冲刺2022届高考物理大题限时集训预测卷（湖北专用解析）

冲刺2022届高考物理大题限时集训

（溯北专用）用）卷

14、一列简谐横波在x轴上传播，在乙=°和,2=°$时，其波形分别用如图所示的实线和虚线表

示，求:

（1）这列波可能具有的波速;

（2）当波速为28m/s时，波的传播方向如何？以此波速传播时，x=8m处的质点从“开始计时,

3

Ax6+8〃”一、I.、

v=—=-05-=(12+16n)m/s(7?=1、2、3…)

【解析】

（1）若波沿x轴正向传播，则

Ar=At]+nA=(2+Sn)(n=1、2、3…)

v=—=2+8、=(4+16〃)m/s(〃=1、2、3•一)

Z0.5

若波沿工轴负向传播，则

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)当波速为28m/s时，有

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

所以波向X轴负向传播，周期

3

则x=8m处的质点从右开始计时，IT内通过的路程

2

二号x4A=6cm

7

15、如图所示，光滑平行金属导轨由左右两侧倾斜轨道与中间水平轨道平滑连接而成，导轨间距

为L,在左侧倾斜轨道上端连接有阻值为R的定值电阻，水平轨道间宽为d的矩形区域有竖直向

上的匀强磁场；质量为相、长度为L、电阻为R的金属棒必放在左侧倾斜轨道上由静止释放，金

属棒释放的位置离水平轨道的高度为d,金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，金属棒

第一次出磁场时的速度为第一次进磁场时速度的3,不计金属导轨电阻，金属棒通过倾斜轨道与

水平轨道交界处无机械能损失，重力加速度为g,求:

(1)金属棒第一次穿过磁场的过程中，定值电阻上产生的焦耳热;

(2)匀强磁场的磁感应强度大小;

(3)金属棒第二次进入磁场后运动的距离有多远?

Rb

,/址

1/

d

3gd4mRy12gd

【答案】(1)9；(2)3".(3)2

【解析】

（1）导体棒第一进入磁场时,由机械能守恒定律

mgd=^m^

第一次出离磁场时的速度

1

匕=3%

由能量关系可知，定值电阻上的焦耳热为

Q=g《相彳一9""；）=[mg”

（2）导体棒经过磁场的过程由动量定理可知

EA<DBLd

q=/Ar=——AAr=—=-----

2R2R2R

解得

4mRj2gd_

(3)第二次进入磁场时的速度为

1

均=匕=3%

由动量定理

=O-mv2

7E.△①]BLx

%=IAt,=—LAr.=-----=------

1112/?12R2R

解得

16、如图所示一平板车A质量为2根，原来静止于光滑水平面上，其右端与竖直固定挡板相距为

L。小物块3的质量为相，以大小为%的初速度从平板车左端开始向右滑行一段时间后车与挡板

发生碰撞，已知车碰撞挡板时间极短，碰撞前后瞬间的速度大小不变但方向相反。A、8之间的动

摩擦因数为〃，物块B总不能到车板的右端，重力加速度小为go

（1）求车第一次碰到挡板前瞬间车的速度可能的大小；

（2）若车与挡板能发生2次及以上的碰撞，求L满足的条件；

（3）若车与挡板能发生3次及以上的碰撞，求L满足的条件。

—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与挡板碰撞前，A,8的速度已经相等，根据动量守恒定律得

