重庆市高考物理二轮复习专项练习-解答题能力提升训练（含解析）

重庆高考物理二轮复习专项练习-解答题能力提升训练
目录
一、磁场 1
二、电磁感应 5
三、牛顿运动定律 6
四、机械振动与机械波 7
五、机械能及其守恒定律 7
六、静电场 9
七、抛体运动 10
八、光的折射 10
九、圆周运动 11
十、匀变速直线运动 11
十一、动量及其守恒定律 12
十二、全反射 12
十三、气体、固体和液体 13
一、磁场
1．如图所示，平面内，在的区域存在匀强电场，电场强度大小为，方向与方向夹角为；在轴下方存在匀强磁场，方向垂直于纸面向外。一质量为、电荷量为的带正电的粒子以大小为的初速度从原点沿轴正方向射出，一段时间后粒子第一次从点进入磁场，在磁场中运动一段时间后回到原点再进入电场。不计粒子的重力，取,。
(1)求粒子从到点的时间；
(2)求磁感应强度的大小；
(3)若在正半轴上另放置个质量也为的不带电微粒(按碰撞顺序标号依次为1、2、)，使带电粒子最初从点出发后每次从电场进入磁场时都恰好与一个不带电微粒发生正碰，碰后结合为一个整体，该整体仍可视为质点，且总质量与电荷量不变，不计重力。求第个微粒的位置坐标。
2．如图，在y≥0，0≤x≤L的I区域存在竖直向上的匀强电场，在y≥0，x>L的II区域存在垂直纸面向外的匀强磁场。置于坐标原点O的粒子发射源可沿x轴正方向发射初速度为v0、质量为m、带电量为+q的粒子，一段时间后与两区域边界成45°角斜向右上方进入II区域，经磁场偏转后垂直击中x轴，不计重力。求：

(1)匀强电场的电场强度大小E；
(2)匀强磁场的磁感应强度大小B。
3．研究小组设计了一种通过观察粒子在荧光屏上打出的亮点位置来测量粒子速度大小的装置，如题图所示，水平放置的荧光屏上方有沿竖直方向强度大小为B，方向垂直于纸面向外的匀强磁场。O、N、M均为荧光屏上的点，且在纸面内的同一直线上。发射管K（不计长度）位于O点正上方，仅可沿管的方向发射粒子，一端发射带正电粒子，另一端发射带负电粒子，同时发射的正、负粒子速度大小相同，方向相反，比荷均为。已知，，不计粒子所受重力及粒子间相互作用。
(1)若K水平发射的粒子在O点产生光点，求粒子的速度大小。
(2)若K从水平方向逆时针旋转60°，其两端同时发射的正、负粒子恰都能在N点产生光点，求粒子的速度大小。
(3)要使（2）问中发射的带正电粒子恰好在M点产生光点，可在粒子发射t时间后关闭磁场，忽略磁场变化的影响，求t。
4．如题图所示，在平面第一象限内，直线与直线之间存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场轴下方有一直线CD与轴平行且与x轴相距为轴与直线CD之间（包含x轴）存在沿y轴正方向的匀强电场；在第三象限，直线CD与直线之间存在磁感应强度大小也为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。纸面内有一束宽度为的平行电子束，如图，沿y轴负方向射入第一象限的匀强磁场，各电子的速度随入射位置不同大小各不相等，电子束的左边界与y轴的距离也为，经第一象限磁场偏转后发现所有电子都可以通过原点并进入轴下方的电场，最后所有电子都垂直于边界离开磁场。已知：电子质量为，电量大小为e，电场强度大小为。求：
(1)电子进入轴上方磁场前的最大速度v1的大小；
(2)直线的方程；
(3)现将第一象限的磁场反向（即垂直纸面向外），大小不变。并将第三象限的磁场去掉，同时在第四象限直线CD的下方，以CD为上边界，右边和下边广阔，左边受限，加上一大小为，(未知）垂直纸面向里的匀强磁场，确保所有电子都汇集到同一点（-8a，-5a），求第四象限所加磁场的大小及磁场左边界满足的关系。
5．有人设计了一种粒子收集装置。如图所示，比荷为的带正电的粒子，由固定于M点的发射枪，以不同的速率射出后，沿射线MN方向运动，能收集各方向粒子的收集器固定在MN上方的K点，O在MN上，且KO垂直于MN。若打开磁场开关，空间将充满磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里的匀强磁场，速率为v0的粒子运动到O点时，打开磁场开关，该粒子全被收集，不计粒子重力，忽略磁场突变的影响。
(1)求OK间的距离；
(2)速率为4v0的粒子射出瞬间打开磁场开关，该粒子仍被收集，求MO间的距离；
(3)速率为4v0的粒子射出后，运动一段时间再打开磁场开关，该粒子也能被收集。以粒子射出的时刻为计时O点。求打开磁场的那一时刻。

