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2025 年高考押题预测卷
物理·全解全析
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回
一、单项选择题:本题共8 小题,每小题3 分,共24 分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.保温壶内有少量热水,用壶盖将壶口盖住,壶内气体的压强为
,温度为
。一段时间后,壶内
气体压强降为
,温度变为
。不计壶内水体积的变化及水的蒸发和凝结,将壶内气体看成理想气
体,已知环境大气压强为
,温度为
,则在这一过程中( )
A.壶内气体对外界不做功
B.壶内气体的质量保持不变
C.壶内气体发生了泄露现象
D.单位时间内气体分子对壶内壁撞击的次数不变
【答案】C
【解析】A.气体初始状态与末状态的温度
,
根据理想气体状态方程有
解得
1
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可知,气体体积变大,气体对外界做功,故A 错误;
BC.根据题意,不计壶内水体积的变化及水的蒸发和凝结,结合上述,气体体积变大,反映了壶内气体发
生了泄露现象,壶内气体质量减小,故B 错误,C 正确;
D.结合题意可知,气体体积增大,单位体积内气体分子数目减小,气体温度降低,气体分子运动的平均
速率减小,则单位时间内气体对壶内壁单位面积碰撞的次数减少,故D 错误。
故选C。
2.氢原子能级如图甲所示。用某一频率的光照射一群处于基态的氢原子后向低能级跃迁时能发出6 种频率
的光,分别用这些频率的光照射图乙电路的阴极K,其中只有3 种不同频率的光a、b、c 能够发生光电效
应,用如图乙所示的电路研究光电效应规律,可得电压U 与光电流之间的关系如图丙所示,元电荷为e。
下列说法正确的是( )
A.当滑片P 向a 端移动时,光电流I 将增大
B.阴极K 材料的逸出功大于
C.a 光照射得到的光电流最弱,所以a 光光子能量最小
D.图丙中3 条图线对应的遏止电压,一定有
【答案】D
【解析】A.当滑片P 向a 端移动时,施加反向电压,光电流I 将减小,故A 错误;
B.用某一频率的光照射一群处于基态的氢原子后向低能级跃迁时能发出6 种频率的光,可知氢原子处于
n=4 能级,且氢原子从n=4 能级向低能级跃迁时能辐射出3 种不同频率的光a、b、c 能够发生光电效应,可
知这三种光为从n=4 能级向n=1 能级跃迁、n=3 能级向n=1 能级跃迁、n=2 能级向n=1 能级跃迁辐射出的光,
则阴极K 材料的逸出功大于氢原子从n=4 能级向n=2 能级跃迁时释放的能量,即
故B 错误;
C.a 光照射得到的光电流最弱,说明a 光强度弱,但a 光遏止电压最大,则a 光光子频率最大,能量最大,
故C 错误;
2
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D.图像可知c 光遏止电压最小,则c 光为氢原子从n=2 能级向n=1 能级跃迁时辐射的光子,则光子能量为
同理,b 光为氢原子从n=3 能级向n=1 能级跃迁时辐射的光子,则光子能量为
根据光电效应方程,对c 光有
同理,对b 光有
联立解得
故D 正确。
故选D。
3.(改编题)如图所示是双缝干涉实验装置,用绿色激光照射双缝时,光屏上有明暗相间的条纹。若其
他条件不变,则下列说法正确的是( )
A.减小双缝到光屏的距离,条纹间距变小
B.减小光源到双缝的距离,条纹间距变小
C.换用蓝色激光照射双缝,条纹间距变大
D.换用红色激光照射双缝,条纹间距变小
【答案】A
【解析】根据条纹间距公式
其中
为双缝到光屏的距离,
为双缝的宽度:
A.根据条纹间距公式
可知减小双缝到光屏的距离,条纹间距变小,故A 正确;
3
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B.根据条纹间距公式
可知减小光源到双缝的距离,条纹间距不变,故B 错误;
C.蓝光的波长绿光的波长短,根据条纹间距公式
可知换用蓝色激光照射双缝,条纹间距变小,
故C 错误;
D.红光的波长绿光的波长长,根据条纹间距公式
可知换用红色激光照射双缝,条纹间距变大,
故D 错误。
故选A。
4.如图甲所示,在某介质中有相距为14m 的A、B 两点,t=0 时A、B 两质点在外力作用下同时开始振动,
其振动图像如图乙,外力作用时间均为4s,形成简谐横波在A、B 连线上传播,波速为2m/s,已知C、D
均在A、B 连线上,C 为A、B 的中点,D 点到B 点的距离为6m,则下列关于A、B、C、D 的振动说法正
确的是( )
A.该简谐波的频率为0.25Hz
B.A、B 两点处的振动时间均为4s
C.在相同时间内C、D 两点振动过程中通过的路程一定相等
D.C、D 两点的振动时间不相等
【答案】D
【解析】A.由振动图像可知,周期
,根据频率
可得频率
故A 错误;
B.A、
两点在外力作用下同时开始振动,外力作用时间均为
,但波源停止振动后,波仍会继续传播,
所以A、
两点的振动时间大于
,故B 错误;
CD.
