2024年高考江苏卷物理真题T12-T14变式题

试卷第=page11页，共=sectionpages33页试卷第=page11页，共=sectionpages33页1．某科研实验站有一个密闭容器，容器内有温度为300K，压强为105Pa的气体，容器内有一个面积0.06平方米的观测台，现将这个容器移动到月球，容器内的温度变成240K，整个过程可认为气体的体积不变，月球表面为真空状态。求：（1）气体现在的压强；（2）观测台对气体的压力。2．如图所示，A、B两容器由一个带阀门的不导热细管连通，容器A的容积为2.0L，容器B的容积为6.0L，细管的体积不计。现A中充满压强为、温度为47℃的氧气，B中充满压强为、温度为－33℃的氧气，如果设法让A容器降温，使得A、B容器内氧气的温度相等，均为－33℃，然后打开阀门，并维持温度－33℃不变。求：（1）容器A中氧气降温后、阀门打开前，容器A内氧气的压强；（2）阀门打开后，容器A、B内氧气的压强。3．如图所示，是两位同学在参与游乐场中的“充气碰碰球”游戏的场景，用完全封闭的薄膜充气膨胀成型，人钻入中空的洞中，进行碰撞游戏。充气之后碰碰球内气体体积为，压强为，碰撞时气体最大压缩量为，已知球内气体压强不能超过，外界大气压，忽略碰撞时球内气体温度变化，球内气体可视为理想气体，求：（1）压缩量最大时，球内气体的压强；（2）为保障游戏安全，在早晨环境下充完气的碰碰球（球内压强），是否可以安全地在中午的环境下游戏碰撞，请通过计算判断。4．高压锅是生活中一种密闭的导热容器，以其独特的高温高压功能，使食物的制作时间大大缩短，为我们提供了很大的生活方便。如图所示，某高压锅容积5L，锅盖中央有一横截面积出气口，孔上盖有质量为m=80g的限压阀，当锅内气压达到限定值时，限压阀被锅内气体顶起放出部分气体，实现了对锅内气体压强的控制。在大气压温度27℃的干燥环境下向锅体内放入3L的食物，盖上锅盖加上限压阀密封好后，开火加热到锅内温度达117℃时，限压阀顶起开始排气，不计食物体积变化和各处摩擦，锅内气体视为理想气体，g取求∶（1）使用这个高压锅时，锅内气体达到的最大压强是多少；（2）从开始加热到限压阀刚被顶起时，锅内食物蒸发出来的水蒸气的分压强。5．如图所示，生活中，我们用保温杯接开水后拧紧杯盖，待水冷却后就很难拧开．某可显示温度的保温杯容积为，倒入热水后，拧紧杯盖，此时显示温度为，压强与外界相同．已知，外界大气压强为，温度为，杯中气体可视为理想气体，不计水蒸气产生的压强。（1）请写出水冷却后杯子很难拧开的原因。（2）求杯内温度降到时，杯内气体的压强；6．某科技小组自制了一个用力传感器来测量温度的装置。如图所示，导热性能良好的汽缸固定在水平地面上，汽缸内部横截面积S为0.01m2，质量m为10kg的活塞与汽缸间无摩擦且不漏气，活塞上方通过一刚性轻杆连接一个固定的力传感器，传感器可以直接显示出传感器对轻杆的力，传感器示数为正表示传感器对轻杆的作用力竖直向上。环境温度为7℃时，力传感器的示数F为100N。整个装置静止，大气压p0恒为1.0×105Pa，g取10m/s2，0℃取273K。求：（1）缸内气体压强；（2）环境温度为多少时，传感器示数恰好为零。7．如图所示，将一汽缸倒放在水平面上，汽缸与地面间密封性能良好，开始时汽缸内气体的温度为T1=300K、压强与外界大气压相等为p0；现将汽缸内的气体逐渐加热到T2=330K，汽缸对水平面刚好没有作用力；如果此时将汽缸顶部的抽气阀门打开放出少量的气体后，汽缸内气体的压强再次与外界大气压相等，然后关闭抽气阀门，将汽缸内气体的温度冷却到T1=300K，已知汽缸的横截面积为S，重力加速度为g，假设气体为理想气体.求：①打开抽气阀门前瞬间，气体的压强为多少？汽缸的质量为多少？②关闭抽气阀门，气体的温度回到T1=300K时，气体的压强为多少？至少用多大的力才能将汽缸拉起？

