陜西省漢中市高考物理三年（2021-2023）模擬題（一模）匯編-01解答題

陜西省漢中市高考物理三年（2021-2023）模擬題（一模）按

題型分類匯編-01解答題

一、解答題

1.（2023?陜西漢中?統(tǒng)考一模）某學(xué)校航模社團(tuán)在某次模型火箭低空飛行回收實(shí)驗(yàn)中，

火箭上升到最大高度后從48m高度處由靜止開始先向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，接著向下

做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，勻加速階段加速度大小是勻減速階段加速度大小的3倍，成功降落

地面時(shí)速度為零，向下運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為8s。不計(jì)火箭質(zhì)量的變化和空氣阻力，重力加速

度g=10m∕s2,求:

（1）火箭向下運(yùn)動(dòng)的最大速度；

（2）向下加速的時(shí)間。

2.（2023?陜西漢中?統(tǒng)考一模）如圖所示，在滕Ik3”的區(qū)域內(nèi)存在垂直XOy平面向里

的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為在x>34的區(qū)域內(nèi)存在垂直X軸方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)（圖

中未畫出），從原點(diǎn)。沿y軸正方向發(fā)射的粒子剛好從磁場(chǎng)右邊界上P（3α,Gα）點(diǎn)離開

磁場(chǎng)進(jìn)入電場(chǎng)，經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后到達(dá)X軸上的Q點(diǎn)，到Q點(diǎn)速度恰好沿X軸正方向，已知

粒子質(zhì)量為，"，電荷量為q,不計(jì)粒子重力，求:

（1）粒子經(jīng)過(guò)尸點(diǎn)的速度大小和方向;

（2）粒子從。點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)所用時(shí)間;

（3）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向。

×××

,尸（3α,商）

八

×XX

Q

O一??

X

3.（2023?陜西漢中?統(tǒng)考一模）如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑平臺(tái)上有靜止的小滑塊A、B,

〃八=Ikg,gj=2kg,兩滑塊之間有一段輕質(zhì)彈簧剛好處于原長(zhǎng)，滑塊A與輕彈簧栓

接，滑塊B末栓接彈簧，平臺(tái)右端與傾角6=37。的傾斜傳送帶平滑連接，傳送帶以

v=4m∕s的恒定速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)給滑塊A瞬時(shí)向右的沖量∕=9N?s,此后運(yùn)動(dòng)過(guò)程

中，滑塊B脫離彈簧后滑上傳送帶，并恰好能到達(dá)傳送帶頂端。已知滑塊B與傳送帶

之間的動(dòng)摩擦因數(shù)M=O5,取重力力口速度g=M）m∕s2,sin37°=0.6,cos37o=0.80求:

（1）滑塊B剛滑上傳送帶時(shí)的速度大??；

（2）滑塊B在傳送帶上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，摩擦力對(duì)滑塊B做的總功；

（3）滑塊B返回平臺(tái)與滑塊A、彈簧發(fā)生二次作用過(guò)程中，彈簧的最大彈性勢(shì)能（結(jié)

果可用根號(hào)表示）。

4.（2023?陜西漢中?統(tǒng)考一模）如圖所示，一導(dǎo)熱性能良好、內(nèi)壁光滑的汽缸豎直放置,

汽缸的深度∕=45cm,活塞與汽缸底部之間封閉了一定質(zhì)量的理想氣體。當(dāng)氣體的溫度

"=300K、大氣壓強(qiáng)Po=LOXIo'Pa時(shí)，活塞與汽缸底部之間的距離/°=30Cm,活塞

的橫截面積S=IoXl（P'π√,不計(jì)活塞的質(zhì)量和厚度?，F(xiàn)對(duì)汽缸加熱，使活塞緩慢上升,

求：

（1）活塞剛到汽缸口處（沒漏氣）時(shí)封閉氣體的溫度不；

（2）達(dá)到（1）狀態(tài)后，保持缸內(nèi)氣體溫度不變，然后向活塞上緩慢地放細(xì)砂，則放多

少砂才能使活塞回到初始位置？

5.（2023?陜西漢中?統(tǒng)考一模）如圖所示，一塊橫截面為直角三角形ABC的玻璃磚，

o

/8=90。，ZC=37o一束單色光從AB邊的中點(diǎn)M垂直入射玻璃石專，在AC邊恰好發(fā)生

全反射，最后從BC邊上的N點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）射出，已知AB邊的長(zhǎng)度為L(zhǎng),光在真

