北京市海淀区2020-2022年高考物理三年模拟（二模）试题汇编-解答题

北京市海淀区2020届-2022届高考物理三年模拟（二模）试题汇编-解答题 1．（2022·北京海淀·二模）2022年我国举办了第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。如图所示为某滑道示意图，长直助滑道与起跳平台平滑连接，点是第二段倾斜雪坡（着陆坡）的起点，着陆坡与水平面的夹角。质量的运动员沿助滑道下滑，经过一段时间后从点沿水平方向飞出，在着陆坡上的点着陆。已知间的距离，，，取重力加速度，将运动员视为质点，忽略空气阻力的影响。求运动员。 （1）从点水平飞出到落在着陆坡上点所用的时间； （2）从点水平飞出时速度的大小； （3）从点水平飞出到落在着陆坡上点过程所受重力做功的平均功率。 2．（2022·北京海淀·二模）如图甲所示，板长均为的两平行金属板和之间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里，电场强度大小为，方向垂直金属板向下，两板间距为。有一带正电粒子以速度从两板间中点沿垂直于电场和磁场的方向射入，恰好能沿中心线做直线运动。不计粒子所受重力以及平行板的边缘效应。 （1）求磁感应强度的大小； （2）如图乙所示，仅撤去电场，带电粒子仍以速度从点沿中心线垂直磁场射入，恰好能从板的右边缘飞出。 a.求带电粒子的比荷； b.以点为坐标原点，方向为轴正方向，垂直于金属板向上为轴正方向，建立平面直角坐标系，写出带电粒子在磁场中运动的轨迹方程。 3．（2022·北京海淀·二模）很多宏观现象，其本质是由微观粒子的运动与相互作用所体现出的结果。 （1）岩盐颗粒呈现立方体形状。图1为岩盐晶体的平面结构：空心原点为氯离子，所带电荷量为；实心原点为钠离子，所带电荷量为。在分界线和的左侧各取一个钠离子和，分别以、为圆心，作两个相同的扇形。已知任意两个距离最近的离子间作用力的大小均为。若离子之间的相互作用为库仑相互作用，不考虑扇形以外远处离子的作用。 请分别计算出、两个钠离子受到图1所示平面分界线右侧的扇形区域内的离子作用力大小、，并判断岩盐晶体更容易沿分界线还是分界线断开。 （2）在“天宫课堂”太空授课活动中，某同学向航天员提问：“空间站飞行时会不会受到阻力，是否达到所需的速率后，就可以不施加动力，而保持速率不变呢？”我国空间站的轨道距地面高度约，远在的卡门线（外太空与地球大气层的分界线）之上，但轨道处依然存在非常稀薄的大气。 a.为简化问题，将空间站视为如图2所示的圆柱体，其在运行方向的横截面积为。假定：单位体积内与空间站前端横截面发生碰撞的空气分子个数为，且速度方向均与横截面垂直；以空间站为参考系，碰撞前后空气分子的平均速率分别为、。若每个空气分子的平均质量为，不考虑空气分子间的相互作用，求空间站前端受到空气作用力的大小。 b.假如你是航天员，请从以下两个方面对该同学的问题作答。 ①维持空间站的运行是否需要施加动力； ②若一直不施加动力，轨道高度将如何变化。 4．（2022·北京海淀·二模）某同学将质量的篮球从距地面高度处由静止释放，篮球与地面碰撞后反弹高度。设篮球始终在竖直方向做一维运动，不计空气阻力，取重力加速度。 （1）假设篮球每次与地面碰撞损失的机械能相同，篮球通过在地面多次碰撞反弹，反弹高度会越来越低，最终停下来。求由静止释放到最终停下来，篮球与地面碰撞的次数； （2）实际上篮球每次因碰撞损失的机械能会随着碰前动能的减小而减小，假设篮球每次与地面碰撞前后的动能之比不变。为了使篮球反弹得高一些，可以通过拍球来实现。 a．当篮球第一次与地面碰撞后反弹至时，该同学向下拍球，要使篮球落地后反弹的高度仍为，求该同学在拍球过程中需要对篮球所做的功； b．在拍球过程中，可以通过改变拍球的作用力大小而改变拍球的节奏，我们会发现不管是篮球的下落还是上升，有一段过程篮球好像粘在手上一样。这是因为球开始下落的同时向下拍球，手通过接触会对球施加一向下的动力；当球反弹上升至某一高度时，手通过接触对球施加一向下的阻力，使球和手一起向上运动至最高点。若拍球过程中篮球最大高度始终为，手对球的两次作用力均视为恒力，且在上升和下降过程中，球与手作用的距离均为。请推导大小与大小之间的关系式，并在图中画出图线，标出图线与横轴交点的横坐标。 5．（2021·北京海淀·二模）如图所示，MN、PQ为两足够长的光滑平行金属导轨，两导轨的间距L=1.0m，导轨所在平面与水平面间夹角θ=37°，N、Q间连接一阻值R=0.3Ω的定值电阻，在导轨所在空间内有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.2T。将一根质量m=0.1kg的金属棒ab垂直于MN、PQ方向置于导轨上，金属棒与导轨接触的两点间的电阻r=0.2Ω，导轨的电阻可忽略不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好。重力加速度g取10m/s2，已知sin37