6．小明设计了如图所示的方案，探究金属杆在磁场中的运动情况，质量分别为2m、m的金属杆P、Q用两根不可伸长的导线相连，形成闭合回路，两根导线的间距和P、Q的长度均为L，仅在Q的运动区域存在磁感应强度大小为B、方向水平向左的匀强磁场。Q在垂直于磁场方向的竖直面内向上运动，P、Q始终保持水平，不计空气阻力、摩擦和导线质量，忽略回路电流产生的磁场。重力加速度为g，当P匀速下降时，求
（1）P所受单根导线拉力的大小；
（2）Q中电流的大小。

7．如图1所示的竖直平面内，在原点O有一粒子源，可沿x轴正方向发射速度不同、比荷均为的带正电的粒子。在的区域仅有垂直于平面向内的匀强磁场；的区域仅有如图2所示的电场，时间内和时刻后的匀强电场大小相等，方向相反（时间内电场方向竖直向下），时间内电场强度为零。在磁场左边界直线上的某点，固定一粒子收集器（图中未画出）。0时刻发射的A粒子在时刻经过左边界进入磁场，最终被收集器收集；B粒子在时刻以与A粒子相同的发射速度发射，第一次经过磁场左边界的位置坐标为；C粒子在时刻发射，其发射速度是A粒子发射速度的，不经过磁场能被收集器收集。忽略粒子间相互作用力和粒子重力，不考虑边界效应。
(1)求电场强度E的大小；
(2)求磁感应强度B的大小；
(3)设时刻发射的粒子能被收集器收集，求其有可能的发射速度大小。
二、电磁感应
8．如图，平行光滑金属导轨固定在绝缘水平桌面上，右端连接光滑倾斜轨道，导轨间距为。导轨左侧接有电阻，与区域间存在竖直向上与竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为，与、与的距离均为。M导体棒质量为、N绝缘棒质量为，两棒垂直导轨放置。现N棒静止于与之间某位置，M棒在边界静止，某时刻M棒受到水平向右的恒力作用开始运动。已知，当运动到边界时撤去，此时M棒已达到匀速运动。已知整个过程中两棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨左侧电阻和M棒接入导轨的电阻均为，其他导体电阻不计，所有碰撞均为弹性碰撞，首次碰撞之后N与M每次碰撞前M均已静止，且碰撞时间极短，M、N始终与导轨垂直且接触良好，求：
(1)撤去时M棒的速度大小以及M棒穿过区域过程中系统产生的热量Q；
(2)从M棒开始进入区域到M棒第一次静止，通过电阻的电荷量；
(3)自发生第一次碰撞后到最终两棒都静止，导体棒M在磁场中运动的总位移大小。
9．某同学以金属戒指为研究对象，探究金属物品在变化磁场中的热效应。如图所示，戒指可视为周长为L、横截面积为S、电阻率为的单匝圆形线圈，放置在匀强磁场中，磁感应强度方向垂直于戒指平面。若磁感应强度大小在时间内从0均匀增加到，求：
（1）戒指中的感应电动势和电流；
（2）戒指中电流的热功率。
三、牛顿运动定律
10．如图所示，长度为d的水平传送带M顺时针匀速运动。质量为m的小物块A在传送带左端M由静止释放。A还未与传送带达到相同速度时就从右端N平滑地进入光滑水平面NO，与向右运动的小物块B发生碰撞（碰撞时间极短）。碰后A、B均向右运动，从O点进入粗糙水平地面。设A与传送带间的动摩擦因数和A、B与地面间的动摩擦因数均为，重力加速度为g。
(1)求A在传送带上的加速度大小及离开传送带时的速度大小；
(2)若碰前瞬间，B的速度大小为A的一半，碰撞为弹性碰撞，且碰后A、B在粗糙地面上停下后相距d，求B的质量；
