河北省高考物理二轮复习专项练习-05解答题基础通关训练（含解析）

河北省高考物理二轮复习专项练习-05解答题基础通关训练
一、抛体运动
1．水车是中国古老的农业灌溉工具，是珍贵的历史文化遗产。水车的简易模型如图所示。当水车车轮匀速转动时，水车车轮边缘的两水滴（视为质点）分别从A、B点以相同的速率同时被甩出，两水滴分别在空中做竖直上抛运动、平抛运动，恰好同时落在水面EF上。已知车轮边缘到圆心O的距离，圆心O到水面的距离，两水滴的质量均为，取重力加速度大小，水面为重力势能的参考平面。求：
(1)水滴在空中运动的时间；
(2)从B点被甩出的水滴落至水面时的机械能。
2．如图，一长为2m的平台，距水平地面高度为1.8m。质量为0.01kg的小物块以3m/s的初速度从平台左端水平向右运动。物块与平台、地面间的动摩擦因数均为0.2。物块视为质点，不考虑空气阻力，重力加速度g取10m/s2。
(1)求物块第一次落到地面时距平台右端的水平距离。
(2)若物块第一次落到地面后弹起的最大高度为0.45m，物块从离开平台到弹起至最大高度所用时间共计1s。求物块第一次与地面接触过程中，所受弹力冲量的大小，以及物块弹离地面时水平速度的大小。
二、静电场
3．如图所示，电荷量为，质量为m的电子从A点沿与电场线垂直的方向进入匀强电场，初速度为，当它通过电场B点时，速度与场强方向成角，不计电子的重力，求A、B两点间的电势差。
4．如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一、二象限中分别存在着沿y轴正方向、沿x轴负方向的匀强电场，y轴负半轴上B点（图中未画出）固定有一正点电荷。一质量为m、电荷量为（）的带电粒子由A点静止释放，粒子以大小为的速度第一次经过y轴，粒子第一次经过x轴时速度与x轴的夹角，粒子进入第四象限后绕B点做圆周运动，粒子第二次经过x轴后能回到A点。x轴上存在装置（不影响粒子经过x轴的速度）使粒子在第一、二象限内运动时不受正点电荷的库仑力，不计粒子重力。已知A点到x轴的距离为，静电力常量为k。求：
(1)第一象限内电场的电场强度大小；
(2)B点的坐标和正点电荷的电荷量Q；
(3)粒子第三次经过y轴时的速度大小v。
5．如图，竖直向上的匀强电场中，用长为L的绝缘细线系住一带电小球，在竖直平面内绕O点做圆周运动。图中A、B为圆周上的两点，A点为最低点，B点与O点等高。当小球运动到A点时，细线对小球的拉力恰好为0，已知小球的电荷量为、质量为m，A、B两点间的电势差为U，重力加速度大小为g，求：
（1）电场强度E的大小。
（2）小球在A、B两点的速度大小。
三、磁场
6．某科技攻关小组设计了一款磁力刹车系统，结构简图如图所示。正方形线圈abcd安装在试验车底部，线圈边长，匝数，总电阻，平直轨道上的试验车以的初速度进入轨道前方的匀强磁场区域。已知磁感应强度大小，方向竖直向上，磁场区域长度也为，磁场的边界平行于线圈的ab边，试验车（含线圈）的质量，不计试验车与轨道间的摩擦力。求：
(1)线圈进入磁场瞬间，线圈中的电流大小；
(2)线圈进入磁场瞬间，试验车的加速度大小。
四、波粒二象性
7．光纤光谱仪的部分工作原理如图所示。待测光在光纤内经多次全反射从另一端射出，再经棱镜偏转，然后通过狭缝进入光电探测器。
(1)若将光纤简化为真空中的长玻璃丝，设玻璃丝的折射率为，求光在玻璃丝内发生全反射时的最小入射角。
(2)若探测器光阴极材料的逸出功为，求该材料的截止频率。（普朗克常量）
五、牛顿运动定律
