辽宁省各地区2023年高考物理模拟（一模）题汇编-03解答题

辽宁省各地区2023年高考物理模拟(一模)题按题型分类汇

编-03解答题

一、解答题

1.(2023届辽宁省葫芦岛市普通高中高三下学期一模测试物理试题)某探究小组利用

压力传感器设计了一个温度报警装置，其原理如图所示。在竖直放置且导热性良好的圆

柱形容器内用面积S=IooCmI质量m=lkg的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能

无摩擦滑动。开始时气体温度"=350K,活塞与容器底的距离图=35cm,因环境温度

升高活塞缓慢上升4=5Cm后恰好接触固定的压力传感器，环境温度继续上升刀=48OK

时刚好触发报警器工作，大气压强为=9.9χlO4Pa。重力加速度g=IOmZs?。

(1)求活塞刚接触传感器时气体的温度Z及报警器刚好被触发工作时气体的压强；

(2)若封闭气体从温度”至心过程中气体从外界吸收热量Q=250J,求气体内能增加

2.(2023届辽宁省葫芦岛市普通高中高三下学期一模测试物理试题)如图，质量"=2kg

的长木板静置于水平桌面上，长度∕=0∙9m的轻质细绳一端系住质量叫=Ikg的小球，

另一端悬挂于。点，长木板的最左端恰好在。点正下方，小球在最低点时与静置于长

木板最左端质量网=2kg的小物块重心等高，现将小球拉至绳(伸直)与竖直方向夹角

6=60°,无初速度释放小球，小物块与长木板之间的动摩擦因数M=O.5,长木板与水

平桌面之间的动摩擦因数〃2=02,重力加速度g=10π√s2,小球与小物块均视为质点，

水平桌面足够长，不计空气阻力。

(1)求小球与小物块碰撞前瞬间小球的速度大小；

(2)假设小球与小物块发生弹性碰撞，要想小物块不滑出长木板，求长木板的最小长

度。（结果保留2位有效数字）

3.（2021届辽宁省普通高等学校招生考试适应性测试物理试题）如图所示，在第一、

四象限的0∙5d≤y≤1.54和-1.5J≤y≤-0.5d区域内存在磁感应强度大小可调、方向相反

的匀强磁场；在第二、三象限内存在沿y轴负方向的匀强电场。带电粒子以速度如从点

P（-4d,1.5d）沿X轴正方向射出，恰好从。点离开电场。已知带电粒子的质量为，”、

电荷量为q（q>O）,不计粒子的重力。

（1）求匀强电场的电场强度大小E；

（2）若磁感应强度大小均为时，粒子在磁场中的运动轨迹恰好与直线）=-l∙5"相切，且

第一次离开第四象限时经过X轴上的S点（图中未画出）求2：

（3）若磁感应强度大小均为B2时，粒子离开O点后，经次磁偏转仍过第（2）问中

的S点。求比与B的比值，并确定"的所有可能值。

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

05√-----ʌ---,-

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

XXXXXX

-ι,5√..ι...Λ...Λ...r....r....×..

4.（2023届辽宁省丹东市高三下学期质量测试物理试题（一））现有A、B两个小物块

在同一长直水平气垫导轨上做碰撞实验，导轨上带有刻度坐标。利用照相机对两个物块

进行4次连续拍照，频闪拍照的时间间隔为0∙ls,获得如图所示照片。四次拍照时两物

块均在图示坐标范围内，且前三次拍照物块B均静止在x=60Cm处，不计两物块大小且

碰撞瞬间完成。已知〃人=OJkg,根据照片求:

