内容正文:
2026高考物理大题专练1+1(六)
(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、空气悬挂是一种汽车减震系统,它通过充气和放气来调整车辆底盘离地间隙。某汽车的空气悬挂简化模型图所示,直立圆筒形汽缸固定在车的轮轴上,汽缸内一横截面积的活塞封闭一定质量的空气,活塞通过连杆与车身相连,并可无摩擦滑动。已知封闭气体的初始状态温度,长度;压强。外界大气压强为,重力加速度,气体视为理想气体。
(1)为提升汽车底盘的离地间隙,将体积为,温度为的外界大气充入汽缸,让活塞缓慢上升,设此过程中气体温度保持不变,求;
(2)在(1)问充气结束后,当车辆载重时,相当于在图示活塞顶部加一质量为m的物体,如果某时刻活塞达到平衡时气体温度为,缸内气柱长度,求m。
【答案】(1)
(2)m=100kg
【解析】
【小问1详解】
由玻意耳定律可得
解得
【小问2详解】
对活塞受力分析可得
对缸内气体,由理想气体状态方程可得
解得m=100kg
2.一篮球质量为,一运动员使其从距地面高度为处由静止自由落下,反弹高度为。若使篮球从距地面的高度由静止下落,并在开始下落的同时向下拍球、球落地后反弹的高度也为。假设运动员拍球时对球的作用力为恒力,作用时间为;该篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值不变。重力加速度大小取,不计空气阻力。求:
(1)运动员拍球过程中对篮球所做的功;
(2)运动员拍球时对篮球的作用力的大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【分析】
【详解】(1)第一次篮球下落的过程中由动能定理可得
篮球反弹后向上运动的过程由动能定理可得
第二次从1.5m的高度静止下落,同时向下拍球,在篮球反弹上升的过程中,由动能定理可得
第二次从1.5m的高度静止下落,同时向下拍球,篮球下落过程中,由动能定理可得
因篮球每次和地面撞击的前后动能的比值不变,则有比例关系
代入数据可得
(2)因作用力是恒力,在恒力作用下篮球向下做匀加速直线运动,因此有牛顿第二定律可得
在拍球时间内运动的位移为
做得功为
联立可得
(舍去)
3. 如图所示,平面直角坐标系中,在第二象限内存在垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域,为圆心,半径为,磁场边界与两坐标轴相切;区域内交替分布宽度均为的匀强电场和匀强磁场,其边界均与轴平行,匀强电场的电场强度大小为,方向沿轴负方向,匀强磁场的磁感应强度大小为,方向垂直于纸面向里。一质量为、电量为的带电粒子,从圆形边界上的点以初速度射入磁场,与轴平行,与夹角。粒子射出圆形磁场瞬间,在区域内加上沿轴正向的匀强电场(图中未画出)。已知圆形磁场的磁感应强度大小为,区域内匀强电场的电场强度大小为,不计粒子重力。
(1)求粒子在圆形磁场区域做圆周运动的半径;
(2)求粒子离开圆形磁场区域后,到达轴的速度大小;
(3)求粒子穿出区域内第二个电场时速度方向与竖直方向夹角的正弦值;
(4)若粒子到达区域内某个磁场下边界时,速度方向恰好沿轴正向,求此时速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
小问1详解】
粒子在第二象限圆形磁场中,有
其中
解得
【小问2详解】
如图所示
由几何关系得粒子射出圆形磁场时距离轴
粒子从射出圆形磁场到轴,由动能定理得
解得
【小问3详解】
粒子在区域第一个电场中加速,由动能定理得
粒子在区域第一个磁场中,有
如图所示
由几何关系得
粒子在区域经历两个电场加速,有,
解得
【小问4详解】
设粒子在第个磁场下边界的速度为,粒子在区域整个向下运动过程中,由动能定理得
水平方向由动量定理得
其中
解得