为A、
的中点,则波从A、
传到
的时间均为
波从
传到
的时间为
4
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波从A 传到
的时间
所以
点先振动,
点后振动,且振动时间不同,则在相同时间内
、
两点振动过程中通过的路程不一
定相等,故C 错误,D 正确。
故选D。
5.弹道凝胶是用来模拟测试子弹对人体破坏力的一种凝胶,它的密度、性状等物理特性都非常接近于人
体肌肉组织。某实验者在桌面上紧挨着放置6 块完全相同的透明凝胶,枪口对准凝胶的中轴线射击,子弹
即将射出第6 块凝胶时速度恰好减为0,子弹在凝胶中运动的总时间为,假设子弹在凝胶中的运动可看做
匀减速直线运动,子弹可看作质点,则以下说法正确的是( )
A.子弹穿透第3 块凝胶时,速度为刚射入第1 块凝胶时的一半
B.子弹穿透前2 块凝胶所用时间为
C.子弹穿透第2 块凝胶所用时间为
D.子弹穿透第1 块与最后1 块凝胶的平均速度之比为
【答案】B
【解析】A.根据题意可知,因为子弹做匀减速直线运动,可将其视为反向的初速度为0 的匀加速直线运
动,设加速度为
,每块凝胶的长度为
,开始进入时的速度为
,子弹穿透第3 块凝胶时的速度为
,
则有
,
解得
故A 错误;
B.根据题意,设子弹穿透后4 块凝胶的时间为
,由运动学公式有
,
5
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解得
则子弹穿透前2 块凝胶所用时间为
故B 正确;
C.设子弹穿透后5 块凝胶的时间为
,则有
解得
则子弹穿透第2 块凝胶所用时间为
故C 错误;
D.设子弹穿透最后1 块凝胶的时间为
,则有
解得
子弹穿透第1 块凝胶所用时间为
由公式
可得,子弹穿透第1 块与最后1 块凝胶的平均速度之比为
故D 错误。
故选B。
6.如图所示,A、B 两颗卫星在同一平面内沿顺时针方向绕地球做匀速圆周运动,图示时刻A、B 连线与A
的轨道相切,B 与地心的连线与AB 夹角为30°,A 做圆周运动的周期为T,则从图示时刻至A、B 间的距离
最小所用的最短时间为( )
6
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A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】由题意及几何关系可知,A、B 的轨道半径之比为
图示时刻,A、B 与地心连线的夹角为60°,设B 做圆周运动的周期为TB,最短经过t 时间A、B 间的距离最
小,则有
根据开普勒第三定律有
则
解得
故选A。
7.(改编题)电场是一种客观存在的物质,它与实物一样具有能量、质量和动量等表征物质特征的量。
如图所示,a、b、c、d 为在同一竖直平面内以O 点为圆心的圆上四点,其中a、O、d 沿同一水平线,b、c
点到Oa 的垂直距离相等,Od 间某点(不包含O、d)固定一负点电荷Q,则( )
7
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A.圆上a 点的电势等于c 点的电势
B.将一正点电荷由d 点移至b 点,电场力对该电荷做负功
C.圆上b、c 两点的电场强度相同
D.一试探电荷在a 点受到的电场力大于在d 点受到的电场力
【答案】B
【解析】A.根据几何关系知
点距负点电荷
的距离大于点距负点电荷
的距离,根据沿电场线方向电
势降低知
点的电势高于点的电势,选项A 错误;
B.根据点电荷周围等势面分布图知,与点电荷
距离相同的点所在的面上电势都相同,
点距负点电荷
的距离小于
点距负点电荷
的距离,根据沿电场线方向电势降低可知
点的电势低于
点的电势,将
一正点电荷由
点移至
点,电场力对该电荷做负功,选项B 正确;
C.根据
关于
对称,距点电荷距离相同,
点的电场强度与点的电场强度大小相同,方向不同,
选项C 错误;
D.根据题意知
