遼寧省各地區(qū)2023年高考物理模擬（一模）題匯編-03解答題

遼寧省各地區(qū)2023年高考物理模擬(一模)題按題型分類匯

編-03解答題

一、解答題

1.(2023屆遼寧省葫蘆島市普通高中高三下學(xué)期一模測試物理試題)某探究小組利用

壓力傳感器設(shè)計了一個溫度報警裝置，其原理如圖所示。在豎直放置且導(dǎo)熱性良好的圓

柱形容器內(nèi)用面積S=IooCmI質(zhì)量m=lkg的活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能

無摩擦滑動。開始時氣體溫度"=350K,活塞與容器底的距離圖=35cm,因環(huán)境溫度

升高活塞緩慢上升4=5Cm后恰好接觸固定的壓力傳感器，環(huán)境溫度繼續(xù)上升刀=48OK

時剛好觸發(fā)報警器工作，大氣壓強為=9.9χlO4Pa。重力加速度g=IOmZs?。

(1)求活塞剛接觸傳感器時氣體的溫度Z及報警器剛好被觸發(fā)工作時氣體的壓強；

(2)若封閉氣體從溫度”至心過程中氣體從外界吸收熱量Q=250J,求氣體內(nèi)能增加

2.(2023屆遼寧省葫蘆島市普通高中高三下學(xué)期一模測試物理試題)如圖，質(zhì)量"=2kg

的長木板靜置于水平桌面上，長度∕=0?9m的輕質(zhì)細(xì)繩一端系住質(zhì)量叫=Ikg的小球，

另一端懸掛于。點，長木板的最左端恰好在。點正下方，小球在最低點時與靜置于長

木板最左端質(zhì)量網(wǎng)=2kg的小物塊重心等高，現(xiàn)將小球拉至繩(伸直)與豎直方向夾角

6=60°,無初速度釋放小球，小物塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)M=O.5,長木板與水

平桌面之間的動摩擦因數(shù)〃2=02,重力加速度g=10π√s2,小球與小物塊均視為質(zhì)點，

水平桌面足夠長，不計空氣阻力。

(1)求小球與小物塊碰撞前瞬間小球的速度大??；

(2)假設(shè)小球與小物塊發(fā)生彈性碰撞，要想小物塊不滑出長木板，求長木板的最小長

度。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

3.（2021屆遼寧省普通高等學(xué)校招生考試適應(yīng)性測試物理試題）如圖所示，在第一、

四象限的0?5d≤y≤1.54和-1.5J≤y≤-0.5d區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強度大小可調(diào)、方向相反

的勻強磁場；在第二、三象限內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向的勻強電場。帶電粒子以速度如從點

P（-4d,1.5d）沿X軸正方向射出，恰好從。點離開電場。已知帶電粒子的質(zhì)量為，”、

電荷量為q（q>O）,不計粒子的重力。

（1）求勻強電場的電場強度大小E；

（2）若磁感應(yīng)強度大小均為時，粒子在磁場中的運動軌跡恰好與直線）=-l?5"相切，且

第一次離開第四象限時經(jīng)過X軸上的S點（圖中未畫出）求2：

（3）若磁感應(yīng)強度大小均為B2時，粒子離開O點后，經(jīng)次磁偏轉(zhuǎn)仍過第（2）問中

的S點。求比與B的比值，并確定"的所有可能值。

1.54......................................

05√-----?---,-

-0.5√P....................................

XXXXXX

-ι,5√..ι...Λ...Λ...r....r....×..

4.（2023屆遼寧省丹東市高三下學(xué)期質(zhì)量測試物理試題（一））現(xiàn)有A、B兩個小物塊

在同一長直水平氣墊導(dǎo)軌上做碰撞實驗，導(dǎo)軌上帶有刻度坐標(biāo)。利用照相機對兩個物塊

進行4次連續(xù)拍照，頻閃拍照的時間間隔為0?ls,獲得如圖所示照片。四次拍照時兩物

塊均在圖示坐標(biāo)范圍內(nèi)，且前三次拍照物塊B均靜止在x=60Cm處，不計兩物塊大小且

碰撞瞬間完成。已知〃人=OJkg,根據(jù)照片求:

（1）碰撞前物塊A的速度大??；

（2）物塊B的質(zhì)量，公；

（3）在上述條件下，若在物塊B左側(cè)粘上一塊輕質(zhì)橡皮泥，碰撞后A與B粘在一起共

同運動，求碰撞過程中損失的機械能。

AAAAB

nn

n口B

uuu

?-■■一--1Q~?~?~?^*x∕cm

Oω

152050556065707580

5.（2023屆遼寧省丹東市高三下學(xué)期質(zhì)量測試物理試題（一））水銀氣壓計在超失重情

試卷第2頁，共10頁

況下不能顯示準(zhǔn)確的氣壓，但太空無液氣壓計卻能顯示超失重情況下的準(zhǔn)確氣壓。若某

次火箭發(fā)射中攜帶了一只太空無液氣壓計和一只水銀氣壓計。發(fā)射的火箭艙密封，起飛

前艙內(nèi)溫度％=300K,水銀氣壓計顯示艙內(nèi)氣體壓強P。為1個大氣壓。太空氣壓計讀

數(shù)也是P。，當(dāng)火箭以加速度g豎直向上運動時，艙內(nèi)水銀氣壓計示數(shù)為Pl=O?6p°,則

太空無液氣壓計讀數(shù)是多少？艙內(nèi)氣體的溫度是多少開爾文？（運動過程中重力加速度

g不變）

6.（2023屆遼寧省丹東市高三下學(xué)期質(zhì)量測試物理試題（一））如圖所示，P、Q是兩

根固定在水平面內(nèi)的光滑“Z”型平行金屬導(dǎo)軌，窄處間距為L=0?3m,寬處間距為窄處

的2倍，導(dǎo)軌足夠長且電阻可忽略不計。圖中E尸左側(cè)區(qū)域、GH右側(cè)區(qū)域有豎直方向

的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小均為8=2T,方向相反。同種材料制成的粗細(xì)相同的均勻

金屬棒心b,長度分別與所在處導(dǎo)軌間距相等，均靜止在靠近磁場邊界的位置。“棒質(zhì)

量為機=0.2kg,電阻為R=4?！，F(xiàn)使a棒瞬間獲得一向左的初速度，大小為%=10m/s,

兩金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。求：

（1）a棒剛運動瞬間的加速度大小；

（2）整個運動過程中力棒產(chǎn)生的焦耳熱；

7.（2023屆遼寧省撫順市普通高中高三下學(xué)期模擬考試物理試題）如圖所示，水平軌

道與豎直半圓軌道相切于B點，小車（可以視為質(zhì)點）與軌道間的動摩擦因素均為〃

=O.5。小車的質(zhì)量為皿，在恒定牽引力尸=0.75,咫作用下從A點由靜止開始勻加速運

動到B點，然后立即改變牽引力的大小保證小車在豎直圓軌道內(nèi)做勻速圓周運動到達C

點，AB間距離為2R,圓軌道半徑為R,重力加速度為g。

（1）小車在8點的速度為多大；

（2）小車運動到與圓心等高的C點時所受牽引力F的大小。

8.（2023屆遼寧省撫順市普通高中高三下學(xué)期模擬考試物理試題）如圖所示，第一象

限內(nèi)有豎直向下的勻強電場，第四象限內(nèi)有一等邊三角形BCD區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向

外、磁感應(yīng)強度大小可調(diào)節(jié)的勻強磁場，等邊三角形邊長為L,邊界有磁場；B點在X

軸上，C。邊與X軸平行。一質(zhì)量為m電荷量為q（q>0）的粒子自y軸上的A點（0,

舟）以大小為%的速度水平向右射出，粒子恰好從B點沿8C方向射入磁場區(qū)域，F(xiàn)

為CD中點，不計粒子的重力。

（1）粒子從A運動到8所用的時間和勻強電場的電場強度為多大；

（2）若使粒子從。尸之間（包括。、尸兩點）射出磁場，求磁感應(yīng)強度大小的取值范圍。

9.（2023屆遼寧省撫順市普通高中高三下學(xué)期模擬考試物理試題）生活中常見的減速

帶是通過使路面稍微拱起從而達到使車減速的目的。其實我們也可以通過在汽車底部安

裝線圈，通過磁場對線圈的安培力來實現(xiàn)對汽車減速的目的。我們用單匝邊長為L的正

方形線圈代替汽車來模擬真實情境。如圖所示，傾角為。的光滑斜面上平行等間距分布

著很多個條形勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度大小為8,方向垂直斜面向下，條形磁場區(qū)域

