2026年高考山东卷物理高考真题T15-18（网络收集版）附答案解析

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一、解答题
1．竖直固定的圆柱形透明管深度为l，管内横截面积为S；圆柱形物块长为，横截面积为S，密度为ρ。室温T1=300K时，某同学将表面涂润滑油的物块竖直置于管口封住管内气体，并使物块缓慢进入透明管，过程中气体无泄漏。当物块处于静止状态时，其上表面恰好与管口齐平，如图乙所示。已知透明管与物块均具有良好导热性能，不计物块与透明管间的摩擦，重力加速度大小为g，大气压强恒定，空气可视为理想气体。
(1)求当地大气压强p0；
(2)将装置放置较长时间后，物块下方气柱高度为，该同学认为此装置漏气，测得此时室温T2=270K，求管内剩余气体与密封刚完成时气体的质量比。
2．如图所示，平行金属导轨间距为L，导轨平面与水平面夹角为定值，二者交线与导轨垂直。电动势均为E、内阻为r的两电源，开关S1、S2及滑动变阻器RP与导轨相连，导轨处于磁感应强度为B、方向平行于导轨向下的匀强磁场中。S1闭合、S2断开，质量为m，长为L，内阻为r的金属杆cd静止于导轨上。调节滑片，当RP阻值为r时，cd刚好要下滑。保持滑片位置不变，断开S1，闭合S2，cd开始下滑并始终与导轨接触良好。已知cd与导轨间动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计导轨电阻。cd下滑过程中，求：
(1)cd的电功率P；
(2)cd的加速度大小a。
3．如图甲所示，半径r = 1m的圆筒竖直放置，上下底面圆心分别为O和O′，筒内有三个互成120°角且可以绕OO′转动的竖直矩形叶片S1、S2和S3，叶片与圆筒上下齐平，宽度等于圆筒半径，N为圆筒上底边沿一点。圆筒上底面固定一半径的水平圆形轨道，轨道上有一长度可忽略的缺口位于O点，OM为轨道直径且OM⊥ON；在轨道的M点放置一小物体，某时刻该物体在内力作用下突然分成A、B两部分并弹开，其质量分别为mA、mB。A以vA = 1m/s的速率沿轨道运动至缺口进入圆筒，在筒内做平抛运动后恰好紧贴圆筒下底面沿边穿出。已知g = 10m/s2。忽略空气阻力及一切摩擦，轨道、圆筒和叶片的厚度均忽略不计。
(1)求A在轨道内运动的时间及圆筒高度；
(2)若叶片以恒定角速度ω顺时针转动，且A运动至缺口时，S1恰好转过ON位置，如图乙所示，随后A未与叶片碰撞，从圆筒下底面沿边穿出时，S2恰好转至ON位置。
（ⅰ）求角速度ω；
（ⅱ）若B运动至缺口后能从任意两个叶片间的区域穿过圆筒，且未与叶片及筒壁碰撞，求。
4．在xOy坐标系中，第二象限有一粒子发生器，其右侧放置速度选择器，速度选择器中电场强度大小为E，方向沿y轴负方向，匀强磁场方向垂直xOy面向里；y=－x(x ≤ 0)与y轴正半轴所围区域I中充满垂直xOy面向外的匀强磁场；x轴下方为区域II、第一象限为区域III，两区域均充满方向垂直xOy面向里的匀强磁场，磁感应强度大小分别为5B和12B。质量为m的粒子a经速度选择器后以速率v从点(－h，h)沿x轴正方向进入区域I，一段时间后恰好从原点O沿y轴负方向进入区域II。不计粒子重力及粒子间相互作用。
(1)求速度选择器中磁感应强度大小B0和区域I中磁感应强度大小B1；
(2)求粒子a从O点运动到P点的时间t；
(3)当粒子a从点离开区域II进入区域III时，和a电荷量相同的粒子b恰好从O点以速率v沿y轴负方向进入区域II，若粒子a、b在x轴相遇且相遇时速度都沿y轴正方向，求粒子b的质量M及第一次相遇时的x轴坐标x1。