空中傳播速度為c,sin37o=0.6,cos37o=0.8,求:

i?請(qǐng)做出光路圖，并求出玻璃磚對(duì)該單色光的折射率；

ii?求該單色光從進(jìn)入玻璃磚到第一次從玻璃磚射出所經(jīng)歷的時(shí)間％

6.（2021?陜西漢中?統(tǒng)考一模）如圖所示，一質(zhì)量為，〃的帶電液滴，在大小為E,方向

試卷第2頁(yè)，共6頁(yè)

豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中處于靜止?fàn)顟B(tài)，求：

(1)這個(gè)液滴帶什么電？電荷量為多少？

(2)當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)的大小突然變?yōu)樵瓉?lái)的一半，方向保持不變時(shí)，液滴向什么方向運(yùn)動(dòng)？其加速

度為多少？

八八八八八

E

7.(2021?陜西漢中.統(tǒng)考一模)暑假，小張和小李同學(xué)去某物流公司當(dāng)志愿者，小張看

到傳送帶后想測(cè)試自己的拉力和耐力。于是他們關(guān)閉了傳送帶電源，利用如圖所示的方

式將一質(zhì)量為∕w=50kg的貨物靜置于傾角為37。、AB之間總長(zhǎng)為Δ=50m的傳送帶的最

底端。小張用恒定的拉力尸使貨物沿傳送帶向上運(yùn)動(dòng)，在他施加拉力的同時(shí)小李開始用

手機(jī)計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)IOs時(shí)，小張恰好拉到上的地方并顯得力不從心，小李立即接通電源,

同時(shí)小張完全松手，通電后傳送帶立即以4m∕s的速度順時(shí)針勻速運(yùn)動(dòng)。已知貨物與傳

送帶的摩擦因數(shù)為0.8。(?=I0m∕s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8),求：

(1)小張施加的拉力廠大小；

(2)接通電源后，還需要多長(zhǎng)時(shí)間貨物能到達(dá)最上端B處？

8.(2021?陜西漢中.統(tǒng)考一模)如圖，在水平桌面上方區(qū)域內(nèi)，存在豎直向上、電場(chǎng)強(qiáng)

5N

度E=工的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在過(guò)桌面左邊緣的虛線P。上方存在垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度

B=IT的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線尸。與水平桌面成45。角.現(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量如=2.0xl(Pkg、帶正電

?=+4.0×10-3C的小物塊A靜置在桌面上，質(zhì)量/H2=1.0×10-?g^不帶電的絕緣小物塊B,

從與A相距L=2.0m處的桌面上，以vo=5.Om∕s的初速度向左運(yùn)動(dòng)，物塊A、B與桌面間

的動(dòng)摩擦因數(shù)均為〃=0.4,二者在桌面上發(fā)生彈性碰撞(碰撞時(shí)間極短)，碰撞后8反

彈的速VB=LOm∕s,A向左運(yùn)動(dòng)進(jìn)入磁場(chǎng)，g取IOmyS2。求：

(1)碰撞后A的速度；

（2）4從進(jìn)入磁場(chǎng)到再次回到桌面上所用的時(shí)間；

（3）若經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后A、B在桌面上相遇，那么，碰撞前A與桌面左邊緣的距離。

9.（2021?陜西漢中?統(tǒng)考一模）如圖，一豎直放置的汽缸上端開口，汽缸壁內(nèi)有卡口”

和6,6間距為/7,。距缸底的高度為〃；活塞只能在4、6間移動(dòng)，其下方密封有一

定質(zhì)量的理想氣體。已知活塞質(zhì)量為，"，面積為S,厚度可忽略；活塞和汽缸壁均絕熱,

不計(jì)它們之間的摩擦。開始時(shí)活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，上、下方氣體壓強(qiáng)均為P。，溫度均為

To,現(xiàn)用電熱絲緩慢加熱汽缸中的氣體，直至活塞剛好到達(dá)〃處。求此時(shí)汽缸內(nèi)氣體的

溫度以及在此過(guò)程中氣體對(duì)外所做的功。（重力加速度大小為g）

10.（2021?陜西漢中?統(tǒng)考一模）如圖，直角三角形A8C為一棱鏡的橫截面，ZA=90o,

/8=30。.一束光線平行于底邊BC射到AB邊上并進(jìn)入棱鏡，然后垂直于AC邊射出.

