近几年浙江省高考理科综合物理试题及解析

22.（16分）在一次国际城市运动会中，要求运动员从高为H的平台上A点由静止出发，沿着动摩擦因数为滑的道向下运动到B点后水平滑出，最后落在水池中。设滑道的水平距离为L，B点的高度h可由运动员自由调节（取g=10m/s2）。求：

（1）运动员到达B点的速度与高度h的关系；

（2）运动员要达到最大水平运动距离，B点的高度h应调为多大？对应的最大水平距离Smax为多少？

（3若图中H=4m，L=5m，动摩擦因数=0.2，则水平运动距离要达到7m，h值应为多少？

解析：

（1）由A运动到B过程： 

（2）平抛运动过程：     

               解得　

　　　　　　　　当时，x有最大值， 

（3）

　　解得　

23.（20分）如图所示，一矩形轻质柔软反射膜可绕过O点垂直纸面的水平轴转动，其在纸面上的长度为L1，垂直纸面的宽度为L2。在膜的下端（图中A处）挂有一平行于转轴，质量为m，长为L2的导体棒使膜成平面。在膜下方水平放置一足够大的太阳能光电池板，能接收到经反射膜反射到光电池板上的所有光能，并将光能转化成电能。光电池板可等效为一个一电池，输出电压恒定为U；输出电流正比于光电池板接收到的光能（设垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒定）。导体棒处在方向竖直向上的匀强磁场B中，并与光电池构成回路，流经导体棒的电流垂直纸面向外（注：光电池与导体棒直接相连，连接导线未画出）。

（1）现有一束平行光水平入射，当反射膜与竖直方向成时，导体棒处于受力平衡状态，求此时电流强度的大小和光电池的输出功率。

（2）当变成时，通过调整电路使导体棒保持平衡，光电池除维持导体棒平衡外，还能输出多少额外电功率？

解析：

（1）导体棒受力如图　

   光电池输出功率（即光电池板接收到的光能对应的功率）为　

（2）维持导体棒平衡需要的电流为　

而当变为时光电池板因被照射面积增大使电池输出的电流也增大

需要在导体棒两端并联一个电阻，题目要求的就是这个电阻上的功率。

由并联电路特点得：光电池提供的总电流　　以下关键是求

光电池输出功率为　

（为当变成时，光电池板接收到的光能对应的功率。）

已知垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒定

（设为P0）

由右图可知 

已知电池输出电流正比于光电池板接收到的光能

　　　光电池能提供的额外功率为　

24. （22分）在一个放射源水平放射出和三种射线，垂直射入如图所示磁场。区域Ⅰ和Ⅱ的宽度均为d，各自存在着垂直纸面的匀强磁场，两区域的磁感强度大小B相等，方向相反（粒子运动不考虑相对论效应）。

（1）若要筛选出速率大于v1的粒子进入区域Ⅱ，要磁场宽度d与B和v1的关系。

（2）若B=0.0034T，v1=0.1c（c是光速度），则可得d；粒子的速率为0.001c，计算和射线离开区域Ⅰ时的距离；并给出去除和射线的方法。

（3）当d满足第（1）小题所给关系时，请给出速率在v1（4）请设计一种方案，能使离开区域Ⅱ的粒子束在右侧聚焦且水平出射。

已知：电子质量，粒子质量，电子电荷量，（时）。

解析：

（1）作出临界轨道，

由几何关系知　r=d

     由得　

（2）对电子： 

　　 对粒子： 

               作出轨道如图

竖直方向上的距离

   区域Ⅰ的磁场不能将射线和射线分离，可用薄纸片挡住射线，用厚铅板挡住射线。

（3）画出速率分别为和的粒子离开区域Ⅱ的轨迹如下图速率在区域间射出的粒子束宽为       

（4）由对称性可设计如图所示的磁场区域，最后形成聚集且水平向右射出。

2011年高考理综物理（浙江卷）

23．（16分）如图甲所示，在水平面上固定有长为L=2m、宽为d=1m的金属“U”型导轨，在“U”型导轨右侧l=0.5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。在t=0时刻，质量为m=0.1kg的导体棒以v0=1m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ=0.1Ω/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响（取g=10m/s2）。

⑴通过计算分析4s内导体棒的运动情况；

⑵计算4s内回路中电流的大小，并判断电流方向；

⑶计算4s内回路产生的焦耳热。

24．（20分）节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车。有一质量m=1000kg的混合动力轿车，在平直公路上以v1=90km/h匀速行驶，发动机的输出功率为P=50kW。当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时，保持发动机功率不变，立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动L=72m后，速度变为v2=72km/h。此过程中发动机功率的1/5用于轿车的牵引，4/5用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能。假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变。求

