2013年全国高考物理压轴题(已经用)

2013年全国高考物理压轴题汇总上海高考33.(16分)如图,两根相距l=0.4m､电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置,一端与阻值R=0.15Ω的电阻相连｡导轨x0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场,其方向与导轨平面垂直,变化率k=0.5T/m,x=0处磁场的磁感应强度B0=0.5T｡一根质量m=0.1kg､电阻r=0.05Ω的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直｡棒在外力作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右运动,运动过程中电阻上消耗的功率不变｡求:解：（1）电阻消耗功率不变所以所以（2）因为I相等所以(1)回路中的电流;(2)金属棒在x=2m处的速度;(3)金属棒从x=0运动到x=2m过程中安培力做功的大小;(4)金属棒从x=0运动到x=2m过程中外力的平均功率｡0202,IIRIRIARLvBI205.015.024.05.000总0022LvBLvBsmv322根据图像所以（4）根据动能定理，所以又所以LBLIBFXX2安XBBX5.00JXFW6.1安安)(212022vvmWW安外力JW57.1外力tRIJXFW总安安26.1st2WtWP786.0外力，（3）由2013年山东高考25.(18分)如图所示，竖直平面内有一直角坐标系xOy，在x≥0的区域内有一倾角为θ＝45°的绝缘光滑斜面，斜面末端O处用一极小的平滑曲面连接，恰能使斜面末端水平．在x≤0的广泛区域内存在正交的匀强磁场和匀强电场，磁场垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B；电场沿竖直方向(图中未画出)，场强大小为E.电荷量为－q(q0)的带电小球从绝缘光滑斜面上某点由静止开始下滑，小球经斜面末端O点进入电场和磁场，之后做圆周运动，垂直于y轴离开电场和磁场，最后垂直打到绝缘光滑斜面上．求：(1)小球从开始运动到垂直打到绝缘光滑斜面上所用的时间；(2)小球下滑的初始位置的坐标．0yvv【解析】(1)由于小球在磁场、电场和重力场中做匀速圆周运动，则mg＝qE(2分)设带电小球进入x0区域的速度大小为v0，小球打到斜面时，速度方向与斜面垂直，则匀速圆周运动的轨道半径00tan,,tanyyvvgtvgtgtv0mvrqB由图知得在磁场中运动的时间在斜面下滑时间总时间t总＝t＋t1＋t2＝(2分)20122tanrgtvt2024tan4(2tan1)3EEvBB24tan4(2tan1)3EEtgBgB1mEtqBgB20224tan42sinsin(2tan1)3vEEtggBgB442(4342)333EEEEgBgBgBgB(2)x轴：y轴：所以小球下滑的初始位置为.2222211428gsincossincos2239EExtggBgB2289EyxgB222288,99EEgBgB2013年陕西高考25题(19分)2013年高考全国（新课标2）２５题.（１８分）一长木板在水平地面上运动，在ｔ=0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度－时间图像如图所示。己知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦.物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。取重力加速度的大小g＝１０ｍ／ｓ２求:（1）物块与木板间；木板与地面间的动摩擦因数:（2）从ｔ＝０时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小.解：（1）从t=0开始，木板与物块间的摩擦力使物块加速。使木板减速，此一过程一直持续的物块与木板有共同速度速度为止。由图可知，在t=0.5s时物块与木板速度相同。设t=0到t=t1时间间隔内，物块与木板的加速度分别为a1和a2,则设物块和木板的质量为m，物块与木板间、木板与地面间动摩擦因数分别为µ1、µ2.由牛顿第二定律的四式联立得;µ1=0.20µ2=0.30111vat1021vvat11mgma1222mgmgma(2)t1时刻后，地面对木板的摩擦力阻碍木板运动，物块与木板间的摩擦力改变方向。设物块与木板间的摩擦力为f，物块和木板的加速度分别为a1´和a2´,由牛顿第二定律得假设f˂µmg，则a1’=a2’得f=µ2mgµ1mg与假设矛盾故f=µ1mg物块加速度a1’等于a1:物块的ʋ－t图像如图中点划线所示。'1fma'22mgfma由运动学公式可推知物块和木板相对地面的运动距离分别为物块相对木板的位移的大小为的s=1.125m211122vsa2011'222vvvsa21sss2013年高考天津12.(20分）超导现象是20世纪人类重大发现之一，日前我国己研制出世界传输电流最大的高温超导电缆并成功示范运行。(l）超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零，这种性质可以通过实验研究．将一个闭合超导金属圈环水平放置在匀强磁场中，磁感线垂直于圈环平面向上，逐渐降低温度使环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场，若此后环中的电流不随时间变化．则表明其电阻为零。请指出自上往下看环中电流方向，并说明理由。（2）为探究该圆环在超导状态的电阻率上限ρ，研究人员测得撤去磁场后环中电流为I,并经一年以上的时间t未检测出电流变化。实际上仪器只能检测出大于ΔI的电流变化，其中△II，当电流的变化小于△I时，仪器检测不出电流的变化，研究人员便认为电流没有变化。设环的横截面积为S，环中定向移动电子的平均速率为v，电子质量为m、电荷量为e．试用上述给出的各物理量，推导出ρ的表达式。(3）若仍使用上述测量仪器，实验持续时间依旧为t．为使实验获得的该圆环在超导状态的电阻率上限ρ的准确程度更高，请提出你的建议，并简要说明实现方法．解（1）逆时针方向。