山東省菏澤市高考物理三年（2021-2023）模擬題（一模）匯編-02解答題

山東省蒲澤市高考物理三年（2021-2023）模擬題（一模）按

題型分類匯編-02解答題

一、解答題

1.（2021?山東荷澤?統(tǒng)考一模）我國(guó)5G技術(shù)和應(yīng)用居世界前列，在不少大城市已經(jīng)使用

無(wú)人駕駛公交車。在這種公交車上都配備主動(dòng)剎車系統(tǒng)。當(dāng)車速超過(guò)30km∕h,或者車

距小于IOm時(shí)，汽車主動(dòng)剎車系統(tǒng)啟動(dòng)預(yù)判：車載電腦通過(guò)雷達(dá)采集數(shù)據(jù)，分析計(jì)算，

若預(yù)判0?6秒后發(fā)生事故，則汽車自己會(huì)主動(dòng)剎車。某公交車以匕=36km∕h的速度勻

速行駛，在公交車正前方相距A=20m處有一大貨車，正以V2=18km∕h的速度勻速行

駛。（重力加速度g=10m∕s?）

（1）經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間，公交車主動(dòng)剎車。

（2）若剎車時(shí)公交車所受阻力為車重的0.7倍，請(qǐng)分析說(shuō)明公交車與貨車會(huì)相撞嗎？

2.（2021?山東荷澤?統(tǒng)考一模）如圖所示為按壓式手動(dòng)飲水機(jī)示意圖，通過(guò)按壓上面的

按鈕，可把空氣壓入水桶中，把水桶中的水排出桶外，整個(gè)裝置氣密性良好。小明同學(xué)

為了測(cè)量按壓一次壓入水桶內(nèi)的氣體體積，先按壓兒次，確保出水管有水流出后做了如

下操作：

讓水桶中的水面下降力=1（）Cm需要按壓N次，稱出水桶中水減少的質(zhì)量m=5.72kg；要

讓水桶中的水面接著再下降∕7=10cm,則需要再按壓（N+1）次.已知水桶的內(nèi)徑處處相

同，每次按壓進(jìn)入桶內(nèi)的氣體體積相同，大氣壓強(qiáng)Po=IxIO'Pa,水的密度

p=l×103kg∕m3,g=l（）m∕s2o根據(jù)以上測(cè)量數(shù)據(jù)，請(qǐng)你幫助小明計(jì)算出一次壓入的空

氣體積%?

按鈕

3.（2021?山東荷澤?統(tǒng)考一模）如圖所示，光滑的半圓形軌道固定在豎直平面內(nèi)，直徑BC

豎直，其底端與水平傳送帶右端平滑連接。傳送帶長(zhǎng)度L=6m并以u(píng)=4m∕s的速度逆

時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量〃?=Ikg可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊，以%=10m∕s的水平速度

沖上傳送帶左端，方向水平向右。已知滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0?3,半圓形

軌道半徑R=1.5m,重力加速度g=IOm/s?。求：

（1）小滑塊滑上半圓形軌道前，因摩擦而產(chǎn)生的熱量；

（2）試分析小滑塊滑上半圓軌道后，能否通過(guò)最高點(diǎn)C。（要求有論證過(guò)程）

4.（2021?山東荷澤?統(tǒng)考一模）人造太陽(yáng)可以解決人類的能源短缺問(wèn)題，其原理是氫核

聚變反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)時(shí)，壓力需要非常大，溫度需要高達(dá)5000萬(wàn)度以上，沒(méi)有材料能

夠承受這么高的溫度和壓力。所以科學(xué)家就設(shè)計(jì)了一種裝置，讓高溫高壓狀態(tài)下的氫核

由強(qiáng)磁場(chǎng)束縛住，不讓它亂跑，也不讓它與周邊的材料接觸，以免材料在高溫下熔化。

2020年12月4日14時(shí)02分，新一代“人造太陽(yáng)''裝置——中國(guó)環(huán)流器二號(hào)M裝置

（HL-2M）在成都建成并實(shí)現(xiàn)首次放電。如圖為磁約束裝置的某種簡(jiǎn)易原理圖，同心圓

圓心。與Xoy平面坐標(biāo)系原點(diǎn)重合，半徑為凡的圓形區(qū)域I內(nèi)有方向垂直于x0y平面

向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)用。質(zhì)量為電荷量為q速度為%的帶正電的粒子從坐標(biāo)為（0,凡）的