点、
点距负点电荷
的距离关系为
<
,根据
,知电场强度
,一试探
电荷在
点受到的电场力小于在
点受到的电场力,选项D 错误。
故选B。
8.如图,理想变压器原线圈接有效值保持不变的正弦交流电压,电压表和电流表均为理想交流电表,
为热敏电阻(温度升高,电阻减小),
、
为定值电阻,
为电容器,通电后随着
温度升高,下列
说法正确的是( )
A.
的示数和
的示数都不变
B.理想变压器的输入功率减小
C.通过
的电流始终为零,
不消耗电能
8
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D.
和
的示数都减小
【答案】A
【解析】A.理想变压器原线圈接有效值保持不变的正弦交流电压,则V1的示数不变,根据
可知,
副线圈输出电压不变,即V2的示数不变,故A 正确;
BD.随着
温度升高,
电阻减小,则副线圈输出电流
变大,根据
可知理想变压器的输入功率增大;根据
可知,原线圈电流
变大,则
和
的示数都增大,故BD
错误;
C.由于变压器副线圈输出电流为交变电流,所以电容器周期性地进行充电和放电,所以
有电流流过,
会消耗电能,故C 错误。
故选A。
二、多项选择题:本题共4 小题,每小题4 分,共16 分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4
分,选对但不全的得2 分,有选错的得0 分。
9.如图所示,光滑轻杆一端固定在竖直转轴
上的
点且与
的夹角为
,轻杆可随竖直轴一起
转动。质量为
的有孔小球套在光滑轻杆上,原长为
的轻质弹簧一端固定于
点,另一端与小球相连,
与轻杆垂直且
长度恰好与弹簧原长相等,
水平且小球在A 点时弹簧弹力大小恰好等于小球重力。
若
以一定角速度转动时,小球随轻杆一起转动的轨迹平面水平。已知弹簧的弹性势能
,其中
为弹簧的形变量,重力加速度为
。当小球与轻杆相对静止时,下列说法正确的是( )
9
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A.小球在
点时轻杆转动的角速度为
B.小球在
点时缓慢增大角速度,小球可能仍相对轻杆静止
C.小球在A 点时轻杆转动的角速度为
D.小球和弹簧组成的系统,在A 点的机械能比在
点的机械能大
【答案】AC
【解析】A.当小球在B 点时,弹簧处于原长,则由重力和轻杆的支持力提供向心力,则有
根据几何关系,可得半径
解得
故A 正确;
B.小球在B 点与轻杆相对静止时,若增大角速度,假设位置不变,则向心力增大,而杆对球的支持力与
重力的合力仍水平指向圆心且支持力大小不变,其合力大小不变,小球将相对于杆移动,故B 错误;
C.在A 点,弹簧的弹力大小等于mg,指向圆心方向的合力提供向心力,竖直方向合力为零,则有
解得
10
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故C 正确;
D.小球在B 点的动能
在A 点小球的动能
系统在A 点的弹性势能
B 到A 小球重力势能增加
所以系统在A 点机械能比在B 点的机械能大
故D 错误。
故选AC。
10.如图,右侧面光滑的斜面体放在水平面上,质量相等的物块M、N 分别放在斜面体的左右两个面上,
M、N 拴接在跨过光滑定滑轮的轻质细绳两端,整个系统处于静止状态。现对N 施加一始终与右侧轻绳垂
直的拉力F,使N 缓慢移动至右侧细绳水平,该过程斜面体和M 保持静止。下列说法正确的是( )
A.拉力F 逐渐增大
B.轻绳的拉力逐渐增大
C.M 所受摩擦力先减小后增大
D.斜面对水平面的压力先减小后增大
【答案】AC
【解析】AB.对N 的分析,设拉力F 与竖直方向夹角为
,对N 进行受力分析,N 受重力mg、拉力F、轻
绳拉力T,如图
11
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因为F 始终与右侧轻绳垂直,根据平衡条件可得
