大题预测02（A+B+C三组解答题）-【大题精做】冲刺2025年高考物理大题突破+限时集训（黑吉辽蒙专用）

大题预测02（A组+B组+C组） 【A组】 （建议用时：30分钟 满分：40分） 解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（10分）如图甲所示是“足球”玻璃球，某物理小组利用激光对该球的光学性质进行研究。如图乙所示是过球心所在的竖直截面的正视图，且AB是沿水平方向的直径，当激光水平向右从C点射入时，可从右侧的B点射出。已知玻璃球的半径为R，C到AB的竖直距离h=，且玻璃球内的“足球”是不透光体，不考虑反射光的情况下，光在真空中的速率为c，求： （1）B点的出射光相对C点入射光方向的偏折角； （2）激光在玻璃球中的传播时间。 14．（12分）如图，两固定光滑平行直金属导轨MN、M'N'与PQ、P'Q'间用两段光滑小圆弧平滑连接，两导轨间距L=0.5m，M、M'两点间接有阻值R=2.0Ω的电阻。质量m1=0.2kg的均匀直金属杆ab放在导轨上，其接入回路的电阻r=0.5Ω，质量m2=0.6kg的绝缘杆cd静置于水平轨道上，水平轨道处于磁感应强度大小B=1T，方向竖直向上的匀强磁场中，导轨电阻忽略不计。现让金属杆ab由静止释放，释放点距水平轨道的竖直高度h=0.45m，进入水平轨道减速运动一段时间后，与绝缘杆cd发生弹性碰撞，碰撞时间极短，碰后瞬间杆ab的速度大小v1=1m/s，方向水平向右。已知杆ab、cd均与导轨垂直，重力加速度g=10m/s2。求： （1）金属杆ab刚进入磁场时的加速度大小a； （2）两杆碰后瞬间，绝缘杆cd获得的速度大小； （3）全过程中电阻R上产生的焦耳热。 15．（18分）如图所示，曲面和下底面都光滑的圆弧轨道A静置在水平地面上，其质量为3m、圆弧半径为R。A的左侧距离为处为一足够长、以大小为的速度顺时针匀速转动的传送带，其上表面与水平地面齐平。现将质量为m的滑块B，从圆弧最高点静止释放，B沿轨道下滑后，与静置在传动带右端的滑块C发生碰撞，C的质量也为m，B、C均可视作质点，B、C与传送带、水平地面的动摩擦因数都为μ = 0.25，重力加速度为g，且B与C的所有碰撞都是完全弹性的。求： （1）从滑块B静止释放至滑块B滑到轨道的圆弧最低点的过程中，A、B运动的水平位移的大小； （2）滑块C第一次在传送带上向左运动的时间； （3）从滑块C在传送带最左端开始计时，到B恰好停止的过程中，地面给B的冲量大小。（答案可以用根号表示） 【B组】 （建议用时：30分钟 满分：40分） 解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（10分）某校车的质量（含司机与乘客）为2000kg，若校车以的速度行驶，司机发现在前方50m远处有人横穿马路，立即采取刹车措施。已知司机的反应时间为0.75s，刹车的加速度大小为。求： （1）司机在反应时间内校车运动位移大小x； （2）校车在减速过程中速度变为零所需要的时间t； （3）校车在减速过程中所受的合外力大小F。 14．（12分）如图所示，AC水平轨道上AB段光滑，BC段粗糙，且LBC=2m，CDF为竖直平面内半径为R=0.2m的光滑半圆轨道，圆轨道最高点为F点，两轨道相切于C点，CF右侧有电场强度的匀强电场，方向水平向右。一根轻质绝缘弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与带负电滑块P接触但不连接，弹簧原长时滑块在B点。现向左压缩弹簧后由静止释放，当滑块P运动到F点瞬间对轨道压力为6N。已知滑块P的质量为，电荷量大小为，与轨道BC间的动摩擦因数为，忽略滑块P与轨道间电荷转移，重力加速度g取10m/s2。。求： （1）求滑块在F点时的动能； （2）求滑块在与圆心O点等高的D点时对轨道的压力大小； （3）若滑块P沿光滑半圆轨道CDF运动过程中时，对圆弧轨道的最小压力为10N，求弹簧释放瞬间弹性势能。 