2023届高考物理一轮复习知识点精讲与2022高考题模考题训练专题115变质量气体问题(解析版)
2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练
第十九章 热学 专题115 变质量气体问题 第一部分 知识点精讲
气体实验定律的适用对象都是一定质量的理想气体，但在实际问题中，常遇到气体的变质量问题；气体的变质量问题，可以通过巧妙地选择合适的研究对象，把“变质量”问题转化为“定质量”的问题，从而可以利用气体实验定律或理想气体状态方程求解，常见以下四种类型：
1.充气问题：向球、轮胎等封闭容器中充气是一个典型的“变质量”问题。只要选择容器内原有气体和即将打入的气体作为研究对象，就可把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量问题。
2.抽气问题：从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小，这属于变质量问题。分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象，可把抽气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量问题。
3.分装问题：将一个大容器内的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型的变质量问题。分析这类问题时，可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体看成整体来作为研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题。
4.漏气问题：容器漏气过程中气体的质量不断发生变化，属于变质量问题，不能用相关方程求解。如果选漏出的气体和容器内剩余气体为研究对象，便可使问题变成定质量问题，再用相关方程求解即可。
第二部分 最新高考题精选
1.（2022·全国理综甲卷·33（2））（10分）如图，容积均为0V 、缸壁可导热的A 、B 两汽缸放置在压强为0p 、温度为0T 的环境中：两汽缸的底部通过细管连通，A 汽缸的顶部通过开口C 与外界相通；汽缸内的两活塞将缸内气体分成I 、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第II 、Ⅲ部分的体积分别为01
8V 和014
V 。环境压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦。
（i ）将环境温度缓慢升高，求B 汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度；
（ⅱ）将环境温度缓慢改变至02T ，然后用气泵从开口C 向汽缸内缓慢注入气体，求A 汽缸中的活塞到达汽缸底部后，B 汽缸内第Ⅳ部分气体的压强。
【参考答案】（i ）043
T （ii ）6p 0。
【命题意图】本题考查气体实验定律、理想气体状态方程。 【解题思路】
（i ）封闭气体做等圧変化，对IV 部分气体，由盖·吕萨克定律，00
3
4V T =01V T
解得：T 1=04
3
T 。
（ii ）从开口C 向气缸中注入气体，II 和III 部分封闭气体做等圧変化，初状态体积V 1=
018V +014V =038V ，由盖·吕萨克定律，10V T =202V T ，解得V 2=2 V 1=03
4
V
对IV 部分气体，末状态体积为014
V ，由理想气体状态方程，
00034p V T =0
01
42p V T 解得：p=6p 0。
【思路点拨】正确选择研究对象是解题的关键。
2. （2022山东物理）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 室壁簿，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p 0，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H 1处时，B 室内气体质量m 1。
【参考答案】（1）Mma
m V g
ρ∆=
；（2）0
110
gH p m m gH p ρρ+=
+
【命题意图】本题考查气体实验定律和牛顿运动定律。 【名师解析】
（1）由题知开始时鱼静止在H 处，设此时鱼的体积为V 0，有Mg = ρgV 0 且此时B 室内气体体积为V ，质量为m ，则m = ρ气V 鱼通过增加B 室体积获得大小为a 的加速度，则有
ρg (V 0 + ∆V ) - Mg = Ma
联立解得需从A 室充入B 室的气体质量
Mma
m V V g
ρρ∆=∆=
气（2）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 ，
且此时B 室内的压强为
p 1= ρgH + p 0
鱼静止于水面下H 1处时，有p 2= ρgH 1 + p 0
由于鱼鳔内气体温度不变，根据玻意耳定律有p 1V = p 2V 2 解得0
210
gH p V V gH p ρρ+=
+
则此时B 室内气体质量0
1210
gH p m V m gH p ρρρ+==
+气
3.（2020山东，15，7分）中医拔罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上，进而治疗某些疾病。常见拔罐有两种，如图所示，左侧为火罐，下端开口;右侧为抽气拔罐，下端开口，上端留有抽气阀门。使用火罐时，先加热罐中气体，然后迅速按到皮肤上，自然降温后火罐内部气压低于外部大气压，使火罐紧紧吸附在皮肤上。抽气拔罐是先把罐体按在皮肤上，再通过抽气降低罐内气体压强。某次使用火罐时，罐内气体初始压强与
外部大气压相同，温度为450 K,最终降到300 K,因皮肤凸起，内部气体体积变为罐容积的20
21
。
若换用抽气拔罐，抽气后罐内剩余气体体积变为抽气拔罐容积的20
21
,罐内气压与火罐降温后的内部气压相同。罐内气体均可视为理想气体，忽略抽气过程中气体温度的变化。求应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值。
【名师解析】：设火罐内气体初始状态参量分别为p1、T1、V1，温度降低后状态参量分别为p2、T2、V2，罐的容积为V0，由题意知
p1=p0、T1=450 K、V1=V0、T2=300 K、V2=20
21
V0
由理想气体状态方程得p0V0
T1=p2⋅
20
21
V0
T2
代入数据得p2=0.7p0
对于抽气罐，设初态气体状态参量分别为p3、V3，末态气体状态参量分别为p4、V4，罐的容积为V′0，由题意知p3=p0、V3=V′0、p4=p2
由玻意耳定律得p0V′0=p2V4
联立代入数据得V4=10
7
V′0
设抽出的气体的体积为ΔV，由题意知ΔV=V4−20
21
V′0
故应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值为Δm
m =ΔV
V4
联立代入数据得Δm
m =1
3
4.（10分）（2020高考全国理综II）
潜水钟是一种水下救生设备，它是一个底部开口、上部封闭的容器，外形与钟相似。潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气，以满足潜水员水下避险的需要。为计算方便，将潜水钟简化为截面积为S、高度为h、开口向下的圆筒；工作母船将潜水钟由水面上方开口
