2022年全國(guó)高考乙卷物理試題（解析版）

2022年全國(guó)乙理綜-物理

二、選擇題：

1.2022年3月，中國(guó)航天員翟志剛、王亞平、葉光富在離地球表面約400km的“天宮二

號(hào)''空間站上通過(guò)天地連線，為同學(xué)們上了一堂精彩的科學(xué)課。通過(guò)直播畫(huà)面可以看到，在

近地圓軌道上飛行的“天宮二號(hào)''中，航天員可以自由地漂浮，這表明他們（）

A.所受地球引力的大小近似為零

B.所受地球引力與飛船對(duì)其作用力兩者的合力近似為零

C.所受地球引力的大小與其隨飛船運(yùn)動(dòng)所需向心力的大小近似相等

D.在地球表面上所受引力的大小小于其隨飛船運(yùn)動(dòng)所需向心力的大小

【答案】C

【解析】

【詳解】ABC.航天員在空間站中所受萬(wàn)有引力完全提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，飛船對(duì)其

作用力等于零，故C正確，AB錯(cuò)誤；

D.根據(jù)萬(wàn)有引力公式

口「Mm

3G下

可知在地球表面上所受引力的大小大于在飛船所受的萬(wàn)有引力大小，因此地球表面引力大

于其隨飛船運(yùn)動(dòng)所需向心力的大小，故D錯(cuò)誤。

故選Co

2.如圖，一不可伸長(zhǎng)輕繩兩端各連接一質(zhì)量為根的小球，初始時(shí)整個(gè)系統(tǒng)靜置于光滑水平

桌面上，兩球間的距離等于繩長(zhǎng)心一大小為F的水平恒力作用在輕繩的中點(diǎn)，方向與兩

3

球連線垂直。當(dāng)兩球運(yùn)動(dòng)至二者相距時(shí)，它們加速度的大小均為（）

mQ

上

mO

8用5mSin10m

【答案】A

【解析】

3

【詳解】當(dāng)兩球運(yùn)動(dòng)至二者相距二乙時(shí)，，如圖所示

由幾何關(guān)系可知

3WL

e3

si=Z

25

設(shè)繩子拉力為T，水平方向有

2Tcos6=F

解得

T=-F

8

對(duì)任意小球由牛頓第二定律可得

T=ma

解得

5F

a=——

故A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選Ao

3.固定于豎直平面內(nèi)的光滑大圓環(huán)上套有一個(gè)小環(huán)，小環(huán)從大圓環(huán)頂端尸點(diǎn)由靜止開(kāi)始自

由下滑，在下滑過(guò)程中，小環(huán)的速率正比于（）

A.它滑過(guò)的弧長(zhǎng)

B.它下降的高度

C.它到尸點(diǎn)的距離

D.它與P點(diǎn)的連線掃過(guò)的面積

【答案】C

【解析】

【詳解】如圖所示

設(shè)圓環(huán)下降的高度為圓環(huán)的半徑為R,它到P點(diǎn)的距離為L(zhǎng)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得

mgh=-znv

由幾何關(guān)系可得

h-LsmO

sin^=—

2R

聯(lián)立可得

可得

故C正確，ABD錯(cuò)誤。

故選C。

4.一點(diǎn)光源以113W的功率向周圍所有方向均勻地輻射波長(zhǎng)約為6x10/m的光，在離點(diǎn)

光源距離為R處每秒垂直通過(guò)每平方米的光子數(shù)為3*10M個(gè)。普朗克常量為6=6.63x10

-34j.s。R約為（）

A.1x102mB.3x102mC.6x102mD.9x

102m

【答案】B

【解析】

【詳解】一個(gè)光子的能量為

E=hv

V為光的頻率，光的波長(zhǎng)與頻率有以下關(guān)系

c=Av

光源每秒發(fā)出的光子的個(gè)數(shù)為

PPA

n=——=----

hvhe

尸為光源的功率，光子以球面波的形式傳播，那么以光源為原點(diǎn)的球面上的光子數(shù)相同，

此時(shí)距光源的距離為R處，每秒垂直通過(guò)每平方米的光子數(shù)為3x10”個(gè)，那么此處的球

面的表面積為

S-4兀/?2

則

-=3xl014

S

聯(lián)立以上各式解得

7?~3x102m

故選Bo

5.安裝適當(dāng)?shù)能浖?，利用智能手機(jī)中的磁傳感器可以測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度瓦如圖，在手機(jī)