⑴轿车以90km/h在平直公路上匀速行驶时，所受阻力F阻的大小；

⑵轿车从90km/h减速到72km/h过程中，获得的电能E电；

⑶轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E电维持72km/h匀速运动的距离L′。

24、【解析】（1）汽车牵引力与输出功率的关系

将，代入得

当轿车匀速行驶时，牵引力与阻力大小相等，有

（2）在减速过程中，注意到发动机只有用于汽车的牵引，根据动能定理有

，代入数据得

电源获得的电能为

(3)根据题设，轿车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力仍为。此过程中，由能量转化及守恒定律可知，仅有电能用于克服阻力做功，

代入数据得

25．（22分）如图甲所示，静电除尘装置中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面板使用绝缘材料，上、下面板使用金属材料。图乙是装置的截面图，上、下两板与电压恒定的高压直流电源相连。质量为m、电荷量为-q、分布均匀的尘埃以水平速度v0进入矩形通道，当带负电的尘埃碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集。通过调整两板间距d可以改变收集效率η。当d=d0时η为81%（即离下板081d0范围内的尘埃能够被收集）。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。

⑴求收集效率为100%时，两板间距的最大值dm；

⑵求收集率η与两板间距d的函数关系；

⑶若单位体积内的尘埃数为n，求稳定工作时单位时间下板收集的尘埃质量ΔM/Δt与两板间距d的函数关系，并绘出图线。

25、【解析】（1）收集效率为81%，即离下板0.81d0的尘埃恰好到达下板的右端边缘，设高压电源的电压为，在水平方向有                                     ①

在竖直方向有                                                   ②

其中                                                      ③

当减少两板间距是，能够增大电场强度，提高装置对尘埃的收集效率。收集效率恰好为100%时，两板间距为。如果进一步减少，收集效率仍为100%。

因此，在水平方向有                                                    ④

在竖直方向有                                                      ⑤

其中                                                    ⑥

联立①②③④⑤⑥可得                                             ⑦

（2）通过前面的求解可知，当时，收集效率为100%                   ⑧

当时，设距下板处的尘埃恰好到达下板的右端边缘，此时有

                                                             ⑨

根据题意，收集效率为                                                  ⑩

联立①②③⑨⑩可得

（3）稳定工作时单位时间下板收集的尘埃质量=

当时，，因此=

当时，，因此=

绘出的图线如下

2012年高考浙江理综卷物理部分

23、（16分）为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系，小明同学用石蜡做成两条质量均为m、形状不同的“A鱼”和“B鱼”，如图所示。在高出水面H 处分别静止释放“A鱼”和“B鱼”， “A鱼”竖直下滑hA后速度减为零，“B鱼” 竖直下滑hB后速度减为零。“鱼”在水中运动时，除受重力外还受浮力和水的阻力，已知“鱼”在水中所受浮力是其重力的10/9倍，重力加速度为g，“鱼”运动的位移远大于“鱼”的长度。假设“鱼”运动时所受水的阻力恒定，空气阻力不计。求：

（1）“A鱼”入水瞬间的速度VA1；

（2）“A鱼”在水中运动时所受阻力fA；

（3）“A鱼”与“B鱼” 在水中运动时所受阻力之比fA：fB

【答案】【考点】匀变速运动、牛顿定律

【解析】（1） A从H处自由下落，机械能守恒： ,

解得：       

  （2）小鱼A入水后做匀减速运动，    得减速加速度：，

由牛顿第二定律：    解得： 

（3）同理可得,得： 

24 、（20分）如图所示，二块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上。两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面，从喷口连续不断喷出质量均为m、水平速度均为v0、带相等电荷量的墨滴。调节电源电压至U，墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动，进入电场、磁场共存区域后，最终垂直打在下板的M点。

（1）判断墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量；

（2）求磁感应强度B的值；

（3）现保持喷口方向不变，使其竖直下移到两板中间位置。为了使墨滴仍能到达下板M点应将磁感应强度调至B'，则B'的大小为多少？

24．【答案】，， 

【考点】带电粒子在复合场中运动

【解析】     墨滴在电场区域做匀速直线运动，有      得，

由于电场方向向下，电荷所受电场力向上，可知：墨滴带负电荷。

进入电场、磁场共存区域后，重力与电场力平衡，磁场力做匀速圆周运动的向心力，

考虑墨滴进入磁场和挡板的几何关系，可知墨滴在该区域恰完成四分之一圆周运动，

则半径R=d,由此可得: 