向下吊放至深度为H 的水下，如图所示。已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g ，大气压强为p 0，H
h ，忽略温度的变化和水密度随深度的变化。
（i ）求进入圆筒内水的高度l ；
（ⅱ）保持H 不变，压入空气使筒内的水全部排出，求压入的空气在其压强为p 0时的体积。
【命题意图】本题考查气体实验定律及其相关知识点。
【解题思路】
（i ）设潜水钟在水面上方时和放入水下后筒内气体的体积分别为V 0和V 1，放入水下后筒内气体的压强为p 1，由玻意耳定律和题给条件有 p 1V 1= p 0V 0 ①
V 0=hS
②
V 1=（h –l ）S ③ p 1= p 0+ ρg （H –l ）
④
联立以上各式并考虑到H h >l ，解得
0gH
l h p gH
ρρ=
+
⑤
（ⅱ）设水全部排出后筒内气体的压强为p 2；此时筒内气体的体积为V 0，这些气体在其压强为p 0时的体积为V 3，由玻意耳定律有 p 2V 0= p 0V 3
⑥
其中p 2= p 0+ ρgH ⑦设需压入筒内的气体体积为V ，依题意 V = V 3–V 0 ⑧ 联立②⑥⑦⑧式得 0
gSHh V p ρ=
⑨
5.（10分）（2020高考全国理综I ）甲、乙两个储气罐储存有同种气体（可视为理想气
体）。甲罐的容积为V ，罐中气体的压强为p ；乙罐的容积为2V ，罐中气体的压强为
12
p 。现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变，调配后两罐中气体的压强相等。求调配后
（i ）两罐中气体的压强；
（ii ）甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。
【名师解析】（i ）假设乙罐中的气体被压缩到压强为p ，其体积变为V 1，由玻意耳定律有
11
(2)=2
p V pV ① 现两罐气体压强均为p ，总体积为(V +V 1)。设调配后两罐中气体的压强为p ′，由玻意耳定律有
p （V +V 1）=p ′（V +2V ）② 联立①②式可得
2
3
p p '=
③ （ⅱ）若调配后甲罐中的气体再被压缩到原来的压强p 时，体积为V 2，由玻意耳定律 p ′V=pV 2④
设调配后甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为k ，由密度的定义有
2
V k V =
⑤ 联立③④⑤式可得
23
k =
⑥ 第三部分 最新模拟题精选
1. （2022·山东菏泽二模）实验室有带阀门的储气罐A 、B ，它们的大小、形状不同，导热性能良好，装有同种气体，在温度为27℃时的压强均为0p 。为了测量两储气罐的容积比
A
B
V k V =
。现用A 罐通过细导气管对B 罐充气（如图所示），充气时A 罐在27℃的室温中，把B 罐放在23-℃的环境中。充气完毕稳定后，关闭阀门，撤去导气管，测得B 罐中的气体在温度为27℃时的压强达到01.1p ，己知充气过程中A 罐中的气体温度始终不变，且各处气密性良好。求
（1）充气完毕时A 中的气体压强； （2）容积比k =？
【参考答案】（1）0.917p 0；（2）k =1.2
【名师解析】
（1）对充气结束后的B 中气体从23-℃到27℃的过程中，由
21
1.1p p T T =其中1300K T =、2250K T =，解得 00.917p p =则充气完毕时A 中的气体压强与对充气结束后的B 压强相同，故为0.917p 0
（2）对A 、B 组成的整体，由
0001.1B A B A p V p V pV p V +=+解得
1.2A
B
V k V == 2. (2022年高考广东梅州二模)拔火罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上，治疗某些疾病，如图所示。使用火罐时，先加热罐中气体，然后将罐的开口迅速按到皮肤上，自然降温后，火罐紧紧吸附在皮肤上，已知火罐压在皮肤上之前的气体温度为227℃，自然降温后的气体达到室内温度27℃，因皮肤凸起，内部气体体积变为罐容积的
24
25
，罐内气体认为是理想气体。求： （1）加热前后，罐内气体的质量之比； （2）自然降温后，罐内气体的压强。
【参考答案】（1）
5
3
；（2）6.25×104Pa 【名师解析】
（1）罐内气体加热前，压强、体积和温度分别为00p V 、和0300K T =，加热到500K =T 后，等效气体等压膨胀到V ，则
00V V
T T
=解得 05
3
V V =加热前后，罐内气体的质量之比为
0053
m V m V ==（2）自然降温后，气体的最后压强设为p ，则 000
2425p V p V T
T ⨯
=解得54
055 1.010pa=6.2510pa 88p p ==⨯⨯⨯
3. (2022河北唐山一模)图为某型号家用喷水壶的外形图和原理图，壶中气筒内壁的横截面积
423.010S m -=⨯，活塞的最大行程为11.610m l -=⨯，正常喷水时壶内气体需达到压强
51.310p =⨯Pa 以上。壶内装水后，将压柄连接的活塞压到气筒的最底部，此时壶内气体体
积为331.210m -⨯，压强为51 1.010p =⨯Pa ，温度为27℃。已知大气压强5
0 1.010p =⨯Pa 。
（1）将喷水壶放到室外，室外气温为9℃，求稳定后壶内气体的压强；
（2）在室外且温度保持不变，为了使喷水壶达到工作状态，至少需要通过压柄充气多少次？
【参考答案】（1）p 2=0.94×105Pa ；（2）9n =
【名师解析】
（1）由气体发生等容变化有
12
12
p p T T =其中 p 1=1.0×105Pa 、T 1=300K 、T 2=282K
解得
p 2=0.94×105Pa
（2）将原有气体转化为工作压强
22p V p V =⋅∆其中
332 1.210m V -=⨯，p 2=0.94×105 Pa ，p =1.3×105 Pa
解得
30.87V ∆=⨯-310m 打入n 次的外界气体转换为工作压强过程，根据玻意耳定律
013np V p V =⋅
解得
8.9n =取9n =
4（8分）（2022湖南常德重点高中质检）新冠疫情期间，武汉市医疗物资紧缺，需要从北方调用大批钢瓶氧气（如图），每个钢瓶内体积为40 L ，在北方时测得钢瓶内氧气压强为71.210Pa ⨯，
温度为7℃，长途运输到武汉方舱医院检测时测得钢瓶内氧气压强为71.2610Pa ⨯。在方舱医院实际使用过程中，先用小钢瓶（加抽气机）缓慢分装，然后供病人使用，小钢瓶体积为10 L ，分装后每个小钢瓶内氧气压强为5410Pa ⨯，要求大钢瓶内压强降到5210Pa ⨯时就停止分装。不计运输过程中和分装过程中氧气的泄漏，求：
（1）在武汉检测时钢瓶所处环境温度为多少摄氏度？ （2）一大钢瓶可分装多少小瓶供病人使用？ 【参考答案】 （1）21C t =︒；（2）124 【名师解析】
（1）钢瓶的容积一定，从北方到武汉对钢瓶内气体，有 12
12
p p T T =得21C t =︒ （2）在武汉时，设大瓶内氧气由22p V 、等温变化为不分装时的状态33p V 、，则
72 1.2610Pa p =⨯，320.04m V =，53210Pa p =⨯
根据
2233p V p V =得33 2.52m V =
可用于分装小瓶的氧气
54210Pa p =⨯，334(2.520.04)m 2.48m V =-=
