2022年高三物理复习压轴题 .pdf

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1、学习必备欢迎下载高三物理复习压轴题1、 （20 分）如下图所示，空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感强度大小为B边长为l 的正方形金属框abcd（下简称方框）放在光滑的水平地面上，其外侧套着一个与方框边长相同的U型金属框架MNPQ（仅有 MN 、NQ 、QP三条边，下简称U型框） ，U型框与方框之间接触良好且无摩擦两个金属框每条边的质量均为m ，每条边的电阻均为r（1）将方框固定不动，用力拉动U 型框使它以速度0v垂直 NQ边向右匀速运动，当U 型框的MP端滑至方框的最右侧（如图乙所示）时，方框上的bd 两端的电势差为多大?此时方框的热功率为多大 ? （2）若方框不固定，给

2、U型框垂直NQ边向右的初速度0v，如果 U型框恰好不能与方框分离，则在这一过程中两框架上产生的总热量为多少? （3） 若方框不固定， 给 U型框垂直 NQ边向右的初速度v （0vv） ， U型框最终将与方框分离如果从 U 型框和方框不再接触开始，经过时间t 后方框的最右侧和U 型框的最左侧之间的距离为 s求两金属框分离后的速度各多大2、(14 分 ) 长为 0.51m 的木板 A，质量为1 kg板上右端有物块B，质量为3kg. 它们一起在光滑的水平面上向左匀速运动. 速度 v0=2m/s. 木板与等高的竖直固定板C发生碰撞，时间极短，没有机械能的损失物块与木板间的动摩擦因数=0.5.g取 10

3、m/s2. 求: （1）第一次碰撞后，A、B共同运动的速度大小和方向（2）第一次碰撞后，A与 C之间的最大距离 （结果保留两位小数）（3） A与固定板碰撞几次，B可脱离 A板3、如图10 是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置，M为半径为1.0Rm、固定于竖直平面内的14光滑圆弧轨道， 轨道上端切线水平，N为待检验的固定曲面，该曲面在竖直面内的截面为半径0.69rm的14圆弧，圆弧下端切线水平且圆心恰好位于M轨道的上端点，M的下端相切处置放竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量0.01mkg的小钢珠，假设某次精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - -

4、 -第 1 页，共 10 页学习必备欢迎下载发射的钢珠沿轨道恰好能经过M的上端点，水平飞出后落到N的某一点上，取210/gm s，求： （ 1）发射该钢珠前，弹簧的弹性势能pE多大？（ 2）钢珠落到圆弧N上时的速度大小Nv是多少？（结果保留两位有效数字）4（10 分）建筑工地上的黄沙堆成圆锥形，而且不管如何堆其角度是不变的。若测出其圆锥底的周长为125m ，高为 15m ，如图所示。（1）试求黄沙之间的动摩擦因数。（2）若将该黄沙靠墙堆放，占用的场地面积至少为多少？5（16 分）如图 17 所示，光滑水平地面上停着一辆平板车，其质量为2m ，长为 L，车右端（ A点）有一块静止的质量为m的小金

5、属块金属块与车间有摩擦，与中点C 为界， AC 段与 CB段摩擦因数不同现给车施加一个向右的水平恒力，使车向右运动，同时金属块在车上开始滑动，当金属块滑到中点C 时，即撤去这个力已知撤去力的瞬间，金属块的速度为v0，车的速度为2v0，最后金属块恰停在车的左端（B点） 。如果金属块与车的AC段间的动摩擦因数为1，与 CB段间的动摩擦因数为2，求1与2的比值F A C B L 图 17 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 10 页学习必备欢迎下载6(18 分 ) 如图 10 所示 , 空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场,

6、左侧匀强电场的场强大小为 E、方向水平向右，其宽度为L；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外；右侧匀强磁场的磁感应强度大小也为B、方向垂直纸面向里。一个带正电的粒子（质量 m,电量 q, 不计重力）从电场左边缘a 点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到了a 点，然后重复上述运动过程。（图中虚线为电场与磁场、相反方向磁场间的分界面，并不表示有什么障碍物）。（1）中间磁场区域的宽度d 为多大；（2）带电粒子在两个磁场区域中的运动时间之比；（3）带电粒子从a 点开始运动到第一次回到a 点时所用的时间t. 7 （20 分）如图 10 所示， abcd 是一个正方