上建立直角坐標(biāo)系，手機(jī)顯示屏所在平面為xOy面。某同學(xué)在某地對(duì)地磁場(chǎng)進(jìn)行了四次測(cè)

量，每次測(cè)量時(shí)y軸指向不同方向而z軸正向保持豎直向上。根據(jù)表中測(cè)量結(jié)果可推知

()

測(cè)量序號(hào)BA/RTBy/pTBJRT

1021-45

20-20-46

3210-45

4-210-45

A.測(cè)量地點(diǎn)位于南半球

B.當(dāng)?shù)氐牡卮艌?chǎng)大小約為50pT

C第2次測(cè)量時(shí)y軸正向指向南方

D.第3次測(cè)量時(shí)），軸正向指向東方

【答案】BC

【解析】

【詳解】A.如圖所示

地磁南極

地磁北極

地球可視為一個(gè)磁偶極，磁南極大致指向地理北極附近，磁北極大致指向地理南極附近。

通過(guò)這兩個(gè)磁極的假想直線（磁軸）與地球的自轉(zhuǎn)軸大約成11.3度的傾斜。由表中z軸數(shù)

據(jù)可看出z軸的磁場(chǎng)豎直向下，則測(cè)量地點(diǎn)應(yīng)位于北半球，A錯(cuò)誤；

B.磁感應(yīng)強(qiáng)度為矢量，故由表格可看出此處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大致為

…+比=a；+比

計(jì)算得

B-50HT

B正確；

CD.由選項(xiàng)A可知測(cè)量地在北半球，而北半球地磁場(chǎng)指向北方斜向下，則第2次測(cè)量，測(cè)

量約＜0,故軸指向南方，第3次測(cè)量紇＞0,故x軸指向北方而y軸則指向西方，C

正確、D錯(cuò)誤。

故選BC。

6.如圖，兩對(duì)等量異號(hào)點(diǎn)電荷+4、一44＞0）固定于正方形的4個(gè)項(xiàng)點(diǎn)上。L、N是該正

方形兩條對(duì)角線與其內(nèi)切圓的交點(diǎn)，。為內(nèi)切圓的圓心，M為切點(diǎn)。則（）

A.L和N兩點(diǎn)處的電場(chǎng)方向相互垂直

B.”點(diǎn)的電場(chǎng)方向平行于該點(diǎn)處的切線，方向向左

C.將一帶正電的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)移動(dòng)到。點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功

D.將一帶正電的點(diǎn)電荷從L點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為零

【答案】AB

【解析】

【詳解】A.兩個(gè)正電荷在N點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向由N指向O,N點(diǎn)處于兩負(fù)電荷連線的中

垂線上，則兩負(fù)電荷在N點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向由N指向。，則N點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)方向由N指向

0,同理可知，兩個(gè)負(fù)電荷在L處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向由。指向3L點(diǎn)處于兩正電荷連線的中

垂線上，兩正電荷在乙處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向由。指向3則乙處的合場(chǎng)方向由。指向L由

于正方向兩對(duì)角線垂直平分，則L和N兩點(diǎn)處的電場(chǎng)方向相互垂直，故A正確；

B.正方向底邊的一對(duì)等量異號(hào)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向向左，而正方形上方的一對(duì)等

量異號(hào)電荷在用點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向向右，由于M點(diǎn)離上方一對(duì)等量異號(hào)電荷距離較遠(yuǎn)，

則”點(diǎn)的場(chǎng)方向向左，故B正確；

C.由圖可知，M和。點(diǎn)位于兩等量異號(hào)電荷的等勢(shì)線上，即M和。點(diǎn)電勢(shì)相等，所以將

一帶正電的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)移動(dòng)到。點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為零，故C錯(cuò)誤；

D.由圖可知，L點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)電勢(shì)，則將一帶正電的點(diǎn)電荷從L點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電

