山东省高考物理二轮复习专项练习-06解答题基础通关训练（含解析）
文档属性
| 名称 | 山东省高考物理二轮复习专项练习-06解答题基础通关训练（含解析） |
|
|
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 3.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2026-03-30 00:00:00 | ||
图片预览
文档简介
山东省高考物理二轮复习专项练习-06解答题基础通关训练
一、全反射
1．如图，半圆形玻璃砖可绕过圆心的轴转动，圆心O与足够大光屏的距离，初始玻璃砖的直径与光屏平行，一束光对准圆心沿垂直光屏方向射向玻璃砖，在光屏上位置留下一光点，保持入射光方向不变，让玻璃砖绕O点逆时针方向转动时，光屏上光点也会移动，当玻璃砖转过角时，光屏上光点位置距离点为，求：
(1)玻璃砖的折射率n；
(2)当光屏上光点消失时，玻璃砖绕O点相对初始位置转过的角度的正弦值。
2．如图所示是一种光谱分析仪中的偏向棱镜，它相当于一个30°-60°-90°棱镜和一个45°-60°-75°棱镜组合而成，一束单色光以入射角，从ab边射入棱镜后在棱镜中平行于ac边行进，最终从ad边射出。求：
(1)该光线在棱镜中的折射率n；
(2)该光线从ad边射出光线的出射角，以及光线经过整个棱镜的偏向角。
3．如图所示长方体玻璃砖，长AB为，宽与高均为。AB边上有一单色光源S。该单色光相对于玻璃的折射率为，当右侧面恰好全部都有光线射出时：
（1）光源S离B点的距离是多少；
（2）左侧面有光线射出的面积是多少。
4．一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N，相距为d，直径均为，折射率为n（）。M、N下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面镜面反射至N下端面，N下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关。
（1）从M下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为，求的正弦值；
（2）被测物体自上而下微小移动，使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围（只考虑在被测物体表面反射一次的光线）。
二、抛体运动
5．电磁炮灭火消防车（图甲）采用电磁弹射技术投射灭火弹进入高层建筑快速灭火。电容器储存的能量通过电磁感应转化成灭火弹的动能，设置储能电容器的工作电压可获得所需的灭火弹出膛速度。如图乙所示，若电磁炮正对高楼，与高楼之间的水平距离，灭火弹出膛速度，方向与水平面夹角，不计炮口离地面高度及空气阻力，取重力加速度大小，。
（1）求灭火弹击中高楼位置距地面的高度H；
（2）已知电容器储存的电能，转化为灭火弹动能的效率，灭火弹的质量为，电容，电容器工作电压U应设置为多少？
6．海鸥捕到外壳坚硬的鸟蛤（贝类动物）后，有时会飞到空中将它丢下，利用地面的冲击打碎硬壳。一只海鸥叼着质量的鸟蛤，在的高度、以的水平速度飞行时，松开嘴巴让鸟蛤落到水平地面上。取重力加速度，忽略空气阻力。
（1）若鸟蛤与地面的碰撞时间，弹起速度可忽略，求碰撞过程中鸟蛤受到的平均作用力大小F；（碰撞过程中不计重力）
（2）在海鸥飞行方向正下方的地面上，有一与地面平齐、长度的岩石，以岩石左端为坐标原点，建立如图所示坐标系。若海鸥水平飞行的高度仍为，速度大小在之间，为保证鸟蛤一定能落到岩石上，求释放鸟蛤位置的x坐标范围。
三、气体、固体和液体
7．使用暖水瓶时经常出现“跳塞”和“锁塞”现象。一次使用暖水瓶的情况如下：盛满热水的暖水瓶倒出一定量的水后，温度为的空气进入瓶中，迅速盖上瓶塞（该时间内可认为空气和水没有发生热交换），短暂时间后发生了“跳塞”。待瓶内空气与热水达到热平衡（水的比热容很大，可认为此过程水的温度不变）后，再次盖上瓶塞。长时间放置后，瓶内的温度与环境温度（）相同，再次使用暖水瓶时，发生了“锁塞”现象，热力学温度，忽略空气溶于水和水的蒸发，空气可视为理想气体。
(1)求“跳塞”后跑出的气体与一开始进入瓶中的气体的质量之比；
(2)整个过程大气压强保持不变，瓶塞处不漏气，暖水瓶口的横截面积为，不考虑瓶塞与瓶之间的摩擦力及瓶塞的重力，求“锁塞”时至少需要多大的力才能将瓶塞竖直向上拔出来。
8．如图所示，横截面积分别为的两个上部开口的柱形导热气缸中装有同种气体，通过一段体积可忽略的细管相连接，在细管中间安装有一个阀门D，两气缸中各有一个轻质的活塞，气缸B中的活塞一端与轻弹簧相连接，另一端固定在气缸正上方的水平面板上．阀门D关闭时，轻弹簧处于原长并保持竖直，气缸中的活塞均处于静止状态，气缸A中气柱高度为，气缸B气柱高度为L，将一个质量为的重物C轻轻地放到气缸A中的活塞上，稳定后A中气柱高度变为，打开阀门D，保持环境温度不变，待系统稳定后，关闭阀门D．已知弹簧的劲度系数，重力加速度为g，活塞可在气缸内无摩擦滑动且不漏气，求：
(1)大气压强；
(2)最后关闭阀门D时，进入B中的气体与打开阀门前B中气体的质量比值。
9．重型卡车以不同速度匀速行驶时，轮胎内气体温度的增量与速度关系式为Δt=（0.3v+0.002v2）℃，速度v的单位为km/h。轮胎内气压超过p1=15.5atm或者低于p2=7atm都会使爆胎概率达到60%。某卡车司机出发前检查每个轮胎内的气体压强为p0=13atm，轮胎内气体温度与环境温度均为t0= 13°C，车辆在行驶过程中周围环境温度保持不变。将轮胎内气体视为理想气体，不计轮胎体积的变化，热力学温度和摄氏温度关系为T=（t+273）K。
(1)为使爆胎概率低于60%，求该卡车匀速行驶的速度上限v1；
