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

沖刺2022屆高考物理大題限時(shí)集訓(xùn)

（溯北專用）用）卷

14、一列簡(jiǎn)諧橫波在x軸上傳播，在乙=°和,2=°$時(shí)，其波形分別用如圖所示的實(shí)線和虛線表

示，求:

（1）這列波可能具有的波速;

（2）當(dāng)波速為28m/s時(shí)，波的傳播方向如何？以此波速傳播時(shí)，x=8m處的質(zhì)點(diǎn)從“開(kāi)始計(jì)時(shí),

3

Ax6+8〃”一、I.、

v=—=-05-=(12+16n)m/s(7?=1、2、3…)

【解析】

（1）若波沿x軸正向傳播，則

Ar=At]+nA=(2+Sn)(n=1、2、3…)

v=—=2+8、=(4+16〃)m/s(〃=1、2、3?一)

Z0.5

若波沿工軸負(fù)向傳播，則

Ax=AXj+nA=(6+8n)(n=1、2、3…)

Ax6+8〃”,1△c、

v=—=-----=(12+16〃)m/s(〃z=l、2、3…)

Ar0.5

(2)當(dāng)波速為28m/s時(shí)，有

28m/s=(12+l6n)m/s,n=I

所以波向X軸負(fù)向傳播，周期

3

則x=8m處的質(zhì)點(diǎn)從右開(kāi)始計(jì)時(shí)，IT內(nèi)通過(guò)的路程

2

二號(hào)x4A=6cm

7

15、如圖所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌由左右兩側(cè)傾斜軌道與中間水平軌道平滑連接而成，導(dǎo)軌間距

為L(zhǎng),在左側(cè)傾斜軌道上端連接有阻值為R的定值電阻，水平軌道間寬為d的矩形區(qū)域有豎直向

上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；質(zhì)量為相、長(zhǎng)度為L(zhǎng)、電阻為R的金屬棒必放在左側(cè)傾斜軌道上由靜止釋放，金

屬棒釋放的位置離水平軌道的高度為d,金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，金屬棒

第一次出磁場(chǎng)時(shí)的速度為第一次進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)速度的3,不計(jì)金屬導(dǎo)軌電阻，金屬棒通過(guò)傾斜軌道與

水平軌道交界處無(wú)機(jī)械能損失，重力加速度為g,求:

(1)金屬棒第一次穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，定值電阻上產(chǎn)生的焦耳熱;

(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小;

(3)金屬棒第二次進(jìn)入磁場(chǎng)后運(yùn)動(dòng)的距離有多遠(yuǎn)?

Rb

,/址

1/

d

3gd4mRy12gd

【答案】(1)9；(2)3".(3)2

【解析】

（1）導(dǎo)體棒第一進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),由機(jī)械能守恒定律

mgd=^m^

第一次出離磁場(chǎng)時(shí)的速度

1

匕=3%

由能量關(guān)系可知，定值電阻上的焦耳熱為

Q=g《相彳一9""；）=[mg”

（2）導(dǎo)體棒經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程由動(dòng)量定理可知

EA<DBLd

q=/Ar=——AAr=—=-----

2R2R2R

解得

4mRj2gd_

(3)第二次進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為

1

均=匕=3%

由動(dòng)量定理

=O-mv2

7E.△①]BLx

%=IAt,=—LAr.=-----=------

1112/?12R2R

解得

16、如圖所示一平板車A質(zhì)量為2根，原來(lái)靜止于光滑水平面上，其右端與豎直固定擋板相距為

L。小物塊3的質(zhì)量為相，以大小為%的初速度從平板車左端開(kāi)始向右滑行一段時(shí)間后車與擋板

發(fā)生碰撞，已知車碰撞擋板時(shí)間極短，碰撞前后瞬間的速度大小不變但方向相反。A、8之間的動(dòng)

