2022年河北省邯鄲市高三（下）高考二模物理試題（解析版）

邯鄲市2022屆高三年級二?？荚?/p>

物理

考生注意：

1.答題前，考生務必將自己的姓名、考生號填寫在試卷和答題卡上，并將考生號條形碼粘貼

在答題卡上

的指定位置。

2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對應題目的答案標號涂黑。如需改

動，用橡皮擦

干凈后，再選涂其他答案標號?；卮鸱沁x擇題時將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。

3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。

一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有

一項是符合題目要求的。

1.吸煙過程是一個香煙不完全燃燒的過程，過程中能產(chǎn)生的有害成分達3000余種。其過程中會釋放一種

危險的放射性元素”缽（；：°PO）”,；「PO連續(xù)發(fā)生〃?次a衰變和“次夕衰變后產(chǎn)生了新核鈿

（瞿Bi）,下列說法正確的是（）

A.a衰變就是化學中分解反應n=\

C.新核錫（^6Bi）的中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多43個D.；：°PO衰變產(chǎn)生的夕粒子可以穿透1cm厚的鋼板

【答案】B

【解析】

【詳解】A.。衰變是原子核衰變的一種形式，是核反應，不是化學中分解反應，A錯誤。

B.2；；Po比2MBi多1個質(zhì)子，多3個中子，發(fā)生a衰變是放出；He,發(fā)生夕衰變是放出：e,根據(jù)質(zhì)量

數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒有

2加一〃+83=84

4m+206=210

解得

m-\,〃=1

B正確；

C.新核地（著Bi）的質(zhì)子數(shù)為83個，中子數(shù)有

206-83=123

中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多

123-83=4()

C錯誤；

D.a粒子的穿透能力較弱，不能穿透1cm厚的鋼板，D錯誤。

故選B。

2.某小組設計了一個溫控裝置如圖所示，一理想自耦變壓器的原線圈與有效值不變的正弦交流電源相連

接，副線圈上接有1個指示燈泡L和熱敏電阻已知溫度升高熱敏電阻與減小，燈泡L的額定電壓大

于交流電壓的有效值。下列分析判斷正確的是（）

A.當滑動觸頭P向下移動時，燈泡L變亮

B.當滑動觸頭P向下移動時，輸入電流增大

C.當滑動觸頭P不動時，若熱敏電阻用所處的環(huán)境溫度升高，則指示燈變亮

D.當滑動觸頭尸不動時，若熱敏電阻用所處的環(huán)境溫度升高，則指示燈亮度不變

【答案】C

【解析】

【詳解】AB.當滑動觸頭P向下移動時，自耦變壓器的副線圈兩端電壓減小，燈泡的變暗，副線圈功率

變小，故輸入電流減小，AB錯誤；

CD.當滑動觸頭P不動時，自耦變壓器的副線圈兩端電壓不變，若熱敏電阻R,所處的環(huán)境溫度升高，熱

敏電阻與減小，燈泡兩端的電壓增大，燈泡變亮，C正確，D錯誤。

故選C。

3.速度選擇器裝置如圖所示，a粒子He）以速度均自。點沿中軸線OO'射入，恰沿做勻速直線

運動。所有粒子均不考慮重力的影響，下列說法正確的是（)

