四川省綿陽(yáng)市高考物理三年（2021-2023）模擬題（三模）題型匯編-03解答題

四川省綿陽(yáng)市高考物理三年（2021-2023）模擬題（三模）按

題型分類匯編-03解答題

一、解答題

1.（2023屆四川省綿陽(yáng)市高三下學(xué)期三診理綜物理試題）紅綠燈指揮城市路口交通。

某城市道路汽車(chē)行駛限速%=15m∕s,如圖是該市一個(gè)十字路口前紅燈時(shí)的情況，第一

輛車(chē)的車(chē)頭與停止線齊平，該路口綠燈時(shí)間是Af=30s,己知每輛車(chē)長(zhǎng)均為L(zhǎng)=45m,

綠燈亮后，每輛汽車(chē)都以加速度α=1.5m∕s2勻加速到最大限速，然后做勻速直線運(yùn)動(dòng)；

為保證安全，前后兩車(chē)相距均為4=l?5m,綠燈亮?xí)r第一輛車(chē)立即啟動(dòng)，每后一輛車(chē)

啟動(dòng)相對(duì)前一輛車(chē)均延后為=Is。交通規(guī)則：黃燈亮?xí)r，只要車(chē)頭過(guò)停止線就可以通行。

（1）綠燈亮后，求經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間停止線后第3輛車(chē)車(chē)頭過(guò)停止線；

（2）綠燈亮后，通過(guò)計(jì)算判斷：停止線后第17輛車(chē)在本次綠燈期間能否通過(guò)該路口？

2.（2023屆四川省綿陽(yáng)市高三下學(xué)期三診理綜物理試題）某型號(hào)純電動(dòng)汽車(chē)，踩下驅(qū)

動(dòng)踏板時(shí)電池給電動(dòng)機(jī)供電，松開(kāi)驅(qū)動(dòng)踏板或踩下剎車(chē)時(shí)發(fā)電機(jī)工作回收能量。其工作

原理簡(jiǎn)化為如圖所示的模型：長(zhǎng)寬分別為右、右的矩形線圈，共〃匝，總電阻為r,處

于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，可繞垂直于磁場(chǎng)的軸Oa轉(zhuǎn)動(dòng)，在圖示實(shí)線位置

時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)方向的夾角為45。；在線圈右側(cè)轉(zhuǎn)軸處接一電刷，電刷與單刀雙擲開(kāi)

關(guān)連接，該開(kāi)關(guān)是供電和回收能量轉(zhuǎn)換的理想化、簡(jiǎn)化裝置。踩下驅(qū)動(dòng)踏板，開(kāi)關(guān)接1,

電池給線圈供電，線圈相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)；松開(kāi)驅(qū)動(dòng)踏板或踩下剎車(chē)，開(kāi)關(guān)自動(dòng)切換接2,

線圈相當(dāng)于發(fā)電機(jī)，給電容器充電，所接電容器電容為C,足夠大。通過(guò)電刷改變電流

方向，確保電池給線圈供電時(shí)線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（沿。?？矗?，充電時(shí)可確保充電電流方

向不變。

（1）線圈中電流方向改變時(shí)，線圈平面是垂直磁場(chǎng)方向還是平行于磁場(chǎng)方向？

（2）線圈在圖示實(shí)線位置時(shí)，若是電池給線圈供電，則線圈中電流方向怎樣？若是線

圈給電容器充電，則線圈中電流方向怎樣？（用“α→〃'或"→"''回答）

（3）在某下坡路段，松開(kāi)驅(qū)動(dòng)踏板，一段時(shí)間后，汽車(chē)穩(wěn)定勻速下滑，線圈以角速度。

勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈給電容器充電達(dá)到平衡。認(rèn)為電容器兩極板間電勢(shì)差等于線圈中交流電

壓的有效值。平衡時(shí)，求電容器儲(chǔ)存的電荷量及線圈從圖中實(shí)線位置轉(zhuǎn)到與磁場(chǎng)方向平

行的過(guò)程中平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。

（4）在水平路段，汽車(chē)以匕=20m∕s勻速行駛時(shí)，單位行程耗能4=625J/m；以

匕=25m∕s勻速行駛時(shí)，單位行程耗能4=725J∕m.電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)勻速行駛，單位時(shí)

