天津市和平区高考物理三年（2021-2023）模拟题（一模）按题型分类汇编-02解答题（含解析）

天津市和平区高考物理三年（2021-2023）模拟题（一模）按题型分类汇编-02解答题 一、解答题 1．（2021·天津和平·统考一模）如图所示，在同一竖直平面内，一轻质弹簧一端固定，另一自由端恰好与水平线AB平齐，静止放于倾角为的光滑斜面上。一长为m的轻质细绳一端固定在O点，另一端系一质量为kg的小球，将细绳拉至水平，使小球从位置C由静止释放，小球到达最低点D时，细绳刚好被拉断。之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向压缩弹簧，已知弹簧的劲度系数为N/m。压缩一直处于弹性限度内，求： （1）细绳受到的最大拉力F的大小； （2）D点到水平线AB的高度h； （3）小球速度最大时弹簧的压缩量x（结果可用根号表示） 2．（2021·天津和平·统考一模）如图所示的装置为了探究导体棒在有磁场存在的斜面上的运动情况，、是两条相距为的足够长光滑的金属导轨，放置在倾角均为的对称斜面上，两导轨平滑连接，连接处水平，两导轨右侧接有阻值为的固定电阻，导轨电阻不计。整个装置处于大小为，方向垂直于左边斜面向上的匀强磁场中。质量为，电阻为的导体棒Ⅰ从左侧导轨足够高处自由释放，运动到底端时与放置在导轨底部的质量也为的绝缘棒Ⅱ发生完全弹性碰撞（等质量的物体发生完全弹性碰撞时，交换速度）。若不计棒与导轨间的摩擦阻力，运动过程中棒Ⅰ和棒Ⅱ与轨道接触良好且始终与轨道垂直，求： （1）第一次碰撞后，棒Ⅱ沿右侧斜面上滑的最大高度； （2）第二次碰撞后，棒Ⅰ沿左侧斜面上滑的最大距离为，该过程的时间； （3）若从释放棒Ⅰ到系统状态不再发生变化的整个过程中，电阻产生的热量为，棒Ⅰ释放点的高度。 3．（2021·天津和平·统考一模）如图所示为用质谱仪测定带电粒子比荷的装置示意图。它是由离子室、加速电场、速度选择器和分离器四部分组成。已知速度选择器的两极板间的匀强电场场强为E，匀强磁场磁感应强度为，方向垂直纸面向里。分离器中匀强磁场磁感应强度为，方向垂直纸面向外。某次实验离子室内充有大量氢的同位素离子，经加速电场加速后从速度选择器两极板间的中点O平行于极板进入，部分粒子通过小孔后进入分离器的偏转磁场中，在底片上形成了对应于氕、氘、氚三种离子的三个有一定宽度的感光区域，测得第一片感光区域的中心P到点的距离为。不计离子的重力、不计离子间的相互作用，不计小孔的孔径。 （1）打在感光区域中心P点的离子，在速度选择器中沿直线运动，试求该离子的速度和比荷； （2）以的速度从O点射入的离子，其在速度选择器中所做的运动为一个速度为的匀速直线运动和另一个速度为的匀速圆周运动的合运动，试求该速度选择器极板的最小长度L。 4．（2022·天津和平·耀华中学校考一模）如图所示，O点为固定转轴，把一个长度为m的细绳上端固定在O点，细绳下端系一个质量为kg的小球，当小球处于静止状态时恰好与平台的右端B点接触，但无压力。一个质量为kg的小物块从粗糙水平上的A点，以一定的初速度m/s开始运动，到B点时与小球发生正碰，碰撞后小球在绳的约束下在竖直面内做圆周运动，物块做平抛运动落在水平地面上的C点。测得B、C两点间的水平距离m，平台的高度m，已知小物块与平台间的动摩擦因数，重力加速度m/s2，求 （1）碰撞后小物块M做平抛运动的初速度大小； （2）若碰后小球恰好能到达圆周运动的最高点E，则AB点距离s为多少？ 5．（2022·天津和平·耀华中学校考一模）如图所示的区域中，左边为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，右边是一个电场强度大小未知的匀强电场，其方向平行于OC向上且垂直于磁场方向。在P点有一个放射源，在纸平面内向各个方向放射出质量为m、电荷量为-q速度大小相等的带电粒子。有一初速度方向与边界线的夹角的粒子（如图所示），恰好从O点正上方的小孔C垂直于 ... ...