高考物理难题汇编含规范标准答案

1、高考物理难题集锦(一)1、如图所示，在直角坐标系 xoy平面的第n象限内有半径为 R的圆O分别与x轴、y轴相切于C (-R 0)、D (0, R)两点，圆O内存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.与y轴负方向平行的匀强电场左边界与y轴重合，右边界交x轴于G点，一带正电的粒子 A (重力不计)电荷量为q、质量为m以某一速率垂直于x轴从C点射入磁场，经磁场偏转恰好从 D点进入电场，最后从 G点以与x轴正向夹角为45的方向射 出电场.求：2、如图所示，光滑绝缘水平面的上方空间被竖直的分界面MN隔成两部分，左侧空间有一水平向右的匀强电同二些场，场强大小中，右侧空间有长为 R= 0.114

2、m的绝缘轻绳，绳的一端固定于 O点，另一端拴一个质量为 mWB在竖直面内沿顺时针方向做圆周运动，运动到最低点时速度大小 VB=10m/s (小球B在最低点时与地面接触但无弹力)。在MN&侧水平面上有一质量也为mi带电量为+9的小球A某时刻在距 MNFF面L位置由静止释放，恰能与运动到最低点的 B球发生正碰，并瞬间粘合成一个整体 Q2.(取 g= 10m/s )(1)如果L=0.2m,求整体C运动到最高点时的速率。(结果保留1位小数)B重力的多少倍？(结果取整数)(2)在(1)条件下，整体 C在最高点时受到细绳的拉力是小球(3)若碰后瞬间在 MN的右侧空间立即加上一水平向左的匀强电场，场强大小&

3、 = 2币我1 ,当l满足什么条件时，整体C可在竖直面内做完整的圆周运动。(结果保留1位小数)3、如右图甲所示，间距为d的平行金属板 MNI一对光滑的平行导轨相连，平行导轨间距L=d/2, 一根导体棒ab 以一定的初速度向右匀速运动，棒的右侧存在一个垂直纸面向里，大小为B的匀强磁场。棒进入磁场的同时，粒子源P释放一个初速度为 0的带电粒子，已知带电粒子质量为m电量为q.粒子能从N板加速到M板，并从M板上的一个小孔穿出。在板的上方，有一个环形区域内存在大小也为B,垂直纸面向外的匀强磁场。已知外圆半径为2d,里圆半径为d.两圆的圆心与小孔重合(粒子重力不计)(1)判断带电粒子的正负，并求当ab棒的

4、速度为V。时，粒子到达 M板的速度v；(2)若要求粒子不能从外圆边界飞出，则V0的取值范围是多少?qRd(3)若棒ab的速度V0只能是 加，则为使粒子不从外圆飞出，则可以控制导轨区域磁场的宽度S (如图乙所示)，那该磁场宽度 S应控制在多少范围内4、如图21所示，两根金属平行导轨 M港口 PQ放在水平面上，左端向上弯曲且光滑，导轨间距为L,电阻不计。水平段导轨所处空间有两个有界匀强磁场，相距一段距离不重叠，磁场I左边界在水平段导轨的最左端，磁感强度大小为B,方向竖直向上；磁场H白磁感应强度大小为2B,方向竖直向下。质量均为 m电阻均为R的金属棒a和b垂直导轨放置在其上， 金属棒b置于磁场n的右

5、边界 CD处。现将金属棒a从弯曲导轨上某一高处由 静止释放，使其沿导轨运动。设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。(1)若水平段导轨粗糙， 两金属棒与水平段导轨间的最大摩擦力均为5 mg将金属棒a从距水平面高度h处由静止释放。求：a刚进入磁场I时，通过金属棒 b的电流大小；?若金属棒a在磁场I内运动过程中，金属棒b能在导轨上保持静止，通过计算分析金属棒a释放时的高度h应满足的条件；(2)若水平段导轨是光滑的，将金属棒a仍从高度h处由静止释放，使其进入磁场I。设两磁场区域足够大，求金属棒a在磁场I内运动过程中，金属棒 b中可能产生焦耳热的最大值。5、如图所示，有一质量为M=2kg的平板小

