊界夾角為600。設(shè)粒子

8、第二次在磁場中飛行的圓弧的圓心為o，o必定在直線oc 上。設(shè)粒子射出磁場時與磁場右邊界文于p點(diǎn)，則oop =1200設(shè)粒子第二次進(jìn)人磁場在磁場中運(yùn)動的時問為t2有：t2=t/3設(shè)帶電粒子在電場中運(yùn)動的時間為 t 3，依題意得：t3=t(t1+t2)由勻變速運(yùn)動的規(guī)律和牛頓定律可知：v=vat3a=qe/m 聯(lián)立式可得：e=12bv/7粒子自p點(diǎn)射出后將沿直線運(yùn)動。設(shè)其由p點(diǎn)再次進(jìn)人電場，由幾何關(guān)系知：opp =300消三角形opp為等腰三角形。設(shè)粒子在p、p兩點(diǎn)間運(yùn)動的時問為t4，有：t4=pp/v又由幾何關(guān)系知：op=r聯(lián)立式得：t4=m/qb電磁感應(yīng)2006年全國理綜 (北京卷)24（20

9、分）磁流體推進(jìn)船的動力來源于電流與磁場間的相互作用。圖1是平靜海面上某實(shí)驗(yàn)船的示意圖，磁流體推進(jìn)器由磁體、電極和矩形通道（簡稱通道）組成。如圖2所示，通道尺寸a2.0m，b0.15m、c0.10m。工作時，在通道內(nèi)沿z軸正方向加b8.0t的勻強(qiáng)磁場；沿x軸正方向加勻強(qiáng)電場，使兩金屬板間的電壓u99.6v；海水沿y軸正方向流過通道。已知海水的電阻率0.22m。（1）船靜止時，求電源接通瞬間推進(jìn)器對海水推力的大小和方向；（2）船以vs5.0m/s的速度勻速前進(jìn)。若以船為參照物，海水以5.0m/s的速率涌入進(jìn)水口由于通道的截面積小球進(jìn)水口的截面積，在通道內(nèi)海水速率增加到vd8.0m/s。求此時兩金屬

10、板間的感應(yīng)電動勢u。（3）船行駛時，通道中海水兩側(cè)的電壓u/uu計(jì)算，海水受到電磁力的80%可以轉(zhuǎn)化為對船的推力。當(dāng)船以vs5.0m/s的船速度勻速前進(jìn)時，求海水推力的功率。解析24.(20分)（1）根據(jù)安培力公式,推力f1=i1bb，其中i1=,r 則ft= n對海水推力的方向沿y軸正方向(向右)v0xyomabbn（2）u=bub=9.6 v（3）根據(jù)歐姆定律，i2=a安培推力f2i2bb720 n推力的功率pfvs80%f2vs2 880 w2006年全國物理試題（江蘇卷） 19（17分）如圖所示，頂角=45，的金屬導(dǎo)軌 mon固定在水平面內(nèi)，導(dǎo)軌處在方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場中

11、。一根與on垂直的導(dǎo)體棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿導(dǎo)軌mon向左滑動，導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均勻?yàn)閞。導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸點(diǎn)的a和b，導(dǎo)體棒在滑動過程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸。t=0時，導(dǎo)體棒位于頂角o處，求：（1）t時刻流過導(dǎo)體棒的電流強(qiáng)度i和電流方向。 （2）導(dǎo)體棒作勻速直線運(yùn)動時水平外力f的表達(dá)式。 （3）導(dǎo)體棒在0t時間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱q。 （4）若在t0時刻將外力f撤去，導(dǎo)體棒最終在導(dǎo)軌上靜止時的坐標(biāo)x。19（1）0到t時間內(nèi)，導(dǎo)體棒的位移xt t時刻，導(dǎo)體棒的長度 lx 導(dǎo)體棒的電動勢ebl v0回路總電阻r(2xx)r電流強(qiáng)度電流方向ba（2）fbli （3

12、）解法一t時刻導(dǎo)體的電功率pi2rpt qt解法二t時刻導(dǎo)體棒的電功率pi2r由于i恒定 r/v0rtt 因此 q（4）撤去外力持，設(shè)任意時刻t導(dǎo)體的坐標(biāo)為x，速度為v，取很短時間t 或很短距離x 解法一 在tt+時間內(nèi)，由動量定理得 biltmv 掃過的面積s（x=v0t）x設(shè)滑行距離為d，則 即 d2+2v0t0d2s0解之dv0t0+（負(fù)值已舍去）得 xv0t0+ d解法二在xx+x，由動能定理得fx（忽略高階小量）得 以下解法同解法一解法三（1）由牛頓第二定律得fmam得ftmv以下解法同解法一解法三（2）由牛頓第二定律得fmamm得fxmvv以下解法同解法二2008年（天津卷）25(