（1）求棱鏡的折射率；

（2）保持AB邊上的入射點(diǎn)不變，逐漸減小入射角，直到BC邊上恰好有光線射出.求

此時(shí)AB邊上入射角的正弦.

11.（2022?陜西漢中.統(tǒng)考一模）如圖所示，右端帶滑輪的長(zhǎng)木板固定在水平桌面上，滑

塊A質(zhì)量為M=4kg,連接滑塊A和物體B的細(xì)線質(zhì)量不計(jì)，與滑輪之間的摩擦不計(jì)，

滑輪與A之間的細(xì)線沿水平方向，當(dāng)B的質(zhì)量為〃尸2kg時(shí)，A恰好不滑動(dòng)（已知最大

試卷第4頁(yè)，共6頁(yè)

靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等)，g取?θm/s2,求當(dāng)B的質(zhì)量為6kg時(shí):

(I)A的加速度是多大？

(2)細(xì)線對(duì)滑輪的作用力大小為多少？

12.(2022?陜西漢中?統(tǒng)考一模)如圖所示，豎直平面內(nèi)有一個(gè)半徑為R的光滑圓軌道，

另外空間有一平行于圓周平面水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一質(zhì)量為機(jī)，帶電量為q的正電小

球(可視為質(zhì)點(diǎn))從最低點(diǎn)A點(diǎn)以一定初速度在圓軌道內(nèi)側(cè)開始運(yùn)動(dòng)，已知小球運(yùn)動(dòng)到

M點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大，此時(shí)OM與OO的夾角為30。，重力加速度為g。求：

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小為多少？

(2)要使小球做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，%的取值范圍。

13.(2022.陜西漢中.統(tǒng)考一模)如圖甲所示，光滑的金屬導(dǎo)軌MN和平行，間距

Δ=1.0m,與水平面之間的夾角a=37。，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T,方向垂直于導(dǎo)軌

平面向上，MP間接有阻值R=7.6C的電阻，質(zhì)量”?=0.5kg、電阻z=0.4C的金屬桿c?垂

直導(dǎo)軌放置，現(xiàn)用和導(dǎo)軌平行的恒力尸沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬桿就，使其由靜止開始

運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬桿上滑的位移s=3?8m時(shí)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)應(yīng)過(guò)程的修圖像如圖乙所示，

取g=10m∕s2,導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。(sin37o=0.6,cos37o=0.8)求：

(1)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中縱人哪端電勢(shì)高，并計(jì)算恒力F的大小；

(2)從金屬桿開始運(yùn)動(dòng)到剛達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，此過(guò)程金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱；

(3)由圖中信息計(jì)算0~ls內(nèi)，金屬桿滑過(guò)的位移。

v∕(m?s'1)

甲

14.（2022?陜西漢中.統(tǒng)考一模）導(dǎo)熱良好、粗細(xì)均勻的U形玻璃管豎直放置，左端封

閉,右端開口。初始時(shí)，管內(nèi)水銀柱及空氣柱長(zhǎng)度如圖所示，下方水銀柱足夠長(zhǎng)且左、

右兩側(cè)水銀面等高。已知大氣壓強(qiáng)po=75cmHg保持不變，環(huán)境初始溫度為。=300K.

現(xiàn)緩慢將玻璃管處環(huán)境溫度提升至T2=350K,此過(guò)程中水銀無(wú)溢出。求:

（I）右側(cè)空氣柱長(zhǎng)度（保留兩位小數(shù)）;

（2）左側(cè)管內(nèi)水銀面下降的高度。

15.（2022?陜西漢中.統(tǒng)考一模）如圖所示，將透明長(zhǎng)方體放在空氣中，矩形ABC。是它

的一個(gè)截面，麗=3cm,而=8Cm，將單色光束。射入到P點(diǎn)，若入射角0=53。，a

光折射后恰好射到AD的中點(diǎn)，已知sin37o=0.6,cos370=0.8o求：

（1）透明長(zhǎng)方體的折射率；

（2）若要使。光束在AD面上發(fā)生全反射，sin。的范圍.