6、车静止在光滑的水平地面上，现有质量均为 m=1kg的小物块A和B(均可视为质点)，由车上 P处分别以初速度 v1=2m/s向左和v2=4m/s向右运动，最终 A B两物块恰好停在小车两 端没有脱离小车。已知两物块与小车间的动摩擦因数都为科=0.1 ,取 g=10m/s2。求：p一一山I(1)小车的长度 L;(2) A在小车上滑动的过程中产生的热量；(3)从A、B开始运动计时，经 5s小车离原位置的距离。6、如图甲所示，光滑的平行金属导轨水平放置，导轨间距为 l ,左侧接一阻值为 R的电阻。在MNW PQ之间存 在垂直轨道平面的有界匀强磁场，磁场宽度为do 一质量为m的金属棒ab置于导轨上，与导

7、轨垂直且接触良好，不计导轨和金属棒的电阻。金属棒ab受水平力F=&TH+L4 (N)的作用，其中x为金属棒距 MN的距离，F与x的关系如图乙所示。 金属棒ab从磁场的左边界由静止开始运动，通过电压传感器测得电阻 R两端电压随时间均匀增大。已知 l = 1m m= 1kg, R= 0.5W, d=1m)问：(1)金属棒刚开始运动时的加速度为多少？并判断该金属棒在磁场中做何种运动。(2)磁感应强度 B的大小为多少？炉厂V = Vo S(3)若某时刻撤去外力 F后棒的速度v随位移s的变化规律满足阳氏(V0为撤去外力时的速度，s为撤去外力F后的位移)，且棒运动到 PQ处时恰好静止，则外力 F作用的时间

8、为多少？(4)在(3)的情况下，金属棒从 MN!动到PQ的整个过程中左侧电阻 R产生的热量约为多少？7、如图，光滑的平行金属导轨水平放置，导轨间距为 直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁感应强度大小为L,左侧接一阻值为 R的电阻。矩形区域 abfe内存在垂Bo导轨上ac段和bd段单位长度的电阻为r0,导轨其余部分电阻不计，且 ac=bd=x1。一质量为m,电阻不计的金属棒 MN置于导轨上，与导轨垂直且接触良好。金属棒 受到一个水平拉力作用，从磁场的左边界由静止开始作匀加速直线运动，加速度大小为a。棒运动到cd处撤去用=%式外力，此后棒的速度 vt随位移x的变化规律满足吟 ,且棒在运动到磁场右边界

9、ef处恰好静止。求:(1)用法拉第电磁感应定律导出本题中金属棒在区域abdc内切割磁感线时产生的感应电动势随时间t变化的表达式；(2) df的长度x2应满足什么条件；(3)金属棒运动过程中流过电阻R的最大电流值和最小电流值。8、如图，凹槽水平底面宽度s=0.3m,左侧高度H=0.45m,右侧高度h=0.25m。凹槽的左侧直面与光滑的水平面BC相接，水平面左侧与水平传送带AB相接且相切，凹槽右侧竖直面与平面MNf接。传送带以/ = 2 m/s速度转动，将小物块R轻放在传送带的 A端，R通过传带后与静置于 C 点的小物块P2发生弹性碰撞。P2的质量m=1kg,Pi的质量是P2质量 的k倍(已知重力

10、加速度 g=10m/s2, R与传送带间的动摩擦因素“=0.2, L=i.5m 不计空气阻力。)(1)求小物块Pi到达B点时速度大小；(2)若小物块P2碰撞后第一落点在 M点，求碰撞后F2的速度大小；Ks5u(3)设小物块P2的第一落点与凹槽左侧竖直面的水平距离为x,试求x的表达式。9、如图，MN PQ为固定在同一竖直平面内的两根水平导轨，两导轨相距d=10cm导轨电阻不计。ab、ef为两根金属棒，ab的电阻R=0.4 Q,质量m=1kg, ef的电阻R2=0.6质量m=2kg。金属棒ab竖直立于两导轨间，可沿着导轨在水平方向平动。金属棒ef下端用钱链与导轨 PQ链接，可在两导轨间转动，ef的