(2)若卡车以速度v2=50km/h匀速行驶过程中，司机发现其中一个轮胎因为缓慢漏气使得胎内气压变为p2=7atm，求此轮胎漏出气体的质量与轮胎内原有气体质量的比值k。
10．某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉。如图所示，鱼鳔结构可简化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室，A室壁厚、可认为体积恒定，B室壁薄，体积可变；两室内气体视为理想气体，可通过阀门进行交换。质量为M的鱼静止在水面下H处。B室内气体体积为V，质量为m；设B室内气体压强与鱼体外压强相等、鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，鱼的质量不变，鱼鳔内气体温度不变。水的密度为ρ，重力加速度为g。大气压强为p0，求：
（1）鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度、需从A室充入B室的气体质量m；
（2）鱼静止于水面下H1处时，B室内气体质量m1。
11．图甲为战国时期青铜汲酒器，根据其原理制作了由中空圆柱形长柄和储液罐组成的汲液器，如图乙所示。长柄顶部封闭，横截面积S1=1.0cm2，长度H=100.0cm，侧壁有一小孔A。储液罐的横截面积S2=90.0cm2，高度h=20.0cm，罐底有一小孔B。汲液时，将汲液器竖直浸入液体，液体从孔B进入，空气由孔A排出；当内外液面相平时，长柄浸入液面部分的长度为x；堵住孔A，缓慢地将汲液器竖直提出液面，储液罐内刚好储满液体。已知液体密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度大小g=10m/s2，大气压p0=1.0×105Pa。整个过程温度保持不变，空气可视为理想气体，忽略器壁厚度。
（1）求x；
（2）松开孔A，从外界进入压强为p0、体积为V的空气，使满储液罐中液体缓缓流出，堵住孔A，稳定后罐中恰好剩余一半的液体，求V。
四、机械能及其守恒定律
12．如图所示，内有弯曲光滑轨道的方形物体置于光滑水平面上，P、Q分别为轨道的两个端点且位于同一高度，P处轨道的切线沿水平方向，Q处轨道的切线沿竖直方向。小物块a、b用轻弹簧连接置于光滑水平面上，b被锁定。一质量的小球自Q点正上方处自由下落，无能量损失地滑入轨道，并从P点水平抛出，恰好击中a，与a粘在一起且不弹起。当弹簧拉力达到时，b解除锁定开始运动。已知a的质量，b的质量，方形物体的质量，重力加速度大小，弹簧的劲度系数，整个过程弹簧均在弹性限度内，弹性势能表达式（x为弹簧的形变量），所有过程不计空气阻力。求：
(1)小球到达P点时，小球及方形物体相对于地面的速度大小、；
(2)弹簧弹性势能最大时，b的速度大小及弹性势能的最大值。
五、电磁感应
13．如图所示，间距为的两固定平行光滑金属导轨由倾斜部分和水平部分（均足够长）平滑连接而成，连接处绝缘，倾斜部分导轨与水平面的夹角为，导轨上端接有一个阻值为的定值电阻。倾斜导轨处存在方向垂直于倾斜导轨平面向上的匀强磁场，水平导轨处存在方向竖直向上的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为。初始时，导体棒放置在水平导轨上离倾斜导轨底端足够远的位置，导体棒从倾斜导轨上某处由静止释放，到达倾斜导轨底端前已经匀速运动。导体棒进入水平导轨后始终没有和导体棒相碰。导体棒、接入电路的阻值均为，质量均为，运动过程中始终垂直于导轨且与导轨接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为。求：
(1)导体棒在倾斜导轨上的最大速度；
(2)整个过程，导体棒产生的热量。
六、机械振动与机械波
14．一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图所示，质点P的平衡位置位于x=1m处，质点Q的平衡位置位于x=15m处。t=1s时质点P第一次回到平衡位置。已知波源振动的周期小于5s。
(1)判断这列波的传播方向（回答“沿着x轴的正方向”或“沿着x轴的负方向”）；
(2)求这列波的传播速度；
(3)求t=1s时质点Q的位移。
15．如图是一种自动卸货装置的简化图，质量为m1=1kg的货箱内装有质量为m2=5kg的货物，将其从半径为R=40m的光滑圆弧轨道AB上的A点由静止释放，AB与以v=8m/s的速率顺时针转动的水平传送带相切于B点，AB两点的竖直高度为h=0.2m，传送带与水平光滑直轨道CD平滑连接，紧挨D点有一与CD等高的小车停在光滑的水平轨道上，车的质量为m3=2kg，货箱和货物滑上车经一段时间后与车右端挡板发生碰撞，碰后与车速度相同但不粘连，一起向右运动至水平轨道右端，压缩固定弹簧至最短时将车锁定，货物与货箱始终相对静止。卸下货物后解除锁定，弹簧将车及货箱一起弹回，车与水平轨道左侧台阶碰撞后立即停止，货箱滑出车后恰好能回到A点。BC间距离L1=8m，货箱与传送带间的动摩擦因数μ1=0.5，与车间的动摩擦因数μ2=0.2，货箱和货物均可视为质点，重力加速度g取10m/s2。求：
(1)货箱和货物下滑经过圆弧轨道上B点时对轨道的压力大小FN；
(2)货箱和货物一起由A运动到C过程中所用的时间t；（结果保留三位有效数字）
(3)车的长度L2。
七、牛顿运动定律
16．如图所示，以4m/s的恒定速率逆时针匀速运行的传送带与水平面的夹角为30°，转轴间距为6m。将质量为2kg的小物块无初速度地放在传送带的顶端，物块与传送带之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。在物块从传送带顶端滑到底端的过程中，求：
