高考物理難題匯編含規(guī)范標準答案

1、高考物理難題集錦(一)1、如圖所示，在直角坐標系 xoy平面的第n象限內(nèi)有半徑為 R的圓O分別與x軸、y軸相切于C (-R 0)、D (0, R)兩點，圓O內(nèi)存在垂直于xOy平面向外的勻強磁場，磁感應強度為B.與y軸負方向平行的勻強電場左邊界與y軸重合，右邊界交x軸于G點，一帶正電的粒子 A (重力不計)電荷量為q、質(zhì)量為m以某一速率垂直于x軸從C點射入磁場，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)恰好從 D點進入電場，最后從 G點以與x軸正向夾角為45的方向射 出電場.求：2、如圖所示，光滑絕緣水平面的上方空間被豎直的分界面MN隔成兩部分，左側(cè)空間有一水平向右的勻強電同二些場，場強大小中，右側(cè)空間有長為 R= 0.114

2、m的絕緣輕繩，繩的一端固定于 O點，另一端拴一個質(zhì)量為 mWB在豎直面內(nèi)沿順時針方向做圓周運動，運動到最低點時速度大小 VB=10m/s (小球B在最低點時與地面接觸但無彈力)。在MN&側(cè)水平面上有一質(zhì)量也為mi帶電量為+9的小球A某時刻在距 MNFF面L位置由靜止釋放，恰能與運動到最低點的 B球發(fā)生正碰，并瞬間粘合成一個整體 Q2.(取 g= 10m/s )(1)如果L=0.2m,求整體C運動到最高點時的速率。(結(jié)果保留1位小數(shù))B重力的多少倍？(結(jié)果取整數(shù))(2)在(1)條件下，整體 C在最高點時受到細繩的拉力是小球(3)若碰后瞬間在 MN的右側(cè)空間立即加上一水平向左的勻強電場，場強大小&

3、 = 2幣我1 ,當l滿足什么條件時，整體C可在豎直面內(nèi)做完整的圓周運動。(結(jié)果保留1位小數(shù))3、如右圖甲所示，間距為d的平行金屬板 MNI一對光滑的平行導軌相連，平行導軌間距L=d/2, 一根導體棒ab 以一定的初速度向右勻速運動，棒的右側(cè)存在一個垂直紙面向里，大小為B的勻強磁場。棒進入磁場的同時，粒子源P釋放一個初速度為 0的帶電粒子，已知帶電粒子質(zhì)量為m電量為q.粒子能從N板加速到M板，并從M板上的一個小孔穿出。在板的上方，有一個環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在大小也為B,垂直紙面向外的勻強磁場。已知外圓半徑為2d,里圓半徑為d.兩圓的圓心與小孔重合(粒子重力不計)(1)判斷帶電粒子的正負，并求當ab棒的

4、速度為V。時，粒子到達 M板的速度v；(2)若要求粒子不能從外圓邊界飛出，則V0的取值范圍是多少?qRd(3)若棒ab的速度V0只能是 加，則為使粒子不從外圓飛出，則可以控制導軌區(qū)域磁場的寬度S (如圖乙所示)，那該磁場寬度 S應控制在多少范圍內(nèi)4、如圖21所示，兩根金屬平行導軌 M港口 PQ放在水平面上，左端向上彎曲且光滑，導軌間距為L,電阻不計。水平段導軌所處空間有兩個有界勻強磁場，相距一段距離不重疊，磁場I左邊界在水平段導軌的最左端，磁感強度大小為B,方向豎直向上；磁場H白磁感應強度大小為2B,方向豎直向下。質(zhì)量均為 m電阻均為R的金屬棒a和b垂直導軌放置在其上， 金屬棒b置于磁場n的右

5、邊界 CD處。現(xiàn)將金屬棒a從彎曲導軌上某一高處由 靜止釋放，使其沿導軌運動。設兩金屬棒運動過程中始終與導軌垂直且接觸良好。(1)若水平段導軌粗糙， 兩金屬棒與水平段導軌間的最大摩擦力均為5 mg將金屬棒a從距水平面高度h處由靜止釋放。求：a剛進入磁場I時，通過金屬棒 b的電流大??；?若金屬棒a在磁場I內(nèi)運動過程中，金屬棒b能在導軌上保持靜止，通過計算分析金屬棒a釋放時的高度h應滿足的條件；(2)若水平段導軌是光滑的，將金屬棒a仍從高度h處由靜止釋放，使其進入磁場I。設兩磁場區(qū)域足夠大，求金屬棒a在磁場I內(nèi)運動過程中，金屬棒 b中可能產(chǎn)生焦耳熱的最大值。5、如圖所示，有一質(zhì)量為M=2kg的平板小