的寬度及相鄰條形無磁場區(qū)域的寬度均為小線圈的質(zhì)量為m，電阻為上線圈加邊與

磁場邊界平行，線圈而邊剛進入第一個有磁場區(qū)時的速度大小為5刃；線圈仍邊剛進

入第七個有磁場區(qū)時，開始勻速運動，速度大小為叼；其中重力加速度g,θ`B、L、m

和R均為已知量。

試卷第4頁，共10頁

(1)線圈勻速運動時速度盯為多大；

(2)從線圈浦邊剛進入第一個有磁場區(qū)到線圈就邊剛進入第七個有磁場區(qū)的過程中,

線圈產(chǎn)生的焦耳熱Q；

(3)線圈岫邊剛進入第一個有磁場區(qū)到線圈岫邊剛進入第七個有磁場區(qū)的過程所用

的時間％

10.(2022屆山東省濟南市山東師范大學(xué)附屬中學(xué)高三(下)打靶測試物理試題)2021

年11月7日，神舟十三號航天員翟志剛、王亞平先后從天和核心艙節(jié)點艙成功出艙執(zhí)

行任務(wù)，出艙時他們身著我國新一代“飛天”艙外航天服。艙外航天服內(nèi)密封了一定質(zhì)量

的理想氣體，用來提供適合人體生存的氣壓。航天服密閉氣體的體積約為匕=4L,壓強

p∕=1.0×105Pa,溫度"=27℃,航天員身著航天服，出艙前先從核心艙進入節(jié)點艙，然后

封閉所有內(nèi)部艙門，對節(jié)點艙泄壓，直到節(jié)點艙壓強和外面壓強相等時才能打開艙門。

(1)節(jié)點艙氣壓降低到能打開艙門時.，密閉航天服內(nèi)氣體體積膨脹到L=6L,溫度變

為及=一3℃,求此時航天服內(nèi)氣體壓強P2：

(2)為便于艙外活動，當(dāng)密閉航天服內(nèi)氣體溫度變?yōu)椤?一3七時，宇航員把航天服內(nèi)

的一部分氣體緩慢放出，使氣壓降到P3=5.0xl()4Pa0假設(shè)釋放氣體過程中溫度不變，體

積變?yōu)?=4L,求航天服需要放出的氣體與原來氣體的質(zhì)量之比。

11.(2023屆遼寧省鞍山市普通高中高三下學(xué)期第一次模擬聯(lián)考物理試題)如圖所示，

平面直角坐標(biāo)系中存在一個半徑R=0.2m的圓形勻強磁場區(qū)域，圓心與原點重合，磁感

應(yīng)強度B=0T,方向垂直紙面向外。V≤-0?2m區(qū)域有電場強度大小為E的勻強電場,

方向沿y軸正方向?，F(xiàn)從坐標(biāo)為(0.2m,-0.3m)的P點發(fā)射出質(zhì)量機=2.0xlCf9kg、帶

電量4=5.0x10TC的帶正電粒子，以速度大小％=5.0xl0'm∕s沿X軸負(fù)方向射入勻強

電場，恰從圓形磁場區(qū)域的最低點進入磁場。（粒子重力不計）

（1）求該勻強電場E的大?。?/p>

（2）求粒子在磁場B中做圓周運動的半徑入

12.（2023屆遼寧省鞍山市普通高中高三下學(xué)期第一次模擬聯(lián)考物理試題）電磁軌道炮

是利用磁場對通電導(dǎo)體的作用使炮彈加速的，其簡化原理示意圖如圖丙所示。假設(shè)圖中

直流電源電動勢為E=45V（內(nèi)阻不計），電容器的電容為C=22F。兩根固定于水平面內(nèi)

的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為/=Im,電阻不計。炮彈可視為一質(zhì)量為m=2kg,電阻為R=5。

的金屬棒垂直放在兩導(dǎo)軌間處于靜止?fàn)顟B(tài)，并與導(dǎo)軌良好接觸。導(dǎo)軌間存在垂直

于導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強度大小為B=2T的勻強磁場。接通電路后MN開始向右加速