（1）碰撞前物块A的速度大小；

（2）物块B的质量，公；

（3）在上述条件下，若在物块B左侧粘上一块轻质橡皮泥，碰撞后A与B粘在一起共

同运动，求碰撞过程中损失的机械能。

AAAAB

nn

n口B

uuu

♦-■■一--1Q~∙~∙~∙^*x∕cm

Oω

152050556065707580

5.（2023届辽宁省丹东市高三下学期质量测试物理试题（一））水银气压计在超失重情

试卷第2页，共10页

况下不能显示准确的气压，但太空无液气压计却能显示超失重情况下的准确气压。若某

次火箭发射中携带了一只太空无液气压计和一只水银气压计。发射的火箭舱密封，起飞

前舱内温度％=300K,水银气压计显示舱内气体压强P。为1个大气压。太空气压计读

数也是P。，当火箭以加速度g竖直向上运动时，舱内水银气压计示数为Pl=O∙6p°,则

太空无液气压计读数是多少？舱内气体的温度是多少开尔文？（运动过程中重力加速度

g不变）

6.（2023届辽宁省丹东市高三下学期质量测试物理试题（一））如图所示，P、Q是两

根固定在水平面内的光滑“Z”型平行金属导轨，窄处间距为L=0∙3m,宽处间距为窄处

的2倍，导轨足够长且电阻可忽略不计。图中E尸左侧区域、GH右侧区域有竖直方向

的匀强磁场，磁感应强度大小均为8=2T,方向相反。同种材料制成的粗细相同的均匀

金属棒心b,长度分别与所在处导轨间距相等，均静止在靠近磁场边界的位置。“棒质

量为机=0.2kg,电阻为R=4。。现使a棒瞬间获得一向左的初速度，大小为%=10m/s,

两金属棒始终与导轨垂直且接触良好。求：

（1）a棒刚运动瞬间的加速度大小；

（2）整个运动过程中力棒产生的焦耳热；

7.（2023届辽宁省抚顺市普通高中高三下学期模拟考试物理试题）如图所示，水平轨

道与竖直半圆轨道相切于B点，小车（可以视为质点）与轨道间的动摩擦因素均为〃

=O.5。小车的质量为皿，在恒定牵引力尸=0.75,咫作用下从A点由静止开始匀加速运

动到B点，然后立即改变牵引力的大小保证小车在竖直圆轨道内做匀速圆周运动到达C

点，AB间距离为2R,圆轨道半径为R,重力加速度为g。

（1）小车在8点的速度为多大；

（2）小车运动到与圆心等高的C点时所受牵引力F的大小。

8.（2023届辽宁省抚顺市普通高中高三下学期模拟考试物理试题）如图所示，第一象

限内有竖直向下的匀强电场，第四象限内有一等边三角形BCD区域内存在垂直纸面向

外、磁感应强度大小可调节的匀强磁场，等边三角形边长为L,边界有磁场；B点在X

轴上，C。边与X轴平行。一质量为m电荷量为q（q>0）的粒子自y轴上的A点（0,

舟）以大小为%的速度水平向右射出，粒子恰好从B点沿8C方向射入磁场区域，F

为CD中点，不计粒子的重力。

（1）粒子从A运动到8所用的时间和匀强电场的电场强度为多大；

（2）若使粒子从。尸之间（包括。、尸两点）射出磁场，求磁感应强度大小的取值范围。

9.（2023届辽宁省抚顺市普通高中高三下学期模拟考试物理试题）生活中常见的减速

带是通过使路面稍微拱起从而达到使车减速的目的。其实我们也可以通过在汽车底部安

装线圈，通过磁场对线圈的安培力来实现对汽车减速的目的。我们用单匝边长为L的正

方形线圈代替汽车来模拟真实情境。如图所示，倾角为。的光滑斜面上平行等间距分布

着很多个条形匀强磁场区域，磁感应强度大小为8,方向垂直斜面向下，条形磁场区域

的宽度及相邻条形无磁场区域的宽度均为小线圈的质量为m，电阻为上线圈加边与

磁场边界平行，线圈而边刚进入第一个有磁场区时的速度大小为5刃；线圈仍边刚进

入第七个有磁场区时，开始匀速运动，速度大小为叼；其中重力加速度g,θ`B、L、m

和R均为已知量。

试卷第4页，共10页

(1)线圈匀速运动时速度盯为多大；

(2)从线圈浦边刚进入第一个有磁场区到线圈就边刚进入第七个有磁场区的过程中,

线圈产生的焦耳热Q；

(3)线圈岫边刚进入第一个有磁场区到线圈岫边刚进入第七个有磁场区的过程所用

的时间％

10.(2022届山东省济南市山东师范大学附属中学高三(下)打靶测试物理试题)2021

年11月7日，神舟十三号航天员翟志刚、王亚平先后从天和核心舱节点舱成功出舱执

行任务，出舱时他们身着我国新一代“飞天”舱外航天服。舱外航天服内密封了一定质量

的理想气体，用来提供适合人体生存的气压。航天服密闭气体的体积约为匕=4L,压强

p∕=1.0×105Pa,温度"=27℃,航天员身着航天服，出舱前先从核心舱进入节点舱，然后

封闭所有内部舱门，对节点舱泄压，直到节点舱压强和外面压强相等时才能打开舱门。

(1)节点舱气压降低到能打开舱门时.，密闭航天服内气体体积膨胀到L=6L,温度变

为及=一3℃,求此时航天服内气体压强P2：

(2)为便于舱外活动，当密闭航天服内气体温度变为〃=一3七时，宇航员把航天服内

的一部分气体缓慢放出，使气压降到P3=5.0xl()4Pa0假设释放气体过程中温度不变，体

积变为⅛=4L,求航天服需要放出的气体与原来气体的质量之比。

11.(2023届辽宁省鞍山市普通高中高三下学期第一次模拟联考物理试题)如图所示，

