沖刺2022屆高考物理大題限時(shí)集訓(xùn)預(yù)測(cè)卷（山東專用解析）

質(zhì)點(diǎn)P平衡位置的坐標(biāo)為

Xp=XQ+XQP

代入數(shù)據(jù)解得

xp=48m

16、如圖甲所示，用質(zhì)量為10kg的活塞在豎直氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，氣缸頂部裝有卡

扣。開(kāi)始時(shí)活塞距氣缸底部高度為40cm,對(duì)氣缸內(nèi)的氣體緩慢加熱，活塞距氣缸底部的高度//隨

溫度T的變化規(guī)律如圖乙所示，自開(kāi)始至溫度達(dá)到400K的過(guò)程中，缸內(nèi)氣體吸收的熱量為700Jo

已知活塞的橫截面積為20()5?,外界大氣壓強(qiáng)為1.0xl()5pa,活塞與氣缸壁間的摩擦忽略不計(jì)，

重力加速度g取10m/s2o

(1)求由狀態(tài)A到C,氣體內(nèi)能的變化量；

(2)用p表示缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，請(qǐng)作出氣體由狀態(tài)A經(jīng)過(guò)8變?yōu)镃的p-〃圖像，并標(biāo)出A、B、

C的坐標(biāo)值。

甲乙

【答案】(1)280J；(2)見(jiàn)解析

【解析】

(1)對(duì)活塞受力分析如圖

''mg

“PoS

由平衡方程得

mg+p()S=pAS

氣體由狀態(tài)A到C先做等壓變化再做等容變化

w=-幺5(〃8-4)

由熱力學(xué)第一定律得

\E=W+Q

解得

M=1.05xl03Pa,AE=280J

(2)氣體由狀態(tài)6到C由查理定律得

PB_=PC_

TB~Tc

PB=PA

解得

pC=1.4xlO5Pa

氣體由狀態(tài)A經(jīng)過(guò)8變?yōu)镃的p-h圖像如圖所示

5

MP/xioPa

1.4-------------------------jC

1.3-

1.2-

101------1----------1------1------->

0204060加cm

17、第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)于2022年2月份在北京成功舉辦，其中跳臺(tái)滑雪是最具觀賞性

的項(xiàng)目之一。如圖所示，跳臺(tái)滑雪賽道由跳臺(tái)、助滑道和著陸坡三部分組成。若比賽中，質(zhì)量為

m=60kg的運(yùn)動(dòng)員從跳臺(tái)A點(diǎn)由靜止開(kāi)始滑下，到達(dá)3點(diǎn)后水平飛出，落在著陸坡上的P點(diǎn)，緩

沖后沿著陸坡向下滑行(著陸時(shí)沿著陸坡方向的速度保持不變)，與P點(diǎn)接觸時(shí)間，=0-6s。已知

4、8間高度差為〃=3。01,間距離s=75m,著陸坡傾角。=37。，運(yùn)動(dòng)員受到的空氣阻力不計(jì)，

2

g=10m/s?sin37°=0.6,cos370=0.80求:

(1)運(yùn)動(dòng)員在AB段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，克服阻力所做的功用I

(2)運(yùn)動(dòng)員在著陸坡上著陸過(guò)程中，著陸坡對(duì)運(yùn)動(dòng)員的平均沖擊力尸的大小。

【解析】

(1)運(yùn)動(dòng)員從8到P運(yùn)動(dòng)做平拋運(yùn)動(dòng)

水平方向

scosa=vBtQ

豎直方向

ssina=；gr：

聯(lián)立解得

vB=20m/s=3s

運(yùn)動(dòng)員從4到3的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得

12

mgh-W^=-rnv--0

解得

%=6000J

（2）著陸時(shí)，運(yùn)動(dòng)員垂直著陸坡的速度大小為

cos

匕=gt。37。-vnsin37°=12m/s

規(guī)定垂直斜面向上為正方向，由動(dòng)量定理得

（b-mgcosa）/=0一（一加匕）

解得

F=1680N

18、如圖甲所示，兩光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，虛線PQ右側(cè)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁

感應(yīng)強(qiáng)度大小8=5T,導(dǎo)體棒MN和正方形導(dǎo)線框必cd靜止在PQ右側(cè)的導(dǎo)軌上，且導(dǎo)體棒MN和

導(dǎo)線框的必、cd兩邊都垂直于導(dǎo)軌,導(dǎo)線框的邊長(zhǎng)、導(dǎo)體棒MN的長(zhǎng)度及導(dǎo)軌的寬度都為L(zhǎng)="2m。

現(xiàn)固定導(dǎo)線框，將與MN垂直的水平恒力作用在導(dǎo)體棒MN的中點(diǎn)上，水平恒力的大小尸=2N,當(dāng)

MN達(dá)到最大速度后撤掉恒力，同時(shí)釋放導(dǎo)線框，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，導(dǎo)線框達(dá)到最大速度，此時(shí)導(dǎo)

線框〃邊還沒(méi)有到達(dá)虛線尸。處，又經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，當(dāng)導(dǎo)線框的〃邊到達(dá)虛線尸。時(shí)，立即將導(dǎo)體

棒固定。已知導(dǎo)體棒MN和導(dǎo)線框的質(zhì)量都為機(jī)=O』kg；導(dǎo)體棒MN及導(dǎo)線框必、那邊的電阻

r=-Q

都為3,導(dǎo)軌和導(dǎo)線框其余電阻不計(jì)，導(dǎo)體棒MN與導(dǎo)線框一直沒(méi)有接觸，求：

（1）導(dǎo)線框的最大速度；

（2）導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中，整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱；

（3）將導(dǎo)線框的〃邊到達(dá)尸Q時(shí)做為零時(shí)刻，自零時(shí)刻起對(duì)導(dǎo)線框施加水平方向的作用力力使

導(dǎo)線框以a=36m/s2的加速度勻減速離開(kāi)磁場(chǎng)，以水平向左為正方向，對(duì)導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程：

①通過(guò)推導(dǎo)寫(xiě)出作用力/（單位：N）隨時(shí)間f（單位：s）變化的函數(shù)表達(dá)式；

②在圖乙中定性畫(huà)出作用力/隨位移x變化的圖像。（推導(dǎo)過(guò)程不做要求，但要標(biāo)出初末狀態(tài)對(duì)應(yīng)

的坐標(biāo)值）

【解析】

(1)大氣壓強(qiáng)Po=76cmHg，溫度t=27℃時(shí)，玻璃泡A內(nèi)的氣體溫度

T=300K

當(dāng)B管內(nèi)水銀面的高度x=16cm時(shí)，玻璃泡A內(nèi)的氣體壓強(qiáng)

P=Po-P,=60cmHg

當(dāng)B管內(nèi)水銀面到達(dá)管的頂端時(shí)，玻璃泡A內(nèi)的氣體壓強(qiáng)

P'=P0-PH=52cmHg

此時(shí)測(cè)得的溫度最低，設(shè)玻璃泡A內(nèi)的氣體溫度為廣，由題意可知玻璃泡A內(nèi)的氣體做等容變

化，由查理定律得

￡=X

T~r

解得

T'=260K

即測(cè)得的最低氣溫為T(mén)3Q

(2)當(dāng)管內(nèi)水銀面的高度為x時(shí)，地面上標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下溫度為T(mén),設(shè)高山上壓強(qiáng)為加，溫度為

T",由查理定律得

P"-Pgx_p：-pgx

高山上壓強(qiáng)減小，故顯示溫度高于實(shí)際溫度。

16、如圖所示，AOBZ)是半圓柱體透明型材的橫截面，圓心在。點(diǎn)，4B為直徑，半徑為R。一細(xì)