場(chǎng)力做功不為零，故D錯(cuò)誤。

故選ABo

7.質(zhì)量為1kg的物塊在水平力尸的作用下由靜止開(kāi)始在水平地面上做直線運(yùn)動(dòng)，尸與時(shí)間

,的關(guān)系如圖所示。已知物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,重力加速度大小取

g=lOm/s?。則（）

M/N

4

I*t/s

024

-4

A.4s時(shí)物塊的動(dòng)能為零

B.6s時(shí)物塊回到初始位置

C.3s時(shí)物塊的動(dòng)量為12kg?m/s

D.0~6s時(shí)間內(nèi)F對(duì)物塊所做的功為40J

【答案】AD

【解析】

【詳解】物塊與地面間摩擦力為

f="mg=2N

AC.對(duì)物塊從03內(nèi)由動(dòng)量定理可知

(F-f)tl=mv3

即

(4-2)x3=1xv3

得

v3=6m/s

3s時(shí)物塊的動(dòng)量為

p-mv3=6kg-m/s

設(shè)3s后經(jīng)過(guò)時(shí)間t物塊的速度減為0,由動(dòng)量定理可得

一(F+f)t=0-mvy

即

-(4+2)，=0-lx6

解得

f=ls

所以物塊在4s時(shí)速度減為0,則此時(shí)物塊的動(dòng)能也為0,故A正確，C錯(cuò)誤;

B.03物塊發(fā)生的位移為乃，由動(dòng)能定理可得

1,

(F-f)xl=~mv-

即

(4-2)Xj=-^x1x62

得

犬］=9m

3s?4s過(guò)程中，對(duì)物塊由動(dòng)能定理可得

1、

一(/+/)%2=0--/nv3

即

-(4+2)工?=0--xlx62

2

得

x2=3m

4s6s物塊開(kāi)始反向運(yùn)動(dòng)，物塊的加速度大小為

F-fc,2

a=-------=2m/s-

m

發(fā)生的位移為

x,=；x2x22m=4m<^+x2

即6s時(shí)物塊沒(méi)有回到初始位置，故B錯(cuò)誤；

D.物塊在6s時(shí)的速度大小為

心=2x2m/s=4m/s

06s拉力所做的功為

W=（4x9-4x3+4x4）J=40J

故D正確。

故選AD。

8.一種可用于衛(wèi)星上的帶電粒子探測(cè)裝置，由兩個(gè)同軸的半圓柱形帶電導(dǎo)體極板（半徑分

別為R和R+d）和探測(cè)器組成，其橫截面如圖（a）所示，點(diǎn)0為圓心。在截面內(nèi)，極板

間各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小與其到。點(diǎn)的距離成反比，方向指向0點(diǎn)。4個(gè)帶正電的同種粒子

從極板間通過(guò)，到達(dá)探測(cè)器。不計(jì)重力。粒子1、2做圓周運(yùn)動(dòng)，圓的圓心為。、半徑分別

為4、〈”弓<R+d）；粒子3從距。點(diǎn)石的位置入射并從距。點(diǎn)4的位置出

射；粒子4從距。點(diǎn)4的位置入射并從距。點(diǎn)與的位置出射,.軌跡如圖（b）中虛線所

示。則（）

探測(cè)器

粒子圖⑶

3子1°探測(cè)器3子2。探測(cè)器3子3°探測(cè)器/子40探測(cè)器

圖（b）

A.粒子3入射時(shí)的動(dòng)能比它出射時(shí)的大

B.粒子4入射時(shí)的動(dòng)能比它出射時(shí)的大

C.粒子1入射時(shí)的動(dòng)能小于粒子2入射時(shí)的動(dòng)能

D.粒子1入射時(shí)的動(dòng)能大于粒子3入射時(shí)的動(dòng)能

【答案】BD

【解析】

【詳解】C.在截面內(nèi)，極板間各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小與其到。點(diǎn)的距離成反比，可設(shè)為

Er=k

帶正電的同種粒子1、2在均勻輻向電場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則有

92

PVf?v2

qEy=m—,qE2=m—

4r2

可得

2'22

即粒子1入射時(shí)的動(dòng)能等于粒子2入射時(shí)的動(dòng)能，故C錯(cuò)誤；

A.粒子3從距。點(diǎn)5的位置入射并從距。點(diǎn)4的位置出射，做向心運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正