平面直角坐标系中存在一个半径R=0.2m的圆形匀强磁场区域，圆心与原点重合，磁感

应强度B=0T,方向垂直纸面向外。V≤-0∙2m区域有电场强度大小为E的匀强电场,

方向沿y轴正方向。现从坐标为(0.2m,-0.3m)的P点发射出质量机=2.0xlCf9kg、带

电量4=5.0x10TC的带正电粒子，以速度大小％=5.0xl0'm∕s沿X轴负方向射入匀强

电场，恰从圆形磁场区域的最低点进入磁场。（粒子重力不计）

（1）求该匀强电场E的大小：

（2）求粒子在磁场B中做圆周运动的半径入

12.（2023届辽宁省鞍山市普通高中高三下学期第一次模拟联考物理试题）电磁轨道炮

是利用磁场对通电导体的作用使炮弹加速的，其简化原理示意图如图丙所示。假设图中

直流电源电动势为E=45V（内阻不计），电容器的电容为C=22F。两根固定于水平面内

的光滑平行金属导轨间距为/=Im,电阻不计。炮弹可视为一质量为m=2kg,电阻为R=5。

的金属棒垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。导轨间存在垂直

于导轨平面向上、磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场。接通电路后MN开始向右加速

运动，经过一段时间后回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨。求：

（1）直流电源的。端是正极还是负极？

（2）若用导线将1、2连接让直流电源供电，MN离开导轨时的最大速度的大小；

（3）若开关先接1,使电容器完全充电；然后将开关接至2,MN离开导轨时的最大速

度的大小。

丙

试卷第6页，共10页

13.（2023届辽宁省大连市高三下学期一模物理试题）某濒危鱼类长期生活在压强为

40A）的深海中，科研团队为便于研究，把该鱼类从海里移到如图所示的两层水箱中，

同时给它们创造一个类似深海的压强条件。假设该鱼位于一层水箱底部，距离二层水箱

水面的高度∕7=5（）m,二层水箱上部密封一定质量的空气，空气体积V=7L,空气压

强与外界大气压相同。己知外界大气压为力,IOm高水柱产生的压强约为力（水箱内

气体温度恒定、不考虑空气溶入水的影响）。求：

（1）为使鱼在一层水箱正常存活，需要给二层水箱再打进压强为P。的空气多少升？

（2）为了让二层水箱上方气体压强和第（1）问充气后气体压强相同，还可以采用从进

14.（2023届辽宁省大连市高三下学期一模物理试题）如图所示，粗糙轻杆水平固定在

竖直轻质转轴上A点。质量为，〃的小球和轻弹簧套在轻杆上，小球与轻杆间的动摩擦

因数为"，弹簧原长为0.6L左端固定在A点，右端与小球相连。长为L不可伸长质量

不计的细线一端系住小球，另一端系在转轴上B点，AB间距离为0.6L装置静止时将

小球向左缓慢推到距A点0.4Z.处时松手，小球恰能保持静止。接着使装置由静止缓慢

加速转动。已知小球与杆间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g,不计

转轴所受摩擦。

（1）求弹簧的劲度系数k；

（2）求小球与轻杆间恰无弹力时装置转动的角速度g

（3）从开始转动到小球与轻杆间恰无弹力过程中，摩擦力对小球做的功为W,求该过

程外界提供给装置的能量£o

15.（2023届辽宁省大连市高三下学期一模物理试题）如图甲所示，空间中有一直角坐

标系OXyz,在紧贴坐标为（T）∙4m,0,0）点的下侧有一粒子源P,能沿X轴正方向以

%=1x106m/s的速度持续发射比荷g=5x107C/kg的带正电的粒子。图乙为Xo），平面

m

图，在x<0、y<0的空间中有沿一y方向的匀强电场，电场强度大小为E=5χl04V∕m,

在x>0的空间有垂直于XOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为BLO.IT。若在

XOZ平面内x<0区域放置一足够大的吸收屏（如图甲所示），屏上方施加有沿一y方向，

TT

大小为8,=WT的匀强磁场（忽略粒子间的相互作用）。求：（结果保留一位有效数字）

（1）粒子第一次穿过），轴的坐标；

（2）粒子第二次穿过），轴的坐标；

（3）粒子打到吸收屏上的坐标。

图甲图乙

16.（2023届辽宁省沈阳市高三下学期质量监测物理试题（一））楚天都市报2018年1

月31日讯，一居民忘记关火致高压锅持续干烧，民警冒险排除隐患！为此，某团队在

安全设施保障下对高压锅空锅加热的多种可能进行了测试。高压锅结构简图如图所示，

密封好锅盖，将压力阀套在出气孔上，加热前高压锅内气体温度为"，内部气体压强为

P0.对高压锅加热，当锅内气体压强达到PI时，锅内气体将压力阀顶起，开始向外排

气，在排气过程中继续加热至温度为4时，停止加热，压力阀很快落下，再次封闭气体。

假定排气过程锅内气体压强不变，锅内气体视为理想气体。求：

试卷第8页，共10页

（1）锅内气体压强为Pl时的温度;

