浙江市嘉興區(qū)2020屆-2022屆高考物理三年模擬（二模）試題匯編-解答題

浙江市嘉興區(qū)2020屆-2022屆高考物理三年模擬（二模）試

題匯編一解答題

1.（2022.浙江嘉興?二模）如圖甲所示是2022年北京冬奧會(huì)的冰壺比賽場(chǎng)景，比賽過(guò)程

如圖乙所示，在左端發(fā)球區(qū)的運(yùn)動(dòng)員從投擲線(xiàn)MN中點(diǎn)P將冰壺?cái)S出，冰壺沿水平冰道

中心線(xiàn)PO向右端的圓形營(yíng)壘區(qū)滑行。若冰壺以％=Ji5m∕s的速度被擲出后，恰好停

在營(yíng)壘區(qū)中心。，Po間距離為x=30m.己知冰壺的質(zhì)量為，〃=20kg,冰壺自身大小

可忽略，冰壺在冰道上的運(yùn)動(dòng)可視為勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。

（1）求冰壺與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃；

（2）實(shí)際比賽中，運(yùn)動(dòng)員可以用毛刷擦拭冰壺運(yùn)行前方的冰面，使冰壺與冰面間的動(dòng)

摩擦因數(shù)減小。某次比賽中冰壺投擲速度%=3m∕s,從MN前方IOm處開(kāi)始不停擦拭冰

面，直至冰壺正好停在0。若擦拭后冰壺與冰面間動(dòng)摩擦因數(shù)減小至某一確定值，求此

次比賽中冰壺運(yùn)動(dòng)總時(shí)間：

（3）若冰壺從P處以%=3m?投出后立即開(kāi)始不停擦拭冰面，擦拭距離為20m,其他

條件不變，則冰壺能否停在。點(diǎn)，請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明理由。

2.（2022?浙江嘉興?統(tǒng)考二模）如圖所示，固定斜面AB平滑連接固定光滑圓弧BCDC

為圓弧最低點(diǎn)，圓弧最高點(diǎn)。與光滑半圓管OE相切，E與長(zhǎng)度L=Im的傳送帶相連，

傳送帶右側(cè)為足夠長(zhǎng)的粗糙水平面。一個(gè)質(zhì)量叫=0.Ikg的小物塊從斜面頂端A下滑。

已知斜面高∕z=（）?3m,傾角。=37,與物體間動(dòng)摩擦因數(shù)4=05；圓弧BC。和半圓管

■半徑分別為R=0.5m,r=0.1m；傳送帶以速度V=O.5m∕s逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，與物體間動(dòng)摩

擦因數(shù)〃2=02。管的內(nèi)徑可忽略，物體可視為質(zhì)點(diǎn).

（1）若小物塊初速度為零開(kāi)始下滑，經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力是多大；

（2）若給小物塊合適的沿斜面向下的初速度，它就可到達(dá)E點(diǎn)，則與此初速度對(duì)應(yīng)的

初動(dòng)能々最小值是多少;

(3)若給小物塊沿斜面向下的初速度，使其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不脫離軌道，則與此初速度對(duì)

應(yīng)的初動(dòng)能Ek應(yīng)滿(mǎn)足什么條件。

3.(2022?浙江嘉興?二模)如圖所示是水平面內(nèi)一款游戲裝置，GH、JP是以。為圓心

的圓弧形金屬導(dǎo)軌，GJ之間通過(guò)開(kāi)關(guān)S連接電容C=0?5F的電容器，右側(cè)平行金屬導(dǎo)軌

MN、PQ分別連接圓心。及JP,OK垂直于MN；在G”和JP之間、OK的左側(cè)區(qū)域存

在著磁感應(yīng)強(qiáng)度B∕=1T的環(huán)形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在ABCD及EFZy內(nèi)均存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度

冬=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；a、AC為材質(zhì)、粗細(xì)相同的金屬棒，人靠近EF置于磁場(chǎng)中，C靠

