近幾年浙江省高考理科綜合物理試題及解析

2022-10-15 19:18:04 字數 4321 閱讀 6680

22.(16分)在一次國際城市運動會中,要求運動員從高為h的平台上a點由靜止出發,沿著動摩擦因數為滑的道向下運動到b點後水平滑出,最後落在水池中。設滑道的水平距離為l,b點的高度h可由運動員自由調節(取g=10m/s2)。

求:(1)運動員到達b點的速度與高度h的關係;

(2)運動員要達到最大水平運動距離,b點的高度h應調為多大?對應的最大水平距離smax為多少?

(3若圖中h=4m,l=5m,動摩擦因數=0.2,則水平運動距離要達到7m,h值應為多少?

解析:(1)由a運動到b過程:

(2)平拋運動過程:

解得         當時,x有最大值,

(3)  解得

23.(20分)如圖所示,一矩形輕質柔軟反射膜可繞過o點垂直紙面的水平軸轉動,其在紙面上的長度為l1,垂直紙面的寬度為l2。在膜的下端(圖中a處)掛有一平行於轉軸,質量為m,長為l2的導體棒使膜成平面。

在膜下方水平放置一足夠大的太陽能光電池板,能接收到經反射膜反射到光電池板上的所有光能,並將光能轉化成電能。光電池板可等效為乙個一電池,輸出電壓恆定為u;輸出電流正比於光電池板接收到的光能(設垂直於入射光單位面積上的光功率保持恆定)。導體棒處在方向豎直向上的勻強磁場b中,並與光電池構成迴路,流經導體棒的電流垂直紙面向外(注:

光電池與導體棒直接相連,連線導線未畫出)。

(1)現有一束平行光水平入射,當反射膜與豎直方向成時,導體棒處於受力平衡狀態,求此時電流強度的大小和光電池的輸出功率。

(2)當變成時,通過調整電路使導體棒保持平衡,光電池除維持導體棒平衡外,還能輸出多少額外電功率?

解析:(1)導體棒受力如圖

光電池輸出功率(即光電池板接收到的光能對應的功率)為

(2)維持導體棒平衡需要的電流為

而當變為時光電池板因被照射面積增大使電池輸出的電流也增大

需要在導體棒兩端併聯乙個電阻,題目要求的就是這個電阻上的功率。

由併聯電路特點得:光電池提供的總電流以下關鍵是求

光電池輸出功率為

(為當變成時,光電池板接收到的光能對應的功率。)

已知垂直於入射光單位面積上的光功率保持恆定

(設為p0)

由右圖可知

已知電池輸出電流正比於光電池板接收到的光能

光電池能提供的額外功率為

24. (22分)在乙個放射源水平放射出和三種射線,垂直射入如圖所示磁場。區域ⅰ和ⅱ的寬度均為d,各自存在著垂直紙面的勻強磁場,兩區域的磁感強度大小b相等,方向相反(粒子運動不考慮相對論效應)。

(1)若要篩選出速率大於v1的粒子進入區域ⅱ,要磁場寬度d與b和v1的關係。

(2)若b=0.0034t,v1=0.1c(c是光速度),則可得d;粒子的速率為0.001c,計算和射線離開區域ⅰ時的距離;並給出去除和射線的方法。

(3)當d滿足第(1)小題所給關係時,請給出速率在v1(4)請設計一種方案,能使離開區域ⅱ的粒子束在右側聚焦且水平出射。

已知:電子質量,粒子質量,電子電荷量,(時)。

解析:(1)作出臨界軌道,

由幾何關係知 r=d

由得(2)對電子:

對粒子:

作出軌道如圖

豎直方向上的距離

區域ⅰ的磁場不能將射線和射線分離,可用薄紙片擋住射線,用厚鉛板擋住射線。

(3)畫出速率分別為和的粒子離開區域ⅱ的軌跡如下圖速率在區域間射出的粒子束寬為

(4)由對稱性可設計如圖所示的磁場區域,最後形成聚集且水平向右射出。

2023年高考理綜物理(浙江卷)

23.(16分)如圖甲所示,在水平面上固定有長為l=2m、寬為d=1m的金屬「u」型導軌,在「u」型導軌右側l=0.5m範圍內存在垂直紙面向裡的勻強磁場,且磁感應強度隨時間變化規律如圖乙所示。在t=0時刻,質量為m=0.