A.a粒子（：He）以速度%自O'點沿中軸線從右邊射入也能做勻速直線運動

B.電子（＞）以速度%自。點沿中軸線射入，恰沿中軸線OO'做勻速直線運動

C.筑核H）以速度自。點沿中軸線。。射入，動能將減小

D.晁核（：H）以速度2%自。點沿中軸線射入，動能將增大

【答案】B

【解析】

【詳解】a粒子（；He）以速度%自。點沿中軸線射入，恰沿中軸線做勻速直線運動，將受到向上的洛

倫茲力和向下的電場力，滿足

qv°B=qE

解得

E

%二萬

即a粒子的速度滿足速度選擇器的條件；

A.a粒子（：He）以速度%自O'點沿中軸線從右邊射入時，受到電場力向下，洛倫茲力也向下，故會

向下偏轉(zhuǎn)不會做勻速直線運動，A錯誤；

B.電子（：e）以速度?自。點沿中軸線射入，受到電場力向上，洛倫茲力向下，依然滿足電場力等于

洛倫茲力，而做勻速直線運動，即速度選擇器不選擇電性而只選擇速度，B正確；

C.笊核（；H）以速度;％自。點沿中軸線。0'射入，洛倫茲力小于電場力，粒子向下偏轉(zhuǎn)，電場力做

正功，動能將增大，C錯誤；

D.瓶核（：H）以速度2%自0點沿中軸線。。射入，洛倫茲力大于電場力，粒子向上偏轉(zhuǎn)，電場力做

負功，動能將減小，D錯誤。

故選Bo

4.如圖所示。在水平地面的木板上安裝有豎直桿，在桿上A、B兩點間安裝長為2d的輕繩，兩豎直桿間距

為兒A、B兩點間的高度差為一，現(xiàn)有帶光滑鉤子、質(zhì)量為，〃的物體鉤住輕繩且處于平衡狀態(tài)，重力加

2

A.開始平衡時輕繩的張力大小為mg

B.開始平衡時輕繩的張力大小為避整

3

C.若將繩子的A端沿豎直桿上移，繩子拉力將變大

D.若將木板繞水平軸CD緩慢向紙面外旋轉(zhuǎn)，輕繩的張力先增大后減小

【答案】B

【解析】

【詳解】AB.令結(jié)點左側(cè)繩長心結(jié)點右側(cè)繩長4,有

4cos4+Z2cos02=d

由水平方向受力平衡

Tcos0]=Tcos02

有

cosa=cosa=—=—

12Id2

豎直方向受力平衡有

2Tsinq=mg

帶入數(shù)據(jù)可解得

T1=------

3

A錯誤，B正確；

CD.將繩子的A端沿豎直桿上移，或?qū)⒛景謇@水平軸CO緩慢向紙面外旋轉(zhuǎn)，由AB中分析可知由于A、

B兩點的水平間距不變，左右兩部分與水平方向夾角不變，所以繩子拉力大小不變，CD錯誤。

故選Bo

5.如圖1所示，在粗糙的水平面上靜止放置一滑塊，f=0時刻在滑塊上施加一水平向右的外力凡外力大

小隨時間的變化規(guī)律如圖2所示，滑塊的加速度隨時間的變化規(guī)律如圖3所示，己知滑塊與地面間的滑動

摩擦力等于最大靜摩擦力，重力加速度g取lOm/s?。則下列說法正確的是（）

a/(m-s-2)

0\123t/so\1234t/s

圖1圖2圖3

A.滑塊的質(zhì)量為m=2kgB.4s末滑塊速度的大小為12m/s

C.在0~ls的時間內(nèi)，摩擦力的沖量大小為0D.在0~4s的時間內(nèi)，摩擦力的沖量大小為22N-s

【答案】D

【解析】

【詳解】根據(jù)圖2可知，外力F隨時間的關系的表達式為

尸=2+4,

由圖3可知，在片1s時，物塊開始有加速度，故此刻拉力與最大靜摩擦力平衡，則有

/=6=6N

A.由圖3可知，在/=4s時，滑塊的加速度為4m/s2,根據(jù)牛頓第二定律有

F4-f=ma

解得

^^=3kg

m=

a

A錯誤；

B.由“1圖像的面積表示速度的變化量，滑塊由靜止開始加速運動，故4s內(nèi)“Y圖像的面積即表示為4s

末滑塊速度的大小

0+4

匕-------x(4-l)m/s=6m/s

2

B錯誤；

C.在0~ls的時間內(nèi)，有靜摩擦力作用，故摩擦力的沖量大小不為0,其大小等于下的沖量大小

2+6

/fi=------xlN-s=4N-s

2

C錯誤;

D.在1~4s的時間內(nèi)，摩擦力的沖量大小為

/n4=.%4=6x3N，s=18N?s

故在0~4s的時間內(nèi)，摩擦力的沖量大小為

/=%+IM=22N-s

D正確。

故選D。

6.空間存在沿x軸方向的電場，x軸上各點電勢°隨坐標x變化的關系如圖所示，則下列判斷正確的是

A.在七處電場強度最大

B.在0~玉間只有一點電場強度的大小為&)=皆

C.將電子由4處移到馬的處的過程中，電場力做正功

D.質(zhì)子在4處電勢能為零，受到的電場力也為零

【答案】B

【解析】

【詳解】A.在4處，電勢隨位置變化而不變，故該電場強度最小，為0,A錯誤；

B.根據(jù)0—x圖像切線斜率的大小表示電場強度的大小可知，在。?西間有一點切線方向與不處的割線

平行，即有一點電場強度的大小為”,B正確；

C.將電子由七處移到W的處的過程中，電勢降低，電勢能增加，電場力做負功，c錯誤;