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、如图所示,有一个竖直放置的容器,横截面积为S,有一隔板放在卡槽上将容器分隔为容积均为的上下两部分,另有一只体积为的气筒分别通过单向进气阀m、n(m只能向左打开, n只能向右打开)与容器上下两部分连接,初始时两个阀门均关闭,活塞位于气筒最右侧,上下气体压强均为大气压强,活塞从气筒的最右侧运动到最左侧完成一次抽气,从最左侧运动到最右侧完成一次打气。活塞完成一次抽气、打气后,隔板与卡槽未分离,重力加速度为,气筒连接处的体积不计,抽气、打气时气体温度保持不变,活塞不漏气。
(1)求活塞刚好完成一次抽气、打气时容器上下两部分气体压强之比;
(2)当完成抽气、打气各2次后,隔板与卡槽仍未分离,则隔板的质量至少是多少?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
活塞完成一次抽气、打气后,由玻意耳定律
对上部分气体得
对下部分气体得
根据题意
联立得上下两部分气体压强之比
【小问2详解】
当完成抽气、打气各2次后,对上部分气体
对下部分气体
联立得,
因隔板与卡槽仍未分离
则由力学知识可得
解得隔板的质量至少为
2、如图所示,半径为R、内壁光滑的细圆管固定在水平面内,两小球A、B静止在圆管内,A、B初始位置与圆心连线的夹角为。现给A球一沿管切线向左的初速度,A、B间的碰撞为弹性碰撞(碰撞时间忽略不计)。已知A球质量为m,B球质量为2m,重力加速度为g。求:
(1)A刚开始运动时管对A球的支持力大小;
(2)A、B第一次碰撞后瞬间各自的速度大小、;
(3)从A开始运动到A、B即将发生第三次碰撞的过程中,A球所受重力的冲量大小。
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
刚开始运动时,水平方向管对A球的力,竖直方向管对A球的力,其中,由
解得
【小问2详解】
以顺时针方向为正,对A、B系统,由动量守恒定律有
由机械能守恒定律有
解得,
所以A、B各自的速度大小分别为、
【小问3详解】
依题意,从开始运动到与发生第一次碰撞历时
由(2)知,第一次碰后,球沿逆时针运动,球沿顺时针运动,则球相对于球速度,从第一次碰撞到第二次碰撞历时
以顺时针方向为正,第二次碰撞过程有,
解得,
从第二次碰撞到第三次碰撞历时
由得A球所受重力的冲量大小
3、我国许多科学装置利用电磁场控制和加速带电粒子如图所示,在三维坐标系中,的区域存在沿y轴负方向的匀强电场;的区域存在沿x轴正方向的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度大小为B,两匀强电场的电场强度大小相等。一质量为m、电荷量为的粒子,从点以初速度沿x轴正方向射入,恰好经过坐标原点O。不计粒子重力,求:
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)粒子在区域运动的轨迹方程;
(3)粒子进入区域后,距xOy平面最远位置的空间坐标。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
小问1详解】
粒子在区域仅受电场力作用,做类平抛运动,在x方向,有
在y方向,有
联立解得
【小问2详解】
在区域,粒子在xOy平面内运动,有
将代入并消去时间t,得
【小问3详解】
粒子在的区域同时参与两种运动:①沿x轴方向做匀加速直线运动;②在yOz平面内做匀速圆周运动。粒子到达坐标原点O时,沿y轴负方向的分速度为
联立解得
在垂直x轴的yOz平面,粒子做匀速圆周运动,有
联立解得
粒子距xOy平面距离最远时,y坐标和z坐标分别为,
从粒子经过坐标原点O开始计时,粒子距xOy平面距离最远所需时间为
其x坐标为
联立解得
因此,距xOy平面最远位置的坐标为
经验总结:
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2026高考物理大题专练1+1(六)
(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、空气悬挂是一种汽车减震系统,它通过充气和放气来调整车辆底盘离地间隙。某汽车的空气悬挂简化模型图所示,直立圆筒形汽缸固定在车的轮轴上,汽缸内一横截面积的活塞封闭一定质量的空气,活塞通过连杆与车身相连,并可无摩擦滑动。已知封闭气体的初始状态温度,长度;压强。外界大气压强为,重力加速度,气体视为理想气体。
