解答题——规范、抢分练(1)（Word练习）-【优化指导】2023高考物理二轮复习高中总复习·第2轮（新教材 多选版）

解答题——规范、抢分练(1) 1．(2021·山东泰安高三三模)如图所示，一导热性能良好的圆柱形气瓶水平固定，瓶内有用光滑活塞分成的A、B两部分理想气体。开始时，A、B两部分气体的体积之比为3∶2，压强均为p，活塞与气瓶的内壁间气密性良好。 (1)请通过计算判断当环境温度缓慢升高时，活塞是否移动； (2)若环境温度不变，因阀门封闭不严，B中气体向外缓慢漏气，活塞将缓慢向右移动，求当B中气体体积减为原来的一半时，A中气体的压强。 答案：(1)不移动(计算过程见解析)　 (2)p 解析：(1)假设环境温度升高的过程中活塞不动，气体发生等容变化，由查理定律有：＝， 解得：p′＝ p 气体压强的变化量：Δp＝p′－p＝p＝p, 由于p、ΔT、T都相同，两边气体压强的变化量Δp相同，所以当环境温度缓慢升高时，活塞不移动。 (2)设开始时A的体积为3V，则B的体积为2V，由题意可知，气体A后来的体积为4V，A发生等温变化，由玻意耳定律有： p×3V＝p″×4V 解得：p″＝p。 2．(2021·天津南开高三模拟)如图所示，匝数为N、截面积为S、电阻不计的线圈内有方向垂直于线圈平面向下的随时间均匀增大的匀强磁场B1。线圈通过开关S连接两根相互平行、间距为L的倾斜导轨，导轨平面和水平面的夹角为α，下端连接阻值为R的电阻。在倾斜导轨间的区域仅有垂直导轨平面斜向上的匀强磁场B，接通开关S后，将一根阻值为2R、质量为m的导体棒ab放在导轨上。导体棒恰好静止不动。假设导体棒始终与导轨垂直且与导轨接触良好，不计摩擦阻力和导轨电阻，重力加速度为g。 (1)求磁场B1的变化率； (2)断开开关S，导体棒ab开始下滑，经时间t沿导轨下滑的距离为x，求此过程中电路产生的总热量Q。 答案：(1)　 (2)mgx sin α－ 解析：(1)根据法拉第电磁感应定律有：E＝N 对导体棒受力分析有：mg sin α＝BIabL 且Iab＝ 联立解得：＝。 (2)以沿导轨向下为正方向，对ab棒应用动量定理，则 (mg sin α)t－BILt＝mv－0，即 (mg sin α)t－BLq＝mv－0 且q＝IΔt＝Δt＝×＝ 根据能量守恒有：mgx sin α＝mv2＋Q 联立解得：Q＝mgx sin α－ 3．(2021·山东济南高三二模)如图，两竖直虚线间的距离为L，其间的区域存在方向水平向右的匀强电场。自该区域左方的A点将质量为m、电荷量为q的带电小球以初速度v0＝沿平行于电场的方向抛出。已知抛出点到电场左边界的距离为2L，小球到达电场右边界时速度方向恰好变为竖直向下。不计空气阻力，重力加速度大小为g。 (1)求小球进入电场时的速度大小； (2)求小球到达电场右边界时的位置到抛出点的距离； (3)在匀强电场区域再施加一个匀强磁场，使小球进入此区域后能够沿直线运动，求所加磁场的方向以及磁感应强度的大小。 答案：(1)2　(2)5L　(3)垂直于纸面向外　 解析：(1)设小球抛出后经时间t1恰好进入电场，则根据平抛运动规律有： 2L＝v0t1 ① 根据速度的合成可知小球进入电场时的速度大小为： v＝ ② 联立①②解得：v＝2。③ (2)设小球进入电场后经时间t2到达电场右边界，根据运动学公式有：L＝t2 ④ 小球从抛出到到达电场右边界的过程中下落的高度为： h＝g(t1＋t2)2 ⑤ 由几何关系可知，小球到达电场右边界时的位置到抛出点的距离为：s＝ ⑥ 联立①④⑤⑥式解得：s＝5L。 ⑦ (3)由前面分析可知小球带负电，小球在电场、磁场和重力场的复合场中做匀速直线运动，小球所受重力和电场力的合力方向斜向左下，根据平衡条件可知小球所受洛伦兹力的方向一定斜向右上，又因为小球进入复合场时的速度方向斜向右下，根据左手定则可知匀强磁场的方向为垂直于纸面向外； 设小球刚进入复合场时速度方向与水平方向的夹角为α，有： tan α＝ ⑧ 根据平衡条件有：mg tan α＝qE ⑨ qvB＝ ⑩ 联立①③⑧⑨⑩解得磁感应强度的大小为：B＝ 。 4．(2021·浙江1月选考)如图所示，竖直平面内由倾角α＝60°的斜面轨道AB、半径均为R的半圆形细圆管轨道BCDE和圆周细圆管轨道EFG构成一游戏装置固定于地面，B、E两处轨道平滑连接，轨道所在平面与竖直墙面垂直。轨道出口处G和圆心O2的连线，以及O2、E、O1和B等四点连成的直线与水平线间的夹角均为θ＝30°，G点与竖直墙面的距离d＝R。现将质量为m的小球从斜面的某高度h处由静止释放。小球只有与竖直墙面间的碰撞可视为弹性碰撞，不计小球大小和所受阻力。 (1)若小球释放处的高度h＝h0，当小球第一次运动到圆管最低点C时，求速度大小vC及在此过程中所受合力的冲量的大小和方向； (2)求小球在圆管内与圆心O1点等高的D点所受弹力FN与h