6、車靜止在光滑的水平地面上，現(xiàn)有質(zhì)量均為 m=1kg的小物塊A和B(均可視為質(zhì)點)，由車上 P處分別以初速度 v1=2m/s向左和v2=4m/s向右運動，最終 A B兩物塊恰好停在小車兩 端沒有脫離小車。已知兩物塊與小車間的動摩擦因數(shù)都為科=0.1 ,取 g=10m/s2。求：p一一山I(1)小車的長度 L;(2) A在小車上滑動的過程中產(chǎn)生的熱量；(3)從A、B開始運動計時，經(jīng) 5s小車離原位置的距離。6、如圖甲所示，光滑的平行金屬導軌水平放置，導軌間距為 l ,左側(cè)接一阻值為 R的電阻。在MNW PQ之間存 在垂直軌道平面的有界勻強磁場，磁場寬度為do 一質(zhì)量為m的金屬棒ab置于導軌上，與導

7、軌垂直且接觸良好，不計導軌和金屬棒的電阻。金屬棒ab受水平力F=&TH+L4 (N)的作用，其中x為金屬棒距 MN的距離，F(xiàn)與x的關系如圖乙所示。 金屬棒ab從磁場的左邊界由靜止開始運動，通過電壓傳感器測得電阻 R兩端電壓隨時間均勻增大。已知 l = 1m m= 1kg, R= 0.5W, d=1m)問：(1)金屬棒剛開始運動時的加速度為多少？并判斷該金屬棒在磁場中做何種運動。(2)磁感應強度 B的大小為多少？爐廠V = Vo S(3)若某時刻撤去外力 F后棒的速度v隨位移s的變化規(guī)律滿足陽氏(V0為撤去外力時的速度，s為撤去外力F后的位移)，且棒運動到 PQ處時恰好靜止，則外力 F作用的時間

8、為多少？(4)在(3)的情況下，金屬棒從 MN!動到PQ的整個過程中左側(cè)電阻 R產(chǎn)生的熱量約為多少？7、如圖，光滑的平行金屬導軌水平放置，導軌間距為 直軌道平面向下的有界勻強磁場，磁感應強度大小為L,左側(cè)接一阻值為 R的電阻。矩形區(qū)域 abfe內(nèi)存在垂Bo導軌上ac段和bd段單位長度的電阻為r0,導軌其余部分電阻不計，且 ac=bd=x1。一質(zhì)量為m,電阻不計的金屬棒 MN置于導軌上，與導軌垂直且接觸良好。金屬棒 受到一個水平拉力作用，從磁場的左邊界由靜止開始作勻加速直線運動，加速度大小為a。棒運動到cd處撤去用=%式外力，此后棒的速度 vt隨位移x的變化規(guī)律滿足吟 ,且棒在運動到磁場右邊界

9、ef處恰好靜止。求:(1)用法拉第電磁感應定律導出本題中金屬棒在區(qū)域abdc內(nèi)切割磁感線時產(chǎn)生的感應電動勢隨時間t變化的表達式；(2) df的長度x2應滿足什么條件；(3)金屬棒運動過程中流過電阻R的最大電流值和最小電流值。8、如圖，凹槽水平底面寬度s=0.3m,左側(cè)高度H=0.45m,右側(cè)高度h=0.25m。凹槽的左側(cè)直面與光滑的水平面BC相接，水平面左側(cè)與水平傳送帶AB相接且相切，凹槽右側(cè)豎直面與平面MNf接。傳送帶以/ = 2 m/s速度轉(zhuǎn)動，將小物塊R輕放在傳送帶的 A端，R通過傳帶后與靜置于 C 點的小物塊P2發(fā)生彈性碰撞。P2的質(zhì)量m=1kg,Pi的質(zhì)量是P2質(zhì)量 的k倍(已知重力

10、加速度 g=10m/s2, R與傳送帶間的動摩擦因素“=0.2, L=i.5m 不計空氣阻力。)(1)求小物塊Pi到達B點時速度大??；(2)若小物塊P2碰撞后第一落點在 M點，求碰撞后F2的速度大??；Ks5u(3)設小物塊P2的第一落點與凹槽左側(cè)豎直面的水平距離為x,試求x的表達式。9、如圖，MN PQ為固定在同一豎直平面內(nèi)的兩根水平導軌，兩導軌相距d=10cm導軌電阻不計。ab、ef為兩根金屬棒，ab的電阻R=0.4 Q,質(zhì)量m=1kg, ef的電阻R2=0.6質(zhì)量m=2kg。金屬棒ab豎直立于兩導軌間，可沿著導軌在水平方向平動。金屬棒ef下端用錢鏈與導軌 PQ鏈接，可在兩導軌間轉(zhuǎn)動，ef的