(1)所用的时间；
(2)物块与传送带之间因摩擦产生的热量。
八、热力学定律
17．如图所示，上端开口，下端封闭的足够长玻璃管竖直固定于调温装置内。玻璃管导热性能良好，管内横截面积为S，用轻质活塞封闭一定质量的理想气体。大气压强为，活塞与玻璃管之间的滑动摩擦力大小恒为，等于最大静摩擦力。用调温装置对封闭气体缓慢加热，时，气柱高度为，活塞开始缓慢上升；继续缓慢加热至时停止加热，活塞不再上升；再缓慢降低气体温度，活塞位置保持不变，直到降温至时，活塞才开始缓慢下降；温度缓慢降至时，保持温度不变，活塞不再下降。求：
(1)时，气柱高度；
(2)从状态到状态的过程中，封闭气体吸收的净热量Q（扣除放热后净吸收的热量）。
九、动量及其守恒定律
18．如图甲所示，质量为M的轨道静止在光滑水平面上，轨道水平部分的上表面粗糙，竖直半圆形部分的表面光滑，两部分在P点平滑连接，Q为轨道的最高点。质量为m的小物块静置在轨道水平部分上，与水平轨道间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知轨道半圆形部分的半径，重力加速度大小。
（1）若轨道固定，小物块以一定的初速度沿轨道运动到Q点时，受到轨道的弹力大小等于3mg，求小物块在Q点的速度大小v；
（2）若轨道不固定，给轨道施加水平向左的推力F，小物块处在轨道水平部分时，轨道加速度a与F对应关系如图乙所示。
（i）求μ和m；
（ii）初始时，小物块静置在轨道最左端，给轨道施加水平向左的推力，当小物块到P点时撤去F，小物块从Q点离开轨道时相对地的速度大小为7m/s。求轨道水平部分的长度L。
十、光的折射
19．某光学组件横截面如图所示，半圆形玻璃砖圆心为O点，半径为R；直角三棱镜FG边的延长线过O点，EG边平行于AB边且长度等于R，∠FEG=30°。横截面所在平面内，单色光线以θ角入射到EF边发生折射，折射光线垂直EG边射出。已知玻璃砖和三棱镜对该单色光的折射率均为1.5。
（1）求sinθ；
（2）以θ角入射的单色光线，若第一次到达半圆弧AMB可以发生全反射，求光线在EF上入射点D（图中未标出）到E点距离的范围。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
《山东省高考物理二轮复习专项练习-06解答题基础通关训练》参考答案
1．(1)
(2)
【详解】（1）玻璃砖转过角时，折射光路如图所示：
设此时折射光线到达光屏上的点距点的距离为L，折射光线与的夹角为，由几何关系可得
故
又因为入射角，所以折射角
由折射定律可得玻璃砖的折射率为
（2）当光屏上光点消失时，光线应在玻璃砖内正好发生全反射，则根据临界角公式有
即玻璃砖发生全反射的临界角为
所以玻璃砖绕O点相对初始位置转过的角度为
故转过角度的正弦值为
2．(1)
(2)，
【详解】（1）光路如图所示：
由几何关系可知光线在ab界面的折射角为
由折射定律有
得
（2）分析可知光线在bc界面上反射后以的入射角从ad界面射出，由折射定律有
解得
由几何关系可知光线经过整个棱镜的偏向角为
3．（1）；（2）
【详解】（1）设该单色光照射发生全反射的临界角为，则有
解得
如图所示
当，在侧面恰好全部都有光线射出，根据几何关系可得
则
（2）因为光源S在面上发生全反射的临界角为，假设光源照射到面上的点刚好发生全反射，则有
根据几何关系可得
则左侧面有光线射出的面积为
4．（1）；（2）
【详解】（1）由题意可知当光在两侧刚好发生全反射时从M下端面出射的光与竖直方向夹角最大，设光在M下端与竖直方向的偏角为α，此时
可得
又因为
所以
（2）根据题意要使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，光路图如图所示
则玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围应该为
当距离最近时有
当距离最远时有
根据（1）可知
联立可得
所以满足条件的范围为
5．（1）60m；（2）
【详解】（1）灭火弹做斜向上抛运动，则水平方向上有
竖直方向上有
代入数据联立解得
（2）根据题意可知
又因为
联立可得
6．（1）；（2）
【详解】（1）设鸟蛤落地前瞬间的速度大小为，竖直分速度大小为，据自由落体运动规律可得
则碰撞前鸟蛤的合速度为
在碰撞过程中，以鸟蛤为研究对象，取速度方向为正方向，由动量定理得
联立解得碰撞过程中鸟蛤受到的平均作用力大小为
（2）若释放鸟蛤的初速度为，设击中岩石左端时，释放点的x坐标为x1，击中右端时，释放点的x坐标为，得
，
联立，代入数据得
，
若释放鸟蛤时的初速度为，设击中岩石左端时，释放点的x坐标为，击中右端时，释放点的x坐标为，得
，
联立，代入数据得
，
综上所述可得x坐标区间为。
7．(1)
(2)
【详解】（1）进入瓶内的空气的初始温度为，压强为设体积为，温度升至时，压强不变，由气体理想状态方程有
联立解得
故求“跳塞”后跑出的气体与一开始进入瓶中的气体的质量之比为
（2）热平衡时瓶内的温度为，压强为，长时间放置后温度降至为，气体体积不变，由理想气体状态方程有
解得长时间放置后气体压强为
对瓶塞受力分析有
联立解得至少需要
8．(1)
(2)
【详解】（1）对气缸A中活塞，由平衡条件可得
由玻意耳定律可得
解得
（2）阀门D未打开时，由平衡条件可知B中气体压强为
打开阀门D，稳定后设弹簧的压缩量为x，对气缸B中活塞，由平衡条件可知
解得
稳定后气缸B中气柱的高度为
设A进入B中气柱的高度为，对B中气体有
解得
进入B中的气体质量与打开阀门前B中气体的质量m之比为
9．(1)v1=100km/h
(2)
【详解】（1）若轮胎内被封闭气体压强为p1、温度为T1时，汽车的速度达到上限v1，由查理定律有
其中
解得
即
此过程温度变化量为
由
得