功，則動(dòng)能增大，粒子3入射時(shí)的動(dòng)能比它出射時(shí)的小，故A錯(cuò)誤；

B.粒子4從距。點(diǎn)4的位置入射并從距。點(diǎn)2的位置出射，做離心運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做負(fù)

功，則動(dòng)能減小，粒子4入射時(shí)的動(dòng)能比它出射時(shí)的大，故B正確；

D.粒子3做向心運(yùn)動(dòng)，有

口4

>m—

可得

-mv\<*述=-mv1

23221

粒子1入射時(shí)的動(dòng)能大于粒子3入射時(shí)的動(dòng)能，故D正確；

故選BD。

三、非選擇題：

（-）必考題：

9.用雷達(dá)探測(cè)一高速飛行器的位置。從某時(shí)刻a=o）開(kāi)始的一段時(shí)間內(nèi)，該飛行器可

視為沿直線運(yùn)動(dòng)，每隔1S測(cè)量一次其位置，坐標(biāo)為x,結(jié)果如下表所示：

r/s0123456

x/m050710941759250533294233

回答下列問(wèn)題：

（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷該飛行器在這段時(shí)間內(nèi)近似做勻加速運(yùn)動(dòng)，判斷的理由是:

（2）當(dāng)x=507m時(shí)，該飛行器速度的大小v=m/s；

（3）這段時(shí)間內(nèi)該飛行器加速度的大小。=m/s2（保留2位有效數(shù)字）。

【答案】①.相鄰1s內(nèi)的位移之差接近Ax=80m②.547③.79

【解析】

【詳解】⑴⑴第1s內(nèi)的位移507m,第2s內(nèi)的位移587m,第3s內(nèi)的位移665m,第4s

內(nèi)的位移746m,第5s內(nèi)的位移824m,第6s內(nèi)的位移904m,則相鄰1s內(nèi)的位移之差接

近垓=80m,可知判斷飛行器在這段時(shí)間內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)；

（2）[2]當(dāng)x=507m時(shí)飛行器的速度等于0-2s內(nèi)的平均速度，則

V.=------m/s=547m/s

12

(3)[3]根據(jù)

10.一同學(xué)探究阻值約為5500的待測(cè)電阻號(hào)在0~5mA范圍內(nèi)的伏安特性?？捎闷鞑?/p>

有：電壓表V（量程為3V,內(nèi)阻很大），電流表A（量程為1mA，內(nèi)阻為3000）,電源

E（電動(dòng)勢(shì)約為4V,內(nèi)阻不計(jì)），滑動(dòng)變阻器R（最大阻值可選10Q或1.5kQ）,定值電

阻&（阻值可選75?；?50Q）,開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干。

圖（a）

（1）要求通過(guò)此的電流可在0~5mA范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，在答題卡上將圖（a）所示的器

材符號(hào)連線，畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路的原理圖_______；

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，圖（a）中的R應(yīng)選最大阻值為（填“10?！被颉癓5kQ”）的滑動(dòng)

變阻器，凡應(yīng)選阻值為（填“75?！被颉?50Q”）的定值電阻；

（3）測(cè)量多組數(shù)據(jù)可得此的伏安特性曲線。若在某次測(cè)量中，電壓表、電流麥的示數(shù)分

別如圖（b）和圖（c）所示，則此時(shí)R,兩端的電壓為V,流過(guò)段的電流為

【解析】

【詳解】（I）[1]電流表內(nèi)阻已知，電流表與凡并聯(lián)擴(kuò)大電流表量程，進(jìn)而準(zhǔn)確測(cè)量通過(guò)

段的電流，電壓表單獨(dú)測(cè)量段的電壓；滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，電表從0開(kāi)始測(cè)

量，滿足題中通過(guò)R,的電流從0~5mA連續(xù)可調(diào)，電路圖如下

（2）⑵電路中R應(yīng)選最大阻值為10Q的滑動(dòng)變阻器，方便電路的調(diào)節(jié)，測(cè)量效率高、實(shí)