,
在N 缓慢移动至右侧细绳水平过程中,
减小,
减小,
增大,所以拉力F 逐渐增大,轻绳的拉
力T 逐渐减小,N 缓慢移动至右侧细绳水平时,轻绳的拉力大小为0,故A 正确,B 错误;
C.对M 的分析:对M 进行受力分析,M 受重力mg、斜面支持力、轻绳拉力T 和摩擦力f,M 的重力沿斜
面向下的分力为
解得
开始时系统静止
M 有沿斜面向上运动趋势,摩擦力方向沿斜面向下,有
由于T 减小,则f 减小;当T 继续减小到
时,摩擦力为零;当轻绳的拉力T 小于
时,M 所受
摩擦力沿斜面体向上,则
随着轻绳的拉力T 减小,摩擦力增大,所以M 所受摩擦力先减小后增大,故C 正确;
D.对整体的分析,把M、N 和斜面看成整体,整体受重力
、地面支持力
、拉力F,在竖直方向上
则
当
减小时,
增大,所以
减小,根据牛顿第三定律,斜面对水平面的压力减小,故D 错误。
故选AC。
11.在2024 年巴黎奥运会中,我国运动员郑钦文获得女子网球单打冠军。决赛中某次回球时,球被斜向上
12
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击出,之后依次经过
、
、三点,如图所示。已知网球经过
点时的速度大小为
,方向与
、连线
的夹角为
;经过
点时的速度
与
、连线平行;经过点时的速度
与
、连线成
、大小为
。已知重力加速度为
,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.网球由
运动到的时间为
B.
和
的水平距离相等
C.
与水平方向的夹角为
D.
点到点的竖直高度为
【答案】AB
【解析】A.将网球的运动分解在ac 方向与垂直ac 方向,则在ac 方向
,
垂直ac 方向
,
且
解得
故A 正确;
BD.a 到b 过程中
13
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b 到c 过程中
解得
,
且
的水平距离为
的水平距离为
可知
点到点的竖直高度为
故B 正确,D 错误;
C.假设
与水平方向的夹角为
,则
解得
故C 错误。
故选AB。
12.如图所示,足够长的粗糙U 型金属导轨NMQP 固定,导轨宽度为L,导轨平面与水平面之间的夹角为
37°,在导轨所在区域,一匀强磁场垂直于导轨平面向上,磁感应强度为B,QM 之间接有阻值为R 的电阻,
导轨电阻不计。一质量为m,电阻为2R 的金属棒ab 放在导轨上,现给金属棒一个瞬时冲量,使其以初速
度v0沿导轨平面向下开始滑行,棒与导轨之间的动摩擦因数为0.75,(上述字母均为已知量,sin37°=0.6)
由以上条件,在此后的运动过程中,下列说法正确的是( )
A.导体棒通过的位移为
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B.回路电流随导体棒通过的位移而均匀减小
C.运动过程中ab 两端的电压是MQ 两端电压的2 倍
D.电阻R 上产生的焦耳热等于
【答案】ABD
【解析】B.导体棒下滑过程中受到重力、支持力、安培力、摩擦力,由于导体棒与导轨之间的动摩擦因
数
,所以重力沿导轨平面向下的分力和摩擦力大小相等,即整个下滑过程中导体棒沿导轨平面
方向只受安培力作用,沿导轨平面向上,阻碍导体棒下滑。设任意时刻导体棒的速度为,由动量定理可
得
又
,
联立解得
由此可知导体棒速度随位移均匀减小,回路电流
可知回路电流I 也随位移均匀减小,故B 正确;
A.由B 选项分析可知导体棒最终静止在导轨上,对整个过程由动量定理得
根据
,
,
,
联立得
解得
故A 正确;
D.由B 选项分析知整个下滑过程中,重力做功和克服摩擦力做功相等,根据能量守恒定律可知整个电路
产生的焦耳热等于导体棒动能的减少量,即
根据
15
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可得电阻