A點(diǎn)沿y軸負(fù)方向射入磁場(chǎng)區(qū)域I,粒子經(jīng)過(guò)坐標(biāo)為&的P點(diǎn)，速度方向與

X軸正方向夾角為。，當(dāng)在環(huán)形區(qū)域∏中加上方向垂直于XOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)生時(shí),

上述粒子仍從A點(diǎn)沿y軸負(fù)方向射入?yún)^(qū)域I,該粒子恰好能夠約束在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，不計(jì)

重力和粒子間的相互作用。

（1）求夾角。和區(qū)域I中磁感應(yīng)強(qiáng)度A的大小；

（2）若環(huán)形區(qū)域II中磁場(chǎng)強(qiáng)度8,=3用，求環(huán)形外圓的半徑R；

23

（3）求粒子從A點(diǎn)沿y軸負(fù)方向射入圓形區(qū)域【至再次經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的過(guò)程中所通過(guò)的總

路程；

（4）求粒子從A點(diǎn)沿），軸負(fù)方向射入磁場(chǎng)I至再次從A點(diǎn)沿〉軸負(fù)方向進(jìn)入磁場(chǎng)I的

試卷第2頁(yè)，共6頁(yè)

運(yùn)動(dòng)總時(shí)間。

5.（2022?山東莉澤?統(tǒng)考一模）輪胎的胎壓太高或者太低容易造成安全隱患。已知某重

型卡車輪胎能在一50℃到120℃溫度下正常工作，此輪胎在此溫度范圍內(nèi)工作時(shí)最高胎壓

不超過(guò)1.0χl（）6Pa,最低胎壓不低于4.0xiOSPa。設(shè)輪胎容積80L不變，若在溫度f(wàn)為20°C

時(shí)輪胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)為5.0χl05Pa,最多還能給該輪胎充溫度為20℃、壓強(qiáng)為L(zhǎng)oXlO'Pa的

氣體多少升？

6.（2022.山東荷澤?統(tǒng)考一模）在空間中存在水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁感應(yīng)

強(qiáng)度為B,電場(chǎng)強(qiáng)度為E,X軸水平向右。在。點(diǎn)，一個(gè)α粒子（氮原子核）以速度%,

與X軸夾角60。的方向，射入電磁場(chǎng)，已知質(zhì)子質(zhì)量為m,電荷量為q,不計(jì)。粒子的

重力。求：

（1）α粒子離X軸的最遠(yuǎn)距離；

（2）α粒子從。點(diǎn)射出后，第3次與X軸相交時(shí)的動(dòng)能。

7.（2022?山東荷澤?統(tǒng)考一模）如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的傳送帶在兩半徑為R的轉(zhuǎn)輪A、B

帶動(dòng)下向右運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻在A端由靜止放上一質(zhì)量為M=9m的木塊，當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)到傳

送帶的中點(diǎn)時(shí)，與傳送帶保持相對(duì)靜止，木塊到達(dá)B點(diǎn)后恰好能做平拋運(yùn)動(dòng)，落在。

點(diǎn)，重力加速度為g。求：

（1）木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)；

（2）當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)到傳送帶中點(diǎn)時(shí)，被一水平飛來(lái)的子彈擊中，并停留在木塊內(nèi)，子彈

的質(zhì)量為加。為使木塊仍落在。點(diǎn)，子彈擊中木塊前的速度最大是多少？

/∏B

（）國(guó)

dD

8.（2022?山東荒澤?統(tǒng)考一模）如圖所示的虛線為正三角形，在正三角形區(qū)域的外側(cè)存

在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫出），磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,d、e為外邊上的點(diǎn)，

ab=3L,eb=de=L,一重力不計(jì)的帶負(fù)電的粒子（粒子的比荷為％）,由e點(diǎn)垂直而

以初速度ZBL進(jìn)入磁場(chǎng)。求：

（1）粒子從射入磁場(chǎng)后到第二次回到碗邊所用的時(shí)間；

（2）粒子從射入磁場(chǎng)后到第一次以相同的速度回到e點(diǎn)所用的時(shí)間；

（3）粒子第一次以相同的速度回到e點(diǎn)瞬間，正三角形區(qū)域外側(cè)變成豎直向上的電場(chǎng),

粒子經(jīng)過(guò)在仍延長(zhǎng)線上的0點(diǎn)（圖中未畫出），bp長(zhǎng)為25L,求電場(chǎng)強(qiáng)度E。