（2）锅内排出的气体与原有气体的质量比。

17.（2023届辽宁省沈阳市高三下学期质量监测物理试题（一））如图所示，半径为R

的圆形区域内存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直纸面向外，足够长的水平

荧光屏PQ与圆形磁场区相切于P点。质量为m、电量为q的带正电的粒子从P点以速

率V=型沿与竖直方向夹角0=30。的方向射入磁场。粒子经磁场偏转后沿水平方向离

tn

开磁场。离开磁场的瞬间，在荧光屏上方施加竖直向下的匀强电场，电场区域足够宽，

电场强度E=血不计粒子重力，已知R=LOm。求：

m

（1）粒子离开磁场时距离荧光屏的高度/7；

（2）粒子打到荧光屏上的亮点距P点的距离s。（计算结果均保留两位有效数字）

18.（2023届辽宁省沈阳市高三下学期质量监测物理试题（一））如图所示，质量为“

的物块A与质量为3m的物块B静置于光滑水平面上,物块B与劲度系数为k的水平轻

质弹簧连接。现使物块A以初速度%水平向右运动，物块A与弹簧发生相互作用，最

终与弹簧分离。全过程无机械能损失且弹簧始终处于弹性限度内。弹簧弹性势能的表达

式为耳=g齿2（X为弹簧形变量）。求：

（1）物块B的最大速度；

（2）物块A的最大加速度；

（3）去掉弹簧，使物块AB带上同种电荷，放在光滑绝缘的水平面上。物块A从较远

处（该处库仑力可忽略，AB组成的系统电势能为零），以初速度％冲向物块B。在物块

B的右侧有一固定挡板（位置未知，图中也未画），物块B与挡板发生弹性碰撞后立即

撤去挡板，求此后过程中系统最大电势能的取值范围（物块B与挡板碰撞时间极短，没

有电荷转移，全程物块A和B没有接触）。

-----►vO

囚

ZZZZZ∕∕ZZZZZZZZZZZZZZ

试卷第10页，共IO页

参考答案：

5

I.(1)η=400K,p2=1.2×10Pa;(2)AU=2OOJ

【详解】(I)活塞缓慢上升至刚接触传感器过程，等压变化

%=乜

T0T1

Vl=(hn+d)S

⅛=v

代入数据解得

Tt=400K

活塞刚接触传感器到刚好触发报警器过程，等容变化

且一上

(T2

活塞受力平衡

ptS=mg+p0S

解得

5

p2=1.2×IOPa

(2)外界对气体做功

W=-ptSd

由热力学第一定律

∖U=W+Q

联立解得

Δt∕=200J

2.(1)3m∕s；(2)0.33m

【详解】(1)小球下摆至碰撞前过程机械能守恒，设碰撞前小球速度为%,则

mg1(1-cos6)=gwvɑ

解得

v0=3m∕s

(2)小球与物块发生弹性碰撞，则由动量守恒定理

答案第1页，共19页

叫%=Hqh+ιn2v2

机械能守恒定律

12ɪ2ɪ2

/叫％二万叫时+］叫外

解得碰后小球速度和小滑块的速度为

v1=-lm∕s,v2=2m∕s

物块在长木板上滑动，物块开始做匀减速运动，长木板作匀加速运动，因为物块与长木板之

间的动摩擦因数M=0∙5大于长木板与地面之间的动摩擦因数〃2=0.2,故当二者速度相等后

一起匀减速运动。设物块经过乙时间二者速度相等时速度为匕，经过G时间二者静止。

对物块由动量定理

μ,m2gtl^m2v2-m2vi

对木板由动量定理

Wn2gtt-μ2{nι1+M)gtx=m？yi