8．如图，密闭性能良好的杯盖扣在盛有少量热水的杯身上，杯盖的质量为m，杯身与热水的总质量为M，杯子的横截面积为S。初始时杯内气体的温度为T0，压强与大气压强p0相等。因杯子不保温，杯内气体温度将逐步降低，不计摩擦，不考虑杯内水的汽化和液化。（1）求温度降为T1时杯内气体的压强p1；（2）杯身保持静止，温度为T1时提起杯盖所需的力至少多大？（3）温度为多少时，用上述方法提杯盖恰能将整个杯子提起？9．如图所示，一水平放置的固定气缸，由截面积不同的两圆筒连接而成。活塞A、B用一刚性细杆连接，它们可以在筒内无摩擦地沿水平方向左右滑动。A、B的截面积分别为、，A、B之间封闭着一定质量的理想气体，两活塞外侧（A的左方和B的右方）都是大气，大气压强始终保持为。活塞B的中心连一不能伸长的细线，细线的另一端固定在墙上。当气缸内气体温度为，活塞A、B的平衡位置如图所示，此时细线中的张力为。（答案用已知量、、表示）（1）细线张力为F1时，气缸内气体的压强p1；（2）若改变气缸内气体温度，活塞就可能向右移动，当温度变为多少时活塞开始向右移动？

10．如图所示，圆柱形导热汽缸开口向上并竖直固定在桌面上，用质量m=10kg、截面积S=20cm2的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。测得环境的热力学温度T=300K。外界大气压强恒为p0=1.0×105Pa，取重力加速度大小g=10m/s2。（1）求汽缸内气体的压强p1；（2）现用一轻绳悬挂该活塞，初始时，轻绳恰好伸直，且不受拉力，现逐渐降低环境温度，已知轻绳能承受的最大拉力F=200N，求轻绳不被拉断时，环境的最低热力学温度T2。11．嫦娥六号在轨速度为v0，着陆器对应的组合体A与轨道器对应的组合体B分离时间为Δt，分离后B的速度为v，且与v0同向，A、B的质量分别为m、M。求：（1）分离后A的速度v1大小；（2）分离时A对B的推力大小。12．2021年5月15日，天问一号着陆巡视器成功着陆于火星，中国首次火星探测任务取得圆满成功。携带火星车的着陆器与环绕器分离后，最后阶段利用反推火箭在火星表面实现软着陆，设着陆器总质量（含燃料）为M，极短时间内喷射的燃气质量是m，为使着陆器经一次瞬间喷射燃气后，其下落的速率从v0减为v，求：（1）一次瞬间喷射过程中对燃气的冲量I；（2）瞬间喷出的燃气相对火星表面的速率。13．起跳摸高是学生经常进行的一项体育活动，在某次摸高测试中一质量为m=50kg的同学下蹲后用力蹬地的同时举臂起跳，在刚要离地时其手指距地面的高度为h1=1.60m，离地后身体姿势保持不变，手指摸到的最大高度为h2=2.85m，若从蹬地到离开地面的时间为t=0.5s，空气阻力不计，重力加速度取g=10m/s2，则在该同学上升的过程中（结果保留两位有效数字）：（1）该同学刚跳起离开地面时的速度多大；（2）地面对该同学的弹力平均值为多大。14．质量的皮球以速率垂直撞向天花板，又以的速率反弹，皮球与天花板的接触时间，g取。试求：（1）与天花板碰撞前后，皮球动量变化量的大小；（2）球撞天花板时，天花板对球的平均弹力的大小。15．某建筑工地上的打夯机将质量为的钢制重锤升高到20m的高处后使其自由下落，重锤在地面上砸出一个深坑，重锤冲击地面的过程历时0.1s。取。求：（1）重锤落地瞬间速度的大小；（2）重锤冲击地面的过程中所受重力的冲量；（3）重锤对地面的平均冲击力大小。16．如图所示，质量为的木块静止在一竖直放置的轻弹簧上端A点，弹簧下端连接地面，现有一质量为的子弹以速度竖直射向木块并瞬间嵌入其中，经过，木块第一次回到A位置，弹簧始终在弹性限度内，忽略空气阻力，取。求：（1）子弹嵌入木块后的瞬间整体速度大小v；（2）0.8s内弹簧对木块的冲量大小I。

17．一只质量为m1=3kg的乌贼吸入m2=0.6kg的水静止在水中，遇到危险时，它在极短时间内把吸入的水以大小v2=20m/s的速度向后全部喷出，求：（1）乌贼喷水后向前逃窜的速度大小v1；（2）若向前逃窜时受到水的阻力大小恒为f=2N，乌贼喷水后经过多少时间停止？18．2020年11月24日4时30分，我国在文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，这一高光时刻吸引了全球的关注。假设火箭喷气发动机每次喷出m=200g的气体，气体喷出时的速度v=1000m/s。设火箭质量M=300kg，发动机每秒钟喷气20次。（1）当第三次喷出气体后，火箭的速度为多大？