/7\?d

/—''X

9.（2023?山東莉澤?統(tǒng)考一模）如圖所示，A、B兩個(gè)物體相互接觸但并不黏合，放置在

水平面上，水平面與物體間的摩擦力可忽略，兩物體的質(zhì)量為"人=4kg,mβ=6kgo

從f=0開始，推力月\和拉力FB分別作用于A、B±,6和&隨時(shí)間變化的規(guī)律為

瓜=（8-2f）（N）

∕?=（2+2θ（N）

通過(guò)計(jì)算做出物體B的加速度隨時(shí)間變化的圖線（在給定的虛線框內(nèi)畫圖）。

10?（2023?山東荷澤?統(tǒng)考一模）深海養(yǎng)殖技術(shù)在海洋漁業(yè)中被普遍推廣?甲圖為某深海

大黃魚漁場(chǎng)引進(jìn)的單柱半潛式養(yǎng)殖網(wǎng)箱，乙圖為其截面示意圖。在乙圖中，網(wǎng)箱的中央

柱形容器是由橫截面積為2n√,高16m的鍍鋅鐵皮（不計(jì)鐵皮體積）制成的空心圓柱

體，可進(jìn)水或充氣，以此調(diào)節(jié)網(wǎng)箱在海水中的位置，使整個(gè)網(wǎng)箱按要求上浮或下沉；網(wǎng)

箱與海水相通，是養(yǎng)魚的空間，并與圓柱體固定在一起；網(wǎng)箱的底部用繩索懸掛質(zhì)量為

試卷第4頁(yè)，共6頁(yè)

20t的鑄鐵塊(不與海底接觸)，鑄鐵塊相當(dāng)于“船錨”，起穩(wěn)定作用。已知制作網(wǎng)箱材料

的總質(zhì)量為IOt,養(yǎng)殖網(wǎng)箱材料和鑄鐵塊能夠排開海水的體積為6n√,海水的密度按

33

1.0×10kg∕m,大氣壓強(qiáng)按LOXlOSPa,g=l0m∕s?在認(rèn)為空氣溫度與海水溫度相同

的情況下，當(dāng)網(wǎng)箱的底部下沉到海面下15m處?kù)o止時(shí)，求：

(1)空心圓柱體內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；

(2)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明從開始入水到該狀態(tài)，需要通過(guò)氣閥向空心圓柱體充氣還是對(duì)外放

氣；

(3)充入或放出的氣體在空氣中的體積。

甲乙

11?(2023?山東荒澤?統(tǒng)考一模)高能粒子實(shí)驗(yàn)裝置，是用以發(fā)現(xiàn)高能粒子并研究其特性

的主要實(shí)驗(yàn)工具，下圖給出了一種該裝置的簡(jiǎn)化模型。在光滑絕緣的水平面XQy區(qū)域內(nèi)

存在垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；在χ<0區(qū)域內(nèi)存在沿y軸正方

向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。質(zhì)量為〃7、電荷量大小為4帶負(fù)電的粒子1從點(diǎn)S以一定速度釋放，沿

直線從坐標(biāo)原點(diǎn)。進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后，與靜止在點(diǎn)P(α,α),質(zhì)量為藍(lán)的中性粒子2發(fā)生

彈性正碰，且有一半電量轉(zhuǎn)移給粒子2。(不計(jì)碰撞后粒子間的相互作用，忽略電場(chǎng)、

磁場(chǎng)變化引起的效應(yīng))

(1)求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E；

(2)若兩粒子碰撞后，立即撤去電場(chǎng)，求兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑和從兩粒子碰撞

到下次再相遇的時(shí)間間隔Af;

(3)若兩粒子碰撞后，粒子2首次離開第一象限時(shí)，撤去電場(chǎng)和磁場(chǎng)，經(jīng)一段時(shí)間后，

再在全部區(qū)域內(nèi)加上與原來(lái)相同的磁場(chǎng)，此后兩粒子的軌跡恰好不相交，求這段時(shí)間

Ni0

E↑y

八??