近AD置于磁場(chǎng)外。先以水平外力使匕、C保持靜止，讓。以。為圓心且g=50rad∕s逆

時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)。經(jīng)過(guò)OK瞬間，撤去6、C所受外力，人受磁場(chǎng)力作用在極短時(shí)間內(nèi)

即以速度%=4m∕s滑出磁場(chǎng)。此后斷開(kāi)S,使。停在KP間某位置。b撞擊c?后兩者粘合

在一起。己知G”、JP半徑分別為4=0.Im,4=0.3m；α長(zhǎng)度Z,=0.3m;b、C完全相同

且長(zhǎng)度均為∕=0.2m,質(zhì)量均為IOg,電阻均為R=2C;ABC。區(qū)域長(zhǎng)度X=O.5m各區(qū)域

磁場(chǎng)方向如圖。除金屬棒外所有電阻忽略不計(jì)，所有導(dǎo)軌均光滑，MMPQ足夠長(zhǎng)且間

距為0.2m。求：

(1)。轉(zhuǎn)到OK位置前，使6、C保持靜止的水平外力大??；

(2)6在磁場(chǎng)中獲得4m∕s速度過(guò)程中流過(guò)人的電荷量；

(3)仄c?碰撞以后6和c?產(chǎn)生的焦耳熱。。

4.(2022?浙江嘉興?二模)如圖所示是一個(gè)粒子打靶裝置的示意圖。在平面直角坐標(biāo)系

，中y≥0和y≤范圍內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度相等、方向均垂直O(jiān)D平面向里的勻強(qiáng)磁

場(chǎng)，在一√≤)W0范圍內(nèi)存在沿+x方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。在X軸正半軸適當(dāng)區(qū)域沿X軸放置一

試卷第2頁(yè)，共8頁(yè)

塊足夠長(zhǎng)的粒子收集板，其左墻為N點(diǎn)。一個(gè)質(zhì)量為小、電荷量為q的帶正電粒子，從

靜止經(jīng)電壓U加速后第1次到達(dá)X軸并從坐標(biāo)原點(diǎn)。沿-y方向進(jìn)入電場(chǎng)，且從坐標(biāo)為

（0.5d,-d-）的點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng)、再?gòu)淖鴺?biāo)為（d,-d）的點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)。此粒子第4次到

達(dá)X軸時(shí)恰好打到N點(diǎn)并被收集，不計(jì)粒子的重力。

（1）求該裝置中電場(chǎng)強(qiáng)度E與磁感應(yīng)強(qiáng)度2的大??；

（2）求此粒子從。到N過(guò)程中，在第四象限中離X軸的最大距離；

（3）若將加速電壓調(diào)整為原來(lái)的k倍，粒子仍能打到N點(diǎn)被收集。請(qǐng)寫(xiě)出人應(yīng)滿(mǎn)足的

關(guān)系式。

'×B粒子收集板

?------------

d____-_--_-_AE_____

×B

5.（2020?浙江嘉興?二模）如圖甲所示，小同學(xué)攜帶滑雪板和滑雪杖等裝備在傾角。=30。

的雪坡上滑雪。他利用滑雪杖對(duì)雪面的短暫作用獲得向前運(yùn)動(dòng)的推力F（視為恒力），

作用時(shí)間為f∕=0?8s,后撤去推力運(yùn)動(dòng)了Z2=1.2so然后他重復(fù)剛才的過(guò)程總共推了3次，

其運(yùn)動(dòng)的VY圖像如圖乙所示。已知小和裝備的總質(zhì)量，"=60kg,下滑沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)且下滑

過(guò)程阻力恒定。求；

（1）小同學(xué)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度α∕;