間耗能〃（單位為J∕s）與阻力的功率P成線性關(guān)系，即〃=人尸+傷（吊、&2為未知常

數(shù)），汽車(chē)所受阻力與速度大小成正比。求：汽車(chē)以多大速度勻速行駛時(shí)，單位行程耗

能最小。

qI,I[bJL

R

■E

3.（2023屆四川省綿陽(yáng)市高三下學(xué)期三診理綜物理試題）自由潛水是指不攜帶氣瓶，

只通過(guò)自身調(diào)節(jié)腹式呼吸屏氣盡量往深潛的運(yùn)動(dòng)。2018年，“中國(guó)自由潛水第一人”王奧

林將中國(guó)自由潛水記錄刷新到水下IIOm。若標(biāo)準(zhǔn)大氣壓P。相當(dāng)于深為R=IOm的水柱

產(chǎn)生的壓強(qiáng),且標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下人體肺部氣體的體積為治,肺部氣體溫度等于人體內(nèi)溫度,

視為不變，g取IOmZS2。求：

（1）水下IlOm時(shí)，肺部氣體的體積K；

（2）在上升過(guò)程中，在最大深度處通過(guò)吸入嘴里的空氣將肺部氣體體積恢復(fù)至0?5?j,

返回時(shí)為了避免到達(dá)水面后出現(xiàn)肺部過(guò)度擴(kuò)張，即肺部氣體體積不超過(guò)2匕，需要在安

全深度40m時(shí)將多余氣體吐出，則吐出壓縮空氣的最小體積Vo

4.（2023屆四川省綿陽(yáng)市高三下學(xué)期三診理綜物理試題）如圖是橫截面為半圓環(huán)的玻

璃磚，其圓心為O,A、B、0、C、O共線且水平，內(nèi)徑為/?,外徑為2R,一束單色光

在紙面內(nèi)平行于A8從P點(diǎn)以45。的入射角射入玻璃磚，經(jīng)過(guò)一次折射后，恰好與玻璃

磚內(nèi)壁相切。光在真空中的速度為c,求：

（1）玻璃磚對(duì)該單色光的折射率〃；

（2）若該單色光垂直于Ag射入玻璃磚，且入射點(diǎn)到圓心。的距離為√5R,則該單色

光在玻璃磚中傳播的時(shí)間K

試卷第2頁(yè)，共6頁(yè)

5.（2021屆四川省綿陽(yáng)市高三（下）4月第三次診斷性考試?yán)砭C物理試題）2020年6

月21日，最大速度為600km∕h的高速磁浮試驗(yàn)樣車(chē)在上海同濟(jì)大學(xué)磁浮試驗(yàn)線上對(duì)多

項(xiàng)關(guān)鍵性能進(jìn)行了測(cè)試。在某次制動(dòng)性能測(cè)試中，樣車(chē)以最大速度勻速行駛，當(dāng)發(fā)出制

動(dòng)信號(hào)后，制動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始響應(yīng)，響應(yīng)時(shí)間為1.5s,在該時(shí)間內(nèi)制動(dòng)力由零逐漸增大到最

大值并保持穩(wěn)定，之后樣車(chē)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)至停下來(lái)。從制動(dòng)力達(dá)到最大值開(kāi)始計(jì)時(shí),

測(cè)得樣車(chē)在第IS內(nèi)位移為120m,運(yùn)動(dòng)的最后IS內(nèi)位移為4m。已知樣車(chē)質(zhì)量為50t,

g=10m?2在響應(yīng)時(shí)間空氣阻力不可忽略，在勻減速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中空氣阻力可忽略。求:

（1）制動(dòng)力的最大值；

（2）在響應(yīng)時(shí)間內(nèi)，樣車(chē)克服制動(dòng)力和空氣阻力所做的總功。（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）

6.（2021屆四川省綿陽(yáng)市高三（下）4月第三次診斷性考試?yán)砭C物理試題）如圖所示，

在真空中XOy平面內(nèi)，有四個(gè)邊界垂直于X軸的條狀區(qū)域I、II、III、IV,區(qū)域I、In

寬度均為d,內(nèi)有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E-區(qū)域IhIV寬度均為2d,內(nèi)有垂直于Xoy

平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分別是以和M是區(qū)域ΠI右邊界與X軸交點(diǎn)。質(zhì)量為機(jī)，電荷

量為+4的粒子甲以速度V從。點(diǎn)沿X軸正方向射入電場(chǎng)E,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，沿X軸