B

a"ΛV

O,a

12.（2023?山東荷澤?統(tǒng)考一模）如圖所示，質(zhì)量M=2kg的木板Q靜止在光滑水平地面

上，距其右端X（未知且可調(diào)）處有一鉀釘固定的滑塊A?一質(zhì)量M=Ikg的小滑塊P（可

視為質(zhì)點(diǎn)）靜止于木板左端。現(xiàn)水平向右迅速敲擊小滑塊P,使其瞬間獲得%=8m∕s的

初速度沿木板向右運(yùn)動(dòng)。已知重力加速度大小為g=10m∕s2,滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因

數(shù)為〃=04,整個(gè)過(guò)程中滑塊P未滑離木板Q,木板與右側(cè)滑塊A的碰撞中沒(méi)有機(jī)械

能損失且碰撞時(shí)間極短可忽略.

（1）若碰撞數(shù)次后滑塊P、木板Q最終均靜止，求為確保滑塊P不滑離木板Q,木板

的最短長(zhǎng)度；

（2）若X=O.25m,將A的釘去掉，滑塊A與水平面無(wú)摩擦，且m,?=2kg,求木板與

物塊A碰撞的次數(shù)及碰后滑塊P、木板Q、物塊A最終速度的大??；

（3）若小滑塊P的質(zhì)量為，犀=2kg,Q的質(zhì)量為MQ=Ikg,滑塊A用鉀釘固定在距Q

右側(cè)XO=6m處，多次碰撞后P、Q最終都靜止，求整個(gè)過(guò)程中木板Q的總路程。

試卷第6頁(yè)，共6頁(yè)

參考答案:

1.(1)3.4s；(2)不相撞

【詳解】(1)速度超過(guò)30km∕h或距離小于IOm時(shí)是預(yù)判不用剎車。

當(dāng)兩車相距X。時(shí)公交車開始主動(dòng)剎車，0.6s,有

%=(匕一彩),o=3m

設(shè)兩車從相距20m到相距Xo=3m經(jīng)過(guò)的時(shí)間為f∣

(?-?)z∣=L一%

解得

tl=3.4s

(2)公交車剎車時(shí)，由牛頓第二定律得

kmg=ma,A:=0.7

從公交車剎車到兩車速度相同，設(shè)時(shí)間為與

..v∣-v2

*t2一

a

公交車位移

x^vXt2~-at2

解得

xl=5.36m

大貨車位移

x2=v2∕2=3.57m

因?yàn)?/p>

x2+x0=6.57m>5.36m

所以不相撞。

2.l,∣44×10^tm3

【詳解】設(shè)水桶的橫截面積為s,第一次取水前桶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p,體積為匕取水后壓

強(qiáng)為P+0g〃，體積為V+.M,由玻意耳定律得

NPM、=PM

答案第1頁(yè)，共16頁(yè)

p(V+ΔV^)=(p÷∕7^A)×(V+Λ,Λ)

第二次取水前桶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為P+Qg∕2,體積為V+。，取水后壓強(qiáng)為p+2pg%，體積為

V+Ish,由玻意耳定律得

(N+l)xpo%=(p+pg∕z)△匕

(p+pgh)×(V+5?+ΔV^)=(/?+2pgh)×(V÷2sh)

聯(lián)立解得

PM=2Pgsh?

代入數(shù)據(jù)后得到

4

%=1.144X1(Γn√

3.(1)26J;(2)見解析

【詳解】(1)滑塊從A到B的過(guò)程，由牛頓第二定律可得

_LJUng=ιna

由

vβ-vo~2aL

得VB=8m∕s,由

vll=v0+at

得f=(2s,傳送帶滑過(guò)的距離，由

X帶=Vt

Q

得X帶=Im,則滑塊與傳送帶相對(duì)滑過(guò)的路程

?x=L+‰

得?x=與m,所以，因摩擦而產(chǎn)生的熱量

Q=μmgbx—26J

(2)設(shè)滑塊能過(guò)最高點(diǎn)C,且速度大小為％,據(jù)機(jī)械能守恒定律得

2

?mvji=mg×2R+?mv1

答案第2頁(yè)，共16頁(yè)

得%=2m∕s,若滑塊能過(guò)C點(diǎn)，必有

ι4小

tng-m

即看小=岳ZS，由于％<V最小，所以滑塊無(wú)法通過(guò)最高點(diǎn)C。

4.(1)30°,叵色■；⑵(√2+l)?;⑶2辰R0+3兀R(4)包紅生+竺也

外33%%

【詳解】解：(1)粒子軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系

支

tanΘ=-4=——

限

20

解得

tan。=且

3

所以

6=30°

設(shè)粒子在磁場(chǎng)區(qū)域I中圓周運(yùn)動(dòng)半徑為4,由幾何關(guān)系得

q=R0tan30°

解得

CRO

41=--3--

粒子在環(huán)形區(qū)域I中勻速圓周運(yùn)動(dòng)