（2）当v2=50km/h时，由
得
则此时气体温度为
对轮胎内的气体，由理想气体状态方程有
解得
因同温同压下气体的质量与体积成正比，则
即
10．（1）；（2）
【详解】（1）由题知开始时鱼静止在H处，设此时鱼的体积为，有
且此时B室内气体体积为V，质量为m，则
鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度，则有
联立解得需从A室充入B室的气体质量
（2）B室内气体压强与鱼体外压强相等，则鱼静止在H处和水面下H1处时，B室内的压强分别为
，
由于鱼静止时，浮力等于重力，则鱼的体积不变，由于题可知，鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，则鱼在水下静止时，B室内气体体积不变，由题知开始时鱼静止在H处时，B室内气体体积为V，质量为m，由于鱼鳔内气体温度不变，若，则在H处时，B室内气体需要增加，设吸入的气体体积为ΔV，根据玻意耳定律有
则此时B室内气体质量
若，则在H处时，B室内气体需要减少，设释放的气体体积为ΔV，根据玻意耳定律有
则此时B室内气体质量
11．（1）；（2）
【详解】（1）由题意可知缓慢地将汲液器竖直提出液面过程，气体发生等温变化，所以有
又因为
代入数据联立解得
（2）当外界气体进入后，以所有气体为研究对象有
又因为
代入数据联立解得
【点睛】
12．(1)，水平向左，，水平向右
(2)，水平向左，
【详解】（1）根据题意可知，小球从开始下落到处过程中，水平方向上动量守恒，则有
由能量守恒定律有
联立解得，
即小球速度为，方向水平向左，大物块速度为，方向水平向右。
（2）由于小球落在物块a正上方，并与其粘连，小球竖直方向速度变为0，小球和物块水平方向上动量守恒，则有
解得
设当弹簧形变量为时物块的固定解除，此时小球和物块的速度为，根据胡克定律
系统机械能守恒
联立解得，
固定解除之后，小球、物块和物块组成的系统动量守恒，当三者共速时，弹簧的弹性势能最大，由动量守恒定律有
解得，方向水平向左。
由能量守恒定律可得，最大弹性势能为
13．(1)
(2)
【详解】（1）刚开始导体棒a在倾斜导轨上做加速运动，加速度为零时，速度达到最大，由牛顿第二定律有
导体棒a在倾斜导轨上以最大速度匀速动时产生的感应电动势
联立解得导体棒在倾斜导轨上的最大速度
（2）导体棒a、b整体合外力为零，由动量守恒有
最后两根导体棒做匀速直线运动，由能量守恒有导体棒产生的热量
联立解得导体棒产生的热量为
14．(1)波沿x轴负方向运动
(2)
(3)
【详解】（1）设波源振动的周期为T，第一次回到平衡位置所用的时间为
t=0时，若质点P沿y轴正方向运动，则
可得
t=0时，若质点P沿y轴负方向运动，则
可得（不符合题意）
所以t=0时质点P沿y轴正方向运动，波沿x轴负方向运动。
（2）由图可知波长
根据
可得这列波的传播速度
（3）根据
t=0时质点Q位于波峰，故振动方程
t=1s时质点Q的位移
15．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）对货物及货箱（以后简称系统M）在由A到B过程中有
系统M在B点有
由牛顿第三定律知：物体在B点对圆轨道的压力大小
得
（2）系统M由A到B过程中降落的高度与半径之比为，即
则此过程可视为简谐运动，且有
则系统由A到B的时间为
得
系统M在传送带上加速过程有
若系统M与传送带能够共速，则有
解得
系统M在此加速过程中的位移为
解得
故系统M与传送带共速后将做匀速直线运动
由
得s
则系统M由A到C所用的时间为：
（3）在系统M冲上小车到与之达到共速过程中由动量守恒定律有
系统M和小车的动能先转化为弹簧的弹性势能，然后弹簧又将弹性势能完全转化为小车和货箱系统的动能，则由能量守恒定律得
小车与台阶碰后对货箱由能量守恒定律有
联立解得
16．(1)
(2)
【详解】（1）物块与传送带共速前，由牛顿第二定律得
解得
物块运动到与传送带共速所用的时间
运动的距离
共速后，由牛顿第二定律得
解得
运动到传送带底端的过程有
解得物块运动到传送带底端时的速度大小
该过程所用的时间
所以整个过程物块运动的时间
（2）整个过程中物块与传送带之间因摩擦产生的热量
解得
17．(1)
(2)
【详解】（1）活塞开始缓慢上升，由受力平衡
可得封闭的理想气体压强
升温过程中，等压膨胀，由盖-吕萨克定律
解得
（2）升温过程中，等压膨胀，外界对气体做功
降温过程中，等容变化，外界对气体做功
活塞受力平衡有
解得封闭的理想气体压强
降温过程中，等压压缩，由盖-吕萨克定律
解得
外界对气体做功
全程中外界对气体做功
因为，故封闭的理想气体总内能变化
利用热力学第一定律
解得
故封闭气体吸收的净热量。
18．（1）；（2）（i），；（3）
【详解】（1）根据题意可知小物块在Q点由合力提供向心力有
代入数据解得
（2）（i）根据题意可知当F≤4N时，小物块与轨道是一起向左加速，根据牛顿第二定律可知
根据图乙有
当外力时，轨道与小物块有相对滑动，则对轨道有
结合题图乙有
可知
截距
联立以上各式可得
，，
（ii）由图乙可知，当时，轨道的加速度为，小物块的加速度为
当小物块运动到P点时，经过t0时间，则轨道有
小物块有
在小物块到P点到从Q点离开轨道的过程中系统机械能守恒有
水平方向动量守恒，以水平向左的正方向，则有
其中，小物块离开Q点时的速度,为此时轨道的速度。联立解得
(舍去）
根据运动学公式有
代入数据解得
19．（1）；（2）
【详解】（1）由题意设光在三棱镜中的折射角为，则根据折射定律有
由于折射光线垂直EG边射出，根据几何关系可知
代入数据解得
（2）根据题意作出单色光第一次到达半圆弧AMB恰好发生全反射的光路图如图
则根据几何关系可知FE上从P点到E点以角入射的单色光线第一次到达半圆弧AMB都可以发生全反射，根据全反射临界角公式有