15．（18分）如图，在Oxy坐标系x＞0、y＞d区域内存在水平向左的匀强电场，在y＜0的区域内充满垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m，电荷量为＋q的粒子，在磁场中的P点以速度沿x轴正方向射出，且经O点飞出磁场时速度方向与y轴正方向夹角为53°。在电场中适当位置放置一与x轴平行的小绝缘挡板（图中未画出），该粒子与小绝缘挡板发生弹性碰撞（碰后沿挡板方向的速度不变，垂直挡板方向速度大小不变，方向相反），碰后粒子垂直于x轴方向返回磁场。已知粒子在运动过程中m、q均不变，电场强度大小为，不计粒子重力。 （1）求P点坐标； （2）求粒子与挡板碰撞位置的坐标； （3）改变电场中挡板的位置（始终与x轴平行），求粒子与挡板发生一次碰撞后进入磁场前，粒子可能打在x轴上位置的范围。 【C组】 （建议用时：30分钟 满分：40分） 解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（10分）一列简谐横波沿轴正方向传播，时刻的波形如图中实线所示， 时刻的波形如图中虚线所示，已知波传播的周期，求： （1）这列波传播的周期； （2）这列波传播的速度大小； （3）平衡位置在处的质点在内运动的路程。 14．（12分）如图，光滑水平平台右端与顺时针匀速转动的水平传送带左端点平滑无缝连接，左端与固定在竖直面内的半径为的光滑四分之一圆弧轨道最低点平滑连接，平台表面与圆弧相切，半径为的四分之一圆弧面也固定在竖直面内，圆弧面的圆心刚好为传送带的右端点，传送带两端点、间的距离为，将质量为的物块放在平台上，将质量为的物块从圆弧轨道的最高点由静止释放，物块与物块发生弹性碰撞，碰撞后物块一直匀减速运动到传送带的右端点，物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，物块、均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度大小为。求： （1）传送带转动的速度大小满足什么条件？ （2）改变传送带转动的速度，使物块从点落到圆弧面的过程中动能的变化量最小，则动能最小变化量为多少？ 15．（18分）如图所示，倾角为的粗糙金属轨道固定放置，导轨间距，电阻不计。沿轨道向下建立轴，为两磁场分界线且垂直于轴。在区域：存在方向垂直轨道平面向下，磁感应强度为的匀强磁场；在区域：存在方向垂直轨道平面向上，磁感应强度大小随坐标变化的磁场，变化规律为。初始状态，U形框锁定在轨道平面上，、分别与、重合，U形框质量为，三边长均为，由阻值的金属棒和两根绝缘棒、组成。另有质量为、长为、阻值的金属棒在离一定距离处获得沿轨道向下的初速度，金属棒及U形框与轨道间的动摩擦因数均为。金属棒及U形框始终与轨道接触良好，形成闭合回路，不计金属轨道及接触点的电阻，，。 （1）若金属棒的初速度为，求流过金属棒的电流大小及金属棒受到安培力的大小； （2）若金属棒获得初速度的同时，解除对U形框的锁定，为保持U形框仍静止，求的最大值； （3）若金属棒以初速度从处开始运动，同时解除对U形框的锁定，金属棒与U形框会发生完全非弹性碰撞，求碰后U形框的最大位移为多大。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $$ 大题预测02（A组+B组+C组） 【A组】 （建议用时：30分钟 满分：40分） 解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（10分）如图甲所示是“足球”玻璃球，某物理小组利用激光对该球的光学性质进行研究。如图乙所示是过球心所在的竖直截面的正视图，且AB是沿水平方向的直径，当激光水平向右从C点射入时，可从右侧的B点射出。