(3)若B的质量是A的n倍，碰后瞬间A和B的动量相同，求n的取值范围及碰后瞬间B的速度大小范围。
11．小明用如图所示的装置探究水平风力对平抛物体运动的影响，将一弹簧枪水平固定在风洞内距水平地面高度处，质量的小球以速度从弹簧枪枪口水平射出，小球在空中运动过程中始终受到大小不变、水平向左的风力作用、小球落到地面上的A点，A点与弹簧枪枪口水平距离。重力加速度。求：
(1)小球落地所需时间和小球所受风力的大小；
(2)小球落地时的动能。
四、机械振动与机械波
12．某波源发出的简谐横波在均匀介质中沿传播路径上先后经过、两质点，其振动位移—时间图像如题图所示（实线表示，虚线表示）已知、两质点的平衡位置相距。
(1)以为单位，用正弦函数写出质点的振动方程（初相位在范围内）；
(2)求该简谐波的传播速度大小。
五、机械能及其守恒定律
13．如图所示，一个质量为m的玩具蛙，蹲在质量为4m的小车的固定轻质细杆上，小车静置于光滑的水平桌面上，若车长为L，细杆高为h，且位于小车的中点。玩具蛙以水平速度跳离细杆，并落在小车上。已知重力加速度为g，不计空气阻力。求：
(1)玩具蛙水平位移大小的范围；
(2)起跳过程，玩具蛙做功的最大值。
14．如图，在某次高空作业平台测试中，平台缆绳断裂后向下坠落。已知下落过程中两侧制动装置对平台施加的滑动摩擦力共为f=15000N，平台刚接触缓冲轻弹簧时速度为v=3m/s，此后经t=0.1s平台停止运动，轻弹簧被压缩了x=0.3m。若平台的质量为m=1200kg，g取10m/s ，不考虑空气阻力。求：
(1)平台刚接触轻弹簧时加速度大小；
(2)轻弹簧的最大弹性势能；
(3)下落过程中轻弹簧对平台的冲量。
15．如图所示，M、N两个钉子固定于相距a的两点，M的正下方有不可伸长的轻质细绳，一端固定在M上，另一端连接位于M正下方放置于水平地面质量为m的小木块B，绳长与M到地面的距离均为10a，质量为2m的小木块A，沿水平方向于B发生弹性碰撞，碰撞时间极短，A与地面间摩擦因数为，重力加速度为g，忽略空气阻力和钉子直径，不计绳被钉子阻挡和绳断裂时的机械能损失。
(1)若碰后，B在竖直面内做圆周运动，且能经过圆周运动最高点，求B碰后瞬间速度的最小值；
(2)若改变A碰前瞬间的速度，碰后A运动到P点停止，B在竖直面圆周运动旋转2圈，经过M正下方时细绳子断开，B也来到P点，求B碰后瞬间的速度大小；
(3)若拉力达到12mg细绳会断，上下移动N的位置，保持N在M正上方，B碰后瞬间的速度与（2）问中的相同，使B旋转n圈。经过M正下的时细绳断开，求MN之间距离的范围，及在n的所有取值中，B落在地面时水平位移的最小值和最大值。
六、静电场
16．如图所示，固定在同一水平面内的两条平行光滑金属导轨、间距为，导轨间有垂直于导轨平面，方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为。导轨左侧连接一阻值为的定值电阻，右侧用导线分别与处于磁场外的平行板电容器的和相连，电容器两极板间的距离为，在两极板间放置水平台面，并在台面上安装一直线形挡板并与半径为的圆弧形挡板平滑连接，挡板与台面均固定且绝缘。金属杆倾斜放置于导轨上，始终与导轨成角，杆接入电路的电阻也为，保持金属杆以速度沿平行于的方向匀速滑动(杆始终与导轨接触良好)。质量为、带电量为的滑块，在水平台面上以初速度从位置出发，沿挡板运动并通过位置。电容器两板间的电场视为匀强电场(不考虑台面及挡板对电场的影响)，圆弧形挡板处在电场中。与间距为且仅与间台面粗糙，其间小滑块与台面的动摩擦因数为，其余部分的摩擦均不计，导轨和导线的电阻均不计，重力加速度为。求：