11、上端與導軌 MN的下表面搭接，金屬棒 ef與導軌成60。角。兩棒與導軌保持良好接觸，不計各處摩擦。整個裝置處在磁感應 強度B=1T、方向垂直于導軌白水平磁場中。t=0時起，給金屬棒 ab施加一水平向左的力 F1,使金屬棒ab向左運動，同時給金屬棒 ef的上端施加一垂直于 ef斜向上的力F2 (F2在圖示豎直平面內(nèi))，E隨時間的變化滿足：F2= (0.01t+5) N,在金屬棒ab向左運動的過程中，金屬棒 ef與導軌MN呆持搭接但恰好無壓力。重力加速度 g 2取10m/s 。試求：(1)金屬棒ab的速度隨時間變化的關系式，并說明其運動性質(zhì)。(2)在05s內(nèi)，通過金屬棒 ab的電量。(3)第5s末

12、，F(xiàn)i的瞬時功率。10、如圖所示，兩平行的光滑金屬導軌安裝在一傾角為a的光滑絕緣斜面上，導軌間距為L,電阻忽略不計且足夠長，一寬度為 d的有界勻強磁場垂直于斜面向上，磁感應強度為B。另有一長為2d的絕緣桿將一導體棒和一邊長為d (d一 .1-：一乂、5碰撞由動量守恒，有：附為一帆。=加%（2分）解得共同速度：也 印小心,方向向左設整體C在最高點速度為 u；,由機械能守恒：x 27J = -X - v?工M2切2，2 產(chǎn)（2分）反=3 A mjs一十 T + 2wsg= 2 刑一 （2）由牛頓第二定律：R解得受到的拉力：T = 18mg即為小球B重力的18倍。（2分）（3） MN側(cè)空間加上一水平

13、向左的勻強電場鳥后，整體C受到重力和電場力的合力為：心血而4儂，（1分）設合力方向與豎直方向間的夾角為日，如圖，則有tand = ）= g物 ，所以，白=襯（1分）整體C做完整圓周運動的條件是：在Q點繩的拉力滿足： 耳之。設此時整體C在Q點的速度為此 3,0m_/s乂、5碰撞由動量守恒，有：僧心一而n=2次畛（1分） 若碰后整體C方向向左，取最小鹿/后，得：% Om/客由 二 72d 得: 12.8m（2分）所以，工滿足的條件是：E0。芝m或上士12.gm（1分） 3、解：（1）根據(jù)右手定則知，a端為正極，故帶電粒子必須帶負電（1分）n dS j v（）對于粒子，據(jù)動能定理:（2分）（1分）A

14、b棒切割磁感線，產(chǎn)生的電動勢2（2分）（2）要使粒子不從外邊界飛出，則粒子最大半徑時的軌跡與外圓相切根據(jù)幾何關系：（2一尸?三戶+不即4（2分）（2分）9 qBd% =聯(lián)立可得1 &陽 （1分）9 qBd小三故ab棒的速度范圍：16桁 （1分）._ qBd 9 qBd% （3）煙 18 雨，故如果讓粒子在 MN間一直加速，則必然會從外圓飛出，所以如果能夠讓粒子在 MN間只加速一部分距離，再勻速走完剩下的距離，就可以讓粒子的速度變小了。 （1 分）設磁場寬度為 So時粒子恰好不會從外圓飛出，此情況下3qBd =3 =由可得粒子射出金屬板的速度4演 （2）（1分）粒子的加速度：解得:=i 串=d對

15、于棒ab： S）-（1分）故磁場的寬度應2（ 1分）4、解:(1)金屬棒在彎曲光滑導軌上運動的過程中，機械能守恒，設其剛進入磁場I時速度為v0,產(chǎn)生的感應電動勢為E,電路中的電流為I由機械能守恒/ =感應電動勢E=BLv0,對回路 ，二:解得：1=對金屬棒b:所受安培力F=2BIL近戶丁又因I = 工_金屬棒b棒保持靜止的條件為F 1 .- = ( 2m可得s3=1.5m故小車的車長L=s1+s2+ s3=9.5m(2)由于A滑到相對小車靜止以后，它隨小車一起運動。故C點距小車左端的距離為s1=2m:2J(3)小車和A在摩擦力作用下做加速運動，由牛頓運動定律心 mg= (m+M)a10_1加常

