廣東省各地區(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屆廣東省惠州市高三下學(xué)期二模物理試題）如圖為高壓鍋結(jié)構(gòu)示意圖，氣孔1

使鍋內(nèi)氣體與外界連通，隨著溫度升高，鍋內(nèi)液體汽化加劇，當(dāng)溫度升到某一值時，小

活塞上移，氣孔1封閉.鍋內(nèi)氣體溫度繼續(xù)升高，當(dāng)氣體壓強(qiáng)增大到設(shè)計的最大值14%

時，氣孔2上的限壓閥被頂起，氣孔2開始放氣.氣孔2的橫截面積為12mn√,鍋內(nèi)

氣體可視為理想氣體，已知大氣壓Po=LOXlO'Pa,重力加速度g取IOm//,求：

（1）限壓閥的質(zhì)量

（2）若限壓閥被頂起后，立即用夾子夾住限壓閥使其放氣，假設(shè)放氣過程鍋內(nèi)氣體溫

度不變，當(dāng)鍋內(nèi)氣壓降至P。，放出的氣體與限壓閥被頂起前鍋內(nèi)氣體的質(zhì)量比。

2.（2023屆廣東省惠州市高三下學(xué)期二模物理試題）如圖，固定點(diǎn)O上用長L=0.7m的

細(xì)繩系一質(zhì)量根=0?5kg的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），小球與水平面上的B點(diǎn)剛好接觸且無壓

力。一質(zhì)量M=Lokg的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從水平面上A點(diǎn)以速度%（未知）向右運(yùn)動，

在8處與靜止的小球發(fā)生正碰，碰后小球在繩的約束下做圓周運(yùn)動，經(jīng)最高點(diǎn)C時，繩

上的拉力恰好等于小球的重力的2倍,碰后物塊經(jīng)過r=0.5s后最終停在水平地面上的。

點(diǎn)，其水平位移X=O.625m,取重力加速度g=IOmZsL求：

（1）物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)；

（2）碰撞后瞬間物塊的動量大??；

（3）設(shè)物塊與小球的初始距離為％=2.8m,物塊在4處的初速度大小。

r?

I、

I?

Ot；

「J

ΛBD

3.（2023屆廣東省惠州市高三下學(xué)期二模物理試題）半導(dǎo)體摻雜是集成電路生產(chǎn)中最

基礎(chǔ)的工作，其簡化模型如圖所示，控制器主要由平行金屬板電容器和相互靠近的兩個

電磁線圈構(gòu)成（忽略邊緣效應(yīng)）。加上電壓后，兩金屬板A、B間形成勻強(qiáng)電場；通電

流后，兩電磁線圈間形成圓柱形勻強(qiáng)磁場：勻強(qiáng)電場與勻強(qiáng)磁場（柱形）的中軸線垂直

相交，磁場橫截面圓的半徑為凡，極板A、B長為右，間距為乩標(biāo)靶是圓形的薄單晶

硅晶圓，晶圓面與勻強(qiáng)電場的中軸線垂直，與勻強(qiáng)電場中心和柱形勻強(qiáng)磁場中軸線的距

離分別為L和L。大量電量為+4,質(zhì)量為，"的離子，以速度％沿電場的中軸線飛入電

場；當(dāng)U,、B=0,且電磁線圈中的電流也為零時，離子恰好打到晶圓中心。點(diǎn).不計離

子所受重力?求：

J22

（1）當(dāng)UAB=*L,且電磁線圈中的電流為零時，離子離開金屬板后到達(dá)晶圓所在

2q"