撤去磁场瞬间，环所围面积的磁通量突变为零，由楞次定律可知环中电流的磁场方向应与原磁场方向相同。即向上。由右手定则可知环中电流的方向是沿逆时针方向。（2）设圆环周长为L、电阻为R，由电阻定律得(1)设t时间内环中电流释放焦耳热而损失的能量为ΔΕ，由焦耳定律得（2)设环中单位体积内定向移动电子数为n，则（3）式中n、e、S不变，只有定移动的电子平均速率的变化才会引起环中电流的变化。电流变化大小取ΔΙ时，相应定向移动电子的平均速率变化的大小为Δʋ。则(4)LRS2EIRtInevSIneSv设环中定向移动电子减少的动能总和为ΔΕk。则（5）由于可得(6)由能量守恒定律得（7）联立上述各是得（8）(3）由看出，在题设前提条件限制下，适当增大超导电流，可以是实验获得ρ的正确程度更高，通过增大穿过该环的磁通量变化率可实现增大超导电流。2211()22KEnLSmvmvvIIImkvEvekEE2mvSIetI2mvSIetI2013年高考江西15题.（16分）在科学研究中，可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制。如题15-1图所示的xOy平面处于匀强电场和匀强磁场中，电场强度E和磁感应强度B随时间t作周期性变化的图象如题15-2图所示。x轴正方向为E的正方向，垂直纸面向里为B的正方向。在坐标原点O有一粒子P，其质量和电荷量分别为m和+q。不计重力。在时刻释放P，它恰能沿一定轨道做往复运动。2t（1）求P在磁场中运动时速度的大小ʋ0；（2）求B0应满足的关系；（3）在时刻释放P，求P速度为零时的坐标。00(0)2tt2913年高考北京23题(18分)蹦床比赛分成预备运动和比赛动作。最初，运动员静止站在蹦床上在预备运动阶段，他经过若干次蹦跳，逐渐增加上升高度，最终达到完成比赛动作所需的高度；此后，进入比赛动作阶段。把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧，弹力大小F=kx(x为床面下沉的距离，k为常量)。质量m=50kg的运动员静止站在蹦床上，床面下沉x0=0.10m；在预备运动中，运动员所做的总共W全部用于其机械能；在比赛动作中，把该运动员视作质点，其每次离开床面做竖直上抛运动的腾空时间均为△t=2.0s，设运动员每次落下使床面压缩的最大深度均为xl。取重力加速度g=I0m/s2，忽略空气阻力的影响。解：(1)床面下降x0=0.10m时，运动员受力平衡得F-X图线如图所示(2)运动员从X=0处离开床面，开始腾空上升、下落时间相等（1）求常量k，并在图中画出弹力F随x变化的示意图；(2）求在比赛动作中，运动员离开床面后上升的最大高度hm;（3）借助F-x图像可以确定弹性做功的规律，在此基础上，求x1和W的值0mgkx305.010/mgkNmx215022mthgm（3）参考由速度-时间图像求位移的方法F-x图像下的面积等于弹力做的功，从x处到x=0弹力做功运动员从x1处上升到最大高度hm过程根据动能定理得对整个预备过程由题设条件及功能关系有得211.22TWkkxkx211102mkxmgxh2100021.1mxxxxhm2001()2mWkxmgxh325252.510WJJ2913年高考北京24题.对于同一个物理问题，常常可以从宏观和微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。（1）一段横截面积为S，长为l的直导线，单位体积内有n个自由电子，电子质量为e，该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率均为v（a）求导线中的电流I（b）将该导线放在匀强磁场中，电流方向垂直于磁感应强度B，导线所受安培力大小为F安，导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为F，推到F安=F（2）正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量，为简化问题，我们假定:粒子大小可以忽略，其速率均为v,且与器壁各面碰撞的机会均等，与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变，利用所学力学知识，导出容器壁单位面积所受粒子压力f与m,n,和v的关系.（注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明）2013年高考广东35题图18，两块相同平板P1、P2至于光滑水平面上，质量均为m。P2的右端固定一轻质弹簧，左端A与弹簧的自由端B相距L。物体P置于P1的最右端，质量为2m且可以看作质点。P1与P以共同速度V0向右运动，与静止的P2发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后P1与P2粘连在一起，P压缩弹簧后被弹回并停在A点（弹簧始终在弹性限度内）。P与P2之间的动摩擦因数为μ，求(1).P1、P2刚碰完时的共同速度V1和P的最终速度V2；(2).此过程中弹簧最大压缩量x和相应的弹性势能Ep解：(1).由动量守恒定律有P1、P2刚碰完时的共同速度V1为：由动量守恒定律有P的最终速度V2为：001122vmvmvv00223344vmvmvv(2).弹簧具有最大压缩量x时，弹簧具有最大弹性势能和P1、P2、P具有共速V2。从P1、P2刚碰后具有共速V1到最后具有共速V2过程中有：从而得：)xL(g)m2(Vm421EV)m2(21Vm22122P2120xLgm2EP20PmV161ELg32Vx2036.（18分）如图19（a）所示，在垂直于匀强磁场B的平面内，半径为r的金属圆盘绕过圆心O的轴转动，圆心O和边缘K通过电刷与一个电路连接，电路中的P是加上一定正向电压才能导通的电子元件。流过电流表的电流I与圆盘角速度ω的关系如图19（b）所示，期中ab段和bc段均为直线，且ab段过坐标原点。ω0代表圆盘逆时针转动。已知：R=3.0Ω，B=1.0T，r=0.2m。忽略圆盘、电流表和导线的电阻（1）根据图19（b）写出ab、bc段对应I与ω的关系式（2)求出图19（b）中b、c两点对应的P两端的电压Ub、Uc(3)分别求出ab、bc段流过P的电流Ip与其两端电压Up的关系式解：(1).I与ω的关系式为：由数学知识可得