(1)小滑块通过位置时的速度大小；
(2)保证滑块能完成上述运动的电容器两极板间电场强度的最大值；
(3)保证滑块能完成上述运动的金属杆的最大速度大小。
17．某同学设计了一种粒子加速器的理想模型。如图所示，xOy平面内，x轴下方充满垂直于纸面向外的匀强磁场，x轴上方被某边界分割成两部分，一部分充满匀强电场（电场强度与y轴负方向成α角），另一部分无电场，该边界与y轴交于M点，与x轴交于N点。只有经电场到达N点、与x轴正方向成α角斜向下运动的带电粒子才能进入磁场。从M点向电场内发射一个比荷为的带电粒子A，其速度大小为v0、方向与电场方向垂直，仅在电场中运动时间T后进入磁场，且通过N点的速度大小为2v0。忽略边界效应，不计粒子重力。
（1）求角度α及M、N两点的电势差。
（2）在该边界上任意位置沿与电场垂直方向直接射入电场内的、比荷为的带电粒子，只要速度大小适当，就能通过N点进入磁场，求N点横坐标及此边界方程。
（3）若粒子A第一次在磁场中运动时磁感应强度大小为B1，以后每次在磁场中运动时磁感应强度大小为上一次的一半，则粒子A从M点发射后，每次加速均能通过N点进入磁场。求磁感应强度大小B1及粒子A从发射到第n次通过N点的时间。
七、抛体运动
18．小明设计了一个青蛙捉飞虫的游戏，游戏中蛙和虫都在竖直平面内运动。虫可以从水平x轴上任意位置处由静止开始做匀加速直线运动，每次运动的加速度大小恒为（g为重力加速度），方向均与x轴负方向成斜向上（x轴向右为正）。蛙位于y轴上M点处，，能以不同速率向右或向左水平跳出，蛙运动过程中仅受重力作用。蛙和虫均视为质点，取。
（1）若虫飞出一段时间后，蛙以其最大跳出速率向右水平跳出，在的高度捉住虫时，蛙与虫的水平位移大小之比为，求蛙的最大跳出速率。
（2）若蛙跳出的速率不大于（1）问中的最大跳出速率，蛙跳出时刻不早于虫飞出时刻，虫能被捉住，求虫在x轴上飞出的位置范围。
（3）若虫从某位置飞出后，蛙可选择在某时刻以某速率跳出，捉住虫时蛙与虫的运动时间之比为；蛙也可选择在另一时刻以同一速率跳出，捉住虫时蛙与虫的运动时间之比为。求满足上述条件的虫飞出的所有可能位置及蛙对应的跳出速率。
八、光的折射
19．如图所示，水面上有一透明均质球，上半球露出水面，下半球内竖直中心轴上有红、蓝两种单色灯（可视为点光源），均质球对两种色光的折射率分别为和。为使从光源照射到上半球面的光，都能发生折射（不考虑光线在球内反射后的折射），若红灯到水面的最大距离为，
（1）求蓝灯到水面的最大距离；
（2）两灯都装在各自到水面的最大距离处，蓝灯在红灯的上方还是下方？为什么？
九、圆周运动
20．如图所示，桌面上固定有一半径为R的水平光滑圆轨道，M、N为轨道上的两点，且位于同一直径上，P为MN段的中点。在P点处有一加速器（大小可忽略），小球每次经过P点后，其速度大小都增加v0。质量为m的小球1从N处以初速度v0沿轨道逆时针运动，与静止在M处的小球2发生第一次弹性碰撞，碰后瞬间两球速度大小相等。忽略每次碰撞时间。求：
（1）球1第一次经过P点后瞬间向心力的大小；
（2）球2的质量；
（3）两球从第一次碰撞到第二次碰撞所用时间。

