内容正文:
2026高考物理大题专练1+1(五)
(基础篇)
(本大题共3小题,共42分。第1题10分,第2题14分,第3题18分)
所用时间: 所得分数:
1、为了监测电梯内的温度和电梯的运动状态,某同学将一开口向上且灌有水银的均匀长直细玻璃管竖直粘贴在电梯壁上,如图所示。已知电梯静止且内部温度为℃时,玻璃管内高cm的水银柱封闭着一段长cm的空气柱,大气压强cmHg,绝对零度取-273℃,重力加速度大小m/s2。
(1)电梯静止时,若空气柱的长度为cm,则此时电梯内的温度为多少摄氏度;
(2)温度恒为27℃时,若空气柱的长度为cm,求此时电梯的加速度。
【答案】(1)℃;(2)m/s2,方向竖直向上
【解析】
【详解】(1)设玻璃管的横截面积为S,空气柱长度由变为的过程为等压过程由盖·吕萨克定律有
其中
代入数据解得
℃
(2)设电梯的加速度为a,水银的密度为,空气柱长度由变为的过程为等温过程,由玻义耳定律得
其中
代入数据得
cmHg
设向上方向为正方向,对水银柱由牛顿第二定律有
即
解得
m/s2
方向竖直向上。
2、如图1所示,半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,为轨道的最低点,在光滑的水平面上紧挨点有一静止的小平板车,平板车质量,长度为,小车的上表面与点等高.质量的物块(可视为质点)从圆弧最高点由静止释放.取.求:
(1)物块滑到轨道点时对轨道压力大小.
(2)若平板车上表面粗糙且物块没有滑离平板车,求物块和平板车的最终速度大小.
(3)若将平板车锁定,并且在上表面铺上一种动摩擦因数逐渐增大的特殊材料,小物块所受摩擦力从左向右随距离变化图像(图像)如图2所示,且物块滑离了平板车,求物块滑离平板车时的速度大小.
【答案】(1)(2)(3)
【解析】
【详解】(1)物体从圆弧轨道顶端滑到B点的过程中,机械能守恒,
则, 解得vB=3m/s
在B点由牛顿第二定律得,N-mg=解得N=mg+=30N
即物块滑到轨道B点时对轨道的压力N′=N=30N.
(2)物块滑上小车后,水平地面光滑,系统的动量守恒.
mvB=(m+M)v共 解得v共=1m/s
(3)物块在小车上滑行时的克服摩擦力做功为f-L图线与横轴所围的面积.
=2J
物块在平板车上滑动过程由动能定理得-Wf=
解得vt=m/s
3、如图,电阻不计的平行金属导轨固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上,导轨间距L=0.5m,导轨上端接一阻值R=1Ω的电阻。匀强磁场垂直穿过导轨平面,磁感强度B=2T。两导体棒a、b质量均为m=1kg、电阻均为r=0.5Ω,且导体棒a与导轨之间的滑动摩擦因数μ1=0.5,导体棒b与导轨之间的滑动摩擦因数μ2=0.8。开始时a棒固定,b棒静止,现让a棒由静止开始下滑,当b棒在安培力作用下刚要开始运动时,两棒恰好相碰,并一起向下运动(碰后瞬间的速度为碰前速度的一半)。a、b始终与导轨垂直并保持良好接触。已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2,求:
(1)a棒跟b棒刚要相碰时,a棒的速度大小;
(2)ab棒一起下滑的最大速度;
(3)若两棒相碰后,一起下滑距离s=m发现已经达到最大速度,求在这段时间内电阻R产生的焦耳热。
【答案】(1)0.5m/s;(2)2m/s;(3)J
【解析】
【分析】
【详解】(1)b棒刚要运动时,有
mgsin 37°+BIbL=μ2mgcos 37°
得
Ib=0.4 A
此时a棒中的电流
整个电路的总电阻为
a棒产生的感应电动势
E=BLv1
由闭合电路欧姆定律
E=IaR总
得此时a棒的速度为
v1=0.5m/s
(2)ab棒碰撞过程动量守恒,有
mv1+0=2mv2
得
v2=0.25m/s
最后匀速时速度最大,则电路中的电阻为
ab棒产生的感应电动势
E=BLv3
回路中的感应电流
ab棒杆所受的安培力
F=BIL
2mgsin37°=BIL+μ1mgcos37°+μ2mgcos37°
得
v3=2m/s
(3)根据能量守恒:整个电路产生的焦耳热
得
电阻R产生的焦耳热
经验总结:
(提高篇)
(本大题共3小题,共42分。第1题10分,第2题14分,第3题18分)
所用时间: 所得分数:
1、为如图所示。有一个竖直放置的圆筒,导热性能良好,两端开口且足够长,它由ab两段粗细不同的部分连接而成,横截面积分别为2S,S。两活塞AB的质量分别为2m,m。其中在两部分连接处有环形卡子EF,厚度不计,能保证活塞B不会运动到粗圆筒中。两活塞用长为2l不可伸长的轻绳相连,把一定质量理想气体密封在两活塞之间,活塞静止在图示位置,已知大气压强为,且。外界环境不变,忽略活塞与圆筒之间的摩擦。重力加速度为g。求
(1)图示位置轻绳拉力的大小;
(2)若剪断轻绳,求稳定后活塞B移动的距离;
