2024年高考广东卷物理真题T13-T15变式题

试卷第=page11页，共=sectionpages33页试卷第=page11页，共=sectionpages33页1．差压阀可控制气体进行单向流动，广泛应用于减震系统。如图所示，A、B两个导热良好的气缸通过差压阀连接，A内轻质活塞的上方与大气连通，B内气体体积不变。当A内气体压强减去B内气体压强大于时差压阀打开，A内气体缓慢进入B中；当该差值小于或等于时差压阀关闭。当环境温度时，A内气体体积，B内气体压强等于大气压强，已知活塞的横截面积，，，重力加速度大小取，A、B内的气体可视为理想气体，忽略活塞与气缸间的摩擦、差压阀与连接管内的气体体积不计。当环境温度降到时：（1）求B内气体压强；（2）求A内气体体积；（3）在活塞上缓慢倒入铁砂，若B内气体压强回到并保持不变，求已倒入铁砂的质量。2．如图所示，导热性能良好的气缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞横截面积为S、质量不计，活塞与容器间的滑动摩擦力大小p0S。初态时封闭气体的温度为、压强为p0，活塞到气缸底部距离为h，外界大气压强为p0、温度为T。经过一段时间，活塞缓慢上升一段距离后最终停止。求：（1）当活塞刚开始上升时，密闭气体的温度T1；（2）上升过程中，密闭气体对活塞所做的功W。

3．如图所示，气缸的顶部开一小孔与大气相通，高为H的气缸里用活塞密闭了一些空气，稳定时活塞与气缸底部距离为，密闭空气温度为300K，大气压强为p0。活塞厚度和质量不计，活塞与气缸之间的摩擦不计，现对气缸缓慢加热。求：（1）当温度升为400K时活塞的位置；（2）当温度升为600K时密闭气体的压强。

4．如图所示，内壁光滑横截面积的汽缸固定在水平地面上，汽缸中封闭有一定质量的理想气体，绕过两个定滑轮的轻绳一端与轻质活塞相连，一端与台秤上的重物相连。重物的质量为。初始环境温度为时，台秤示数为，活塞距缸底，（不计轻绳与滑轮之间的摩擦，重力加速度，大气压强恒为，取）试计算：（1）初始状态下汽缸中的气体压强为多少；（2）为保证重物不离开台秤，环境温度不能低于多少摄氏度；（3）当环境温度降低至时，活塞距汽缸的高度为多少。5．如图所示，一导热性能良好的汽缸开口竖直向上静置在水平面上，缸口处固定有卡环（大小不计），卡环距汽缸底部的高度，质量、横截面积的光滑薄活塞下方封闭一定质量的理想气体，活塞上表面有一用竖直轻绳悬挂的重物，轻绳上端与固定的拉力传感器相连。当封闭气体的热力学温度时，活塞距汽缸底部的高度，重物对活塞恰好无压力；当封闭气体的热力学温度缓慢上升至时，传感器的示数恰好为零。已知大气压恒为，取重力加速度大小。求：（1）重物的质量M；（2）当封闭气体的热力学温度缓慢上升至时，封闭气体的压强p。

6．某校物理兴趣小组利用压力传感器设计了一个温度报警装置，其原理示意图如图所示，导热良好的圆柱形容器竖直放置，用横截面积为S的活塞密封一定质量的理想气体，不计活塞质量和厚度，容器内壁光滑。初始时气体的温度K，活塞与容器底的距离cm，活塞上方cm处有一压力传感器制成的卡口，压力传感器连接报警器。随着环境温度缓慢升高，当容器内气体的温度达到K时刚好触发报警器工作。已知大气压强恒为，求：（1）活塞刚接触卡口时容器内气体的温度；（2）报警器刚好被触发工作时容器内气体的压强p。7．如图所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞的厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，A左侧汽缸的容积为，A、B之间汽缸的容积为，开始时活塞在A处，缸内气体的压强为（为大气压强，恒定不变），热力学温度。现对缸内气体缓慢加热，使活塞向B处移动。求：（1）活塞刚要离开A处时，缸内气体的热力学温度；（2）活塞刚到达B处时缸内气体的热力学温度T；（3）缸内气体的热力学温度时，缸内气体的压强p。8．如图所示装置是一个高为，底面积S的圆柱型导热气缸的截面图。