浙江省各地区 高考物理模拟（二模）题按题型分类汇编-03解答题

高考物理模拟（二模）题按题型分类汇编-03解答题

一、解答题

1.（2023届浙江省台州市高三下学期第二次教学质量评估物理试题）一导热汽缸内用

活塞封闭着一定质量的理想气体。如图甲所示，汽缸水平横放时，缸内空气柱长为4。

已知大气压强为P。，环境温度为盆，活塞横截面积为S,汽缸的质量鬟，不计活

塞与汽缸之间的摩擦。现将气缸悬挂于空中，如图乙所示。求

（1）稳定后，汽缸内空气柱长度；

（2）汽缸悬在空中时，大气压强不变，环境温度缓慢地降至多少时能让活塞回到初始

位置；

（3）第（2）小题过程中，若气体内能减少了AU,此气体释放了多少热量。

甲乙

2.（2023届浙江省台州市高三下学期第二次教学质量评估物理试题）如图所示，在水

平面上静置一质量"=450g的滑块，滑块上表面是一个半径R=0.2m的四分之一圆弧,

圆弧最低点A与水平地面相切。现给质量50g的小球一个大小%=4m/s的水平初速

度，小球经B点离开滑块时，随即撤去滑块。小球于C点第一次着地，小球每次与地面

碰撞前后，水平速度保持不变，竖直速度大小减半，方向反向。A点始终与地面接触，

忽略小球通过各轨道连接处的能量损失，不计一切摩擦和空气阻力，求

（1）小球刚运动到滑块最低点A时，对滑块的压力；

（2）小球离开滑块后所能到达的最大高度；

（3）要使小球能水平进入接收器最低点P,尸与C间的最小距离为多大。

ACP

3.(2023届浙江省台州市高三下学期第二次教学质量评估物理试题)如图所示，在一

个匝数为N、横截面积为S、阻值为国的圆形螺线管内充满方向与线圈平面垂直、大小

随时间均匀变化的匀强磁场耳，其变化率为鼠螺线管右侧连接有“T”形金属轨道装置，

整个装置处于大小为层、方向竖直向下的匀强磁场中，该装置由位于同一水平面的光

滑平行导轨AP、AP和粗糙竖直导轨SW、S'W'构成，导轨间距均为开始时，导体

棒人6分别静置在水平轨道上SS'左右两侧适当位置，。棒用一绝缘且不可伸长的轻绳

通过光滑转弯装置。与c棒相连，与沃c棒相连的轻绳分别与导轨SP、SW平行，三

根导体棒的长度均为/且始终与导轨垂直接触。刚开始锁定6棒，闭合开关KB,a棒

由静止开始运动，与6棒碰前瞬间，a棒的速度为％,此时解除6棒的锁定，同时断开

开关K,碰后两棒粘在一起运动，此后导体棒减速为零的过程中。棒产生的焦耳热为。。

已知三根导体棒的质量均为相，电阻均为飞，。棒与竖直轨道间的动摩擦因数为〃，”

b棒碰撞时间极短，不计其他电阻及阻力，重力加速度为g。求

(1)开关K刚闭合时，通过。棒的电流大小；

(2)。棒从静止加速到%的过程中，流过a棒的电荷量；

(3)a、b棒碰后瞬间，。棒的速度大小；

(4)c棒上升的最大高度。

4.(2023届浙江省台州市高三下学期第二次教学质量评估物理试题)如图所示，某创

新小组设计了一个质谱仪，由粒子源、加速器、速度选择器、有界磁场及探测板等组成。

速度选择器两端中心位置。、。'各有一个小孔，选择器内部磁感应强度为与。以。'为

原点，0。'为无轴建立平面直角坐标系。在第一象限区域和第四象限部分区域存在磁感

应强度大小为星、方向垂直纸面向里的匀强磁场，第四象限内磁场边界为经过O点的

试卷第2页，共11页

直线。探测板足够长且与y轴垂直，其左端C的坐标为(0,-3口)。某种带电粒子流经加

速器加速后，沿A。从。点进入速度选择器，单位时间内有N。个粒子从O'沿x轴方向

进入右侧磁场，经磁场偏转后，均垂直打在探测板上的P、Q(未画出)之间，落在板

上的粒子在P、。间均匀分布，并且全部被吸收，其中速度大小为%的粒子沿直线

经选择器后打在探测板尸点上。已知粒子的质量为根，

BI=B2=B,CP=a,CQ=2a;