(3)根据题设，墨滴运动轨迹如图，设圆周运动半径为,有

由图示可得：   得：，联立求得： 

25、（22分）为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了一种“闪烁”装置，如图所示，自行车后轮由半径r1=5.0╳10-2m的金属内圈、半径r2=0.40m的金属内圈和绝缘辐条构成。后轮的内、外圈之间等间隔地接有4根金属条，每根金属条的中间均串联有一电阻值为R的小灯泡。在支架上装有磁铁，形成了磁感应强度B=0.10T、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场，其内半径为r1、外半径为r2、张角θ=π/6。后轮以角速度ω=2π rad/s相对于转轴转动。若不计其它电阻，忽略磁场的边缘效应。

（1）当金属条ab进入“扇形” 磁场时，求感应电动势E，并指出ab上的电流方向；

（2）当金属条ab进入“扇形” 磁场时，画出“闪烁”装置的电路图；

（3）从金属条ab进入“扇形” 磁场开始，经计算画出轮子转一圈过程中，内圈与外圈之间电势差Uab-t图象；

（4）若选择的是“1.5V、0.3A”的小灯泡，该“闪烁”装置能否正常工作？有同学提出，通过改变磁感应强度B、后轮外圈半径r2、角速度ω和张角θ等物理量的大小，优化前同学的设计方案，请给出你的评价。

【答案】

【考点】电磁感应

【解析】（1）金属条ab在磁场中切割磁感应线时，使所构成的回路磁通量变化，导体棒转动切割，有法拉第电磁感应定律.，可推导出：，

此处： 

代入数据解得： 

根据右手定则判断可知电流方向由b到a的。

（2）．经过分析，将ab条可看做电源，并且有内阻，其它三等看做外电路，如图所示：

（3）．当例如ab棒切割时，ab可当做电源，其灯泡电阻相当于电源内阻，外电路是三个灯泡，此时Uab为路端电压，有图2易知内阻与外阻之比为3:1的关系，所以，其它棒切割时同理。

，如图可知在框匀速转动时，磁场区域张角θ=π/6，所以有电磁感应的切割时间与无电磁感应切割时间之比为1:2， =1S，得图如下

（4）．小灯泡不能正常工作，因为感应电动势为

远小于灯泡的额定电压，因此闪烁装置不可能工作。B增大，E增大，但有限度；

r增大，E增大，但有限度；增大，E增大,但有限度；θ增大，E不增大。

2013年理科综合能力测试物理试题（浙江卷）

23．（16分）山谷中有三块大石头和一根不可伸长的轻质青藤，其示意图如下。图中A、B、C、D均为石头的边缘点，O为青藤的固定点，h1=1.8m，h2=4.0m，x1=4.8m，x2=8.0m。开始时，质量分别为M=10kg和m=2kg的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到伤害时，迅速从左边石头A点起水平跳到中间石头，大猴抱起小猴跑到C点，抓住青藤的下端荡到右边石头的D点，此时速度恰好为零。运动过程中猴子均看成质点，空气阻力不计，重力加速度g=10m/s2，求：

（1）大猴子从A点水平跳离时速度的最小值；

（2）猴子抓住青藤荡起时的速度大小；

（3）猴子荡起时，青藤对猴子的拉力大小。

24．(20分)“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心金属半球面A和B构成，A、B为电势值不等的等势面，其过球心的截面如图所示。一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板N，其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间。忽略电场的边缘效应。

（1）判断半球面A、B的电势高低，并说明理由；

（2）求等势面C所在处电场强度E的大小；

（3）若半球面A、B和等势面C的电势分别为φA、φB和φC，则到达N板左、右边缘处的电子，经过偏转电场前、后的动能改变量ΔEK左和ΔEK右分别为多少？

（4）比较|ΔEK左|和|ΔEK右|的大小，并说明理由。

25．（22分）为了降低潜艇噪音，提高其前进速度，可用电磁推进器替代螺旋桨。潜艇下方有左、右两组推进器，每组由6个相同的用绝缘材料制成的直线通道推进器构成，其原理示意图如下。在直线通道内充满电阻率ρ=0.2Ω∙m的海水，通道中a×b×c=0.3m×0.4m×0.3m的空间内，存在由超导线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度B=6.4T、方向垂直通道侧面向外。磁场区域上、下方各有a×b=0.3m×0.4m的金属板M、N，当其与推进器专用直流电源相连后，在两板之间的海水中产生了从N到M，大小恒为I=1.0×103A的电流，设电流只存在于磁场区域。不计电源内阻及导线电阻，海水密度ρ≈1.0×103kg/m3。