4%及=機(jī)型

rι

&

q用

答案第3頁(yè)，共16頁(yè)

(2)粒子在環(huán)形區(qū)域∏中勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)半徑為弓，由牛頓第二定律得

QVB=m

02rι

又因?yàn)?/p>

√3

B=Bl

2T

解得

r2=^

粒子軌跡如圖，由幾何關(guān)系可得環(huán)形磁場(chǎng)區(qū)域H外圓半徑

R=6+l)R0

(3)粒子從A點(diǎn)沿y軸負(fù)方向射入圓形區(qū)域I至再次經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的過(guò)程中所通過(guò)的總路程

13

s=3×-×2πr.+2×—×2πr,

3142

解得

2√3?Λ

S=—廣0+3叫

(4)經(jīng)分析，對(duì)粒子從A點(diǎn)沿y軸負(fù)方向進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域I,在磁場(chǎng)區(qū)域I中經(jīng)3次的120。偏

轉(zhuǎn)和在磁場(chǎng)區(qū)域∏中經(jīng)3次的270。偏轉(zhuǎn)，則粒子如圖沿X軸負(fù)方向進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域【

答案第4頁(yè)，共16頁(yè)

13

Sn=3X-X2πr+3×-×2πr

°3142y

2昌Ro9P

So=—丁L+萬(wàn)兀Ro

運(yùn)動(dòng)時(shí)間

2心■49兀Ro

+

'。3%2v0

所以

r=%

解得

；Sy∕3πR0ι?8πRu

vo

5.5X=196.44L

【詳解】

f=20°C

7=(273+20)K=293K

設(shè)在

T=293K

時(shí)，充氣后得最小胎壓為〃m,最大胎壓匕ax依題意，當(dāng)

r=-50oC

7；=(273-50)K=223K

答案第5頁(yè)，共16頁(yè)

胎壓為

5

pl=4.0×IOPa

根據(jù)查理定律得，有

Py=Pmin

Tl-T

解得

s

pmin=5.2556×10Pa

當(dāng)

∕=120oC

T=(273+120)K=393K

胎壓為

6

pl=LOxlOPa

根據(jù)查理定律得，有

Pl=Pmax

7；T

解得

5

Pmax=7?4555×10Pa

即胎壓壓強(qiáng)在20。C時(shí)，不能超過(guò)7.4555x105Pa。

假設(shè)在20。C時(shí)再加入壓強(qiáng)為5x10'Pa的氣體時(shí)，胎壓為7.4555xIO5Pa,則有

80+X7.4555

80-5

得

X=39.288L

則可再加入lxl()5Pa的體積最多為

5X=I96.44L

,八、2√3∕nv/_、C212兀mE,6πE.

6.(1)———2n-(2)2機(jī)說(shuō)+------(v+——)o

i00

clBBB

【詳解】(1)由題意可知α粒子的質(zhì)量為

ma=47H

電荷量為

答案第6頁(yè)，共16頁(yè)

%=2q

將α粒子的初速度分解成沿X軸方向分速度匕與垂直X軸方向分速度O,則有

o

匕=v0cos60??V0

.AnO6

o

vy=v0sιn60=-yv0

由于匕與磁場(chǎng)方向平行，不產(chǎn)生洛倫茲力，電場(chǎng)方向沿著X軸方向，只影響匕，不影響為,

故α粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)可分解為：垂直于X軸的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，以及沿X軸方

向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。對(duì)于垂直于X軸平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有

V2

解得圓周運(yùn)動(dòng)半徑

mav4mv√3∕∏vn

r=獲=市=qB

故?粒子離X軸的最遠(yuǎn)距離為直徑的長(zhǎng)度過(guò)??；

qB

(2)α粒子從O點(diǎn)射出后，第3次與X軸相交時(shí)，由垂直于X軸的平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng),