8．如图所示为某游乐场的滑沙场地的简化图，该场地由倾角为的斜坡和水平面构成。游客乘坐滑沙板由斜坡的点静止滑下，经过点后最终停在点，已知滑沙板与接触面间的摩擦力均为滑沙板与接触面间压力的倍，，，，重力加速度取，忽略空气阻力，假设游客经过点时速度大小不变，滑沙板与游客均可视为质点。求：
(1)游客在段与段的加速度大小之比；
(2)游客由到运动的总时间；
(3)游客在点离开滑沙板，用牵引绳将滑沙板沿原路拉回点，牵引绳对滑沙板提供的作用力大小等于滑沙板的重力，且方向始终与运动方向相同，欲使滑沙板刚好返回点，求牵引绳提供作用力的时间。
9．如图，半径r=50cm的两圆柱体A 和B，转动轴互相平行且在同一水平面内，轴心间的距离为s=6m。两圆柱体A和B均被电动机带动以 的角速度逆时针方向转动，质量均匀分布的长木板无初速地水平放置在A和B上，其重心恰好在B的正上方。从木板开始运动计时，圆柱体转动两周，木板恰好不受摩擦力的作用，且仍沿水平方向运动。设木板与两圆柱体间的动摩擦因数相同。重力加速度 ，取 。求：
(1)圆柱体A、B与木板间的动摩擦因数；
(2)从开始运动到重心恰在A的正上方所需的时间。
六、全反射
10．某物理兴趣小组在实验室找到一块等腰直角三棱镜，其截面如图所示，其直角边长为a、用一束光从AB边上的D点射入，入射光线与AB边夹角为α。当α增大到90°时，BC边恰好无光线射出；当时，在棱镜中第一次反射的光线恰好到达顶点A。已知光在真空中的传播速度为c，，求：
(1)该棱镜的折射率n；
(2)第一次反射恰好到达顶点A的光线在棱镜中从D传播到A的时间。
七、气体、固体和液体
11．如图所示，向一个空的铝易拉罐中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱，再在吸管上标上刻度，就做成一个简易的温度计。已知铝罐的容积是，吸管内部粗细均匀，横截面积为，吸管的有效长度为20cm，当温度为0℃时，油柱在吸管中间段。设大气压强保持不变。
(1)吸管上所标的刻度是否均匀？说明理由；
(2)求该温度计的测量范围。
八、光的折射
12．如图所示，一块足够大的平面镜与一块横截面为半圆形的玻璃砖平行放置，玻璃砖圆心为O，半径为R，圆心O点正下方P点可向平面镜发出单色细光束，P点到B点的距离为R。调整光束方向，可使得光线经平面镜反射后进入玻璃砖，恰好从沿垂直于玻璃砖直径AB的方向射出，且射出点为OA中点D。已知玻璃砖对该光的折射率为。求：
(1)光线进入玻璃砖时的入射角；
(2)平面镜与玻璃砖直径AB之间的距离。
九、电磁感应
13．如图，边长为的正方形金属细框固定放置在绝缘水平面上，细框中心O处固定一竖直细导体轴。间距为L、与水平面成角的平行导轨通过导线分别与细框及导体轴相连。导轨和细框分别处在与各自所在平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小均为B。足够长的细导体棒在水平面内绕O点以角速度匀速转动，水平放置在导轨上的导体棒始终静止。棒在转动过程中，棒在所受安培力达到最大和最小时均恰好能静止。已知棒在导轨间的电阻值为R，电路中其余部分的电阻均不计，棒始终与导轨垂直，各部分始终接触良好，不计空气阻力，最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。
（1）求棒所受安培力的最大值和最小值。
（2）锁定棒，推动棒下滑，撤去推力瞬间，棒的加速度大小为a，所受安培力大小等于（1）问中安培力的最大值，求棒与导轨间的动摩擦因数。
十、动量及其守恒定律
14．如图，一滑雪道由和两段滑道组成，其中段倾角为，段水平，段和段由一小段光滑圆弧连接，一个质量为的背包在滑道顶端A处由静止滑下，若后质量为的滑雪者从顶端以的初速度、的加速度匀加速追赶，恰好在坡底光滑圆弧的水平处追上背包并立即将其拎起，背包与滑道的动摩擦因数为，重力加速度取，，，忽略空气阻力及拎包过程中滑雪者与背包的重心变化，求：