不计粒子的重力及粒子间的相互作用，求

(1)粒子的比荷；

(2)第四象限磁场下边界的函数关系式;

(3)探测板受到粒子的总作用力大小；

5.(2023届浙江省绍兴市高三下学期选考科目适应性考试(二模)物理试题)长途旅

行出发之前，小王检查轮胎的充气情况，发现轮胎的胎压为3.15xl()5pa,温度为15℃,

在高速公路上行驶几个小时后，胎内气体从外界吸收2600J的热量，检查轮胎的胎压为

3.50xl0sP6a»轮胎制造商建议胎压保持在2.91xl()5pa至3.21xl()5pa之间，于是他将轮

胎中的一些气体放掉，使胎压重新降为3.15xl()5pa,若放气过程中温度保持不变。假

设整个过程中轮胎的体积不变，求：

(1)胎压为3.50xl()5pa时，胎内气体的温度；

(2)未放气前，胎压从3.15xl()5pa变为3.50xl()5pa过程中，气体内能的增加量；

(3)从轮胎中放掉气体的分子数目占总数目的比例。

6.(2023届浙江省绍兴市高三下学期选考科目适应性考试(二模)物理试题)如图所

示，两个固定的、大小不同的竖直半圆形光滑轨道在最高点A平滑连接，小圆半径

\=0.5m,大圆半径4=L0m,小圆最低点。恰在大圆圆心处，。点有一弹射装置(图

中未画出)，可水平向右弹射质量为町=02kg的滑块。放置在光滑水平面上的中空长直

塑料板与大圆的最低点2平滑过渡。若塑料板质量？=02kg,长度乙=2.4m,厚度

/?=0.05m,滑块与塑料板上表面之间的动摩擦因数〃=0.5,滑块可视为质点，求:

（1）若滑块能做完整的圆周运动，滑块在最高点的最小速度%大小；

（2）以向右弹射滑块，滑块到达大圆轨道B点时所受支持力的大小；

（3）以匕=用1这向右弹射滑块，滑块第一次落地点到8点的水平距离。

A

7.（2023届浙江省绍兴市高三下学期选考科目适应性考试（二模）物理试题）如图甲

所示，某国货车频繁脱轨、侧翻的重要原因是铁路轨道不平整。我国的高铁对轨道平整

度有着极高的要求，为了检测高铁轨道可能存在的微小不平整，某科学兴趣小组设计了

如图乙所示的方案：〃为水平待测轨道，其上有一可沿轨道无摩擦运动的小车I,车上

固定竖直放置的w匝线圈ABCD总阻值为R,小车与线圈总质量为机，线圈中连有微

电流传感器，可显示ABC。中非常微弱的电流信号，A-8为电流正方向；N为标准水

平平整轨道（轨道N与轨道〃平行正对放置），其上有一可沿轨道运动的小车II,小车

II上安装了车速控制系统，且车上固定磁场发射装置所GH,该装置可在EFG8范围内

激发垂直并指向A8C。的匀强磁场，磁感应强度大小为线，AB=DC=EF=HG=Lt,

BC=AD=FG=EH=L2O现先将小车I、II平行正对放置，调节ABC。的高度，使之

略高于EEG8,其高度差远小于右但大于待测轨道凹凸不平引起的高度差，然后给小车

I大小为%的初速度，同时控制小车n以相同的速度向前匀速行驶。（不考虑磁场的边

缘效应，忽略轨道不平整对小车沿轨道方向速度的影响）

（1）若在时间内，微电流传感器显示出如图丙所示的电流信号，问这段时间内经

过的待测轨道是凸起还是凹陷？试简要说明理由。

（2）若小车n在行驶过程中突然停止，求小车I继续前进并离开的过程中，线圈上产

生的总热量。。

（3）现控制小车II做匀减速直线运动，为确保微电流传感器不损坏，线圈中电流不能

试卷第4页，共11页

超过/m,求小车II做匀减速直线运动时加速度的最大值。

8.（2023届浙江省绍兴市高三下学期选考科目适应性考试（二模）物理试题）如图所

示是半导体注入工艺的装置示意图，某种元素的两种离子X+和X3+,质量均为加，可

从A点水平向右注入加速电场，初速度大小连续分布且在0和、/叵之间。经电压为U

Vm

的电场直线加速后，离子均从小孔C水平射入偏转电场（两极板水平放置且上极板带负

电，电势差U'可调），偏转后均能穿出此电场，其中为偏转电场的中线。离子穿出

电场后立即进入紧靠电场的匀强磁场，该磁场边界线竖直、右侧足够大，磁感应强度大

小2在稣和3综之间可调，方向始终垂直纸面向里。不考虑离子的重力及相互作用，元

电荷带电量为e。

（1）仅注入初速度0的离子，U'不为0,求X+和X3+穿出偏转电场时竖直方向位移之

比；

（2）仅注入初速度为、区的X+离子，U'不为。且8=稣，求离子在磁场中射入位置

Vm

与射出位置的距离匕

（3）若放置一块紧靠磁场左边界的竖直收集板，长度L=下端距。点的

潜。先调节偏转电场的电压，使。'=0,仅注入X+离子，每秒发射的

距离八行

离子数为%,各种速率的离子数目相同，再调节磁感应强度大小，使稣VBV3稣，求

收集板上每秒能收集到的离子数w与8之间的关系。

XXXX

XXXX

收集板丫Y

/X入XX

XXX

XXX

XXX

XXX

加速电场偏移电场：磁场

9.（2023届浙江省嘉兴市高三下学期二模物理试题）如图1所示，上端封闭、下端开

口且粗细均匀的玻璃管长度L=570mm,将其从水银面上方竖直向下缓慢插入水银中。

发现管内水银面与管壁接触的位置向下弯曲，致玻璃管内水银面形成凸液面，如图2所

示。当玻璃管恰好全部插入水银时，管内、外水银面的高度差为〃，此时作用于管的竖

直向下压力大小为尸。已知大气压强Po=760mmHgBL0xl05pa,玻璃管横截面积大小

S=1.0cm2,玻璃管质量机=0.4kg,环境温度为常温且恒定。

（1）图2所示水银面说明水银能否浸润玻璃？插入过程中，管内气体吸热还是放热?