16、可得小車運動的加速度小車加速運動的時間為可得所以經(jīng)5s小車離原位置有1 3t3 ，小車勻速運動的時間為t4v=a1t3t3 = 1.5st4= (5-2-1.5)s=1.5sI V5 =丁+心s= 1,12 5m6、解：(1)金屬棒剛開始運動時x=0,且v=0,不受安培力作用，所以此時所受合外力為F=70.2x+ 0.4 =o.4n ,F0,4= 由牛頓第二定可得a= 1m/s2=0.4m/s2(2 分)依題意，電阻R兩端電壓隨時間均勻增大，即金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的電動勢隨時間均勻增大，根據(jù)二Bk ,可知金屬棒的速度隨時間均勻增大，所以金屬棒做初速度為零的勻加速運動。（不需要說明理由，只要得出

17、結(jié)論即給分）（1分）（2）金屬棒做初速度為零，加速度為a=0.4m/s 2的勻變速運動，則V =（1分）由牛頓第二定可知：用9一=附S星，（1分）又 f= J0.2X+ 0,4 ,用限-+ 0.4代入得：所以Joj .= 0五（1分）解得:（1分）【得出、式后，也可根據(jù)圖像中的數(shù)據(jù)點求解：從圖乙可知，當 x=0.8m時，F(xiàn)=0.8N,代入式有巾 v 1 口 0 g：Hz 乂凡4 MOR = 1 X 0.40-5（1分）解得：B=0.5T（1分）】1x= at(3)設外力F作用的時間為t,則力F作用時金屬棒運動距離：2廿二 此 -$撤去外力后金屬棒mR ,到PQ恰好靜止，所以 v=0, v)=a

18、t,得撤去外力后金屬棒運動距離:因此2 爐產(chǎn)（2分）0,解得（2分）代入相關數(shù)值，得 0.2 12+0.8 t-11s(4)力F作用時金屬棒運動距離:at23 = IxO,4x l3m = 0.2m2（1分）由F-x圖可知圖線與橫、縱坐標軸所圍面積代表在此過程中外力（0.1J-0.11J）F做的功 W,通過數(shù)格子可知 W約為0.11J(1分)金屬/II從 MNFF始運動到 PQ邊靜止，由動能定理得：W+W = 0所以電阻R產(chǎn)生的熱量 =VF=0.11JQ=-W安（1分）7、(1)導體MN向右切割磁感線運動的速度 =醛,在極短時間 卜士內(nèi)導體MNg；動的距離是 上 ,穿過回路的磁通量的變化量為也

19、=3Asl = 83 &), (2分)C j.二=BLv= BLat；（2 分）（2）耳=J2j（1分）= a 工一師加建+ 2弓再）代入：順自，得：2爐舊；（2分）（3）在df段：速度減小，感應電動勢減小且回路總電阻恒定，所以感應電流減小，當速度減為零時，感應電流也為零，即電流最小值為零；或當 t=0時電流最小值為零；（2分）在bd段：BLat衣+ 2為-,以（2分）最大電流值討論:8、解：（1）若Pi從A點滑至B點過程中一直加速，根據(jù)動能定理有:Ks5u （ 2 分）解得在B點的速度 % = /晟 =m/s 口口 = 2 m/s （i分）說明P從A點滑至B點是先加速后勻速，則 Pi到達B點

20、時速度大小為：“史一 m/s （1 分）（2）小球P2從B點到M點，根據(jù)平拋運動規(guī)律有：產(chǎn)凰 as2得下落時間* 旦（2分）（2分）由d =解得小球P從C點拋出時的速度 % =1.5m/s（2分）(3)根據(jù)動量守恒定律有：k限 =胸1U +幽內(nèi)1分）1 , a U i 1。三尢班u總=根據(jù)能量守恒有：二-1分）解得:2k5=3歸十一1分）若P2落在MNK平面，則Uq之3以ic 解得 -分)3上至一 工=%即當 5時，41fc5（4+ D1分）當B落在凹槽底面時，落地時間絲=。.上1分）7口分)最大拋出速度 二分)所以若P2落在凹槽底面時，則 /工即當0彳=3時，1分）當-5時，B落在右側(cè)豎直面上，故（1分）9、解:(1)金屬棒ab、ef受到的安培力大小