冲刺2025年高考物理大题突破-大题预测03（A+B+C三组解答题）（解析版）.docxVIP

大题预测03

【A组】

（建议用时：30分钟满分：38分）

解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

13．（8分）如图，圆形线圈的匝数，面积，处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小B随时间t变化的规律为，回路中接有阻值为的电热丝，线圈的电阻。电热丝密封在体积为的长方体绝热容器内，容器缸口处有卡环。容器内有一不计质量的活塞，活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气，活塞左侧封闭一定质量的理想气体，起始时活塞处于容器中间位置，外界大气压强始终为，接通电路开始缓慢对气体加热，加热前气体温度为。

(1)求流过电热丝的电流；

(2)开始通电活塞缓慢运动，刚到达卡环时，气缸内气体的内能增加了，若电热丝产生的热量全部被气体吸收，求此时气缸内气体的温度及电热丝的通电时间。

答案(1)(2)，120s

解析（1）根据法拉第电磁感应定律可得，电动势为（1分）

根据闭合电路欧姆定律可得，流过电热丝的电流为（1分）

（2）开始通电活塞缓慢运动，刚到达卡环时，密封气体做等压变化，根据盖—吕萨克定律可得（1分）

解得此时气缸内气体的温度为（1分）

此过程气体对外界做功为（1分）

气缸内气体的内能增加了，根据热力学第一定律可得（2分）

可得气体吸收热量为（1分）

根据焦耳定律可得

可得电热丝的通电时间为

14．（12分）如图所示，在绝缘水平面上固定两根光滑平行金属导轨，左右两侧导轨处于竖直向上的磁场中，磁感应强度大小分别为和，导轨间距分别为和，已知导体棒的电阻为、长度为，导体棒的电阻为、长度为的质量是的2倍。初始时刻两棒静止，两棒中点之间连接一压缩量为的轻质绝缘弹簧，弹簧的劲度系数为。释放弹簧后两棒在各自磁场中运动直至停止，弹簧始终在弹性限度内。两棒保持与导轨垂直并接触良好，导轨足够长且电阻不计。求：

(1)导体棒的速率为时，导体棒的运动速率及回路的总电功率；

(2)弹簧伸展过程中流过导体棒的电流方向及弹簧释放的整个过程中通过导体棒的电荷量。

答案(1)，(2)M指向N，

解析（1）设任意时刻回路电流为I，则PQ受安培力（1分）

左手定则可知其方向向右；

MN受安培力（1分）

左手定则可知其方向向左，可知两棒系统受合外力为零，系统动量守恒，设PQ质量为2m，则MN质量为m，PQ速率为v时，则（1分）

解得导体棒的运动速率

此时电流中的电流（1分）

则此时回路的总电功率（1分）

联立解得（1分）

（2）弹簧伸展过程中，根据右手定则可知，回路中产生顺时针方向的电流，导体棒MN中的电流方向由M指向N。两棒最终停止时弹簧处于原长状态，此时两棒间距增加了5L，对双棒，由动量守恒可得

整理得（1分）

可得（1分）

因为

可得则最终MN位置向右移动（1分）

PQ位置向左移动

则（1分）

因为（1分）

联立解得（1分）

15．（18分）人们越来越深刻地认识到冰山对环境的重要性，冰山的移动将给野生动物带来一定影响。为研究冰山移动过程中表面物体的滑动，小星找来一个足够长的水槽，将质量为长为L的车厢放在水槽中模拟冰山，车厢内有一个质量为、体积可以忽略的滑块。车厢的上下表面均光滑，车厢与滑块的碰撞均为弹性碰撞且忽略碰撞的时间。开始时水槽内未装水，滑块与车厢左侧的距离为。在车厢上作用一个大小为，方向水平向右的恒力，当车厢即将与滑块发生第一次碰撞时撤去水平恒力。

(1)求车厢即将与滑块发生第一次碰撞时车厢的速度的大小；

(2)求从车厢与滑块发生第一次碰撞到发生第二次碰撞的过程中，车厢的位移；

(3)若在水槽中装入一定深度的水，车厢在水槽中不会浮起。开始时滑块与车厢左侧的距离为，由于外界碰撞，车厢在极短时间内速度变为，方向水平向右。车厢移动过程中受到水的阻力大小与速率的关系为（为已知常数），除第一次碰撞以外，以后车厢与滑块之间每次碰撞前车厢均已停止。求全程车厢通过的总路程。

答案(1)(2)

(3)

解析（1）对车厢，由动能定理可得

（1分）

解得

（1分）

（2）车厢与滑块的碰撞为弹性碰撞，设第一次碰撞后车厢和滑块的速度分别为vM和vm，由机械能守恒定律

（1分）

根据动量守恒定律

（1分）

解得

第一次碰撞到第二次碰撞之间，车厢与滑块的位移分别为xM，xm，则有

位移关系为

（1分）

联立解得

（1分）

（3）每一次碰撞后车厢的运动过程中，由动量定理

（1分）

即

累加后得

第一次碰撞前，车厢的路程为d，所以

（1分）

碰撞前车厢的速度

设第n次碰撞后，车厢的速度为vn，滑块的速度为，第n次碰撞至停下，车厢的路程为sn。第一次碰撞，由机械能守恒定律

（1分）

动量守恒定律

（1分）

解得

第一次碰撞后，对车厢

解得

（1分）

第二次碰撞，由机械能守恒定律

（1分）

根据动量守恒定律

（1分）

解得