運動，經(jīng)過一段時間后回路中電流為零，MN達到最大速度，之后離開導(dǎo)軌。求：

（1）直流電源的。端是正極還是負(fù)極？

（2）若用導(dǎo)線將1、2連接讓直流電源供電，MN離開導(dǎo)軌時的最大速度的大?。?/p>

（3）若開關(guān)先接1,使電容器完全充電；然后將開關(guān)接至2,MN離開導(dǎo)軌時的最大速

度的大小。

丙

試卷第6頁，共10頁

13.（2023屆遼寧省大連市高三下學(xué)期一模物理試題）某瀕危魚類長期生活在壓強為

40A）的深海中，科研團隊為便于研究，把該魚類從海里移到如圖所示的兩層水箱中，

同時給它們創(chuàng)造一個類似深海的壓強條件。假設(shè)該魚位于一層水箱底部，距離二層水箱

水面的高度∕7=5（）m,二層水箱上部密封一定質(zhì)量的空氣，空氣體積V=7L,空氣壓

強與外界大氣壓相同。己知外界大氣壓為力,IOm高水柱產(chǎn)生的壓強約為力（水箱內(nèi)

氣體溫度恒定、不考慮空氣溶入水的影響）。求：

（1）為使魚在一層水箱正常存活，需要給二層水箱再打進壓強為P。的空氣多少升？

（2）為了讓二層水箱上方氣體壓強和第（1）問充氣后氣體壓強相同，還可以采用從進

14.（2023屆遼寧省大連市高三下學(xué)期一模物理試題）如圖所示，粗糙輕桿水平固定在

豎直輕質(zhì)轉(zhuǎn)軸上A點。質(zhì)量為，〃的小球和輕彈簧套在輕桿上，小球與輕桿間的動摩擦

因數(shù)為"，彈簧原長為0.6L左端固定在A點，右端與小球相連。長為L不可伸長質(zhì)量

不計的細(xì)線一端系住小球，另一端系在轉(zhuǎn)軸上B點，AB間距離為0.6L裝置靜止時將

小球向左緩慢推到距A點0.4Z.處時松手，小球恰能保持靜止。接著使裝置由靜止緩慢

加速轉(zhuǎn)動。已知小球與桿間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小為g,不計

轉(zhuǎn)軸所受摩擦。

（1）求彈簧的勁度系數(shù)k；

（2）求小球與輕桿間恰無彈力時裝置轉(zhuǎn)動的角速度g

（3）從開始轉(zhuǎn)動到小球與輕桿間恰無彈力過程中，摩擦力對小球做的功為W,求該過

程外界提供給裝置的能量￡o

15.（2023屆遼寧省大連市高三下學(xué)期一模物理試題）如圖甲所示，空間中有一直角坐

標(biāo)系OXyz,在緊貼坐標(biāo)為（T）?4m,0,0）點的下側(cè)有一粒子源P,能沿X軸正方向以

%=1x106m/s的速度持續(xù)發(fā)射比荷g=5x107C/kg的帶正電的粒子。圖乙為Xo），平面

m

圖，在x<0、y<0的空間中有沿一y方向的勻強電場，電場強度大小為E=5χl04V∕m,

在x>0的空間有垂直于XOy平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小為BLO.IT。若在

XOZ平面內(nèi)x<0區(qū)域放置一足夠大的吸收屏（如圖甲所示），屏上方施加有沿一y方向，

TT

大小為8,=WT的勻強磁場（忽略粒子間的相互作用）。求：（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）

（1）粒子第一次穿過），軸的坐標(biāo)；

（2）粒子第二次穿過），軸的坐標(biāo)；

（3）粒子打到吸收屏上的坐標(biāo)。

圖甲圖乙

16.（2023屆遼寧省沈陽市高三下學(xué)期質(zhì)量監(jiān)測物理試題（一））楚天都市報2018年1

月31日訊，一居民忘記關(guān)火致高壓鍋持續(xù)干燒，民警冒險排除隱患！為此，某團隊在

安全設(shè)施保障下對高壓鍋空鍋加熱的多種可能進行了測試。高壓鍋結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示，

密封好鍋蓋，將壓力閥套在出氣孔上，加熱前高壓鍋內(nèi)氣體溫度為"，內(nèi)部氣體壓強為

P0.對高壓鍋加熱，當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強達到PI時，鍋內(nèi)氣體將壓力閥頂起，開始向外排

