预测卷02--冲刺高考物理大题突破+限时集训（全国通用）

冲刺高考物理大题突破+限时集训（全国通用）

预测卷02

预测一

24、如图所示，光滑水平地面上放置着质量为的长木板A和质量为的滑块C，长木板的左端放有质量为的滑块B（可看成质点）．现给A、B组成的整体施加水平向右的瞬时冲量，此后A、B一起向右运动，经过一段时间后A与C发生碰撞（时间极短），再经过一段时间后A、B再次一起向右运动，且此后A、C之间的距离保持不变．已知A、B间的动摩擦因数为，重力加速度取，求：

（1）获得冲量后瞬间A、B的速度；

（2）A、C碰撞时损失的机械能；

（3）要保证滑块B不脱离长木板A，长木板A的长度至少为多长。

【答案】  （1），方向水平向右；（2）；（3）

【解析】（1）以A、B为整体，由动量定理可得

解得获得冲量后瞬间A、B的速度为

方向水平向右。

（2）A、C碰撞瞬间，由动量守恒定律可得

在A、C碰撞后到A、B再次共速的过程中，A、B组成的系统由动量守恒可得

根据题意有

联立解得

，，

A、C碰撞时损失的机械能为

（3）在A、C碰撞后到A、B再次共速的过程中，A、B相互作用的时间为

长木板A的长度至少为

代入数据解得

25、如甲图所示，有一边长l的正方形导线框abcd，质量，电阻，由高度h处自由下落，直到其上边cd刚刚开始穿出匀强磁场为止，导线框的v-t图像如乙图所示。此匀强磁场区域宽度也是l，磁感应强度，重力加速度g取10。求：

（1）线框自由下落的高度h；

（2）导线框的边长l；

（3）某同学认为，增大磁场的磁感应强度B，保持其它条件不变，导线框速度随时间变化图像与乙图相同，你是否同意该同学的说法，请分析说明。

【答案】  （1）0.2m；（2）0.1m；（3）不同意，详见解析

【解析】（1）导线框下落h的过程中做自由落体运动

解得

（2）导线框穿过磁场过程中合力为零，则根据感应电动势和安培力的表达式得

，，

联立可得

（3）不同意该同学的说法。题中导线框释放后先做自由落体运动，当ab边进入磁场后，导线框所受重力与安培力大小相等，导线框做匀速直线运动，v-t图像为与t轴平行的直线。

若增大磁感应强度，导线框释放后仍然先做自由落体运动，当ab边进入磁场后，由于安培力的表达式为

所以导线框所受的安培力与重力大小不等，导线框不再做匀速直线运动，因此v-t图像不可能与t轴平行。

预测二

24、如图甲，在“雪如意”国家跳台滑雪中心举行的北京冬奥会跳台滑雪比赛是一项“勇敢者的游戏”，穿着专用滑雪板的运动员在助滑道上获得一定速度后从跳台飞出，身体前倾与滑雪板尽量平行，在空中飞行一段距离后落在倾斜的雪道上，其过程可简化为图乙。现有某运动员从跳台O处沿水平方向飞出，运动员在空中飞行后落在雪道P处，倾斜的雪道与水平方向的夹角，不计空气阻力，重力加速度g取，，．（计算结果可保留根式）求：

（1）间的直线距离L；

（2）运动员在O处的起跳速度的大小；

（3）运动员在P处着落时的速度。

【答案】  （1）；（2）；（3），与水平方向的夹角为

【解析】（1）运动员飞离点后做平抛运动，竖直方向上满足

解得

（2）运动员飞离点后做平抛运动，水平方向上满足

解得

（3）运动员在处着落时水平分速度仍未初速度，设竖直分速度为，运动员在处着落时速度为，与水平方向的夹角为，有

可得

则

解得

解得

25、生活中常见的减速带是通过使路面稍微拱起从而达到使车减速的目的。其实我们也可以通过在汽车底部安装线圈，通过磁场对线圈的安培力来实现对汽车减速的目的。我们用单匝边长为L的正方形线圈代替汽车来模拟真实情境。如图所示，倾角为θ的光滑斜面上平行等间距分布着很多个条形匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直斜面向下，条形磁场区域的宽度及相邻条形无磁场区域的宽度均为L；线圈的质量为m，电阻为R，线圈ab边与磁场边界平行，线圈ab边刚进入第一个有磁场区时的速度大小为5v1；线圈ab边刚进入第七个有磁场区时，开始匀速运动，速度大小为v1；其中重力加速度g，θ、B、L、m和R均为已知量。

（1）线圈匀速运动时速度v1为多大；

（2）从线圈ab边刚进入第一个有磁场区到线圈ab边刚进入第七个有磁场区的过程中，线圈产生的焦耳热Q；

（3）线圈ab边刚进入第一个有磁场区到线圈ab边刚进入第七个有磁场区的过程所用的时间t。

【答案】  （1）； （2）；（3）

【解析】（1）由线圈匀速运动，对线圈列平衡方程

又

解得

（2）线圈ab边刚进入第1有磁场区边界到线圈ab边刚进入第7个有磁场区的过程，重力做功

对此过程列动能定理

解得

（3）线圈ab边刚进入第1有磁场区到线圈ab边刚进入第7个有磁场区过程列动量定理

线圈进入磁场过程所受安培力的冲量

又

解得

线圈ab边刚进入第1有磁场区边界到线圈ab边刚进入第7个有磁场区的过程安培力的冲量

解得

预测三

24、如图所示，长L=8m的水平传送带以恒定速率v沿顺时针方向转动，其右侧平滑对接光滑水平台面，台面右端平滑连接一倾角θ=37°足够长的斜面。一质量为m=0.1kg的物块B静止于水平台面上，将另一质量也为m的物块A无初速度轻放在传送带左端。已知滑块A、B与传送带之间的动摩擦因数均为μ1=0.1，滑块A、B与斜面之间的动摩擦因数μ2=0.5，两物块（均可视为质点）发生碰撞后粘合成一个整体C，碰撞时间极短。不计空气阻力，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