设P点到FG的距离为l，则根据几何关系有
又因为
联立解得
所以光线在EF上的入射点D到E点的距离范围为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、全反射
1．如图，半圆形玻璃砖可绕过圆心的轴转动，圆心O与足够大光屏的距离，初始玻璃砖的直径与光屏平行，一束光对准圆心沿垂直光屏方向射向玻璃砖，在光屏上位置留下一光点，保持入射光方向不变，让玻璃砖绕O点逆时针方向转动时，光屏上光点也会移动，当玻璃砖转过角时，光屏上光点位置距离点为，求：
(1)玻璃砖的折射率n；
(2)当光屏上光点消失时，玻璃砖绕O点相对初始位置转过的角度的正弦值。
2．如图所示是一种光谱分析仪中的偏向棱镜，它相当于一个30°-60°-90°棱镜和一个45°-60°-75°棱镜组合而成，一束单色光以入射角，从ab边射入棱镜后在棱镜中平行于ac边行进，最终从ad边射出。求：
(1)该光线在棱镜中的折射率n；
(2)该光线从ad边射出光线的出射角，以及光线经过整个棱镜的偏向角。
3．如图所示长方体玻璃砖，长AB为，宽与高均为。AB边上有一单色光源S。该单色光相对于玻璃的折射率为，当右侧面恰好全部都有光线射出时：
（1）光源S离B点的距离是多少；
（2）左侧面有光线射出的面积是多少。
4．一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N，相距为d，直径均为，折射率为n（）。M、N下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面镜面反射至N下端面，N下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关。
（1）从M下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为，求的正弦值；
（2）被测物体自上而下微小移动，使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围（只考虑在被测物体表面反射一次的光线）。
二、抛体运动
5．电磁炮灭火消防车（图甲）采用电磁弹射技术投射灭火弹进入高层建筑快速灭火。电容器储存的能量通过电磁感应转化成灭火弹的动能，设置储能电容器的工作电压可获得所需的灭火弹出膛速度。如图乙所示，若电磁炮正对高楼，与高楼之间的水平距离，灭火弹出膛速度，方向与水平面夹角，不计炮口离地面高度及空气阻力，取重力加速度大小，。
（1）求灭火弹击中高楼位置距地面的高度H；
（2）已知电容器储存的电能，转化为灭火弹动能的效率，灭火弹的质量为，电容，电容器工作电压U应设置为多少？
6．海鸥捕到外壳坚硬的鸟蛤（贝类动物）后，有时会飞到空中将它丢下，利用地面的冲击打碎硬壳。一只海鸥叼着质量的鸟蛤，在的高度、以的水平速度飞行时，松开嘴巴让鸟蛤落到水平地面上。取重力加速度，忽略空气阻力。
（1）若鸟蛤与地面的碰撞时间，弹起速度可忽略，求碰撞过程中鸟蛤受到的平均作用力大小F；（碰撞过程中不计重力）
（2）在海鸥飞行方向正下方的地面上，有一与地面平齐、长度的岩石，以岩石左端为坐标原点，建立如图所示坐标系。若海鸥水平飞行的高度仍为，速度大小在之间，为保证鸟蛤一定能落到岩石上，求释放鸟蛤位置的x坐标范围。
三、气体、固体和液体
7．使用暖水瓶时经常出现“跳塞”和“锁塞”现象。一次使用暖水瓶的情况如下：盛满热水的暖水瓶倒出一定量的水后，温度为的空气进入瓶中，迅速盖上瓶塞（该时间内可认为空气和水没有发生热交换），短暂时间后发生了“跳塞”。待瓶内空气与热水达到热平衡（水的比热容很大，可认为此过程水的温度不变）后，再次盖上瓶塞。长时间放置后，瓶内的温度与环境温度（）相同，再次使用暖水瓶时，发生了“锁塞”现象，热力学温度，忽略空气溶于水和水的蒸发，空气可视为理想气体。
(1)求“跳塞”后跑出的气体与一开始进入瓶中的气体的质量之比；
(2)整个过程大气压强保持不变，瓶塞处不漏气，暖水瓶口的横截面积为，不考虑瓶塞与瓶之间的摩擦力及瓶塞的重力，求“锁塞”时至少需要多大的力才能将瓶塞竖直向上拔出来。
8．如图所示，横截面积分别为的两个上部开口的柱形导热气缸中装有同种气体，通过一段体积可忽略的细管相连接，在细管中间安装有一个阀门D，两气缸中各有一个轻质的活塞，气缸B中的活塞一端与轻弹簧相连接，另一端固定在气缸正上方的水平面板上．阀门D关闭时，轻弹簧处于原长并保持竖直，气缸中的活塞均处于静止状态，气缸A中气柱高度为，气缸B气柱高度为L，将一个质量为的重物C轻轻地放到气缸A中的活塞上，稳定后A中气柱高度变为，打开阀门D，保持环境温度不变，待系统稳定后，关闭阀门D．已知弹簧的劲度系数，重力加速度为g，活塞可在气缸内无摩擦滑动且不漏气，求：
(1)大气压强；
(2)最后关闭阀门D时，进入B中的气体与打开阀门前B中气体的质量比值。
9．重型卡车以不同速度匀速行驶时，轮胎内气体温度的增量与速度关系式为Δt=（0.3v+0.002v2）℃，速度v的单位为km/h。轮胎内气压超过p1=15.5atm或者低于p2=7atm都会使爆胎概率达到60%。某卡车司机出发前检查每个轮胎内的气体压强为p0=13atm，轮胎内气体温度与环境温度均为t0= 13°C，车辆在行驶过程中周围环境温度保持不变。将轮胎内气体视为理想气体，不计轮胎体积的变化，热力学温度和摄氏温度关系为T=（t+273）K。
(1)为使爆胎概率低于60%，求该卡车匀速行驶的速度上限v1；
(2)若卡车以速度v2=50km/h匀速行驶过程中，司机发现其中一个轮胎因为缓慢漏气使得胎内气压变为p2=7atm，求此轮胎漏出气体的质量与轮胎内原有气体质量的比值k。
