2025浙江高考物理一轮复习-“17~20解答”限时练12【含答案】

这是一份2025浙江高考物理一轮复习-“17~20解答”限时练12【含答案】，共7页。试卷主要包含了4 m (1)求剩余牛奶的体积;
(2)若气体的内能与热力学温度成正比,比例系数为k,求该过程封闭气体吸收的热量.
18.(11分)如图所示,一质量为m=1 kg可看成质点的滑块以初速度v0=2 m/s,从P点与水平方向成θ=37°抛出后,恰能从a点沿ab方向切入粗糙斜面轨道,斜面ab轨道长为xab=10 m,斜面ab与半径R=1.25 m的竖直光滑圆弧轨道相切于b点,O点为圆弧的圆心,c点为圆弧的最低点且位于O点正下方,圆弧圆心角θ=37°.c点靠近水平传送带左侧,传送带cd间距离为L=3.4 m,以v=5 m/s的恒定速度顺时针转动,传送带与光滑圆弧、光滑水平面均保持平滑对接,水平面上有2个位于同一直线上、处于静止状态的相同小球,每个小球质量m0=2 kg.滑块与小球、小球与小球之间发生的都是弹性正碰,滑块与斜面及传送带间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g取10 m/s2.不计一切空气阻力,求:
(1)滑块从P点抛出落到a点所需要的运动时间t0;
(2)滑块滑到圆弧轨道的最低点c时对轨道的压力大小;
(3)滑块第一次向右通过传送带的过程中,摩擦力对滑块的冲量大小;
(4)2个小球最终获得的总动能.
19.(11分)[2024·绍兴模拟] 某国产品牌的电动汽车配备了基于电容器的制动能量回收系统,它有效的增加了电动汽车的续航里程.其工作原理为踩下驱动踏板时电池给电动机供电,松开驱动踏板或踩下刹车时发电机工作回收能量.为进一步研究,某兴趣小组设计了如图甲所示的模型:右侧为直流发电机模型,在磁极与圆柱形铁芯之间形成辐射状的磁场,导线框的经过处的磁感应强度大小均为B,方向始终与两条边的运动方向垂直,剖面图如图乙所示.导线框的ab、dc边延长段可在两金属半圆A、D内侧自由转动,且接触良好.金属半圆环D左侧接一单刀双掷开关:踩下驱动踏板,开关接通1,电池给导线框供电,导线框相当于电动机,所用电池的电动势为E,内阻为r;松开驱动踏板或踩下刹车,开关自动切换接通2,导线框相当于发电机,给电容器充电,所接电容器的电容为C.导线框与圆柱形铁芯中心轴线重合,ab、dc边长度均为L,两边间距离为d.导线框的ab、dc边质量均为m,其余部分导线质量不计,导线框的总电阻为R.初始时电容器不带电、导线框静止,电路其余部分的电阻不计,两金属半圆环和两磁极间的空隙忽略不计.
(1)求踩下驱动踏板后,导线框刚启动时的电流I和ab边受到的安培力的大小F;
(2)求踩下驱动踏板后,导线框可达到的最大角速度ωm;
(3)求从踩下踏板到导线框角速度最大的过程中导线框上产生的焦耳热;
(4)当导线框达到最大转动速度后松开驱动踏板,在一段时间后导线框将匀速转动,求此时电容器C上的带电荷量q及储存的电场能W.(提示:可根据电容器充电过程中电荷克服电场力做功与电势能转化关系并结合U-q图像求解)
20.(11分)[2024·宁波模拟] 粒子偏转装置是研究高能物理的重要仪器,主要由加速电场,偏转电场和偏转磁场三部分构成.如图甲所示为某科研团队设计的粒子偏转装置示意图,粒子源可以均匀连续的产生质量为m,电荷量为q的带正电粒子,其比荷qm=1×108 C/kg,初速度可忽略不计.带电粒子经电压U=100 V的加速电场加速后,贴近上板边缘,水平飞入两平行金属板中的偏转电场.两水平金属板间距为d=0.02 m,板长为22d,板间加有图乙所示的周期性变化的电压,其最大电压也为U、最小电压为U4,周期远大于粒子在偏转电场中运动的时间(忽略粒子穿越偏转电场时电压的变化),下极板右端正下方紧挨金属板竖直放置长度为d的探测板.若带电粒子能由偏转电场飞出,则飞出后立即进入平行板右侧的垂直纸面向外的水平匀强磁场,最后经匀强磁场偏转后打在探测板上;若不能飞出偏转电场,则被金属板吸收并导走.不计带电粒子的重力和粒子间的相互作用力.
(1)求从偏转电场出射的粒子通过偏转电场的时间t;
(2)求一个周期T内,从偏转电场出射的粒子数占粒子源全部发射粒子数的百分比η;
(3)求从偏转电场出射的粒子全部能够到达探测板时,磁感应强度B需要满足的条件;
(4)若将匀强磁场调成磁感应强度B大小为0.05 T,方向水平向右,并且在极板右侧空间放置另一块与原探测板平行的足够大的光屏PQ,PQ可以在磁场中左右移动,请估算粒子打在光屏PQ上留下的所有痕迹围成的面积.
参考答案与详细解析
17.(1)V0-l2ST1-l1ST2T2-T1 (2)(p0+ρgl)(l2-l1)S+kT2-kT1
[解析] (1)设室内牛奶盒内空气体积V,将牛奶盒拿到室外为等压变化,根据V+l1ST1=V+l2ST2(1分)
得V=l2ST1-l1ST2T2-T1(1分)
剩余牛奶的体积V剩=V0-V=V0-l2ST1-l1ST2T2-T1(1分)
(2)牛奶盒在室内时封闭气体的内能U1=kT1
牛奶盒在室外时封闭气体的内能U2=kT2
内能变化量ΔU=U2-U1=kT2-kT1(2分)
该过程气体对外界做功
W=-(p0+ρgl)(l2-l1)S(1分)
根据ΔU=W+Q(1分)
该过程封闭气体吸收的热量
Q=(p0+ρgl)(l2-l1)S+kT2-kT1(1分)
18.(1)0.24 s (2)49.2 N
(3)2 N·s (4)100081 J
[解析] (1)滑块从P点抛出时竖直方向的分速度
vy=v0sin θ(1分)
滑块从P点抛出落到a点所需要的运动时间
t0=2v0sinθg=0.24 s(1分)
(2)根据动能定理有
mgxabsin θ+mgR(1-cs θ)-μmgxabcs θ=12mvc2-12mv02(1分)
解得vc=7 m/s
在c点,根据牛顿第二定律可得
FNc-mg=mvc2R
FNc=49.2 N(1分)
根据牛顿第三定律可得滑块滑到圆弧轨道的最低点c时对轨道的压力大小
FNc'=FNc=49.2 N(1分)
(3)滑块在传送带上的加速度
a=μg=5 m/s2
滑块速度与传送带速度相等的所需的时间
t1=vc-va=0.4 s
此过程滑块的位移
x1=vc2-v22a=2.4 m