十、匀变速直线运动
21．机械臂广泛应用于机械装配。若某质量为m的工件（视为质点）被机械臂抓取后，在竖直平面内由静止开始斜向上做加速度大小为a的匀加速直线运动，运动方向与竖直方向夹角为θ，提升高度为h，如图所示。求：
（1）提升高度为h时，工件的速度大小；
（2）在此过程中，工件运动的时间及合力对工件做的功。

十一、动量及其守恒定律
22．我国规定摩托车、电动自行车骑乘人员必须依法佩戴具有缓冲作用的安全头盔。小明对某轻质头盔的安全性能进行了模拟实验检测。某次，他在头盔中装入质量为的物体（物体与头盔密切接触），使其从的高处自由落下（如图），并与水平地面发生碰撞，头盔厚度被挤压了时，物体的速度减小到零。挤压过程不计物体重力，且视为匀减速直线运动，不考虑物体和地面的形变，忽略空气阻力，重力加速度g取。求：
（1）头盔接触地面前瞬间的速度大小；
（2）物体做匀减速直线运动的时间；
（3）物体在匀减速直线运动过程中所受平均作用力的大小。
十二、全反射
23．如图所示，一直角棱镜。从边界面垂直入射的甲、乙两种不同频率的单色光，在棱镜中传播速度分别为和（为真空中的光速），甲光第一次到达边恰好发生全反射。求：
（1）该棱镜分别对甲光和乙光的折射率；
（2）边的长度。
十三、气体、固体和液体
24．定高气球是种气象气球，充气完成后，其容积变化可以忽略。现有容积为的某气罐装有温度为、压强为的氦气，将该气罐与未充气的某定高气球连通充气。当充气完成后达到平衡状态后，气罐和球内的温度均为，压强均为，为常数。然后将气球密封并释放升空至某预定高度，气球内气体视为理想气体，假设全过程无漏气。
（1）求密封时定高气球内气体的体积；
（2）若在该预定高度球内气体重新达到平衡状态时的温度为，求此时气体的压强。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
《重庆高考物理二轮复习专项练习-解答题能力提升训练》参考答案
1．(1)
(2)
(3)或
【详解】（1）带电粒子在电场中运动时，则y方向有
解得
粒子经第一次到达P点，此时粒子在y方向上速度为，则
联立解得
（2）对粒子，x方向有
解得
由
联立解得
设粒子第一次经过点时速度大小为，方向与轴正向夹角为，由
解得第一次在磁场中圆周运动半径
半径在x轴方向的投影
由
联立解得
（3）如图所示
每次碰后在磁场中偏转后回到电场，以及在电场中偏转后进行下一次碰前，过x轴时y方向速度大小不变，设第n次碰后y方向速度为，则
碰撞过程中，y方向动量守恒：
第n次在磁场中圆周运动半径的x轴投影
即每次碰后，经磁场后都要向方向返回
第n次在电场中运动时，在y方向做匀变速直线运动，则有
解得
即每次在电场中偏转时间相同
第一次碰前x方向速度：
与第①个静止微粒碰撞，x方向动量守恒有
解得
在磁场中偏转后回到电场时x方向速度仍为，第二次碰前x方向速度
与第②个静止微粒碰撞，x方向动量守恒有
解得
第三次碰前x方向速度
易知，第（n 1）次碰后x方向速度为
第n次碰前x方向速度
第（n 1）次碰后到第n次碰前，沿+x方向前进距离
解得
综上，第n个微粒的位置坐标
联立可得或
解得或
2．(1)
(2)
【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，则有
解得粒子平抛运动的时间
结合题意可知，粒子进入磁场中速度与竖直方向的夹角为，则有
由于粒子在竖直方向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律则有
结合匀变速直线运动规律则有
联立解得

（2）根据上述分析可知，粒子在电场中，竖直方向的位移
粒子进入磁场中的速度
作出粒子在磁场中运动轨迹，根据题意可知，粒子圆周运动的轨道半径
粒子圆周运动时，洛伦兹力提供圆周运动的向心力，则有
联立解得