氣，在排氣過程中繼續(xù)加熱至溫度為4時，停止加熱，壓力閥很快落下，再次封閉氣體。

假定排氣過程鍋內(nèi)氣體壓強不變，鍋內(nèi)氣體視為理想氣體。求：

試卷第8頁，共10頁

（1）鍋內(nèi)氣體壓強為Pl時的溫度;

（2）鍋內(nèi)排出的氣體與原有氣體的質(zhì)量比。

17.（2023屆遼寧省沈陽市高三下學(xué)期質(zhì)量監(jiān)測物理試題（一））如圖所示，半徑為R

的圓形區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，方向垂直紙面向外，足夠長的水平

熒光屏PQ與圓形磁場區(qū)相切于P點。質(zhì)量為m、電量為q的帶正電的粒子從P點以速

率V=型沿與豎直方向夾角0=30。的方向射入磁場。粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后沿水平方向離

tn

開磁場。離開磁場的瞬間，在熒光屏上方施加豎直向下的勻強電場，電場區(qū)域足夠?qū)挘?/p>

電場強度E=血不計粒子重力，已知R=LOm。求：

m

（1）粒子離開磁場時距離熒光屏的高度/7；

（2）粒子打到熒光屏上的亮點距P點的距離s。（計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

18.（2023屆遼寧省沈陽市高三下學(xué)期質(zhì)量監(jiān)測物理試題（一））如圖所示，質(zhì)量為“

的物塊A與質(zhì)量為3m的物塊B靜置于光滑水平面上,物塊B與勁度系數(shù)為k的水平輕

質(zhì)彈簧連接?，F(xiàn)使物塊A以初速度%水平向右運動，物塊A與彈簧發(fā)生相互作用，最

終與彈簧分離。全過程無機械能損失且彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。彈簧彈性勢能的表達

式為耳=g齒2（X為彈簧形變量）。求：

（1）物塊B的最大速度；

（2）物塊A的最大加速度；

（3）去掉彈簧，使物塊AB帶上同種電荷，放在光滑絕緣的水平面上。物塊A從較遠(yuǎn)