11、上端与导轨 MN的下表面搭接，金属棒 ef与导轨成60。角。两棒与导轨保持良好接触，不计各处摩擦。整个装置处在磁感应 强度B=1T、方向垂直于导轨白水平磁场中。t=0时起，给金属棒 ab施加一水平向左的力 F1,使金属棒ab向左运动，同时给金属棒 ef的上端施加一垂直于 ef斜向上的力F2 (F2在图示竖直平面内)，E随时间的变化满足：F2= (0.01t+5) N,在金属棒ab向左运动的过程中，金属棒 ef与导轨MN呆持搭接但恰好无压力。重力加速度 g 2取10m/s 。试求：(1)金属棒ab的速度随时间变化的关系式，并说明其运动性质。(2)在05s内，通过金属棒 ab的电量。(3)第5s末

12、，Fi的瞬时功率。10、如图所示，两平行的光滑金属导轨安装在一倾角为a的光滑绝缘斜面上，导轨间距为L,电阻忽略不计且足够长，一宽度为 d的有界匀强磁场垂直于斜面向上，磁感应强度为B。另有一长为2d的绝缘杆将一导体棒和一边长为d (d一 .1-：一乂、5碰撞由动量守恒，有：附为一帆。=加%（2分）解得共同速度：也 印小心,方向向左设整体C在最高点速度为 u；,由机械能守恒：x 27J = -X - v?工M2切2，2 产（2分）反=3 A mjs一十 T + 2wsg= 2 刑一 （2）由牛顿第二定律：R解得受到的拉力：T = 18mg即为小球B重力的18倍。（2分）（3） MN侧空间加上一水平

13、向左的匀强电场鸟后，整体C受到重力和电场力的合力为：心血而4侬，（1分）设合力方向与竖直方向间的夹角为日，如图，则有tand = ）= g物 ，所以，白=衬（1分）整体C做完整圆周运动的条件是：在Q点绳的拉力满足： 耳之。设此时整体C在Q点的速度为此 3,0m_/s乂、5碰撞由动量守恒，有：僧心一而n=2次畛（1分） 若碰后整体C方向向左，取最小鹿/后，得：% Om/客由 二 72d 得: 12.8m（2分）所以，工满足的条件是：E0。芝m或上士12.gm（1分） 3、解：（1）根据右手定则知，a端为正极，故带电粒子必须带负电（1分）n dS j v（）对于粒子，据动能定理:（2分）（1分）A

14、b棒切割磁感线，产生的电动势2（2分）（2）要使粒子不从外边界飞出，则粒子最大半径时的轨迹与外圆相切根据几何关系：（2一尸?三户+不即4（2分）（2分）9 qBd% =联立可得1 &阳 （1分）9 qBd小三故ab棒的速度范围：16桁 （1分）._ qBd 9 qBd% （3）烟 18 雨，故如果让粒子在 MN间一直加速，则必然会从外圆飞出，所以如果能够让粒子在 MN间只加速一部分距离，再匀速走完剩下的距离，就可以让粒子的速度变小了。 （1 分）设磁场宽度为 So时粒子恰好不会从外圆飞出，此情况下3qBd =3 =由可得粒子射出金属板的速度4演 （2）（1分）粒子的加速度：解得:=i 串=d对

15、于棒ab： S）-（1分）故磁场的宽度应2（ 1分）4、解:(1)金属棒在弯曲光滑导轨上运动的过程中，机械能守恒，设其刚进入磁场I时速度为v0,产生的感应电动势为E,电路中的电流为I由机械能守恒/ =感应电动势E=BLv0,对回路 ，二:解得：1=对金属棒b:所受安培力F=2BIL近户丁又因I = 工_金属棒b棒保持静止的条件为F 1 .- = ( 2m可得s3=1.5m故小车的车长L=s1+s2+ s3=9.5m(2)由于A滑到相对小车静止以后，它随小车一起运动。故C点距小车左端的距离为s1=2m:2J(3)小车和A在摩擦力作用下做加速运动，由牛顿运动定律心 mg= (m+M)a10_1加常