3．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）由题意粒子水平发射后做匀速圆周运动，要在O点产生光点，其运动半径
运动过程中由洛伦兹力提供向心力有
联立解得
（2）若K从水平方向逆时针旋转60°，其两端同时发射的正、负粒子恰都能在N点产生光点，则两端粒子的轨迹正好构成一个完整的圆，且在N点相切，如图
由于K从水平方向逆时针旋转60°，则，根据和和关系可知此时粒子做匀速圆周运动的半径为
根据洛伦兹力提供向心力可知
解得
（3）由题意带正电粒子恰好在M点产生光点，则关闭磁场时粒子速度恰好指向M，过M点做正电粒子轨迹的切线，切点为P，如图
根据前面解析可知，所以
由于，且
根据几何关系可知，而
所以
粒子在磁场中运动的周期，对应的圆心角
所以
4．(1)
(2)
(3)，
【详解】（1）根据题意分析可知，所有电子在第一象限都经历一个四分之一侧周运动后通过原点并沿-x轴方向进入x轴下方的电场，最大速度对应最大半径，则有 r1=2a
根据洛伦兹力提供向心力可得
联立解得电子进入x轴上方磁场前的最大速度为
（2）由题意可得所有电子都垂直于EF边界离开磁场，则所有电子运动轨迹的圆心都在 EF直线上,由以上分析可得，经过直线 CD时，设任何电子的-x方向的分速度为
根据运动学公式，在y方向有
其中
在x方向，有
解得
则电子经过直线CD的坐标为(-2ka，-a)，电子经过直线CD的合速度为
速度方向与水平方向的夹角的正切值为
则圆心位置对应的坐标为
因为电子垂直于直线EF出射，所以圆心也在直线上，可得EF直线为
（3）设某一粒子从电场入射时位置为(x0，0)则轨迹如图
其入射速度、时间关于x0有轨道半径为，，，
射出电场得坐标为
那么当粒子从电场出射时，出射位置横坐标x1与水平分速度vx满足
在磁场中运动时，轨迹圆的圆心，
解得直线l1为
由(2)问知所有粒子垂直经过此直线。
考虑到汇聚的要求，可以考虑利用“入射粒子入射磁场时平行磁场速度与横坐标为线性
关系”这一点，做CD关于l1对称的直线l。
再将入射磁场粒子束视为全部从(0,3a)匀速直线射出并进入CD处磁场，那么粒子束的运
动将关于l1对称，它们将汇聚到(0，3a)关于l的对称点。代入此点位置(-8a，-5a)
解得l1为 y=-5a-x；
磁场左边界满足的关系x=-4a
5．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）（1）当粒子到达О点时打开磁场开关，粒子做匀速圆周运动，设轨迹半径为r1，如图所示

由洛伦兹力提供向心力得
其中
（2）速率为4v0的粒子射出瞬间打开磁场开关，则粒子在磁场中运动的轨迹半径
r2 = 4r1
如图所示，由几何关系有
（4r1-2r1）2＋MO2 = (4r1)2
解得
（3）速率为4v0的粒子射出一段时间t到达N点，要使粒子仍然经过K点，则N点在O点右侧，如图所示

由几何关系有
（4r1-2r1）2＋ON2 = (4r1)2
解得
粒子在打开磁场开关前运动时间为
解得
6．（1）mg；（2）
【详解】（1）由P匀速下降可知，P处于平衡状态，所受合力为0，设导线的拉力大小为T，对P有
2T = 2mg
解得
T = mg
（2）设Q所受安培力大小为F，对P、Q整体受力分析，有
mg＋F = 2mg
又
F = BIL
解得
7．(1)；(2)；(3) 、、
【详解】（1）由粒子类平抛
粒子先类平抛后匀直，
可得