D.質(zhì)子在巧處電勢為零，電勢能為零，但是該位置電場強度不為零，故受到的電場力不為零，D錯誤。

故選Bo

7.某小組設計一個離心調(diào)速裝置如圖所示，質(zhì)量為機滑塊Q可沿豎直軸無摩擦地滑動，并用原長為/的

輕彈簧與0點相連，兩質(zhì)量均為m的小球P,和P2對稱地安裝在軸的兩邊，P,和P2與。、R和P2與Q間

用四根長度均為/的輕桿通過光滑錢鏈連接起來。當裝置靜止不動系統(tǒng)達到平衡時，輕桿張開的角度為

6=30。。已知重力加速度為g,則下列說法正確的是（）

A.當裝置靜止不動系統(tǒng)達到平衡時，輕彈簧彈力大小為3,移

B.當裝置靜止不動系統(tǒng)達到平衡時，輕彈簧的伸長量為/

c.若和巳繞軸旋轉(zhuǎn)的角速度從o緩慢增大，則彈簧的彈性勢能先減小后增大

D.若R和巳繞軸旋轉(zhuǎn)的角速度從0緩慢增大，則彈簧的彈性勢能逐漸減小

【答案】C

【解析】

【詳解】A.當裝置靜止不動系統(tǒng)達到平衡時，對R和P2受力分析有，OP沿桿向上的拉力和QP桿沿桿向

上的支持力，則OP桿的拉力為

FOPcos0+FQPCOS0=mg

Fovsin0=FQPsin0

解得

%=方-〃陪

沿豎直方向上的分力為等。將R、巳和Q與之間的桿看做整體，整體受重力和R和P?與。之間桿的拉

力，彈簧的彈力，根據(jù)平衡條件得

2々加cos0+kNl-3mg

故輕彈簧彈力大小為2mg,A錯誤；

B.根據(jù)幾何關系可知，當裝置靜止不動系統(tǒng)達到平衡時，0Q的距離為的距離為由/,故輕彈簧的伸長量

為(6-1)/,B錯誤；

CD.若匕和P2繞軸旋轉(zhuǎn)的角速度從0緩慢增大，P1和P2所需要的向心力變大，故QP桿對球P的支持力

先逐漸減小后反向增大，0P桿對球P的拉力逐漸增大，彈簧由伸長狀態(tài)，長度不斷變小，隨后又變?yōu)閴?/p>

縮狀態(tài)，故彈簧的彈性勢能先減小后增大，C正確，D錯誤。

故選C。

二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有兩

個或兩個以上選項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0

分。

8.據(jù)報道北京時間2021年10月16日9時58分，航天員翟志剛、王亞平、葉光富先后進入天和核心艙，

中國空間站也迎來了第二個飛行乘組。已知空間站繞地球飛行的軌道可視為圓軌道，軌道離地面的高度約

為地球半徑的上，地球同步衛(wèi)星軌道離地面的高度約為地球半徑的6倍，下列說法正確的是()

16

A.航天員在空間站可以通過舉重來鍛煉肩部和背部肌肉

B.航天員在空間站可以通過彈簧拉力器鍛煉肩部和背部肌肉

C.王亞平老師將水從水袋中擠出后，水會在空中顯現(xiàn)水球是因為水不受萬有引力作用

D.中國空間站在軌道上運行周期小于同步衛(wèi)星的運行周期

【答案】BD

【解析】

【詳解】A.重物在空間站里處于完全失重狀態(tài)，所以航天員在空間站不可以通過舉重來鍛煉肩部和背部

肌肉，故A錯誤；

B.彈簧彈力是由彈簧形變產(chǎn)生，航天員在空間站可以通過彈簧拉力器鍛煉肩部和背部肌肉，故B正確；

C.王亞平老師將水從水袋中擠出后，水會在空中顯現(xiàn)水球是因為水球所受萬有引力全部用來提供做圓周

運動的向心力而處于完全失重狀態(tài)，故C錯誤；

D.根據(jù)