平面的時間不以及離子剛好離開金屬板時的豎直偏移量％的大小；

（2）當(dāng)UΛB=O時，要使離子都能打到半徑為后右的晶圓上，線圈之間的勻強(qiáng)磁場的磁

感應(yīng)強(qiáng)度B的大小應(yīng)滿足的關(guān)系。

彳一匚.二

4.（2023屆廣東省茂名市高三上學(xué)期第一次綜合考試（一模）物理試題）如圖為氣壓

升降椅，可升降部分由坐模和當(dāng)活塞用的不銹鋼圓柱組成，圓柱光滑、橫截面積

S=IOCm2,圓柱封閉著體積為V=120cn√的理想氣體。當(dāng)小明坐上升降椅后，氣體被

壓縮，椅子緩慢下降IOCm后靜止。小明離開椅子后，椅子又緩緩上升到原來的位置。

已知大氣壓為PO=LOXIO'Pa,椅子可移動部分質(zhì)量,"=2kg,設(shè)環(huán)境溫度不變，重力加

試卷第2頁，共8頁

速度為g=10m∕s?o求：

（1）小明坐上椅子前封閉氣體的壓強(qiáng)P及小明的質(zhì)量M；

（2）在小明坐上椅子到椅子恢復(fù)最初狀態(tài)過程中，封閉氣體放出的熱量Q。

5.（2023屆廣東省茂名市高三上學(xué)期第一次綜合考試（一模）物理試題）半導(dǎo)體有著

廣泛的應(yīng)用，人們通過離子注入的方式優(yōu)化半導(dǎo)體以滿足不同的需求。離子注入系統(tǒng)的

原理簡化如圖所示。質(zhì)量為〃八電荷量為q的正離子經(jīng)電場加速后從Eg中點(diǎn)尸垂直

OE射入四分之一環(huán)形勻強(qiáng)磁場，環(huán)形磁場圓心為O,內(nèi)環(huán)半徑。El=Oa=R,外環(huán)半

徑OE=OG=3R,磁場方向垂直紙面向里。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為穌時，離子恰好垂直邊界

從GGl中點(diǎn)。射出。不考慮離子重力以及離子間的相互作用。求：

（1）加速電場歷、N兩板間的電壓；

（2）為使離子能夠到達(dá)Ga面，環(huán)形區(qū)域內(nèi)磁場的取值范圍。

6.（2023屆廣東省茂名市高三上學(xué)期第一次綜合考試（一模）物理試題）某戶外大型

闖關(guān)游戲“渡河”環(huán)節(jié)中，選手從高臺俯沖而下，為了解決速度過快帶來的風(fēng)險，設(shè)計師

設(shè)計了如圖所示的減速裝置。浮于河面的B板緊靠緩沖裝置A板，B的左側(cè)放置一物

體Co選手通過高臺光滑曲面下滑，經(jīng)過A后滑上Ba已知A、B的質(zhì)量均為M。=48kg,

C的質(zhì)量為M=12kgoA,B的長度均為C=3m,人與A、B間的動摩擦因數(shù)均為叢=0?5,

A與地面間的動摩擦因數(shù)4=0.3?B在水中運(yùn)動時受到的阻力是其所受浮力的0.1倍,

B碰到河岸后立即被鎖定。不計水流速度，選手和物體C均可看作質(zhì)點(diǎn)，g=10m∕s2,

則：

（1）為了防止A滑動而出現(xiàn)意外，選手及裝備的質(zhì)量最大不超過多少？

（2）若選手及裝備的質(zhì)量為60kg,從∕2=3.3m的高臺由靜止開始滑下，經(jīng)過A后與C

發(fā)生碰撞后一起運(yùn)動，碰撞時間極短可忽略，求在此碰撞過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能？

（3）在第（2）問前提下，人與C碰撞后經(jīng)0.5s恰好與平板B速度相同，要使選手能

7.（2023屆廣東省湛江市高三下學(xué)期一模物理試題）高血壓是最常見的心血管疾病之

一，也是導(dǎo)致腦卒中、冠心病、心力衰竭等疾病的重要危險因素。某人某次用如圖所示

的水銀血壓計測量血壓時，先向袖帶內(nèi)充入氣體，充氣后袖帶內(nèi)的氣體體積為匕、壓強(qiáng)

為l?5p°,然后緩慢放氣，當(dāng)袖帶內(nèi)氣體體積變?yōu)??7匕時，氣體的壓強(qiáng)剛好與大氣壓強(qiáng)

相等。設(shè)大氣壓強(qiáng)為外,放氣過程中溫度保持不變。

（1）簡要說明緩慢放氣過程中袖帶內(nèi)氣體是吸熱還是放熱;

