天津市红桥区2020届-2022届高考物理三年模拟（一模）试题汇编-解答题

天津市红桥区2020届-2022届高考物理三年模拟（一模）试题汇编-解答题

1．（2020届天津市红桥区高三第一次模拟物理试题）如图所示，质量m1=2kg的小车静止在光滑的水平面上，现有质量m2=0.5kg可视为质点的物块，以水平向的速度v0=10m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数=0.5，取g=10m/s2，求

（1）若物块不能从小车上掉下，他们的共同速度多大；

（2）要使物块不从小车端滑出，小车至少多长。

2．（2020届天津市红桥区高三第一次模拟物理试题）如图所示，两根竖直固定的足够长的金属导轨ad和bc，相距为L=10cm；另外两根水平金属杆MN和EF可沿导轨无摩擦地滑动，MN棒的质量均为m=0.2kg，EF棒的质量M=0.5kg，在两导轨之间两棒的总电阻为R=0.2（竖直金属导轨的电阻不计）；空间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B=5T，磁场区域足够大；开始时MN与EF叠放在一起放置在水平绝缘平台上，现用一竖直向上的牵引力使MN杆由静止开始匀加速上升，加速度大小为a=1m/s2，试求：

（1）前2s时间内流过MN杆的电量（设EF杆还未离开水平绝缘平台）；

（2）至少共经多长时间EF杆能离开平台。

3．（2020届天津市红桥区高三第一次模拟物理试题）如图所示，在xoy坐标平面的第一象限内有一沿y轴正方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向内的匀强磁场，现有一质量为m带电量为-q的粒子(重力不计)从电场中坐标为(3L，L)的P点与x轴负方向相同的速度射入，从O点与y轴正方向成夹角射出，求：

（1）画出粒子运动的轨迹，求粒子进入磁场时的速度大小；

（2）求匀强电场的场强E，粒子在电场中运动的水平距离x1；

（3）求出粒子在磁场中运动的轨道半径和时间。

4．（2021届天津市红桥区高三（下）质量调查（一模）物理试题）如图所示，质量m=4.6kg（g=10m/s2）的金属块放在水平桌面上，在斜向上的恒定拉力F作用下，向右以v0=2.0m/s的速度做匀速直线运动。已知F=10.0N，方向与水平面之间的夹角=37°。（sin37°=0.60，cos37°=0.80）

（1）求金属块与桌面间的动摩擦因数；

（2）如果从某时刻起撤去拉力F，求撤去拉力后金属块还能在桌面上滑行的最大距离s。

5．（2021届天津市红桥区高三（下）质量调查（一模）物理试题）微观粒子研究在核能的开发和利用中具有重要意义。如图所示，质量为m、电荷量为q的离子从容器A下方的小孔S1不断飘入加速电场，其初速度可视为零，然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做半径为R的匀速圆周运动，

（1）求加速电场的电压U；

（2）离子行进半个圆周后离开磁场并被收集，离开磁场时离子束的等效电流为I。不考虑离子重力及离子间的相互作用，求出在离子被收集的过程中任意时间t内收集到离子的质量M。

6．（2021届天津市红桥区高三（下）质量调查（一模）物理试题）如图所示，宽为0.5m的光滑水平金属框架固定在方向竖直向下磁感应强度大小为B=0.80T的匀强磁场中，框架左端连接一个R=0.4Ω的电阻，框架上面置一电阻r=0.1Ω，质量为0.64kg的金属导体ab，ab长为0.5m，ab始终与框架接触良好且在水平恒力F作用下以v=1.25m/s的速度向右匀速运动（设水平金属框架足够长，轨道电阻及接触电阻忽略不计）

（1）试判断金属导体ab两端哪端电势高；

（2）求通过金属导体ab的电流大小；

（3）求撤去拉力金属导体ab，还能运动多远。

参考答案：

1．（1）2m/s；（2）8m

【详解】（1）由题意知动量守恒，设物块与小车的共同速度为v，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有

解得

（2）要使物块恰好不从车厢滑出，须物块到车面右端时与小车有共同的速度，由功能关系有

代入数据解得

L=8m

2．（1）5C；（2）4s

【详解】解：（1）t=2s内MN杆上升的距离为

此段时间内MN、EF与导轨形成的回路内，磁通量的变化量为

产生的平均感应电动势为

产生的平均电流为

流过MN杆的电量

代入数据解得

（2）EF杆刚要离开平台时有

此时回路中的电流为

MN杆切割磁场产生的电动势为

MN杆运动的时间为

代入数据解得

3．（1）见解析；（2）；（3）

【详解】解：（1）粒子运动轨迹如图所示：

设粒子在O点时速度大小为v，OQ段为四分之一圆弧，QP段为抛物线，根据对称性可知，粒子在Q点的速度大小也为v，方向与x轴正方向成45°，可得

（2）P到Q过程，由动能定理得

解得

在Q点时有

由P到Q过程中，竖直方向上有

代入得

水平方向有

（3）有几何关系可知

得粒子在OQ段圆周运动的半径

粒子在磁场中从Q到O的时间

4．（1）0.2；（2）1m

【详解】（1）金属块做匀速直线运动，受力平衡，则有

，，

 解得

（2）撤去拉力后，根据牛顿第二定律得

根据匀变速直线运动的规律公式得

=2as

解得

s=1m

5．（1）；（2）

【详解】（1）设离子经电场加速后进入磁场时的速度为v，由动能定理得

离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则

联立以上两式可得

（2）设在t时间内收集到的离子个数为N，总电荷量为Q，则

Q = It =Nq

M=Nm

 解得

6．（1）a端；（2）1A；（3）2.5m

【详解】（1）根据右手定则得，a端电势较高。                               

（2）感应电动势为

E=BLv

根据闭合电路的欧姆定律得

I=

带入数据得

I=1A

（3）对导体棒，根据动量定理得

累加得

=mv

解得

x=2.5m