解得

結(jié)合題意可知中國空間站在軌道上運行周期小于同步衛(wèi)星的運行周期，故D正確。

故選BD。

9.如圖所示，在光滑的水平地面上放有質(zhì)量為，"的U形導體框，導體框的電阻可忽略不計。一電阻為

R、質(zhì)量也為，〃的導體棒CD兩端置于導體框上，與導體框構(gòu)成矩形回路，矩形回路的寬度為乙、長為s；

在U形導體框右側(cè)有一豎直向下足夠大的勻強磁場，磁感應強度大小為B,磁場邊界與E尸平行，且與E尸

間距為s?！，F(xiàn)對導體棒CC施加一水平向右的恒力/使U形導體框和導體棒以相同加速度向右運動,

當EF剛進入磁場U形導體框立即勻速運動，而導體棒CQ繼續(xù)加速運動。已知重力加速度為g,導體棒

CO與U形導體框間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，導體棒與框始終接觸良好。下列判斷正確的是

)

CsEXXXX

B

LXXXX

XXXX

XX

DFXX

A.EF在進入磁場以前導體棒CD受到導體框的摩擦力大小F

B2I3[FS^

B.E尸在剛進入磁場以后導體棒CO受到導體框的摩擦力大小f=

R

c.導體棒CO與。形導體框都進入磁場，經(jīng)過足夠長時間后兩者可能都做勻速運動

D導體棒CO與U形導體框都進入磁場，經(jīng)過足夠長時間后兩者都做勻加速運動

【答案】BD

【解析】

【詳解】A.所在進入磁場以前，棒與框一起加速運動，則有

F=2ma

導體框受靜摩擦力作用加速運動，則有

?fo=ma=5

根據(jù)牛頓第三定律可知，EF在進入磁場以前導體棒8受到導體框的摩擦力大小二，A錯誤;

2

B.導體框進入磁場前做勻加速運動，根據(jù)運動學關系可知

詔-0=2as[)

解得

EF在剛進入磁場以后，導體框切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢

E=BLv0

通過EF電流為

I=E=BLy^

RR

受到安培力作用為

導體棒與導體框發(fā)生相對運動，之間的摩擦力變?yōu)榛瑒幽Σ亮?，導體框在磁場中勻速運動可知，滑動摩擦

力與安培力平衡

CD.導體棒CZ)與U形導體框都進入磁場，開始時，導體棒C。速度大于U形導體框速度，由導體棒

CO邊與導體框共同切割磁感線產(chǎn)生電動勢，形成電流，使得U形導體框EF邊受到向右的安培力，與摩

擦力共同作用使其做加速運動，E尸邊受到向左的安培力，向右做加速運動。設導體棒和金屬框的速度

分別為匕和2，則電路中的電動勢

E-3L(w-嶺)

電路中的電流

I——E——瓶（巧一彩）

RR

金屬框和導體棒CD受到的安培力

22

_B￡(V,-V2)

'安框R

與運動方向相同

22

,BL(V,-V2)

「發(fā)CDR

與運動方向相反

則對導體棒CD

8*(丫%)

F￡f=㈣

對金屬框

,B2L2(V,-V)

2

f+￡=ma2

初速度V,>v2,則q開始逐漸減小，的逐漸變大。當q=%時，相對速度

一FR西

大小恒定，經(jīng)過足夠長時間后兩者都做勻加速運動，C錯誤，D正確。

故選BD。

10.如圖所示，在水平地面上方有水平向右的勻強電場，其電場強度的大小為E,在地面上。點處有一足

夠大的固定絕緣平板OM與水平地面夾角6=30°,在地面上到。點距離為d的P點處有帶電小球。已知

小球的質(zhì)量為m,當給小球一垂直于OM方向的初速度時，小球恰好沿垂線PN運動到絕緣平板上的N點

且未發(fā)生碰撞。小球可視作質(zhì)點，重力加速度為g。下列說法正確的是（)

A.小球所帶的電量為4=華旦

B.小球初速度的大小為％=J半gd

C.若給小球一個垂直地面豎直向上的初速度u=J麗，小球仍能打到絕緣平板上

D.若給小球一個平行于絕緣平板MN的初速度v,=而，小球經(jīng)過時間t=￡又落回地面

【答案】BCD

【解析】

【詳解】AB.由題意可知，帶電小球所受合力與小球速度方向相反，如圖所示，可知小球帶正電

可得

F」~^=空mg

qE=mgtan30,

acos3003

解得

6mg

q=------

3E

根據(jù)動能定理可得

-7*1sin300=0--mvl

聯(lián)立解得

A錯誤，B正確;