（2）求袖帶內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與放出氣體的質(zhì)量之比。

8.（2023屆廣東省湛江市高三下學(xué)期一模物理試題）磁懸浮列車是高速低耗交通工具,

如圖甲所示，它的驅(qū)動系統(tǒng)可簡化為如圖乙所示的物理模型。已知列車的總質(zhì)量為，小

固定在列車底部的正方形金屬線框的邊長為工，匝數(shù)為N,總電阻為R；水平面內(nèi)平行

長直導(dǎo)軌間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為從垂直水平面但方向交互相反、邊長均為力的正

方形組合勻強(qiáng)磁場，磁場以速度V向右勻速移動時可恰好驅(qū)動停在軌道上的列車，假設(shè)

列車所受阻力恒定，若磁場以速度4u勻速向右移動，當(dāng)列車向右運(yùn)動的速度為2v時，

線框位置如圖乙所示，求此時：

（1）線框中的感應(yīng)電流方向；

試卷第4頁，共8頁

(2)線框中的感應(yīng)電流/大小;

(3)列車的加速度〃大小。

乙

9.(2023屆廣東省湛江市高三下學(xué)期一模物理試題)如圖所示，在光滑平臺上放置一

長度/=0.5m,質(zhì)量嗎=2kg的薄板b,在薄板b最右端放有可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊α,其質(zhì)

量町=Ikg,物塊“與薄板人間動摩擦因數(shù)〃=0.2。開始時兩者均靜止，現(xiàn)對薄板〃施

加F=8N、水平向右的恒力，待”脫離6(6尚未露出平臺)后，將b取走?！半x開平

臺后由A點(diǎn)沿切線落入半徑R=0.9m的豎直光滑圓弧軌道AB,圓弧軌道AB的圓心角

為60。，其中過8點(diǎn)的切線水平，其右側(cè)有一被電磁鐵吸住而靜止的小球c,C球質(zhì)量

外=Ikg且與地面及左側(cè)墻面相距足夠遠(yuǎn)，當(dāng)C球被碰撞時電磁鐵立即失去磁性，不計

空氣阻力，重力加速度g取Iom/S?。求：

(1)物塊a在薄板b上運(yùn)動的時間h

(2)物塊。經(jīng)過B點(diǎn)的速度大小場；

(3)若初始時一不可伸長的輕繩一端系著小球c,另一端系于C球正下方的01點(diǎn)，此

時繩子剛好伸直無拉力，已知。I點(diǎn)與C球相距為3當(dāng)繩子拉力T達(dá)到9/g時繩子斷

開。物塊。從8點(diǎn)水平正碰C球瞬間無能量損失，為使細(xì)繩斷開時C球開始做平拋運(yùn)動,

則心必須滿足什么條件？

10.(2023屆廣東省江門市高三下學(xué)期高考擬考試(一模)物理試題)如圖所示，小球

B靜止在光滑的水平臺面上，臺面距離地面的高度為〃=0.8m。小球A以速度％=4m∕s

向著B運(yùn)動并發(fā)生正碰，之后A和B先后從臺面水平拋出，落到地面上時的落點(diǎn)分別

為”和從測得h之間的距離x=l?20m,已知兩個小球A和B的質(zhì)量相同，取

g=10m∕s2,求:

（1）小球A、B落到地面上的時間分別為多少;

（2）正碰后小球A、B的速度分別為多大？

OC

II.（2023屆廣東省江門市高三下學(xué)期高考擬考試（一模）物理試題）如圖所示為一個

半徑為R的半球形玻璃磚的剖面圖，其中。為圓心，AB為直徑，為AB的垂線。

（1）一束細(xì)光線在08的中點(diǎn)處垂直于AB從下方入射，光線從玻璃磚的上表面射出時

與0。'的夾角為15。，求玻璃的折射率n的大小；

（2）一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面，若光線到達(dá)上表面后，都能從上表面射出，

則入射光束在AB上的最大寬度為多少？

12.（2023屆廣東省江門市高三下學(xué)期高考擬考試（一模）物理試題）如圖甲所示，一

對足夠長金屬導(dǎo)軌由等寬的右側(cè)水平導(dǎo)軌和左側(cè)傾斜導(dǎo)軌兩部分在虛線處連接組

亦，"〃右側(cè)存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，，"〃左側(cè)存在與傾斜軌道平行的勻強(qiáng)磁場（圖中