試卷第6頁(yè)，共6頁(yè)

參考答案:

?.(1)v=12π√S;(2)G=2s

【詳解】（1）設(shè)勻加速最大速度為V,則勻加速和勻減速運(yùn)動(dòng)平均速度都是最大速度的一

半，且滿足

V

hf=-t

2

解得

v=12m∕s

（2）設(shè)加速時(shí)間為∕∣,加速度為4,減速時(shí)間為與，加速度為電，則

a?t?=a2t2

且

tl+t2=8s,ax=3%

解得

4=2s

2.⑴誓’與y軸負(fù)方向夾角等于"60。；⑵疆；⑶等’沿，軸負(fù)方向

【詳解】（1）帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后只受洛倫茲力而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌

解得

r=2a,θ-60°

在磁場(chǎng)中由洛倫茲力提供向心力得

答案第1頁(yè)，共15頁(yè)

qvB=fn~

解得

_2qaB

m

由幾何關(guān)系可得粒子經(jīng)過(guò)尸點(diǎn)的速度方向與y軸負(fù)方向夾角等于6=60。；

(2)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心角為

"一8=120。

粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間

120°丁12πr2πtn

t=------T=一×----=-----

360o3VSqB

(3)粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類斜拋運(yùn)動(dòng)，沿X軸正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿y軸負(fù)方向做勻

減速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)沿y軸的速度為零。由牛頓第二定律得

qE=max

沿)，軸方向由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得

)2

2×<ιl×>∕3α=(v?cos6)

解得電場(chǎng)強(qiáng)度的大小

Ct—

6/77

在磁場(chǎng)中粒子順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，由左手定則可知粒子帶負(fù)電，在電場(chǎng)中沿y軸負(fù)方向做勻減速直

線運(yùn)動(dòng)，故電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿y軸負(fù)方向。

2912

3.(1)vl=-3m∕s,v2=6m∕s;(2)%=-16J：(3)E=~^j

p3

【詳解】(1)設(shè)A獲得的初速度大小為％,利用動(dòng)量定理

1=mAvo

解得

v0=9m∕s

在A、B和彈簧作用的過(guò)程中，取向右為正方向，有

V0=WAVI+，%匕

1112

萬(wàn)秋％2-=5叫匕2一+//丫2一

解得

答案第2頁(yè)，共15頁(yè)

vl=-3m∕s,v2=6m∕s

(2)設(shè)B從滑上傳送帶到與傳送帶共速的過(guò)程中加速度大小為％,位移大小為西，有

mBgsinΘ+BgCoSθ=mβɑ1

解得

2

al=10m∕s

又

22

v2-v=2alxl

解得

xl=Im

設(shè)此后滑塊B向上減速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中加速度大小為例,位移大小為有

"%gSinθ-ZBgcosS=

解得

2

a2=2m∕s

又

2

V=2a2x2

解得

x2=4m

B向下加速過(guò)程，設(shè)到達(dá)傳送帶底端速度大小為匕，有

2

v3=2?(x1+x2)

解得

2

v3=2λ∕5m∕s

滑塊B在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，有

??,?2?2

W(=/%匕~一萬(wàn)/年彩

解得

答案第3頁(yè)，共15頁(yè)

嗎=-16J

(3)對(duì)A、B和彈簧二次碰撞過(guò)程，取向左為正方向，有

mA∣W+%%=(MA+mB)4

解得

3

又

2

:㈣62+g∕77BV3=?(/n?+恤)屋+Epniax

解得

29-12√5τ

EPmaX=---------------J

3

4.(1)T1=450K；(2)5kg

【詳解】(1)對(duì)汽缸加熱，使活塞緩慢上升,氣體發(fā)生等壓膨脹，由蓋一呂薩克定律有

2IS

=T\

T0

解得

I45

T.=-7；=—×300K=450K

,

∕030

活塞剛到汽缸口處(沒漏氣)時(shí)封閉氣體的溫度為450K。

(2)保持缸內(nèi)氣體溫度不變，然后向活塞上緩慢地放細(xì)砂，使活塞回到初始位置，由玻意

耳定律有

P0IS=PlOS

假設(shè)向活塞上放細(xì)砂的質(zhì)量為加，根據(jù)受力平衡可得

PS=PaS+mg

聯(lián)立解得

∕n=5kg

2X51

5.i光路圖見解析，1.25；ii——

192c

【詳解】i?做出光路圖，如圖

答案第4頁(yè)，共15頁(yè)