《2026年高考山东卷物理高考真题T15-18（网络 收集版）》参考答案
1．(1)
(2)
【详解】（1）设密封刚完成时管内气体压强为p1，气柱长度为体积
物块受力平衡有
解得
初始时管内气体体积为压强为大气压温度均为。过程等温，由玻意耳定律
解得
化简有
（2）装置放置较长时间后，物块下方气柱高度为体积温度T2=270 K
物块受力平衡不变，故此时气体压强
密封刚完成时状态p1=ρgl，V1=89lS，T1=300 K
由理想气体状态方程，气体质量比等于之比，且压强p不变，则
2．(1)
(2)
【详解】（1）断开S1，闭合S2时回路电流
则cd的电功率P = I2r
解得
（2）设斜面倾角为θ，S1闭合、S2断开cd刚好要下滑时有mgsinθ = μ(mgcsθ＋BIL)
由于两电源电动势均为E、内阻为r，则回路电流大小不变均为
断开S1，闭合S2有mgsinθ－μ(mgcsθ－BIL) = ma
联立解得
3．(1)t0 = 3s，h = 5m
(2)（ⅰ），（ⅱ）（k = 0，1，2，3，…）
【详解】（1）A在轨道内做匀速圆周运动，运动时间
由题知，A以vA = 1m/s的速率沿轨道运动至缺口进入圆筒，在筒内做平抛运动后恰好紧贴圆筒下底面沿边穿出，则在水平方向有r = vAt
解得t = 1s
竖直方向有
（2）（ⅰ）由于A未与叶片碰撞，从圆筒下底面沿边穿出时，叶片转动了，则叶片角速度
（ⅱ）物体在内力作用下突然分成A、B两部分并弹开有mAvA = mBvB
则
由于B未与筒壁碰撞则有
且A运动至缺口时，S1恰好转过ON位置，则以此时为时间基准，则B从M到O所用的时间
要使B运动至缺口后能从任意两个叶片间的区域穿过圆筒，则B运动到O时S1或S2或S3要运动到ON反向的位置，则叶片转过的角度（k = 0，1，2，3，…）
B不与叶片碰撞必须满足
解得（k = 0，1，2，3，…）
则（k = 0，1，2，3，…）
4．(1)
(2)
(3)，
【详解】（1）粒子在速度选择器中做直线运动，有qE=qvB0
解得
粒子在区域Ⅰ中做匀速圆周运动，由几何关系得轨迹半径，根据qvB1=mv2R1
解得 B1=mvqh
（2）根据可知，粒子在区域Ⅱ、Ⅲ中的轨迹半径分别为
画出粒子运动轨迹图
可知从O点进入区域Ⅱ，经半圆到达
再根据，可知O到A运动时间
从A点进入区域Ⅲ，经半圆到达，时间
从B点再次进入区域Ⅱ，经半圆到达，时间
则总时间
（3）画出粒子a、b的运动轨迹如图
区域Ⅱ：a粒子半径
b粒子半径
a粒子半周期
b粒子半周期
区域Ⅲ：a粒子半径
b粒子半径
a粒子半周期
b粒子半周期
粒子每完成一次“区域Ⅱ下半圆＋区域Ⅲ上半圆”的运动，x坐标的净变化Δxa=2r2−2r3=7mv30qB
同理Δxb=7Mv30qB
所花时间
同理
取粒子a从O点沿y轴负方向进入区域Ⅱ的时刻为t = 0，粒子a第1次速度向上点：在区域Ⅱ中走下半圆到达x轴
坐标
时间
此后每经过一次区域Ⅲ上半圆和一次区域Ⅱ下半圆，到达下一个速度向上点。设第n次速度向上点n=1，2，3，…，则
粒子b在a到达第一次向上点a（即）时，从O点以同样速率沿y轴负方向进入区域Ⅱ。B的起始时刻为
粒子b第1次速度向上点（绝对时刻）：b先在区域Ⅱ走下半圆
坐标
时刻
同理，第k次速度向上点k=1，2，3，…
由相遇条件、得，
两式相除消去M得，最小正整数解为k = 5，n = 9
代入得，