解得

1,1

%=-m∕s,t.=­s

333

物块的对地位移

v÷V

M=七2一3/

木板的对地位移

XZ=事

若物块不滑出长木板应满足

xl-x2<L

所以长木板的最小长度为

4m=°∙33m

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

16qd4qdR\l-2n

【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，则有

4d=v0∕

答案第2页，共19页

联立解得

3fflv

C：O

16qd

(2)粒子在电场中做类平抛运动，水平、竖直位移分别满足

4d=v0r

1.5d=-t

2

联立可得

3

1％

射出磁场的速度与水平方向的夹角有

则9=37",粒子从O点出电场时的速度为

%5

V=——y-r=-V

cos374°0

粒子在磁场中轨迹如图所示

由几何关系有

HCOS37°+d=R

联立解得

BT

(3)在(2)中S点离0点距离

答案第3页，共19页

x=2(Λsin37+0.5rfcot37)=-d

粒子在磁场中的偏转半径设为R,由几何关系可知每偏转一次，过X轴的点的横坐标增大

64

%=2R'sin37+2×0.5Jcot37=-R'+-d

53

经〃(〃>1)次磁场偏转仍过第(2)问中的S点，则有

〃%=》(其中〃>1且为正整数)

解得

R'=U亨巴"(其中〃>1且为正整数)

18/7

由于*>0,则“可取值2、3、4、5,在磁场中洛伦兹力提供向心力，可得

V2

qvB?=m五

则

8,E

-4qR

联立可得

R9«_

k=^F=7Γ7;(其中ι〃取2、3、4、5)

oɪK1ɪ—

4.(1)2nVs；(2)0.3kg；(3)0.15J

【详解】(1)物块A做匀速直线运动，在0.1s内位移大小为20cm,则

X0.2,C,

V*=—=——m/s=2m/s

ʌt0.1

(2)设向右为正方向，碰撞前物块B静止

VB=0,vʌ=2m/s

碰撞后

,_mys__jmys,_θ105rr^s_ɪmys

a

0.05B005

根据动量守恒定律

WAVA=mΛ+mΛ

求得

mκ=0.3kg

(3)根据动量守恒定律

%%=(%+w⅛)>⅛

答案第4页，共19页

解得

4=0.5m/s

根据能量守恒定律可知

2l=ɪ'纵或-3("%+恤)呸

解得

Q报=0.15J

5.12%,360K

【详解】起飞前

m(>g=p<>S,入=PHOS

起飞后，设实际气压PI实，对水银气压计中水银柱由牛顿第二定律得

mx=pH∖S=O.6∕77O

解得

PI实=12Po

根据查理定律苧L=等，解得

10jI

7；=360K

6.(1)L5m∕s2;(2)2.22J；(3)1.HC

【详解】(1)由题意可知6棒质量为2,“，电阻为2R,α棒运动瞬间电路中感应电动势

E=BLVO

此时线路中的感应电流

∕=J⅛

3R

“棒安培力大小

F=BlL=^~^∙=0.3N

3R

棒瞬间加速度大小为

答案第5页，共19页

a=—=1.5m∕s2

m

（2）初始阶段“棒做减速运动，人棒做加速运动，回路中总的感应电动势为

E总=BLVO-B∙2LV"