（2）全過(guò)程的最大速度為皿；

（3）推力尸和阻力f的大小。

甲乙

6.（2020?浙江嘉興?二模）如圖所示，一個(gè)質(zhì)量機(jī)=Ikg的小物塊（視為質(zhì)點(diǎn)），壓縮彈

簧后釋放以vo=6m∕s沖上長(zhǎng)度∕=6m的水平傳送帶。在傳送帶右側(cè)等高的平臺(tái)上固定一

半徑R=（λ5m的圓軌道A8CE>,A、D的位置錯(cuò)開(kāi)，以便小物塊繞行一圈后可以通過(guò)。

到達(dá)E位置拋出在距離平臺(tái)邊緣E水平距離s=1.6m,高度/7=Im處有一可升降的接物

裝置，通過(guò)調(diào)節(jié)裝置的高度可以接收不同速度拋出的小物塊。已知小物塊與傳送帶之間

的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=025,其它摩擦均忽略不計(jì)，求：

（1）小物塊釋放前，彈簧所儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能；

（2）若傳送帶以05m∕s的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，判斷小物塊能否通過(guò)圓軌道最高點(diǎn)C

（3）若傳送帶速度大小、方向皆可任意調(diào)節(jié)，要使小物塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不脫離圓軌道

ABCC傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)速度的可能值；

（4）小物塊到達(dá)接物裝置時(shí)的最小動(dòng)能。

C

.

.

7

:::

:!T!

.

7.（2020?浙江嘉興?二模）如圖所示為某手搖發(fā)電裝置的原理簡(jiǎn)化圖，可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的水

平金屬桿CQ上固定兩個(gè)半徑分別為，?和!■的均勻金屬圓盤(pán)G、N圓盤(pán)的圓心位于CD

桿上。金屬圓盤(pán)G處于水平向右與盤(pán)面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為瓦圓

盤(pán)N繞有絕緣細(xì)線(xiàn)，在恒力作用下，圓盤(pán)G、N和桿按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)手搖發(fā)電裝置

通過(guò)電刷P和Q與兩電阻、小型電動(dòng)機(jī)M、平行板電容器構(gòu)成如圖所示的電路平行板

電容器兩板間距為d,上極板通過(guò)長(zhǎng)度為0.75d的絕緣細(xì)線(xiàn)懸掛一帶電量為口的金屬小

球。開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S與“連接，測(cè)得電動(dòng)機(jī)M兩端的電壓為U,通過(guò)它的電流為/。已知

兩電阻的阻值分別為2R和R,金屬圓盤(pán)G接入電路的電阻也為R,不計(jì)金屬桿、導(dǎo)線(xiàn)、

電刷電阻及接觸電阻。忽略轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦阻力，求：

（1）金屬圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。；

（2）恒力產(chǎn)的大小；

（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)S與b連接，金屬圓盤(pán)G仍以。角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球在兩極板間做簡(jiǎn)

諧運(yùn)動(dòng)且最大擺角為6,小球擺動(dòng)過(guò)程的最小電勢(shì)能和振動(dòng)周期。

8.(2020.浙江嘉興.統(tǒng)考二模)如圖所示為一實(shí)驗(yàn)裝置的剖面圖，左側(cè)為電壓可以控制

的加速電場(chǎng)。在加速電場(chǎng)右側(cè)有相距為小長(zhǎng)也為d的兩平行金屬板構(gòu)成的區(qū)域，區(qū)域

內(nèi)存在方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為8,磁場(chǎng)的右邊界與熒光屏

P之間的距離為24。熒光屏中點(diǎn)O與加速電極上兩小孔Si、S2位于兩板的中軸線(xiàn)上。

在中軸線(xiàn)正下方d位置有另一塊熒光屏。，兩塊熒光屏的寬度均為2d。現(xiàn)從S1連續(xù)注

入質(zhì)量為加、電荷量為+q且初速可視為零的粒子，經(jīng)U=25鬻2的加速電場(chǎng)后從小孔

S2射出再經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，打到熒光屏。上。不計(jì)帶電粒子的重力與各粒子間的相互作

用。求：

(1)帶電粒子打到熒光屏Q的具體位置；

(2)若撤去兩平行金屬板間的磁場(chǎng)，加上平行紙面且垂直兩金屬板、電場(chǎng)強(qiáng)度為瓦的

勻強(qiáng)電場(chǎng)，判斷能否使粒子打到熒光屏。的同一點(diǎn)；

(3)若撤去兩平行金屬板間的磁場(chǎng)，在三角形ABQ區(qū)域加上磁感強(qiáng)度大小和方向與兩

平行金屬板間磁場(chǎng)皆相同的磁場(chǎng)，加速電壓的數(shù)值可在［空三,駕區(qū)］區(qū)間中調(diào)節(jié)，

2m2m

粒子打在熒光屏。上的距A的最遠(yuǎn)距離和熒光屏尸上的分布區(qū)間。

9.(2021?浙江嘉興?二模)如圖所示的巨型裝置具有“世界第一跳樓機(jī)”之稱(chēng)。該跳樓機(jī)