（2）运动第1s末，火箭的速度为多大？19．如图，质量均为的物体和静止在水平台面上的，两处，左侧台面光滑，右侧台面粗糙。、与粗糙台面间的动摩擦因数均为。现给瞬时冲量，a运动至与发生弹性碰撞，碰后滑至离处的处停下。和均视为质点，重力加速度取。求：（1）碰撞后瞬间的速度大小；（2）冲量的大小。20．如图所示，质量为1kg的小球B静止于水平地面上，倾角为30°的斜面体固定。现有一个质量也为1kg的小球A从斜面体的最高点由静止下滑，下滑至斜面底端时，由于水平地面的作用（作用时间）使小球A的竖直分速度变为0，水平分速度不变；此后小球A与小球B正碰，且碰后两者粘在一起以1.5m/s的速度向左运动。不计一切摩擦，g取。求：（1）小球A与小球B碰撞前瞬时速度的大小；（2）斜面体的斜边长度L；（3）小球A在斜面底端和水平地面相互作用过程中弹力冲量的大小。21．如图所示，粗糙斜面的动摩擦因数为μ，倾角为θ，斜面长为L。一个质量为m的物块，在电动机作用下，从A点由静止加速至B点时达到最大速度v，之后作匀速运动至C点，关闭电动机，从C点又恰好到达最高点D。求：（1）CD段长x；（2）BC段电动机的输出功率P；（3）全过程物块增加的机械能E1和电动机消耗的总电能E2的比值。22．如图所示，质量为m=2kg的木块在倾角θ=37°的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5，g取10m/s2，求：（1）前2s内重力做的功；（2）前2s内重力的平均功率；（3）2s末重力的瞬时功率。

23．北京在2022年举办冬季奥运会，如图所示，一个滑雪运动员，质量m=75kg，以v0=2.0m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角=30°，在t=5.0s的时间内滑下的路程x=60m。取重力加速度g=10m/s2.，求：（1）滑雪运动员受到阻力f的大小（2）滑雪运动员下滑5s时，重力的瞬时功率。24．在倾角足够长的斜面上有一个质量为的物块，某时刻物块在拉力作用下由静止开始沿斜面向上运动。已知拉力大小，方向沿斜面向上，物块与斜面间的动摩擦因数，，，重力加速度取。求：（1）物块运动的加速度大小；（2）物块从静止开始运动3s内的位移大小。25．如图所示，质量m=2kg的滑块以v0=16m/s的初速度沿倾角θ=37°的斜面上滑，经t=2s滑行到最高点。然后，滑块返回到出发点。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求滑块(1)最大位移值x；(2)与斜面间的动摩擦因数；(3)从最高点返回到出发点的过程中重力的平均功率P。26．如图所示，水平地面上有一长木板B，其左端放置一物块A，物块A通过轻绳和固定于地面的电动机相连，电动机和长木板B相距较远。现启动电动机牵引物块运动，电动机以的恒定牵引力工作后瞬间切换到另一档位以的恒定牵引力再工作。已知物块A的质量，长木板B的质量，物块A与长木板B间的动摩擦因数，长木板B与地面间的动摩擦因数，重力加速度，求：（1）末电动机的功率；（2）末物块A到长木板B左端的距离。27．为了探究物体与斜面间的动摩擦因数，某同学进行了如下实验：取一质量为m的物体，使其在沿斜面方向的推力F作用下向上运动，如图甲所示，通过力传感器得到推力随时间变化的规律如图乙所示，通过频闪照相处理后得出速度随时间变化的规律如图丙所示，若已知斜面的倾角a=37°，取重力加速度g=10m/s2。（1）求物体与斜面之间的摩擦系数；（2）求撤去推力F后，物体还能上升的距离（斜面足够长）。