7、形的盒子，在cd 边的中点有一小孔e，盒子中存在着沿 ad 方向的匀强电场，场强大小为E。一粒子源不断地从a 处的小孔沿ab 方向向盒内发射相同的带电粒子，粒子的初速度为v0，经电场作用后恰好从e 处的小孔射出。现撤去电场，在盒子中加一方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B（图中未画出） ，粒子仍恰好从 e 孔射出。（带电粒子的重力和粒子之间的相互作用力均可忽略）（1） 所加磁场的方向如何？(2) 电场强度E与磁感应强度B的比值为多大？8 （8 分）如图所示，水平轨道与直径为d=0.8m 的半圆轨道相接，半圆轨道的两端点A、B连线是一条竖直线，整个装置处于方向水平向右，大小为103V/m

8、 的匀强电场中，一小球质量m=0.5kg, 带有q=510-3C 电量的正电荷，在电场力作用下由静止开始运动，不计一切摩擦，g=10m/s2，（1）若它运动的起点离A为 L，它恰能到达轨道最高点B，求小球在B点的速度和L 的值（2）若它运动起点离A为 L=2.6m，且它运动到B点时电场消失，它继续运动直到落地，求落地点与起点的距离9（8 分）如图所示，为某一装置的俯视图，PQ 、MN为竖直放置的很长的平行金属板，两板间有匀强磁场，其大小为B，方向竖直向下金属棒搁置在两板上缘，并与两板垂直良好接触现有质量为m ，带电量大小为q，其重力不计的粒子，以初速v0 水平射入两板间，问：精选学习资料 -

9、- - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 10 页学习必备欢迎下载（1）金属棒AB应朝什么方向，以多大速度运动，可以使带电粒子做匀速运动？（2）若金属棒的运动突然停止，带电粒子在磁场中继续运动， 从这刻开始位移第一次达到mv0/qB 时的时间间隔是多少？（磁场足够大）10（14 分）如图所示，物块A 的质量为M ，物块 B、C 的质量都是m ，并都可看作质点，且mM 2m 。三物块用细线通过滑轮连接，物块 B与物块 C的距离和物块C到地面的距离都是L。现将物块A下方的细线剪断，若物块A距滑轮足够远且不计一切阻力。求：（1）物块 A上升时的最大速度；

10、（2）物块 A上升的最大高度。11 （12 分）如图，在竖直面内有两平行金属导轨AB 、CD 。导轨间距为L，电阻不计。一根电阻不计的金属棒ab 可在导轨上无摩擦地滑动。棒与导轨垂直，并接触良好。导轨之间有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感强度为B。导轨右边与电路连接。电路中的三个定值电阻阻值分别为 2R、R和 R。在 BD间接有一水平放置的平行板电容器C，板间距离为d。（ 1）当 ab 以速度v0 匀速向左运动时，电容器中质量为m的带电微粒恰好静止。试判断微粒的带电性质，及带电量的大小。（ 2）ab 棒由静止开始，以恒定的加速度a 向左运动。讨论电容器中带电微粒的加速度如何变化。（设带电微粒始终未

11、与极板接触。）V0 M B N P Q A A C B LL精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 10 页学习必备欢迎下载2220011637227Qmvmvmv分析与解答1、解： 第（1）问 8 分，第（ 2）问 6 分，第（ 3）问 6 分，共 20 分解: （1）U型框向右运动时，NQ边相当于电源，产生的感应电动势0EBlv当如图乙所示位置时，方框bd 之间的电阻为3334bdrrRrrrU 型框连同方框构成的闭合电路的总电阻为1534dbRrRr闭合电路的总电流为0415BlvEIRr根据欧姆定律可知，bd 两端的电势