上产生的焦耳热为
故D 正确;
C.导体棒下滑时切割磁感线,产生感应电动势,则导体棒等效为电源,其电阻等效为内阻,导体棒
两
端的电压即是路端电压,等于
两端电压,故C 错误。
故选ABD。
三、非选择题:本题共6 小题,共60 分。
13.(6 分)某同学在做“探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系”实验时,他先将一弹簧竖直悬挂让其自
然下垂,测出其自然长度,然后在其下部挂上钩码,测出弹簧的总长度,改变钩码个数,测出几组数据,
作出弹簧弹力与弹簧总长度的关系图线,如图乙所示。
(1)关于本实验,下列说法正确的是______。(填正确答案标号)
A.应保证标尺位于竖直方向,要待钩码静止时再读数
B.为了使实验效果明显,每个钩码重力越大越好
C.为减小实验误差,应多测几组数据,每次增加的钩码数量必须相等
(2)实验中,该同学以弹簧弹力F 为纵轴、弹簧长度为横轴建立坐标系,依据实验数据作出
图线如图
乙所示,由图线可得出该弹簧的原长为 cm,弹簧的劲度系数为 N/m。
(3)该同学利用本实验原理把上述弹簧做成了一个弹簧测力计,若某次测量时弹簧测力计示数如图丙所示,
则弹簧测力计的示数为 N。
【答案】(1)A
(2) 12.1 100
(3)2.70/2.69/2.71
【解析】(1)A.为确保读数准确,要保证标尺位于竖直方向,要待钩码静止时再读数,选项A 正确;
B.钩码总重力应在弹性限度内,若每个钩码重力越大,测量数据越少,误差越大,选项B 错误;
C.每次增加的钩码数量不必相等,选项C 错误。
16
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故选A。
(2)[1]当弹簧弹力等于零时,弹簧的长度是原长,由图乙可得出弹簧原长为12.1cm;
[2]根据
,结合图乙可知,图线斜率即为劲度系数,则
(3)题图丙中弹簧测力计的最小分度为0.1N,因此要估读到0.01N,根据图丙读出弹簧测力计的示数为
2.70N。
14.(8 分)某地交警某次拦截进行例行检查过程中,用酒精检测仪进行检测,结果显示驾驶人小王驾驶
小型轿车,体内酒精含量为
,属于“酒驾”;而另一位小李驾驶二轮摩托车,体内酒精含量
为
,属于“醉驾”。现代社会,喝酒不开车已经成为基本行为准则。某款酒精检测仪如图甲
所示,核心部件为酒精气体传感器,其电阻
与酒精气体浓度的关系如图乙所示。某同学想利用该酒精
气体传感器设计一款酒精检测仪,除酒精气体传感器外,在实验室中找到了如下器材:
A.蓄电池(电动势
,内阻
)
B.表头
(满偏电流
,内阻未知)
C.电流表
(满偏电流
,内阻未知)
D.电阻箱
(最大阻值
)
E.电阻箱
(最大阻值
)
F.电键及导线若干
(1)该同学设计的测量电路如图丙所示,为将表头
的量程扩大为原来的10 倍,他进行了如下操作:
先断开电键
、
、
,将
、
调到最大值。合上电键
,将
拨到2 处,调节
,使表头
满偏,
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电流表
示数为
。此时合上电键
,调节
和
,当电流表
仍为
时,表头
示数如图丁所示,
此时
为
,则改装电表时应将
调为
,改装结束后断开所有电键。
(2)该同学若将图中电键
、
合上,而将
拨到1 处,电阻箱
的阻值调为
,酒精气体浓度为
零时,表头
的读数为
。
(3)完成步骤(2)后,某次在实验室中测试酒精浓度时,表头指针指向
。已知酒精浓度在
之间属于“酒驾”;酒精含量达到或超过
属于“醉驾”,则该次测试的酒精浓
度属于范围 (选填“酒驾”或“醉驾”)
(4)使用较长时间后,蓄电池电动势降低,内阻增大,可调整 (“
”或“
”),则此时
所测的酒精气体浓度仍为准确值。
【答案】 6.0 2.0 醉驾
【解析】(1)[1] 合上电键
,将
拨到2 处,调节
,使表头