已知玻璃球的半径为R，C到AB的竖直距离h=，且玻璃球内的“足球”是不透光体，不考虑反射光的情况下，光在真空中的速率为c，求： （1）B点的出射光相对C点入射光方向的偏折角； （2）激光在玻璃球中的传播时间。 【答案】（1） （2） 【解析】（1）光从C点到B点的光路图如图所示 光在C点折射，由折射定律可知 其中 由几何关系可得 解得折射率为 光在B点折射，由折射定律可知 可得 故B点的出射光相对C点入射光方向偏折角为。 （2）激光在玻璃球中的传播速度为 激光在玻璃球中的传播距离为 所以激光在玻璃球中的传播时间为 14．（12分）如图，两固定光滑平行直金属导轨MN、M'N'与PQ、P'Q'间用两段光滑小圆弧平滑连接，两导轨间距L=0.5m，M、M'两点间接有阻值R=2.0Ω的电阻。质量m1=0.2kg的均匀直金属杆ab放在导轨上，其接入回路的电阻r=0.5Ω，质量m2=0.6kg的绝缘杆cd静置于水平轨道上，水平轨道处于磁感应强度大小B=1T，方向竖直向上的匀强磁场中，导轨电阻忽略不计。现让金属杆ab由静止释放，释放点距水平轨道的竖直高度h=0.45m，进入水平轨道减速运动一段时间后，与绝缘杆cd发生弹性碰撞，碰撞时间极短，碰后瞬间杆ab的速度大小v1=1m/s，方向水平向右。已知杆ab、cd均与导轨垂直，重力加速度g=10m/s2。求： （1）金属杆ab刚进入磁场时的加速度大小a； （2）两杆碰后瞬间，绝缘杆cd获得的速度大小； （3）全过程中电阻R上产生的焦耳热。 【答案】（1）1.5m/s2 （2）1m/s （3）0.48J 【解析】（1）金属杆滑下过程，由机械能守恒定律有 刚进入磁场时，由电磁感应定律和闭合电路欧姆定律有 由安培力公式和牛顿第二定律有 解得 （2）设碰撞前瞬间ab的速度大小v0，碰后瞬间绝缘杆速度为v2，根据碰撞过程中ab、cd系统动量守恒与能量守恒有 ， 解得， （3）碰撞后cd棒匀速直线运动，金属杆ab最终静止于水平轨道上，全过程由能量守恒定律，有 全过程中电阻R上产生的焦耳热 解得 15．（18分）如图所示，曲面和下底面都光滑的圆弧轨道A静置在水平地面上，其质量为3m、圆弧半径为R。A的左侧距离为处为一足够长、以大小为的速度顺时针匀速转动的传送带，其上表面与水平地面齐平。现将质量为m的滑块B，从圆弧最高点静止释放，B沿轨道下滑后，与静置在传动带右端的滑块C发生碰撞，C的质量也为m，B、C均可视作质点，B、C与传送带、水平地面的动摩擦因数都为μ = 0.25，重力加速度为g，且B与C的所有碰撞都是完全弹性的。求： （1）从滑块B静止释放至滑块B滑到轨道的圆弧最低点的过程中，A、B运动的水平位移的大小； （2）滑块C第一次在传送带上向左运动的时间； （3）从滑块C在传送带最左端开始计时，到B恰好停止的过程中，地面给B的冲量大小。（答案可以用根号表示） 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】（1）从滑块B静止释放至滑块B滑到轨道的圆弧最低点的过程中，A、B组成的系统水平方向动量守恒，根据人船模型可得 联立解得A、B运动的水平位移的大小分别为 ， （2）从滑块B静止释放至滑块B滑到轨道的圆弧最低点的过程，根据系统水平方向动量守恒定律和系统机械能守恒定律可得 解得 ， 从B滑到圆弧最低点到与C发生碰撞前瞬间过程，根据动能定理可得 解得B与C碰前的速度大小为 B与C发生弹性碰撞过程，有 解得 ， 可知B、C速度交换，则滑块C第一次在传送带上向左运动过程，有 滑块C第一次在传送带上向左运动的时间为 （3）由于传送带速度为 可知滑块C向左减速为0后，反向向右加速到与传送带共速，接着匀速运动到右端与B发生弹性碰撞，碰后速度再一次发生交换，所以第二次碰撞后B的速度为 设滑块C在传送带上向右加速所用时间为t1，匀速运动的时间为t2，则有 B向右减速到停下所用时间为 此过程，支持力对B的冲量大小为 摩擦力对B的冲量大小为 则地面给B的冲量大小为 【B组】 （建议用时：30分钟 满分：40分） 解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（10分）某校车的质量（含司机与乘客）为2000kg，若校车以的速度行驶，司机发现在前方50m远处有人横穿马路，立即采取刹车措施。