分装成小钢瓶的氧气 55410Pa p =⨯，5V nV =
其中小钢瓶体积为 30.01m V =根据4455p V p V =
得124n =
即一大钢瓶氧气可分装124小瓶。
5. （2022云南昆明一中质检）某同学用如图所示的装置验证气体等温变化的规律，实验时读出柱塞底部的示数和压力表的读数即可探究一定量气体的压强和体积的关系。气体初始状态对应的读数如图所示，当地大气压强p 0=1.0×105 Pa 。
①缓慢推动柱塞，让柱塞底部的读数变为1.25，若玻意耳定律成立，则压力表的读数应变为多少？
②保持柱塞位置不动，打开橡胶套，足够长时间后注射器内剩余的气体质量与初始时质量的比值为多少？
【参考答案】①5
2 1.4010Pa p =⨯；②
057
m m = 【名师解析】①设空气柱底面积为S ，压力表读数
51 1.0010Pa p =⨯初状态柱塞底部读数
10.75l =末状态柱塞底部读数
2 1.25l =代入玻意耳定律
1122p Sl p Sl =得
52 1.4010Pa p =⨯②打开橡胶套后气体等温膨胀，玻意耳定律
2233p Sl p Sl =530 1.010Pa p p ==⨯代入数据解得
3 1.75l =20357l m m l ==6（10分）（2021吉林名校四模）用传统的打气筒给自行车打气时，不好判断是否已经打足了气。某研究性学习小组的同学经过思考，解决了这一问题。他们在传统打气筒基础上进行了改装（如图所示）：圆柱形打气筒高H ，内部横截面积为S ，底部有一单向阀门K ，厚度不计的活塞上提时外界大气可从活塞四周进入，活塞下压时可将打气筒内气体推入容器B 中，B 的容积V B ＝3HS ，向B 中打气前A 、B 中气体初始压强均为p 0，
该组同学设想在打气筒内壁焊接一个卡环C （体积不计），C 距气筒顶部高度为h ＝23
H ，这样就可以自动控制容器B 中的最终压强．求：
（Ⅰ）假设气体温度不变，第一次将活塞从打气筒口压到C 处时，容器B 内的压强； （Ⅱ）要使容器B 内压强不超过5p 0，h 与H 之比应为多大。
【参考答案】(1)1.2p 0 (2)45
【名师解析】(1)第一次将活塞从打气筒口压到C 处时，设容器B
内的压强为p B ，C 距底部H －h ＝H 3
（2分） 由玻意耳定律得p 0(V B ＋HS )＝p B ⎪⎭
⎫ ⎝⎛+
3HS V B （2分） 解得p B ＝1.2p 0.（2分）
(2)对打气筒内的气体，要使容器B 内压强不超过5p 0，意味着活塞从顶端下压至C 处时，打气筒C 处以下的压强不能超过5p 0，由玻意耳定律得p 0HS ＝5p 0(H －h )S （2分）
解得h H ＝45
.（2分） 7（2022·辽宁沈阳一模|太空“漫步”）2021年11月8日，王亚平身穿我国自主研发的舱外航天服“走出”太空舱，成为我国第一位在太空“漫步”的女性。舱外航天服是密封一定
气体的装置，用来提供适合人体生存的气压．王亚平先在节点舱（宇航员出舱前的气闸舱）
穿上舱外航天服，航天服密闭气体的体积约为12L =V ，压强51
1.010Pa P =⨯，温度127t =℃。她穿好航天服后，需要把节点舱的气压不断降低，以便打开舱门。
（1）若节点舱气压降低到能打开舱门时，密闭航天服内气体体积膨胀到23L V =，温度变为23t =-℃，这时航天服内气体压强2P 为多少？
（2）为便于舱外活动，宇航员出舱前需要把航天服内的一部分气体缓慢放出，使气压降到43 4.010Pa P =⨯．假设释放气体过程中温度不变，体积变为3 2.5L V =，那么航天服需要放出的气体与原来气体的质量比为多少？
【名师解析】（1）根据理想气体实验定律 112212
=p V p V T T 式中T 1=300K ，T 2=270K
可解得520.610Pa P =⨯
（2）设放出的气体在放出前在航天服内的体积为'V ，22322=+'p V p V p V
解得'V =1L
则放出的气体与原来气体的质量比等于2'1=3
V V . 【批注】由于放出的气体与原来气体的密度相同，所以放出的气体与原来气体的质量比等于放出的气体与原来气体的体积之比。
8（10分）（2022四川眉山仁寿高中零诊）如图所示，为某学生设计的一枚“水火箭”。现用
打气筒向火箭内部打气，向上提活塞时大气自由进入气筒内部；当活塞压到一定程度时，气筒内气体被压到火箭内部。已知打气之前，火箭内气体的压强与大气压强p 0相同、体积为V ；活塞每次上提后进入气筒内的气体的体积为0.5V ；打气过程中温度不变，火箭的体积不变。求：
（ⅰ） 第1次打气完成后，水火箭内气体的压强；
（ⅱ）若气筒活塞每次上提的高度为h ，第n 次打气时，下压活塞到离筒底长度为多大时才能将气体打入火箭内部。
【名师解析】（i ）由玻意耳定律，p 0 V+p 0×0.5V = pV 解得：p =1.5 p 0 （ii ）设第n 次打气前（即n -1次打气后）气压为1n P -，n -1次打气可等效为一次气体压缩过程，
满足波义耳定律：01((1)
)2n V P V n P V -+-=……………………………………………（1分）解出：1012
n n P P -+=………………………………………………………………………（2分） 第n 次打气时，气筒内气体压缩至压强达到1n P -时打入火箭内部，设此时活塞到筒底长度为'h ,气筒内部横截面积为S ，根据波义耳定律：10'n P hS P h S -=……………………………（2分） 可求得：2'1
h n h =+………………………………………………………………………（2分） 9.（2021辽宁沈阳一模）某严冬的早晨，司机小王发现自家汽车仪表盘显示左前轮胎压偏低，只有180kPa ，如图所示。于是他将车开到附近汽车修理厂，用TPMS(胎压监测系统)做进一步检测并准备给左前轮充气，当天早晨室外温度为－23℃。若将汽车轮胎内气体视为理想气体，正常情况下，汽车胎压为200kPa ，轮胎最大限压为300kPa ，汽车轮胎容积为V 0。
(1)若用某款电
制作好的水火箭箭体
硬塑螺纹发射架 导杆 螺纹喷嘴
打气筒
打气筒气管
拉线
动充气泵给左前轮充气，每分钟充入压强为100kPa 的气体体积△V=0.1V 0，那么充气几分钟可以使轮胎内气压达到汽车正常行驶要求？(忽略充气过程轮胎体积和温度变化)
(2)若该车充气后开入室内地下停车场，停车场温度为15℃，充分热交换后，该车轮胎内气压是多少？是否有爆胎危险？(忽略此过程胎内气体体积变化)
【名师解析】（1）以即将充入车胎内的气体为研究对象，设充气t 分钟可使轮胎内气体压强达到200kPa ，则新充入车胎内气体产生的压强为p 2=200kPa -180kPa=20kPa ，由玻意耳定律， p 1 V 1= p 2 V 2，
其中p 1=100kPa ，V 1=t △V ， V 2 = V 0
解得：t=2min 。（2）以充气后车胎内气体为研究对象，p 3=200kPa ，T 3=250K ，T 4=288K 时
轮胎内气体压强为p4，由查理定律，33p T =44
p T 解得：p 3=230.4kPa
该轮胎压强没有超过轮胎最大限压300kPa ，没有爆胎危险。
10. (6分)(2021江苏六市一模)根据某种轮胎说明书可知，轮胎内气体压强的正常值在
2.4×105Pa 至2.5×105Pa 之间，轮胎的容积V 0＝2.5×10－
2m 3.已知当地气温t 0＝27℃，大气压强p 0＝1.0×105 Pa ，设轮胎的容积和充气过程轮胎内气体的温度保持不变.