1kg的導體棒以v0=1m/s的初速度從導軌的左端開始向右運動,導體棒與導軌之間的動摩擦因數為μ=0.1,導軌與導體棒單位長度的電阻均為λ=0.1ω/m,不計導體棒與導軌之間的接觸電阻及地球磁場的影響(取g=10m/s2)。

⑴通過計算分析4s內導體棒的運動情況;

⑵計算4s內迴路中電流的大小,並判斷電流方向;

⑶計算4s內迴路產生的焦耳熱。

24.(20分)節能混合動力車是一種可以利用汽油及所儲存電能作為動力**的汽車。有一質量m=1000kg的混合動力轎車,在平直公路上以v1=90km/h勻速行駛,發動機的輸出功率為p=50kw。當駕駛員看到前方有80km/h的限速標誌時,保持發動機功率不變,立即啟動利用電磁阻尼帶動的發電機工作給電池充電,使轎車做減速運動,運動l=72m後,速度變為v2=72km/h。

此過程中發動機功率的1/5用於轎車的牽引,4/5用於供給發電機工作,發動機輸送給發電機的能量最後有50%轉化為電池的電能。假設轎車在上述運動過程中所受阻力保持不變。求

⑴轎車以90km/h在平直公路上勻速行駛時,所受阻力f阻的大小;

⑵轎車從90km/h減速到72km/h過程中,獲得的電能e電;

⑶轎車僅用其在上述減速過程中獲得的電能e電維持72km/h勻速運動的距離l′。

24、【解析】(1)汽車牽引力與輸出功率的關係

將,代入得

當轎車勻速行駛時,牽引力與阻力大小相等,有

(2)在減速過程中,注意到發動機只有用於汽車的牽引,根據動能定理有

,代入資料得

電源獲得的電能為

(3)根據題設,轎車在平直公路上勻速行駛時受到的阻力仍為。此過程中,由能量轉化及守恆定律可知,僅有電能用於克服阻力做功,

代入資料得

25.(22分)如圖甲所示,靜電除塵裝置中有一長為l、寬為b、高為d的矩形通道,其前、後面板使用絕緣材料,上、下面板使用金屬材料。圖乙是裝置的截面圖,上、下兩板與電壓恆定的高壓直流電源相連。質量為m、電荷量為-q、分布均勻的塵埃以水平速度v0進入矩形通道,當帶負電的塵埃碰到下板後其所帶電荷被中和,同時被收集。

通過調整兩板間距d可以改變收集效率η。當d=d0時η為81%(即離下板081d0範圍內的塵埃能夠被收集)。不計塵埃的重力及塵埃之間的相互作用。

⑴求收集效率為100%時,兩板間距的最大值dm;

⑵求收集率η與兩板間距d的函式關係;

⑶若單位體積內的塵埃數為n,求穩定工作時單位時間下板收集的塵埃質量δm/δt與兩板間距d的函式關係,並繪出圖線。

25、【解析】(1)收集效率為81%,即離下板0.81d0的塵埃恰好到達下板的右端邊緣,設高壓電源的電壓為,在水平方向有

在豎直方向有

其中當減少兩板間距是,能夠增大電場強度,提高裝置對塵埃的收集效率。收集效率恰好為100%時,兩板間距為。如果進一步減少,收集效率仍為100%。

因此,在水平方向有

在豎直方向有

其中聯立①②③④⑤⑥可得

(2)通過前面的求解可知,當時,收集效率為100

當時,設距下板處的塵埃恰好到達下板的右端邊緣,此時有

根據題意,收集效率為

聯立①②③⑨⑩可得

(3)穩定工作時單位時間下板收集的塵埃質量=

當時,,因此=

當時,,因此=

繪出的圖線如下

2023年高考浙江理綜卷物理部分

23、(16分)為了研究魚所受水的阻力與其形狀的關係,小明同學用石蠟做成兩條質量均為m、形狀不同的「a魚」和「b魚」,如圖所示。在高出水面h 處分別靜止釋放「a魚」和「b魚」, 「a魚」豎直下滑ha後速度減為零,「b魚」 豎直下滑hb後速度減為零。「魚」在水中運動時,除受重力外還受浮力和水的阻力,已知「魚」在水中所受浮力是其重力的10/9倍,重力加速度為g,「魚」運動的位移遠大於「魚」的長度。

假設「魚」運動時所受水的阻力恆定,空氣阻力不計。求:

(1)「a魚」入水瞬間的速度va1;

(2)「a魚」在水中運動時所受阻力fa;

(3)「a魚」與「b魚」 在水中運動時所受阻力之比fa:fb

【答案】【考點】勻變速運動、牛頓定律

【解析】(1) a從h處自由下落,機械能守恆: ,

解得:(2)小魚a入水後做勻減速運動, 得減速加速度:,

由牛頓第二定律: 解得:

(3)同理可得,得:

24 、(20分)如圖所示,二塊水平放置、相距為d的長金屬板接在電壓可調的電源上。兩板之間的右側區域存在方向垂直紙面向裡的勻強磁場。將噴墨印表機的噴口靠近上板下表面,從噴口連續不斷噴出質量均為m、水平速度均為v0、帶相等電荷量的墨滴。

調節電源電壓至u,墨滴在電場區域恰能沿水平向右做勻速直線運動,進入電場、磁場共存區域後,最終垂直打在下板的m點。

(1)判斷墨滴所帶電荷的種類,並求其電荷量;

(2)求磁感應強度b的值;

(3)現保持噴口方向不變,使其豎直下移到兩板中間位置。為了使墨滴仍能到達下板m點應將磁感應強度調至b',則b'的大小為多少?

24.【答案】,,

【考點】帶電粒子在復合場中運動

【解析】 墨滴在電場區域做勻速直線運動,有得,

由於電場方向向下,電荷所受電場力向上,可知:墨滴帶負電荷。

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