气缸顶部安装有挡柱，底部通过阀门（大小不计）连接一个充气原，厚度不计的活塞封闭有一部分空气，活塞距离气缸底部高度，质量，活塞与气缸之间的摩擦可忽略。大气压强为，空气可视为理想气体。现用充气原给气缸充气，每次可往容器中充入压强为，体积为的空气，充气过程温度保持不变。求：（1）初始时封闭气体的压强大小；（2）第一次充完气后，活塞缓慢上升的高度；（3）充气45次之后，缸内气体的压强大小。9．如图甲所示，型活塞固定在水平面上，一定质量的理想气体被封闭在导热性能良好的、质量为的汽缸中，活塞截面积为，活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气，大气压强为。重力加速度取，改变环境温度，缸内气体体积随温度变化如图乙所示，求：（1）从状态A变化到状态，气体温度升高多少；（2）在状态时，活塞对卡口的作用力多大。10．小美设计了一温度报警装置，原理图如图所示，竖直放置的导热汽缸内用质量、横截面积、上表面涂有导电物质的活塞封闭一定质量的理想气体。当缸内气体的温度时，活塞下表面与汽缸底部的距离，上表面与、两触点的距离。当环境温度上升，活塞缓慢上移至卡口处时恰好触发报警器报警。不计一切摩擦，大气压强恒为，重力加速度大小。求：（1）该报警装置报警的最低热力学温度；（2）当环境的温度升高到时，封闭气体的压强。11．汽车的安全带和安全气囊是有效保护乘客的装置。（1）安全带能通过感应车的加速度自动锁定，其原理的简化模型如图甲所示。在水平路面上刹车的过程中，敏感球由于惯性沿底座斜面上滑直到与车达到共同的加速度a，同时顶起敏感臂，使之处于水平状态，并卡住卷轴外齿轮，锁定安全带。此时敏感臂对敏感球的压力大小为，敏感球的质量为m，重力加速度为g。忽略敏感球受到的摩擦力。求斜面倾角的正切值。（2）如图乙所示，在安全气囊的性能测试中，可视为质点的头锤从离气囊表面高度为H处做自由落体运动。与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊表面为计时起点，气囊对头锤竖直方向作用力F随时间t的变化规律，可近似用图丙所示的图像描述。已知头锤质量，重力加速度大小取。求：①碰撞过程中F的冲量大小和方向；②碰撞结束后头锤上升的最大高度。12．在刚刚结束的第19届杭州亚运会上，16岁的中国姑娘全红婵最后一跳逆天反超，获得评委们的四个满分，从而获得女子10米跳台冠军。如图所示，在比赛中质量为的全红婵，从跳台上以初速度竖直向上跳起，从跳台上起跳到入水前重心下降了。入水后由于水的阻力使速度减为0，全红婵从接触水面到下沉到最低点经历的时间为，重力加速度为，不计空气阻力。求：（1）全红婵入水瞬间的动量；（2）全红婵入水后，水的平均阻力大小。13．我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功，拉开了全面试验试飞的新征程。假设飞机在平直跑道上从静止开始自西向东做加速运动，经过时间t=30s后达到起飞所要求的速度v=80m/s，此时滑行距离为x=1.8×103m。已知飞机质量m=7.5×104kg，牵引力恒为F=2.5×105N，加速过程中受到的阻力随速度变化，重力加速度取g=10m/s2，求飞机加速过程中：（1）飞机达到起飞要求时的动量大小；（2）牵引力的平均功率；（3）飞机所受阻力的冲量。14．某建筑工地上的打夯机将质量为的钢制重锤升高到20m的高处后使其自由下落，重锤在地面上砸出一个深坑，重锤冲击地面的过程历时0.1s。取。求：（1）重锤落地瞬间速度的大小；（2）重锤冲击地面的过程中所受重力的冲量；（3）重锤对地面的平均冲击力大小。15．一质量为0.5kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5m的位置B处是一面墙，如图所示，物块以v0＝9m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s，碰后以6m/s的速度反向运动直至静止，g取10m/s2。