正方向與自由靜止在M點(diǎn)的粒子乙粘合在一起，成為粒子丙進(jìn)入?yún)^(qū)域IV,之后直接從

右邊界上Q點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）離開(kāi)區(qū)域IV。粒子乙不帶電，質(zhì)量為2瓶，粘合前后無(wú)電

荷損失，粘合時(shí)間很短，E=畫(huà)支,粒子重力不計(jì)。

qd

（1）求粒子甲離開(kāi)區(qū)域I時(shí)速度W大小和與X軸正方向夾角仇

（2）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)B/的磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；

（3）若勻強(qiáng)磁場(chǎng)&磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不同，則粒子丙在磁場(chǎng)星中運(yùn)動(dòng)時(shí)間不同。求粒子

甲從。點(diǎn)到M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)間與粒子丙從M點(diǎn)到Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)間之和的最大值

××××

B?

××××

m，qV0××M××

A

OX

××××

E××E××

、f

××××

IIIIIIIV

7.（2021屆四川省綿陽(yáng)市高三（下）4月第三次診斷性考試?yán)砭C物理試題）如圖所示，

玻璃管長(zhǎng)∕=100cm,一端開(kāi)口，另一端封閉，內(nèi)有一段長(zhǎng)度h=25cm的水銀柱封閉著一

定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)玻璃管開(kāi)口向下豎直放置時(shí)，氣柱長(zhǎng)/∕=70cm,這時(shí)大氣壓強(qiáng)

p=75cmHg,氣體溫度為Γ=280K.

（1）保持氣體溫度不變，將玻璃管緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)到開(kāi)口向上，求此時(shí)氣柱的長(zhǎng)度；

（2）在玻璃管開(kāi)口向上時(shí)對(duì)氣體加熱，當(dāng)玻璃管中水銀恰好不溢出時(shí)，求此時(shí)玻璃管

中氣體的溫度。

8.（2021屆四川省綿陽(yáng)市高三（下）4月第三次診斷性考試?yán)砭C物理試題）一列沿X軸

傳播的簡(jiǎn)諧波在S時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線所示，M+0?2S時(shí)刻的波形如圖中虛線所示。

（1）若波沿X軸正方向傳播，求振源振動(dòng)的最大周期；

（2）若波速為17.5m∕s,求波的傳播方向。

試卷第4頁(yè)，共6頁(yè)

9.（2022屆四川省綿陽(yáng)市高三（下）第三次診斷性考試?yán)砭C物理試題）電池技術(shù)作為

電動(dòng)汽車(chē)的核心和瓶頸，是電動(dòng)汽車(chē)研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)方向。國(guó)內(nèi)某公司研發(fā)的全氣候

電池，在低溫條件下，能實(shí)現(xiàn)充電時(shí)間縮短到Ih內(nèi)，自加熱速率達(dá)到7°C∕min,-1（ΓC

環(huán)境下電池總能量最多可釋放90%o搭載該型號(hào)電池的國(guó)產(chǎn)電動(dòng)汽車(chē)作為交通服務(wù)用

車(chē)為北京冬奧會(huì)提供了交通保障。已知該型號(hào)電動(dòng)汽車(chē)配置的全氣候電池總能量是

60kW?h,汽車(chē)電動(dòng)機(jī)最大功率是160kW,最大車(chē)速是180km∕h,在平直公路上行駛過(guò)

程中受到阻的力F與車(chē)速V的關(guān)系式可以認(rèn)為戶h2,女為比例系數(shù)。求：

（1）電動(dòng)汽車(chē)以最大速度行駛時(shí)的牽引力和比例系數(shù)k?,

（2）電動(dòng)汽車(chē)在電池充滿電后，在-I（TC的環(huán)境下，以54km∕h的速度在平直公路勻速

行駛時(shí)的最大續(xù)航里程（汽車(chē)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛的能量占電池釋放能量的80%）。

10.（2022屆四川省綿陽(yáng)市高三（下）第三次診斷性考試?yán)砭C物理試題）如圖所示，電

阻不計(jì)，足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平固定，間距A=2m；金屬棒甲質(zhì)量〃〃=2kg,