處（該處庫侖力可忽略，AB組成的系統(tǒng)電勢能為零），以初速度％沖向物塊B。在物塊

B的右側(cè)有一固定擋板（位置未知，圖中也未畫），物塊B與擋板發(fā)生彈性碰撞后立即

撤去擋板，求此后過程中系統(tǒng)最大電勢能的取值范圍（物塊B與擋板碰撞時間極短，沒

有電荷轉(zhuǎn)移，全程物塊A和B沒有接觸）。

-----?vO

囚

ZZZZZ∕∕ZZZZZZZZZZZZZZ

試卷第10頁，共IO頁

參考答案：

5

I.(1)η=400K,p2=1.2×10Pa;(2)AU=2OOJ

【詳解】(I)活塞緩慢上升至剛接觸傳感器過程，等壓變化

%=乜

T0T1

Vl=(hn+d)S

?=v

代入數(shù)據(jù)解得

Tt=400K

活塞剛接觸傳感器到剛好觸發(fā)報警器過程，等容變化

且一上

(T2

活塞受力平衡

ptS=mg+p0S

解得

5

p2=1.2×IOPa

(2)外界對氣體做功

W=-ptSd

由熱力學(xué)第一定律

?U=W+Q

聯(lián)立解得

Δt∕=200J

2.(1)3m∕s；(2)0.33m

【詳解】(1)小球下擺至碰撞前過程機械能守恒，設(shè)碰撞前小球速度為%,則

mg1(1-cos6)=gwvɑ

解得

v0=3m∕s

(2)小球與物塊發(fā)生彈性碰撞，則由動量守恒定理

答案第1頁，共19頁

叫%=Hqh+ιn2v2

機械能守恒定律

12?2?2

/叫％二萬叫時+］叫外

解得碰后小球速度和小滑塊的速度為

v1=-lm∕s,v2=2m∕s

物塊在長木板上滑動，物塊開始做勻減速運動，長木板作勻加速運動，因為物塊與長木板之

間的動摩擦因數(shù)M=0?5大于長木板與地面之間的動摩擦因數(shù)〃2=0.2,故當(dāng)二者速度相等后

一起勻減速運動。設(shè)物塊經(jīng)過乙時間二者速度相等時速度為匕，經(jīng)過G時間二者靜止。

對物塊由動量定理

μ,m2gtl^m2v2-m2vi

對木板由動量定理

Wn2gtt-μ2{nι1+M)gtx=m？yi

解得

1,1

%=-m∕s,t.=-s

333

物塊的對地位移

v÷V

M=七2一3/

木板的對地位移

XZ=事

若物塊不滑出長木板應(yīng)滿足

xl-x2<L

所以長木板的最小長度為

4m=°?33m

3.（I）E=鵠；（2）片=分；（3）1=5=i步廠（其中”取2、3、4、5）

16qd4qdR\l-2n

【詳解】（1）粒子在電場中做類平拋運動，則有

4d=v0∕

答案第2頁，共19頁

聯(lián)立解得

3fflv

C：O

16qd

(2)粒子在電場中做類平拋運動，水平、豎直位移分別滿足

4d=v0r

1.5d=-t

2

聯(lián)立可得

3

1％

射出磁場的速度與水平方向的夾角有

則9=37",粒子從O點出電場時的速度為

%5

V=——y-r=-V

cos374°0

粒子在磁場中軌跡如圖所示

由幾何關(guān)系有

HCOS37°+d=R

聯(lián)立解得

BT

(3)在(2)中S點離0點距離

答案第3頁，共19頁

x=2(Λsin37+0.5rfcot37)=-d

粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑設(shè)為R,由幾何關(guān)系可知每偏轉(zhuǎn)一次，過X軸的點的橫坐標(biāo)增大

64

%=2R'sin37+2×0.5Jcot37=-R'+-d

53

經(jīng)〃(〃>1)次磁場偏轉(zhuǎn)仍過第(2)問中的S點，則有

〃%=》(其中〃>1且為正整數(shù))

解得

R'=U亨巴"(其中〃>1且為正整數(shù))

18/7

由于*>0,則“可取值2、3、4、5,在磁場中洛倫茲力提供向心力，可得

V2

qvB?=m五

則

8,E

-4qR

聯(lián)立可得

R9?_

k=^F=7Γ7;(其中ι〃取2、3、4、5)

o?K1?—

4.(1)2nVs；(2)0.3kg；(3)0.15J

【詳解】(1)物塊A做勻速直線運動，在0.1s內(nèi)位移大小為20cm,則

X0.2,C,

V*=—=——m/s=2m/s

?t0.1

(2)設(shè)向右為正方向，碰撞前物塊B靜止

VB=0,v?=2m/s

碰撞后

,_mys__jmys,_θ105rr^s_?mys

a

0.05B005

根據(jù)動量守恒定律

WAVA=mΛ+mΛ

求得

mκ=0.3kg

(3)根據(jù)動量守恒定律

%%=(%+w?)>?

答案第4頁，共19頁

解得

4=0.5m/s

根據(jù)能量守恒定律可知

2l=?'縱或-3("%+恤)呸

解得

Q報=0.15J

5.12%,360K

【詳解】起飛前

m(>g=p<>S,入=PHOS

起飛后，設(shè)實際氣壓PI實，對水銀氣壓計中水銀柱由牛頓第二定律得

mx=pH?S=O.6∕77O

解得

PI實=12Po

根據(jù)查理定律苧L=等，解得

10jI

7；=360K

6.(1)L5m∕s2;(2)2.22J；(3)1.HC

【詳解】(1)由題意可知6棒質(zhì)量為2,“，電阻為2R,α棒運動瞬間電路中感應(yīng)電動勢

E=BLVO

此時線路中的感應(yīng)電流

∕=J?

3R

“棒安培力大小

F=BlL=^~^?=0.3N

3R

棒瞬間加速度大小為

答案第5頁，共19頁

a=—=1.5m∕s2

m

（2）初始階段“棒做減速運動，人棒做加速運動，回路中總的感應(yīng)電動勢為

E總=BLVO-B?2LV"