求：（1）物块与地面间的动摩擦因数；（2）若碰撞时间为0.05s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力F的大小；（3）物块在反向运动过程中摩擦力冲量I的大小。16．如图所示，载重汽车牵引着挂车在平直公路上以速度匀速行驶．载重汽车的质量（不含挂车）为M，挂车的质量为m某时刻因故障挂车脱钩，司机经时间后立即关闭油门（此时挂车已停止）。假设牵引力大小恒定不变，行驶中阻力大小为车所受总重力的k倍，重力加速度为g。求：（1）关闭油门时载重汽车的速度大小；（2）关闭油门时，载重汽车和挂车间的距离是多少。17．如图所示，将一质量为0.2kg可视为质点的小球从离水平地面3.2m高的P点水平向右击出，测得第一次落点A与P点的水平距离为2.4m。小球落地后反弹，反弹后离地的最大高度为1.8m，第一次落点A与第二次落点B之间的距离为2.4m。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求：（1）小球被击出时的速度大小；（2）小球第一次与地面接触过程中所受合外力的冲量大小。18．生活中常出现手机滑落而导致损坏的现象，手机套能有效的保护手机。现有一部质量为的手机（包括手机套），从离地面高处无初速度下落，落到地面后，反弹的高度为。由于手机套的缓冲作用，手机与地面的作用时间为。不计空气阻力，取，求：（1）手机与地面作用过程中手机动量的变化量；（2）手机从开始下落到反弹后上升到最高点速度为零的过程中手机重力的冲量；（3）手机对地面的平均作用力。19．某同学玩鸡蛋碰石头，如图，他将一个质量的鸡蛋向一块质量的石头丢去，以的速度水平向右碰撞石头，在极短时间内鸡蛋破了速度为0（液体没有滞粘石头），石头获得水平速度离开高的水平台，鸡蛋和石头均视为质点，忽略空气阻力，重力加速度取，求∶（1）石头离开平台时速度的大小；（2）石头落地时速度的大小；（3）石头从离开平台到落地的时间内重力的冲量。20．一辆轿车甲以的速率强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车乙相碰撞后静止，车身因相互挤压，皆缩短了x=0.5m（x可认为向前的运动位移），此次事故中轿车甲司机没系安全带进行违规驾驶，若两车相撞时人与车一起做匀减速直线运动至停止，则：（1）轿车甲的加速度a大小；（2）两车从碰撞至停止所花的时间t；（3）车祸中车内质量m=60kg的人受到的平均冲击力；（4）若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1s，则这时人体受到的平均冲击力为多大？对比前后两次的冲击力说明安全带在事故中的作用是什么？21．如图甲所示。两块平行正对的金属板水平放置，板间加上如图乙所示幅值为、周期为的交变电压。金属板左侧存在一水平向右的恒定匀强电场，右侧分布着垂直纸面向外的匀强磁场。磁感应强度大小为B．一带电粒子在时刻从左侧电场某处由静止释放，在时刻从下板左端边缘位置水平向右进入金属板间的电场内，在时刻第一次离开金属板间的电场、水平向右进入磁场，并在时刻从下板右端边缘位置再次水平进入金属板间的电场。已知金属板的板长是板间距离的倍，粒子质量为m。忽略粒子所受的重力和场的边缘效应。（1）判断带电粒子的电性并求其所带的电荷量q；（2）求金属板的板间距离D和带电粒子在时刻的速度大小v；（3）求从时刻开始到带电粒子最终碰到上金属板的过程中，电场力对粒子做的功W。22．在芯片制造过程中，离子注入是芯片制造重要的工序。图a是我国自主研发的离子注入机，图b是简化的注入过程原理图。静止于A处的离子，经电压为的电场加速后，沿图中半径为的圆弧虚线通过磁分析器，然后从点垂直进入矩形CDQS有界匀强电场中，最后恰好打在点，已知磁分析器截面是四分之一圆环，内部为匀强磁场，方向垂直纸面向里；矩形区域内匀强电场水平向左，，。整个装置处于真空中，离子的质量为、电荷量为，离子重力不计。求：（1）离子进入匀强电场区域点时的速度大小及磁分析器通道内磁感应强度大小；（2）矩形区域内匀强电场场强大小。