上海市各地區(qū) 高考物理模擬（二模）題按題型分類匯編-04解答題2

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁高考物理模擬（二模）題按題型分類匯編-04解答題2一、解答題1．（上海市徐匯區(qū)2022-2023學年高三下學期等級考模擬質(zhì)量調(diào)研（二模）物理試題）如圖所示，平行長直金屬導軌MN、PQ固定在同一水平面內(nèi)，兩導軌間距L=1m，左端接有阻值R=4Ω的定值電阻。導軌間存在垂直導軌平面的勻強磁場，磁感強度B=0.5T。質(zhì)量m=0.5kg的導體棒ab垂直導軌放置，以v0=4m/s的初速度沿導軌向右滑行s=1.5m后減速到零?；羞^程中導體棒與導軌始終接觸良好，導體棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，不計導體棒與導軌電阻，重力加速度g取10m/s2。（1）求v0=4m/s時導體棒ab上電流I0的大?。唬?）定量分析ab滑行過程中整個裝置內(nèi)的能量轉(zhuǎn)化情況；（3）求導體棒滑行過程中最大加速度a的大小。2．（上海市徐匯區(qū)2022-2023學年高三下學期等級考模擬質(zhì)量調(diào)研（二模）物理試題）如圖（i）所示，真空中兩正點電荷A、B固定在x軸上，其中A位于坐標原點。一質(zhì)量為m、電量為q（電量遠小于A、B）的帶正電小球a僅在電場力作用下，以大小為v0的初速度從x=x1處沿x軸正方向運動。取無窮遠處勢能為零，a在A、B間由于受A、B的電場力作用而具有的電勢能Ep隨位置x變化關(guān)系如圖（ii）所示，圖中E1、E2均為已知，且a在x=x2處受到的電場力為零。（1）求A、B兩電荷電場在與兩點間的電勢差U12；（2）比較A、B兩電荷電量QA、QB的大小關(guān)系；（3）求a在A、B間運動過程中最大速度v的大??；（4）如圖（iii）所示，若一探測器從地球飛往月球，僅考慮地球與月球?qū)μ綔y器的引力作用，試從受力與能量的角度比較該探測器的運動與a在A、B間的運動的類似之處（至少寫出三點）；并在圖（iv）中定性畫出探測器在地、月共同作用下所具有的勢能Ep隨探測器與月球間距離x變化的關(guān)系圖線（取無窮遠處勢能為零）。3．（上海市崇明區(qū)2022-2023學年高三下學期等級考第二次模擬考試物理試題）如圖所示，豎直平面內(nèi)的固定軌道ABC由長為L的水平軌道AB和光滑的四分之一圓弧軌道BC組成，AB和BC在B處相切。一質(zhì)量為m的運動員踩著滑板從A端以初速度v0沖上水平軌道AB，沿軌道恰滑至C端，又沿CB弧滑下后停在水平軌道AB的中點。不計空氣阻力，重力加速度為g。求：（1）運動員在水平軌道的加速度a大??；（2）運動員滑到B處時的速度v大??；（3）圓弧軌道的半徑R；（4）若增大運動員的初速度，沖上軌道后可以達到的最大高度是，分析說明他能否停在水平軌道AB上。4．（上海市崇明區(qū)2022-2023學年高三下學期等級考第二次模擬考試物理試題）如圖所示，一傾角的光滑固定斜面的頂端放有質(zhì)量kg的電阻不計的U形導體框。一阻值Ω、質(zhì)量kg的金屬棒CD的兩端置于導體框上，與導體框構(gòu)成矩形回路CDEF，EF與斜面底邊平行，長度m。初始時CD與EF相距m，金屬棒與導體框同時由靜止開始下滑，金屬棒下滑距離m后進入一方向垂直于斜面向上的磁感應強度大小T的有界勻強磁場，磁場邊界（圖中虛線）與斜面底邊平行。金屬棒在磁場中做勻速運動，直到離開磁場區(qū)域。當金屬棒離開磁場的瞬間，導體框的EF邊恰好進入磁場，并在勻速運動一段距離后開始加速。