满偏,电流表
示数为
。则表头
与电流表
串联,可知
合上电键
,调节
和
,当电流表
仍为
时,表头
与
并联,由图丁可知表头
的示数
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则
中的电流
由
,解得表头的内阻
将表头
的量程扩大为原来的10 倍,则与表头并联的电阻
中的电流为
则由
,解得改装电表时应将
调为
(2)[2]改装电流表的内阻为
由图乙可知酒精气体浓度为零时,传感器的电阻为
由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流
则表头
的读数为
(3)[3] 某次在实验室中试测酒精浓度时,表头指针指向
,电路中总电流
由闭合电路欧姆定律可得
解得传感器的电阻
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由图乙可知酒精浓度为
,所以该次测试的酒精浓度属于范围醉驾。
(4)[4]由闭合电路欧姆定律可知
使用较长时间后,蓄电池电动势降低,内阻增大,要想所测的酒精气体浓度仍为准确值,则电路中电流不
变,则需要把
调小,使电路中总电阻减小。
15.(8 分)济南趵突泉是中国著名的风景名胜,泉水一年四季恒定在18℃左右。严冬,水面上水气袅袅,
像一层薄薄的烟雾,一边是泉池幽深,波光粼粼,一边是楼阁彩绘,雕梁画栋,构成了一幅奇妙的人间仙
境。在水底有很多小孔冒出微小气泡,可以看到气泡在缓慢上升过程中体积逐渐变大且没有破裂。假设初
始时小气泡(可视为理想气体)体积
,气泡上升过程中内外压强相同。已知泉水水深
,大气压强
,水的密度
,重力加速度g 取
。
(1)求气泡到达水面时的体积
;
(2)已知气泡上升过程中对外界做功
,判断气泡是吸热还是放热,并求出热量的数值。
【答案】(1)
(2)吸热,
【解析】(1)气泡在
深度时,压强为
解得
水温不变,根据玻意耳定律有
解得
(2)温度不变,内能不变,根据热力学第一定律有
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体积变大,气泡上升过程中对外界做功,则有
解得气泡从外界吸收热量
16.(8 分)如图所示,半径为R 的四分之一圆AOB 为某玻璃砖的截面,一束单色光垂直照射到OA 面上
某点,光进入玻璃砖经AB 面两次全反射刚好垂直OB 射出,光在玻璃砖内传播的时间为
,c
为光在真空中传播的速度。已知
,
,求:
(1)玻璃砖对光的折射率;
(2)保持光的入射方向不变,将入射点下移,不考虑光在OB 面上的反射,则至少下移多少距离,光可以从
AB 面射出。
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)根据题意,光在玻璃砖中传播的距离为
光在玻璃砖中传播的速度为
设玻璃砖对光的折射率为
,则
(2)开始时,入射点离
点的距离为
将入射点下移,当光在圆弧面上刚好发生全反射时,入射角等于临界角
,
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由于
这时入射点离
点距离为
则要使光从圆弧面
上出射,入射点的位置至少下移的距离为
17.(14 分)如图所示,木板甲长
,紧靠墙壁固定在地面上。木板乙的厚度与甲相同,长
,紧靠木板甲放在光滑水平地面上。障碍物丙固定在地面上,与木板乙距离为
,其上表面为光
滑圆弧,半径
,圆心角
,圆弧左端切线水平且与两木板上表面等高。左侧墙上有光滑的
四分之一圆弧轨道,半径
,最低点切线水平,距木板上表面
。一个小物块(可视为质
点)从四分之一圆弧轨道的端点
静止释放,它与两木板之间的滑动摩擦因数都是
。小物块与木板
甲碰撞作用时间极短且碰后不反弹,木板乙的质量是小物块的2 倍,木板乙与障碍物丙相碰后立刻粘连在
一起。不计空气阻力,求:
(1)小物块刚落到木板上的时候,与墙壁相距多远?