10．某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉。如图所示，鱼鳔结构可简化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室，A室壁厚、可认为体积恒定，B室壁薄，体积可变；两室内气体视为理想气体，可通过阀门进行交换。质量为M的鱼静止在水面下H处。B室内气体体积为V，质量为m；设B室内气体压强与鱼体外压强相等、鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，鱼的质量不变，鱼鳔内气体温度不变。水的密度为ρ，重力加速度为g。大气压强为p0，求：
（1）鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度、需从A室充入B室的气体质量m；
（2）鱼静止于水面下H1处时，B室内气体质量m1。
11．图甲为战国时期青铜汲酒器，根据其原理制作了由中空圆柱形长柄和储液罐组成的汲液器，如图乙所示。长柄顶部封闭，横截面积S1=1.0cm2，长度H=100.0cm，侧壁有一小孔A。储液罐的横截面积S2=90.0cm2，高度h=20.0cm，罐底有一小孔B。汲液时，将汲液器竖直浸入液体，液体从孔B进入，空气由孔A排出；当内外液面相平时，长柄浸入液面部分的长度为x；堵住孔A，缓慢地将汲液器竖直提出液面，储液罐内刚好储满液体。已知液体密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度大小g=10m/s2，大气压p0=1.0×105Pa。整个过程温度保持不变，空气可视为理想气体，忽略器壁厚度。
（1）求x；
（2）松开孔A，从外界进入压强为p0、体积为V的空气，使满储液罐中液体缓缓流出，堵住孔A，稳定后罐中恰好剩余一半的液体，求V。
四、机械能及其守恒定律
12．如图所示，内有弯曲光滑轨道的方形物体置于光滑水平面上，P、Q分别为轨道的两个端点且位于同一高度，P处轨道的切线沿水平方向，Q处轨道的切线沿竖直方向。小物块a、b用轻弹簧连接置于光滑水平面上，b被锁定。一质量的小球自Q点正上方处自由下落，无能量损失地滑入轨道，并从P点水平抛出，恰好击中a，与a粘在一起且不弹起。当弹簧拉力达到时，b解除锁定开始运动。已知a的质量，b的质量，方形物体的质量，重力加速度大小，弹簧的劲度系数，整个过程弹簧均在弹性限度内，弹性势能表达式（x为弹簧的形变量），所有过程不计空气阻力。求：
(1)小球到达P点时，小球及方形物体相对于地面的速度大小、；
(2)弹簧弹性势能最大时，b的速度大小及弹性势能的最大值。
五、电磁感应
13．如图所示，间距为的两固定平行光滑金属导轨由倾斜部分和水平部分（均足够长）平滑连接而成，连接处绝缘，倾斜部分导轨与水平面的夹角为，导轨上端接有一个阻值为的定值电阻。倾斜导轨处存在方向垂直于倾斜导轨平面向上的匀强磁场，水平导轨处存在方向竖直向上的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为。初始时，导体棒放置在水平导轨上离倾斜导轨底端足够远的位置，导体棒从倾斜导轨上某处由静止释放，到达倾斜导轨底端前已经匀速运动。导体棒进入水平导轨后始终没有和导体棒相碰。导体棒、接入电路的阻值均为，质量均为，运动过程中始终垂直于导轨且与导轨接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为。求：
(1)导体棒在倾斜导轨上的最大速度；
(2)整个过程，导体棒产生的热量。
六、机械振动与机械波
14．一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图所示，质点P的平衡位置位于x=1m处，质点Q的平衡位置位于x=15m处。t=1s时质点P第一次回到平衡位置。已知波源振动的周期小于5s。
(1)判断这列波的传播方向（回答“沿着x轴的正方向”或“沿着x轴的负方向”）；
(2)求这列波的传播速度；
(3)求t=1s时质点Q的位移。
15．如图是一种自动卸货装置的简化图，质量为m1=1kg的货箱内装有质量为m2=5kg的货物，将其从半径为R=40m的光滑圆弧轨道AB上的A点由静止释放，AB与以v=8m/s的速率顺时针转动的水平传送带相切于B点，AB两点的竖直高度为h=0.2m，传送带与水平光滑直轨道CD平滑连接，紧挨D点有一与CD等高的小车停在光滑的水平轨道上，车的质量为m3=2kg，货箱和货物滑上车经一段时间后与车右端挡板发生碰撞，碰后与车速度相同但不粘连，一起向右运动至水平轨道右端，压缩固定弹簧至最短时将车锁定，货物与货箱始终相对静止。卸下货物后解除锁定，弹簧将车及货箱一起弹回，车与水平轨道左侧台阶碰撞后立即停止，货箱滑出车后恰好能回到A点。BC间距离L1=8m，货箱与传送带间的动摩擦因数μ1=0.5，与车间的动摩擦因数μ2=0.2，货箱和货物均可视为质点，重力加速度g取10m/s2。求：
(1)货箱和货物下滑经过圆弧轨道上B点时对轨道的压力大小FN；
(2)货箱和货物一起由A运动到C过程中所用的时间t；（结果保留三位有效数字）
(3)车的长度L2。
七、牛顿运动定律
16．如图所示，以4m/s的恒定速率逆时针匀速运行的传送带与水平面的夹角为30°，转轴间距为6m。将质量为2kg的小物块无初速度地放在传送带的顶端，物块与传送带之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。在物块从传送带顶端滑到底端的过程中，求：
(1)所用的时间；
(2)物块与传送带之间因摩擦产生的热量。
八、热力学定律