23．如图所示，喷墨打印机中的墨滴在进入偏转电场之前会被带上一定量的电荷，在电场的作用下使电荷发生偏转到达纸上。已知两偏转极板长度L1，极板右侧到纸张距离为L2，两极板间电场强度为E，质为m、电荷量为q的墨滴在进入电场前的速度为v0，方向与两极板平行，O点为纸张与电场中线交点，不计空气阻力和墨滴重力，假设偏转电场只局限在平行极板内部，忽略边缘电场的影响，重力加速度为g。求（1）墨滴射出偏转板时在竖直方向上的位移y；（2）墨滴射出偏转板时的动能；（3）墨滴打到纸上的点距O点的距离。24．如图甲所示，α粒子射线管由平行于x轴的平行金属板A、B组成，A、B板长度和板间距均为，A、B板中间有平行于x轴的绝缘细管C，开口在y轴上。粒子源P放置在A极板左下端，可以沿特定方向发射α粒子。当A、B板加上某一电压时，α粒子刚好能以速度水平进入细管C，保持速度不变，再进入静电分析器中做匀速圆周运动，已知静电分析器中电场线的方向均沿半径方向指向圆心O，α粒子在静电分析器中运动的轨迹半径为。之后α粒子垂直x轴进入第四象限（此时对应图乙时刻），施加如图乙所示沿x轴方向的交变电场。规定沿x轴正方向为电场正方向。已知α粒子电荷量大小为，质量为m，重力不计。求：（1）静电分析器中的场强大小；（2）α粒子从粒子源P发射时的初速度大小；（3）当t=T时，α粒子的坐标。25．图为一质谱仪的结构简图，两块相距为R的平行金属板A、B正对且水平放置，两板间加有可调节的电压，分别为板中心处的两个小孔，点O与共线且连线垂直于金属板，O与的距离。在以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在一磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。圆弧CD为记录粒子位置的胶片，圆弧上各点到O点的距离以及圆弧两端点C、D间的距离均为，C、D两端点的连线垂直于A、B板。质量为m、带电量为的粒子从处无初速地进入到A、B间的电场后，通过进入磁场，粒子所受重力不计。（1）当A、B间的电压为时，求粒子进入磁场时速度的大小；（2）如果粒子最后打在胶片CD的中点，求粒子从出发直至打在胶片上所经历的时间t；（3）要使粒子都能打到胶片上，求金属板中的加速电压U的取值范围。26．某肿瘤治疗新技术是通过电子撞击目标靶，使目标靶放出X射线，对肿瘤进行准确定位，再进行治疗，其原理如图所示。圆形区域内充满垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为。水平放置的目标靶长为，靶左端M与磁场圆心O的水平距离为、竖直距离为。从电子枪逸出的电子（质量为、电荷量为，初速度可以忽略）经匀强电场加速时间后，以速度沿PO方向射入磁场，（PO与水平方向夹角为），恰好击中M点，求：（1）匀强电场场强的大小；（2）匀强磁场的方向及电子在磁场中运动的时间；（3）为保证电子击中目标靶MN，匀强电场场强的大小范围（匀强电场极板间距不变）。27．如图所示，在第一象限的区域内存在沿x轴正方向、电场强度大小为E的匀强电场，在的区域内存在沿y轴负方向、电场强度大小未知的匀强电场，x轴下方存在垂直纸面向外、磁感应强度大小未知的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计粒子的重力）从y轴上A（0，L）点处由静止释放，粒子离开区域后撤去该区域内的匀强电场，粒子经C（3L，0）进入x轴下方的磁场中，之后粒子经过第二象限回到A点。求（1）匀强电场的电场强度大小；（2）粒子从A点出发至第一次返回A点所用时间t。28．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、电荷量为、初速度忽略不计的带电粒子，经电压为的加速电场加速后，带电粒子贴近上板边缘，水平飞入两平行金属板中的偏转电场。两水平金属板长为，间距为，板间加有图乙所示的周期性变化的电压，其最大电压也为、周期为，下极板右端正下方紧挨金属板竖直放置长度为的探测板。