C.若給小球一個垂直地面豎直向上的初速度y=J筋，沿PN方向和垂直于PN方向進行分解，則

小球仍能打到絕緣平板上，C正確;

D.若給小球一個平行于絕緣平板的初速度用=而，沿豎直方向和水平方向進行分解，則豎直方向

的分速度為

1

匕、=一H=-——

)22

又落回地面的時間為

D正確。

故選BCDo

三、非選擇題：共54分。第11~14題為必考題，每個試題考生都必須作答。第15~16題為選

考題，考生根據(jù)要求作答。

（一）必考題：共42分。

11.某小組設計了如圖所示裝置來驗證加速度〃與物體所受合外力尸的關系。重物A的質(zhì)量為M,重物

A、B用繞過光滑定滑輪的輕繩連接，在B的一邊放有6個質(zhì)量均為〃?的槽碼，此時A、B剛好平衡且保

持靜止。豎直標尺上固定兩個標記C和。，C和。的距離為人固定重物A在標記C處，現(xiàn)將重物B上面

的一個槽碼放在重物A上面。

c

□1

標

h

尺槽碼

D

（1）由靜止釋放重物A,用時間傳感器記錄A由標記C運動到D的時間t,則重物A到達標記D的速度

為丫=;

（2）再將重物8上面的槽碼移"=2個、3個、4個、5個、6個放在重物A上面。由靜止釋放重物A,保

持每次重物下落的位置不變，重復（1）實驗多次，測得多個A由標記C運動到。的時間f,已知當?shù)刂亓?/p>

加速度為g，以產(chǎn)為縱軸，以（填或“二”）為橫軸，如果圖像是斜率等于

nn~

—且過原點的直線，則可以得出當物體質(zhì)量一定時，物體的加速度與合外力成正比。

_2h1-2Mh

【答案】①.一②.-③.——

tnmg

【解析】

【詳解】（1）[1]A由標記C運動到。過程中做初速度為0的勻加速直線運動，則有

,V

h=-t

2

整理得

2h

v=——

t

（2）⑵[3]物體下落的加速度為

v2h

a=-=—

tV

在B的一邊放有6個質(zhì)量均為加的槽碼，此時A、B剛好平衡且保持靜止，則有

Mg=6mg+MBg

根據(jù)牛頓第二定律

+nm)g—(6—njmg—M^g=(A7+6m+M

聯(lián)立整理得

22Mh1

t=-----

mgn

,12Mh

故，以尸為縱軸，以一為橫軸，圖像是斜率等于——，且過原點的直線，則可以得出當物體質(zhì)量一定

nmg

時，物體的加速度與合外力成正比。

12.某小組測定一金屬絲的電阻率，部分實驗步驟如下：

（1）用螺旋測微器測量該金屬絲直徑，示數(shù)如圖1所示，則該金屬絲的直徑d=mm；

（2）因為在實驗室找不到合適的電流表，該同學設計了如圖2所示的電路，電源電動勢E為4.5V,內(nèi)阻，

約為1C,定值電阻飛=15QC；電壓表量程為3V,內(nèi)阻段約為3kC,一根均勻電阻絲（電阻絲總阻值

大于凡），并配有可在電阻絲上移動的金屬夾）、電阻箱。主要實驗步驟如下:

012345678910II121314151617181920

IlJII",I":I,III1IIIII!IIIIIIIII1I"1I:I

A將器材按如圖2所示連接；

B.開關閉合前為了電壓表的安全，金屬夾應夾在電阻絲的（填“m”或）端，并將電阻

箱的阻值調(diào)到（填“最大”或“最小”）；

C.然后調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使電壓表的示數(shù)為U°=3.0V,記下電阻箱的阻值；之后不斷改變段接入電路