17．如图所示，上端开口，下端封闭的足够长玻璃管竖直固定于调温装置内。玻璃管导热性能良好，管内横截面积为S，用轻质活塞封闭一定质量的理想气体。大气压强为，活塞与玻璃管之间的滑动摩擦力大小恒为，等于最大静摩擦力。用调温装置对封闭气体缓慢加热，时，气柱高度为，活塞开始缓慢上升；继续缓慢加热至时停止加热，活塞不再上升；再缓慢降低气体温度，活塞位置保持不变，直到降温至时，活塞才开始缓慢下降；温度缓慢降至时，保持温度不变，活塞不再下降。求：
(1)时，气柱高度；
(2)从状态到状态的过程中，封闭气体吸收的净热量Q（扣除放热后净吸收的热量）。
九、动量及其守恒定律
18．如图甲所示，质量为M的轨道静止在光滑水平面上，轨道水平部分的上表面粗糙，竖直半圆形部分的表面光滑，两部分在P点平滑连接，Q为轨道的最高点。质量为m的小物块静置在轨道水平部分上，与水平轨道间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知轨道半圆形部分的半径，重力加速度大小。
（1）若轨道固定，小物块以一定的初速度沿轨道运动到Q点时，受到轨道的弹力大小等于3mg，求小物块在Q点的速度大小v；
（2）若轨道不固定，给轨道施加水平向左的推力F，小物块处在轨道水平部分时，轨道加速度a与F对应关系如图乙所示。
（i）求μ和m；
（ii）初始时，小物块静置在轨道最左端，给轨道施加水平向左的推力，当小物块到P点时撤去F，小物块从Q点离开轨道时相对地的速度大小为7m/s。求轨道水平部分的长度L。
十、光的折射
19．某光学组件横截面如图所示，半圆形玻璃砖圆心为O点，半径为R；直角三棱镜FG边的延长线过O点，EG边平行于AB边且长度等于R，∠FEG=30°。横截面所在平面内，单色光线以θ角入射到EF边发生折射，折射光线垂直EG边射出。已知玻璃砖和三棱镜对该单色光的折射率均为1.5。
（1）求sinθ；
（2）以θ角入射的单色光线，若第一次到达半圆弧AMB可以发生全反射，求光线在EF上入射点D（图中未标出）到E点距离的范围。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
《山东省高考物理二轮复习专项练习-06解答题基础通关训练》参考答案
1．(1)
(2)
【详解】（1）玻璃砖转过角时，折射光路如图所示：
设此时折射光线到达光屏上的点距点的距离为L，折射光线与的夹角为，由几何关系可得
故
又因为入射角，所以折射角
由折射定律可得玻璃砖的折射率为
（2）当光屏上光点消失时，光线应在玻璃砖内正好发生全反射，则根据临界角公式有
即玻璃砖发生全反射的临界角为
所以玻璃砖绕O点相对初始位置转过的角度为
故转过角度的正弦值为
2．(1)
(2)，
【详解】（1）光路如图所示：
由几何关系可知光线在ab界面的折射角为
由折射定律有
得
（2）分析可知光线在bc界面上反射后以的入射角从ad界面射出，由折射定律有
解得
由几何关系可知光线经过整个棱镜的偏向角为
3．（1）；（2）
【详解】（1）设该单色光照射发生全反射的临界角为，则有
解得
如图所示
当，在侧面恰好全部都有光线射出，根据几何关系可得
则
（2）因为光源S在面上发生全反射的临界角为，假设光源照射到面上的点刚好发生全反射，则有
根据几何关系可得
则左侧面有光线射出的面积为
4．（1）；（2）
【详解】（1）由题意可知当光在两侧刚好发生全反射时从M下端面出射的光与竖直方向夹角最大，设光在M下端与竖直方向的偏角为α，此时
可得
又因为
所以
（2）根据题意要使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，光路图如图所示
则玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围应该为
当距离最近时有
当距离最远时有
根据（1）可知
联立可得
所以满足条件的范围为
5．（1）60m；（2）
【详解】（1）灭火弹做斜向上抛运动，则水平方向上有
竖直方向上有
代入数据联立解得
（2）根据题意可知
又因为
联立可得
6．（1）；（2）
【详解】（1）设鸟蛤落地前瞬间的速度大小为，竖直分速度大小为，据自由落体运动规律可得
则碰撞前鸟蛤的合速度为
在碰撞过程中，以鸟蛤为研究对象，取速度方向为正方向，由动量定理得
联立解得碰撞过程中鸟蛤受到的平均作用力大小为
（2）若释放鸟蛤的初速度为，设击中岩石左端时，释放点的x坐标为x1，击中右端时，释放点的x坐标为，得
，
联立，代入数据得
，
若释放鸟蛤时的初速度为，设击中岩石左端时，释放点的x坐标为，击中右端时，释放点的x坐标为，得
，
联立，代入数据得
，
综上所述可得x坐标区间为。
7．(1)
(2)
【详解】（1）进入瓶内的空气的初始温度为，压强为设体积为，温度升至时，压强不变，由气体理想状态方程有
联立解得
故求“跳塞”后跑出的气体与一开始进入瓶中的气体的质量之比为
（2）热平衡时瓶内的温度为，压强为，长时间放置后温度降至为，气体体积不变，由理想气体状态方程有
解得长时间放置后气体压强为
对瓶塞受力分析有
联立解得至少需要
8．(1)
(2)
【详解】（1）对气缸A中活塞，由平衡条件可得
由玻意耳定律可得
解得
（2）阀门D未打开时，由平衡条件可知B中气体压强为
打开阀门D，稳定后设弹簧的压缩量为x，对气缸B中活塞，由平衡条件可知
解得
稳定后气缸B中气柱的高度为
设A进入B中气柱的高度为，对B中气体有
解得
进入B中的气体质量与打开阀门前B中气体的质量m之比为
9．(1)v1=100km/h
(2)
【详解】（1）若轮胎内被封闭气体压强为p1、温度为T1时，汽车的速度达到上限v1，由查理定律有
其中
解得
即
此过程温度变化量为
由
得
（2）当v2=50km/h时，由
得
则此时气体温度为
对轮胎内的气体，由理想气体状态方程有
解得
因同温同压下气体的质量与体积成正比，则
即
10．（1）；（2）
【详解】（1）由题知开始时鱼静止在H处，设此时鱼的体积为，有
且此时B室内气体体积为V，质量为m，则
鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度，则有
联立解得需从A室充入B室的气体质量
（2）B室内气体压强与鱼体外压强相等，则鱼静止在H处和水面下H1处时，B室内的压强分别为
，
由于鱼静止时，浮力等于重力，则鱼的体积不变，由于题可知，鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，则鱼在水下静止时，B室内气体体积不变，由题知开始时鱼静止在H处时，B室内气体体积为V，质量为m，由于鱼鳔内气体温度不变，若，则在H处时，B室内气体需要增加，设吸入的气体体积为ΔV，根据玻意耳定律有
则此时B室内气体质量
若，则在H处时，B室内气体需要减少，设释放的气体体积为ΔV，根据玻意耳定律有
则此时B室内气体质量
11．（1）；（2）
【详解】（1）由题意可知缓慢地将汲液器竖直提出液面过程，气体发生等温变化，所以有
又因为
代入数据联立解得
（2）当外界气体进入后，以所有气体为研究对象有
又因为
代入数据联立解得
【点睛】
12．(1)，水平向左，，水平向右
(2)，水平向左，
【详解】（1）根据题意可知，小球从开始下落到处过程中，水平方向上动量守恒，则有
由能量守恒定律有
联立解得，
即小球速度为，方向水平向左，大物块速度为，方向水平向右。
（2）由于小球落在物块a正上方，并与其粘连，小球竖直方向速度变为0，小球和物块水平方向上动量守恒，则有
解得
设当弹簧形变量为时物块的固定解除，此时小球和物块的速度为，根据胡克定律
系统机械能守恒
联立解得，
固定解除之后，小球、物块和物块组成的系统动量守恒，当三者共速时，弹簧的弹性势能最大，由动量守恒定律有
解得，方向水平向左。
由能量守恒定律可得，最大弹性势能为
13．(1)
(2)
【详解】（1）刚开始导体棒a在倾斜导轨上做加速运动，加速度为零时，速度达到最大，由牛顿第二定律有
导体棒a在倾斜导轨上以最大速度匀速动时产生的感应电动势
联立解得导体棒在倾斜导轨上的最大速度
（2）导体棒a、b整体合外力为零，由动量守恒有
最后两根导体棒做匀速直线运动，由能量守恒有导体棒产生的热量
联立解得导体棒产生的热量为
14．(1)波沿x轴负方向运动
(2)
(3)
【详解】（1）设波源振动的周期为T，第一次回到平衡位置所用的时间为
t=0时，若质点P沿y轴正方向运动，则
可得
t=0时，若质点P沿y轴负方向运动，则
可得（不符合题意）
所以t=0时质点P沿y轴正方向运动，波沿x轴负方向运动。
（2）由图可知波长
根据
可得这列波的传播速度
（3）根据
t=0时质点Q位于波峰，故振动方程
t=1s时质点Q的位移
15．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）对货物及货箱（以后简称系统M）在由A到B过程中有
系统M在B点有
由牛顿第三定律知：物体在B点对圆轨道的压力大小
得
（2）系统M由A到B过程中降落的高度与半径之比为，即
则此过程可视为简谐运动，且有
则系统由A到B的时间为
得
系统M在传送带上加速过程有
若系统M与传送带能够共速，则有
解得
系统M在此加速过程中的位移为
解得
故系统M与传送带共速后将做匀速直线运动
由
得s
则系统M由A到C所用的时间为：
（3）在系统M冲上小车到与之达到共速过程中由动量守恒定律有
系统M和小车的动能先转化为弹簧的弹性势能，然后弹簧又将弹性势能完全转化为小车和货箱系统的动能，则由能量守恒定律得
小车与台阶碰后对货箱由能量守恒定律有
联立解得
16．(1)
(2)
【详解】（1）物块与传送带共速前，由牛顿第二定律得
解得
物块运动到与传送带共速所用的时间
运动的距离
共速后，由牛顿第二定律得
解得
运动到传送带底端的过程有
解得物块运动到传送带底端时的速度大小
该过程所用的时间
所以整个过程物块运动的时间
（2）整个过程中物块与传送带之间因摩擦产生的热量
解得
17．(1)
(2)
【详解】（1）活塞开始缓慢上升，由受力平衡
可得封闭的理想气体压强
升温过程中，等压膨胀，由盖-吕萨克定律
解得
（2）升温过程中，等压膨胀，外界对气体做功
降温过程中，等容变化，外界对气体做功
活塞受力平衡有
解得封闭的理想气体压强
降温过程中，等压压缩，由盖-吕萨克定律
解得
外界对气体做功
全程中外界对气体做功
因为，故封闭的理想气体总内能变化
利用热力学第一定律
解得
故封闭气体吸收的净热量。
18．（1）；（2）（i），；（3）
【详解】（1）根据题意可知小物块在Q点由合力提供向心力有
代入数据解得
（2）（i）根据题意可知当F≤4N时，小物块与轨道是一起向左加速，根据牛顿第二定律可知
根据图乙有
当外力时，轨道与小物块有相对滑动，则对轨道有
结合题图乙有
可知
截距
联立以上各式可得
，，
（ii）由图乙可知，当时，轨道的加速度为，小物块的加速度为
当小物块运动到P点时，经过t0时间，则轨道有
小物块有
在小物块到P点到从Q点离开轨道的过程中系统机械能守恒有
水平方向动量守恒，以水平向左的正方向，则有
其中，小物块离开Q点时的速度,为此时轨道的速度。联立解得
(舍去）
根据运动学公式有
代入数据解得
19．（1）；（2）
【详解】（1）由题意设光在三棱镜中的折射角为，则根据折射定律有
由于折射光线垂直EG边射出，根据几何关系可知
代入数据解得
（2）根据题意作出单色光第一次到达半圆弧AMB恰好发生全反射的光路图如图
则根据几何关系可知FE上从P点到E点以角入射的单色光线第一次到达半圆弧AMB都可以发生全反射，根据全反射临界角公式有
设P点到FG的距离为l，则根据几何关系有
又因为
联立解得
所以光线在EF上的入射点D到E点的距离范围为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
同课章节目录