(1)为提升汽车底盘的离地间隙,将体积为,温度为的外界大气充入汽缸,让活塞缓慢上升,设此过程中气体温度保持不变,求;
(2)在(1)问充气结束后,当车辆载重时,相当于在图示活塞顶部加一质量为m的物体,如果某时刻活塞达到平衡时气体温度为,缸内气柱长度,求m。
2.一篮球质量为,一运动员使其从距地面高度为处由静止自由落下,反弹高度为。若使篮球从距地面的高度由静止下落,并在开始下落的同时向下拍球、球落地后反弹的高度也为。假设运动员拍球时对球的作用力为恒力,作用时间为;该篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值不变。重力加速度大小取,不计空气阻力。求:
(1)运动员拍球过程中对篮球所做的功;
(2)运动员拍球时对篮球的作用力的大小。
3. 如图所示,平面直角坐标系中,在第二象限内存在垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域,为圆心,半径为,磁场边界与两坐标轴相切;区域内交替分布宽度均为的匀强电场和匀强磁场,其边界均与轴平行,匀强电场的电场强度大小为,方向沿轴负方向,匀强磁场的磁感应强度大小为,方向垂直于纸面向里。一质量为、电量为的带电粒子,从圆形边界上的点以初速度射入磁场,与轴平行,与夹角。粒子射出圆形磁场瞬间,在区域内加上沿轴正向的匀强电场(图中未画出)。已知圆形磁场的磁感应强度大小为,区域内匀强电场的电场强度大小为,不计粒子重力。
(1)求粒子在圆形磁场区域做圆周运动的半径;
(2)求粒子离开圆形磁场区域后,到达轴的速度大小;
(3)求粒子穿出区域内第二个电场时速度方向与竖直方向夹角的正弦值;
(4)若粒子到达区域内某个磁场下边界时,速度方向恰好沿轴正向,求此时速度大小。
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、如图所示,有一个竖直放置的容器,横截面积为S,有一隔板放在卡槽上将容器分隔为容积均为的上下两部分,另有一只体积为的气筒分别通过单向进气阀m、n(m只能向左打开, n只能向右打开)与容器上下两部分连接,初始时两个阀门均关闭,活塞位于气筒最右侧,上下气体压强均为大气压强,活塞从气筒的最右侧运动到最左侧完成一次抽气,从最左侧运动到最右侧完成一次打气。活塞完成一次抽气、打气后,隔板与卡槽未分离,重力加速度为,气筒连接处的体积不计,抽气、打气时气体温度保持不变,活塞不漏气。
(1)求活塞刚好完成一次抽气、打气时容器上下两部分气体压强之比;
(2)当完成抽气、打气各2次后,隔板与卡槽仍未分离,则隔板的质量至少是多少?
2、如图所示,半径为R、内壁光滑的细圆管固定在水平面内,两小球A、B静止在圆管内,A、B初始位置与圆心连线的夹角为。现给A球一沿管切线向左的初速度,A、B间的碰撞为弹性碰撞(碰撞时间忽略不计)。已知A球质量为m,B球质量为2m,重力加速度为g。求:
(1)A刚开始运动时管对A球的支持力大小;
(2)A、B第一次碰撞后瞬间各自的速度大小、;
(3)从A开始运动到A、B即将发生第三次碰撞的过程中,A球所受重力的冲量大小。
3、我国许多科学装置利用电磁场控制和加速带电粒子如图所示,在三维坐标系中,的区域存在沿y轴负方向的匀强电场;的区域存在沿x轴正方向的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度大小为B,两匀强电场的电场强度大小相等。一质量为m、电荷量为的粒子,从点以初速度沿x轴正方向射入,恰好经过坐标原点O。不计粒子重力,求:
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)粒子在区域运动的轨迹方程;
(3)粒子进入区域后,距xOy平面最远位置的空间坐标。
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