由幾何關(guān)系可知，光在AC面上的入射角

￡=53。

由于光在4C面恰好發(fā)生全反射故臨界角

o

C=a=53

玻璃磚的折射率〃=—二，解得玻璃磚對(duì)該單色光的折射率

SinC

n=1.25

ii.由光路圖和幾何關(guān)系可得

225

MO=-L,ON=-L

348

單色光在玻璃磚中通過(guò)的路程為

57

S=MO+ON=——L

48

單色光在玻璃磚中的傳播速度

c

V=-

n

所以單色光在玻璃磚中傳播的時(shí)間

s

t=-

V

解得

285L

t=-------

192c

6.(1)正電，W；(2)向下運(yùn)動(dòng)，

E2

【詳解】(1)液滴受重力、電場(chǎng)力處于靜止?fàn)顟B(tài)，電場(chǎng)力方向豎直向上，電場(chǎng)方向豎直向上,

故液滴帶正電；又重力與電場(chǎng)力平衡

qE=mg

解得

q=鱉

E

答案第5頁(yè)，共15頁(yè)

(2)當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)的大小突然變?yōu)樵瓉?lái)的一半，方向保持不變時(shí)，電場(chǎng)力變?yōu)樵瓉?lái)的一半，小于重

力，故液滴向下運(yùn)動(dòng)；

E

mg-q—=ma

代入數(shù)據(jù)得

a=&

2

7.(l)F=630N;⑵11.25s

【詳解】(1)前10秒，對(duì)貨物由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得

解得

α=0.2m∕s2

由牛頓第二定律得

F一mgsin。一μmgcosθ=mal

解得

F=630N

(2)撤去外力F時(shí)貨物的速度大小為vl,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得

2a—=V,2

5'

解得

v∕=2m∕s

由于v∕<4m∕s,所以通電后貨物繼續(xù)加速，加速度為,

μmgcosθ-AHgSinθ=ma'

解得

a'-0.4m∕s2

設(shè)經(jīng)過(guò)t1貨物速度與傳送帶速度相同，則

V=vl+a'tt

解得

zl=5s

設(shè)〃內(nèi)貨物加速的位移為X/,則

答案第6頁(yè)，共15頁(yè)

22

v-vl=2a'X[

解得

xl=15m

共速后，貨物與傳送帶相對(duì)靜止一起勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為伍勻速運(yùn)動(dòng)的位移為

X2

x2=L-^-xl=25m

又因?yàn)?/p>

V

解得

t2=6.25s

所以通電后貨物需要運(yùn)動(dòng)

fl+f2=11-25s

8.(1)VΛ=2m∕s,方向水平向左；(2)Z≈1.8s；(3)0.51m

【詳解】(1)設(shè)B與A碰前瞬間的速度為V,碰后A的速度分別為山、vs,對(duì)B由動(dòng)能定

理

T?212

-μtn1gL=-nι2v--w2v0

A與B碰撞過(guò)程，對(duì)A、B組成的系統(tǒng)，由動(dòng)量守恒定律

m2v=mtvA-Wi2Vfl

由以上各式解得

VA=2m∕s

方向水平向左

(2)對(duì)A受力由于

Eq=m`g

碰后A向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)周期

T_2兀叫

qB

答案第7頁(yè)，共15頁(yè)

3

由幾何知識(shí)，A在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)了二周期

4

E

在磁場(chǎng)中時(shí)間

在磁場(chǎng)中

qvB=m

Ar1

在磁場(chǎng)中半徑

R=皿

qB

出磁場(chǎng)后運(yùn)動(dòng)時(shí)間

R=vAt2

A從進(jìn)入磁場(chǎng)到再次回到桌面上所用的時(shí)間

t=h+h

由以上各式解得

13

-+-≈1.8s

π2

(3)碰后B反彈，在桌面上向右作勻減速運(yùn)動(dòng)，速度減少為零的時(shí)間為不根據(jù)牛頓第二

定律

Hmlg=m2a

速度

V=vs-ati

解得

答案第8頁(yè)，共15頁(yè)

t3=0.25s

碰撞后B運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于A運(yùn)動(dòng)時(shí)間，由此可知A、B相遇時(shí)，B己經(jīng)停止運(yùn)動(dòng)，所以A、B

相遇的位置為B停止運(yùn)動(dòng)的位置，也是A豎直向下再次回到桌面的位置

B向右勻減速的位移

1

?=2vβr3

A距桌邊P的距離

X=R-XB

由以上各式解得

21八一

X=-------≈0.5Im

π8

9.+(POS+mg)h

〃Po,

【詳解】開始時(shí)活塞位于。處，加熱后，汽缸中的氣體先經(jīng)歷等容過(guò)程，直至活塞開始運(yùn)動(dòng)。

設(shè)此時(shí)汽缸中氣體的溫度為。，壓強(qiáng)為0,根據(jù)查理定律有

τ0T1

根據(jù)力的平衡條件有

PlS=PoS+mg

聯(lián)立可得

7=(1+氣幾

POS

此后，汽缸中的氣體經(jīng)歷等壓過(guò)程，直至活塞剛好到達(dá)h處，設(shè)此時(shí)汽缸中氣體的溫度為

T2；活塞位于4處和人處時(shí)氣體的體積分別為力和根據(jù)蓋一呂薩克定律有

匕=W

工T2

式中

Vi=SH

V2=S(H+∕z)