摩擦因數(shù)為〃，物塊B總不能到車板的右端，重力加速度小為go

（1）求車第一次碰到擋板前瞬間車的速度可能的大??；

（2）若車與擋板能發(fā)生2次及以上的碰撞，求L滿足的條件；

（3）若車與擋板能發(fā)生3次及以上的碰撞，求L滿足的條件。

—T

丫I_TL<—L<V°

【答案】（1）'3或丹=4〃皿；（2）16〃g；（3）64〃g

【解析】

（1）若A與擋板碰撞前，A,8的速度已經(jīng)相等，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得

mvQ=（2m+m\v{

可得第一次碰到擋板前瞬間A的速度大小為

13

若A與擋板碰撞前，A、B沒(méi)有達(dá)到共同速度，對(duì)4由動(dòng)能定理可得

，1。2

jLimgL=—?2mv2

解得第一次碰到擋板前瞬間A的速度大小為

(2)設(shè)在A與擋板碰撞前瞬間A、3的速度大小分別為％力，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有

"%=2mvA+mvB

如果L為某個(gè)值使A與擋板第一次碰撞后經(jīng)過(guò)一段時(shí)間恰好同時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，則

mv0-2mvA=0

此時(shí)A與擋板只發(fā)生一次碰撞，在這段時(shí)間內(nèi)，對(duì)A由動(dòng)能定理可得

r1c2

俘哂=--2mvA

聯(lián)立解得

￡,=工

16〃g

車與擋板能發(fā)生2次及以上的碰撞的條件

L上

16〃g

(3)如果L為某個(gè)值右，使A與擋板能發(fā)生二次碰撞，從A開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到與擋板第一次碰撞前瞬

間，對(duì)A由動(dòng)能定理可得

設(shè)A第二次與擋板碰撞前瞬間A、8的速度大小分別為丫八%',從A與擋板第一次碰撞后瞬間到

第二次碰撞前瞬間，由動(dòng)量守恒定律可得

rr

mvR-2mvA=2mvA+mvn

A在這段時(shí)間內(nèi)先向左后向右運(yùn)動(dòng)，加速度保持不變，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知

VA=VA

由題意可知A與擋板第二次碰撞后經(jīng)一段時(shí)間后A,B同時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，即

-2mv/=0

聯(lián)立解得

2

3人

-64〃g

車與擋板能發(fā)生3次及以上的碰撞的條件

L<-^—

64〃g

預(yù)測(cè)二

14、如圖所示，導(dǎo)熱氣缸上端開(kāi)口，豎直固定在地面上，高度H=1.35m。質(zhì)量均為祖=2kg的A、

B兩個(gè)活塞靜止時(shí)將氣缸容積均分為三等份，A、B之間為真空并壓縮一根輕質(zhì)彈簧，彈性系數(shù)

七300N/m,A、B與氣缸間無(wú)摩擦，大氣壓po=lxl()5pa,密封氣體初始溫度Ti=252K,重力加速

度g取lOmH,活塞面積S=4xl(y4m2,其厚度忽略不計(jì)。

(1)求最初密封氣體的壓強(qiáng)；

(2)若給電阻絲通電加熱密封氣體，當(dāng)活塞B緩慢上升到離氣缸底部h=\m時(shí)，求密封氣體的

溫度；

(3)保持密封氣體的溫度To=252K不變，當(dāng)用F=120N的力豎直向下壓活塞A.求穩(wěn)定時(shí)A向

下移動(dòng)的距離L。

A

【答案】(1)2xlO5Pa；(2)770K；(3)0.67m

【解析】

(1)對(duì)AB整體

2mg+p()S=piS

得

“=2xl()5pa

(2)初狀態(tài)對(duì)A

kxi=mg+poS

末狀態(tài)對(duì)B

2H

k(x/+〃-3)=p2s

密封氣體

HS

“7P〔hS

十一《

得

方=770K

（3）設(shè)用/向下壓后彈簧的壓縮量為X2,有

kx2=mg+F+p（）S

設(shè)F向下壓后封閉氣體的壓強(qiáng)為田，有

p3s=2mg+F+poS

由于溫度不變，由玻意耳定律知

A活塞下降的距離

L=x「\+限h

得

L=0.67m

15、如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)=4m的水平傳送帶以%=2m/s的速率沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，其右端有一

