备战2025年高考物理大题突破(全国通用)大题预测01(A+B+C三组解答题)(原卷版+解析)

大题预测01 【A组】 （建议用时：40分钟 满分：40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．（10分）某物理探究小组设计了一款火警报警装置，其原理图如图所示，固定在水平地面上的导热汽缸内，质量m=5kg、横截面积S=10cm2的活塞密封一定质量的理想气体，起初环境的热力学温度T0=300K ，活塞距汽缸底部的高度h=15cm，当环境的热力学温度缓慢达到T=500K时，表面涂有导电物质的活塞恰好与a、b两触点接触，蜂鸣器发出报警声，不计活塞与汽缸之间的摩擦，整个过程中气体吸收的热量为300J，外界大气压强p0=1.0×105Pa，g取10m/s2。求： (1)起初缸内气体的压强p1； (2)起初活塞到两触点的距离d； (3)气体内能的增加量ΔU。 答案(1)1.5×105Pa(2)10cm(3)285J 解析（1）初始时，以活塞为对象，根据受力平衡可得（2分） 代入数据解可得缸内气体的压强为（1分） （2）活塞上升过程，缸内气体等压膨胀，根据盖吕萨克定律可得（2分） 代入数据解得起初活塞到两触点的距离为（1分） （3）根据热力学第一定律可知，（2分）（1分） 故气体内能增加（2分） 14．（15分）如图所示，质量为1kg的圆环A套在竖直杆B上，直杆B的下端固定有厚度可忽略的挡片，直杆B的质量为3kg（包含挡片质量）。在桌面上方将二者由静止释放，释放时挡片距离桌面，圆环A的下端与挡片间距离。圆环A与直杆B间的滑动摩擦力。所有碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短，重力加速度g取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力。求： (1)挡片第一次下落至桌面时的速度大小； (2)挡片第一次弹起后经过多长时间与圆环A第一次相碰； (3)圆环A第一次与挡片碰撞后两者的速度大小。 答案(1)(2)(3)均为4 解析（1）设挡片第一次下落至桌面时的速度，由运动学公式（1分） 解得（1分） （2）挡片第一次弹起后A、B的加速度分别为（2分），（2分） 设挡片第一次弹起后二者相碰所用时间为t，则有（1分） 解得（1分） （3）圆环A与挡片碰撞前各自的速度分别为，（1分）（1分） 圆环A与挡片碰撞，根据动量守恒和机械能守恒可得，（2分） （2分） 解得，（1分） 即碰后A、B的速度大小均为4。 15．（15分）如图所示，将粒子注入到加速电场的三等分点P（忽略各粒子的初速度），部分粒子经电场加速从加速电场负极板上的小孔N射出；然后沿以为圆心、R为半径的圆弧通过静电分析器，再经速度选择器筛选后，从通道入口的中缝进入磁分析器，该通道的上下表面是内半径为0.5R、外半径为1.5R的半圆环，磁感应强度为的匀强磁场垂直于半圆环，粒子恰好能击中照相底片的正中间位置。加速电场两极板间的电压大小为；静电分析器中与圆心等距离的各点场强大小相等，方向指向圆心，且与速度选择器中的场强大小也相同。设原子核中每个核子的质量均为，已知元电荷为e（整个系统处于真空中，不计粒子重力和粒子间的相互作用力）。 (1)卢瑟福通过粒子轰击氮（）的实验发现了质子并产生氧（O）原子核，写出该实验的核反应方程； (2)①求静电分析器中，与圆心距离为R处的电场强度的大小； ②求速度选择器中的磁感应强度B的大小； (3)若加速电压在之间变化，且静电分析器中场强大小和速度选择器中的场强大小及磁感应强度大小可调，使得粒子依旧从通道入口的中缝进入磁分析器，求粒子在磁分析器中运动的半径范围以及最短时间。 答案(1)(2)①；②(3)， 解析（1）根据质量数与核电荷数守恒可得（2分） （2）粒子的质量：，电荷量 ①由电场力提供向心力可得（2分） 在加速电场中，由动能定理得（2分） 联立可得，静电分析器中，与圆心距离为R处的电场强度的大小为（1分） ②在速度选择器中（2分） 结合（2分） 联立可得，速度选 ... ...