已知金屬棒與導體框之間始終接觸良好。重力加速度m/s2，，。（1）寫出金屬棒在磁場中運動時棒中的感應電流的方向；（2）求金屬棒在磁場中運動時所受的安培力；（3）求金屬棒與導體框之間的動摩擦因數(shù)；（4）求導體框在磁場中勻速運動過程中克服安培力做的功。5．（2023屆上海市寶山區(qū)高三下學期二模物理試題）在海濱游樂場有一種滑沙的娛樂活動。如圖所示，人坐在滑板上從斜坡上離地高24m的A點，由靜止開始下滑，滑到斜坡底端B點后，沿水平滑道BC繼續(xù)滑行。斜坡滑道與水平滑道間是平滑連接的，滑板與兩滑道間的動摩擦因數(shù)均為0.5，斜坡傾角θ＝37°，不計空氣阻力，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。（1）求人在斜坡上下滑時的加速度大??；（2）若人和滑板的總質(zhì)量為60kg，求它們從A點滑到B點過程中損失的機械能；（3）為了確保人身安全，水平滑道BC至少應該多長？6．（2023屆上海市寶山區(qū)高三下學期二模物理試題）如圖所示，處于勻強磁場中水平放置的兩根足夠長、電阻不計的平行光滑金屬導軌MN和PQ相距L＝0.5m。導體棒ab、cd與軌道垂直并保持良好接觸，它們分別在大小相等、方向垂直導體棒的外力F作用下，沿著導軌各自朝相反方向，以速度v0勻速運動。導軌上接就有阻值為1Ω的電阻R，在其兩端接有電壓表V，此時電壓表V的讀數(shù)為0.2V。已知導體棒ab、cd的電阻r均為0.5Ω，它們的質(zhì)量m均為0.2kg，勻強磁場磁感應強度的大小B＝1T、方向與導軌平面垂直。（1）問導體棒ab中的感應電流方向怎樣？（2）求導體棒ab兩端的電壓U；（3）求外力F的功率P；（4）問：若將作用在導體棒ab、cd上的外力F都撤去，則導體棒ab通過的最大位移s是多少？7．（2023屆上海市閔行區(qū)高三下學期二模物理試題）如圖（a），豎直平面內(nèi)有軌道ABC，AB段是半徑為R=5m的光滑圓弧，BC段是長為s=25m的粗糙水平軌道。質(zhì)量m=0.5kg的物塊由A點靜止釋放，恰好運動到C點停止。求：（1）運動到B點時，物塊的速度vB的大?。唬?）離開圓弧軌道前一瞬間，物塊對軌道的壓力大?。唬?）物塊和軌道BC段間的動摩擦因數(shù)；（4）如圖（a）所示，以A點的水平位置為坐標原點O，以水平向右為正方向，建立Ox軸。以BC為零勢能面，在圖（b）中畫出物塊機械能E隨水平位置x變化的圖。8．（2023屆上海市閔行區(qū)高三下學期二模物理試題）如圖（a），豎直放置足夠長的光滑平行金屬導軌，導軌間距L=1m，上端用阻值為R=10Ω的電阻相連。整個裝置處于磁感應強度B=1T的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向內(nèi)。質(zhì)量為m=0.5kg，電阻不計的金屬棒ab從軌道底部以v0=10m/s開始豎直向上運動，然后又向下返回直至勻速運動。運動過程中ab始終與導軌垂直且良好接觸，空氣阻力不計。求：（1）ab剛開始運動時R中的電流大小和方向；（2）ab剛開始運動時的加速度a0和勻速下滑時的速度v1；（3）比較ab上升過程的時間t上與下落返回至出發(fā)點的時間t下的長短；（4）以ab的出發(fā)點為原點，豎直向上建立x軸，若ab在上升過程中的v-x圖像如圖（b）所示，求圖像與坐標軸所包圍的面積S。9．（上海市楊浦區(qū)2022-2023學年高三下學期等級考模擬質(zhì)量調(diào)研（二模）物理試題）風洞訓練可以模擬高空跳傘下落過程中人體所承受氣流的狀態(tài)，是跳傘初學者學習跳傘的必要項目。