（2）求高度差h：

（3）求撤去压力/的瞬间，玻璃管的加速度大小。

10.（2023届浙江省嘉兴市高三下学期二模物理试题）如图所示是一个游戏装置的示意

图，固定于地面的水平轨道AB、竖直半圆形轨道BC和竖直圆形管道CD平滑连接，B

和C分别是2c和的最低点。水平平台所可在竖直平面内自由移动。锁定的压缩

弹簧左右两端分别放置滑块a和6,解除锁定后，a沿轨道A8CD运动并从。点抛出。

若a恰好从E点沿水平方向滑上所且不滑高平台，则游戏成功。已知8C半径R/=0.2m；

CO半径&=0.1m且管道内径远小于&,对应的圆心角6=127。；EF长度L=1.08m；滑

块与EF间动摩擦因数〃=0.25,其它阻力均不计；滑块质量m17=0.1kg,”g=0.2kg,且皆

可视为质点；sin37。旬.6,cos37°=0.8„

试卷第6页，共11页

(1)若弹簧释放的能量马=3.0.J,求在8点时圆形轨道对。的支持力大小；

(2)若要游戏成功，。在C点的最小速度是多少？

(3)若固定6,推导并写出游戏成功时“最终位置到。点的水平距离元与弹簧释放的

弹性势能场的关系式。

11.(2023届浙江省嘉兴市高三下学期二模物理试题)如图所示，两根竖直放置的足够

长金属导轨MN、PQ间距为/,底部是“△”型刚性导电支架，导轨区域布满了垂直于平

面MNQP的磁感应强度为8的匀强磁场。长为/的金属棒仍垂直导轨放置，与导轨接

触良好。半径为厂的轻质圆盘与导轨在同一竖直平面内，可绕通过圆盘中心的固定转轴

。匀速转动。圆盘与导轨间有一T型架，T型架下端与金属棒漏固定连接，在约束槽

制约下只能上下运动。固定在圆盘边缘的小圆柱体嵌入在T型架的中空横梁中。当圆盘

转动时，小圆柱体带动T型架进而驱动金属棒成上下运动。己知漏质量为山，电阻为

凡“△”型导电支架共六条边，每条边的电阻均为R。MN、尸。电阻不计且不考虑所有

接触电阻，圆盘、T型架质量不计。圆盘以角速度。沿逆时针方向匀速转动，以中空横

梁处于图中虚线位置处为初始时刻，求：

(1)初始时刻ab所受的安培力；

(2)圆盘从初始时刻开始转过90。的过程中，通过油的电荷量；

(3)圆盘从初始时刻开始转过90。的过程中，T型架对油的冲量/；

(4)圆盘从初始时刻开始转过90。的过程中，T型架对裙做的功。

a)O

中空横梁

12.（2023届浙江省嘉兴市高三下学期二模物理试题）如图1所示是一个电子检测装置

的示意图，两块长度为d且平行正对的金属板〃、N相距为d,板间加有如图2所示的

交变电压。M,N右侧区域存在垂直纸面向里且范围足够大的匀强磁场。N右侧边缘。

。点正下方存在着长度足够长的收集板，收集板通过电流表与大地相连。M.N左端连

线中点处有一粒子源S,它沿两板间中轴线方向持续均匀射出速度为%、质量为机、电

荷量为-e的电子。已知交变电压最大值Uwx=网宜，匀强磁场磁感应强度8=当，