16、可得小车运动的加速度小车加速运动的时间为可得所以经5s小车离原位置有1 3t3 ，小车匀速运动的时间为t4v=a1t3t3 = 1.5st4= (5-2-1.5)s=1.5sI V5 =丁+心s= 1,12 5m6、解：(1)金属棒刚开始运动时x=0,且v=0,不受安培力作用，所以此时所受合外力为F=70.2x+ 0.4 =o.4n ,F0,4= 由牛顿第二定可得a= 1m/s2=0.4m/s2(2 分)依题意，电阻R两端电压随时间均匀增大，即金属棒切割磁感线产生的电动势随时间均匀增大，根据二Bk ,可知金属棒的速度随时间均匀增大，所以金属棒做初速度为零的匀加速运动。（不需要说明理由，只要得出

17、结论即给分）（1分）（2）金属棒做初速度为零，加速度为a=0.4m/s 2的匀变速运动，则V =（1分）由牛顿第二定可知：用9一=附S星，（1分）又 f= J0.2X+ 0,4 ,用限-+ 0.4代入得：所以Joj .= 0五（1分）解得:（1分）【得出、式后，也可根据图像中的数据点求解：从图乙可知，当 x=0.8m时，F=0.8N,代入式有巾 v 1 口 0 g：Hz 乂凡4 MOR = 1 X 0.40-5（1分）解得：B=0.5T（1分）】1x= at(3)设外力F作用的时间为t,则力F作用时金属棒运动距离：2廿二 此 -$撤去外力后金属棒mR ,到PQ恰好静止，所以 v=0, v)=a

18、t,得撤去外力后金属棒运动距离:因此2 炉产（2分）0,解得（2分）代入相关数值，得 0.2 12+0.8 t-11s(4)力F作用时金属棒运动距离:at23 = IxO,4x l3m = 0.2m2（1分）由F-x图可知图线与横、纵坐标轴所围面积代表在此过程中外力（0.1J-0.11J）F做的功 W,通过数格子可知 W约为0.11J(1分)金属/II从 MNFF始运动到 PQ边静止，由动能定理得：W+W = 0所以电阻R产生的热量 =VF=0.11JQ=-W安（1分）7、(1)导体MN向右切割磁感线运动的速度 =醛,在极短时间 卜士内导体MNg；动的距离是 上 ,穿过回路的磁通量的变化量为也

19、=3Asl = 83 &), (2分)C j.二=BLv= BLat；（2 分）（2）耳=J2j（1分）= a 工一师加建+ 2弓再）代入：顺自，得：2炉旧；（2分）（3）在df段：速度减小，感应电动势减小且回路总电阻恒定，所以感应电流减小，当速度减为零时，感应电流也为零，即电流最小值为零；或当 t=0时电流最小值为零；（2分）在bd段：BLat衣+ 2为-,以（2分）最大电流值讨论:8、解：（1）若Pi从A点滑至B点过程中一直加速，根据动能定理有:Ks5u （ 2 分）解得在B点的速度 % = /晟 =m/s 口口 = 2 m/s （i分）说明P从A点滑至B点是先加速后匀速，则 Pi到达B点

20、时速度大小为：“史一 m/s （1 分）（2）小球P2从B点到M点，根据平抛运动规律有：产凰 as2得下落时间* 旦（2分）（2分）由d =解得小球P从C点抛出时的速度 % =1.5m/s（2分）(3)根据动量守恒定律有：k限 =胸1U +幽内1分）1 , a U i 1。三尢班u总=根据能量守恒有：二-1分）解得:2k5=3归十一1分）若P2落在MNK平面，则Uq之3以ic 解得 -分)3上至一 工=%即当 5时，41fc5（4+ D1分）当B落在凹槽底面时，落地时间丝=。.上1分）7口分)最大抛出速度 二分)所以若P2落在凹槽底面时，则 /工即当0彳=3时，1分）当-5时，B落在右侧竖直面上，故（1分）9、解:(1)金属棒ab、ef受到的安培力大小