可知，最终当。、6两棒的速度大小之比为2:1、方向相反时回路的磁通量不再变化，线路无

感应电流，两棒各自做匀速运动，既有

%=2%

分别对a、％两棒列动量定理，设%方向为正方向，对“棒有

-BILt=mva—mvQ

对6棒有

-BI.2Lt=-2mvh-O

解得

110,220,

%=Q%,m∕s,va=-v0=ym/s

此过程中“、人两棒的电流始终等大，因此产生的焦耳热之比为1:2,设6棒焦耳热为。，由

能量守恒有

rvθ4,w(⅛)+r2⅜)+lβ

解得

八20m

Q=——≈2.22JI

9

（3）根据

q=If,BI∙2Lt=2mvb-0

解得

10…一

q=—≈1.11C

9

7.(1)VB=牺;(2)F=1.5mg

【详解】（1）小车从A点到B点的运动过程中，由动能定理可得

F×2R-f×2R=^mv2

其中

答案第6页，共19页

f=μmg=0.5mg

解得

VB=标

（2）由于小车在竖直面内做匀速圆周运动，则在C点沿切线方向受合力是零，则有

F=mg+f'

小车在C点处的摩擦力为

C点处轨道的支持力提供向心力，则有

其中小车在C点的速度大小等于在B点的速度大小，解得

F=1.5ιng

2d空空≤8≤⅛⅛i

8.(1)t=-E=端；⑵

%3qLqL

【详解】（1）由

tan60=上

%

得出

Vy=6%

竖直方向匀变速运动，由公式可得

√3J=θi⅛r

2

解得

2d

t=——

%

粒子在5点的速度为

V=———=2%

cos600

对粒子从A→β列动能定理得

2

√3Eqd=^m（2v0）-∣mv^

解得

答案第7页，共19页

√3∕7%

2qd

(2)由

V2

qvB=m—

推导得出

B=—

qr

由几何关系可知,粒子运动到D点的轨迹圆半径

L_

r,----------=—L

,COS3003

推导得出对应的磁感应强度

2>∕3mv0

Bl=

qL

答案第8页，共19页

/7

r,=LCOS30°==■L

22

推导得出对应的磁感应强度

bz4√3mv0

2-3gL

解得磁感应强度的取值范围

4√3wv2∙j3mv

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

3qLqL

ιτrR12sinθ/、12B2LΛ4mR

Q=∖2mgsinθ(L+----｛一)；(3)t=———-一一—

9.⑴匕⑵6422

DL"'BIf)mgRsinθBL

【详解】(1)由线圈匀速运动，对线圈列平衡方程

mgsinθ=BIL

I=叫

R

解得

_mgRSine

"lB213

(2)线圈时边刚进入第1有磁场区边界到线圈加边刚进入第7个有磁场区的过程，重力

做功

WG=12mgLsinθ

对此过程列动能定理

W<；_Q=gmv；_gm(5vj2

解得

C∏-Jr.m2R2gsinθ>

Q=12mgSme[A+———

(3)线圈岫边刚进入第1有磁场区到线圈H边刚进入第7个有磁场区过程列动量定理

mgtsinθ-I安=mv,-5mv1

线圈进入磁场过程所受安培力的冲量

/安=BILAt

又

答案第9页，共19页

-BLv

1=------

R

解得

I=屈

R

线圈外边刚进入第1有磁场区边界到线圈"边刚进入第7个有磁场区的过程安培力的冲量

,12B2L3

［安=

解得

12B2L?4mR

mgRsinθB2L2

4

10.(1)6×IO4Pa;(2)-

9

【详解】(1)对航天服内的密闭气体，初态温度为

7>4+273K=300K

末态温度为

T2=r2+273K=270K

由理想气体方程

PivI_PivI

~T2

此时航天服内气体压强为

4

p2=6×10Pa

(2)设航天服需要放出的气体在压强为P3状态下的体积为AV,根据玻意耳定律

得

ΔV=3.2Δ

则放出的气体与原来气体的质量之比为

△m_ΔV_4

~m~VTXv~9

11.(1)5×103N∕C;(2)0.2m

【详解】(1)粒子在电场中做类平抛运动，其水平位移为0.2m,则有

X=VOt

竖直方向有

答案第10页，共19页

其中

},=0.3m-0.2m=0.1m

根据牛顿第二定律有

qE=ma

解得

E=5×1O3N∕C

（2）由平抛的速度规律可知,速度方向与-方向的夹角。满足

tan0=—

%

由于

v=at

解得

θ=450

所以进行磁场的速度

v=7vo+v'

