浙江省台州市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）

浙江省台州市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．（2021·浙江台州·统考二模）2018年8月23日，雅加达亚运会赛艇女子单人双桨决赛中，中国选手陈云霞夺得冠军。比赛中，运动员用双桨同步划水使赛艇沿直线运动，每次动作分划水和空中运桨两个阶段。假设划水和空中运桨时间均为1s，赛艇（含运动员、双桨）的质量为60kg，受到的阻力恒定，划水时双桨产生动力大小为赛艇所受阻力的2倍。某时刻双桨刚入水时赛艇的速度大小为4m/s，运动员紧接着完成2次动作的过程中，赛艇前进20m，求： （1）划水和空中运桨两阶段赛艇的加速度大小之比； （2）赛艇的最大速度的大小； （3）划艇时，双桨产生的动力大小。 2．（2021·浙江台州·统考二模）如图所示，半径为R的四分之一圆弧轨道与长度为的固定于水平地面的竖直管道相切于B点，C点为圆弧轨道最高点（切线水平），轻弹簧下端固定在管道的底端，上端系一轻绳，绳通过弹簧内部连一手柄P。经过观察发现：轻弹簧自然伸长时，其上端离B点距离为，一质量为m的弹珠静止在弹簧上端时，测得此时弹簧形变量为。某次缓慢下拉手柄P使弹簧压缩后释放手柄，弹珠Q经C点被射出，弹珠最后击中水平地面的某位置（图中未标出），不计一切阻力，弹珠可视为质点，直管粗细不计。弹簧的弹性势能满足公式：（k未知，x为弹簧形变量）求： （1）调整手柄P的下拉距离，可以使弹珠Q经轨道上的C点射出，落在水平地面上的不同位置，其中与A点最近距离是多少 （2）若弹珠Q落在水平地面上离A的距离为，求弹珠Q离开弹簧前的最大动能是多少 （3）若直管可以自由伸缩，且圆弧轨道下端始终和管上端保持相切相连，现下拉手柄P使弹簧的弹性势能为，则弹珠Q弹出后击中水平面上的位置距A的最大值。 3．（2021·浙江台州·统考二模）如图甲所示，平行导轨、固定在水平面内，左端接有一个的定值电阻，半径均为绝缘半圆形轨道、平滑连接于N、点且固定在竖直平面内，导轨间距。定值电阻R的右边有一个宽度的磁场，方向向下，其变化规律如图乙所示。在该磁场右边一根质量为、电阻也为、长为1m的导体棒置于水平导轨的某处，距离导体棒右端处有一宽度为方向竖直向下的恒定磁场。导体棒在与棒垂直、大小为2N的水平恒力F作用下从静止开始运动，导体棒运动过程中始终与导轨垂直并与导轨接触良好，当导体棒运动至时撤去F，然后进入匀强磁场。导体棒滑出匀强磁场并与静止在半圆形轨道、最底端的质量也为m的绝缘棒发生碰撞并粘在一起，之后一起滑上半圆形轨道。已知导体棒初始位置到间轨道粗糙且动摩擦因数，其他轨道均光滑。 （1）导体棒进入匀强磁场前通过电阻R的电流大小和方向； （2）试判断导体棒能否到达圆弧的最高点。若能，求出导体棒的第一次落地点距的距离；若不能则判断导体棒能否穿出磁场； （3）整个过程中电路产生的焦耳热。 4．（2021·浙江台州·统考二模）当前许多新型材料以其独特的优势和非凡的物理特性，已成为信息与新能源技术发展的基础。载流子注入到材料的浓度和深度对它的相关性能有较大影响。现有研究小组就注入深度问题进行了相关的研究，如图所示。粒子发生器可以产生两种初速度分别为O和，质量均为m、电量为+q的粒子，这些粒子从小孔处进入电压为的加速电场后从小孔飞出并沿着x轴进入磁感应强度为，且方向垂直纸面向外的以O为圆心、半径为R的圆形匀强磁场。现以O为原点建立平面直角坐标系，在如图所示的位置放置某一新型材料，其上表面为圆弧状，半径也为R且与磁场边界重合，面与y轴重合，底面和x轴平行，面的延长线过圆心。当粒子以速度v垂直该材料表面射入时，其注入深度h满足：。其中k为系数但未知，且只与有关（为材料中某点和圆心O的连线与x轴的夹角），现已测得在 ... ...