12、差为：05bdbdBlvUIR方框中的热功率为2 2202475B l vbdrbdUPR（ 2）在 U型框向右运动的过程中，U型框和方框组成的系统所受外力为零，故系统动量守恒，设到达图示位置时具有共同的速度v，根据动量守恒定律03(34)mvmm v解得：037vv根据能量守恒定律，U型框和方框组成的系统损失的机械能等于在这一过程中两框架上产生的热量，即（3）设 U型框和方框不再接触时方框速度为1v，U型框的速度为2v，根据动量守恒定律，有12343mvmvmv两框架脱离以后分别以各自的速度做匀速运动，经过时间t 方框最右侧和U 型框最左侧距离为 s，即21()vv ts联立以上两式，解得：

13、13()7svvt；214(3)7svvt2(14 分) 分析与解答：解： （1）以 A、 B整体为研究对象，从A与 C碰后至 AB有共同速度v，系统动量守恒选向左为正方向：（）（）mvm v=mmvA0B0AB（2）以 A为研究对象，从与C碰后至对地面速度为零，受力为f ，位移为s 即最大位移精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 10 页学习必备欢迎下载gmfB）（20021vmfsAms13.0得（ ）第一次与碰后至有共同速度，在上相对于滑行3ACABvBAAL1（）（）解得第二次与碰后至有共同速度，在上相对于滑行（）（）

14、fLmmvvLmACABvBAALmvmvmmvABABAB120212120 4.（）（ ）解得fLmmvvLmAB22221201 .mmLLL51.0525.0321即三次碰撞后B可脱离 A板3解： （1）设钢珠在M轨道最高点的速度为v，在最高点，由题意2vmgmR 2分从发射前到最高点，由机械能守恒定律得：212pEmgRmv 2分（ 2）钢珠从最高点飞出后，做平抛运动xvt。 。 。 。 。 。 。 1分212ygt。 。 。 。 。 。 。 。 。 1 分由几何关系222xyr。 。 。 。 。 。 。2 分从飞出M到打在N得圆弧面上，由机械能守恒定律：221122Nmgymvmv

15、。 2 分联立、解出所求5.0/Nvm s 1分4 解：（1） 沙堆表面上的沙粒受到重力、弹力和摩擦力的作用而静止，则sincosfmgFmg所以2tan0.75hhRl，37（称为摩擦角）（2）因为黄沙是靠墙堆放的，只能堆成半个圆锥状，由于体积不变，不变，要使占场地面积最小，则取 Rx为最小，所以有xxhR， 根据体积公式， 该堆黄沙的体积为231134VR hR，因 为 靠 墙 堆 放 只 能 堆 成 半 个 圆 锥 ， 故318xVR， 解 得32xRR， 占 地 面 积 至 少 为212xxSR=324m2 9 97m2 mLvvmmfLvmmvmvmLAABvABCABABABA02

16、5. 021.32233解得）（）（）（滑行上相对于在，仍能有共同速度碰后与若假定第三次精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 10 页学习必备欢迎下载5解： 设水平恒力F 作用时间为t1 对金属块使用动量定理Ft1=mv0-0 即: 1mgt1=mv0 得 t1=01vg对小车有（ F-F）t1=2m2v0 0，得恒力F=51mg 金属块由AC 过程中做匀加速运动，加速度a1=Fm=gmmg11小车加速度11215222FFmgmgagmm金属块与小车位移之差22202 11 1111111(2)()222vsa ta tgg

17、g而2Ls，201vgL从小金属块滑至车中点C开始到小金属块停在车的左端的过程中，系统外力为零，动量守恒，设共同速度为v，由 2m 2v0+mv0= （ 2m+m ） v，得 v=35v0由能量守恒有22200011152(2)3()22223Lmgmvmvmv得20223vgL23216. 解： （1）带正电的粒子在电场中加速，由动能定理得212qELmv2qELvm在磁场中偏转， 由牛顿第二定律得2vqvBmr12mvmELrqBBq可见在两磁场区域粒子运动的半径相同。如右图，三段圆弧的圆心组成的三角形123O O O是等边三角形，其边长为2r 16sin602mELdrBq(2) 带电粒