(3)若不剪断细绳,自由释放整个装置(忽略空气阻力),求稳定后圆筒内气体的压强。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由题意,设密封气体的压强为,对两活塞整体受力分析如图1所示,由平衡条件可得
对活塞B受力分析,如图2所示,由平衡条件得
联立求得
【小问2详解】
设剪断轻绳后,最终稳定时密封气体的压强为,以活塞B为研究对象可得
得
对活塞B受力分析,显然
所以,活塞A将下落到卡子处。以密封气体为研究对象,由玻意耳定律可得
得
设稳定后活塞B移动的距离为,则
求得
【小问3详解】
若不剪断细绳,自由释放整个装置,装置处于完全失重,此时内外气体压强相同,可有此时气体体积
可得
即大于活塞B上升到到卡子位置此时的体积,说明当自由释放装置时活塞B在卡子处,则此时应有
解得
2、如图所示,足够大的光滑绝缘水平面上在,虚线范围内存在水平向右的匀强电场,电场强度大小为E,有A、B两个小球(均可视为质点),小球A质量为m电荷量为+q,小球B不带电。现将小球A从处无初速释放,小球B位于处,A与B发生碰撞碰撞时间极短,且只撞一次,碰撞过程中A的电荷量不变,经过一段时间两小球保持的距离不变。求:
(1)小球A与小球B碰前小球A的速度;
(2)小球B的质量;
(3)若将虚线区域内的电场换为垂直平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,小球A从O点以不同的速度发射,速度方向均在xy平面内,与y轴正方向的夹角分布在0到90°范围内。已知小球A在磁场中做圆周运动的半径介于到d之间,A在磁场中运动的最长时间为在磁场中做圆周运动周期的四分之一,求当A在磁场中运动时间最长时,从O点射出时的速度大小。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)对小球A,根据动能定理得
,
解得
(2)对小球A、B,动量守恒有
碰撞后小球A向左运动,先向左做匀减速运动,再向右做匀加速运动,最后向右匀速直线运动出电场,由两小球保持的距离不变可得
碰撞后一段时间t,对小球A有
解得
(3)对于小球A,洛伦兹力提供向心力有
根据几何关系可得
解得
18.如图所示,在竖直墙上某处固定一个发射器,向与墙垂直的竖直面内发射质量为的弹丸,铰链O在竖直面内距墙,其上安装有长为R的轻杆,轻杆可在上述竖直面内绕O自由转动。轻杆另一端固定有质量也为m的靶盒。OP与竖直方向夹角,O点正上方固定一弹性挡板Q,靶盒若与之碰撞以原速率反弹,。初始时靶盒由P处静止释放,同时第一粒弹丸以速度垂直OP嵌入靶盒,时间极短。且此后每次靶盒到达P点时都会有一粒弹丸以同样的速度嵌入靶盒。靶盒可将足够多的弹丸嵌入且弹丸不会掉出。靶盒、弹丸均可视为质点,不计一切阻力,重力加速度,结果按照化简。
(1)若,求靶盒在被第一粒弹丸击中后瞬间靶盒对轻杆拉力的大小T;
(2)若,求靶盒在被第一粒弹丸击中后至被第二粒弹丸击中前过程中所能到达的最大高度h(相对于O点);
(3)若,在第n粒弹丸击中靶盒后至第粒弹丸击中靶盒前过程中,靶盒的高度始终不超过O点,求n的最小值;
(4)若,只将轻杆换为轻绳,要求在靶盒运动过程中,轻绳始终处于伸直状态,求打入弹丸数n的最大值。
【答案】(1)54N;(2);(3);(4)6
【详解】(1)第一粒弹丸打入过程动量守恒
解得
根据牛顿第二定律得
,
解得,由牛顿第三定律知,靶盒对轻杆拉力大小为54N
(2)对于靶盒及第一粒弹丸,根据动能定理有
解得
(3)打入弹丸数n为偶数时,靶盒到右侧与P等高
打入弹丸n为奇数时,满足
对于靶盒及第n粒弹丸,根据动能定理有
解得
(4)盒在Q点,根据牛顿第二定律得有
,
对于靶盒及第n粒弹丸,根据动能定理有
可得
、2、3、4、5、6
所以最大值为6
经验总结:
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2026高考物理大题专练1+1(五)
(基础篇)
(本大题共3小题,共42分。第1题10分,第2题14分,第3题18分)
所用时间: 所得分数:
1、为了监测电梯内的温度和电梯的运动状态,某同学将一开口向上且灌有水银的均匀长直细玻璃管竖直粘贴在电梯壁上,如图所示。已知电梯静止且内部温度为℃时,玻璃管内高cm的水银柱封闭着一段长cm的空气柱,大气压强cmHg,绝对零度取-273℃,重力加速度大小m/s2。
(1)电梯静止时,若空气柱的长度为cm,则此时电梯内的温度为多少摄氏度;
(2)温度恒为27℃时,若空气柱的长度为cm,求此时电梯的加速度。
2、如图1所示,半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,为轨道的最低点,在光滑的水平面上紧挨点有一静止的小平板车,平板车质量,长度为,小车的上表面与点等高.质量的物块(可视为质点)从圆弧最高点由静止释放.取.求:
(1)物块滑到轨道点时对轨道压力大小.