聯(lián)立③④⑤⑥式解得

7ζ=(l+?(l+?7;,

HPoS

從開始加熱到活塞到達(dá)匕處的過(guò)程中，汽缸中的氣體對(duì)外做的功為

答案第9頁(yè)，共15頁(yè)

W=(P()S+mg)h

10.(1)√3;(2)sini'=^γ^

【詳解】(1)光路圖及相關(guān)量如圖所示.光束在AB邊上折射，山折射定律得

式中〃是棱鏡的折射率.由幾何關(guān)系可知

α+yδ=60o..............②

由幾何關(guān)系和反射定律得

6=/T=ZB=30。.......③

聯(lián)立①②③式，并代入，=60。得

n=?∣3................④

(2)設(shè)改變后的入射角為乙折射角為優(yōu)，由折射定律得

依題意，光束在BC邊上的入射角為全反射的臨界角區(qū),且

sin?=?..................⑥

n

由幾何關(guān)系得

?=a'+30o...................⑦

由④⑤⑥⑦式得入射角的正弦為

Sini'=丹也.......⑧

11.(1)4m∕s2;(2)36√2N

【詳解】(1)由題意可知：A恰好不滑動(dòng)時(shí)，所受摩擦力為

f=mg=20N

當(dāng)B的質(zhì)量為6kg時(shí)，對(duì)AB整體

mig-f=(M+mλ)a

答案第10頁(yè)，共15頁(yè)

聯(lián)立解得

=4m∕s2

（2）對(duì)A,根據(jù)牛頓第二定律

F二f=Ma

解得

F=36N

細(xì)線對(duì)滑輪的作用力為

「=√F2+F2=36√2N

12.(1)畫￡；(2)v0>2λ∕?Λ

q

【詳解】（1）根據(jù)小球在平衡位置M點(diǎn)的受力分析可得

qE=?∣3mg

r8"g

LL.------------

q

（2）重力和電場(chǎng)力的合力

F=Img

在等效最高點(diǎn)臨界需有

?v-,5

=tn一

R

解得

v=y∣2gR

從A點(diǎn)到等效最高點(diǎn)根據(jù)動(dòng)能定理有

一2限IR=M2一如;

答案第11頁(yè)，共15頁(yè)

解得

vtl=2y∣2gR

即%的取值范圍

v0>2λ∕?Λ

13.(I)6端電勢(shì)高，3.5N；(2)0.0825J；(3)0.4m

【詳解】(1)由右手定則可判斷，金屬桿中感應(yīng)電流由α流向6方相當(dāng)于電源的正極，故

8端電勢(shì)高，當(dāng)金屬桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由平衡條件得

F=mgsin37°+F安

由法拉第電磁感應(yīng)定律有

Em=BLVta

閉合回路中的感應(yīng)電流

lm?-?-

mR+r

金屬桿所受安培力

F安=BLL

由圖乙可知

vnl=1.0m∕s

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得

F=3,5N

(2)從金屬桿開始運(yùn)動(dòng)到剛達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，由動(dòng)能定理得

1,

(F-mgsin37°)S-W,i=—mv^m

克服安培力所做的功等于整個(gè)電路產(chǎn)生的焦耳熱，即

Q=%

兩電阻產(chǎn)生的焦耳熱與阻值成正比，故金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱為

β=√-β

R+r

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得

Qr=0.0825J

答案第12頁(yè)，共15頁(yè)

(3)金屬桿做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)量定理有

o

-mgsin37)t-BILt=mvl-O

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有

-ΔΦBLx

E=----=------

△tt

根據(jù)閉合電路歐姆定律有

由圖乙可知

vl=0.6m∕s

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得金屬桿滑過(guò)的位移

X=0.4m

14.(1)5.83cm；(2)3cm

【詳解】(1)設(shè)玻璃管的橫截面積為S,右側(cè)氣體初狀態(tài)體積