解得

v=5√2×103m∕s

作出运动轨迹如图所示

"ʃ

φ

X

在磁场中有

V2

qvBo=m—

解得

答案第Il页，共19页

∕=0.2m

12.(1)负极；(2)22.5m/s；(3)22m∕s

【详解】(1)由于电磁炮受到的安培力方向水平向右，电流由N流向M,所以直流电源的“

端为负极；

(2)电磁炮向右加速，切割磁感线运动产生的感应电动势增大到等于直流电源的电动势时，

回路中电流为零，电磁炮速度达到最大。

由

E=Blvmi

E=45V

可得最大速度

所/=22.5m∕s

(3)电容器放电前所带的电荷量为

Ql=CE

开关接2后，MN开始向右加速运动，速度达到最大值WX时，MN上的感应电动势

当电容器板间电压降到U'=£时，电路中电流为零，电磁炮速度达到最大

电容器所带电荷量

Q2=CU'=CE'

设在电容器放电过程中MN中的平均电流为7,MN受到的平均安培力

F=Bll

由动量定理

F-M=mvm-G

由于

7∙∆r=ρ,-ρ2=C(E-T)

联立解得

vwz=22m∕s

13.(1)238L；(2)6.8L

【详解】(1)由题意，得

答案第12页，共19页

h“八

+

--P0Pl=W0

打进气体后的气体压强为

p∣=35/J。

根据气体等温变化，得

p0V+p0=PtV

需要给二层水箱再打进压强为P0的空气的体积为

ΔV=238L

（2）设需要注入水的体积为AV',由等温变化为

,

⅞V=pl(V-ΔV)

解得

ΔV,=6.8L

(6〃+8)mgL

15

【详解】（1）依题意，有

k(0.6L—0.4Z,)-μtng

解得

k=5Rng

L

（2）小球与轻杆间恰无弹力时受力情况如图所示，此时弹簧长度为0.8L有

TSin37°=〃?g

TtoS37°+我(0.8Z,-0.6Z,)=0.8mω2L

解得

l(15∕∕÷20)^

ω-

12L

（3）题设过程中初始时弹簧的压缩量与最终状态时的伸长量相等，故弹性势能改变量

答案第13页，共19页

AEP=G

设小球克服摩擦力做功为W,则由功能关系有

—...12

E=W+—"zu~

2

v=0.8ωL

解得该过程外界提供给装置的能量

E=Wl（6〃+8），砥£

15

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

【详解】(1)粒子从尸点射出后在Xoy平面内做平抛运动，沿y轴负方向的加速度为

w=∙^=2.5×10'2m∕s2

做平抛运动的时间为

ti=-=04§S=0.4×

6

'v0l×10

粒子在竖直方向上的位移

1,

X=-at~=0.2m

所以粒子第一次穿过)，轴时的坐标为-0.2m。

(2)粒子第一次穿过y轴时的速度为

6

V1=J%?+QJ=V2×10m∕s

6

v0=at]=IxlOm/s

所以粒子沿着与)，轴负方向成45。角的方向进入磁场用，然后做匀速圆周运动。由

q%B[=m—

可得圆周半径

由几何关系可知，圆心在X轴正半轴的(0∙2m,0)处。所以粒子将从y轴的正半轴某点处离开

磁场用，其坐标与粒子第一次穿过y轴时的坐标关于原点对称，所以粒子第二次穿过y轴时

答案第14页，共19页

的坐标为0∙2m°

(3)粒子第二次穿过y轴后，沿着与y轴负方向成45。角的方向进入磁场层。在磁场层中,

粒子沿着y轴负方向的分速度为

o6

vv=v∣c