可以用30s時(shí)間將座艙中的乘客送入12Om的高空。假設(shè)座艙沿豎直方向從地面由靜止

開(kāi)始勻加速上升，達(dá)到最大速度后開(kāi)始做勻減速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度恰好為零，勻

加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小是勻減速運(yùn)動(dòng)加速度大小的2倍。忽略空氣阻力和風(fēng)力的影響。

求：

(1)上升過(guò)程中座艙的最大速度；

(2)減速過(guò)程中座艙的加速度；

(3)質(zhì)量為60kg的乘客在加速過(guò)程中受到座艙的作用力大小。

10.（2021?浙江嘉興?二模）如圖所示，在同一整直平面內(nèi)有斜面、圓軌道和緩沖裝置固

定在水平地面上，斜面、圓軌道均與水平地面平滑連接，緩沖裝置中的輕質(zhì)彈簧右端固

定于豎直墻面上，彈簧原長(zhǎng)時(shí)左、右兩端點(diǎn)對(duì)應(yīng)于地面上的點(diǎn)力、E,滑塊壓縮彈簧的

距離不超過(guò)2r時(shí)，緩沖裝置可正常工作。一質(zhì)量為機(jī)的滑塊從足夠長(zhǎng)光滑斜面上離地

∕z=3r處的A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，經(jīng)最低點(diǎn)8進(jìn)入豎直圓軌道，離開(kāi)圓軌道后沿水平面

繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)并撞擊彈簧，直至滑塊速度減為0時(shí)彈簧的壓縮量X=已知圓軌道最

低點(diǎn)至豎直墻面間總長(zhǎng)度BE=6r,彈簧原長(zhǎng)∕=3r,軌道的BE段粗糙，其余均光滑，

滑塊與軌道BE段之間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒為〃=0.5,滑塊受到的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩

擦力,彈簧的彈性勢(shì)能Ep與其勁度系數(shù)k和形變量X之間滿(mǎn)足”=g?√（題中火未知）。

（1）求滑塊從/7=3,處下滑時(shí)，經(jīng)過(guò)圓軌道最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道的壓力大?。?/p>

（2）要保證緩沖裝置正常工作，求滑塊開(kāi)始下滑的最大離地高度；

（3）在保證緩沖裝置正常工作的同時(shí)，滑塊又不脫離軌道且停留在BE段，〃應(yīng)滿(mǎn)足什

么條件？

11.（2021?浙江嘉興?二模）某興趣小組設(shè)計(jì)了“搖繩發(fā)電”的方案。如圖所示，“八”形等

腰金屬架兩個(gè)端點(diǎn)M、N位于同一水平面上，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與固定在水平面上的兩根平行金

屬導(dǎo)軌相連，導(dǎo)軌間接有R=I0Ω的電阻。金屬棒仍垂直擱置在導(dǎo)軌上，岫中點(diǎn)通過(guò)

輕質(zhì)絕緣彈簧連接一個(gè)滑塊。金屬架和金屬棒所在區(qū)域均存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。讓

滑塊運(yùn)動(dòng)且金屬架繞軸線(xiàn)MN以。=12rad∕s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，金屬棒始終保持靜止。

己知金屬架腰長(zhǎng)L=5m,總電阻4=5C,兩腰夾角，=106。；金屬棒長(zhǎng)度為1m,阻值

4=10Ω;導(dǎo)軌間距"=Im；q=5.0χl0-T,&=LOT,忽略一切摩擦。

（1）以金屬架到達(dá)圖示位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，在圖乙中畫(huà)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖像;

試卷第6頁(yè)，共8頁(yè)