可知，最終當(dāng)。、6兩棒的速度大小之比為2:1、方向相反時回路的磁通量不再變化，線路無

感應(yīng)電流，兩棒各自做勻速運動，既有

%=2%

分別對a、％兩棒列動量定理，設(shè)%方向為正方向，對“棒有

-BILt=mva—mvQ

對6棒有

-BI.2Lt=-2mvh-O

解得

110,220,

%=Q%,m∕s,va=-v0=ym/s

此過程中“、人兩棒的電流始終等大，因此產(chǎn)生的焦耳熱之比為1:2,設(shè)6棒焦耳熱為。，由

能量守恒有

rvθ4,w(?)+r2?)+lβ

解得

八20m

Q=——≈2.22JI

9

（3）根據(jù)

q=If,BI?2Lt=2mvb-0

解得

10…一

q=—≈1.11C

9

7.(1)VB=犧;(2)F=1.5mg

【詳解】（1）小車從A點到B點的運動過程中，由動能定理可得

F×2R-f×2R=^mv2

其中

答案第6頁，共19頁

f=μmg=0.5mg

解得

VB=標(biāo)

（2）由于小車在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動，則在C點沿切線方向受合力是零，則有

F=mg+f'

小車在C點處的摩擦力為

C點處軌道的支持力提供向心力，則有

其中小車在C點的速度大小等于在B點的速度大小，解得

F=1.5ιng

2d空空≤8≤??i

8.(1)t=-E=端；⑵

%3qLqL

【詳解】（1）由

tan60=上

%

得出

Vy=6%

豎直方向勻變速運動，由公式可得

√3J=θi?r

2

解得

2d

t=——

%

粒子在5點的速度為

V=———=2%

cos600

對粒子從A→β列動能定理得

2

√3Eqd=^m（2v0）-∣mv^

解得

答案第7頁，共19頁

√3∕7%

2qd

(2)由

V2

qvB=m—

推導(dǎo)得出

B=—

qr

由幾何關(guān)系可知,粒子運動到D點的軌跡圓半徑

L_

r,----------=—L

,COS3003

推導(dǎo)得出對應(yīng)的磁感應(yīng)強度

2>∕3mv0

Bl=

qL

答案第8頁，共19頁

/7

r,=LCOS30°==■L

22

推導(dǎo)得出對應(yīng)的磁感應(yīng)強度

bz4√3mv0

2-3gL

解得磁感應(yīng)強度的取值范圍

4√3wv2?j3mv

-------0SoS-------0

3qLqL

ιτrR12sinθ/、12B2LΛ4mR

Q=?2mgsinθ(L+----｛一)；(3)t=———-一一—

9.⑴匕⑵6422

DL"'BIf)mgRsinθBL

【詳解】(1)由線圈勻速運動，對線圈列平衡方程

mgsinθ=BIL

I=叫

R

解得

_mgRSine

"lB213

(2)線圈時邊剛進入第1有磁場區(qū)邊界到線圈加邊剛進入第7個有磁場區(qū)的過程，重力

做功

WG=12mgLsinθ

對此過程列動能定理

W<；_Q=gmv；_gm(5vj2

解得

C∏-Jr.m2R2gsinθ>

Q=12mgSme[A+———

(3)線圈岫邊剛進入第1有磁場區(qū)到線圈H邊剛進入第7個有磁場區(qū)過程列動量定理

mgtsinθ-I安=mv,-5mv1

線圈進入磁場過程所受安培力的沖量

/安=BILAt

又

答案第9頁，共19頁

-BLv

1=------

R

解得

I=屈

R

線圈外邊剛進入第1有磁場區(qū)邊界到線圈"邊剛進入第7個有磁場區(qū)的過程安培力的沖量

,12B2L3

［安=

解得

12B2L?4mR

mgRsinθB2L2

4

10.(1)6×IO4Pa;(2)-

9

【詳解】(1)對航天服內(nèi)的密閉氣體，初態(tài)溫度為

7>4+273K=300K

末態(tài)溫度為

T2=r2+273K=270K

由理想氣體方程

PivI_PivI

~T2

此時航天服內(nèi)氣體壓強為

4

p2=6×10Pa

(2)設(shè)航天服需要放出的氣體在壓強為P3狀態(tài)下的體積為AV,根據(jù)玻意耳定律

得

ΔV=3.2Δ

則放出的氣體與原來氣體的質(zhì)量之比為

△m_ΔV_4

~m~VTXv~9

11.(1)5×103N∕C;(2)0.2m

【詳解】(1)粒子在電場中做類平拋運動，其水平位移為0.2m,則有

X=VOt

豎直方向有

答案第10頁，共19頁

其中

},=0.3m-0.2m=0.1m

根據(jù)牛頓第二定律有

qE=ma

解得

E=5×1O3N∕C

（2）由平拋的速度規(guī)律可知,速度方向與-方向的夾角。滿足

tan0=—

%

由于

v=at

解得

θ=450

所以進行磁場的速度

v=7vo+v'

解得

v=5√2×103m∕s

作出運動軌跡如圖所示

"?