驗(yàn)誤差小；

[3]通過(guò)此電流最大為5mA,需要將電流表量程擴(kuò)大為原來(lái)的5倍，根據(jù)并聯(lián)分流的規(guī)

律示意圖如下

5mA4mAR（）

1mA

根據(jù)并聯(lián)分流，即并聯(lián)電路中電流之比等于電阻的反比，可知

4mA_300Q

1mAR0

解得

&=75c

(3)[4]電壓表每小格表示QIV,向后估讀一位，即。=2.30V；

[5]電流表每小格表示0.02mA,本位估讀，即0.84mA,電流表量程擴(kuò)大5倍，所以通過(guò)

段的電流為/=4.20mA；

⑹根據(jù)歐姆定律可知

U2.30

Cx548Q

《了-4.20x10-3

11.如圖，一不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩的上端固定，下端系在邊長(zhǎng)為/=0.40m的正方形金屬框的一

個(gè)頂點(diǎn)上。金屬框的一條對(duì)角線水平，其下方有方向垂直于金屬框所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。

已知構(gòu)成金屬框的導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的阻值為X=5.()xl(r3Q/m；在，=0到r=3.0s時(shí)間

內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間，的變化關(guān)系為3Q)=0.3-O.lf(SI)。求:

(1)f=2.0s時(shí)金屬框所受安培力的大??；

(2)在。=0到r=2.0s時(shí)間內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】（1）O.O40N；（2）0.016J

【解析】

【詳解】（1）金屬框的總電阻為

R=4/4=4x0.4x5x10±=0.008。

金屬框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

I2

A①ABx—]

E=—=----2_12=0.008V

△tA/=01X2X04V

金屬框中的電流為

z=2.0s時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度

=(0.3-0.1x2)T=0.1T

金屬框處于磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度為

L=?1

此時(shí)金屬框所受安培力大小為

0.4N=0.04V2N

FA=B2IL=0.MX^2X

(2)0:2.0s內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱為

g=/2/?/=l2x0.008x2J=0.016J

12.如圖(a),一質(zhì)量為機(jī)的物塊A與輕質(zhì)彈簧連接，靜止在光滑水平面上：物塊B向A

運(yùn)動(dòng)，1=0時(shí)與彈簧接觸，至打=2f°時(shí)與彈簧分離，第一次碰撞結(jié)束，A、B的U-f圖像

如圖(b)所示。已知從1=0到，=務(wù)時(shí)間內(nèi)，物塊A運(yùn)動(dòng)的距離為0.36%/0。A、B分離

后，A滑上粗糙斜面，然后滑下，與一直在水平面上運(yùn)動(dòng)的B再次碰撞，之后A再次滑上

斜面，達(dá)到的最高點(diǎn)與前一次相同。斜面傾角為。(sin。=0.6),與水平面光滑連接。碰

撞過(guò)程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。求

(1)第一次碰撞過(guò)程中，彈簧彈性勢(shì)能的最大值；

(2)第一次碰撞過(guò)程中，彈簧壓縮量的最大值；

(3)物塊A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。

【答案】⑴0.6/n謗;⑵0.768%；⑶0.45

【解析】

【詳解】(1)當(dāng)彈簧被壓縮最短時(shí)，彈簧彈性勢(shì)能最大，此時(shí)A、8速度相等，即，

時(shí)刻，根據(jù)動(dòng)量守恒定律

ml}-l.2v0=(mlj+m)vQ

根據(jù)能量守恒定律

2

與max=-mB(1.2v0)--(ms+m)v(^

聯(lián)立解得

mB-5m

后2=0.6mv-

(2)同一時(shí)刻彈簧對(duì)A、8的彈力大小相等，根據(jù)牛頓第二定律

F=ma

可知同一時(shí)刻

%=5%

則同一時(shí)刻A、B的的瞬時(shí)速度分別為

以=1.2%_叁

根據(jù)位移等速度在時(shí)間上的累積可得

〃=%(累積)

sB=v/累積)

又

SA=0.36%)