（1）求一个直线通道推进器内磁场对通电海水的作用力大小，并判断其方向；

（2）在不改变潜艇结构的前提下，简述潜艇如何转弯？如何“倒车”？

（3）当潜艇以恒定速度v0=30m/s前进时，海水在出口处相对于推进器的速度v=34m/s，思考专用直流电源所提供的电功率如何分配，求出相应功率的大小。

23．答案：（1）大猴从A点水平跳离时速度的最小值为8m/s．

（2）猴子抓住青藤荡起时的速度大小9m/s．

（3）猴子荡起时，青藤对猴子的拉力大小为216N．

解析：根据，解得。则跳离的最小速度（2）根据机械能守恒定律得，解得  （3）根据牛顿第二定律得，F-(M+m)g=(M+m)根据几何关系得，(L-h2)2+x22=L2

联立解得F=216N．

点评：本题综合考查了平抛运动，圆周运动，运用了机械能守恒定律、牛顿第二定律，

24．答：（1）B板电势高于A板；   （2）求等势面C所在处电场强度E的大小；（3）△Ek左=e（φC-φB），△Ek右=e（φC-φA）；（4）|△Ek左|＞|△Ek右|

解析：（1）电子做匀速圆周运动，电场力提供向心力，受力的方向与电场的方向相反，所以B板的电势较高；

（2）电场力提供向心力： 又：， 

联立以上3式，得： 

（3）到达N板左、右边缘处的电子，在运动的过程中，电场力对它们做功，电子动能的改变量等于电场力做功，即：

△EK左=eUCB=e（φC-φB），△EK右=eUCA=e（φC-φA）

（4）该电场是放射状电场，内侧的电场线密，电场强度大，所以UBC＞UCA，即：φC-φB＞φC-φA，所以：|△EK左|＞|△EK右|

点评：该题考查带电粒子在放射状电场中的运动与电场力做功，解题的关键是电场力提供向心力，写出相应的表达式，即可正确解答．属于中档题目．

25．答：（1）一个直线通道推进器内磁场对通电海水的作用力大小为1.92××103N，其方向为垂直于BI平面向右；

（2）开启或关闭不同个数的左、右两侧的直线通道推进器，实施转弯．

改变电流方向，或改变磁场方向，可以改变海水所受磁场力的方向，实施“倒车”．

（3）当潜艇以恒定速度v0=30m/s前进时，海水在出口处相对于推进器的速度v=34m/s，电源提供的电功率中的第一部分为牵引功率，其大小6.9×105W；电源提供的电功率中的第二部分为单位时间内海水的焦耳热功率，其大小为6×106W；电源提供的电功率中的第三部分为单位时间内海水动能的增加量，其功率的大小为4.6×104W．

解析：（1）安培力的大小，F=BIL=6.4×1000×0.3=1.92×103N，

根据左手定则可知，方向：垂直于BI平面向右；

（2）开启或关闭不同个数的左、右两侧的直线通道推进器，实施转弯．

改变电流方向，或改变磁场方向，可以改变海水所受磁场力的方向，实施“倒车”．

（3）电源提供的电功率中的第一部分为牵引功率

P1=F牵v0=6.9×105W

电源提供的电功率中的第二部分为单位时间内海水的焦耳热功率

推进器内海水的电阻 P2=12I2R=6×106W

电源提供的电功率中的第三部分为单位时间内海水动能的增加量

单位时间内通过推进器的水的质量为

   m=ρmbcv水对地=480kg

单位时间内其动能增加为P3=mv2水对地=4.6×104W

点评：考查安培力及其根据F=BIL求其大小，由左手定则确定安培力方向．并巧用安培力来实施转弯及倒车，同时掌握提供电源的不同功率，且通过功率公式来计算．

2014年浙江高考理科物理试题及答案

23．[2014·浙江卷] 如图所示，装甲车在水平地面上以速度v0＝20 m/s沿直线前进，车上机的管水平，距地面高为h＝1.8 m．在车正前方竖直立一块高为两米的长方形靶，其底边与地面接触．口与靶距离为L时，机手正对靶射出第一发子弹，子弹相对于口的初速度为v＝800 m/s.在子弹射出的同时，装甲车开始匀减速运动，行进s＝90 m后停下．装甲车停下后，机手以相同方式射出第二发子弹．(不计空气阻力，子弹看成质点，重力加速度g取10 m/s2)