（1）滑道段的长度；
（2）滑雪者拎起背包时这一瞬间的速度。
15．如图，光滑水平面上有两个等高的滑板A和B，质量分别为和，A右端和B左端分别放置物块C、D，物块质量均为，A和C以相同速度向右运动，B和D以相同速度向左运动，在某时刻发生碰撞，作用时间极短，碰撞后C与D粘在一起形成一个新滑块，A与B粘在一起形成一个新滑板，物块与滑板之间的动摩擦因数均为。重力加速度大小取。
（1）若，求碰撞后瞬间新物块和新滑板各自速度的大小和方向；
（2）若，从碰撞后到新滑块与新滑板相对静止时，求两者相对位移的大小。
试卷第1页，共3页
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《河北省高考物理二轮复习专项练习-05解答题基础通关训练》参考答案
1．(1)
(2)
【详解】（1）从点被甩出的水滴在空中做平抛运动，有
解得
（2）设水滴被甩出时的速率为，对从点被甩出的水滴有
对从点被甩出的水滴，由机械能守恒定律有
解得
2．(1)0.6m
(2)IN = 0.1N·s；vx′ = 0
【详解】（1）小物块在平台做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有a = μg
则小物块从开始运动到离开平台有
小物块从平台飞出后做平抛运动有，x = vxt1
联立解得x = 0.6m
（2）物块第一次落到地面后弹起的最大高度为0.45m，则物块弹起至最大高度所用时间和弹起的初速度有，vy2 = gt2
则物块与地面接触的时间Δt = t－t1－t2 = 0.1s
物块与地面接触的过程中根据动量定理，取竖直向上为正，在竖直方向有IN－mgΔt = mvy2－m(－vy1)，vy1 = gt1
解得IN = 0.1N·s
取水平向右为正，在水平方向有，
解得vx′ = －1m/s
但由于vx′减小为0将无相对运动和相对运动的趋势，故vx′ = 0
3．
【详解】电子从A到B的过程，由动能定理可得
对B点速度分析可知
联立可得
4．(1)
(2)B点的坐标为（），电荷量
(3)
【详解】（1）粒子第一次经过轴时有
由动能定理有
解得
（2）粒子第一次经过轴时沿轴方向的分速度大小
粒子在第一象限内做类平抛运动，有
粒子第一次经过轴时到坐标原点的距离
解得，
由几何关系可知，点到坐标原点的距离
即点坐标为
粒子做圆周运动的半径
由库仑力提供粒子做圆周运动所需的向心力，有
解得
（3）设粒子在第二象限内运动时的加速度大小为，粒子从由静止释放到第一次经过轴时运动的位移大小
粒子第二次经过轴时沿轴方向的分速度大小为，沿轴方向的分速度大小为
粒子要返回点，则有，
解得，
粒子从第二次经过轴到第三次经过轴的过程中，沿轴方向上有
粒子第三次经过轴时的速度大小
5．（1）；（2），
【详解】（1）在匀强电场中，根据公式可得场强为
（2）在A点细线对小球的拉力为0，根据牛顿第二定律得
A到B过程根据动能定理得
联立解得
6．(1)30A
(2)
【详解】（1）线圈刚进入磁场，回路中的感应电动势
线圈中的感应电流
解得
（2）试验车受到的安培力的大小
由牛顿第二定律有
解得
7．(1)
(2)
【详解】（1）光在玻璃丝内发生全反射的最小入射角满足
可得
（2）根据爱因斯坦光电方程
可得
8．(1)
(2)14s
(3)8s
【详解】（1）游客在段，由牛顿第二定律得
解得
游客在段，由牛顿第二定律得
解得
则有
（2）游客由到的过程，有