18、子在中间磁场区域的两段圆弧所对应的圆心角为：1602120，由于速度v相同，角速度相同，故而两个磁场区域中的运动时间之比为：523001202121tt（3）电场中，12222vmvmLtaqEqE中间磁场中，qBmTt32622右侧磁场精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 10 页学习必备欢迎下载中,35563mtTqB则1232723mLmttttqEqB7解：（1) 根据粒子在电场中的偏转方向，可知粒子带正电，再根据左手定则判断，磁场方向垂直于纸面向外。（4 分）(2) 设带电粒子的电量为q，质量为m ，盒子的边长为l

19、，粒子在电场中沿ad 方向的位移为l ，沿 ab 方向的位移为2l，得20122Eqllmv，解得匀强电场的场强为208 mvEql（5 分）带电粒子在磁场中作匀速圆周运动，轨道半径为R，根据牛顿第二定律得2vqvBmR解得0mvRBq根据如图的几何关系2222llRR解得轨道半径为58Rl解得磁场的磁感应强度085mvBql（ 9分）因此解得05EvB（2 分）8解：（1）因小球恰能到B点，则在B点有22dmvmgBm/s22gdvB小球运动到B的过程，由动能定理221BmvmgdqEL（1 分）m145212qEmgdqEmgdmvLB（1 分）（2）小球离开B点，电场消失，小球做平抛运动

20、，设落地点距B点距离为s，由动能定理小球从静止运动到B有221BvmmgdLqEm/s2422mmgdLqEvB（2 分）221gtds4.02gdtm258tvxBm4 .222xds（ 2分）9解：（1）粒子匀速运动，所受电场力与洛伦兹力等大反向，则金属棒B端应为高电势，即金属棒应朝左运动（1 分）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 10 页学习必备欢迎下载设 AB棒的速度为v，产生的电动势Bdv（1 分）板间场强BvdE（ 1 分）粒子所受电场力与洛伦兹力平衡0BqvEq（1 分）有0vv（1 分）（2）金属棒停止运动

21、，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，当位移为RBqmv0时，粒子转过的角度为3（1 分）设粒子运动时间为t，有23Tt（1 分）BqmTt361（1 分）10解： (1)A 、B、C三物体系统机械能守恒。B、C下降 L，A上升 L 时， A的速度达到最大。2mgL MgL=21(M+2m)V2 2分 V=MmgLMm2)2(2 2分(2) 当 C着地后， A、B二物体系统机械能守恒。B恰能着地，即B物体下降L 时速度为零。 MgLmgL =21(M+m)V2 2分将 V代入，整理后得：M=2m 1分若 M 2m ，B物体将不会着地。Mgh mgh =21(M+m)V2 1分 h =gmM)(2m

22、)V(M2 1分 HL = L + h = L +gmM)(2m)V(M2 1分若 M =2m ，B恰能着地， A物体再上升的高度等于L。 H2 = 2L ； 若 M 2m ，B物体着地后， A还会上升一段。Mg Lmg L =21(M+m)（V2v2） 1 分 V2 =)2)()2(422MmMmgLMm 1分h=gv22=)2)()2(222MmMmLMm 1分 H3 = 2L + h = 2L +)2)()2(222MmMmLMm 1分11解：（1）棒匀速向左运动，感应电流为顺时针方向，电容器上板带正电。微粒受力平衡，电场力方向向上，场强方向向下微粒带负电（1 分）mg =qdUc（1 分） Uc=IR （1 分）REI3（1 分） E = Blv0（1 分）由以上各式求出精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 10 页学习必备欢迎下载03Blvmgdq（2）经时间t0，微粒受力平衡mg =qdUc（1 分）031BlatUc（1 分）求出Blaqmgdt30或avt00（1 分）当 t t0时， a3 =tmdBlaq3 g ，越来越大，加速度方向向上（1 分）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 10 页