(1) 若轮胎中原有气体的压强为p 0，求最多可充入压强为p 0的气体的体积V ；
(2) 充好气的轮胎内气压p 1＝2.5×105 Pa ，被运送到气温t 1＝－3℃的某地.为保证轮胎能正常使用，请通过计算说明是否需要充气.
【名师解析】：(1) 设最多可充入压强为p 0的气体的体积为V ，轮胎内气体压强达到
2.5×105Pa ，
由玻意耳定律得p 0(V 0＋V)＝pV 0(2分)
解得V ＝3.75×10－2m 3(1分)
(2) 设轮胎运送到某地后，轮胎内气体压强为p 2，
由查理定律得p 1T 0＝p 2T 1
(1分) 解得 p 2＝2.25×105Pa(1分)
因为p 2＝2.25×105Pa<2.4×105Pa ，所以需要充气.(1分)
11（10分）（2021吉林重点高中模拟）有一氧气瓶，内装有氧气0.3 kg 。开始时，瓶内氧
气的压强为1.0 × 106 Pa ，温度为320 K 。因为阀门处漏气，经过一段时间后，瓶内氧气压强变为原来的一半，温度降为300 K 。求漏掉的氧气质量。
【名师解析】（10分）设容器的体积为V ，以全部气体为研究对象，由理想气体状态方程得
1212
p V p V T T '=（4分） 代入数据解得
1222212122300153208p T p T V V V V V p T p T ⨯'====（2分）漏掉的氧气质量为V m m V
∆∆=' 联立解得：△m=0.14kg （1分）
12.（12分）(2021山东德州期末)新冠疫情期间，武汉市医疗物资紧缺，全国各地纷纷支援，其中北方某地支援武汉大批钢瓶氧气。每瓶钢瓶容积为060L V =，在北方测得氧气压强为6510Pa p =⨯，温度为7t =℃。长途运输到医院后，温度升到27t '=℃，经质量测量发现漏气2%。实际使用过程中，先用如图所示的活塞式抽气筒与氧气瓶连通缓慢抽气，再充到真空小钢瓶中，然后供病人使用。（不考虑抽气分装过程中的漏气和温度变化，0℃对应的热力学温度为273K ）
（1）氧气瓶运到医院后氧气的压强为多少；
（2）若活塞式抽气筒第一次抽气时，抽出氧气体积为10L V ∆=，为了使第二次抽出氧气的质量与第一次相同，第二次抽气时，抽气筒内氧气体积应为多少？
【名师解析】.（12分）解：（1）选择氧气瓶到医院后剩余气体为研究对象，这部分气体在北方时的体积为()012%V -，根据理想气体状态方程
()0012
12%pV p V T T ⨯-'=…………（2分） 代入数据解得65.2510Pa p '=⨯……（2分）
（2）第一次抽气，根据玻意耳定律()010p V p V V '=+∆……（2分）
第二次抽气，根据玻意耳定律()1020pV p V V '=+∆……（2分）
两次抽出气体质量相同，则12p V p V '∆=∆………（2分）
代入数据解得12L V '∆=………（2分）
13 （2021河南许昌长葛一中高二月考）一只两用活塞气筒的原理如图所示（打气时如图甲所示，抽气时如图乙所示），其筒内体积为V 0，现将它与另一只容积为V 的容器相连接，开始时气筒和容器内的气体压强为p 0，已知气筒和容器导热性良好，当分别作为打气筒和抽气筒使用时，活塞工作n 次后，在上述两种情况下，容器内的气体压强分别为( )
A.np 0，1
n p 0 B.nV 0
V p 0，V
0nV p 0 C.(1+V 0V )n p 0，(1+V
0V )n p 0 D.(1+nV 0
V )p 0，(V
V+V 0)n p 0 【参考答案】：D
【名师解析】：打气时，活塞每推动一次，把体积为V 0、压强为p 0的气体推入容器内，若活塞工作n 次，就是把压强为p 0、体积为nV 0的气体压入容器内，容器内原来有压强为p 0、体积为V 的气体，根据玻意耳定律得：p 0(V +nV 0)=p ′V
所以p ′=V+nV 0
V p 0=(1+n V
0V )p 0 抽气时，每拉动一次，容器中气体的体积从V 膨胀为V +V 0，而容器内气体的压强就要减小，活塞推动时将抽气筒中的V 0气体排出，而再次拉动活塞时，将容器中剩余的气体从V 又膨胀到V +V 0；容器内的压强继续减小，根据玻意耳定律得：
第一次抽气：p 0V =p 1(V +V 0)，得p 1=V V+V 0p 0
第二次抽气：p 1V =p 2(V +V 0)，得p 2=(V
V+V 0)2p 0
第三次抽气：p 2V =p 3(V +V 0)，得p 3=(
V V+V 0)3p 0 第n 次抽气完毕后，气体压强为p n =(V V+V 0
)n p 0。选项D 正确 14.（2021山东潍坊寿光中学高三月考）随着我们国家经济的高速发展，普通人的住房条件得到不断改善，越来越多的人搬进了漂亮的楼房，但是，下水道阻塞却成了一个越来越让人
头疼的问题，疏通器是解决此类问题的工具之一。在疏通管道时，疏通器气体体积需缩小到才能打通堵塞的管道。疏通器如图所示，通过打气筒将气体打入储气室，拨动开关，原来的1
4
储气室内气体喷出。若储气室体积为2V，初始时内部气体压强为p0，每次可打入压强为p0的，以上过程温度变化忽略不计，则要能疏通管道需要向储气室打气几次？
气体V
2
【名师解析】：疏通器内气体初始状态参量为p1、
T1、V1，气体压缩后状态参量分别为p2、T2、V2，由题意知T1=T2，p1=p0、V2=V1
4由玻意耳定律得p1V1=p2V2
V1
即p0V1=p2⋅1
4
得p2=4p0
设打气筒需要向储气室打气n次，打气前气体状态参量分别为p3、T3、V3，打气后气体状态参量分别为p4、T4、V4，由题意知
V、p4=p2=4p0、V4=2V
T3=T4，p3=p0、V3=2V+n⋅1
2
由玻意耳定律得p3V3=p4V4
V)=4p0(2V)
即p0(2V+n⋅1
2
解得n=12
故打气筒需要向储气室打气12次。
2023届高考物理一轮复习知识点精讲与2022高考题模考题训练专题115变质量气体问题(解析版)
2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练 第十九章 热学 专题115 变质量气体问题 第一部分 知识点精讲 气体实验定律的适用对象都是一定质量的理想气体，但在实际问题中，常遇到气体的变质量问题；气体的变质量问题，可以通过巧妙地选择合适的研究对象，把“变质量”问题转化为“定质量”的问题，从而可以利用气体实验定律或理想气体状态方程求解，常见以下四种类型： 1.充气问题：向球、轮胎等封闭容器中充气是一个典型的“变质量”问题。只要选择容器内原有气体和即将打入的气体作为研究对象，就可把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量问题。 2.抽气问题：从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小，这属于变质量问题。分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象，可把抽气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量问题。 3.分装问题：将一个大容器内的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型的变质量问题。分析这类问题时，可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体看成整体来作为研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题。 4.漏气问题：容器漏气过程中气体的质量不断发生变化，属于变质量问题，不能用相关方程求解。如果选漏出的气体和容器内剩余气体为研究对象，便可使问题变成定质量问题，再用相关方程求解即可。 第二部分 最新高考题精选 1.（2022·全国理综甲卷·33（2））（10分）如图，容积均为0V 、缸壁可导热的A 、B 两汽缸放置在压强为0p 、温度为0T 的环境中：两汽缸的底部通过细管连通，A 汽缸的顶部通过开口C 与外界相通；汽缸内的两活塞将缸内气体分成I 、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第II 、Ⅲ部分的体积分别为01 8V 和014 V 。环境压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦。