φ

X

在磁場中有

V2

qvBo=m—

解得

答案第Il頁，共19頁

∕=0.2m

12.(1)負(fù)極；(2)22.5m/s；(3)22m∕s

【詳解】(1)由于電磁炮受到的安培力方向水平向右，電流由N流向M,所以直流電源的“

端為負(fù)極；

(2)電磁炮向右加速，切割磁感線運動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢增大到等于直流電源的電動勢時，

回路中電流為零，電磁炮速度達到最大。

由

E=Blvmi

E=45V

可得最大速度

所/=22.5m∕s

(3)電容器放電前所帶的電荷量為

Ql=CE

開關(guān)接2后，MN開始向右加速運動，速度達到最大值WX時，MN上的感應(yīng)電動勢

當(dāng)電容器板間電壓降到U'=￡時，電路中電流為零，電磁炮速度達到最大

電容器所帶電荷量

Q2=CU'=CE'

設(shè)在電容器放電過程中MN中的平均電流為7,MN受到的平均安培力

F=Bll

由動量定理

F-M=mvm-G

由于

7??r=ρ,-ρ2=C(E-T)

聯(lián)立解得

vwz=22m∕s

13.(1)238L；(2)6.8L

【詳解】(1)由題意，得

答案第12頁，共19頁

h“八

+

--P0Pl=W0

打進氣體后的氣體壓強為

p∣=35/J。

根據(jù)氣體等溫變化，得

p0V+p0=PtV

需要給二層水箱再打進壓強為P0的空氣的體積為

ΔV=238L

（2）設(shè)需要注入水的體積為AV',由等溫變化為

,

?V=pl(V-ΔV)

解得

ΔV,=6.8L

(6〃+8)mgL

15

【詳解】（1）依題意，有

k(0.6L—0.4Z,)-μtng

解得

k=5Rng

L

（2）小球與輕桿間恰無彈力時受力情況如圖所示，此時彈簧長度為0.8L有

TSin37°=〃?g

TtoS37°+我(0.8Z,-0.6Z,)=0.8mω2L

解得

l(15∕∕÷20)^

ω-

12L

（3）題設(shè)過程中初始時彈簧的壓縮量與最終狀態(tài)時的伸長量相等，故彈性勢能改變量

答案第13頁，共19頁

AEP=G

設(shè)小球克服摩擦力做功為W,則由功能關(guān)系有

—...12

E=W+—"zu~

2

v=0.8ωL

解得該過程外界提供給裝置的能量

E=Wl（6〃+8），砥￡

15

15.(1)-0.2m；(2)0.2m；(3)(-0.2m,0,0.05m)

【詳解】(1)粒子從尸點射出后在Xoy平面內(nèi)做平拋運動，沿y軸負(fù)方向的加速度為

w=?^=2.5×10'2m∕s2

做平拋運動的時間為

ti=-=04§S=0.4×

6

'v0l×10

粒子在豎直方向上的位移

1,

X=-at~=0.2m

所以粒子第一次穿過)，軸時的坐標(biāo)為-0.2m。

(2)粒子第一次穿過y軸時的速度為

6

V1=J%?+QJ=V2×10m∕s

6

v0=at]=IxlOm/s

所以粒子沿著與)，軸負(fù)方向成45。角的方向進入磁場用，然后做勻速圓周運動。由

q%B[=m—

可得圓周半徑

由幾何關(guān)系可知，圓心在X軸正半軸的(0?2m,0)處。所以粒子將從y軸的正半軸某點處離開

磁場用，其坐標(biāo)與粒子第一次穿過y軸時的坐標(biāo)關(guān)于原點對稱，所以粒子第二次穿過y軸時

答案第14頁，共19頁

的坐標(biāo)為0?2m°

(3)粒子第二次穿過y軸后，沿著與y軸負(fù)方向成45。角的方向進入磁場層。在磁場層中,

粒子沿著y軸負(fù)方向的分速度為

o6

vv=v∣c