金屬棒乙質(zhì)量祖2=1kg,電阻均為R=2Q,垂直導(dǎo)軌置于導(dǎo)軌上，構(gòu)成矩形回路；虛線

6、c垂直于導(dǎo)軌，導(dǎo)軌內(nèi)的“右側(cè)和從C間區(qū)域有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=IT、垂直導(dǎo)

軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；金屬棒甲與虛線。重合，金屬棒乙在虛線。右側(cè)某處，都靜止。

某時(shí)刻起，水平向左、平行于導(dǎo)軌的恒定外力F=4N作用在金屬棒甲的同時(shí)，相同方

向、大小未知的另一個(gè)恒力作用在金屬棒乙，甲達(dá)到虛線匕的同時(shí)乙也剛好離開(kāi)虛線α,

乙離開(kāi)虛線”的速度大小為lm∕s,此時(shí)撤去作用在乙上的外力，再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，當(dāng)乙

達(dá)到虛線。時(shí)，撤去作用在甲上的外力。已知虛線6間距離X他=Im,虛線仄C間

距離;‰=4m;金屬棒甲和乙與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好。

（1）求金屬棒甲與虛線匕重合時(shí)受到安培力的大??；

（2）通過(guò)計(jì)算判斷：金屬棒乙與人重合時(shí)，金屬棒甲是否離開(kāi)虛線以若離開(kāi)，求離開(kāi)

時(shí)金屬棒甲速度大小；若沒(méi)有離開(kāi)，求此時(shí)刻（金屬棒乙與6重合）金屬棒甲速度大小

與金屬棒甲與虛線b間距離大小的關(guān)系。

11.（2022屆四川省綿陽(yáng)市高三（下）第三次診斷性考試?yán)砭C物理試題）一質(zhì)量M=6kg、

橫截面積S=2xl（P∏f的汽缸豎直放在水平地面上,汽缸左側(cè)下部有氣孔。與外界相通;

質(zhì)量m=4kg的活塞封閉了汽缸內(nèi)上部一定質(zhì)量的理想氣體，勁度系數(shù)上=2xl03N∕m的

輕彈簧連接地面與活塞，保持豎直。當(dāng)汽缸內(nèi)氣體溫度為。=127°C時(shí)，彈簧為自然長(zhǎng)

度，缸內(nèi)氣柱長(zhǎng)度L=20cm°已知大氣壓強(qiáng)po=l.θxlθ5pa,?^=10m∕s2,缸體始終豎

直，活塞不漏氣且缸壁無(wú)摩擦力。缸內(nèi)氣體溫度從T/開(kāi)始緩慢上升，升到某一溫度72

以上后，封閉氣體做等壓膨脹。求Tz為多少K?

12.（2022屆四川省綿陽(yáng)市高三（下）第三次診斷性考試?yán)砭C物理試題）如圖所示，P、

Q是在X軸上的兩個(gè)波源，其橫坐標(biāo)分別為X∕>=Tm,4=8m。f=0時(shí)刻波源尸開(kāi)始

沿著y軸正方向起振，波源Q開(kāi)始沿著），軸負(fù)方向起振，兩波源都一直做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)

生的兩列簡(jiǎn)諧橫波沿X軸相向傳播。已知兩波源振動(dòng)周期均為T(mén)=2s,波速均為v=2m∕s,

振幅均為A=Im。求：

（1）在0~3.5s時(shí)間內(nèi)，位于x=3m處的質(zhì)點(diǎn)C通過(guò)的路程。

（2）P、。之間（不含P、Q）振動(dòng)減弱點(diǎn)的個(gè)數(shù)及每個(gè)減弱點(diǎn)的橫坐標(biāo)。

八y/m

1-

PCQ

8

X/m

試卷第6頁(yè)，共6頁(yè)

參考答案：

1.(1)6s；(2)第17輛車(chē)本次綠燈能通過(guò)該路口

【詳解】(1)在綠燈亮后，設(shè)第三輛車(chē)等待時(shí)間為力，運(yùn)行時(shí)間為⑵則

Z1=2%=2s

2(L+4)="

解得

八=4s

停止線后第3輛車(chē)車(chē)頭過(guò)停止線的時(shí)間

z=∕1+∕2=6s

(2)綠燈亮后，設(shè)第17輛車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)間白啟動(dòng)，車(chē)頭與停止線距離為制，則

/?=16∕n=i6s

xl=16(?+Ln)=96m

設(shè)第17輛車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)間〃速度達(dá)到限速l?=15m∕s,通過(guò)的距離為X2,則