S在单位时间内发射的电子数为小交变电压周期7>>4,电子打到两极板即被吸收,

%

不计电子重力。求：

（1）/=:时刻进入极板间的电子打在收集板的位置离收集板顶端。点的距离；

（2）收集板上能被电子打到的区域长度

（3）若题给条件下电流表有确定示数，求通过电流表的电流/；

（4）若电子射入的速度范围为％试推导通过电流表的电流z•与v的关系式。

XX

XXX

XXX

XXX

XXX

XXX

13.（2023届浙江省温州市普通高中高三下学期第二次适应性考试物理试题）如图甲为

汽车中使用的氮气减振器，汽缸中充入氮气后，能有效减少车轮遇到冲击时产生的高频

试卷第8页，共11页

振动。它的结构简图如图乙所示，汽缸活塞截面积S=40cm2,活塞及支架质量加=1kg,

汽缸缸体导热性良好。现为了测量减震器的性能参数，将减震器竖直放置，充入氮气后

密闭，活塞被卡环卡住，缸体内氮气处于气柱长度L=20cm、压强PA=4.0xl（）5pa的状

态4此时弹簧恰好处于原长。现用外力P向下压活塞，使其缓慢下降/z=4cm,气体

达到状态瓦从状态A到2过程气体放出热量。=7L4J。汽缸内的氮气可视为理想气

体，不计摩擦和外界温度变化，大气压强取A=L0xl05pa,弹簧劲度系数

^=1.0xl04N/m»求：

（1）状态8气体的压强PB；

（2）气体处于状态8时外力大小E；

（3）状态A到B过程L外界对气体做的功W。

I占一活塞支架

F—卡环

E二卜活塞

三L气缸

图甲图乙

14.（2023届浙江省温州市普通高中高三下学期第二次适应性考试物理试题）如图甲所

示，某同学利用乐高拼装积木搭建一游戏轨道，其结构简图如图乙所示。该轨道由固定

的竖直轨道A3,半径分别为r=Q4m、0.5r、1.5厂的三个半圆轨道BCO3、CD。、砥汨，

半径为r的四分之一圆弧轨道。山，长度乙=1m的水平轨道所组成，轨道8cO,和轨道

。也前后错开，除水平轨道EF段外其他轨道均光滑，且各处平滑连接。可视为质点的

滑块从A点由静止释放，恰好可以通过轨道的最高点。，不计空气阻力。

（1）求A、C两点的高度差/?；

（2）要使物块至少经过F点一次，且运动过程中始终不脱离轨道，求滑块与水平轨道

E尸间的动摩擦因数〃的范围；

（3）若半圆轨道中缺一块圆心角为2。的圆弧积木（/、J关于对称），

滑块从/飞出后恰能无碰撞从J进入轨道，求。的值。

15.（2023届浙江省温州市普通高中高三下学期第二次适应性考试物理试题）如图所示，

间距为从折成直角的和尸EH金属导轨水平部分QRPE足够长，竖直部分FG、

即底端接有电动势为E的电源和开关K,M、N两点间接有电容为C的电容器。倾角

为6的倾斜金属轨道TD、SC,间距也为d,5、T两点间接有自感系数为L的电感线圈。

水平轨道和倾斜轨道用长度为/的水平粗糙绝缘材料平滑连接。整个空间存在竖直向上