（2）在金屬架由圖中位置垂直紙面向外轉(zhuǎn)動(dòng)30%的過(guò)程中，求通過(guò)電阻R的電量;

（3）求金屬架轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱；

（4）已知彈簧振子原長(zhǎng)XO=O05m、勁度系數(shù)左=LON∕m,當(dāng)金屬架與豎直方向成60。

12.（2021?浙江嘉興?二模）如圖所示，兩種同位素的原子核M、N從容器A下方的小孔

S/不斷飄入S/與S2間的加速電場(chǎng)中，其初速度幾乎為零。然后經(jīng)過(guò)小孔S恰好沿!圓

弧通過(guò)靜電分析器，從小孔S離開(kāi)后，由正方體右側(cè)面中心位置處小孔02（即圖中坐

標(biāo)系原點(diǎn)）水平向左沿Z軸正方向垂直右側(cè)面進(jìn)入正方體空腔內(nèi)。已知靜電分析器內(nèi)有

均勻輻向分布的電場(chǎng)，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡處電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,圓弧半徑和正方體邊長(zhǎng)均為

L;M、N的質(zhì)量分別為膽、3m,帶電量均為q,重力不計(jì)；不考慮粒子之間的相互作

用，打在正方體腔壁上的粒子被全部吸收，且不影響腔內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)的分布。

（1）求加速電場(chǎng)兩極板之間的電壓U；

（2）若在空腔內(nèi)加沿+x方向、大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，求粒子M、N打在正方體平面上

的位置坐標(biāo)；

I"的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，求粒子N打在正方體平面上

（3）若在空腔內(nèi)加沿+y方向、大小為

qL

的位置坐標(biāo)：

（4）若（2）、（3）中的電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)存在，單位時(shí)間內(nèi)有上個(gè)M粒子進(jìn)入腔內(nèi)，求

平面8/GC2&受到M粒子的沖擊力大小？

A

試卷第8頁(yè)，共8頁(yè)

參考答案：

1.(1)μ=-↑(2)f=24s;(3)還是停在O點(diǎn)

40

【詳解】(1)勻減速過(guò)程

2ax=vɑ

由牛頓第二定律

μmg=tna

解得

1

〃=—

40

(2)開(kāi)始的IOm做加速度為。的勻減速運(yùn)動(dòng)，則

2

2axx=v?-V

解得

V=2m∕s

擦冰后

2

2αlx2=V

解得擦冰后的加速度

4=0.1m∕s2

則運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間

"口+上

aal

解得

Z=24s

(3)根據(jù)動(dòng)能定理，設(shè)擦冰前后的阻力分別為力、力，則

12

~fixi~f2x2=Ek~^mvo

力、力不變，當(dāng)耳=0時(shí)，當(dāng)X2=2Om不變時(shí)X/的值也不變，所以還是停在。點(diǎn)。

2.(1)1.8N；(2)1.05J；(3)0≤Ek≤0.3j^fk≥1.2j

【詳解】(1)小物塊從A到C過(guò)程由動(dòng)能定理

力1

mgh-μimg-——+mgR(1-cos0)=—mv}.

小物塊在C點(diǎn)根據(jù)牛頓第二定律

答案第1頁(yè)，共14頁(yè)

F-mg=m

NR

解得

FN=I.8N

根據(jù)牛頓第三定律，支持力和壓力大小相等，方向相反，所以C點(diǎn)對(duì)軌道的壓力是1.8N。

(2)小物塊過(guò)E點(diǎn)最小速度為零，從E到￡>,由機(jī)械能守恒定律得

mg2r=

解得

VD=y∣4gr=2m∕s

小球能通過(guò)。點(diǎn)，速度最小時(shí)，由重力提供向心力，則有

R

解得

VD'=>[gR=5m∕s>vυ=2m∕s

由上分析，可知必須在。點(diǎn)速度等于石m∕s,對(duì)應(yīng)的動(dòng)能最小

力1

的LMMg商+"gR(i°s6)fg?2R=5〃就一％血

解得

EkmM=1.05J

(3)不脫離軌道2種情況

情況I：過(guò)尸點(diǎn)，滿(mǎn)足

VE≥2m∕s

由動(dòng)能定理得

h位gR(1-cos一mg(2R+2r)=?mv?-E

ιngh-μιng--------?-mk

tan。

解得

Ek=L2J

情況2：過(guò)圓弧BC。與。點(diǎn)等高處，由動(dòng)能定理得

答案第2頁(yè)，共14頁(yè)