%=也

12

解得

J=IOs

x2=75m

在黃燈亮前，第17輛車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為以設(shè)通過(guò)的距離為刈，則

t5=?t-t3-t4=4s

X3=*=6°m

綠燈亮后，黃燈亮前，第17輛通過(guò)的總距離為則

x4=x2+x3=135m

由于

x4=135m>x1=96m

所以，第17輛車(chē)本次綠燈能通過(guò)該路口。

判斷方法一

答案第1頁(yè)，共12頁(yè)

綠燈亮后，第17輛通過(guò)的總距離為則

x4=x2÷A?=135m

由于

x4=135m>x1=96m

所以，第17輛車(chē)本次綠燈能通過(guò)該路口。

判斷方法二

因?yàn)?/p>

x3>xl-x2=21m

所以，第17輛車(chē)本次綠燈能通過(guò)該路口.

判斷方法三

勻速時(shí)間

,6=?Z^=I4S<4

%

所以，第17輛車(chē)本次綠燈能通過(guò)該路口.

2.(1)電刷改變電流方向時(shí)，線圈平面是垂直磁場(chǎng)方向；(2)電池給電動(dòng)機(jī)供電，電線圈

中電流方向〃一”;給電容器充電，電線圈中電流方向“一"(3)E=/互蛆必；(4)10m∕s

π

【詳解】(1)電刷改變電流方向時(shí)，線圈平面是垂直磁場(chǎng)方向。

(2)電池給電動(dòng)機(jī)供電，電線圈中電流方向bτ”;

給電容器充電，電線圈中電流方向“τb.

(3)線圈以角速度Cy勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為￡■,電容器兩極板板間電勢(shì)差為U,

平衡時(shí)電容器儲(chǔ)存的電荷量為Q，則

Em=nBLIL2ω

Q=CU

U=-U

2

解得

Q=^-nBLlL2Ca>

線圈從圖中實(shí)線位置轉(zhuǎn)到與磁場(chǎng)方向平行的過(guò)程中，設(shè)磁通量的變化量為ΔΦ,平均感應(yīng)電

動(dòng)勢(shì)大小為左，則

答案第2頁(yè)，共12頁(yè)

A①=O-BLJ2sin45=一立竽?

（回吐也正確）

2

E=n——

加

T

Nt=一

8

T=生

ω

解得

—_2y∕2nBLyL2ω

匕—

π

（4）設(shè)汽車(chē)速度為V,所受阻力大小為/,由題意有

戶H

P=β）

μ=k,1P+k2

即

2

μ=kkyv+k1

由單位時(shí)間耗能與單位行程耗能的關(guān)系得

μZ=λ?5

即

μ=λv

即

2

λv=kklv+k..

將（打，力）和（V2,不）代入有

20×625=400Π,+k2

25X725=625%+k2

解得

…+理

V

則當(dāng)v?lθm/s時(shí)，單位行程耗能Z最低。

3.(I)?Vo;(2)0.8V0

12

【詳解】（1）人體肺部氣體初狀態(tài)壓強(qiáng)p/=p。，體積V/=%,人下潛到最大深度時(shí)氣體的體

答案第3頁(yè)，共12頁(yè)

積吻，設(shè)氣體壓強(qiáng)為P2,設(shè)下潛的最大深度為〃2,則

It

Pi=Po+T2-P

%0

解得

12

P2=Po

氣體溫度不變，由玻意耳定律得

PM=PM

解得

匕=W

(2)在安全深度加=4Om處時(shí)

%

P3=Po+fPo

%

解得

5

P2=Po

在最大深度時(shí)肺部氣體壓強(qiáng)P2=12p°,肺部氣體體積為0.5W,返回到安全深度時(shí)，肺部壓

強(qiáng)為P3,體積為氣體溫度不變則

PN3=P2v2

解得

%=1?2%

人回到水面時(shí)肺部氣體的壓強(qiáng)”=p。，體積匕=2%,氣體溫度不變，由玻意耳定律得

PM=PM

解得

V3=0.4VO

在安全深度處空氣的最小體積

^=V3-Vi=l.2V0-0.4%=0.8匕

4.(1)√2i(2)t=^-

C

【詳解】(1)單色光從尸點(diǎn)以45。入射時(shí)，折射光線恰好與玻璃磚內(nèi)壁相切于E點(diǎn)，如圖所

示

答案第4頁(yè)，共12頁(yè)