2023年高考物理与强基计划核心知识点复习与真题精选 原子结构
原子结构 一、真题精选（高考必备） 1．（2022·北京·高考真题）氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子（ ） A ．放出光子，能量增加 B ．放出光子，能量减少 C ．吸收光子，能量增加 D ．吸收光子，能量减少 2．（2020·北京·统考高考真题）氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于3n =能级上，下列说法正确的是（ ） A ．这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子 B ．从3n =能级跃迁到1n =能级比跃迁到2n =能级辐射的光子频率低 C ．从3n =能级跃迁到4n =能级需吸收0.66eV 的能量 D ．3n =能级的氢原子电离至少需要吸收13.6eV 的能量 3．（2022·广东·高考真题）目前科学家已经能够制备出能量量子数n 较大的氢原子。氢原子第n 能级的能量为12n E E n =，其中113.6eV E =-。图是按能量排列的电磁波谱，要使20n =的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是（ ） A ．红外线波段的光子 B ．可见光波段的光子 C ．紫外线波段的光子 D ．X 射线波段的光子 4．（2022·浙江·高考真题）如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n =3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV 的金属钠。下列说法正确的是（ ）
A．逸出光电子的最大初动能为10.80eV B．n=3跃迁到n=1放出的光子动量最大 C．有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应 D．用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到n=4激发态 5．（2010·重庆·高考真题）氢原子部分能级示意图如题所示，不同色光的光子能量如下表所示。 处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为（）A．红、蓝靛B．黄、绿 C．红、紫 D．蓝靛、紫 6．（2022·重庆·高考真题）如图为氢原子的能级示意图。已知蓝光光子的能量范围为2.53 ~ 2.76eV，紫光光子的能量范围为2.76 ~ 3.10eV。若使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则激发氢原子的光子能量为（）
2023年高考物理一轮复习讲义——磁场对运动电荷(带电体)的作用
第2讲磁场对运动电荷(带电体)的作用 目标要求 1.能判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小.2.会分析带电粒子在匀强磁场中的圆周运动.3.能够分析带电体在匀强磁场中的运动． 考点一对洛伦兹力的理解和应用 1．洛伦兹力的定义 磁场对运动电荷的作用力． 2．洛伦兹力的大小 (1)v∥B时，F＝0； (2)v⊥B时，F＝q v B； (3)v与B的夹角为θ时，F＝q v B sin θ. 3．洛伦兹力的方向 (1)判定方法：左手定则，注意四指应指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向； (2)方向特点：F⊥B，F⊥v，即F垂直于B、v决定的平面．(注意B和v不一定垂直) 1．带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛伦兹力的作用．(×) 2．若带电粒子经过磁场中某点时所受洛伦兹力为零，则该点的磁感应强度一定为零．(×) 3．洛伦兹力对运动电荷一定不做功．(√) 4．带电粒子在A点受到的洛伦兹力比在B点大，则A点的磁感应强度比B点的大．(×) 洛伦兹力与静电力的比较 洛伦兹力静电力 产生条件v≠0且v不与B平行 (说明：运动电荷在磁场中不一 定受洛伦兹力作用) 电荷处在电场中 大小F＝q v B(v⊥B)F＝qE 力方向与场方F⊥B(且F⊥v)F∥E
向的关系 做功情况任何情况下都不做功可能做功，也可能不做功 例1如图所示，M、N为两根垂直纸面的平行长直导线，O为M、N连线中点，一电子沿过O点垂直纸面的直线向外射出，当两导线同时通有如图方向电流时，该电子将() A．向上偏转B．向下偏转 C．向左偏转D．向右偏转 答案 D 解析根据右手螺旋定则可知，M、N两导线在O点形成的磁场方向都是向上的，故O点处合磁场方向向上，电子沿过O点垂直纸面的直线向外射出时，由左手定则可知，电子受洛伦兹力向右． 例2如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中，O为M、N连线的中点，连线上a、b两点关于O点对称．导线中均通有大小相等、方向向上的电流．已 知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度B＝k I r，式中k是常数、I是导线中的电流、r为点到导线的距离．一带正电的小球以初速度v0从a点出发在桌面上沿连线MN运动到b点．关于上述过程，下列说法正确的是() A．小球做匀速直线运动 B．小球先做加速运动后做减速运动 C．小球对桌面的压力先减小后增大 D．小球对桌面的压力一直在减小 答案 A 解析根据右手螺旋定则可知a处的磁场方向垂直于MN向里，b处的磁场方向垂直于MN 向外，从a到b磁场大小先减小过O点后反向增大，根据左手定则可知，带正电的小球在O 点左侧受到的洛伦兹力方向向上，小球对桌面的压力大小为重力与洛伦兹力的差值，过O点后洛伦兹力的方向向下，小球对桌面的压力大小为重力与洛伦兹力的和，由此可知，小球在
2023届高考物理一轮力学复习练习题
