3全国第三批新高考2024-2024年物理压轴计算题汇编

3全国第三批新高考2024-2024年物理压轴计算题汇编
一、单选题 (共6题)
第(1)题
如图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在和时刻的波形图，0时刻处的质点沿方向运动。

该波（ ）
A．沿方向传播B．波长为
C．周期可能为D．传播的速度大小可能为
第(2)题
如图甲，由细线和装有墨水的容器组成单摆，容器底端墨水均匀流出。

当单摆在竖直面内摆动时，长木板以速度v垂直于摆动平面匀速移动距离L，形成了如图乙的墨痕图案，重力加速度为g，则该单摆的摆长为（ ）
A
．B．C．D．
第(3)题
2024年3月20日，“鹊桥二号”中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空。

如图所示，“鹊桥二号”临近月球时，先在周期为24小时的环月大椭圆冻结轨道Ⅰ上运行一段时间，而后在近月点变轨，进入周期为12小时的环月大椭圆冻结轨道Ⅱ。

已知轨道Ⅰ的近月点距离月球表面的高度为，远月点距离月球表面的高度为，月球半径为，，忽略
地球引力的影响，则轨道Ⅱ的远月点距离月球表面的高度为（ ）
A．B．
C．D．
第(4)题
幼儿园小朋友玩的滑梯如图1所示，为了研究方便，可将其简化为图2。

已知滑梯和儿童裤料之间的动摩擦因数为，某小朋友质量为m，重力加速度为g，滑梯与水平地面之间的夹角为。

下列说法中正确的是（ ）
A．小朋友沿滑梯加速下滑时受力平衡
B．小朋友对滑梯的压力和滑梯对小朋友的支持力是一对平衡力
C．下滑过程中，小朋友受到的合力大小为
D．下滑过程中，小朋友受到的摩擦力大小为
第(5)题
地球密度分布并不均匀，以地核和地幔分界面为界，可认为内外两部分密度均匀，地核的平均密度约为地幔平均密度的3倍，核幔分界面近似在地表下处，为地球半径。

已知质量均匀分布的球壳对内部引力处处为0，地表附近重力加速度为。

核幔
分界面处重力加速度约为（ ）
A．0.6g B．0.9g C．1.2g D．1.8g
第(6)题
有一个趣味游戏是用乒乓球拍托着乒乓球跑，从起点到终点运动时间短者获胜。

如图所示，某人拿着乒乓球拍托着乒乓球做匀速运动，乒乓球拍与水平面成一定角度，运动过程中乒乓球始终相对球拍静止，则下列说法正确的是（ ）
A．乒乓球一定只受重力和支持力B．乒乓球一定只受重力、支持力和摩擦力
C．乒乓球可能不受摩擦力D．乒乓球一定受4个力作用
二、多选题 (共4题)
第(1)题
如图所示，在直角坐标xOy平面内，有一半径为R的圆形匀强磁场区域，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向里，边界与x、y轴分别相切于a、b两点，ac为直径。

一质量为m，电荷量为q的带电粒子从b点以某一初速度（大小未知）沿平行
于x轴正方向进入磁场区域，从a点垂直于x轴离开磁场，不计粒子重力。

下列判断正确的是（ ）。

A．该粒子的初速度为
B．该粒子从bc弧中点以相同的速度进入磁场后在磁场中运动的时间是第一次运动时间的1.5倍
C ．以从b点沿各种方向进入磁场的该种粒子从边界出射的最远点恰为a点
D
．以从b点沿各种方向进入磁场的该种粒子在磁场中运动的最长时间是
第(2)题
如图所示，ab边界以上，圆形边界以外的Ⅰ区域中存在匀强磁场，磁感应强度为，圆形边界以内Ⅱ区域中匀强磁场的磁感应强度为，圆形边界半径为R，ab边界上c点距圆形边界圆心o的距离为2R；一束质量为m、电荷量为q的负电粒子，在纸面内
从c点沿垂直边界ab方向以不同速率射入磁场。

不计粒子之间的相互作用。

已知一定速率范围内的粒子可以经过圆形磁场边界，这其中速率为v的粒子到达圆周边界前在Ⅰ区域中运动的时间最短。

只考虑一次进出Ⅰ、Ⅱ区域，则（ ）
A．可以经过圆形边界的粒子的速率最大值为
B
．可以经过圆形边界的粒子的速率最小值为
C
．速率为v的粒子在Ⅰ区域的运动时间为
D
．速率为v的粒子在Ⅱ区域的运动时间为
第(3)题
如图,一有界区域内,存在着磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场,磁场宽度均为L，边长
为L的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是图（）
A．B．
C．D．
第(4)题
在匀强磁场中，一个1000匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。