28．一种升降电梯的原理如图所示，A为电梯的轿厢，B为平衡配重。在某次运行时A（含乘客）、B的质量分别为M＝1000kg和m＝800kg。A、B由跨过轻质滑轮的足够长轻质缆绳连接。电动机通过牵引绳向下拉配重B，使得电梯的轿厢由静止开始向上运动。电动机输出功率P＝2kW保持不变。不计空气阻力和摩擦阻力，。在A向上运动过程中，求：（1）轿厢A能达到的最大速度；（2）轿厢A向上的加速度为时，配重B下端的牵引绳上拉力F大小；（3）厢体A从静止开始到上升的高度为5m时（箱体已处于匀速状态），试求该过程中所用的时间t。29．民用航空客机的机舱一般都设有紧急出口，飞机发生意外情况着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个气囊（由斜面部分和水平面部分构成的）．如图所示为某气囊斜面，机舱离底端的竖直高度，斜面长，斜面与水平面段间有一段很小的小圆弧平滑连接，不考虑经过轨道中C点的机械能损失．一质量旅客从气囊上由静止开始滑下，最后滑上水平面上的某点静止．已知该旅客与气囊斜面部分及水平面部分的动摩擦因数均为．（不计空气阻力，，结果可以用根号表示，根号里面小数也无妨），求：（1）人在斜面上运动时的加速度大小；（2）人滑到斜面底端C时的速度大小及该旅客滑到斜面底端C点时的重力的功率是多少？（3）人停下时距离B点的距离。30．如图，在倾角为θ的斜面ABC上，AB段光滑且长为L，BC段粗糙（动摩擦因数恒定）且足够长。一质量为m的物体在平行于斜面的力F作用下，从静止开始运动，在AB段做匀加速直线运动，经过时间t0到达B点。重力加速度为g，求：（1）AB段的拉力F的大小；（2）物体运动到B点时拉力的功率PB；（3）若BC段拉力的功率恒为PB，且物体做减速运动，定性画出物体由A运动到C的图像。答案第=page11页，共=sectionpages22页答案第=page11页，共=sectionpages22页参考答案：1．（1）8×104Pa；（2）4.8×103N【详解】（1）由题知，整个过程可认为气体的体积不变，则有解得p2=8×104Pa（2）根据压强的定义，观测台对气体的压力F=p2S=4.8×103N2．（1）;（2）【详解】（1）根据题意可知，降温前容器A中气体降温前压强为，温度为容器A中氧气降温后、阀门打开前压强为，温度为容器A中气体做等容变化，根据查理定律得代入数据得（2）对两个容器中的气体分析，根据玻意耳定律代入数据得3．（1）；（2）因，即可以安全地在中午的环境下游戏碰撞【详解】（1）碰撞游戏被压缩到最大的过程，气体等温变化，有解得（2）从早晨充好气，到中午碰撞游戏前，气体等容变化，有中午碰撞游戏，气体被压缩到最大的过程，气体等温变化，有代入数据，联立解得因，即可以安全地在中午的环境下游戏碰撞。4．（1）；（2）【详解】（1）依题意，限压阀刚被顶起时，锅内气体达到的最大压强，有解得（2）由查理定律，可得又，解得锅内食物蒸发出来的水蒸气的分压强为5．（1）见解析；（2）【详解】（1）水冷却后杯子很难拧开的原因是：水冷却后，杯内气体的温度降低，在杯内气体质量和体积一定时，根据查理定律，杯内气体压强减小，外界大气压强大于杯内气体压强，使杯盖紧贴杯身，故杯子很难拧开。（2）杯内气体做等容变化，根据查理定律有其中，,解得杯内温度降到时，杯内气体的压强为6．（1）；（2）【详解】（1）对活塞进行受力分析，根据题意可得解得（2）则7℃时封闭气体的压强为热力学温度为当传感器的示数为零时，封闭气体的压强为根据查理定律可得代入数据解得此时的温度为7．（1），；（2），【详解】（1）以汽缸的气体为研究对象，设温度为T2时气体的压强为p2，由查理定律得解得由力的平衡条件可知解得（2）关闭抽气阀门，气体的温度回到T1=300K时，气体的压强为p3解得设刚好用F的拉力恰好将气缸拉起，由力的平衡条件可知解得即至少用的拉力才能将气缸拉起。8．（1）；（2）；（3）【详解】（1）降温过程中，气体体积不变，根据查理定律：得温度降为T1时杯内气体的压强（2）对杯盖受力分析如图甲所示，当杯盖与杯身间的弹力恰好为零时，拉力最小根据平衡条件因此，最小拉力为（3）设提起杯子时气体压强为，温度为，杯身的受力分析如图乙所示：平衡时得到根据查理定律此时温度为9．（1）；（2）【详解】（1）以被封的气体的两活塞与连杆为研究对象，由平衡有：解得把、，，代入得（2）活塞没有移动，被封气体经历的过程为等容过程，当活塞恰好右移时，气体的压强为，则有解得此时气体温度为，由查理定律有其中解得即温度为活塞开始向右移动。10．