物理一轮力学复习题目整理 一、单选题 1．(本题4分)考察方向：新定义的理解。难度：偏易。 早在19世纪。匈牙利物理学家厄缶就明确指出：“沿水平地面向东运动的物体，其重量（即：列车的视重或列车对水平轨道的压力）一定会减轻”。后来，人们常把这类物理现象称之为“厄缶效应”，已知地球的半径R ，考虑地球的自转，赤道处相对于地面静止的列车随地球自转的线速度为v 0，列车的质量为m ，此时列车对轨道的压力为N 0，若列车相对地面正在以速率v 沿水平轨道匀速向东行驶，此时列车对轨道的压力为N ，那么，由于该火车向东行驶而引起列车对轨道的压力减轻的数量N 0-N 为（ ） A ．2 v m R B ．0v v m R C ．20v v v m R +D ．202v v v m R + 二、多选题 2．(本题4分)考察方向：新定义的理解。难度：偏易。 如图甲为内阻及损耗均不计的理想直流电动机，电动机线圈与一电阻R 连接，将电动机作为发电机使用，电动机牵引一质量为m 1的物体，当物体以某速率匀速下落时，这时电路中的电流为I 。若将这个电动机与一内阻为R 、电动势为E 的电源连接，如图乙所示，能够牵引质量为m 2的物体以同样的速率匀速上升，这时电路中的电流也为I ，关于I 及电源的内耗功率P 内，下列关系式正确的是（ ） A ．1 12()Em I R m m =+ B ．2 12() Em I R m m = + C ．22 12 12()E m P R m m =+内 D ．22 2 2 12()E m P R m m =+内 3．(本题4分)考察方向：新情景下对传统力学观点的运用。难度：偏难。（可运用多选题的特点进行排除法巧算） 意大利物理学家乔治·帕里西荣获2021年诺贝尔物理学奖，他发现了从原子到行星尺度的物理系统中无序和涨落间的相互影响，深刻揭示了无序体系中的隐藏对称性。如图为一个简单无序系统模型，两个质量均为m 的小球M 、N 用两根长度均为l 的轻质细杆a 、b 连接，细杆a 的一端可绕固定点O 自由转动，细杆b 可绕 小球M 自由转动。开始时两球与O 点在同一高度，0=t 时刻由静止释放两球，两球在竖直面内做无序运动； 1=t t 时刻，细杆a 与竖直方向的夹角30θ=︒，小球N 恰好到达与O 点等高处且速度方向水平向右。重力加 速度为g ，不计摩擦和空气阻力，下列说法正确的是（ ）
(3)曲线运动——2023届高考物理一轮复习揭秘高考原题
（3）曲线运动—— 2023届高考物理一轮复习揭秘高考原题【新高考】 （一）高考原题 1.【2022年山东卷】如图所示，某同学将离地1.25 m 的网球以13 m/s 的速度斜向上击出，击球点到竖直墙壁的距离4.8 m 。当网球竖直分速度为零时，击中墙壁上离地高度为8.45 m 的P 点。网球与墙壁碰撞后，垂直墙面速度分量大小变为碰前的0.75倍，平行墙面的速度分量不变。重力加速度g 取210m /s ，网球碰墙后的速度大小v 和着地点到墙壁的距离d 分别为( ) A.5m /s v = B.m /s v = C. 3.6m d = D. 3.9m d = 2.【2022年广东卷】图是滑雪道的示意图。可视为质点的运动员从斜坡上的M 点由静止自由滑下，经过水平NP 段后飞入空中，在Q 点落地。不计运动员经过N 点的机械能损失，不计摩擦力和空气阻力，下列能表示该过程运动员速度大小v 或加速度大小a 随时间t 变化的图像是( ) A. B. C. D. 3.【2022年湖南卷】如图，间距1m L =的U 形金属导轨，一端接有0.1 Ω的定值电阻R ，固定在
高0.8m h =的绝缘水平桌面上。质量均为0.1 kg 的匀质导体棒a 和b 静止在导轨上，两导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，接入电路的阻值均为0.1 Ω，与导轨间的动摩擦因数均为0.1（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），导体棒a 距离导轨最右端1.74 m 。整个空间存在竖直向下的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为0.1 T 。用0.5N F =沿导轨水平向右的恒力拉导体棒a ，当导体棒a 运动到导轨最右端时，导体棒b 刚要滑动，撤去F ，导体棒a 离开导轨后落到水平地面上。重力加速度取210m /s ，不计空气阻力，不计其他电阻，下列说法正确的是( ) A.导体棒a 离开导轨至落地过程中，水平位移为0.6 m B.导体棒a 离开导轨至落地前，其感应电动势不变 C.导体棒a 在导轨上运动的过程中，导体棒b 有向右运动的趋势 D.导体棒a 在导轨上运动的过程中，通过电阻R 的电荷量为0.58 C 4.【2022年河北卷】如图，广场水平地面上同种盆栽紧密排列在以O 为圆心、1R 和2R 为半径的同心圆上，圆心处装有竖直细水管，其上端水平喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度均可调节，以保障喷出的水全部落入相应的花盆中。依次给内圈和外圈上的盆栽浇水时，喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度分别用1h 、1v 、1ω和2h 、2v 、2ω表示。花盆大小相同，半径远小于同心圆半径，出水口截面积保持不变，忽略喷水嘴水平长度和空气阻力。下列说法正确的是( ) A. 若12h h =，则1221::v v R R = B. 若12v v =，则221212::h h R R = C. 若12ωω=，12v v =，喷水嘴各转动一周，则落入每个花盆的水量相同 D. 若12h h =，喷水嘴各转动一周且落入每个花盆的水量相同，则12ωω= （二）考情分析 平抛运动在高考中可以单独命题，也常常综合圆周运动、机械能、动量及电场等知识命题。试题往往与生活实际、体育运动等联系密切，体现物理来源于生活，又走向生活的命题思路。
2023届高考物理一轮复习知识点精讲与2022高考题模考题训练专题08 力的分解与合成(解析版)
2023高考一轮知识点精讲 和最新高考题模拟题同步训练 第二章相互作用 专题08 力的分解与合成 第一部分知识点精讲 一、力的合成与分解 1．合力与分力 (1)定义：如果一个力产生的效果跟几个共点力共同作用产生的效果相同，这一个力就叫作那几个力的合力，原来那几个力叫作分力。 (2)关系：合力和分力是等效替代的关系。 合力与分力的关系 (1)两个分力一定时，夹角θ越大，合力越小。 (2)合力一定，两等大分力的夹角越大，两分力越大。 (3)合力可以大于分力，等于分力，也可以小于分力。 2．共点力 作用在物体的同一点，或作用线的延长线交于一点的力。如下图所示均是共点力。 3．力的合成 (1)定义：求几个力的合力的过程。 (2)运算法则。 ①平行四边形定则：求两个互成角度的共点力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向，如图甲所示。 ②三角形定则：把两个矢量首尾相连，从而求出合矢量的方法，如图乙所示。 特别提醒：首尾相连的三个力构成封闭三角形，则合力为零。
几种特殊情况的共点力的合成 4．力的分解 (1)定义：求一个已知力的分力的过程。 (2)运算法则：平行四边形定则或三角形定则。 (3)分解力的两种方法： 效果分解法 (i)根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向。 (ii)再根据两个分力方向画出平行四边形。 (iii)最后由三角形知识求出两个分力的大小和方向。 正交分解法：求几个力的合力时，可以先将各力进行正交分解，求出互相垂直方向的合力后合成，分解的目的是为了将矢量运算转化为代数运算，便于求合力。 (i)选取坐标轴及正方向：正交的两个方向可以任意选取，选取的一般原则是： ①使尽量多的力落在坐标轴上； ②平行和垂直于接触面； ③平行和垂直于运动方向。(ii)分别将各力沿正交的两个方向(x轴和y轴)分解，如图所示。
2023年高考物理与强基计划核心知识点复习与真题精选 重力、弹力