设线圈总电阻为，则（ ）
A．时，线圈中的电流改变方向
B．时，线圈中的感应电动势最大
C．线圈转动产生的电动势最大值为
D．一个周期内，线圈产生的热量为
三、实验题 (共2题)
第(1)题
如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O．接下来的实验步骤如下：
步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上．重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；
步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞．重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离0点的距离，即线段OM、OP、ON的长度．
(1)对于上述操作，下列说法正确的是___________(填序号)．
A.每次小球释放的高度可以不同
B.斜槽轨道末端必须水平
C.小球1的质量应大于小球2的质量
D.斜槽轨道尽量光滑可以减小误差
(2)上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有___________(填序号)
A.A、B两点间的高度差h1
B.点离地面的高度h2
C.小球1和小球2的质量m1和m2
(3)当所测物理量满足表达式______________________(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律．
第(2)题
某同学探究平抛运动的特点。

（1）用如图1所示装置探究平抛运动竖直分运动的特点。

用小锤打击弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，同时B球被松开并自由下落，比较两球的落地时间。

①关于该实验，下列说法正确的是______（选填选项前的字母）。

A.A、B两球应选用体积小、质量大的小球
B.打击弹性金属片后两球需要落在同一水平面上
C.比较两球落地时间必须要测量两球下落的高度
②多次改变A、B两球释放的高度和小锤敲击弹性金属片的力度，发现每一次实验时都只会听到一下小球落地的声响，由
此______说明A球竖直方向分运动为自由落体运动，______说明A球水平方向分运动为匀速直线运动。

（填“能”或者“不能”）（2）用如图2所示装置研究平抛运动水平分运动的特点。

将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。

A球沿斜槽轨道PQ滑下后从斜槽末端Q飞出，落在水平挡板MN上。

由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，A球会在白纸上挤压出一个痕迹点。

移动挡板，依次重复上述操作，白纸上将留下一系列痕迹点。

①下列操作中，必要的是______（选填选项前的字母）。

A. 通过调节使斜槽末段保持水平
B. 每次需要从不同位置静止释放A球
C. 通过调节使硬板保持竖直
D. 尽可能减小A球与斜槽之间的摩擦
②某同学用图2的实验装置得到的痕迹点如图3所示，其中一个偏差较大的点产生的原因，可能是该次实验______（选填选项前的字母）。

A. A球释放的高度偏高
B. A球释放的高度偏低
C. A球没有被静止释放
D. 挡板MN未水平放置
（3）某同学用平滑曲线连接这些痕迹点，得到图4所示A球做平抛运动的轨迹。

请利用该轨迹和（1）中得出的平抛运动竖直方向分运动的特点，说明怎样确定平抛运动水平分运动是匀速直线运动______。

四、解答题 (共3题)
第(1)题
如图1所示，回旋加速器的圆形匀强磁场区域以O点为圆心，磁感应强度大小为B，加速电压的大小为U、质量为m、电荷量
为q的粒子从O附近飘入加速电场，多次加速后粒子经过P点绕O做圆周运动，半径为R，粒子在电场中的加速时间可以忽略。

为将粒子引出磁场，在P位置安装一个“静电偏转器”，如图2所示，偏转器的两极板M和N厚度均匀，构成的圆弧形狭缝圆心
为Q、圆心角为，当M、N间加有电压时，狭缝中产生电场强度大小为E的电场，使粒子恰能通过狭缝，粒子在再次被加速前射出磁场，不计M、N间的距离。

求：
（1）粒子加速到P点所需要的时间t；
（2）极板N的最大厚度；
（3）磁场区域的最大半径。

第(2)题
如图甲所示，在光滑水平面上静止的小物块A和长木板B质量均为m=2kg，小物块A位于长木板B的左端，二者之间的动摩擦因数μ=0.1。

t=0时刻小物块A获得水平向右、大小为v0=7m/s的初速度，同时给小物块A施加如图乙所示的水平向右的作用力。

5s 时长木板B与其右侧竖直挡板发生第1次碰撞。

5s后撤去小物块A所受的水平作用力，最终小物块A没有从长木板B上滑下。

长木板B与竖直挡板的碰撞均为弹性碰撞，碰撞时间极短，碰后长木板B的速度大小不变，方向相反。

重力加速度g取10m/s2，求：（1）0~5s内水平作用力的冲量大小；
（2）t=0时刻长木板B右侧与竖直挡板的距离；
（3）长木板B与竖直挡板第2次碰撞前的速度大小，并通过计算分析是否会发生第3次碰撞。

第(3)题
有一磁场区域，左边圆内与中间ABCD矩形区域分布如图所示的磁场，磁感应强度大小分别为B0和2B0，方向垂直纸面向里，其中圆半径为R，圆心在B点，AD＝2R，MN为与AD共线的绝缘弹性挡板，粒子与挡板发生弹性碰撞(不计碰撞时间)，且碰撞前后水平方向速度大小不变。

现有宽度为R均匀分布的带电粒子群以相同的初速度向右射入磁场区域，粒子电荷量为q (q＞0)，质
量为m，不计重力及粒子间相互作用，所有粒子经圆内部磁场偏转后均汇聚于A点，并在A点发生弹性碰撞后进入矩形区域。

（1）求带电粒子初速度的大小；
（2）某个粒子与挡板碰撞四次(不包括D点碰撞)后恰好到达D点，求该粒子在两个磁场区域运动的总路程s；
（3）求粒子在矩形磁场区域中运动的时间范围。