可知，此過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間

2πm__12πm

=3Γ=3×a

rq°B~qB

沿X軸方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)所通過(guò)的位移

12

s=vxt+-aΓ

又加速度

QaE_qE

Ll——

∕naIm

解得

6兀m/6πE

s=------(v+------)x

qB0°B

。粒子從。點(diǎn)射出后，第3次與X軸相交過(guò)程，由動(dòng)能定理

q戶=ESN

聯(lián)立解得α粒子從。點(diǎn)射出后，第3次與X軸相交時(shí)的動(dòng)能

答案第7頁(yè)，共16頁(yè)

「C??2πmE6τrE

Ek=2∕wv-+——(zv+--)x

Γi0D

7.(1)p(2)若子彈向右運(yùn)動(dòng)，最大速度為(10/-9)旅；若子彈向左運(yùn)動(dòng)，最大速

度為(10及+9)必

【詳解】(1)由于木塊到達(dá)B點(diǎn)后恰好能做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可得

9mg=9∕H-^-

解得

VO=歷

對(duì)木塊，從A到C的過(guò)程中，由動(dòng)能定理可得

L12

μ9mg-=~

解得

R

μ=τ

(2)若子彈向右運(yùn)動(dòng)，擊中木塊前的速度為W,和木塊一起運(yùn)動(dòng)的速度為匕，由動(dòng)量守恒

定律可得

∕77v1+9∕nv0=IOznv1

對(duì)子彈和木塊，一起從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得

-Wjumg???-l0∕nvθ-?l0mη2

解得

v,=(10√2-9)√^

若子彈向左運(yùn)動(dòng)，擊中木塊前的速度為匕，和木塊一起運(yùn)動(dòng)的速度為匕，子彈擊中木塊后向

左運(yùn)動(dòng)，為使木塊仍落在D點(diǎn)，木塊和子彈運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，速度應(yīng)減少到0,則有

9∕7ZV0-mv2+=-1Oznv2

L1，)

-lθ///wg?=O--IOznv2"

解得

%=(100+9)項(xiàng)

答案第8頁(yè)，共16頁(yè)

8?⑴繇+東⑵電科；⑶丑

粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,

2

V

qvB=m—

可得

mvkBL.