13、22分)磁懸浮列車是一種高速低耗的新型交通工具它的驅(qū)動系統(tǒng)簡化為如下模型，固定在列車下端的動力繞組可視為一個矩形純電阻金屬框，電阻為r，金屬框置于xoy平面內(nèi)，長邊mn長為l平行于y軸，寬為d的np邊平行于x軸，如圖1所示列車軌道沿ox方向，軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度b沿o x方向按正弦規(guī)律分布，其空間周期為，最大值為b0，如圖2所示，金屬框同一長邊上各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，整個磁場以速度v0沿ox方向勻速平移設(shè)在短暫時間內(nèi)，mn、pq邊所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化可以忽略，并忽略一切阻力列車在驅(qū)動系統(tǒng)作用下沿ox方向加速行駛，某時刻速度為v(vv0)(1)簡要敘述列車

14、運(yùn)行中獲得驅(qū)動力的原理；(2)為使列車獲得最大驅(qū)動力，寫出mn、pq邊應(yīng)處于磁場中的什么位置及與d之間應(yīng)滿足的關(guān)系式；(3)計(jì)算在滿足第(2)問的條件下列車速度為v時驅(qū)動力的大小25(22分)(1)由于列車速度與磁場平移速度不同,導(dǎo)致穿過金屬框的磁通量發(fā)生變化,由于電磁感應(yīng),金屬框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流,該電流受到的安培力即為驅(qū)動力.(2)為使列車獲得最大驅(qū)動力,mn、pq應(yīng)位于磁場中磁感應(yīng)強(qiáng)度同為最大值且反向的地方,這會使得金屬框所圍面積的磁通量變化率最大,導(dǎo)致框中電流最強(qiáng),也會使得金屬框長邊中電流受到的安培力最大,因此,d應(yīng)為/2的奇數(shù)倍,即(3)由于滿足第(2)問條件，則mn、pq邊所在處的磁

15、感應(yīng)強(qiáng)度大小均為b0且方向總相反，經(jīng)短暫時間t，磁場沒ox方向平移的距離為v0t,，同時，金屬框沿ox方向移動的距離為vt因?yàn)関0v，所以在t時間內(nèi)mn邊掃過磁場的面積s=(v0v)lt在此t時間內(nèi)，mn邊左側(cè)穿過s的磁通量移進(jìn)金屬框而引起框內(nèi)磁通量變化mn=b0l(v0v) t同理，在t時間內(nèi)，pq邊左側(cè)移出金屬框的磁通量引起框內(nèi)磁通量變化pq=b0l(v0v) t故在t時間內(nèi)金屬框所圍面積的磁通量變化mnpq根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,金屬框中的感應(yīng)電動勢大小根據(jù)閉合電路歐姆定律有根據(jù)安培力公式,mn邊所受的安培力fmn=b0ilpq邊所受的安培力fpq=b0il根據(jù)左手定則,mn、pq邊所受

16、的安培力方向相同,此時列車驅(qū)動力的大小f=fmn+fpq=2b0il聯(lián)立解得2007高考四川理綜abcdefgirphhk25（20分）目前，滑板運(yùn)動受到青少年的追捧。如圖是某滑板運(yùn)動員在一次表演時的一部分賽道在豎直平面內(nèi)的示意圖，賽道光滑，fgi為圓弧賽道，半徑r=6 .5m，g為最低點(diǎn)并與水平賽道bc位于同一水平面，ka、de平臺的高度都為h=1.8m。b、c、f處平滑連接。滑板a和b的質(zhì)量均為m，m5kg，運(yùn)動員質(zhì)量為m，m=45kg。表演開始，運(yùn)動員站在滑板b上，先讓滑板a從a點(diǎn)靜止下滑，t1=0.1s后再與b板一起從a點(diǎn)靜止下滑。滑上bc賽道后，運(yùn)動員從b板跳到同方向運(yùn)動的a板上，在