(1)求装甲车匀减速运动时的加速度大小；

(2)当L＝410 m时，求第一发子弹的弹孔离地的高度，并计算靶上两个弹孔之间的距离；

(3)若靶上只有一个弹孔，求L的范围．

23．[答案] (1) m/s2　(2)0.55 m　0.45 m　(3)492 m[解析] 本题考查匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动等知识点和分析推理能力．

[答案] (1)装甲车加速度a＝＝m/s2.

(2)第一发子弹飞行时间t1＝＝0.5 s

 弹孔离地高度h1＝h－gt＝0.55 m

第二发子弹离地的高度h2＝h－g＝1.0 m

两弹孔之间的距离Δh＝h2－h1＝0.45 m.

(3)第一发子弹打到靶的下沿时，装甲车离靶的距离为L1

L1＝(v0＋v)＝492 m

第二发子弹打到靶的下沿时，装甲车离靶的距离为L2

L2＝v＋s＝570 m

L的范围 492 m24．[2014·浙江卷] 某同学设计一个发电测速装置，工作原理如图所示．一个半径为R＝0.1 m的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为R的金属棒OA，A端与导轨接触良好，O端固定在圆心处的转轴上．转轴的左端有一个半径为r＝的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转动．圆盘上绕有不可伸长的细线，下端挂着一个质量为m＝0.5 kg的铝块．在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T．a点与导轨相连，b点通过电刷与O端相连．测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度．铝块由静止释放，下落h＝0.3 m时，测得U＝0.15 V．(细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度g取10 m/s2)

(1)测U时，与a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”？

(2)求此时铝块的速度大小；

(3)求此下落过程中铝块机械能的损失．

24．[答案] (1)正极　(2)2 m/s　(3)0.5 J

[解析] 本题考查法拉第电磁感应定律、右手定则等知识和分析综合及建模能力．

(1)正极

(2)由电磁感应定律得U＝E＝

ΔΦ＝BR2Δθ　U＝BωR2     v＝rω＝ωR

所以v＝＝2 m/s

(3)ΔE＝mgh－mv2        ΔE＝0.5 J

25．[2014·浙江卷] 离子推进器是太空飞行器常用的动力系统．某种推进器设计的简化原理如图1所示，截面半径为R的圆柱腔分为两个工作区．Ⅰ为电离区，将氙气电离获得1价正离子；Ⅱ为加速区，长度为L，两端加有电压，形成轴向的匀强电场．Ⅰ区产生的正离子以接近0的初速度进入Ⅱ区，被加速后以速度vM从右侧喷出．

Ⅰ区内有轴向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在离轴线处的C点持续射出一定速率范围的电子．假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动，截面如图2所示(从左向右看)．电子的初速度方向与中心O点和C点的连线成α角(0＜α≤90°)．推进器工作时，向Ⅰ区注入稀薄的氙气．电子使氙气电离的最小速率为v0，电子在Ⅰ区内不与器壁相碰且能到达的区域越大，电离效果越好．已知离子质量为M；电子质量为m，电量为e.(电子碰到器壁即被吸收，不考虑电子间的碰撞)

 (1)求Ⅱ区的加速电压及离子的加速度大小；

(2)为取得好的电离效果，请判断Ⅰ区中的磁场方向(按图2说明是“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”)；

 (3)α为90°时，要取得好的电离效果，求射出的电子速率v的范围；

(4)要取得好的电离效果，求射出的电子最大速率vmax与α角的关系．

25．[答案]　(2)垂直纸面向外　(3)v0≤v≤

(4)vmax＝

[解析] 本题考查带电粒子在电场和磁场中的运动等知识和分析综合及应用数学解决物理问题的能力．

(1)由动能定理得Mv＝eU①

U＝②

a＝＝e＝③

(2)垂直纸面向外④

(3)设电子运动的最大半径为r

2r＝R.⑤

eBv＝m⑥

所以有v0≤v<⑦

要使⑦式有解，磁感应强度B>.⑧

(4)如图所示，OA＝R－r，OC＝，AC＝r

根据几何关系得r＝⑨

由⑥⑨式得vmax＝.