束單色光從真空中AB面上無(wú)限接近A處斜射入該型材，入射角，=60°,在。點(diǎn)反射后反射光線

與AB平行(反射光線圖中未畫(huà)出)。已知光在真空中的傳播速度為c,求：

(1)該型材對(duì)該單色光的折射率〃；

(2)該單色光從射入型材到射出型材所用的時(shí)間/o

【解析】

(1)該單色光在圓柱體中傳播的光路圖如圖所示

折射角

r-90°-Zl

其中

Z1=Z2=Z3,Zl+Z2+Z3=180

得

Z1=Z2=Z3=6O

根據(jù)光的折射定律有

sinr

(2)由兒何關(guān)系可知，該單色光恰好從AO面上無(wú)限靠近。處射出半圓柱，在半圓柱中傳播的

路程

s=3R

設(shè)該單色光在半圓柱中的傳播速度大小為v,有

v,n

3房

17、如圖所示，真空空間中建立平面直角坐標(biāo)系，在°<x<"(d=4m)空間中存在垂直于平面向外

的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B=O/T；在空間中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)。一質(zhì)量初=2.0x10，kg、

電荷量4=1.6x10-6c的粒子以v=4m/s的速度從。點(diǎn)沿x軸正方向射入磁場(chǎng)，離開(kāi)磁場(chǎng)后進(jìn)入勻強(qiáng)

電場(chǎng)，經(jīng)過(guò)f=k垂直經(jīng)過(guò)x軸。粒子重力忽略不計(jì)，sin370=0.6,cos370=0.8o求：

(1)帶電粒子穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域所用的時(shí)間’。；

(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E的大小。

V

oAd

嗎E=叵V/m

【答案】⑴1144.(2)10

【解析】

(1)設(shè)粒子在磁場(chǎng)區(qū)域中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為『由洛倫茲力提供向心力得

mv2

qvB=

設(shè)粒子在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心角為。，則

sin6>=-

r

則粒子在磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)間

0m

^o=—

qB

解得

53〃

'o°=-1--4-4-s

(2)粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，從坐標(biāo)

^=r(l-sin37°)

粒子進(jìn)入電場(chǎng)后，在坐標(biāo)軸方向分解速度，則

vx=vsin37°

vy=-vcos37°

在坐標(biāo)軸方向分解電場(chǎng)強(qiáng)度，得到紇，E

X軸方向

vsin37°=^r

m

y軸方向

qE

r(1-sin37°)=-vfcos37°+r2

解得

18、如圖甲所示，半徑R=0.5m的四分之一光滑圓弧軌道A與長(zhǎng)/=lm的平板B均靜置于光滑水

平地面上，A與B剛好接觸且二者的上表面相切，一物塊C(可視為質(zhì)點(diǎn))靜置于B的最右端,

C與B上表面的動(dòng)摩擦因數(shù)"從左往右隨距離/均勻變化，其變化關(guān)系如圖乙所示。已知A、B、

C的質(zhì)量均為n?=lkg,重力加速度g=10m/s2,現(xiàn)給C一水平向左的初速度所4m/s。

(1)若A、B固定，其他條件均不變，求C剛滑到A最低點(diǎn)P時(shí)對(duì)軌道的壓力大小；

(2)若A、B不固定，其他條件均不變，求：

(i)C由B最右端滑至最左端過(guò)程中克服摩擦力做的功；

(ii)C相對(duì)于A最低點(diǎn)P所能達(dá)到的最大高度(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)；

(iii)若將A、B粘連在一起，改變V。大小，其他條件均不變，使C能夠沿A上升，且再次返回

到A最低點(diǎn)P時(shí)具有相對(duì)于地面水平向左的速度，vo的取值范圍為多少。

40

【答案】(1)26N；(2)(i)9j(或W,[=4.44J)；(ii)0.10m；(iii)2Gm/s<%<4m/s

【解析】

(1)C由B最右端滑至最左端過(guò)程中，摩擦力做功

卬_qng+^ng[_/j

12

該過(guò)程中，由動(dòng)能定理得

Wj-=

C運(yùn)動(dòng)到A最低點(diǎn)P時(shí)，由牛頓第二定律得

R

解得

N=26N

由牛頓第三定律可知，B對(duì)C的壓力等于26N

(2)(i)C由B最右端滑至A最低點(diǎn)P過(guò)程中，A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒

由動(dòng)量守恒定律得

mv0=

由能量守恒定律得

；/叫2+g-2mv1+Q

由功能關(guān)系可知，摩擦產(chǎn)生的熱量

Q_Wng+H2mg1

2(或Q=4J)

解得

°。±