已知司机的反应时间为0.75s，刹车的加速度大小为。求： （1）司机在反应时间内校车运动位移大小x； （2）校车在减速过程中速度变为零所需要的时间t； （3）校车在减速过程中所受的合外力大小F。 【答案】（1）15m；（2）2s；（3）20000N 【解析】（1）校车初速度 司机在反应时间内校车运动位移大小 （2）取初速度方向为正方向，则加速度 校车在减速过程中速度变为零所需要的时间 （3）校车在减速过程中所受的合外力 负号表示方向与初速度方向相反，即合外力大小 F=20000N 14．（12分）如图所示，AC水平轨道上AB段光滑，BC段粗糙，且LBC=2m，CDF为竖直平面内半径为R=0.2m的光滑半圆轨道，圆轨道最高点为F点，两轨道相切于C点，CF右侧有电场强度的匀强电场，方向水平向右。一根轻质绝缘弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与带负电滑块P接触但不连接，弹簧原长时滑块在B点。现向左压缩弹簧后由静止释放，当滑块P运动到F点瞬间对轨道压力为6N。已知滑块P的质量为，电荷量大小为，与轨道BC间的动摩擦因数为，忽略滑块P与轨道间电荷转移，重力加速度g取10m/s2。。求： （1）求滑块在F点时的动能； （2）求滑块在与圆心O点等高的D点时对轨道的压力大小； （3）若滑块P沿光滑半圆轨道CDF运动过程中时，对圆弧轨道的最小压力为10N，求弹簧释放瞬间弹性势能。 【答案】（1） （2）3N （3） 【解析】（1）F点时，对滑块，由牛顿第二定律 解得滑块到F点时的动能为 （2）滑块从D到F的过程中，根据动能定理，有 在D点时，根据牛顿第二定律有 联立解得 根据牛顿第三定律知滑块对轨道的压力大小为3N； （3）重力和电场力可看作等效重力（斜向左下方），此时，有 设等效重力的方向与竖直方向夹角为，则有 可得 设等效最高点为M点，对圆弧轨道压力最小，为10N，根据牛顿第二定律 圆弧轨道对滑块的压力大小N'=10N 滑块P从压缩时到M点的过程中，由动能定理得 联立可得 15．（18分）如图，在Oxy坐标系x＞0、y＞d区域内存在水平向左的匀强电场，在y＜0的区域内充满垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m，电荷量为＋q的粒子，在磁场中的P点以速度沿x轴正方向射出，且经O点飞出磁场时速度方向与y轴正方向夹角为53°。在电场中适当位置放置一与x轴平行的小绝缘挡板（图中未画出），该粒子与小绝缘挡板发生弹性碰撞（碰后沿挡板方向的速度不变，垂直挡板方向速度大小不变，方向相反），碰后粒子垂直于x轴方向返回磁场。已知粒子在运动过程中m、q均不变，电场强度大小为，不计粒子重力。 （1）求P点坐标； （2）求粒子与挡板碰撞位置的坐标； （3）改变电场中挡板的位置（始终与x轴平行），求粒子与挡板发生一次碰撞后进入磁场前，粒子可能打在x轴上位置的范围。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动 解得 由几何关系得 ， 故P点坐标 （2）根据题意可知，进入电场时 ， 粒子进电场后，做匀变速曲线运动 qE＝ma， 沿x轴速度减小为0时，， 挡板位置 ， 解得 即挡板的位置坐标为 （3）粒子打在x轴右侧最远时，设射出电场时水平速度为电场中 射出电场后 ， 最大值为 粒子打在x轴左侧最远时，设射出电场时水平速度为，有 ， 解得 最大值为 解得 所以粒子打在x轴上的范围为 【C组】 （建议用时：30分钟 满分：40分） 解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（10分）一列简谐横波沿轴正方向传播，时刻的波形如图中实线所示， 时刻的波形如图中虚线所示，已知波传播的周期，求： （1）这列波传播的周期； （2）这列波传播的速度大小； （3）平衡位置在处的质点在内运动的路程。