在空中運動的物體受到的空氣阻力，式中S為迎風面積，為風阻系數(shù)，與物體的迎風面積、光滑程度和整體形狀等有關(guān)?？諝饷芏热?。已知跳傘運動員的質(zhì)量約為。重力加速度g取。（1）如圖，風洞豎直向上送風，當風速達時該運動員懸浮在風洞內(nèi)，取0.326，求其身體的迎風面積S；（2）在室外高空跳傘時，取1.26，跳傘總裝備的質(zhì)量為，打開的降落傘傘面面積為。運動員身上的傳感器記錄了運動員由靜止起在空中豎直下落的加速度a與速度v并繪制圖（2）的圖像，分析并求出圖中坐標值和運動員落地時的速率。10．（上海市楊浦區(qū)2022-2023學年高三下學期等級考模擬質(zhì)量調(diào)研（二模）物理試題）如圖所示，兩根相互平行的光滑金屬軌道相距為L，其右側(cè)軌道在同一水平面內(nèi)，其左側(cè)軌道為曲面，與右側(cè)水平軌道平滑連接，電阻均不計。水平軌道上有寬度為、方向豎直向上的勻強磁場，磁感應強度大小為B。金屬棒a、b均與軌道垂直放置，與軌道接觸的兩點間的電阻值均為R，b棒放置在磁場中間位置。a棒質(zhì)量為m、b棒質(zhì)量為。將a棒從左側(cè)軌道某處靜止釋放，下滑過程中始終保持水平，當a棒進入磁場時測得流過b棒的電流為I。重力加速度為g。（1）求a棒進入磁場時b棒的加速度；（2）求a棒在左側(cè)軌道靜止釋放時距水平軌道的高度h；（3）若a棒滑到磁場中間位置（原b棒位置）時速率為剛進磁場時的，求此時b棒的速率并分析判斷b棒是否已經(jīng)離開磁場。答案第=page11頁，共=sectionpages22頁答案第=page11頁，共=sectionpages22頁參考答案：1．（1）0.5A；（2）見解析；（3）5.5m/s2【詳解】（1）當v0=4m/s時導體棒ab上感應電動勢ab上電流（2）整個過程中摩擦力做功轉(zhuǎn)化為摩擦生熱轉(zhuǎn)化為焦耳熱的量（3）導體棒剛開始滑行時安培力向左最大，此時加速度最大，則滑行過程中最大加速度2．（1）；（2）QA>QB；（3）；（4）見解析【詳解】（1）由能量關(guān)系可知解得（2）因x2點場強為零，則因r1>r2則QA>QB（3）a運動過程中只有電場力做功，動能和電勢能相互轉(zhuǎn)化，總量不變，則在x=x2位置電勢能最小，動能最大（4）類似之處：a.同時受到兩個場源的作用；b.單個場源的作用力都與物體到場源距離的平方成正比；c.勢能變化都由克服場力做功量度；探測器在地、月共同作用下所具有的勢能Ep隨探測器與月球間距離x變化的關(guān)系圖線如圖3．（1）；（2）；（3）；（4）能，理由見解析【詳解】（1）根據(jù)題意，設(shè)運動員和滑板整體的質(zhì)量為，在水平面上受到的摩擦力為，對整個過程，由動能定理有解得在水平面上，由牛頓第二定律有解得（2）根據(jù)題意，從過程中，由動能定理有解得（3）根據(jù)題意可知，從過程中機械能守恒，由機械能守恒定律有解得（4）根據(jù)題意，設(shè)經(jīng)過點速度為，由機械能守恒定律有假設(shè)運動員能停在水平軌道上，由動能定理有聯(lián)立解得可見他能停在水平軌道上。4．（1）D到C；（2）0.18N，方向沿斜面向上；（3）0.375；（4）0.083J【詳解】（1）金屬棒在磁場中運動時棒中的感應電流的方向由D到C。（2）由于斜面光滑，所以導體框與金屬棒由靜止開始同步勻加速下滑，以整體為研究對象，則由牛頓第二定律m總gsinαm總a1a1gsinα10×0.6m/s26m/s2當金屬棒CD進入磁場時，速度達到v1m/s1.5m/s此時CD棒切割磁感線，產(chǎn)生感應電動勢E1BLv11×0.6×1.5V=0.9V回路中的感應電流為I1=0.3ACD棒受到的安培力F1BI1L1×0.3×0.6N0.18N方向沿斜面向上。