未畫出），兩側(cè)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度8大小相等（B的大小未知），導(dǎo)軌的間距為L=

1.5m,傾角J=37。，在f=O時刻，置于傾斜導(dǎo)軌上的^棒由靜止釋放，置于水平導(dǎo)軌

上的Cd棒在一水平向右的外力尸的作用下由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，外力隨時間

的變化規(guī)律如圖乙所示，4、寸■棒的質(zhì)量分別為加/=1.0kg、m2=2.0kg,電阻分別為R/=

2Q、&=3d忽略導(dǎo)軌的電阻，4.棒與金屬導(dǎo)軌的動摩擦因數(shù)為“=0.12,不計Cd棒

與導(dǎo)軌之間的摩擦，sin370=0.6,cos37o=0.8,JRg=IOmZs2,求：

（1）r=0時亥IJ〃棒的加速度大小及Cd棒的電流方向；

（2）磁感強(qiáng)度B的大??；

試卷第6頁，共8頁

(3)經(jīng)過多長時間蛾棒在傾斜軌道上的速度達(dá)到最大？

13.(2023屆廣東省佛山市普通高中高三上學(xué)期教學(xué)質(zhì)量檢測(一模)物理試題)某可

顯示溫度的水杯容積為500mL,倒入20OmL熱水后，擰緊杯蓋，此時顯示溫度為87C,

壓強(qiáng)與外界相同。已知，外界大氣壓強(qiáng)無為LoXlo'Pa,溫度為27C。杯中氣體可視

為理想氣體，不計水蒸氣產(chǎn)生的壓強(qiáng)，取OK=-273C。

(1)求杯內(nèi)溫度降到27C時，杯內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；

(2)杯內(nèi)溫度降到27C時稍擰松杯蓋，外界空氣進(jìn)入杯中，直至穩(wěn)定。求此過程中外

界進(jìn)入水杯中的空氣體積。

14.(2023屆廣東省佛山市普通高中高三上學(xué)期教學(xué)質(zhì)量檢測(一模)物理試題)在2022

年第24屆北京冬奧會上，17歲小將蘇翊明獲得了單板滑雪男子大跳臺冠軍。如圖，滑

雪運(yùn)動員由靜止從助滑坡道上A點(diǎn)自由滑下，經(jīng)C點(diǎn)以50m∕s的速度水平飛出跳臺，在

坡道K點(diǎn)著陸。若AC高度差〃=136m,CK高度差/∕=80m,取gfθm/sZ,忽略空

氣阻力，請分析說明：

(1)該運(yùn)動員由A滑至C的過程中機(jī)械能是否守恒？

(2)該運(yùn)動員在空中飛行的水平距離S是多少？

(3)落點(diǎn)K處的坡面與水平的夾角O的正切tan，接近什么值時，運(yùn)動員著陸時坡面對

他的沖擊力最??？

15.(2023屆廣東省佛山市普通高中高三上學(xué)期教學(xué)質(zhì)量檢測(一模)物理試題)如圖,

在空間直角坐標(biāo)系O-XyZ中，界面/與OyZ平面重疊，界面I、II、HI相互平行，且相

鄰界面的間距均為L,與X軸的交點(diǎn)分別為。、。1、O2；在界面I、∏間有沿y軸負(fù)

方向的勻強(qiáng)電場E,在界面H、In間有沿Z軸正方向的勻強(qiáng)磁場3。一質(zhì)量為團(tuán)、電量

為+4的粒子，從y軸上距。點(diǎn)。處的P點(diǎn)，以速度％沿X軸正方向射入電場區(qū)域，該

粒子剛好從點(diǎn)。I進(jìn)入磁場區(qū)域。粒子重力不計。求：

(1)電場強(qiáng)度E的大??；

(2)要讓粒子剛好不從界面HI飛出，磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)多大。

試卷第8頁，共8頁

參考答案:

2

?.(1)MJ≈0.048kg；(2)I

【詳解】(1)當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大到設(shè)計的最大值R=14%時，限壓閥被頂起，設(shè)限壓閥

質(zhì)量為孫由平衡條件可得

plS=p0S+mg

解得

m-0.048kg

(2)設(shè)氣孔2放氣前鍋內(nèi)氣體體積為匕，放出的氣體體積為AV,因鍋內(nèi)氣體溫度一定,

根據(jù)玻意耳定律有

PJ?=A(?÷ΔV)

