2024年高考物理力学解答题综合训练（难题篇）

 

2024年高考物理力学解答题综合训练（难题篇）

1．如图所示，xOy平面直角坐标系中第一象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场（未画出），第二象限存在沿x轴正方向的匀强电场E0，第四象限交替分布着沿-y方向的匀强电场和垂直xOy平面向里的匀强磁场，电场、磁场的宽度均为L，边界与y轴垂直，电场强度，磁感应强度分别为B、2B、3B……，其中。一质量为m、电量为+q的粒子从点M（-L，0）以平行于y轴的初速度v0进入第二象限，恰好从点N（0，2L）进入第一象限，然后又垂直x轴进入第四象限，多次经过电场和磁场后轨迹恰好与某磁场下边界相切。不计粒子重力，求：

（1）电场强度E0的大小；

（2）粒子在第四象限中第二次进入电场时的速度大小及方向（方向用与y轴负方向夹角的正弦表示）；

（3）粒子在第四象限中能到达距x轴的最远距离。

2． 如图所示，光滑水平面上的小车质量为2m，小车左侧部分有半径为R的光滑圆弧轨道，与水平轨道AB相切于A点，小车右端B点固定一个竖直弹性挡板，A、B间距为2R。质量为m的小物块从圆弧轨道最高点以的速度滑下，已知小物块与A、B间轨道的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g。

（1）若将小车固定，求物块经过圆弧轨道最低点时受到支持力的大小；

（2）若小车不固定，求物块第一次滑过A点时小车的速度大小；

（3）若小车不固定，求物块最终静止的位置与A点的距离及全过程小车的位移大小。

3．一送货装置如图所示，质量为m1=1kg的货物（可视为质点）无初速度地放在倾角为θ=37°的传送带最上端A处，传送带保持v=12m/s匀速向下运动，货物被传送到B端，然后滑上平板车，货物从传送带滑上平板车过程无速率损失，在离传送带B端水平距离x0=30m处有一与平板车等高的水平平台。已知传送带长度L=18m，传送带与水平面的夹角θ=37°，货物与传送带间的摩擦因数μ1=0.75，货物与平板车的摩擦因数μ2=0.3，平板车与地面的摩擦因数μ3=0.1，平板车的质量m2=0.5kg。忽略空气阻力，已知重力加速度的大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

（1）货物刚放上传送带A端时的加速度大小；

（2）货物由传送带A端运动到B端时间；

（3）若平板车长度为L0=14m，求二者共速时货物距平板车最左端的距离。

4．如图所示，BCDG是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为m、带电量为的小滑块（可视为质点）置于水平轨道上，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g，。

（1）若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放，求滑块到达B点的速度；

（2）在（1）的情况下，求滑块到达B点时对轨道的压力；

（3）改变s的大小，使滑块恰好始终沿轨道滑行，且从G点飞出轨道，求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小；

（4）改变s的大小，为了使小滑块不脱离圆弧轨道，求AB初始距离s的取值范围。

5．如图，光滑水平桌面右端固定有一个定滑轮和挡板P，长木板c质量为，物块a静止放在长木板c左端，并通过与桌面平行的轻绳与重物b相连。重物b由静止释放后时，长木板c与挡板P发生碰撞（碰撞时间极短），同时轻绳立即断裂，碰后长木板c以碰前速率的0.8倍反弹，已知物块a和重物b的质量均为，物块a与长木板c间的动摩擦因数为，光滑水平桌面足够长，重物b离地面的高度足够高，。求：

（1）重物b刚开始下落时轻绳的拉力大小?

（2）长木板c与挡板P碰后的速率和加速度分别为多大？

（3）长木板c至少需要多长，物块a才不会从c上滑出？

6．是位于光滑水平桌面的直角坐标系，一侧有垂直纸面的磁场，方向如图所示；在一侧有边长分别为和的刚性矩形线框位于桌面上，其长边与轴平行，线框质量为现让线框沿方向以初速待求进入磁场区域，当线框全部进入磁场时，速度恰好减小为。

（1）若磁场磁感应强度大小恒为且线框电阻为，忽略自感效应，求大小；

（2）若磁场的磁感应强度的大小随横坐标的变化关系为：为已知的常量且线框的电阻为，忽略线框的自感效应，求大小；

（3）若磁场磁感应强度大小恒为但线框为电阻为的超导线框，考虑线框的自感效应，且已知线框的自感系数为，求大小。

7． 如图所示，倾斜传送带与水平面的夹角为，底端有一个弹性挡板（物体与挡板碰撞前后速度等大、反向），皮带轮顺时针转动，皮带速度恒为，一个质量为可看成质点的物体，与传送带的摩擦因数，从距挡板处静止释放，试求：（取）