带电粒子由偏转电场飞出后，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。不计带电粒子的重力和粒子间的相互作用力，求：（1）从偏转电场出射的粒子通过偏转电场的时间；（2）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；（3）从偏转电场出射的粒子全部能够到达探测板时，磁感应强度需要满足的条件。29．如图甲为直线加速器的一部分及偏转电场的立体图。接在电压大小为、周期为的交变电源上，交变电压如图乙。在时，位于序号为0的金属圆板中央的一个质子，通过圆板0和圆筒1之间的电场由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1。质子在金属圆筒内做匀速运动且时间均为，在金属圆筒之间的狭缝被电场加速，加速时间忽略不计，离开第5个圆筒后从M、N两个极板的正中央水平射入偏转电场。已知M、N两个极板的长度为、距离为，质子质量为、电量为，不考虑质子的重力。（1）求质子从第5个圆筒射出时的速度大小；（2）要使质子打不到极板上，求M、N两板间所加电压的取值范围；（3）现考虑质子在电场中的加速时间，其他条件不变，假设质子在加速电场中均做匀加速运动，加速电场的宽度均为d，求d的最大值。30．如图甲所示，质量为m、电荷量为e的电子经加速电压，加速后，在水平方向沿垂直进入偏转电场。已知形成偏转电场的平行板电容器的极板长为L（不考虑电场边缘效应），两极板间距为d，为两极板的中线，P是足够大的荧光屏，且屏与极板右边缘的距离也为L。求：（1）粒子进入偏转电场的速度v的大小；（2）若偏转电场两板间加恒定电压，电子经过偏转电场后正好打中屏上的A点，A点与极板M在同一水平线上，求偏转电场所加电压；（3）若偏转电场两板间的电压按如图乙所示作周期性变化，要使电子经加速电场后，时刻进入偏转电场后水平飞出M板的右边缘，试确定偏转电场电压以及周期T分别应该满足的条件。答案第=page11页，共=sectionpages22页答案第=page11页，共=sectionpages22页参考答案：1．（1）；（2）；（3）【详解】（1、2）假设温度降低到时，差压阀没有打开，A、B两个气缸导热良好，B内气体做等容变化，初态，末态根据代入数据可得A内气体做等压变化，压强保持不变，初态，末态根据代入数据可得由于假设成立，即（3）恰好稳定时，A内气体压强为B内气体压强此时差压阀恰好关闭，所以有代入数据联立解得2．（1）；（2）【详解】（1）活塞缓慢上升解得密闭气体等容变化解得（2）活塞上升过程，密闭气体等压变化，则即解得气体对活塞做功3．（1）气缸顶部；（2）【详解】（1）当温度升为400K的过程，据盖・吕萨克定律可得解得故活塞恰好位于气缸顶部。（2）温度从400K上升到600K过程为等容变化，据查理定律可得解得4．（1）；（2）；（3）【详解】（1）初始状态，对重物受力分析可得对活塞受力分析可得联立解得（2）重物刚要脱离台秤时，对重物受力分析可得对活塞受力分析可得由查理定律可得联立解得（3）由盖—吕萨克定律可得解得5．（1）；（2）（或）【详解】（1）设当热力学温度时，封闭气体的压强为，根据物体的平衡条件有设当热力学温度时，封闭气体的压强为，根据物体的平衡条件有根据查理定律有解得（2）设当活塞刚到达卡环处时，封闭气体的热力学温度为，根据盖一吕萨克定律有解得因为，所以此后封闭气体的体积不变，根据查理定律有由（1）可得解得（或）6．（1）；（2）【详解】（1）初始时封闭气体的体积为活塞刚接触卡口时，气体的体积为根据等压变化规律有解得（2）封闭气体从活塞接触卡口到报警器刚好被触发的过程中做等容变化，根据等容变化规律有解得7．（1）；（2）；（3）【详解】（1）经分析可知，当活塞刚要离开A处时，缸内气体的压强为，从开始加热到活塞刚要离开A处的过程，缸内气体做等容变化，有解得（2）假设缸内气体的热力学温度时，活塞已到达B处，从活塞离开A处到活塞刚到达B处的过程，缸内气体做等压变化，有解得（3）由于，因此假设成立，缸内气体的热力学温度时，活塞已到达B处，此后由于限制装置的作用，缸内气体做等容变化，有解得8．