解得

ΔV=0.4V1

由

M=pV

可得

ΔM_AV_2

-

^ΛΓV1÷ΔV^7

2.(1)0.5；(2)2.5kg?m∕s;(3)8m∕s

【詳解】(D法一：物塊和小球碰撞后減速，由牛頓第二定律得

NMg=Ma

a=Ng

由逆向思維得

12

X=—Clt

2

解得

4=0.5

方法二：物塊和小球碰撞后減速，由動量定理得

-μMgt=0-Mvl

由勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律得

答案第1頁，共15頁

_v∣

X=vt=-t

2

解得

μ=0.5

(2)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律得

2

0-v1=2axt

解得

v1=2.5m∕s

碰撞后物塊的動量大小

P物塊=Mb

得

P物塊=2.5kg?m/s

(3)小球在最高點(diǎn)時繩子的拉方大小

F=2tng

由牛頓第二定律得

2

F+mg=m-j?

設(shè)碰撞后到小球的速度為嶺，由機(jī)械能守恒定律

II

~fnv2=-w‰2in÷o2^r

設(shè)碰撞前瞬間物塊的速度為V,由動量守恒定律得

Mv=Mv1+mv2

物塊從A點(diǎn)運(yùn)動到與小球碰撞前瞬間過程，對物塊，由動能定理得

2

-μMgχr?=?Mv-?Λ∕vθ

解得，物塊在A處的速度大小

v0=8m/s

2L-Ld力/wv

3.⑴Lk2MF⑵2"0

【詳解】(1)離子在水平方向做勻速直線運(yùn)動，故離子離開金屬板后到達(dá)晶圓所在平面的時

間

答案第2頁，共15頁

14

上一萬2?L1

t?

%2%

離子剛好離開金屬板時的豎直偏移量

1,

Y=2αr

其中

Eq=ma

E=%

d

t=k

%

聯(lián)立以上四式，并結(jié)合

IndF

UAB-第

可解得

d

（2）當(dāng)UAB=O時，設(shè)晶圓半徑為R,離子恰好打到晶圓邊緣上時，如圖

CR

tanΘ=—

爪/

?XK/

??i?/R

L2-.1--

?Ro/

\、/

X、Z，

、''----

代入

R=小Li

得

6=60°

在圓柱形勻強(qiáng)磁場區(qū)域

答案第3頁，共15頁

由圖中幾何關(guān)系

解得離子做勻速圓周運(yùn)動的臨界半徑為

r-GK)

對應(yīng)的臨界磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

能打到晶圓上，要求偏轉(zhuǎn)半徑比臨界半徑更大，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小滿足

6qR,

4.(1)1,2×105Pa;60kg；(2)60J

【詳解】(1)初始狀態(tài)時，以圓柱形汽缸與椅面整體為研究對象，根據(jù)平衡條件得

mg+PoS=P、S

Pl=Po+篝=l?2xl°5Pa

當(dāng)小明坐上升降椅后，氣體被壓縮，椅子緩慢下降IOCm后靜止

(m+M)g+p0S=p2S

根據(jù)玻意耳定律得

M=60kg

(2)環(huán)境溫度不變，則氣體內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知

Wt-W2=Q

Ψl=P2Sh,l?=PlSh

Q=GOJ

答案第4頁，共15頁

5.⑴U=2/R2；⑵9K≤B'≤汰

tn135

【詳解】(1)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為當(dāng)時，離子恰好垂直邊界從GGl中點(diǎn)Q射出，根據(jù)幾何關(guān)系

可知，圓周運(yùn)動半徑

r=2R

且

V2

qvB-m一

解得

v=2qB°R

m

電場中

qU“=-1mv~2

解得

m

(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度為B/時，粒子恰好能打在G/位置，軌跡半徑為〃，根據(jù)幾何關(guān)系