重力、弹力 一、真题精选（高考必备） 1．（2006•江苏）关于重心，下列说法中正确的（） A．重心就是物体内最重的一点 B．物体发生形变时，其重心位置一定不变 C．物体升高时，其重心在空中的位置一定不变 D．采用背越式跳高的运动员在越过横杆时，其重心位置可能在横杆之下 2．（2022•浙江1月）如图所示，公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶，桶可绕水平轴转动，水管口持续有水流出，过一段时间桶会翻转一次，决定桶能否翻转的主要因素是（） A．水桶自身重力的大小 B．水管每秒出水量的大小 C．水流对桶撞击力的大小 D．水桶与水整体的重心高低 3．（2016·江苏·高考真题）一轻质弹簧原长为8 cm，在4 N的拉力作用下伸长了2 cm，弹簧未超出弹性限度，则该弹簧的劲度系数为() A．40 m/N B．40 N/m C．200 m/N D．200 N/m 4．（2014·广东·高考真题）如图所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是（） A．M处受到的支持力竖直向上B．N处受到的支持力竖直向上 C．M处受到的静摩擦力沿MN方向D．N处受到的静摩擦力沿水平方向
5．（2008·广东·高考真题）探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂15N重物时，弹簧长度为0.16m；悬挂20N重物时，弹簧长度为0.18m，则弹簧的原长L原和劲度系统k分别为 A．L原＝0.02m k＝500N／m B．L原＝0.10m k＝500N／m C．L原＝0.02m k＝250N／m D．L原＝0.10m k＝250N／m 6．（2010·湖南·高考真题）一根轻质弹簧一端固定，用大小为的力压弹簧的另一端，平衡时长度为；改用大小为的力拉弹簧，平衡时长度为，弹簧在拉伸或压缩时均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为（） A．B． C．D． 7．（2017·全国·高考真题）一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上，弹性绳的原长也为80 cm．将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100 cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)() A．86 cm B．92 cm C．98 cm D．104 cm 8．（2004•全国）如图，在光滑的水平桌面上有两个质量相等的物块，中间用劲度系数为k的轻弹簧相连。图中外力F大于外力f，在两物块一起运动过程中（设弹簧不振动），弹簧的伸长量为（） A．B．C．D． 9．（2004•全国卷Ⅱ）如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，他们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：①中弹簧的左端固定在墙上，②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，③中的弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动．若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量．则有（） A．l2＞l1B．l4＞l1C．l1＞l3D．l2＝l4
2023年高考物理一轮复习提升核心素养4
4.5天体运动热点问题 一、卫星的变轨和对接问题 1．变轨原理 (1)为了节省能量，在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道Ⅰ上，如图所示． (2)在A点(近地点)点火加速，由于速度变大，万有引力不足以提供卫星在轨道Ⅰ上做圆周运动的向心力，卫星做离心运动进入椭圆轨道Ⅱ. (3)在B点(远地点)再次点火加速进入圆形轨道Ⅲ. 2．变轨过程分析 (1)速度：设卫星在圆轨道Ⅰ和Ⅲ上运行时的速率分别为v1、v3，在轨道Ⅱ上过A 点和B点时速率分别为v A、v B.在A点加速，则v A>v1，在B点加速，则v3>v B，又因v1>v3，故有v A>v1>v3>v B. (2)加速度：因为在A点，卫星只受到万有引力作用，故不论从轨道Ⅰ还是轨道Ⅱ上经过A点，卫星的加速度都相同，同理，卫星在轨道Ⅱ或轨道Ⅲ上经过B 点的加速度也相同． (3)周期：设卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上的运行周期分别为T1、T2、T3，轨道半径分 别为r1、r2(半长轴)、r3，由开普勒第三定律r3 T2＝k可知T1 (2)特点 ①各自所需的向心力由彼此间的万有引力提供，即Gm 1m 2L 2＝m 1ω12 r 1，Gm 1m 2L 2＝ m 2ω22r 2. ②两颗星的周期、角速度相同，即T 1＝T 2，ω1＝ω2. ③两颗星的轨道半径与它们之间的距离关系为r 1＋r 2＝L . ④两颗星到圆心的距离r 1、r 2与星体质量成反比，即m 1m 2 ＝r 2 r 1 . ⑤双星的运动周期T ＝2π L 3 G (m 1＋m 2) . ⑥双星的总质量m 1＋m 2＝4π2L 3 T 2G . 2．多星模型 (1)定义：所研究星体的万有引力的合力提供做圆周运动的向心力，除中央星体外，各星体的角速度或周期相同． (2)常见的三星模型 ①三颗星体位于同一直线上，两颗质量相等的环绕星围绕中央星在同一半径为R 的圆形轨道上运行(如图甲所示)． ②三颗质量均为m 的星体位于等边三角形的三个顶点上(如图乙所示)． (3)常见的四星模型 ①四颗质量相等的星体位于正方形的四个顶点上，沿着外接于正方形的圆形轨道 12.4交变电流传感器综合练 一、单选题 1．（2022·浙江·高考真题）下列说法正确的是（） A．恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用 B．小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向 C．正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流最大 D．升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率 2．（2022·浙江·高考真题）如图所示，甲图是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分布情况，摇动手柄可使对称固定在转轴上的矩形线圈转动；乙图是另一种手摇发电机及磁场分布情况，皮带轮带动固定在转轴两侧的两个线圈转动。下列说法正确的是（） A．甲图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场 B．乙图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场 C．甲图中线圈转动时产生的电流是正弦交流电 D．乙图线圈匀速转动时产生的电流是正弦交流电 3．（2022·北京·101中学三模）如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图2中曲线a、b所示，则（） A．曲线a表示的交变电动势有效值为15V B．曲线a表示的交变电动势频率为25Hz C．曲线a、b对应的线圈转速之比为2:3 D ．0=t 时刻穿过线圈平面的磁通量均为零 4．（2022·江苏·扬州中学模拟预测）如图甲所示，单匝矩形线框在匀强磁场B 中，绕与磁场B 垂直的轴OO ′匀速转动。