45°Λ^

?s--Λ-i

l；2R-2

解得

H=√2

（2）當(dāng)單色光從距離。點(diǎn)為血的尸點(diǎn)射入玻璃磚后，不發(fā)生折射，照射到外壁的G位置,

此時(shí)入射角為?

s?r?er=

口=60。

sinC=-

C=45o

因?yàn)棣?gt;C所以單色光在G位置發(fā)生全發(fā)射，照射到"點(diǎn)時(shí)，入射角還是等于α,繼續(xù)發(fā)

生全發(fā)射，照射到/點(diǎn)，并再次在/點(diǎn)發(fā)生全發(fā)射，最終從CO垂直射出玻璃磚，其光路圖

如圖所示，單色光在玻璃磚中傳播的路程為s,光在截止中的傳播速度也傳播時(shí)間為才

H

AFBOCJD

s=l=6R

V=—

n

解得

6垃R

答案第5頁(yè)，共12頁(yè)

5.(1)F=4×105N;(2)W≡3×1O8J

【詳解】(1)設(shè)制動(dòng)力的最大值為凡樣車(chē)在勻減速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度大小為“，運(yùn)動(dòng)

最后Arl=IS內(nèi)的位移χ∕=lm,已知樣車(chē)質(zhì)量∕n=5xl()4kg,貝∣]

2

xl=∣<j(?z,)

F=ma

解得

F=4×105N

(2)樣車(chē)最大速度為

v∕=600km∕h=m/s

3

設(shè)響應(yīng)時(shí)間結(jié)束時(shí)即開(kāi)始做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)速度為V2,在運(yùn)動(dòng)第Is內(nèi)時(shí)間為A4=Is的位

移X2=120m,在響應(yīng)時(shí)間內(nèi)樣車(chē)克服制動(dòng)力和空氣阻力所做的功為W,則

W=?mv^—?mv1

2

χ2=v2?r2--∣α(?r2)

解得

V^3×108J

6.(1)vl=2v0,?60°；(2)B1=2??.(3)(18+2&+27;T)E

qd9%

【詳解】(1)設(shè)粒子甲在電場(chǎng)日中的加速度為可，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為力，離開(kāi)區(qū)域I時(shí)速度大小

為VI,與X軸正方向夾角為。，刃沿)，軸負(fù)方向的大小為呼，則

qE∣=ma∣

d=Voti

vy=a∣tι

vy=votan^

v,?

CoSe

解得

v∕=2vo,0=60°

(2)粒子甲運(yùn)動(dòng)到”點(diǎn)時(shí)速度沿X軸正方向，由運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，粒子甲在勻強(qiáng)磁場(chǎng)以中做

勻速圓周運(yùn)動(dòng)軌跡關(guān)于區(qū)域∏垂直于X軸的中線對(duì)稱，設(shè)軌道半徑為〃，則

d=∏sinθ

答案第6頁(yè)，共12頁(yè)

解得

B二鬲/

,qd

(3)設(shè)粒子甲在磁場(chǎng)8/中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為刀，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為⑵則

,2θτ

*'F

T九

F2m

解得

2√3Λ?<∕

'Lb

設(shè)粒子甲在從。點(diǎn)到M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t3,則

t3=2tl+t2

解得

_2dJ2&d

''%9t?

設(shè)粒子甲在M點(diǎn)與粒子乙粘合前速度大小為也，粒子丙在M點(diǎn)速度大小為火，則

V2-VO

mv2=3mvj

粒子丙在磁場(chǎng)上中以速度巧做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且從右邊界上Q點(diǎn)離開(kāi)，則當(dāng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)

的半徑r2=2〃時(shí)，粒子丙在磁場(chǎng)員中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，設(shè)為〃，則

設(shè)粒子甲在從。點(diǎn)到M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)間與粒子丙從M點(diǎn)到。點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)間之和的最大值為tm,則

T,n=t3+t4

解得

tm=M+竺㈣+膽=(18+2Gr+27Λ?)4

?加υn9υ0

7.(1)/2=35cm(2)600K

【詳解】(1)設(shè)氣體柱橫截面積為s,對(duì)封閉氣體柱，

管口向下時(shí)

p∕=pσ-Pgh=50cmHg

V∣=sh

答案第7頁(yè)，共12頁(yè)