mvQ=（2m+m\v{

可得第一次碰到挡板前瞬间A的速度大小为

13

若A与挡板碰撞前，A、B没有达到共同速度，对4由动能定理可得

，1。2

jLimgL=—•2mv2

解得第一次碰到挡板前瞬间A的速度大小为

(2)设在A与挡板碰撞前瞬间A、3的速度大小分别为％力，根据动量守恒定律有

"%=2mvA+mvB

如果L为某个值使A与挡板第一次碰撞后经过一段时间恰好同时停止运动，则

mv0-2mvA=0

此时A与挡板只发生一次碰撞，在这段时间内，对A由动能定理可得

r1c2

俘哂=--2mvA

联立解得

£,=工

16〃g

车与挡板能发生2次及以上的碰撞的条件

L上

16〃g

(3)如果L为某个值右，使A与挡板能发生二次碰撞，从A开始运动到与挡板第一次碰撞前瞬

间，对A由动能定理可得

设A第二次与挡板碰撞前瞬间A、8的速度大小分别为丫八%',从A与挡板第一次碰撞后瞬间到

第二次碰撞前瞬间，由动量守恒定律可得

rr

mvR-2mvA=2mvA+mvn

A在这段时间内先向左后向右运动，加速度保持不变，根据匀变速直线运动的对称性可知

VA=VA

由题意可知A与挡板第二次碰撞后经一段时间后A,B同时停止运动，即

-2mv/=0

联立解得

2

3人

-64〃g

车与挡板能发生3次及以上的碰撞的条件

L<-^—

64〃g

预测二

14、如图所示，导热气缸上端开口，竖直固定在地面上，高度H=1.35m。质量均为祖=2kg的A、

B两个活塞静止时将气缸容积均分为三等份，A、B之间为真空并压缩一根轻质弹簧，弹性系数

七300N/m,A、B与气缸间无摩擦，大气压po=lxl()5pa,密封气体初始温度Ti=252K,重力加速

度g取lOmH,活塞面积S=4xl(y4m2,其厚度忽略不计。

(1)求最初密封气体的压强；

(2)若给电阻丝通电加热密封气体，当活塞B缓慢上升到离气缸底部h=\m时，求密封气体的

温度；

(3)保持密封气体的温度To=252K不变，当用F=120N的力竖直向下压活塞A.求稳定时A向

下移动的距离L。

A

【答案】(1)2xlO5Pa；(2)770K；(3)0.67m

【解析】

(1)对AB整体

2mg+p()S=piS

得

“=2xl()5pa

(2)初状态对A

kxi=mg+poS

末状态对B

2H

k(x/+〃-3)=p2s

密封气体

HS

“7P〔hS

十一《

得

方=770K

（3）设用/向下压后弹簧的压缩量为X2,有

kx2=mg+F+p（）S

设F向下压后封闭气体的压强为田，有

p3s=2mg+F+poS

由于温度不变，由玻意耳定律知

A活塞下降的距离

L=x「\+限h

得

L=0.67m

15、如图所示，长为L=4m的水平传送带以%=2m/s的速率沿顺时针方向匀速转动，其右端有一

竖直放置的固定光滑圆轨道BMW,MN为其竖直方向的直径，其中N8QN=60。。现让质量机=1kg

的小物块（可视为质点），从传送带左端的A点以v=4m/s的速度滑上，并从传送带右端飞出，之

后恰好沿切线由B点进入圆轨道，最终能够运动到M点。已知物块与传送带之间的摩擦因数

〃=°2,滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度g=l0m/s2。求

（1）物块能否与传送带达到共速？若能，求物块达到传送带右端的时间；若不能，求物块到达传

送带右端的速度大小。

（2）圆轨道的半径R的取值范围。

N

【答案】（1）l$s；（2）0</?<0.2m

【解析】

解：（1）由牛顿第二定律

jjrng=iva

得

a=Ng=2m/s2

若物块与传送带共速

2

v-v（j=2ax

得

x=3m<L

物块能与传送带达相同速度

小物块减速时，由

va=v-atl

得

4=ls

此后匀速到达传送带右端，由

L-x=vt2

得

t2=0.5s

小物块在传送带上运动的时间

t=t]+t2=1.5s

(3)小物块平抛运动到B点,

v,

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

"Rcos60°

从8到M由动能定理

-mgR(1+cos60°)=gmvj-；mvg

能通过M点,

mgWm

R

解得

0</?<0.4m

16、如图甲所示，竖直放置的、正对的金属板48中间开有小孔，小孔的连线沿水平正对金属板

。、。的中间线，粒子源S可以连续产生质量为m,电荷量为q的带正电粒子，其比荷为

—=^.UX1UC/Kg•cc

机，粒子飘入4板的初速度可不计。C、。板长度均为L=0.2m,间距为

d=L=x0.2mAZ,=—=0,Im

33。在离金属板C、。右端2处有一个足够大光屏。已知AB板的电势

差为U0=75V,当c、。间所加电压随时间变化的图像如图乙所示时，所有飘入的粒子恰好都能不

与极板碰撞打在荧光屏上。由于粒子在偏转电场中运动的时间远远小于电场变化的周期(电场变

化的周期T未知)，故可认为每个粒子在偏转电场中运动时受到的电场力恒定。粒子重力以及粒

子间的相互作用力不计。

(1)求图乙中电压的最大值°皿和粒子离开偏转电场时的最大速度％"；

（2）粒子打在荧光屏上的范围；

（3）现在极板C、。右端与荧光屏之间的"范围内再加入匀强磁场，磁感应强度随时间变化的规

律如图丙，己知垂直于纸面向里的磁场方向为正方向，丙图中B（＞=2X10、T。研究以最大速度%”

离开偏转电场的一个粒子：它在丙图中4。时刻进入磁场，转过的圆心角为锐角且速度方向恰

好水平的时刻是求它从射入磁场到打在荧光屏上所用的时间上

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，速度为%,有

qU0=^mvl

设偏转电压为U时粒子进入该电场的时间为乙恰好从偏转极板边缘出，则在该电场的方向有

d12

沿％方向有

x=L=vor,

qU

a=