的長度x,調(diào)整電阻箱的阻值，使電壓表示數(shù)始終為U°=3.0V,記錄下電阻絲&接入電路的長度x及對

應電阻箱的阻值凡得出多組數(shù)據(jù)，作出Rx圖線如圖3所示?！?、人為已知量；Do根據(jù)圖像和測量的直

徑求得金屬絲的電阻率。=（用“、b、d、左等字母表示），電壓表內(nèi)阻使得電阻率p測量結(jié)果

（填“不變”“偏大”或“偏小”）。

【答案】①.3.700##3.699##3.701②.〃（3）.最?、?砂L⑤.不變

4。

【解析】

【詳解】（1）[1]螺旋測微器讀數(shù)是固定刻度讀數(shù)（0.5mm的整數(shù)倍）加可動刻度（0.5mm以下的小數(shù)）讀

數(shù)，圖中讀數(shù)為

d=3.5mm+20.0x0.（）lmm=3.700mm

（2）[2]⑶電壓表測量電阻絲和電阻箱的總電壓，故開關閉合前為了電壓表的安全，金屬夾應夾在電阻絲

的〃端，并將電阻箱的阻值調(diào)到最??；

⑷保持電壓表示數(shù)不變，即電阻絲的阻值與電阻箱的總電阻保持不變，根據(jù)圖像的截距可知，電阻絲的阻

值與電阻箱的總電阻為瓦當變阻箱電阻為。時，電阻絲的長度為“，則有

整理得

7rbd2

p-------

4。

[5]因為電壓表的示數(shù)始終保持不變，電阻絲的阻值與電阻箱的總電阻保持不變，故電壓表的內(nèi)阻對測量結(jié)

果無影響，使得電阻率P測量結(jié)果不變。

13.某小組設計了分離質(zhì)子和a粒子的裝置如圖所示，內(nèi)部直徑為d的真空加速管兩端接有高壓直流電壓

U,有一粒子源持續(xù)不斷地向真空加速管下端釋放質(zhì)子;H和a粒子；；He的混合粒子，粒子初速度為零，

經(jīng)真空加速管加速后，這些粒子從上端口垂直磁場方向進入勻強磁場經(jīng)過磁場將質(zhì)子;H和a粒子；He分

離。己知質(zhì)子的質(zhì)量為，小a粒子的質(zhì)量為4〃?，質(zhì)子的電量為e,不計粒子的重力。求：

（1）質(zhì)子;H和a粒子；He進入磁場時速度大??；

（2）要使質(zhì)子;H和a粒子；He通過磁場以后完全分開，勻強磁場的磁感應強度8必須滿足的條件。

XXXXXXXX

XXXXXXXX

XXXXXXXX

XXXXXXXX

-）坪檸⑵'TH

【解析】

【詳解】（1）設質(zhì)子;H和a粒子：He進入磁場時速度大小分別為匕、匕，根據(jù)動能定理得

12

eU=-mv]

