冲刺2022届高考物理大题限时集训预测卷（山东专用解析）

质点P平衡位置的坐标为

Xp=XQ+XQP

代入数据解得

xp=48m

16、如图甲所示，用质量为10kg的活塞在竖直气缸内封闭一定质量的理想气体，气缸顶部装有卡

扣。开始时活塞距气缸底部高度为40cm,对气缸内的气体缓慢加热，活塞距气缸底部的高度//随

温度T的变化规律如图乙所示，自开始至温度达到400K的过程中，缸内气体吸收的热量为700Jo

已知活塞的横截面积为20()5?,外界大气压强为1.0xl()5pa,活塞与气缸壁间的摩擦忽略不计，

重力加速度g取10m/s2o

(1)求由状态A到C,气体内能的变化量；

(2)用p表示缸内气体的压强，请作出气体由状态A经过8变为C的p-〃图像，并标出A、B、

C的坐标值。

甲乙

【答案】(1)280J；(2)见解析

【解析】

(1)对活塞受力分析如图

''mg

“PoS

由平衡方程得

mg+p()S=pAS

气体由状态A到C先做等压变化再做等容变化

w=-幺5(〃8-4)

由热力学第一定律得

\E=W+Q

解得

M=1.05xl03Pa,AE=280J

(2)气体由状态6到C由查理定律得

PB_=PC_

TB~Tc

PB=PA

解得

pC=1.4xlO5Pa

气体由状态A经过8变为C的p-h图像如图所示

5

MP/xioPa

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

1.3-

1.2-

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

0204060加cm

17、第24届冬季奥林匹克运动会于2022年2月份在北京成功举办，其中跳台滑雪是最具观赏性

的项目之一。如图所示，跳台滑雪赛道由跳台、助滑道和着陆坡三部分组成。若比赛中，质量为

m=60kg的运动员从跳台A点由静止开始滑下，到达3点后水平飞出，落在着陆坡上的P点，缓

冲后沿着陆坡向下滑行(着陆时沿着陆坡方向的速度保持不变)，与P点接触时间，=0-6s。已知

4、8间高度差为〃=3。01,间距离s=75m,着陆坡倾角。=37。，运动员受到的空气阻力不计，

2

g=10m/s?sin37°=0.6,cos370=0.80求:

(1)运动员在AB段运动过程中，克服阻力所做的功用I

(2)运动员在着陆坡上着陆过程中，着陆坡对运动员的平均冲击力尸的大小。

【解析】

(1)运动员从8到P运动做平抛运动

水平方向

scosa=vBtQ

竖直方向

ssina=；gr：

联立解得

vB=20m/s=3s

运动员从4到3的过程中，由动能定理得

12

mgh-W^=-rnv--0

解得

%=6000J

（2）着陆时，运动员垂直着陆坡的速度大小为

cos

匕=gt。37。-vnsin37°=12m/s

规定垂直斜面向上为正方向，由动量定理得

（b-mgcosa）/=0一（一加匕）

解得

F=1680N

18、如图甲所示，两光滑平行金属导轨固定在水平面上，虚线PQ右侧有竖直向上的匀强磁场，磁

感应强度大小8=5T,导体棒MN和正方形导线框必cd静止在PQ右侧的导轨上，且导体棒MN和

导线框的必、cd两边都垂直于导轨,导线框的边长、导体棒MN的长度及导轨的宽度都为L="2m。

现固定导线框，将与MN垂直的水平恒力作用在导体棒MN的中点上，水平恒力的大小尸=2N,当

MN达到最大速度后撤掉恒力，同时释放导线框，经过一段时间，导线框达到最大速度，此时导

线框〃边还没有到达虚线尸。处，又经过一段时间，当导线框的〃边到达虚线尸。时，立即将导体

棒固定。已知导体棒MN和导线框的质量都为机=O』kg；导体棒MN及导线框必、那边的电阻

r=-Q

都为3,导轨和导线框其余电阻不计，导体棒MN与导线框一直没有接触，求：

（1）导线框的最大速度；

（2）导线框离开磁场的过程中，整个回路产生的焦耳热；

（3）将导线框的〃边到达尸Q时做为零时刻，自零时刻起对导线框施加水平方向的作用力力使

导线框以a=36m/s2的加速度匀减速离开磁场，以水平向左为正方向，对导线框离开磁场的过程：

①通过推导写出作用力/（单位：N）随时间f（单位：s）变化的函数表达式；

②在图乙中定性画出作用力/随位移x变化的图像。（推导过程不做要求，但要标出初末状态对应

的坐标值）

【解析】

(1)大气压强Po=76cmHg，温度t=27℃时，玻璃泡A内的气体温度

T=300K

当B管内水银面的高度x=16cm时，玻璃泡A内的气体压强

P=Po-P,=60cmHg

当B管内水银面到达管的顶端时，玻璃泡A内的气体压强

P'=P0-PH=52cmHg

此时测得的温度最低，设玻璃泡A内的气体温度为广，由题意可知玻璃泡A内的气体做等容变

化，由查理定律得

£=X

T~r

解得

T'=260K

即测得的最低气温为T3Q

(2)当管内水银面的高度为x时，地面上标准大气压下温度为T,设高山上压强为加，温度为

T",由查理定律得

P"-Pgx_p：-pgx

高山上压强减小，故显示温度高于实际温度。

16、如图所示，AOBZ)是半圆柱体透明型材的横截面，圆心在。点，4B为直径，半径为R。一细

束单色光从真空中AB面上无限接近A处斜射入该型材，入射角，=60°,在。点反射后反射光线

与AB平行(反射光线图中未画出)。已知光在真空中的传播速度为c,求：

(1)该型材对该单色光的折射率〃；

(2)该单色光从射入型材到射出型材所用的时间/o

【解析】

(1)该单色光在圆柱体中传播的光路图如图所示

折射角

r-90°-Zl

其中

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

得

Z1=Z2=Z3=6O

根据光的折射定律有

sinr

(2)由儿何关系可知，该单色光恰好从AO面上无限靠近。处射出半圆柱，在半圆柱中传播的

路程

s=3R

设该单色光在半圆柱中的传播速度大小为v,有

v,n

3房

17、如图所示，真空空间中建立平面直角坐标系，在°<x<"(d=4m)空间中存在垂直于平面向外

的匀强磁场，磁感应强度分别为B=O/T；在空间中存在匀强电场。一质量初=2.0x10，kg、

电荷量4=1.6x10-6c的粒子以v=4m/s的速度从。点沿x轴正方向射入磁场，离开磁场后进入匀强

电场，经过f=k垂直经过x轴。粒子重力忽略不计，sin370=0.6,cos370=0.8o求：

(1)带电粒子穿过磁场区域所用的时间’。；

(2)匀强电场的场强E的大小。

V

oAd

吗E=叵V/m

【答案】⑴1144.(2)10

【解析】

(1)设粒子在磁场区域中做匀速圆周运动的半径为『由洛伦兹力提供向心力得

mv2

qvB=

设粒子在磁场区域内做圆周运动的圆心角为。，则

sin6>=-

r

则粒子在磁场区域运动时间

0m

^o=—

qB

解得

53〃

'o°=-1--4-4-s

(2)粒子进入电场时，从坐标

^=r(l-sin37°)

粒子进入电场后，在坐标轴方向分解速度，则

vx=vsin37°

vy=-vcos37°

在坐标轴方向分解电场强度，得到纥，E

X轴方向

vsin37°=^r

m

y轴方向

qE

r(1-sin37°)=-vfcos37°+r2

解得

18、如图甲所示，半径R=0.5m的四分之一光滑圆弧轨道A与长/=lm的平板B均静置于光滑水

平地面上，A与B刚好接触且二者的上表面相切，一物块C(可视为质点)静置于B的最右端,

C与B上表面的动摩擦因数"从左往右随距离/均匀变化，其变化关系如图乙所示。已知A、B、

C的质量均为n?=lkg,重力加速度g=10m/s2,现给C一水平向左的初速度所4m/s。

(1)若A、B固定，其他条件均不变，求C刚滑到A最低点P时对轨道的压力大小；

(2)若A、B不固定，其他条件均不变，求：

(i)C由B最右端滑至最左端过程中克服摩擦力做的功；

(ii)C相对于A最低点P所能达到的最大高度(结果保留两位有效数字)；

(iii)若将A、B粘连在一起，改变V。大小，其他条件均不变，使C能够沿A上升，且再次返回

到A最低点P时具有相对于地面水平向左的速度，vo的取值范围为多少。

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最右端滑至最左端过程中，摩擦力做功

卬_qng+^ng[_/j

12

该过程中，由动能定理得

Wj-=

C运动到A最低点P时，由牛顿第二定律得

R

解得

N=26N

由牛顿第三定律可知，B对C的压力等于26N

(2)(i)C由B最右端滑至A最低点P过程中，A、B、C组成的系统动量守恒

由动量守恒定律得

mv0=

由能量守恒定律得

；/叫2+g-2mv1+Q

由功能关系可知，摩擦产生的热量

Q_Wng+H2mg1

2(或Q=4J)

解得

°。±