22

(2R-ri)+R=r；

解得

14

且

2

qvB=tn—

解得

BI=IBo

若磁感應(yīng)強(qiáng)度為歷時，粒子恰好能打在G位置，軌跡半徑為-2,根據(jù)幾何關(guān)系

22

(r2-2R)+(3R)=r^

解得

釬"R

24

同理解得

答案第5頁，共15頁

為使離子能夠到達(dá)GGJ面，環(huán)形區(qū)域內(nèi)磁場的取值范圍

AB0≤B'≤∣B0

6.(1)72kg；(2)180J；(3)6.75m

【詳解】(1)為了防止A滑動，則

μtmg<μ2(M0+m)g

解得

m<72kg

(2)滑上A時速度

2

?wvl-O=Ingh

與C碰前速度

=-μxmgL

經(jīng)過A后與C發(fā)生碰撞后一起運(yùn)動

mv2=(M+m)v

損失機(jī)械能

112

ΔE=—wv2,——(M+m)v

2'2

解得

ΔE=180J

(3)人與C碰撞后經(jīng)0.5s恰好與平板B速度相同，根據(jù)系統(tǒng)動量定理

+m)v-{M+m+Ma)v'=ft,/=0.1×(M+m+M0)g=120N

解得

v'=2.5m∕s

B運(yùn)動距離

v'八,

x=—t=0.625m

1l2

之后一起減速，加速度

a=---------------=InVs2

M+/n+Λ∕0

答案第6頁，共15頁

減速位移

x=--=3.125m

1“2a

所以最大寬度

d=xl+x2+L=6.75m

7

7.（1）吸熱；（2）-

O

【詳解】（1）根據(jù)題意可知，緩慢放氣過程，氣體體積變大對外做功，而緩慢放氣過程中,

氣體內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，則氣體應(yīng)吸熱。

（2）根據(jù)題意，設(shè)放出壓強(qiáng)為4的氣體體積為A%,以原袖帶內(nèi)氣體為研究對象，初態(tài)氣

體壓強(qiáng)

Pl=I.5%

末態(tài)氣體壓強(qiáng)

P2=Po

由玻意耳定律有

PM=P2(0.7%+然)

解得

Avo=0.8%

袖帶內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與放出氣體的質(zhì)量之比為

Δ?8

8.⑴順時針方向；（2）當(dāng)空⑶—2g2-

RmR

【詳解】（1）由于

4v>2v

所以線框相對磁場向左運(yùn)動，根據(jù)右手定則可知此時線框中感應(yīng)電流沿順時針方向。

（2）當(dāng)列車向右運(yùn)動的速度為2v時，則感應(yīng)電動勢為

E^2NBL(4v-2v)

線框中的感應(yīng)電流大小

答案第7頁，共15頁

解得

r4NBLv

1=--------

R

(3)列車向右運(yùn)動的速度為2u時，線框受到的安培力為

F=INBIL

解得

h8/V2B2L2V

F=------------

R

當(dāng)磁場以速度U勻速向右移動時，同理可得線框受到的安培力

4N2B2l?v

1——

R

當(dāng)磁場以速度V勻速向右移動時，可恰好驅(qū)動停在軌道上的列車可知阻力

f=F、

由牛頓第二定律可知

F-f=ma

解得

4TV2B2L2V

a=------------

mR

9.(1)Is；(2)5m/s；(3)O<L≤0.25m或L=O.625m

【詳解】(1)由牛頓定律及運(yùn)動學(xué)公式，對物塊。有

Mgg=%4

對薄板b有

F-μιnyg=m2a2

由題知

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得

/=Is

(2)物塊〃離開薄板〃的瞬間速度為

v=βl∕=2m∕s

答案第8頁，共15頁

由運(yùn)動的合成與分解可知

V

V.=~~~

cos60

物塊。從A到B過程由機(jī)械能守恒有

o

；m1j+叫g(shù)∕?(1-cos60)=?町v?