17、空中運(yùn)動的時間t2=0.6s。（水平方向是勻速運(yùn)動）。運(yùn)動員與a板一起沿cd賽道上滑后沖出賽道，落在ef賽道的p點(diǎn)，沿賽道滑行，經(jīng)過g點(diǎn)時，運(yùn)動員受到的支持力n=742.5n。（滑板和運(yùn)動員的所有運(yùn)動都在同一豎直平面內(nèi)，計(jì)算時滑板和運(yùn)動員都看作質(zhì)點(diǎn)，取g=10m/s2）滑到g點(diǎn)時，運(yùn)動員的速度是多大？運(yùn)動員跳上滑板a后，在bc賽道上與滑板a共同運(yùn)動的速度是多大？從表演開始到運(yùn)動員滑至i的過程中，系統(tǒng)的機(jī)械能改變了多少？123nv0=6.5m/s v共=6.9m/s（提示：設(shè)人離開b時人和b的速度分別為v1、v2，當(dāng)時a的速度為v=6 m/s，人離a的距離是0.6m，人追上a用的時間0.6s，由

18、此可得v1=7m/s；再利用人和b動量守恒得v2=-3m/s。人跳上a過程人和a動量守恒，得共同速度v共。）88.75j（提示：b離開人后機(jī)械能不變，全過程系統(tǒng)機(jī)械能改變是。） 難2007高考重慶理綜25（20分）某興趣小組設(shè)計(jì)了一種實(shí)驗(yàn)裝置，用來研究碰撞問題。其模型如圖所示。用完全相同的輕繩將n個大小相同、質(zhì)量不等的小球并列懸掛于一水平桿，球間有微小間隔，從從左到右，球的編號依次為1、2、3n，球的質(zhì)量依次遞減，每球質(zhì)量與其相鄰左球質(zhì)量之比為k（k1）。將1號球向左拉起，然后由靜止釋放，使其與2號球碰撞，2號球再與3號球碰撞所有碰撞皆為無機(jī)械能損失的正碰。（不計(jì)空氣阻力，忽略繩的伸長，g取1

19、0m/s2）設(shè)與n+1號球碰撞前n號球的速度為vn，求n+1號球碰撞后的速度。若n=5，在1號球向左拉高h(yuǎn)的情況下，要使5號球碰撞后升高16h（16 h小于繩長），問k值為多少？在第問的條件下，懸掛哪個球的繩最容易斷，為什么？解： k=0.414（提示：）1號球。（提示：，因此兩項(xiàng)都是1號球最大。） 難2007高考廣東物理試題a2a1s1s2llpd45v0+固定擋板固定薄板電子快門b20（18分）如圖是某裝置的垂直截面圖，虛線a1a2是垂直截面與磁場區(qū)邊界面的交線，勻強(qiáng)磁場分布在a1a2的右側(cè)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度b=0.4t，方向垂直紙面向外。a1a2與垂直截面上的水平線夾角為45。在a1a2左

20、側(cè)，固定的薄板和等大的擋板均水平放置，它們與垂直截面交線分別為s1、s2，相距l(xiāng)=0.2m。在薄板上p處開一小孔，p與a1a2線上點(diǎn)d的水平距離為l。在小孔處裝一個電子快門。起初快門開啟，一旦有帶正電微粒剛通過小孔，快門立即關(guān)閉，此后每隔t=3.010-3s開啟一次并瞬間關(guān)閉。從s1s2之間的某一位置水平發(fā)射一速度為v0的帶正電微粒，它經(jīng)過磁場區(qū)域后入射到p處小孔。通過小孔的微粒與檔板發(fā)生碰撞而反彈，反彈速度大小是碰前的0.5倍。經(jīng)過一次反彈直接從小孔射出的微粒，其初速度v0應(yīng)為多少？求上述微粒從最初水平射入磁場到第二次離開磁場的時間。（忽略微粒所受重力影響，碰撞過程無電荷轉(zhuǎn)移。已知微粒的荷質(zhì)

21、比q/m=1.0103c/kg。只考慮紙面上帶電微粒的運(yùn)動）v0=100m/s（提示：微粒在磁場中的半徑滿足：lr2l，因此80v01)。斷開輕繩，棒和環(huán)自由下落。假設(shè)棒足夠長，與地面發(fā)生碰撞時，觸地時間極短，無動能損失。棒在整個運(yùn)動過程中始終保持豎直，空氣阻力不計(jì)。求：棒第一次與地面碰撞彈起上升過程中，環(huán)的加速度。從斷開輕繩到棒與地面第二次碰撞的瞬間，棒運(yùn)動的路程s。從斷開輕繩到棒和環(huán)都靜止，摩擦力對環(huán)及棒做的總功w。h棒環(huán)a環(huán)=(k-1)g，豎直向上。（提示：落地及反彈的瞬時速度，a棒=(k+1)g，豎直向下，勻減速上升高度s1=v2/2a棒，而s=h+2s1。）（提示：用遞推的方法。第一次碰地后，環(huán)和棒的加速度大小分別是a