（1）；（2）；（3）【详解】（1）对活塞受力分析，由平衡条件得解得（2）第一次充完气，对充进部分的气体研究，有解得（3）活塞与气缸刚好卡住时，有次则充气的30次气体做等压变化，后15次做等容变化，有解得9．（1）200K；（2）3400N【详解】（1）由图分析可知从状态A变化到状态B，气体发生等压变化，根据盖—吕萨克定律有解得K从状态A变化到状态，气体温度升高K-200K=200K（2）在状态B时，根据平衡条件有从状态B变化到状态C，气体发生等容变化，根据查理定律有解得Pa根据平衡条件有解得N10．（1）；（2）【详解】（1）根据题意，由盖—吕萨克定律有解得（2）当环境温度缓慢升高的过程中，活塞先缓慢上移至卡口，气体先做等压变化，设封闭气体等压膨胀时的压强为，由第一问知，当温度升高到时，活塞刚好上移至卡口处，由平衡知到卡口之后温度升高，气体体积不变，当时的压强为p，由查理定律有解得11．（1）；（2）①330N∙s，方向竖直向上；②0.2m【详解】（1）敏感球受向下的重力mg和敏感臂向下的压力FN以及斜面的支持力N，则由牛顿第二定律可知解得（2）①由图像可知碰撞过程中F的冲量大小方向竖直向上；②头锤落到气囊上时的速度与气囊作用过程由动量定理（向上为正方向）解得v=2m/s则上升的最大高度12．（1），方向竖直向下；（2）【详解】（1）全红婵起跳后在空中运动过程，由动能定理得解得所以方向竖直向下。（2）运动员接触水面到运动员下沉到最低点，根据动量定理有解得13．（1）6×106kg∙m/s；（2）1.0×107W；（2）-2.4×106N∙s，向东【详解】（1）根据动量的定义ｐ=mv代入数据可得ｐ=6×106kg∙m/s（2）由带入数据可得（3）取向东为正方向，对飞机加速过程，由动量定理解得If=1.5×106N∙s方向向西。14．（1）20m/s；（2），方向竖直向下；（3）2.1×106N【详解】（1）重锤自由下落过程中，运动学公式可得，重锤落地瞬间速度（2）由冲量公式可得，重锤冲击地面的过程中所受重力的冲量大小为方向竖直向下（3）对重锤的冲击过程，由动量定理地面对重锤的平均冲击力大小为由牛顿第三定律，重锤对地面的平均冲击力大小15．（1）0.32；（2）130N；（3）【详解】（1）从A到B由动能定理可得可得（2）与墙壁碰撞时，以向右为正方向，由动量定理可得解得（3）反向运动过程，以向左为正方，向由动量定理可得解得摩擦力冲量大小为16．（1）；（2）【详解】（1）载重汽车牵引力为①从挂车脱钩到关闭油门过程中，对载重汽车由动量定理得②解得③（2）从挂车脱钩到关闭油门，载重汽车的位移为④解得⑤从挂车脱钩到关闭油门时，全挂车位移为⑥对挂车，由牛顿第二定律得⑦关闭油门时载重汽车和挂车间距⑧17．（1）3m/s；（2）【详解】（1）设小球刚被击出时的速度大小为v0，小球被击出到第一次落地前瞬间，根据平抛运动的规律可得解得（2）小球第一次落地前瞬间，在竖直方向的速度大小为设小球第一次落地被反弹后运动到最高点的时间为t2，此过程中小球在竖直方向的分运动是匀减速直线运动，则小球第一次被反弹后瞬间沿竖直方向的速度大小为规定竖直向上为正方向，则小球在竖直方向的合外力的冲量为设小球第一次被反弹后瞬间沿水平方向的速度大小为vx，则规定水平向右为正方向，则小球在水平方向的合外力的冲量为小球第一次与地面碰撞过程中合外力的冲量大小为解得18．（1），方向竖直向上；（2），方向竖直向下；（3），方向竖直向下【详解】（1）设手机与地面碰撞前的速度大小为，则有解得设手机从地面弹起时的速度大小为，则有解得以竖直向上为正方向，手机与地面作用过程中手机动量的变化量为方向竖直向上。（2）手机自由下落的时间为手机从地面上升到最高点过程的时间为手机从开始下落到反弹后上升到最高点速度为零的过程中手机重力的冲量为方向竖直向下。（3）设地面对手机的平均作用力为，以手机为对象，根据动量定理可得解得可知手机对地面的平均作用力大小为，方向竖直向下。19．（1）；（2）；（3）【详解】（1）鸡蛋和石头碰撞过程中动量守恒，有解得（2）对于石头从抛出到落地，根据动能定理，有解得（3）设石头从离开平台到落地的时间为，有解得重力的冲量为20．（1）；（2）s；（3）5.4×104N；（4）1.8×103N，安全带能在事故中大大地减小冲击力，减小对人的伤害【详解】（1）两车相撞时认为人与车一起做匀减速直线运动直到停止，位移为0.5m，由可得加速度大小为（2）设车运动的时间为t，根据得（3）根据动量定理可得解得