解得

VB=5m/s

(3)物塊”與c?球碰撞過程有

∕n1vs=w1vβl+∕n3vc

I2I2I2

-W1vβ=-W7,vβl+-W3vc

解得

ve=VB=5m/s

①若繩子在最高點(diǎn)斷開，對C球由牛頓第二定律可得

2

T+tn3g≤∕n3^-,T=9m3g

解得

0<L≤0.25m

②若繩子在最低點(diǎn)剛好斷開，設(shè)此時C球在最低點(diǎn)速度為U,C球由最高點(diǎn)到最低點(diǎn)過程,

機(jī)械能守恒

12?12

-m3vc+m3g?2L=-m3v

在最低點(diǎn)由牛頓第二定律

丫2

T-m3g=m,~~,T=9叫g(shù)

解得

L=0.625m

球做圓周運(yùn)動恰好通過最高點(diǎn)時有

2

鈾g=嗎~t

解得

Vj=y[gL=V6.25m/s

答案第9頁，共15頁

因匕>w,故此時繩子在最低點(diǎn)剛好滿足斷開條件；即保證C球被碰后做平拋運(yùn)動，L滿足

的條件為

0<L≤0.25m或L=0.625m

10.(1)落地時間均為0.4s；(2)0.5m∕s,3.5m∕s

【詳解】(1)小球A、B從同一高度做平拋運(yùn)動，而平拋運(yùn)動豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動，則

有

,12

h=28t

解得

t=0.4s

(2)設(shè)小球A、B的質(zhì)量均為切，正碰后的速度分別為匕、v2,由動量守恒定律有

"2%=mvl+mv2

在平拋運(yùn)動中的水平方向上有位移關(guān)系

v2t-卬=1.2m

聯(lián)立解得

v∣=0.5m∕s,v2=3.5m∕s

II.(I)√2;(2)√2Λ

【詳解】(1)光路圖如下圖所示

A

設(shè)光線在AB上表面的入射角為α,折射角為6,由幾何關(guān)系可得α=30，則6=45,由折

射率的表達(dá)式

sin，∏r

n=------=√2

Sina

(2)設(shè)離。點(diǎn)最遠(yuǎn)的光線入射到AB上表面后恰好發(fā)生全反射，該光束到。的距離設(shè)為4,

答案第10頁，共15頁

入射角的臨界值為C,則

可得

C=45

則入射光的范圍為

L=2d=2Rsin45=2×∕?-=√2∕?

2

12.(1)5m∕s2,電流方向由d到c；(2)I.33T；(3)見解析

【詳解】(1)在f=O時刻根據(jù)牛頓第二定律有

F-m∣a

且由圖可知，/=0時尸=5N,代入得

a-5m∕s2

由右手定則，Cd棒的電流方向是由d到c。

(2)由題知〃棒做勻加速直線運(yùn)動，經(jīng)過時間r,W棒速度為

V-at

此時

E=BLv=Blat

1=_L_

R+&

則W棒的安培力為

LB-Isat

F/=BnIrLr=--------

安K+&

由牛頓第二定律得

F-F安-mιa

由以上各式整理得

2

AL—ι?j<ι/7_1__B__l_}_a_t

r_//I1Ci

N+&

由圖線可知

Z=2s,F=13N

代入得

答案第??頁，共15頁

4

B=-T≈1.33T

3

(3)①當(dāng)〃?〃左側(cè)的勻強(qiáng)磁場與傾斜軌道平行斜向上時，4棒受力如圖所示

F∣=ni2gcosθ

時，4^棒在傾斜軌道上的速度達(dá)到最大，之后4棒飛離軌道，由于

F、=BIL=

N+4

聯(lián)立解得

t∣=4s

②當(dāng)〃?〃左側(cè)的勻強(qiáng)磁場與傾斜軌道平行斜向下時，^棒受力如圖所示

力=m2gsinθ

時.，牙棒在傾斜軌道上的速度達(dá)到最大，之后棒減速并最終停在導(dǎo)軌上，且

于2=μFN2=μ(m2gc0sθ+F2)

…臉

聯(lián)立解得

t2=21s

5

13.(1)p2=0.83×IOpai(2)ΔV=50mL

答案第12頁，共15頁

【詳解】(1)杯內(nèi)氣體做等容變化，有

PL=PL

TT2

其中

5

pl=P0=I,OxlOPa,7J=(273+87)K=360K,n=(273+27)K=300K

解得

P=-P?≈0.83×IO5Pa

26

(2)設(shè)打開杯蓋后進(jìn)入杯內(nèi)的氣體在大氣壓強(qiáng)下的體積為AV,以杯內(nèi)原有氣體為研究對

象，則

P2%=POK

ΔV≈?-?=?

O

其