（1）为使物块A从传送带左端运动到右端的时间最短，传送带速率v应满足什么条件；

（2）若传送带的速率v=5m/s，则在整个运动过程中，求：

①结合体C在斜面上运动的总路程s和总时间t；

②结合体C与传送带因摩擦而产生的总热量Q。

【答案】  （1）；（2）①0.4m，；②

【解析】（1）当物块A从传送带左端运动到右端一直做匀加速运动时，时间最短，加速度为

由

解得

传送带速率v应满足

（2）①A与B碰撞动量守恒，有

解得

当C沿斜面向上运动时，受力分析如图

可得

则

当C沿斜面向下运动时，受力分析如图

可得

由

可得

故

②C回到水平面时速度为

则在传送带上向左运动时间

向右运动时间

C与传送带因摩擦而产生的总热量

25、如图（a），空间直角坐标系中，有一边长为L的正方体区域，其顶点分别是a、b、c、d、O、、、，其中a、、在坐标轴上，区域内（含边界）分布着电场或磁场。时刻，一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以初速度从a点沿ad方向射入区域，不计粒子重力。

（1）若区域内仅分布着沿y轴负方向的匀强电场，则粒子恰能从点离开区域，求电场强度E的大小；

（2）若区域内仅分布着方向垂直于平面向外的匀强磁场，则粒子恰能从边之间的e点离开区域，已知，求磁感应强度B的大小；

（3）若区域内仅交替分布着方向沿x轴负方向的磁场和沿y轴正方向的磁场，且磁感应强度和的大小随时间t周期性变化的关系如图（b）所示，则要使粒子从平面离开区域，且离开时速度方向与平面的夹角为，求磁感应强度大小的可能取值。

【答案】  （1）；（2）；（3）

【解析】（1）粒子恰能从点离开区域

解得

（2）粒子恰能从边之间的e点离开区域，根据几何关系

解得

根据

解得

（3）粒子运动周期

半径

（i）若粒子射出时与z轴负方向的夹角为60°，则粒子在正方体区域运动轨迹沿y轴负方向的俯视如答图2所示，沿x轴负方向的侧视如答图3所示，设粒子在平行于yOx平面内运动了n个半周期（答图2、答图3为n=3的情况），则根据答图2，x轴正方向

根据图3，y方向

因为y>L，故粒子无法到达平面，不合题意。

（i i）若粒子射出时与x轴正方向的夹角为60°，则粒子在正方体区城运动轨造沿y轴负方向的俯视如答图4所示，根据答图4，x轴正方向：

据答图3，y负方向

y=2nR（n=0，1，2，3.......）

因为y<L，故粒子能到达平面，符合题意。解得

预测四

24、如图所示，坐标系xOy的第一象限内有一条平行于x轴的虚线，与x轴的距离为L，在虚线与x轴之间的区域（包括x轴上）分布有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，在虚线上方足够大的区域内分布有竖直向下的匀强电场，一质量为、电荷量为q的带正电的粒子从坐标原点O沿x轴正向以某一速度射入磁场，从P（L，L）点第一次射入电场，当粒子在电场中的速度方向第一次沿x轴正方向时到达Q点（图中未标出），Q点到y轴的距离为2L。不计粒子的重力。求：

（1）粒子从O点射入时的速度v的大小；

（2）电场强度E的大小；

（3）粒子从O点到Q点的时间。

【答案】  （1）；（2）；（3）

【解析】（1）由几何关系可知粒子在磁场中运动时，速度方向偏转了，易得轨迹半径为

粒子在磁场中运动，由洛伦兹力充当向心力有

解得

（2）粒子进入电场中以后，竖直方向做匀减速直线运动，水平方向做匀速直线运动，进入电场时，水平方向的初速度和竖直方向的初速度分别为

，

由题意，设粒子在电场中的速度方向第一次沿x轴正方向时在电场中运动的时间为，水平方向的位移为

逆向思维，对竖直方向的初速度有

解得

，

（3）设粒子在磁场中运动的时间为，由（1）可知，粒子在磁场中转过了，根据粒子在磁场中运动的周期

可得

则粒子从O点到Q点的时间

25、如图甲所示，质量为m3＝4.0 kg的物块C与质量为m1＝1.0kg的长木板A放置在水平面上，两者之间有一被压缩的微型弹簧，长木板A的右端放置可视为质点的小物块B。t＝0时刻将压缩的微型弹簧释放，使A、C瞬间分离，两者获得的动能之和为10.0 J。在0.5 s时间内A、B的速度随时间变化的图像如图乙所示。已知A、C与水平面间的动摩擦因数均为，物块B未脱离长木板A。重力加速度g取10 m／s2。求：

（1）物块C在水平面上运动的距离；

（2）小物块B的质量；

（3）小物块B与长木板A之间因摩擦所产生的热量。

【答案】  （1）；（2）；（3）

【解析】（1）微型弹簧释放，A、C分离过程满足动量守恒

又

解得

，

C在水平面上运动时的加速度大小为

由得

（2）由乙图可知

，

AB之间的摩擦力为

对A由牛顿第二定律有

解得

（3）AB速度相等时有

解得

，

在此过程中AB之间的相对位移为

在速度相等之后，长木板A的加速度大于小物块B的加速度，长木板A的加速度大小

解得

此过程中AB的相对位移

小物块B与长木板A之间因摩擦所产生的热量