mgh-μtng+mgR(I-COSe)-/WgH=O—E

tan。k

解得

Ek=O?3J

綜上所述，符合條件的動(dòng)能0≤Elt≤0?3J或紇≥1?2J

3.(1)0.1N；0；(2)0.1C；(3)0.0075J

【詳解】(1)。轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

E=5(%+叫闿弓-4)

解得

E=2V

根據(jù)電阻的決定式得

R=p-=3Ω

aS

根據(jù)閉合電路歐姆定律得

E

/千=-------=0.5A

干&+R處

1C=1h=0.25A

氏C受到安培力大小為

Fb=BJ3=0.1N

F=O

(2)動(dòng)量定理

B2ql=mvx

q=O?lC

(3)碰撞動(dòng)量守恒

∕HV1=Imv2

v2=2m∕s

假定粘合以后能穿過(guò)磁場(chǎng)

一卻?=2機(jī)％-Iinv2

Rm

答案第3頁(yè)，共14頁(yè)

v3=lm∕s

Q=-2mv;

2Λ=0.03J

從粘合以后的電阻為

Rl,R

Rhl.='=1Ω

R,+R,

故爪C桿產(chǎn)生的焦耳熱

QA=#~QL°?0°75J

Ka÷RbC

2U_4甌，八_3÷√2小4√

4.(1)E=----,BD=—.-------；(2)y=--------dj；(3)------F?∣k=17,/7=1,2,3,..

ddyq4k

【詳解】(1)電荷加速過(guò)程

qU=→nv1

類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)

d=vat,"嗎2

22m

解得

匚

E=——2U

d

第1次進(jìn)入下方磁場(chǎng)時(shí)，由幾何關(guān)系得

Rl=d,V=?∕2v0

由公式

V2

qvB=m——

R

得

R=—

qB

解得

n42mU

4=——J------

川q

(2)。到N過(guò)程中，粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的弦長(zhǎng)

答案第4頁(yè)，共14頁(yè)

,n?

Ar=―2sina=0.5J

clB

即弦長(zhǎng)相等，在弦長(zhǎng)相等，半徑增大，角度減小情況下，第1次進(jìn)入下方磁場(chǎng)距離X軸的距

離最大。最大值

y-R1(l-cosa)+i/

解得

(3)粒子第4次經(jīng)過(guò)X軸N點(diǎn)，電場(chǎng)方向加速了4次

X=監(jiān)4獷

則

A?場(chǎng)=3d?工磁場(chǎng)二°?5d

N點(diǎn)的坐標(biāo)(8.5",0),加速電壓調(diào)整為原來(lái)的2倍，粒子仍能打到N點(diǎn)被收集，滿(mǎn)足:

V

8.5d='變(2/+—^?^2sina

2加'7qB

且

/〃12

qkU=-mv~

解得

Δ,H~I-

-j-+?Jk=17,"=1,2,3,.....

5.(1)4m/s2；(2)7.2m∕s;(3)F=300N;戶(hù)360N

【詳解】(1)根據(jù)圖像可知加速度

?v「

4=—=4m∕s2

Z

(2)根據(jù)題意可知

.3%=a2(2t2+q)

所以

ci2=?m∕s2

最大速度

%也產(chǎn)。2a=7.2m∕s

答案第5頁(yè)，共14頁(yè)

(3)根據(jù)牛頓第二定律

J+mgsinθ=ma2

所以

>360N

同理

F-f-mgsinθ=maι

解得

F=3OON

6.(1)18J；(2)到不了C點(diǎn)；(3)佗5m∕s或者Ogv≤Ji6m/s：(4)17.62J

【詳解】(1)根據(jù)能量守恒可知，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能

1

Ep=]W%7=18J

(2)物體速度6m∕s大于傳送帶速度，所以在摩擦力作用下要減速，減速到和傳送帶相同速

度的需要的位移滿(mǎn)足

2ax=vɑ-V2,a=μg,x=3.2m<6m

以后和傳送帶相同速度運(yùn)動(dòng)到右端。到達(dá)頂端C的過(guò)程滿(mǎn)足

11

-ms2oAd=—mv2.——mv2

2ct2

Vc=O

最高點(diǎn)速度的最小值為師所以到不了C點(diǎn)

(3)要不脫離軌道，滿(mǎn)足兩種情況:過(guò)C點(diǎn)或過(guò)不了B點(diǎn)，根據(jù)能量關(guān)系求解得物塊離開(kāi)傳

送帶的速度必須滿(mǎn)足大于5m∕s或則小于√10m∕s,所以傳送帶速度的可能值順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

v≥5m∕s或者0≤v≤Ji6m∕s,逆時(shí)針均可以

(4)要進(jìn)接物裝置，滿(mǎn)足平拋規(guī)律

S=Vt

.I2

h-y=-gt

2

Ek??mv+mg(h-y)

得

答案第6頁(yè)，共14頁(yè)

EkJ心+公

k22V2

當(dāng),〃吐J"吆"時(shí),存在極小值，此時(shí)y=4m∕s

22V2

因?yàn)橐^(guò)最高點(diǎn)到達(dá)E的最小速度為5m∕s,所以不符合要求，根據(jù)不等式的特點(diǎn)，5m∕s取

最小值為17.62J

0.75d

7?⑴；⑵八BIr+Br/；⑶與=那+日泅J\3

qU+-qRI

g+?

ma

【詳解】（1）電動(dòng)機(jī)并聯(lián)電阻R的電流為與，干路電流為/+3,所以轉(zhuǎn)動(dòng)切割產(chǎn)生的電動(dòng)

AR

勢(shì)為

E=U+3R(I+%=4U+3RI

轉(zhuǎn)動(dòng)切割產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式

E=-Bcor1

2

則轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為

2(4U+3H∕)

ω=----------?------

Br2

（2）金屬桿和金屬盤(pán)屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相同，所以盤(pán)的線(xiàn)速度為更鏟2,根據(jù)能

Br

量守恒力尸的機(jī)械功率等于回路的電功率

(4U+3RDS%=F中

所以

F=Blr+Br-

R

（3）金屬棒轉(zhuǎn)動(dòng)速度保持不變，即電源的電動(dòng)勢(shì)不變，電路變化，電容器兩端的電壓

13

U,=-E=U+-RI

44

負(fù)電荷最小電勢(shì)能的地方為電勢(shì)最高點(diǎn)

131133

Ep=-Cl——(C/+-/?/)=-qU+-qRI

44416

單擺周期公式

答案第7頁(yè)，共14頁(yè)

電容器內(nèi)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)

小球受到的等效重力值

3

qU+-qRI

?4

mg=mgH----------H---------

所以

3

,qU+]qRI

周期

3

qU+-qRI

]g+,

Iιnd

8.(1)距離A點(diǎn)jd；(2)不能；(3)見(jiàn)解析

O

【詳解】(1)帶電粒子在加速電場(chǎng)中

12

quτr=-mv~

在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，洛倫磁力提供向心力

2

V-

qvB=m——

R

解得

R=-d

4

由幾何知識(shí)，可知該粒子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，在豎直方向偏轉(zhuǎn)的位移為

y=R-yjR2-d2=--

2

即粒子恰好從下極板邊緣射出，速度與水平方向夾角。滿(mǎn)足

4

tana=—

3

由幾何知識(shí)，可得打在熒光屏。上的位置到A點(diǎn)的距離為

d

23

X=-4s-=^d

tana8

(2)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線(xiàn)過(guò)水平位移的中點(diǎn)，若粒子打在

答案第8頁(yè)，共14頁(yè)

