867编号高考物理压轴题集(含答案)

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1、第 1 页 共 41 页 1、如图 12 所示，PR 是一块长为 L=4 m 的绝缘平板固定在水平地面上，整个空间有一个平 行于 PR 的匀强电场 E，在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场 B，一个质量为 m=01 kg，带电量为 q=05 C 的物体，从板的 P 端由静止开始在电场力和摩擦力的作用 下向右做匀加速运动，进入磁场后恰能做匀速运动。当物体碰到板 R 端的挡板后被弹回， 若在碰撞瞬间撤去电场， 物体返回时在磁场中仍做匀速运动， 离开磁场后做匀减速运动停在 C 点，PC=L/4，物体与平板间的动摩擦因数为 =04，取 g=10m/s2 ，求： （1）判断物体带电性质，正电荷还

2、是负电荷？（2）物体与挡板碰撞前后的速度 v1和 v2 （3）磁感应强度 B 的大小（4）电场强度 E 的大小和方向 解：（1）由于物体返回后在磁场中无电场，且仍做匀速运动，故知摩擦力为 0，所以物体 带正电荷且：mg=qBv2 （2）离开电场后，按动能定理，有：-mg=0-mv2 由式得：v2=2 m/s 4 L 2 1 2 （3）代入前式求得：B= T 2 2 （4）由于电荷由 P 运动到 C 点做匀加速运动，可知电场强度方向 水平向右，且：（Eq-mg）mv12-0 2 1 2 L 进入电磁场后做匀速运动，故有：Eq=（qBv1+mg） 由以上两式得： N/C2.4 m/s24 1 E

3、v 2、如图 214 所示，光滑水平桌面上有长 L=2m 的木板 C，质量 mc=5kg，在其正中央并排 放着两个小滑块 A 和 B，mA=1kg，mB=4kg，开始时三物都静止在 A、B 间有少量塑胶炸 药，爆炸后 A 以速度 6ms 水平向左运动，A、B 中任一块与挡板碰撞后，都粘在一起，不 计摩擦和碰撞时间，求： (1)当两滑块 A、B 都与挡板碰撞后，C 的速度是多大? (2)到 A、B 都与挡板碰撞为止，C 的位移为多少? 解：（1）A、B、C 系统所受合外力为零，故系统动量守恒， 且总动量为零，故两物块与挡板碰撞后，C 的速度为 零，即0 C v （2）炸药爆炸时有 解得 BBAA

4、 vmvmsmvB/5 . 1 又 BBAA smsm 当 sA1 m 时 sB0.25m，即当 A、C 相撞时 B 与 C 右板相距ms L s B 75 . 0 2 A、C 相撞时有： 解得1m/s，方向向左vmmvm CAAA )(v 而1.5m/s，方向向右，两者相距 0.75m，故到 A，B 都与挡板碰撞为止，C 的位 B v 移为m19.3 . 0 B C vv sv s 第 2 页 共 41 页 3、为了测量小木板和斜面间的摩擦因数，某同学设计如图所示实验，在小木板上固定一个 轻弹簧，弹簧下端吊一个光滑小球，弹簧长度方向与斜面平行，现将木板连同弹簧、小球放 在斜面上，用手固定木板

5、时，弹簧示数为 F ，放手后，木板沿斜面下滑，稳定后弹簧示数 1 为 F ，测得斜面斜角为 ，则木板与斜面间动摩擦因数为多少？（斜面体 2 固定在地面上） 解：固定时示数为 F ，对小球 F =mgsin 11 整体下滑：（M+m）sin-(M+m)gcos=(M+m)a 下滑时，对小球：mgsin-F =ma 2 由式、式、式得 =tan 1 2 F F 4、有一倾角为 的斜面，其底端固定一挡板 M，另有三个木块 A、B 和 C，它们的质量分 别为 m=m=m，m=3 m，它们与斜面间的动摩擦因数都相同.其中木块 A 连接一轻弹簧 ABC 放于斜面上，并通过轻弹簧与挡板 M 相连，如图所示.