或
解得
（2）对粒子类平抛
得

A进入磁场时速度与轴正方向夹角为，则
得
即
A粒子做匀圆，速度为半径为，有

由
可得
对粒子类平抛运动的时间为

可得
由几何关系
得
联立解得

（3）①设直接类平抛过D点，即
解得

②设先类平抛后匀圆过D点，刚进入磁场时与轴夹角为、偏移的距离为，
则


整理得
令，则上式变成
观察可得是其中一解，所以上方程等价于
可得其解是
或
（另一解不符合题意，舍去）
则有
或
综上所述，能够被粒子收集器收集的粒子速度有：、、。
8．(1)，
(2)
(3)
【详解】（1）由于撤去时M棒已经达到匀速运动，则有
又，
则
整理得
其中
解得
对M棒，由能量守恒有
解得
（2）两棒发生完全弹性碰撞，根据动量守恒及机械能守恒可得
解得
M棒进入区域磁场中到停下，由动量定理得
解得通过电阻的电荷量
（3）M棒进入区域磁场运动后停下，则
解得
绝缘棒N第二次与导体棒M碰前速度大小为，碰后速度为，方向水平向右，导体棒M的速度为，由弹性碰撞可得
解得
对导体棒M，由动量定理有
解得
同理可得绝缘棒N第三次与导体棒M碰前速度大小为，碰后的速度为，方向水平向右，导体棒M的速度为，由弹性碰撞可得
解得
对导体棒M，由动量定理有
解得
依次类推
解得
所以导体棒在磁场中的运动位移为
9．（1），；（2）
【详解】（1）设戒指的半径为，则有
磁感应强度大小在时间内从0均匀增加到，产生的感应电动势为
可得
戒指的电阻为
则戒指中的感应电流为
（2）戒指中电流的热功率为
10．(1)，
(2)
(3)，
【详解】（1）A在传送带上由滑动摩擦力提供加速度，即
可得
由于A还没与传送带达到相同速度时就离开传送带，所以物体在传送带上做匀加速直线运动，由
解得
（2）设B的质量为M，则由题意由碰前，，两物体发生弹性碰撞则动量和能量守恒有，
又因为在弹性碰撞中，碰前相对速度与碰后相对速度大小相等，方向相反，即
联立解得，
因为OP 段粗糙，由动能定理有
得，即，
根据题意有，且由（1）有
联立各式解得
（3）设碰前小物块B向右运动的速度为,A、B发生碰撞，则
A、B碰撞过程动量守恒有
又因为碰后瞬间A和B的动量相同，则
则，
根据碰撞的约束条件，要两物块不发生二次碰撞则有，即
碰后动能不增，即，可得
所以n的取值范围为
分别将和代入，分别可得，
所以对应的B 的速度范围为，代入
可得
11．(1)1s，5N
(2)50J
【详解】（1）小球在竖直方向做自由落体运动，落地所需时间
小球在水平方向做匀减速运动
解得
小球所受风力大小
可得
（2）小球射出至落地的过程由动能定理有
解得
或竖直方向速度
水平方向速度
动能
12．(1)
(2)
【详解】（1）由图可知，简谐振动的振幅
周期
故其角频率
设质点a的振动方程为
结合图像可知，时，
故有
解得
故质点a的振动方程为
（2）由于波由a传到b，由图像可知，传播的距离
解得
故该波的波速为
13．(1)
(2)
【详解】（1）根据人船模型可得，
所以
（2）设起跳时玩具蛙和小车的最大速度分别为v1和v2，由于玩具蛙做平抛运动，则玩具蛙速度最大满足，
起跳过程中，玩具蛙和小车组成的系统水平方向动量守恒，则
玩具蛙做功的最大值为
14．(1)a=2.5m/s2
(2)
(3)，方向竖直向上
【详解】（1）根据牛顿第二定律可得
代入数据，解得
（2）根据能量守恒可知
代入数据，解得
（3）取竖直向上为正方向，根据动量定理可得
代入数据，解得
方向与正方向相同，竖直向上。
15．(1)
(2)
(3)（n = 1，2，3，…），，
【详解】（1）碰后B能在竖直面内做圆周运动，轨迹半径为10a，设碰后B的最小速度大小为v0，最高点速度大小为v，在最高点时由牛顿第二足定律有
B从最低点到最高点由动能定理可得
解得
（2）A和B碰撞过程中动量守恒，设碰前A的速度大小为v1碰后A的速度大小为v2。碰后B的速度大小为v3，则有
2mv1 = 2mv2＋mv3
碰后A减速到0，有
碰后B做两周圆周运动，绳子在MN间缠绕2圈，缩短4a，在M点正下方时，离M点6a，离地面4a，此时速度大小为v4，由功能关系得
B随后做平抛运动，有
L = v4t
解得
（3）设MN间距离为h，B转n圈后到达M正下方速度大小为v5，绳缩短2nh，绳断开时，以M为圆心，由牛顿第二定律得
（n = 1，2，3，…）
以N为圆心，由牛顿第二定律得
（n = 1，2，3，…）
从碰后到B转n圈后到达M正下方，由功能关系得
（n = 1，2，3，…）
解得
（n = 1，2，3，…）
绳断后，B做平抛运动，有
（n = 1，2，3，…）
s = v5t
可得
（n = 1，2，3，…）
由于
（n = 1，2，3，…）
则由数学分析可得
当时，
当n = 1时，，
16．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）小滑块运动到位置时速度为，由动能定理得
解得
（2）由题意可知，电场方向如图
电场强度最大时，小滑块恰能通过位置P，后沿挡板滑至，设小滑块在位置P的速度为，设匀强电场的电场强度为E
由动能定理得
恰能通过图示位置P时，则有
联立解得
（3）设金属棒产生的电动势为，平行板电容器两端的电压为U，则有
导体棒切割磁感线有
由全电路的欧姆定律得
根据
联立可得
17．（1），；（2），；（3），
【详解】（1）粒子M点垂直于电场方向入射，粒子在电场中做类平抛运动，沿电场方向做匀加速直线运动，垂直于电场方向做匀速直线运动，在N点将速度沿电场方向与垂直于电场方向分解，在垂直于电场方向上有
解得
粒子从过程，根据动能定理有
解得
（2）对于从M点射入的粒子，沿初速度方向的位移为
沿电场方向的位移为
令N点横坐标为，根据几何关系有
解得
根据上述与题意可知，令粒子入射速度为v，则通过N点进入磁场的速度为2v，令边界上点的坐标为（x，y）则在沿初速度方向上有
在沿电场方向有
解得
（3）由上述结果可知电场强度
解得
设粒子A第次在磁场中做圆周运动的线速度为，可得第次在N点进入磁场的速度为
第一次在N点进入磁场的速度大小为，可得
设粒子A第次在磁场中运动时的磁感应强度为，由题意可得
由洛伦兹力提供向心力得
联立解得
粒子A第n次在磁场中的运动轨迹如图所示