(2)小物块与木板甲碰撞的过程中摩擦因数保持
不变,它与木板甲碰撞结束瞬间,水平速度多大?
(3)小物块能否滑到木板乙的最右端?
(4)
满足什么条件,小物块能从丙的圆弧轨道右端冲出?
【答案】(1)
(2)
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(3)小物块都能滑到木板乙的最右端
(4)
【解析】(1)设小物块滑至四分之一圆弧轨道末端时速度大小为
,则
得
从
点抛出后,由
得
(2)小物块刚落到木板甲上时,水平方向
竖直方向:由
得
设小物块与木板甲碰撞结束瞬间的水平速度为
,水平方向
竖直方向
得
(3)小物块与木板甲碰撞结束至滑上木板乙
得
如果
足够长,假设小物块冲上木板乙后能在到达木板乙右端之前与之共速
得
此过程中,小物块
得
木板乙
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得
小物块与木板乙的相对位移
则
。
则如果
足够长,小物块能在到达木板右端之前与之共速;
假设小物块能滑到木板乙的最右端,设滑到木板乙最右端时的速度为
①若
,木板乙与小物块共速后再撞击障碍物丙,对小物块
得
则小物块恰好能滑到木板乙的最右端。
②若
:木板乙尚未与小物块共速就已撞击障碍物丙,对小物块
得
因为
则
,小物块能滑到木板乙的最右端。
综上,无论
取何值,小物块都能滑到木板乙的最右端;
(4)小物块欲冲出障碍物丙的圆弧轨道,需
得
将
代入
式,得
18.(16 分)如图所示,平行边界
、
间为区域II,宽度为
,
上方的区域I 内有与纸面平行、垂
直于
向下的匀强电场,
下方有垂直于纸面向里的匀强磁场,
下方的区域III 内还有与纸面平行、
垂直
向下的匀强电场,两电场的电场强度均为
。一个质量为
、电荷量为
的带正电的粒子在区域I
中的A 点由静止释放,粒子经电场加速、区域II 中的磁场偏转,在区域II 中的轨迹刚好与
相切,A 点
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离
的距离为
,不计粒子的重力,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)粒子从静止释放到第
次经过
所用的时间;
(3)将粒子在区域I 中的
点由静止释放,
点到
的距离为
,则粒子在区域III 中的最大速度为多少。
【答案】(1)
(2)n 为奇数时
,n 为偶数时,
(3)
【解析】(1)设粒子刚进区域II 时的速度大小为
,根据动能定理有:
解得
根据题意可知,粒子在磁场中做圆周运动的半径
根据牛顿第二定律
解得
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(2)设粒子第一次在电场中运动的时间为
,则
解得
粒子每次在磁场中运动的时间
粒子从静止释放到第n 次经过PQ 所用的时间
当n 为奇数时:
当n 为偶数时:
(3)由题求得粒子进入区域III 的水平分速度大小为
,在区域III 中运动的速度最大时,速度方向与MN
平行,设最大速度为v,根据动量定理:
,
即
根据动能定理
解得
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