（3）由于CD棒與導體框原來同步向下勻加速，現(xiàn)CD棒進入磁場受到沿斜面向上的安培力，且做勻速直線運動，因此CD棒必定相對導體框向上運動，受導體框?qū)λ匦泵嫦蛳碌幕瑒幽Σ亮ΓO(shè)CD的質(zhì)量為m，CD勻速穿過磁場時受到導體框的滑動摩擦力為f，則此過程中CD棒受力如圖由共點力的平衡條件有F1mgsinα+f即0.186m+f再由N1mgcosα0.02×10×0.8N=0.16N，解得金屬棒與導體框之間的動摩擦因數(shù)=0.375（4）當導體框EF未進入磁場時，其受力如圖由牛頓第二定律Mgsinαf’Ma2即CD棒進入磁場后，導體框以初速度v11.5m/s加速度a2gsinα（6）m/s2=5m/s2繼續(xù)沿斜面向下做勻加速直線運動s0后，EF邊恰好進入磁場，此時EF邊的速度為v2m/s而此時CD棒的速度為v11.5m/s<v2CD棒的受力如圖由牛頓第二定律，CD棒有加速度a3+（10×0.6+）m/s29m/s2則CD棒加速到v2需要時間t3ss即導體框勻速運動的距離s2v2t3×mm此時EF邊切割磁感線，產(chǎn)生感應電動勢E2BLv21×0.6×2.5V=1.5V感應電流為I2=0.5AEF邊受到的安培力F2BI2L1×0.5×0.6N0.3N方向沿斜面向上，導體棒克服安培力做的功為W=F2s2=0.3×J=0.083J5．（1）；（2）；（3）【詳解】（1）對人受力分析，根據(jù)共點力平衡和牛頓第二定律，有又因為聯(lián)立解得＝2m/s2（2）根據(jù)幾何關(guān)系，人下滑的位移m＝40m又因為人和滑板A點滑到B點過程中損失的機械能等于克服摩擦力做的功，J＝9600J（3）為了確保人身安全，人在水平滑道BC上要能靜止下來，由牛頓第二定律，有又因為聯(lián)立解得m/s2＝5m/s2由運動學規(guī)律，得聯(lián)立得m＝16m6．（1）由a指向b；（2）；（3）；（4）【詳解】（1）根據(jù)右手定則可知，導體棒ab中的感應電流方向由a指向b；（2）對于R，根據(jù)歐姆定律，有對于abcda回路，根據(jù)閉合電路歐姆定律，有代入數(shù)據(jù)解得V對于導體棒ab，有V＝0.1V（3）因為導體棒ab做勻速運動，根據(jù)共點力平衡，有又因為所以對于導體棒ab產(chǎn)生的感應電動勢，有代入數(shù)據(jù)m/s所以外力F的功率W＝0.04W（4）撤去F后，ab棒僅受安培力F安作用對于ab棒在減速運動過程中的任一時刻，有即設(shè)從這一時刻起，ab棒運動了極短的時間，則有因為，推得對于ab棒作減速運動的全過程，可以分割成一系列連續(xù)的在、、……時間內(nèi)的運動，則有，，……推得，代入數(shù)據(jù)，解得m7．（1）；（2）；（3）；（4）【詳解】（1）物體在下滑過程中只有重力做功，根據(jù)動能定理可得

解得（2）離開圓弧軌道前一瞬間，以物塊為對象，根據(jù)牛頓第二定律得解得根據(jù)牛頓第三定律，物塊對軌道的壓力大小為（3）由于物體從點到點做勻減速直線運動，根據(jù)動能定理可得解得（4）當時，由于機械能守恒，則有如圖曲線①所示；當時摩擦力做功使得機械能減小，由功能關(guān)系得代入數(shù)據(jù)可得解得（單位為焦耳）如圖曲線②。8．（1），方向由左向右；（2），方向豎直向下，；（3）；（4）【詳解】（1）棒在磁場中運動產(chǎn)生的動生電動勢為流過電阻的電流強度為：電流方向由左向右

（2）對初始時刻進行受力分析：根據(jù)牛頓第二定律得其中