天津市南开区2021届-2023届高考物理三年模拟（二模）按题型分类汇编-02解答题（含解析）

天津市南开区2021届-2023届高考物理三年模拟（二模）按题型分类汇编-02解答题 一、解答题 1．（2023·天津南开·统考二模）如图所示，固定平台右端静止着两个小滑块A、B，，，两滑块间夹有少量炸药，平台右侧有一带挡板的小车静止在光滑的水平地面上，小车质量，车面与平台的台面等高，车面左侧粗糙部分长度，右侧拴接一轻质弹簧，弹簧自然长度所在范围内车面光滑。点燃炸药后滑块A滑到距平台右端的C点停下，滑块A与平台间的动摩擦因数，滑块B冲上小车并最终与小车共速运动，滑块B与小车粗糙部分的动摩擦因数。两滑块都可以视为质点，炸药的质量忽略不计，爆炸的时间极短，且爆炸后两个物块的速度方向在同一水平直线上，重力加速度。求： （1）滑块B刚滑上小车时速度的大小； （2）最终滑块B与小车共速时速度v的大小和方向； （3）最终滑块B与小车共速时距小车左端的距离。 2．（2023·天津南开·统考二模）CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，CT扫描机可用于对病情的探测。图（a）是某种CT机主要部分的剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图（b）所示。图（b）中M、N之间加有恒为U的加速电压；高度足够高、宽度为d的虚线框内有垂直纸面的匀强磁场。电子枪中发出的电子束（初速可视为零）在M、N之间加速后以一定的速度水平射入偏转磁场，速度方向改变60°后打到圆形靶环上的P点产生X射线，探测器能够探测到竖直向上射出的X射线。已知电子质量为m、电量为e，忽略电子间相互作用，电子重力不计且始终在真空中运动。 （1）求偏转磁场的磁感应强度B的大小和方向及电子在磁场中运动的时间； （2）若撤去磁场，在虚线框内加一竖直方向的匀强电场，也可使电子偏转60°离开偏转电场，调整靶环位置，使电子仍打在P点产生X射线，求所加电场的电场强度E的大小和打在P点的电子的动能。 3．（2023·天津南开·统考二模）如图1所示，在绝缘光滑水平桌面上，以O为原点、水平向右为正方向建立x轴，在区域内存在方向竖直向上的匀强磁场。桌面上有一边长L=0.5m、电阻R=0.25Ω的正方形线框abcd，当平行于磁场边界的cd边进入磁场时，在沿x方向的外力F作用下以v=1.0m/s的速度做匀速运动，直到ab边进入磁场时撤去外力。若以cd边进入磁场时作为计时起点，在内磁感应强度B的大小与时间t的关系如图2所示，由图2可知，0.5s时ab边刚好进入磁场，1.0s时cd边开始出磁场，1.5s时线框刚好全部出磁场。已知在内线框始终做匀速运动。 （1）求外力F的大小； （2）在内存在连续变化的磁场从而保证线框能匀速出磁场，求在这段时间内磁感应强度B的大小与时间t的关系； （3）求在内流过导线横截面的电荷量q。 4．（2021·天津南开·统考二模）如图所示，质量为M的平板车P静止在光滑水平地面上，一质量为m的小物块Q置于平板车的左端。一不可伸长的轻质细绳长为R，一端悬于Q正上方高为R处，另一端系一质量也为m的小球，小球与小物块Q大小均可忽略不计。今将小球拉至悬线与竖直位置成60°角，并由静止释放，小球到达最低点时与Q发生碰撞，碰撞时间极短且无能量损失。已知小物块Q离开平板车时速度大小是平板车速度的两倍，小物块Q与平板车P之间的动摩擦因数为μ，M=4m，重力加速度为g。求： （1）小球与小物块Q结束相互作用瞬间，小物块Q的速度v； （2）小物块Q在平板车上运动的时间t； （3）平板车P的长度L。 5．（2021·天津南开·统考二模）如图所示，在y>0的区域内有沿y轴正方向的匀强电场，在y<0的区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场。一电子（质量为m、电量为e）从y轴上A点以沿x轴正方向的初速度v0开始运动。当电子第一次穿越x轴时，恰好到达C点；当电子第二次穿越x轴时，恰好到达坐标原点O。已知A、C两点到坐标原点的距离分别d、2d。不计电子的重力。求： ... ...