T∕=280K

管口向上時(shí)

P2=po+'gh=100CmHg

V2=sl2

72=280K

由玻意耳定律

p∣V∣=p2V2

解得

/2=35Cm

(2)設(shè)玻璃管中氣體的溫度升高到八時(shí)，水銀恰好不溢出，對(duì)封閉氣體柱

P3=P2=100CmHg

V3=s(ZO-A)

由蓋-呂薩克定律

K=匕

T2T3

解得

TJ=600K

8.(1)ξ,,=-^s;(2)沿X軸正方向傳

【詳解】(1)若波沿X軸正方向傳播，設(shè)波速為V,在A∕=0.2s內(nèi)傳播距離為?x∕,周期為T(mén),

波長(zhǎng)為2=2.0m,則有

Δx∕=(πz+I.5)m=(2〃+1.5)m(n=0f1,2,3,........)

又

ZU∕=vΔ/

A

V=-

T

解得

Cn=Of1,2,3,……)

當(dāng)〃=0時(shí)，周期最大，設(shè)為乙”則

T74

Lf=-s

(2)若波速v=17.5m∕s,設(shè)A∕=0.2s內(nèi)傳播距離為Δx2,則有

答案第8頁(yè)，共12頁(yè)

△x2=VAu3.5m=%+—λ

4

所以波沿X軸正方向傳播。

9.(1)3200N；=1.28N∕m2.s-2；(2)540km

【詳解】(1)設(shè)汽車(chē)電動(dòng)機(jī)最大功率為尸，以最大速度必“行駛時(shí)的牽引力為凡則

當(dāng)汽車(chē)以最大速度運(yùn)行時(shí)的牽引力等于阻力，則

F=f=研、

解得

F=3200N,A：=—=1.28NZm2.S-2

25

(2)設(shè)電池總能量為E=60kW?h,汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)將電池能量轉(zhuǎn)化為汽車(chē)動(dòng)力的能量E/,則

E∕=Ex90%×80%=1.5552×108J

電動(dòng)汽車(chē)在一10。C的環(huán)境下，在平直高速公路上以速度為

v∕=54km∕h=15m∕s

勻速行駛，設(shè)牽引力為B,阻力為力，續(xù)航里程為S,則

K=X=Hj

El=f1S

解得

5=540km

10.(1)F∕=2N;(2)沒(méi)有離開(kāi)；v0=4-i?

【詳解】(1)金屬棒甲從虛線α到。做初速度為零的勻加速度運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為α/,與虛線

人重合時(shí)速度為刃，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為0,受到安培力的大小為則

F=mial

片=24Xat)

El=BLvx

K=BL?丸

'2R

解得

a∕=2m∕s2

答案第9頁(yè)，共12頁(yè)

vz=2m∕s

E∕=4V

F∕=2N

（2）由于B=2N小于恒外力F=4N,所以，金屬棒甲進(jìn)入A。后先做加速運(yùn)動(dòng)，如果時(shí)間

足夠長(zhǎng)，且乙沒(méi)有進(jìn)入氏C間，甲最后做勻速運(yùn)動(dòng)。設(shè)勻速運(yùn)動(dòng)速度為ι?,則

B2L2V

F=-------E

2R

解得

V∕w=4m∕s

金屬棒乙從α到b做勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)經(jīng)過(guò)的時(shí)間為力，則

V2

解得

t∣=↑S

假設(shè)金屬棒甲達(dá)到虛線C時(shí)剛好開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)在AC間經(jīng)過(guò)時(shí)間為，2,則

c.B-I）χbc

Fh———=^v3-∕n,vl

Zn

解得

?=2s

由于f2=2s大于f2=ls,所以金屬棒乙與6重合時(shí)，金屬棒甲沒(méi)有達(dá)到虛線C。即離開(kāi)虛線以

再假設(shè)金屬棒乙與匕重合時(shí)，即經(jīng)過(guò)時(shí)間力，金屬棒甲剛好開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)甲在氏C

間通過(guò)的距離為X/,則

Fti—-=m1v3-ZW1V,

ZA

解得

X1=O

不合理，所以，金屬棒乙與b重合時(shí)，金屬棒甲沒(méi)有做勻速運(yùn)動(dòng)。

設(shè)此時(shí)刻（金屬棒乙與6重合