------------L

qBkB

則

T_2n丫_2πL_2π

~~~~kBL~~kB

則

2x300；10^

t,=------：—I=------

3603kB

根據(jù)幾何關(guān)系可知

Xmn=6L

則

t_Xm“_6

’2一丁商

則粒子從射入磁場(chǎng)后到第二次回到ab邊所用的時(shí)間

10乃√3

=------1-----

3kBkB

(2)由圖可知，粒子第一次回到加點(diǎn)的時(shí)間為

300'τ25乃+3行

3607^kB~3kB

則粒子從射入磁場(chǎng)后到第一次以相同的速度回到e點(diǎn)所用的時(shí)間

10^?+6√3

∕=6r=

1kB

答案第9頁(yè)，共16頁(yè)

(3)粒子第一次以相同的速度回到e點(diǎn)瞬間，正三角形區(qū)域外側(cè)變成豎直向上的電場(chǎng)，粒

子經(jīng)過(guò)在他延長(zhǎng)線上的P點(diǎn)(圖中未畫出)，加長(zhǎng)為2.5L水平方向上有

vβcos30"∕=2.5Δ+0.5L

豎直方向有

sin3(ft--at2=一^-L

%

22

根據(jù)牛頓第二定律有

a=里=Ek

m

聯(lián)立解得

【詳解】，=0時(shí)，對(duì)整體由牛頓第二定律

∕?+∕?=(WA+W?)O1

解得

2

αl=lm∕s

恰好分離時(shí)

解得

r=2s

2s后，B的加速度為

解得

逐漸增大;

答案第10頁(yè)，共16頁(yè)

22

綜上所述，O?2s內(nèi)，α1=lm∕s,2s后，a2=-m∕s,物體B的加速度隨時(shí)間變化的圖線

如圖

10.(1)2.2×105Pa；(2)充氣；(3)25.2m3

【詳解】（1）網(wǎng)箱材料和鑄鐵快的總質(zhì)量

∕n=10t+20t=30t=3×104kg

網(wǎng)箱靜止在海水中，整個(gè)裝置受到的浮力等于它的總重力，即

信=G=mg=3xl0i*XlON=3x103

根據(jù)阿基米德原理

5

vF浮3×103°八3

VHfe=--------=-------r-----m=30m

據(jù)P海水gIXIOGIO

空心圓柱體排開水的體積

%=/_%=30m,-6m3=24m3

空心圓柱體內(nèi)海水的體積

%水=]5X2m3-24m,=6m3

空心圓柱體內(nèi)海水的高度

∕z=?=3m

S

空心圓柱體內(nèi)氣體的壓強(qiáng)

p=1.0×105Pa+（15-3）×10×103Pa=2.2×105Pa

（2）假設(shè)既沒(méi)有放氣也沒(méi)有充氣，根據(jù)玻意耳定律可得

p<>v=py

其中

答案第11頁(yè)，共16頁(yè)

V=16×2m2=32m2

V=13×2m2=26m2

解得

5

pi≈1.23×IOPa

比較可知

Pt<P

可知需要通過(guò)氣閥向空心圓柱體充氣；

(3)設(shè)充入的體積為「，根據(jù)玻意耳定律

p0(V+V')=pV

解得

V'=25.2m3

11.⑴%；⑵等4√7ffl

mBqIBq

【詳解】(1)帶負(fù)電的粒子1從點(diǎn)S以一定速度釋放，沿直線從坐標(biāo)原點(diǎn)。進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域

qE=qvB

粒子1進(jìn)入磁場(chǎng)后，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

V2

qvB=m—

r

由幾何關(guān)系

r=a

解得電場(chǎng)強(qiáng)度的大小

E=M

m

(2)粒子1由坐標(biāo)原點(diǎn)。進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后，經(jīng)過(guò)!圓周在點(diǎn)尸點(diǎn)與中性粒子2發(fā)生彈性正

碰，此時(shí)粒子1速度方向沿)軸正方向，以沿)軸正方向?yàn)檎?，由?dòng)量守恒和機(jī)械能守恒可

得

m1212Tmn

mv=InVl+—%,—rrw"=—mv：÷------v；

132221232

解得

13

U=V匕V

l2-2-

答案第12頁(yè)，共16頁(yè)

碰撞后兩粒子均帶負(fù)電，電荷量均為做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)半徑分別為4，4,則

解得

ι?=a1r2=a

所以第一次碰后兩粒子軌跡重合，到下次相遇

2πa2πaltπm

?t-----------=------=-------

v2-vlVBq

(3)兩粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示

粒子2首次在A點(diǎn)離開第一象限時(shí)，粒子1運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，由

1

?=~V2'r?=ri

所以

1

ω?=54

所以粒子1轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角夕為粒子2轉(zhuǎn)過(guò)圓心角的;，即

/?=?×90=30

3

此時(shí)，撤去電場(chǎng)和磁場(chǎng)，兩粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)一段時(shí)間Af后，粒子1運(yùn)動(dòng)的位移大

小

V

MN=一bt'=L

2

粒子2運(yùn)動(dòng)的位移大小

AB—Δt>=3Z

2

此時(shí)，在全部區(qū)域內(nèi)加上與原來(lái)相同的磁場(chǎng)，此后兩粒子的軌跡恰好不相交(恰好相切)，

答案第13頁(yè)，共16頁(yè)

設(shè)兩圓心與X軸正方向的夾角為，，由幾何關(guān)系

NQ=a-tanβ,OiC=2a?sinΘ,MD=(/+AQ)sin60=a?sinβ+O1C

整理得

—L=2asinθ

2

由幾何關(guān)系

c

O.2Q=O2CΛ-CD-?-DQ-λacosΘ+acos尸+(￡+石tan30jcos60

整理得

5

—L-λcacosθ

2

解得

2√7

Lz=------α

7

這段時(shí)間加‘

.“2L4√7Λ7

?f=—=-------

VIBq

44

12.(1)8m；(2)2次，-m∕s,-m∕s,2m∕s；(3)IOm

【詳解】(1)木板與右側(cè)滑塊A的碰撞中沒(méi)有機(jī)械能損失且碰撞時(shí)間極短可忽略，由動(dòng)量

守恒與機(jī)械能守恒可得，每次碰撞后，木板速度大小不變，方向反向。若碰撞數(shù)次后滑塊P、

木板Q最終均靜止，由滑塊P在木板上一直做勻減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)能量守恒

12

AmgLr=于叫

解得木板Q的最短長(zhǎng)度

L=8m

(2)木板Q、物塊A每次碰撞時(shí)，由動(dòng)量守恒與機(jī)械能守恒可得