2eU^--Amv^

22

解得

\2eU

[eU

V2=h

（2）設質(zhì)子;H和a粒子；He進入磁場后做圓周運動的半徑分別為4和與,由洛倫茲力提供向心力得

2

Bevy=m-

r\

解得

_mv}_1色必

'lBe-BNe

同理

A

B-2ev2=4m—

r2

解得

2mv2\mU

為=Be2=Bqe

要使質(zhì)子；H和a粒子；He通過磁場以后完全分開，則

lr2-lrx>d

解得

*（4-2及）［^U

dNe

14.如圖所示，在傾角9。37。足夠長的粗糙斜面上放一長L=3.0m、質(zhì)量為機、上下?lián)醢搴穸炔挥嫷腢

形盒子P（盒子內(nèi)底面與斜面平行），盒子P與斜面間的動摩擦因數(shù)〃=*。在盒子的上端放一質(zhì)量等于

2"的物塊Q（可看做質(zhì)點），Q與盒子內(nèi)表面無摩擦，放開物塊后即在盒內(nèi)滑下與下面擋板碰撞，設碰撞

時間極短且碰撞中沒有機械能損失，重力加速度g取lOm/s?,sin37°=0.6,cos37°=0.81,求：

（1）物塊Q與盒子P發(fā)生第一次碰撞后各自速度大??；

（2）物塊Q與盒子P發(fā)生第一次碰撞后再經(jīng)過多長時間與P發(fā)生第二次碰撞；（結(jié)果可用根式表示）

（3）當盒子P從開始位置向下運動至多大距離時，物塊Q才不再與盒子P發(fā)生碰撞。

6

【答案】（1）%=2m/s,vp=8m/s；（2）Rs；（3）9m

【解析】

【詳解】（1）物塊Q下滑，第一次碰撞前做勻加速運動，根據(jù)牛頓第二定律

2mgsin0-2ma

a=gsin。=6m/s2

根據(jù)速度與位移關系公式：產(chǎn)-%,=2ax得物塊Q與盒子P發(fā)生第一次碰撞前的速度為

v-\j2aL-J2g-sin6=6m/s

物塊Q與盒子P發(fā)生第一次碰撞滿足動量守恒和機械能守恒，則有

2mv=2mvQ+mvp

—?2mv2

2

解得

v4v

vQ=—=2m/s,vp=—=8m/s

(2)第一次碰撞后盒子P做勻減速運動，根據(jù)牛頓第二定律有

mgsin6—?3mgcos0=ma

解得

a'=gsin6-3〃gcos0--16m/s2

物塊Q與盒子P速度相等時有

vp+a7()=vQ+ata

解得

3

t=——s

0Q11

3

在。=「s時，盒子P與物塊Q的位移差為

1,2f12』m<3m

vp1o+-a%一1%，()+-at(>

11

故不會與上板相碰，設物塊再經(jīng)過時間"與P發(fā)生第二次碰撞，則有

2

Vpt+—4Z'/"=VQZ+—6Z/

解得

6

一s

11

(3)物塊Q與盒子P發(fā)生的是彈性碰撞，分析可知物塊Q與盒子P只要運動就一定會碰撞，當物塊Q與

盒子P均靜止時就不在發(fā)生碰撞，設盒子P下滑的距離為s,根據(jù)能量守恒可得

3mgssin8H—2mv"-fi-3mgscos0

解得

s=9m

(-)選考題：共12分。請考生從2道題中任選一題作答。如果多做，則按第一題計分。

15.如圖所示，一定量的理想氣體經(jīng)歷三個不同過程，從狀態(tài)a經(jīng)過熱力學過程"、be、后又回到狀態(tài)

下列說法正確的是()

B.浦過程中，外界對氣體做正功

C.岳過程中，氣體始終吸熱

D.ca過程中，c狀態(tài)的體積匕與。狀態(tài)的體積匕的關系式為去=4.7315

va

Eca過程中，氣體始終向外界放熱

【答案】BCE

【解析】

【詳解】AB.由圖可知，他過程，6與絕對零度連線的斜率大于“與絕對零度連線的斜率，則人狀態(tài)氣體

的體積小于。狀態(tài)氣體的體積，則必過程中體積減小，氣體對外做功，A錯誤，B正確；

C.慶過程中，氣體溫度不變，壓強變小，體積變大，故氣體內(nèi)能不變，對外做功，根據(jù)熱力學第一定律

可知，氣體始終吸熱，C正確；

D.s過程中，氣體壓強不變，等壓變化，得

c狀態(tài)的體積匕與。狀態(tài)的體積V“的關系式為

—.15+273.15—7315

匕，Ta100+273.15

D錯誤；

E.以過程中，氣體壓強不變，溫度降低，內(nèi)能減小，氣體體積變小，外界對氣體做功，故氣體始終根據(jù)

熱力學第一定律可知，氣體始終向外界放熱，E正確。

故選BCE,

16.某小組設計了一個氣壓升降機如圖所示，豎直圓柱形光滑絕熱汽缸中間有一個小支架，支架上放有可

以自由移動的橫截面積為S的絕熱輕質(zhì)活塞，活塞上放有重物，活塞到缸底的距離為，，已知大氣壓強為

Po,重力加速度為g?；钊路娇臻g放有電阻絲，可以對氣體加熱。工作時先把活塞下方抽成真空，然后

將容積為h=A"S、壓強為Pl=110p。、溫度為"裝有氨氣的容器通過閥門K向活塞下方空間充氣,

假設充氣過程中氨氣的溫度不變，且可視為理想氣體，充氣結(jié)束時活塞剛好離開支架。

（1）求重物的質(zhì)量M；

（2）將閥門K關閉以后，將電阻絲接通電源，當電阻絲產(chǎn)生的熱量。全部被氯氣吸收時，活塞上升高度

為h,求此時汽缸內(nèi)氨氣的溫度T和增加的內(nèi)能

［箏］

1接柱電由源1

【答案】（1）一“［一；（2）“+'T。,Q-l°P°Sh

8H

【解析】

【詳解】（1）充氣過程中氮氣的溫度不變，等溫變化得

110為%=.(%+m)

V^—HS

°10

解得充氣后活塞下方氣體的壓強為

p=lOPo

對活塞受力分析得

pS=p0S+Mg

解得

g

（2）活塞上升過程中其他壓強不變，由等壓變化為

SH=S（H+h）

彳=~"T

解得

H+h

T=

H

在此過程中，氣體對外做功為

W-