解得

S

B=l-128v0z0

第一次碰撞過(guò)程中，彈簧壓縮量的最大值

△s-sH-sA=0.768%/0

(3)物塊A第二次到達(dá)斜面的最高點(diǎn)與第一次相同，說(shuō)明物塊A第二次與B分離后速度

大小仍為2%,方向水平向右，設(shè)物塊A第一次滑下斜面的速度大小為巳，設(shè)向左為正方

向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得

mvA-5機(jī)?0.8%=w-(-2v0)+5mvfi

根據(jù)能量守恒定律可得

—,5/71,(0.8vy)~——tn?(—2%)~+—■5mv^

聯(lián)立解得

"%

設(shè)在斜面上滑行的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，上滑過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理可得

2

-mgLsind-RmgLcos6-0—^m(2v0)

下滑過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理可得

1,

mgLsin。一jumgLcos。=5mvo~。

聯(lián)立解得

〃=0.45

（二）選考題

13.一定量的理想氣體從狀態(tài)。經(jīng)狀態(tài)匕變化狀態(tài)c,其過(guò)程如T-V圖上的兩條線段所

示，則氣體在（）

A.狀態(tài)a處壓強(qiáng)大于狀態(tài)c處的壓強(qiáng)

B.由a變化到。的過(guò)程中，氣體對(duì)外做功

C.由b變化到c的過(guò)程中，氣體的壓強(qiáng)不變

D.由a變化到6的過(guò)程中，氣體從外界吸熱

E.由a變化到6的過(guò)程中,從外界吸收的熱量等于其增加的內(nèi)能

【答案】ABD

【解析】

【詳解】AC.根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知

丁嘖V

即T-V圖像的斜率為2,故有

nR

Pa=Pb＞Pe

故A正確，C錯(cuò)誤；

B.理想氣體由。變化到b的過(guò)程中，因體積增大，則氣體對(duì)外做功，故B正確：

DE.理想氣體由a變化到b的過(guò)程中，溫度升高，則內(nèi)能增大，由熱力學(xué)第一定律有

△U=Q+W

而AU＞。，卬＜0,則有

△U=Q-|W|

可得

Q>0,Q>\U

即氣體從外界吸熱，且從外界吸收的熱量大于其增加的內(nèi)能，故D正確，E錯(cuò)誤；

故選ABD。

14.如圖，一豎直放置的汽缸由兩個(gè)粗細(xì)不同的圓柱形筒組成，汽缸中活塞I和活塞H之

間封閉有一定量的理想氣體，兩活塞用一輕質(zhì)彈簧連接，汽缸連接處有小卡銷，活塞n不

能通過(guò)連接處?；钊鸌、n的質(zhì)量分別為2/%、m,面積分別為2S、s,彈簧原長(zhǎng)為初

始時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為0.1/,活塞I、n到汽缸連接處的距離相

等，兩活塞間氣體的溫度為"。已知活塞外大氣壓強(qiáng)為外，忽略活塞與缸壁間的摩擦，

汽缸無(wú)漏氣，不計(jì)彈簧的體積。

（1）求彈簧的勁度系數(shù)；

（2）緩慢加熱兩活塞間的氣體，求當(dāng)活塞n剛運(yùn)動(dòng)到汽缸連接處時(shí)，活塞間氣體的壓強(qiáng)和

溫度。

■田,40m￡3mg4

【答案】（1）k=-;（2）P2=PoT，72=

I?J

【解析】

【詳解】（1）設(shè)封閉氣體的壓強(qiáng)為P1,對(duì)兩活塞和彈簧的整體受力分析，由平衡條件有

mg+p0-2S+2mg+p1S=p0S+四?2S

解得

3mp

Pi=Po+

對(duì)活塞I由平衡條件有

2mg+/J。?2S+h0.1/=?2S

解得彈簧的勁度系數(shù)為

k_40〃密

（2）緩慢加熱兩活塞間的氣體使得活塞n剛運(yùn)動(dòng)到汽缸連接處時(shí)，對(duì)兩活塞和彈簧的整體

由平衡條件可知，氣體的壓強(qiáng)不變依然為

3mg

A=P1=A+—

J

即封閉氣體發(fā)生等壓過(guò)程，初末狀態(tài)的體積分別為

1.1/