的匀强磁场，磁感应强度为及闭合开关K,电容器充电完毕后断开开关，并将质量为

加、长度为d的金属杆仍从倾斜轨道上某一位置由静止释放，下滑过程中流过漏杆的

电流大小为/=四詈尤（x为杆沿斜轨道下滑的距离）。湖杆到达倾斜轨道底端C。

处时加速度恰好为0,通过粗糙绝缘材料到达PQ处时速度为%=已知机=0.3kg、

d-0.5m>8=30。、E=1.0VC=1.2F、L=0.1H>3=LOT、%=1.0m/s、/=0.6mo

不计除绝缘材料外的一切摩擦与空气阻力，不计电感线圈、金属杆向及导轨的电阻。

油杆始终与导轨垂直且接触良好。求：（提示：力尸与位移x共线时，可以用尸-无图像

下的“面积”代表力F所做的功）

（1）电容器充电完毕所带的电荷量。；

（2）M杆释放处距水平轨道的高度/?；

（3）仍杆从跖处飞出时的速度也

（4）演杆与粗糙绝缘材料的动摩擦因数〃。

试卷第10页，共11页

16.（2023届浙江省温州市普通高中高三下学期第二次适应性考试物理试题）如图所示，

直角坐标系中，边长为L的正方形区域OPS。，OP、分别与x轴、y轴重合，正方

形内的适当区域I（图中未画出）中分布有匀强磁场。位于S处的粒子源，沿纸面向正

方形区域内各个方向均匀发射速率为%的带负电粒子，粒子的质量为相、电荷量为一夕。

所有粒子均从S点进入磁场，离开区域I磁场时速度方向均沿x轴正方向，其中沿y轴

正方向射入磁场的粒子从O点射出磁场。y轴右侧依次有匀强电场区域H、无场区、匀

强磁场区域III,各区域沿y轴方向无限长，沿无轴方向的宽度分别为工、L5L、2"电

场区域H的左边界在y轴上，电场方向沿y轴负方向；区域I和区域III内磁场的磁感应

强度大小相等，方向均垂直纸面向里。区域III左边界上有长度为乙的收集板CD,C端

在x轴上。粒子打在收集板上即被吸收，并通过电流表导入大地。不计粒子的重力和相

互作用，不考虑粒子对原有电场与磁场的影响。

（1）求磁场的磁感应强度大小&

（2）求正方形0Ps。内磁场分布的最小面积S；

（3）为使从。点进入电场的粒子，最终能打到收集板的右侧，求电场强度大小E的范

围；

（4）电场强度大小E为（3）中的最大值，且从S处粒子源每秒射出粒子数为“求稳

参考答案：

1.(1)—/0；(2)—7；；(3)AU+2超

19020020

【详解】(1)设气缸竖直悬挂时，内部气体压强为0,空气柱长度为乙，由玻意耳定律可知

P0l0=P&

对气缸受力分析，由平衡条件

ptS+mg=p0S

联立可得，稳定后，汽缸内空气柱长度为

㈠当

1190

(2)由盖一吕萨克定律可知

队—迎

得

1200

(3)由热力学第一定律可知

-AU=Q+W

其中

W=plS(ll-l0)

得

Q=-(AU+-^~)

则气体释放的热量为

20

2.(1)4=4.5N,方向竖直向下；(2)/?=0.72m；(3)