（4）若人系有安全带时由计算结果可知，未系安全带时的冲击力为系了安全带时冲击力的30倍，说明安全带能在事故中大大地减小冲击力，减小对人的伤害。21．（1）正电；；（2）；；（3）【详解】（1）根据带电粒子在右侧磁场中的运动轨迹结合左手定则可知，粒子带正电；粒子在磁场中运动的周期为根据则粒子所带的电荷量（2）若金属板的板间距离为D，则板长粒子在板间运动时出电场时竖直速度为零，则竖直方向在磁场中时其中的联立解得（3）带电粒子在电场和磁场中的运动轨迹如图，由（2）的计算可知金属板的板间距离则粒子在3t0时刻再次进入中间的偏转电场，在4t0时刻进入左侧的电场做减速运动速度为零后反向加速，在6t0时刻再次进入中间的偏转电场，6.5t0时刻碰到上极板，因粒子在偏转电场中运动时，在时间t0内电场力做功为零，在左侧电场中运动时，往返一次电场力做功也为零，可知整个过程中只有开始进入左侧电场时电场力做功和最后0.5t0时间内电场力做功，则22．（1）；；（2）【详解】（1）离子经过加速电场，由动能定理可知解得在磁分析器中，洛伦兹力提供向心力有解得（2）离子在匀强电场中运动时，水平方向做匀加速运动，则由运动学公式可知竖直方向做匀速运动解得23．（1）；（2）；（3）【详解】（1）墨滴进入偏转电场作类平抛运动在v0方向做匀直线运动，有垂直于v0方向qE=ma得（2）由动能定理得（3）微滴从偏转板间的电场射出时垂直于v0方向的分速度设微滴从偏转板间的电场射出时速度方向与原入射方向夹角为，有从电场射出到打在纸上，微滴墨滴偏离原入射方向的距离墨滴微滴从射入电场到打在纸上，偏离原入微方向的距离为24．（1）；（2）；（3）【详解】（1）在静电分析器中，由牛顿第二定律有可得（2）由题意可知，α粒子的运动可以认为反方向的类平抛运动，设运动时间为t，则有水平方向有竖直方向有则初速度大小解得（3）α粒子进入第四象限做类平抛运动。第一个内做匀加速直线运动，第二个内做匀减速直线运动，第三个内反向匀加速，第四个内再匀减速。由运动的对称性可知α粒子在x轴上一个周期内的位移为0，在-y方向上α粒子做匀速直线运动，故时，α粒子的纵坐标为在时，α粒子的坐标为25．（1）；（2）；（3）【详解】（1）当A、B间的电压为时，根据动能定理可得解得（2）当粒子最终打在胶片中点时，粒子在磁场中运动的轨迹半径为粒子在磁场中运动轨迹所对应的圆心角为由得，该粒子进入磁场时的速度大小为粒子在电场中经历的时间为粒子在磁场中经历的时间为其中联立解得粒子出磁场后做匀速直线运动经历的时间为则粒子从进入电场到打在胶片上所经历的时间为（3）设粒子在磁场中运动的轨道半径分别为，速度大小分别为，轨迹如图所示根据动能定理有由几何关系可知由洛伦兹力提供向心力可得联立解得所以金属板中的加速电压的取值范围为26．（1）；（2）垂直纸面向里，；（3）【详解】（1）电子穿过匀强电场过程中，由动量定理得解得（2）由左手定则，可知匀强磁场的方向为垂直纸面向里；电子在磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力得周期为联立可得设与竖直方向夹角为，则有可得由图中几何关系可知，电子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为，则电子在磁场中运动时间为（3）①当电子击中M点时，电子在磁场中的偏转半径为设匀强磁场区域半径，由几何关系得②当电子击中N点时，设与竖直方向夹角为，则有可得由几何关系知电子在磁场中运动轨迹对应的圆心