解得
则在段运动的时间为
游客在段运动的时间为
游客由到运动的总时间为
（3）段的长度为
设滑沙板的质量为，则滑沙板由到的过程，由牛顿第二定律得
解得
滑沙板由到的过程，有
解得
滑沙板在点的速度大小为
滑沙板滑上斜坡后，有
则滑沙板先以的速度做匀速直线运动，撤走牵引力后，滑沙板开始做匀减速直线运动，则撤走牵引力后由牛顿第二定律得
解得
滑沙板在斜坡上减速到0的位移为
则滑沙板匀速的时间为
牵引绳提供作用力的时间为
9．(1)
(2)
【详解】（1）依题意，当木板的速度等于圆柱体轮缘的线速度时，木板不受摩擦力，有
经历的时间为
由
匀加速过程中滑动摩擦力提供加速度
解得
（2）木板在两圆柱体间加速过程所通过的位移为s ，有
解得
因s 10．(1)
(2)
【详解】（1）由题意，当时，入射光线在BC边恰好发生全反射，则临界角
根据，解得
（2）由题意作出光路图如图所示
当时，入射角为
根据折射定律，解得
因为
则光在BC面的入射角为
根据反射定律可知
根据几何关系可知
即三角形DAO为等腰三角形，则
在三角形AOC中，由正弦定理有
光在玻璃棱镜中的传播速度
光线在棱镜中从D传播到A的时间
联立解得
11．(1)均匀，见解析
(2)-3℃到3℃
【详解】（1）温度变化时，封闭气体做等压变化，设温度变化时，油柱的位置变化
则有
其中，，，
代入数据解得
所以变化的温度与变化的刻度成正比，吸管上所标的刻度是均匀的。
（2）由第一问知，当油柱在下管口处时
当油柱在上管口处时
所以该温度计的测量范围是-3℃到3℃
12．(1)60°
(2)
【详解】（1）光路图如图所示
光从F点射入玻璃有
D为AO的中点，则
所以
（2）反射光EF的延长线过A，则
由于
所以
13．（1），；（2）
【详解】（1）当OA运动到正方形细框对角线瞬间，切割的有效长度最大，，此时感应电流最大，CD棒所受的安培力最大，根据法拉第电磁感应定律得
根据闭合电路欧姆定律得
故CD棒所受的安培力最大为
当OA运动到与细框一边平行时瞬间，切割的有效长度最短，感应电流最小，CD棒受到的安培力最小，得
故CD棒所受的安培力最小为
（2）当CD棒受到的安培力最小时根据平衡条件得
当CD棒受到的安培力最大时根据平衡条件得
联立解得
撤去推力瞬间，根据牛顿第二定律得
解得
14．（1）；（2）
【详解】（1）设斜面长度为，背包质量为，在斜面上滑行的加速度为，由牛顿第二定律有
解得
滑雪者质量为，初速度为，加速度为，在斜面上滑行时间为，落后时间，则背包的滑行时间为，由运动学公式得
联立解得
或
故可得
（2）背包和滑雪者到达水平轨道时的速度为、，有
滑雪者拎起背包的过程，系统在光滑水平面上外力为零，动量守恒，设共同速度为，有
解得
15．（1），，方向均向右；（2）
【详解】（1）物块C、D碰撞过程中满足动量守恒，设碰撞后物块C、D形成的新物块的速度为，C、D的质量均为，以向右方向为正方向，则有
解得
可知碰撞后滑块C、D形成的新滑块的速度大小为，方向向右。
滑板A、B碰撞过程中满足动量守恒，设碰撞后滑板A、B形成的新滑板的速度为，滑板A和B质量分别为和，则由
解得
则新滑板速度方向也向右。
（2）若，可知碰后瞬间物块C、D形成的新物块的速度为
碰后瞬间滑板A、B形成的新滑板的速度为
可知碰后新物块相对于新滑板向右运动，新物块向右做匀减速运动，新滑板向右做匀加速运动，设新物块的质量为，新滑板的质量为，相对静止时的共同速度为，根据动量守恒可得
解得
根据能量守恒可得
解得
答案第1页，共2页
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