【详解】(1)小球刚运动到滑块最低点A时，对小球

纭=4.5N

由牛顿第三定律可知，小球对滑块的压力

&=4.5N

方向竖直向下

答案第12页，共15页

(2)小球滑上滑块到运动至最高点的过程中，小球和滑块组成的系统水平方向动量守恒,

设小球运动到最高点〃时，滑块和小球水平方向的速度大小相等，设为v共

mv0=（M+根）v共

mvl_（M+明膜

+mgh

22

得

h=0.72m

(3)设小球第一次着地前瞬间，竖直方向的速度大小设为力,初次着地后经/时间，小球

与地面发生第〃+1次碰撞时与C点的距离为羽则

%=2g〃

x=v共方

解得

2

1++1+

g12I

当〃-8时

20

g

此时

125

即要使小球能水平进入接收器最低点p,P与c间的最小距离为呆加1。

NSkv30（1+〃）

3.（1）FT•'⑵F⑶丫号n⑷唠

6g2mg

【详解】(1)开关K刚闭合时，产生的感应电动势

A①

与=N——=NSk

At

通过a棒的电流大小

1J_NSk

37鸣

(2)〃棒根据动量定理

mv0=B211tl

流过。棒的电荷量

答案第13页，共15页

(3)a、b棒碰撞过程中，根据动量守恒定律，对。、b棒

2mv-mvQ=-IT

对C棒

mv—0=IT

因此

3mv=mv0

碰后瞬间，。棒的速度大小

3

(4)整个电路的焦耳热

。整=Q+，O3Q

对c棒

因此

C棒上升过程中

[33

-（3wv2）=mg%,+-Q+-/dQ

C棒上升的最大高度

_v；30（1+〃）

“max一（c

6g2mg

4.(1)2=旦；(2)》=一%；(3)F'=-N0mv0；(4)L=4a

mBa2

【详解】(1)由题意可知

2

qvB=m-

0a

解得粒子的比荷

@=旦

mBa

(2)假设粒子经过边界坐标(羽y),粒子在磁场中轨道半径为r,因为粒子转过的圆心角为

90°,故

x=r

—y=r

得出边界函数关系

答案第14页，共15页

(3)由上述分析可知

qvB=m——

X

故

3X

a

P。之间

a<x<2a

可以知道

v0<v<2v0

方法1：加时间内打在探测板PQ间每一小段Ax的粒子数

Ax

n=——NQ

a

由动量定理

0—nmv=­f^t

求出

xAx

a2

N。个粒子受到的总作用力

F=£f=号等2的=|乂成

根据牛顿第三定律，探测板受到粒子的总作用力

3

F，=F=2N°mV°

方法2：加时间内打在探测板所有粒子

0_.产丁.一加

求出

3

F=-Nomvo

根据牛顿第三定律，探测板受到粒子的总作用力

3

F'=F=-Nomvo

(4)方法1：

Bqv0=Eq

V=2%的粒子刚好与速度选择器的极板相切

答案第15页，共15页

一%：=3根/2一1加（2%）2

r

-Bqvy\t=mv-m（2v0）

—L

匕4=5

求出速度选择器两极板的间距

L=4-a

方法2：v=2%的粒子刚好与速度选择器的极板相切，"=2%的粒子在速度选择器中运动可

以看成直线运动和圆周运动的合运动。直线运动

Bqv0=Eq

圆周运动：轨道半径为

L

r=一

4

Bq（2%%）=%（）

r

求出速度选择器两极板的间距

L=4〃

1

5.（1）47℃；（2）2600J；（3）

io

【详解】(1)整个过程中轮胎的体积不变，则有

可得

(=皿=3.50x105x(15+273)K=320K=47℃

5

p23.15xl0

(2)未放气前，整个过程中轮胎的体积不变，所以气体没有做功，则气体内能的增加量

NU=Q=2600J

(3)放气过程中温度保持不变，则有

。2匕="(匕+金)

则

）

AV=3-PiK

Pi9

从轮胎中放掉气体的分子数目占总数目的比例

n_AV_1

万一AV+,一而

6.(1)而m/s；(2)N=14.8N；(3)3.4m

答案第16页，共15页

【详解】(1)若滑块能做完整的圆周运动，滑块在最高点只有重力提供向心力，有

m1g=11\—

r2

解得

vA=>/10m/s

(2)从弹射到B点，对滑块根据动能定理有

叫g马=；叫无一;叫疗

在B点根据牛顿第二定律有

NfgX

r2

解得

N=14.8N

(3)滑块与塑料板组成的系统动量守恒，规定向右为正方向，根据动量守恒定律有

,

m1yB=^1v+m2v"

根据能量守恒定律有

了121,21«2

^gL=~miVB--^1V

对滑块，根据能量守恒定律有

滑块离开塑料板后做平抛运动

，，，=12

入2=V，,/l~gt

滑块第一次落地点到B点的水平距离为

X=再+%2

解得

冗=3.4m

7.(1)凸起，见解析；(2)一

也.8"空;(3)nB0L2Im

~R2mR-m

【详解】(1)根据图丙可知，电流先正后负，说明线圈内磁通量先减少后增加，线圈A3C。

先向上运动后向下运动，故此处轨道有凸起。

(2)若小车H在行驶过程中突然停止

八w,vAnBcLL,

-nBlL\t=mv-mv,q=1At=——

Q2}0R

根据能量守恒

答案第17页，共15页

（3）根据题意分析，小车I、II相对速度不断变大，小车I线圈中的电流不断增大，做加

速度不断增大的减速运动，在不分离的情况下，最终小车I与小车n的加速度应相等，此时

小车I的加速度最大，即电流最大。为确保微电流传感器不损坏，故

nB°L/m=mam

解得

nBgL21m

m

412mU

8.(1)1:1；(2)—J--；(3)见解析

e

【详解】（1）设偏转电场的极板间距为小，板长为则在加速电场中

12

qU=-mvc-0

在偏转电场中竖直方向位移为

11qU'L\

y=—at2=-----------(—)2

22d'mvc

联立上述两方程可得

U'L?