(2)若平板车上表面粗糙且物块没有滑离平板车,求物块和平板车的最终速度大小.
(3)若将平板车锁定,并且在上表面铺上一种动摩擦因数逐渐增大的特殊材料,小物块所受摩擦力从左向右随距离变化图像(图像)如图2所示,且物块滑离了平板车,求物块滑离平板车时的速度大小.
3、如图,电阻不计的平行金属导轨固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上,导轨间距L=0.5m,导轨上端接一阻值R=1Ω的电阻。匀强磁场垂直穿过导轨平面,磁感强度B=2T。两导体棒a、b质量均为m=1kg、电阻均为r=0.5Ω,且导体棒a与导轨之间的滑动摩擦因数μ1=0.5,导体棒b与导轨之间的滑动摩擦因数μ2=0.8。开始时a棒固定,b棒静止,现让a棒由静止开始下滑,当b棒在安培力作用下刚要开始运动时,两棒恰好相碰,并一起向下运动(碰后瞬间的速度为碰前速度的一半)。a、b始终与导轨垂直并保持良好接触。已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2,求:
(1)a棒跟b棒刚要相碰时,a棒的速度大小;
(2)ab棒一起下滑的最大速度;
(3)若两棒相碰后,一起下滑距离s=m发现已经达到最大速度,求在这段时间内电阻R产生的焦耳热。
经验总结:
(提高篇)
(本大题共3小题,共42分。第1题10分,第2题14分,第3题18分)
所用时间: 所得分数:
1、为如图所示。有一个竖直放置的圆筒,导热性能良好,两端开口且足够长,它由ab两段粗细不同的部分连接而成,横截面积分别为2S,S。两活塞AB的质量分别为2m,m。其中在两部分连接处有环形卡子EF,厚度不计,能保证活塞B不会运动到粗圆筒中。两活塞用长为2l不可伸长的轻绳相连,把一定质量理想气体密封在两活塞之间,活塞静止在图示位置,已知大气压强为,且。外界环境不变,忽略活塞与圆筒之间的摩擦。重力加速度为g。求
(1)图示位置轻绳拉力的大小;
(2)若剪断轻绳,求稳定后活塞B移动的距离;
(3)若不剪断细绳,自由释放整个装置(忽略空气阻力),求稳定后圆筒内气体的压强。
2、如图所示,足够大的光滑绝缘水平面上在,虚线范围内存在水平向右的匀强电场,电场强度大小为E,有A、B两个小球(均可视为质点),小球A质量为m电荷量为+q,小球B不带电。现将小球A从处无初速释放,小球B位于处,A与B发生碰撞碰撞时间极短,且只撞一次,碰撞过程中A的电荷量不变,经过一段时间两小球保持的距离不变。求:
(1)小球A与小球B碰前小球A的速度;
(2)小球B的质量;
(3)若将虚线区域内的电场换为垂直平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,小球A从O点以不同的速度发射,速度方向均在xy平面内,与y轴正方向的夹角分布在0到90°范围内。已知小球A在磁场中做圆周运动的半径介于到d之间,A在磁场中运动的最长时间为在磁场中做圆周运动周期的四分之一,求当A在磁场中运动时间最长时,从O点射出时的速度大小。
3.如图所示,在竖直墙上某处固定一个发射器,向与墙垂直的竖直面内发射质量为的弹丸,铰链O在竖直面内距墙,其上安装有长为R的轻杆,轻杆可在上述竖直面内绕O自由转动。轻杆另一端固定有质量也为m的靶盒。OP与竖直方向夹角,O点正上方固定一弹性挡板Q,靶盒若与之碰撞以原速率反弹,。初始时靶盒由P处静止释放,同时第一粒弹丸以速度垂直OP嵌入靶盒,时间极短。且此后每次靶盒到达P点时都会有一粒弹丸以同样的速度嵌入靶盒。靶盒可将足够多的弹丸嵌入且弹丸不会掉出。靶盒、弹丸均可视为质点,不计一切阻力,重力加速度,结果按照化简。
(1)若,求靶盒在被第一粒弹丸击中后瞬间靶盒对轻杆拉力的大小T;
(2)若,求靶盒在被第一粒弹丸击中后至被第二粒弹丸击中前过程中所能到达的最大高度h(相对于O点);
(3)若,在第n粒弹丸击中靶盒后至第粒弹丸击中靶盒前过程中,靶盒的高度始终不超过O点,求n的最小值;
(4)若,只将轻杆换为轻绳,要求在靶盒运动过程中,轻绳始终处于伸直状态,求打入弹丸数n的最大值。
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