豎直放置的固定光滑圓軌道BMW,MN為其豎直方向的直徑，其中N8QN=60?！，F(xiàn)讓質(zhì)量機(jī)=1kg

的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），從傳送帶左端的A點(diǎn)以v=4m/s的速度滑上，并從傳送帶右端飛出，之

后恰好沿切線由B點(diǎn)進(jìn)入圓軌道，最終能夠運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)。已知物塊與傳送帶之間的摩擦因數(shù)

〃=°2,滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力，重力加速度g=l0m/s2。求

（1）物塊能否與傳送帶達(dá)到共速？若能，求物塊達(dá)到傳送帶右端的時(shí)間；若不能，求物塊到達(dá)傳

送帶右端的速度大小。

（2）圓軌道的半徑R的取值范圍。

N

【答案】（1）l$s；（2）0</?<0.2m

【解析】

解：（1）由牛頓第二定律

jjrng=iva

得

a=Ng=2m/s2

若物塊與傳送帶共速

2

v-v（j=2ax

得

x=3m<L

物塊能與傳送帶達(dá)相同速度

小物塊減速時(shí)，由

va=v-atl

得

4=ls

此后勻速到達(dá)傳送帶右端，由

L-x=vt2

得

t2=0.5s

小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

t=t]+t2=1.5s

(3)小物塊平拋運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),

v,

v=-----A---=4Am/s

"Rcos60°

從8到M由動(dòng)能定理

-mgR(1+cos60°)=gmvj-；mvg

能通過(guò)M點(diǎn),

mgWm

R

解得

0</?<0.4m

16、如圖甲所示，豎直放置的、正對(duì)的金屬板48中間開(kāi)有小孔，小孔的連線沿水平正對(duì)金屬板

。、。的中間線，粒子源S可以連續(xù)產(chǎn)生質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電粒子，其比荷為

—=^.UX1UC/Kg?cc

機(jī)，粒子飄入4板的初速度可不計(jì)。C、。板長(zhǎng)度均為L(zhǎng)=0.2m,間距為

d=L=x0.2mAZ,=—=0,Im

33。在離金屬板C、。右端2處有一個(gè)足夠大光屏。已知AB板的電勢(shì)

差為U0=75V,當(dāng)c、。間所加電壓隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示時(shí)，所有飄入的粒子恰好都能不

與極板碰撞打在熒光屏上。由于粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電場(chǎng)變化的周期(電場(chǎng)變

化的周期T未知)，故可認(rèn)為每個(gè)粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的電場(chǎng)力恒定。粒子重力以及粒

子間的相互作用力不計(jì)。

(1)求圖乙中電壓的最大值°皿和粒子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的最大速度％"；

（2）粒子打在熒光屏上的范圍；

（3）現(xiàn)在極板C、。右端與熒光屏之間的"范圍內(nèi)再加入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)

律如圖丙，己知垂直于紙面向里的磁場(chǎng)方向?yàn)檎较?，丙圖中B（＞=2X10、T。研究以最大速度%”

離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的一個(gè)粒子：它在丙圖中4。時(shí)刻進(jìn)入磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為銳角且速度方向恰

好水平的時(shí)刻是求它從射入磁場(chǎng)到打在熒光屏上所用的時(shí)間上

0一

2To

~B0

丙

,0---m-xlO^s

【答案】(1)50V,1x10m/s.(2)15(3)3

【解析】

（1）粒子在AB被加速后，速度為%,有

qU0=^mvl

設(shè)偏轉(zhuǎn)電壓為U時(shí)粒子進(jìn)入該電場(chǎng)的時(shí)間為乙恰好從偏轉(zhuǎn)極板邊緣出，則在該電場(chǎng)的方向有

d12

沿％方向有

x=L=vor,

qU

a=