v-

J4d'U

可知竖直方向位移与所带电荷量无关，仅注入初速度。的离子时X+和X3+穿出偏转电场时

竖直方向位移之比为1:1。

（2）仅注入初速度为、修的X+离子，则在加速电场

Vm

在偏转电场射出后的速度大小为V,在磁场当中，设入射方向与磁场边界线夹角为则射

入位置与射出位置的距离

2

Y=2rsin<9,BQev=m—,sin—

rv

联立以上方程可得

2mU

（3）收集板最上端的位置距离D点

,42mU

x=LT+d=—4/-------

e

答案第18页，共15页

初速度为0的粒子射入磁场后偏转的距离为

2mv_2l2mU

%=2耳=cl

Be力Ne

初速度为、丝的粒子射入磁场后偏转的距离为

Vm

_2mvr?4l2mU

当8=8。时，所有的粒子均在收集板上。当

212mU2mU

力1e

2B°ve

解得

3

4一

即8e［为尚综］范围时所有的粒子恰好均在收集板上。当

g2mU2mU

BVe2B0ve

解得

QAQ

即恰好所有的粒子均不在收集板上。当8©（§稣,§稣）范围时，每秒能收集到

的离子数”为

33、

收集板上每秒能收集到的离子数〃与8之间的关系为

4

B0<B<-B0\H

n=n0

48

<84§纬时

〃=(2-2)％

4稣

Q

n=0

答案第19页，共15页

9.(1)水银不浸润玻璃，放热；(2)380mm；(3)2.5m/s2

【详解】(1)根据题意，由图2可知，水银不浸润玻璃，插入过程中，温度不变，气体内能

不变，把玻璃管压入水面过程中，气体压强变大，体积减小，外界对气体做功，由热力学第

一定律可知，气体放热。

(2)根据题意可知，插入过程等温变化，则有

p0LS=p2hS

又有

p2="760+h

解得

h=380mm

(3)根据题意，撤去/瞬间，由牛顿第二定律有

(P2_Po)S-mg=ma

解得

a=2.5m/s2

10.(1)外=21N；(2)而m/s；(3)x=0.12(20Ep-11.2)0.56J<<1.31J

【详解】(1)滑块b相互作用动量守恒，弹性势能转化为。、6动能

机“匕='叫％

k12,12

Epo.mj]+-mbv2

H=2\/I3m/s

FN-mag^m—

5=21N

(2)滑块“要到达。点，在。点速度要大于0,则C点的速度至少满足：

3炉=(4+与sin37。)

vc=\/3?2m/s

过半圆环轨道的最小速度7^4大小为3m/s

\fi2m/s>41m/s

物体。在C点的最小速度为用m/s

(3)设物体。到达。点的速度为v

Ep=1mav-+mag(2Rl+R2+R2sin37°)

答案第20页，共15页

斜抛运动满足

vsin53°

g

水平位移

xx=Wcos53°

得到

v2sin53°cos53°

xi二

g

E尸轨道位移

(vcos530)2

2〃g

距离。点的水平位移

x=x1+x2

x=QA2(20Ep-11.2)0.56J<EP<1.31J

222

2a)rBl2Brl/o、_2rB21Tcmg..

11.(1)F安=;(2)q=；(3)I=-----------mor------；(4x)

5R5R5R2co

①兀B212r21

W=--------------m①"•2r2—mgr

10/?2

【详解】(1)初始时刻，导体棒曲的速度

v=a)r

则导体棒必切割磁感线产生的电动势为

E=Blv

整个回路的电阻

R总=迟迟+R=25R

3R+3R

则导体棒乃受到的安培力大小为为

2m笈「

F^=BIl=

5R

(2)运动到最底端过程，导体棒质的电荷量4

-AO2Brl

q=It=----

R总5R

(3)由动量定理可得

2"1_

IT+m2——x——=mcor

g4

2rB2117rlng

1T=-----------mcor---------

5R2co

答案第21页，共15页

(4)设运动到最底端过程中，导体棒对仍做功为W,则由功能关系可得

2

P11

W+mgr---——X—=0——m(①r)2

2.5R042

10

12.(1