已知线框电阻R ，转动周期T ，穿过线框的磁通量Φ与时间t 的关系图，如图乙所示。则下列说法错误．． 的是（ ） A ． 2 T 时刻，线框平面与中性面垂直 B C ． 4 T 到3 4T 过程中，线框中平均感应电动势为零 D ．线框转动一周，线框中产生的热量为22 2m RT πΦ 5．（2022·湖北·模拟预测）如图所示，单匝闭合矩形导线框abcd 电阻为R ，ef 为线框与磁场边界的交点， 22222ed cf ae bf ab cd L ======。线框绕过ef 的轴以角速度ω匀速转动，从图示位置开始计时，若匀强磁场的磁感应强度为B ，下列说法正确的是（ ） A ．t =0时刻，回路中电流2BL i R ω = B ．回路中电流的最大值2m 2BL I R ω = C ．回路中感应电动势的有效值E = D ．前14周期内，回路中平均电动势22 BL E ω= 6．（2022·湖南·宁乡市教育研究中心模拟预测）光滑导轨间距d ＝0.5m ，导轨间有一足够宽的磁场，磁感应强度B ＝2T 的匀强磁场中，导轨两端分别接有电阻R ＝3Ω的电阻和阻值为R L ＝6Ω的小灯泡，t ＝0时，一电阻r ＝2Ω的导体棒MN 处在磁场的左边界处，之后在外力 2023届新高考物理一轮复习强化训练 圆周运动的运动学 一、单项选择题 1、做匀速圆周运动的两物体甲和乙，它们的向心加速度分别为a1和a2，且a1>a2，下列判断正确的是( ) A．甲的线速度大于乙的线速度 B．甲的角速度比乙的角速度小 C．甲的轨道半径比乙的轨道半径小 D．甲的速度方向比乙的速度方向变化快 2、变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度。如图是某一变速车齿轮转动结构示意图，图中A轮有48齿，B轮有42齿，C轮有18齿，D轮有12齿，则( ) A．该车可变换两种不同挡位 B．该车可变换五种不同挡位 C.当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA∶ωD＝1∶4 D.当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA∶ωD＝4∶1 3、如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转轴上，其半径之比为R B∶R C＝3∶2，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦力作用，B轮也随之无滑动地转动起来．a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中的( ) A．线速度大小之比为3∶2∶2 B．角速度之比为3∶3∶2 C．转速之比为2∶3∶2 D．向心加速度大小之比为9∶6∶4 4、如图所示是一辆共享单车，A、B、C三点分别为单车轮胎和前后两齿轮外沿上的点，其中R A＝3R B＝9R C，下列说法中正确的是( ) A．ωB＝ωC B．v C＝v A C．ωA＝3ωB D．v A＝3v B 5、如图所示为一个半径为5 m的圆盘，正绕其圆心做匀速转动，当圆盘边缘上的一点A处在如图所示位置的时候，在其圆心正上方20 m 的高度有一个小球正在向边缘的A点以一定的速度水平抛出，取g＝10 m/s2，不计空气阻力，要使得小球正好落在A点，则( ) A．小球平抛的初速度一定是2.5 m/s B．小球平抛的初速度可能是2.5 m/s C．圆盘转动的角速度一定是π rad/s D．圆盘转动的加速度可能是π2 m/s2 6、许多学生喜欢转笔，如图所示，长为L的笔绕笔杆上的O点做圆周运动，当笔尖的速度为v1时，笔帽的速度为v2，则转轴O到笔帽的 （2）力与运动—— 2023届高考物理一轮复习揭秘高考原题【新高考】 （一）高考原题 1.【2022年湖南卷】球形飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机，总质量为M 。飞行器 飞行时受到的空气阻力大小与其速率平方成正比（即2,F kv k =阻为常量）。当发动机关闭时，飞行 器竖直下落，经过一段时间后，其匀速下落的速率为10 m/s ；当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动，经过一段时间后，飞行器匀速向上的速率为5 m/s 。重力加速度大小为g ，不考虑空气相对于地面的流动及飞行器质量的变化，下列说法正确的是( ) A.发动机的最大推力为1.5Mg B.当飞行器以5 m/s C.发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时，飞行器速率为m /s D.当飞行器以5 m/s 的速率飞行时，其加速度大小可以达到3g 2.【2022年广东卷】如图是可用来制作豆腐的石磨。木柄AB 静止时，连接AB 的轻绳处于绷紧状态。O 点是三根轻绳的结点，F 、1F 和2F 分别表示三根绳的拉力大小，12F F =且60AOB ∠=︒。下列关系式正确的是( ) A.1F F = B.12F F = C.13F F = D.1F = 3.【2022年河北卷】如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P 点，将木板以底边MN 为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中( ) A. 圆柱体对木板的压力逐渐增大 B. 圆柱体对木板的压力先增大后减小 C. 两根细绳上的拉力均先增大后减小 D. 两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变 4.【2022年辽宁卷】如图所示，蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上，并处于静止状态。蛛丝OM ON 、与竖直方向夹角分别为()αβαβ>、。用12F F 、分别表示OM ON 、的拉力，则( ) A.1F 的竖直分力大于2F 的竖直分力 B.1F 的竖直分力等于2F 的竖直分力 C.1F 的水平分力大于2F 的水平分力 D.1F 的水平分力等于2F 的水平分力 （二）考情分析 受力分析是力学的基础，力的合成与分解常与日常生活实际紧密结合，突出对实际问题模型抽象能力的考查。共点力作用下物体的平衡，尤其是三个共点力的平衡问题（包含动态平衡）为考试的重点内容，有时也结合电场、磁场等综合考查，试题以选择题为主，题目中常包含有“恰好出现”或“恰好不离开”“缓慢移动”等关键词。 牛顿运动定律是历年高考的必考内容，但在高考中很少单独考查，常结合直线运动的基本公式、物体的平衡、v-t 图像、曲线运动、功和能、电场等进行设题，主要考查瞬时加速度的求解，超重、失重现象，连接体问题，传送带问题，板块模型问题等。 （三）变式训练 5.普通火车动力都在火车头上，车厢（头）与车厢之间通过挂钩连接在一起.火车在启动时，会先往后退，再启动，这样会使挂钩松弛，车厢（头）与车厢之间无作用力，再向前启动时，车厢会一节一节地依次启动，减少所需要的动力.一列火车共有15节车厢，火车头与每节车厢的质量相等，车厢（头）与轨道间的摩擦力均为f F ，假设启动时每节车厢的加速度均为a ，若火车不后退所有车厢同时启动，火车头提供的动力F ，则下列分析正确的是( )2023年高考物理一轮复习提升核心素养12
2023届新高考物理一轮复习强化训练：圆周运动的运动学
(2)力与运动——2023届高考物理一轮复习揭秘高考原题