天津市河西区三年（2021-2023）高考物理模拟题（一模）按题型分类汇编：02解答题

天津市河东区高考物理三年（2021-2023）模拟题（一模）按题型分类汇编-02解答题 一、解答题 1．（2023·天津河东·统考一模）在省级公路与一个乡镇公路的交汇处形成一“丁”字路口，一辆沿省级公路行驶的小轿车在超车时，突然发现前方“丁”字路口处有一辆微型面包车正由“丁”字路口缓慢驶入省级公路，此时司机以最快的反应采取了紧急刹车措施，但两车还是发生了猛烈的碰撞，相撞后又一起滑行了一段距离后才停下来。事后交通民警进行事故责任认定时，测得小轿车撞车前在路面上划出一条长长的刹车痕迹，相撞后两车一起滑行的距离。查得小轿车的质量，微型面包车的质量，两车与路面间的动摩擦因数均为。若省级公路在经过乡镇附近的限速为，试通过计算分析说明小轿车是否超速。 2．（2023·天津河东·统考一模）2022年6月，我国首艘完全自主设计建造的航母“福建舰”下水亮相，除了引人注目的电磁弹射系统外，电磁阻拦索也是航母的“核心战斗力”之一，其原理是利用电磁感应产生的阻力快速安全地降低舰载机着舰的速度。如图所示为电磁阻拦系统的简化原理：舰载机着舰时关闭动力系统，通过绝缘阻拦索拉住轨道上的一根金属棒ab，金属棒ab瞬间与舰载机共速并与之一起在磁场中减速滑行至停下。已知舰载机质量为M，金属棒质量为m，接入导轨间电阻为r，两者以共同速度为进入磁场。轨道端点MP间电阻为R，不计其它电阻。平行导轨MN与PQ间距L，轨道间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度为B。除安培力外舰载机系统所受其它阻力均不计。求： （1）舰载机和金属棒一起运动的最大加速度a； （2）舰载机减速过程中金属棒ab中产生的焦耳热； （3）舰载机减速过程通过的位移x的大小。 3．（2023·天津河东·统考一模）如图所示是某研究室设计的一种飞行时间质谱仪。该质谱仪的离子源能产生比荷不同但初速度均为0的带正电粒子，带电粒子经同一加速电场作用后垂直于磁场Ⅰ区域的左边界进入磁场。其中Ⅰ区域的磁场垂直纸面向里，Ⅱ区域的磁场垂直纸面向外，磁感应强度大小均为B，区域宽度均为d。粒子从Ⅱ区域的右边界飞出后进入一圆筒形真空无场源漂移管，检测器能测出粒子在漂移管中的飞行时间。已知加速电压为U，漂移管长度为L、直径为d，且轴线与离子源中心处于同一直线上，不计带电粒子重力和粒子间的相互作用。 （1）若带电粒子的质量为m，电荷量为q，求该粒子在磁场Ⅰ区域运动轨迹的半径； （2）若测得某一粒子在漂移管中运动的时间为t，求该粒子的比荷为多少； （3）求该装置能检测粒子的比荷的最大值。 4．（2021·天津河东·统考一模）如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第1象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m、电量为q的带正电的粒子从y轴上纵坐标y=h处的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上横坐标x=2h处的P点进入磁场，不计粒子重力，求： (1)电场强度大小E； (2)粒子在磁场中运动的轨迹半径r。 5．（2021·天津河东·统考一模）如图所示，内壁光滑的直圆筒固定在水平地面上，一轻质弹簧一端固定在直圆筒的底端，其上端自然状态下位于O点处，将一质量为m、直径略小于直圆筒的小球A缓慢的放在弹簧上端，其静止时弹簧的压缩量为x0。现将一与小球A完全相同的小球B从距小球A某一高度的P处由静止释放，小球B与小球A碰撞后立即粘连在一起向下运动，它们到达最低点后又向上运动，并恰能回到O点，已知两小球均可视为质点，弹簧的弹性势能为，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，已知重力加速度g。求： （1）弹簧的劲度系数k； （2）小球B释放时的高度h； （3）小球A与小球B一起向下运动时速度的最大值vm。 6．（2021·天津河东·统考一模）嫦娥五号成功实现月球着陆和返回，鼓舞人心。小明知道月球上没有空气，无法靠降落伞减速降落，于是设计了一种新型着陆装置。如图所示，该装置由船舱、间距为l的平行导轨、产生垂直船舱导轨平面的磁感应强度大小为B的匀强磁场的磁体和“∧”型刚性线框组成，“∧”型线框ab边可沿导轨滑动并接触良好。船舱、导轨和磁体固定在一起，总质量为m1整个装置竖直着陆到月球表面前瞬间的速度大小为v0，接触月球表面后线框速度立即变为零。经过减速，在导轨下方缓冲弹簧接触月球表面前船舱已可视为匀速。已知船舱电阻为3r，“∧”型线框的质量为m2，其7条边的边长均为l，电阻均为r；月球表面的重力加速度为g/6。整个运动过程中只有ab边在磁场中，线框与月球表面绝缘，不计导轨电阻和摩擦阻力。 (1)求着陆装置接触到月球表面后瞬间线框ab边产生的电动势E； (2)通过画等效电路图，求着陆装置接触到月球表面后瞬间流过ab型线框的电流I0； (3)求船舱匀速运动时的速度大小v； (4)同桌小张认为在磁场上方