（1）1.5×105Pa；（2）100K【详解】（1）对活塞进行分析，根据平衡条件有解得p1=1.5×105Pa（2）轻绳上的拉力最大时，环境温度最低，此时对活塞进行分析，根据平衡条件有缸内气体做等容变化，根据查理定律有解得T2=100K11．（1）；（2）【详解】（1）组合体分离前后动量守恒，取v0的方向为正方向，有(m＋M)v0=Mv＋mv1解得方向与v0相同；（2）以B为研究对象，对B列动量定理有FΔt=Mv－Mv0解得12．（1）；（2）【详解】（1）一次瞬间喷射前的动量一次瞬间喷射后的动量一次瞬间喷射过程中燃气对着陆器的冲量一次瞬间喷射过程中着陆器对燃气的冲量（2）喷射燃气的过程动量守恒，有解得13．（1）；（2）【详解】（1）设起跳后速度为v，由机械能守恒定律有则该同学刚跳起离开地面时的速度为（2）地面对人的冲量为I，有则地面对该同学的弹力平均值为联立解得14．（1）；（2）【详解】（1）以竖直向下为正方向，则皮球动量变化量大小为（2）以竖直向下为正方向，根据动量定理可得解得天花板对球的平均弹力大小为15．（1）20m/s；（2），方向竖直向下；（3）2.1×106N【详解】（1）重锤自由下落过程中，运动学公式可得，重锤落地瞬间速度（2）由冲量公式可得，重锤冲击地面的过程中所受重力的冲量大小为方向竖直向下（3）对重锤的冲击过程，由动量定理地面对重锤的平均冲击力大小为由牛顿第三定律，重锤对地面的平均冲击力大小16．（1）；（2）【详解】（1）对子弹嵌入木块的过程，由动量守恒定律解得（2）对嵌入后多包含子弹的木块研究，在t时间内由动量定理：规定向上为正方向解得17．（1）4m/s；（2）6s【详解】（1）设乌贼向前逃窜的方向为正方向，由系统动量守恒得0=m1v1-m2v2v1=4m/s（2）由动量定理得-ft=0-m1v1t=6s18．（1）2.0m/s；（2）13.5m/s【详解】（1）第三次气体喷出后，共喷出的气体质量m1=3×0.2kg=0.6kg以火箭初速度方向为正方向，根据动量守恒定律得（M﹣m1）v1﹣m1v=0解得v1=2m/s（2）1s末发动机喷出20次，共喷出的气体质量为m=20×0.2kg=4kg根据动量守恒定律得（M﹣m）v'﹣mv=0则得火箭1s末的速度大小为v'=13.5m/s19．（1）；（2）【详解】（1）碰撞后做匀减速运动，加速度由得（2）设与碰撞前的速度大小为，碰撞后的速度大小为，取水平向右为正方向动量守恒有机械能守恒有解得冲量得20．（1）；（2）；（3）【详解】（1）由动量守恒得解得（2）由速度分解可得小球A到达斜面底端时的速度由动能定理解得（3）由速度分解可得小球A到达斜面底端时的竖直分速度规定竖直向上为正方向，小球与水平面碰撞过程对小球由动量定理得解得21．（1）；（2）；（3）【详解】（1）物块在CD段运动过程中，由牛顿第二定律得由运动学公式联立解得（2）物块在BC段匀速运动，得电动机的牵引力为由得（3）全过程物块增加的机械能为整个过程由能量守恒得电动机消耗的总电能转化为物块增加的机械能和摩擦产生的内能，故可知故可得22．（1）48J；（2）24W；（3）48W【详解】（1）木块所受的合外力F合=mgsinθ−μmgcosθ=4N由牛顿第二定律可得木块的加速度a==2m/s2由位移时间公式，可得前2s内的位移s=at2=4m前2s内重力做的功为W=mgssinθ=48J（2）重力在前2s内的平均功率为==24W（3）木块在2s末的速度v=at=4m/s2s末重力的瞬时功率P=mgvsinθ=48W23．（1）；（2）8250W【详解】（1）根据代入数据得m/s2根据牛顿第二定律解得

（2）运动员t=5.0s时速度m/s重力的瞬时功率24．（1）；（2）7.2m【详解】（1）物块沿斜面向上做匀加速直线运动，受力分析后，建立如图所示坐标系轴方向，根据牛顿第二定律有轴方向，根据平衡条件有根据滑动摩擦力公式有联立解得（2）根据匀变速直线运动规律可得物块从静止开始运动3s内的位移大小为25．(1)16m；(2)0.25；(3)67.9W【详解】(1)小车向上做匀减速直线运动，有得(2)加速度上滑过程得(3)下滑过程由运动学公式重力的平均功率26．（1）600W；（2）1m【详解】（1）假设物块A、长木板B在内未发生相对滑动，对物块A、长木板B运用整体法与