6、开始时，木块 A 静止在 P 处，弹簧处 于自然伸长状态.木块 B 在 Q 点以初速度 v 向下运动，P、Q 间的距离为 L.已知木块 B 在下 0 滑过程中做匀速直线运动，与木块 A 相碰后立刻一起向下运动，但不粘连，它们到达一个 最低点后又向上运动， 木块 B 向上运动恰好能回到 Q 点.若木块 A 静止于 P 点， 木块 C 从 Q 点开始以初速度向下运动， 经历同样过程， 最后木块 C 停在斜面上的 R 点，求 P、R 间 0 3 2 v 的距离 L的大小。 解：木块 B 下滑做匀速直线运动，有 mgsin=mgcos B 和 A 相撞前后，总动量守恒,mv =2mv ，所以 v =

7、011 2 0 v 设两木块向下压缩弹簧的最大长度为 s,两木块被弹簧弹回到 P 点时的速度为 v ，则 2 2mgcos2s= 2 2 2 1 2 2 1 2 2 1 mvmv 两木块在 P 点处分开后，木块 B 上滑到 Q 点的过程： （mgsin+mgcos）L= 2 2 2 1 mv 第 3 页 共 41 页 木块 C 与 A 碰撞前后，总动量守恒，则 3m，所以 v =v 10 4 2 3 mvv 1 4 2 0 设木块 C 和 A 压缩弹簧的最大长度为 s,两木块被弹簧弹回到 P 点时的速度为 v, 则 2 4mgcos2s= 2 2 2 2 4 2 1 4 2 1 mvmv 木块

8、 C 与 A 在 P 点处分开后，木块 C 上滑到 R 点的过程： （3mgsin+3mgcos）L= 2 2 3 2 1 mv 在木块压缩弹簧的过程中， 重力对木块所做的功与摩擦力对木块所做的功大小相等， 因 此弹簧被压缩而具有的最大弹性势能等于开始压缩弹簧时两木块的总动能. 因此，木块 B 和 A 压缩弹簧的初动能 E木块 C 与 A 压缩弹簧的, 4 1 2 2 1 2 0 2 1 1 mvmv k 初动能 E即 E, 4 1 2 1 2 0 2 12 mvmv k 21 kk E 因此，弹簧前后两次的最大压缩量相等，即 s=s 综上，得 L=L- sin32 2 0 g v 5、如图，

9、足够长的水平传送带始终以大小为 v3m/s 的速度向左运动，传送带上有一质量 为 M2kg 的小木盒 A，A 与传送带之间的动摩擦因数为 03，开始时，A 与传送带之 间保持相对静止。 先后相隔t3s 有两个光滑的质量为 m1kg 的小球 B 自传送带的左端出 发，以 v015m/s 的速度在传送带上向右运动。第 1 个球与木盒相遇后，球立即进入盒中与 盒保持相对静止，第 2 个球出发后历时t11s/3 而与木盒相遇。求（取 g10m/s2） （1）第 1 个球与木盒相遇后瞬间，两者共同运动的速度时多大？ （2）第 1 个球出发后经过多长时间与木盒相遇？ （3）自木盒与第 1 个球相遇至与第

10、2 个球相遇的过程中，由于木盒与传送带间的摩擦而产 生的热量是多少？ 解：（1）设第 1 个球与木盒相遇后瞬间，两者共同运动的速度为 v1,根据动量守恒定律： 代入数据，解得： v1=3m/s 01 ()mvMvmM v （2）设第 1 个球与木盒的相遇点离传送带左端的距离为 s， 第 1 个球经过 t0与木盒相遇,则： 0 0 s t v 设第 1 个球进入木盒后两者共同运动的加速度为 a，根据牛顿第二定律： 得： ()()mM gmM a 2 3/agm s 设木盒减速运动的时间为 t1,加速到与传送带相同的速度的时间为 t2， 则=1s 12 v tt a 故木盒在 2s 内的位移为零

11、依题意： 代入数据，解得： s=75m t0=05s 011120 ()svtvttttt B A v v0 第 4 页 共 41 页 （3）自木盒与第 1 个球相遇至与第 2 个球相遇的这一过程中,传送带的位移为 S，木盒的位 移为 s1,则： 10 ()8.5Svtttm 11120 ()2.5svtttttm 故木盒相对与传送带的位移： 1 6sSsm 则木盒与传送带间的摩擦而产生的热量是： 54QfsJ 6 如图所示，两平行金属板 A、B 长 l8cm，两板间距离 d8cm，A 板比 B 板电势高 300V， 即 UAB300V。一带正电的粒子电量 q10-10C，质量 m10-20k

12、g，从 R 点沿电场中心线垂 直电场线飞入电场，初速度 v02106m/s，粒子飞出平行板电场后经过界面 MN、PS 间的无 电场区域后，进入固定在中心线上的 O 点的点电荷 Q 形成的电场区域（设界面 PS 右边点 电荷的电场分布不受界面的影响） 。已知两界面 MN、PS 相距为 L12cm，粒子穿过界面 PS 最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏 EF 上。求（静电力常数 k9109Nm2/C2） （1）粒子穿过界面 PS 时偏离中心线 RO 的距离多远？（2）点电荷的电量。 解 ： （1） 设粒子从电场中飞出时的侧向位移为 h, 穿过 界面 PS 时偏离中心线 OR 的距离为 y， 则：

13、h=at2/2 qEqU a mmd 0 l t v 即： 2 0 () 2 qUl h md v 代入数据，解得： h=003m=3cm 带电粒子在离开电场后将做匀速直线运动,由相似三角形知识得： 代入数据，解得: y=012m=12cm 2 2 l h l y L （2）设粒子从电场中飞出时沿电场方向的速度为 vy，则：vy=at= 0 qUl mdv 代入数据，解得: vy=15106m/s 所以粒子从电场中飞出时沿电场方向的速度为： 226 0 2.5 10/ y vvvm s 设粒子从电场中飞出时的速度方向与水平方向的夹角为 ，则： 0 3 4 y v tan v 37 因为粒子穿过

14、界面 PS 最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏上，所以该带电粒子 在穿过界面 PS 后将绕点电荷 Q 作匀速圆周运动，其半径与速度方向垂直。 匀速圆周运动的半径： 0.15 y rm cos B A v0 R M N L P S O EF l 第 5 页 共 41 页 由： 代入数据，解得： Q=10410-8C 2 2 kQqv m rr 7、 光滑水平面上放有如图所示的用绝缘材料制成的 L 形滑板(平面部分足够长)， 质量为 4m， 距滑板的 A 壁为 L1距离的 B 处放有一质量为 m，电量为+q 的大小不计的小物体，物体与板 面的摩擦不计整个装置置于场强为 E 的匀强电场中，初始时刻，

15、滑板与物体都静止问： (1)释放小物体，第一次与滑板 A 壁碰前物体的速度 v1，多大? (2)若物体与 A 壁碰后相对水平面的速度大小为碰前速率的 35， 则物体在第二次跟 A 碰撞之前，滑板相对于水平面的速度 v2和物体 相对于水平面的速度 v3分别为多大? (3)物体从开始到第二次碰撞前，电场力做功为多大?(设碰撞经历时间极短且无能量损失) 解 ： (1)释放小物体，物体在电场力作用下水平向右运动，此时，滑板静止不动，对于小物体， 由动能定理得： (2)碰后小物体反弹，由动量守恒定律：得 得 之后滑板以 v2匀速运动，直到与物体第二次碰撞，从第一 次碰撞到第二次碰撞时，物体与滑板位移相等、时间相等、平均速度相等 (3)电场力做功等于系统所增加的动能 8 如图(甲)所示，两水平放置的平行金属板 C、D 相距很近，上面分别开有小孔 O 和 O，水 平放置的平行金属导轨 P、Q 与金属板 C、D 接触良好，且导轨垂直放在磁感强度为 B1=10T 的匀强磁场中，导轨间距 L=0.50m，金属棒 AB 紧贴着导轨沿平行导轨方向在磁场中做往复 运动，其速度图象如图(乙)，若规定向右运动速度方向为正方向从 t=0 时刻开始，由 C 板 小孔 O 处连续不断地以垂直于 C 板方向飘入质量为 m=3.2