粒子每次在磁场中运动轨迹的圆心角均为300°，第n次离开磁场的位置C与N的距离等于，由C到N由动能定理得
联立上式解得
由类平抛运动沿电场方向的运动可得，粒子A第n次在电场中运动的时间为
粒子A第n次在磁场中运动的周期为
粒子A第n次在磁场中运动的时间为
设粒子A第n次在电场边界MN与x轴之间的无场区域的位移为，边界与x轴负方向的夹角为，则根据边界方程可得
，
由正弦定理可得
解得
粒子A第n次在电场边界MN与x轴之间运动的时间为
粒子A从发射到第n次通过N点的过程，在电场中运动n次，在磁场和无场区域中均运动n-1次，则所求时间
由等比数列求和得
解得
18．（1）；（2）；（3），或，
【详解】（1）虫子做匀加速直线运动，青蛙做平抛运动，由几何关系可知
青蛙做平抛运动，设时间为，有
联立解得
，
（2）若蛙和虫同时开始运动，时间均为，则虫的水平分加速度和竖直分加速度分别为
，
相遇时有
解得
则最小的坐标为
若蛙和虫不同时刻出发，轨迹相切时，青蛙的平抛运动有
，
可得轨迹方程为
虫的轨迹方程为
两轨迹相交，可得
整理可知
令，即
解得
虫在x轴上飞出的位置范围为
（3）设蛙的运动时间为，有
解得
，
若青蛙两次都向右跳出，则
解得
，
若青蛙一次向左跳出，一次向右跳出，则
解得
，
19．（1）；（2）上方，理由见解析
【详解】（1）为使从光源照射到上半球面的光，都能发生折射，关键是光线能够从折射出去，以红光为例，当折射角最大达到临界角时，光线垂直水面折射出去，光路图如图所示
假设半球半径为，根据全反射定律和几何关系可知
同理可知蓝光
两式联立解得
（2）蓝光的折射率大于红光的折射率，根据（1）问结果结合可知
所以蓝灯应该在红灯的上方。
20．（1）；（2）3m；（3）
【详解】（1）球1第一次经过P点后瞬间速度变为2v0，所以
（2）球1与球2发生弹性碰撞，且碰后速度大小相等，说明球1碰后反弹，则
联立解得
，
（3）设两球从第一次碰撞到第二次碰撞所用时间为Δt，则
所以
21．（1）；（2），
【详解】（1）根据匀变速直线运动位移与速度关系有
解得
（2）根据速度公式有
解得
根据动能定理有
解得
22．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）由自由落体运动规律，代入数据解得
（2）由匀变速直线运动规律
解得
（3）由动量定理得
解得
23．（1），；（2）
【详解】（1）由光速与折射率的关系，可得该棱镜对甲光的折射率
该棱镜对乙光的折射率
（2）设边的长度为L，根据题述甲光第一次到达边恰好发生全反射，可画出光路图
解得
【点睛】
24．（1）；（2）
【详解】（1）设密封时定高气球内气体体积为V，由玻意耳定律
解得
（2）由查理定律
解得
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