相同的位置，滿(mǎn)足

1

-

2-y

1d

2-

則

4,1,

y=-J>-d

72

即已經(jīng)打到下極板，所以不存在這樣的電壓值。

(3)a?加速電壓的數(shù)值可以在位于區(qū)間J絲三,誓或］,對(duì)應(yīng)粒子的速度范圍為

I2m2m

-L粒子在三角形A3。磁場(chǎng)中對(duì)應(yīng)的半徑區(qū)間為［C,54］,當(dāng)粒子軌跡和8。相

_mm\

切時(shí)，打在Q屏上距離A點(diǎn)最遠(yuǎn)，由幾何關(guān)系得

金&=&+d

解得此時(shí)圓周運(yùn)動(dòng)半徑為

R1=(√2+l)√

打在熒光屏Q上距離A點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離為

?=JR「_(RLd)2=^√2√2+l

b.當(dāng)粒子軌跡半徑大于N=(a+l)d時(shí)，粒子射出磁場(chǎng)，打在熒光屏P上。當(dāng)粒子軌跡半徑

最大時(shí)，粒子打在P上的位置距離8點(diǎn)最遠(yuǎn)。粒子最大軌跡半徑為54以AB為X軸，A為

原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，圓方程的圓心坐標(biāo)為(0,-44),圓方程為

X2+(y+4d)2=(5d)2

BD所在的直線(xiàn)方程為

y=-x+2d

解出圓與直線(xiàn)的交點(diǎn)

粒子離開(kāi)磁場(chǎng)后沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，該直線(xiàn)方程為

答案第9頁(yè)，共14頁(yè)

戶(hù)24時(shí)，可求出熒光屏尸上粒子擊中區(qū)域距離B點(diǎn)的最大距離為

56-13√Uj

V=-------------------a

/11

則粒子打在熒光屏P上距離8點(diǎn)56-3巧d以?xún)?nèi)的區(qū)域.

11

9.(1)8m∕s:(2)0.4m∕s2.加速度方向豎直向下；(3)648N

【詳解】(1)設(shè)最大速度為山，則：

,I

h=2v,"t

解得：

vm=8m∕s

(2)設(shè)加速和減速階段加速度大小分別為幻、a2,加速時(shí)間為〃，則:

?=α2(r-rl)

2

a2=0.4m/S

加速度方向豎直向下

(3)設(shè)座艙對(duì)乘客的作用力為R則：

F-mg=max

F=648N

10.(1)mg；(2)6.5∕?;(3)2.5r≤?≤17+λ^r

4

【詳解】(1)滑塊從A運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中機(jī)械能守恒，設(shè)C點(diǎn)速度大小為V,則

mg(lι-2r)=?z/zv2

設(shè)在C點(diǎn)軌道對(duì)滑塊的作用力為R則

V2

F+mg=m—

r

聯(lián)立方程得：

F=mg

根據(jù)牛頓第三定律，滑塊對(duì)軌道的壓力大小為mg

(2)滑塊從力高處下滑時(shí)，根據(jù)能量守恒

mgh=4μmgr+Ep

設(shè)開(kāi)始下滑的最大高地高度為H，則

答案第10頁(yè)，共14頁(yè)

mgH=5μmgr+Eμ

又

"E.

聯(lián)立方程可得:

H=6.5r

(3)在保證緩沖裝置正常工作的同時(shí)，滑塊又不脫離軌道且停留在BE段，則

①滑塊恰好能過(guò)C點(diǎn)時(shí)，貝∣J:

2

mg=m——

r

2

mg(Λ1-2r)??mv

解得:

A1=2.5r

②滑塊被彈簧反彈后恰好到達(dá)與圓心等高點(diǎn)，設(shè)彈簧壓縮量為X,則:

3mgr=4jLimgr+?kr2

EP=^kx2=μmg(3r+x)+mgr

解得:

1+√41

x=--------r

4

Inghi=μmg(3r+x)+Ep

解得:

17+√41

KtL=-------------r

4

聯(lián)立①②可知，。應(yīng)滿(mǎn)足的條件是

答案第11頁(yè)，共14頁(yè)

Ew=β1Scυ=0.72V

變化周期

_rλππ