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】（1）由于，因此小于一个周期，这列波沿轴正方向传播，由图可知 解得 （2）由图可知，波长 则这列波传播的速度大小 （3）因 则质点P在内运动的路程 由图可知 解得 14．（12分）如图，光滑水平平台右端与顺时针匀速转动的水平传送带左端点平滑无缝连接，左端与固定在竖直面内的半径为的光滑四分之一圆弧轨道最低点平滑连接，平台表面与圆弧相切，半径为的四分之一圆弧面也固定在竖直面内，圆弧面的圆心刚好为传送带的右端点，传送带两端点、间的距离为，将质量为的物块放在平台上，将质量为的物块从圆弧轨道的最高点由静止释放，物块与物块发生弹性碰撞，碰撞后物块一直匀减速运动到传送带的右端点，物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，物块、均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度大小为。求： （1）传送带转动的速度大小满足什么条件？ （2）改变传送带转动的速度，使物块从点落到圆弧面的过程中动能的变化量最小，则动能最小变化量为多少？ 【答案】（1） （2） 【解析】（1）设物块到点时的速度大小为，根据机械能守恒有 解得 设与碰撞后一瞬间，的速度大小为，的速度大小为，根据动量守恒定律 根据能量守恒 解得 物块在传送带上一直做减速运动，设物块到传送带点时速度大小为，则 传送带的速度大小，满足 根据运动学公式 根据牛顿第二定律 解得 因此传送带的速度满足的条件为。 （2）物块从点抛出的速度越大，落在圆弧面上的位置越高，重力做功越少，根据动能定理可知，动能的变化量越小。 当物块一直加速到点时，速度最大，设最大速度为，根据运动学公式有 解得 设下落的高度为，水平位移为，则 ，，又 解得 根据动能定理，动能的最小增加量 15．（18分）如图所示，倾角为的粗糙金属轨道固定放置，导轨间距，电阻不计。沿轨道向下建立轴，为两磁场分界线且垂直于轴。在区域：存在方向垂直轨道平面向下，磁感应强度为的匀强磁场；在区域：存在方向垂直轨道平面向上，磁感应强度大小随坐标变化的磁场，变化规律为。初始状态，U形框锁定在轨道平面上，、分别与、重合，U形框质量为，三边长均为，由阻值的金属棒和两根绝缘棒、组成。另有质量为、长为、阻值的金属棒在离一定距离处获得沿轨道向下的初速度，金属棒及U形框与轨道间的动摩擦因数均为。金属棒及U形框始终与轨道接触良好，形成闭合回路，不计金属轨道及接触点的电阻，，。 （1）若金属棒的初速度为，求流过金属棒的电流大小及金属棒受到安培力的大小； （2）若金属棒获得初速度的同时，解除对U形框的锁定，为保持U形框仍静止，求的最大值； （3）若金属棒以初速度从处开始运动，同时解除对U形框的锁定，金属棒与U形框会发生完全非弹性碰撞，求碰后U形框的最大位移为多大。 【答案】（1）4A，1.6N （2） （3） 【解析】（1）根据法拉第电磁感应定律有 根据闭合电路欧姆定律有 则此时的磁感应强度为 则金属棒受到安培力的大小 （2）根据法拉第电磁感应定律有 根据闭合电路欧姆定律有 根据平衡条件有 联立解得 （3）因，所以U型框仍静止 对棒，从开始到与U型框碰撞之前，根据动量定理有 又， ， 解得 棒与U型框碰撞，根据动量守恒定律有 解得 对整体从撞后到速度减为0，根据动量定理有 又 且 联立解得 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $$