2020年广东省深圳市高考物理二模试卷(有答案解析)

这是一份2020年广东省深圳市高考物理二模试卷(有答案解析)，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

2020年广东省深圳市高考物理二模试卷

一、单选题（本大题共5小题，共30.0分）
1. 我国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”又被称为“人造太阳”将在2020年投入运行。其所发生的可控核聚变方程是，已知H、H、和X的质量分别为、、和，真空中的光速为c。下列说法正确的是
A. X是质子
B. 大亚湾核电站利用核聚变发电
C. 该核反应所释放的核能为
D. 和的结合能之和大于的结合能
2. 2020年10月13日将发生火星冲日现象，即火星、地球和太阳刚好在一条直线上，如图所示，已知火星轨道半径为地球轨道半径的倍，地球和火星绕太阳运行的轨道都视为圆。则


A. 火星与地球绕太阳运行的线速度大小之比为2：3
B. 火星与地球绕太阳运行的加速度大小之比为4：9
C. 火星与地球的公转周期之比为：
D. 2021年10月13日前有可能再次发生火星冲日现象
3. 一个带负电的粒子从处由静止释放，仅受电场力作用，沿x轴正方向运动，加速度a随位置变化的关系如图所示，可以得出
A. 从到过程中，电势先升高后降低
B. 在和处，电场强度相同
C. 粒子经和处，速度等大反向
D. 粒子在处，电势能最大
4. 户外野炊所用的便携式三脚架，由三根完全相同的轻杆通过铰链组合在一起，每根杆均可绕铰链自由转动。如图所示，将三脚架静止放在水平地面上，吊锅通过细铁链挂在三脚架正中央，三根杆与竖直方向的夹角均相等。若吊锅和细铁链的总质量为m，重力加速度为g，不计支架与铰链之间的摩擦，则
A. 当每根杆与竖直方向的夹角为时，杆受到的压力大小为
B. 当每根杆与竖直方向的夹角为时，杆对地面的摩擦力大小为
C. 当每根杆与竖直方向的夹角均变大时，三根杆对铰链的作用力的合力变大
D. 当每根杆与竖直方向的夹角均变大时，杆对地面的压力变大


5. 如图所示，某时刻将质量为10kg的货物轻放在匀速运动的水平传送带最左端，当货物与传送带速度恰好相等时，传送带突然停止运动，货物最后停在传送带上。货物与传送带间的动摩擦因数为，货物在传送带上留下的划痕长为10cm，重力加速度取则货物
A. 总位移为10cm
B. 运动的总时间为
C. 与传送带由摩擦而产生的热量为5J
D. 获得的最大动能为5J
二、多选题（本大题共5小题，共27.0分）
6. 电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是
A. 图中利用了发射线圈和接收线圈之间的互感现象构成变压器，从而实现手机充电
B. 图中给电磁炉接通恒定电流，可以在锅底产生涡流，给锅中食物加热
C. 图中如果线圈B不闭合，S断开将不会产生延时效果
D. 图中给电子感应加速器通以恒定电流时，被加速的电子获得恒定的加速度
7. 某同学使用小型电动打夯机平整自家房前的场地，如图所示是电动打夯机的结构示意图。质量为m的摆锤通过轻杆与总质量为M的底座含电动机上的转轴相连。电动机带动摆锤绕转轴O在竖直面内匀速转动，转动半径为R，重力加速度为g。下列说法正确的是
A. 转到最低点时摆锤处于失重状态
B. 摆锤在最低点和最高点，杆给摆锤的弹力大小之差为6mg
C. 若打夯机底座刚好能离开地面，则摆锤的角速度为
D. 若打夯机底座刚好能离开地面，则摆锤转到最低点时，打夯机对地面的压力为
8. 如图所示，在竖直平面内有一上下边界均水平，垂直线框所在平面的匀强磁场，磁感应强度正方形单匝金属线框在磁场上方处，质量为，边长为，总阻值为现将线框由静止释放，下落过程中线框ab边始终与磁场边界平行，ab边刚好进入磁场和刚好离开磁场时的速度均为，不计空气阻力，重力加速度取则
A. cd边刚进入磁场时克服安培力做功的功率为9W
B. 匀强磁场区域的高度为
C. 穿过磁场的过程中线框电阻产生的焦耳热为
D. 线框通过磁场上边界所用时间为
9. 下列说法正确的是
A. 一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，一定吸收热量
B. 当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最大
C. 其它条件相同，空气的相对湿度越大，晾晒在室外的衣服越不容易干
D. 布朗运动证明了悬浮微粒的分子在做无规则运动
E. 在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小
10. 一段绳子置于x轴上，某同学使绳子的左端即波源在y轴上做不连续的简谐运动，振动周期为，某时刻波刚好传到P点，O、P间绳上各点形成的波形如图所示，此时由波形可知
A. 波源的最初起振方向沿y轴正方向
B. 波在介质中传播的速度为
C. 质点Q此时以速率沿y轴负方向运动
D. 此波形是波源先做一次全振动后停止振动，接着再振动半个周期形成的
E. 从此时开始计时，再过1s质点Q刚好运动到P点
三、实验题（本大题共2小题，共15.0分）
11. 某同学在实验室使用半径相同的两个小球，按如图实验装置来验证动量守恒定律。他的主要实验操作如下：
用天平测量a、b两球的质量和
用游标卡尺测出两个小球的直径d
用刻度尺测出轨道末端距离地面的高度H
用重锤线标出小球抛出点在水平地面上的白纸上的竖直投影点O
在白纸上面放好复写纸，先不放b球，把a球从斜槽轨道上D点由静止释放，落到复写纸上，重复多次；再把b球放在斜槽轨道水平部分最右端，把a球仍从D点由静止释放，和b球相碰后，两球分别落在复写纸上的不同位置，重复多次
用圆规在白纸上找到三个平均落点M、P和N，并用刻度尺测量出图中的、和的长度
上述实验操作中不必要的步骤是______；
如果满足关系式______，则验证了系统碰撞过程中动量守恒；用测量的物理量表示
实验测得：，，，，。则本实验的相对误差是______保留一位有效数字，相对误差为。
12. 某兴趣小组测一电池组的电动势和内阻，电动势约为3V，内阻约为现有如下实验器材：
A.电压表，内阻约为
B.电流表
C.定值电阻
D.电阻箱
E.滑动变阻器
F.待测电池组
G.电键S、导线若干
为完成实验需将电流表A改装成较大量程的电流表，A应与定值电阻______联填“串”或“并”，改装后电流表的量程为______mA。
为测量尽可能准确，电阻箱与滑动变阻器应选______填“”或“”
根据你所选用的实验器材，设计实验电路并在答题卡的虚线框内将电路图补充完整所选器材要标明符号
按正确的电路图连接好电路进行实验，并多次测量，同时记录各仪器的读数，然后做出图象如图所示，但忘记标注纵坐标，请你补充完整，此纵坐标应为______填I、U、或。若图象的斜率为k，纵轴截距为b，则该电池的电动势______，内阻______。用题中的相应符号表示

四、计算题（本大题共4小题，共52.0分）
13. “反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的力传感器相连，传感器示数为打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B上升到最高位置C点，在B点时速度最大，在上升过程中，仅在最后1s内做匀变速直线运动。已知BC间距，人与装备总质量可视为质点。弹性绳的弹力始终遵循胡克定律，忽略空气阻力，重力加速度g取求：
人在最后1s内位移h的大小和释放瞬间人的加速度a的大小；
弹性绳的劲度系数k和释放前弹性绳的弹性势能。








14. 在竖直面内建立如图所示直角坐标系xOy，第一象限内含坐标轴有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，第三象限内有水平向右的匀强电场。两个大小相同的金属小球a、均可视为质点质量分别为m、3m，不带电的小球b静置于固定在原点O处的绝缘支架图中未画出上。小球a带电量为，从第三象限的P点，以速度竖直向上射出，小球a运动到原点O时，速度方向恰好沿x轴正方向、大小为，并与b球发生弹性正碰，碰撞时间极短。碰后两个小球带电量均变为，小球b恰好经过x轴上的N点，小球a经过y轴上的Q点图中未画出。已知磁感应强度，不计两个小球之间的库仑力和空气阻力，重力加速度为g。求：
碰后a、b球的速度、；
电场强度E的大小和Q点到原点O的距离；
点到原点O的距离。








15. 如图所示，将横截面积、容积为，开口向上的导热良好的气缸，置于的环境中。用厚度不计的轻质活塞将体积为的理想气体封闭在气缸中，气缸底部有一个单向阀门外界大气压强，重力加速度，不计一切摩擦。求：
将活塞用卡销Q锁定，用打气筒通过阀门N给气缸充气，每次可将体积为，压强为的理想气体全部打入气缸中，则打气多少次，才能使其内部压强达到；
当气缸内气体压强达到时，停止打气，关闭阀门N，将质量为的物体放在活塞上，然后拔掉卡销Q，则环境温度为多少摄氏度时，活塞恰好不脱离气缸。







16. 一正三棱柱形透明体的横截面如图所示，，透明体中心有一半径为R的球形真空区域，一束平行单色光从AB面垂直射向透明体。已知透明体的折射率为，光在真空中的传播速度为c。求：
从D点射入透明体的光束要经历多长时间从透明体射出；
为了使光线不能从AB面直接进入中间的球形真空区域，则必须在透明体AB面上贴至少多大面积的不透明纸。不考虑AC和BC面的反射光线影响







-------- 答案与解析 --------
1.答案：C

解析：解：A、根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，是中子，该核反应为核聚变，故A错误；
B、大亚湾核电站利用核裂变发电，故B错误；
C、聚变时有质量亏损，反应中减少的质量，根据爱因斯坦质能方程可知，聚变时释放的能量，故C正确；
D、该核反应的过程中释放能量，可知和的结合能之和小于的结合能，故D错误。
故选：C。
根据质量数守恒和电荷数守恒可以求出X为何种粒子；该核反应为核聚变；根据爱因斯坦质能方程可知，聚变时释放的能量。
本题考查了爱因斯坦质能方程、裂变反应和聚变反应等知识点。关键点：理解裂变和聚变的特点，会应用质量数守恒和电荷数守恒判断生成物的类别。
2.答案：B

解析：解：火星和地球绕太阳做圆周运动，万有引力提供向心力，，火星公转轨道半径为地球的倍，
A、，则火星与地球的线速度大小之比为，故A错误；
B、，则火星与地球的加速度大小之比为4：9，故B正确；
C、，则火星与地球的公转周期之比为：，故C错误；
D、再次相距最近时，地球比火星多转动一周，则据此有：，其中：：：，解得：年，故下一次发生火星冲日现象的时间为2023年1月13日，故D错误。
故选：B。
根据题干提供的信息，火星和地球绕太阳做圆周运动的向心力等于太阳的万有引力，列式比较火星与地球的周期、线速度和向心加速度大小关系。
根据两次相距最近的时间间隔为地球比火星多转动一周的时间，据周期关系计算即可。
此题考查了万有引力定律及其应用，关键抓住万有引力提供向心力，列式求解出线速度、周期和向心加速度的表达式，再进行讨论。
3.答案：A

解析：解：AD、根据图象可知，从到过程中，粒子先加速后减速，所以电场力先做正功，后做负功，电势能先减小后增加，到处，电势能最小
根据可知，粒子带负电，所以电势先升高后降低，故A正确，D错误；
B、因为，所以电场强度和加速度大小成正比，方向相反，所以在和处，电场强度大小相等，方向相反，故B错误；
C、根据运动学公式可知可知，图象的面积表示，所以粒子经和处，速度大小相等，方向相同，故C错误；
故选：A。
分析从到过程中，电场力做功情况，从而判断电势能的变化情况，再分析处的电势能，根据分析电势的变化情况；
根据牛顿第二定律分析加速度与电场强度的的关系，再根据图象分析电场强度的情况；
根据运动学公式可知可知，图象的面积表示，以此分析粒子经和处的速度。
解决该题的关键是能根据图象分析粒子的运动情况，知道电场力做功与电势能的变化的关系，知道图象的面积表示。
4.答案：B

解析：解：A、以吊锅和细铁链整体为研究对象，根据平衡条件得：，得，由牛顿第三定律知，杆受到的压力大小为，故A错误；
B、当每根杆与竖直方向的夹角为时，杆对地面的摩擦力大小为，故B正确；
C、当每根杆与竖直方向的夹角均变大时，三根杆对铰链的作用力的合力不变，仍与重力mg等大反向，故C错误；
D、以整个装置为研究对象，由平衡条件知，，得，因此，由牛顿第三定律知，杆对地面的压力不变，故D错误。
故选：B。
以吊锅和细铁链整体为研究对象，分析受力，根据平衡条件求出杆对细铁链的支持力，从而得到杆受到的压力。对杆，根据平衡条件求地面对杆的摩擦力，从而得到杆对地面的摩擦力。对整个装置分析，由平衡条件分析地面对杆的支持力，来分析杆对地面的压力。
解决本题时，要灵活选择研究对象，分析受力情况，利用平衡条件和牛顿第三定律进行解答。
5.答案：D

解析：解：令传送带的速度为v，根据题意可知，货物在传送带上先加速后做减速运动，加速运动阶段，其加速度大小为：
当货物加速到和传送带速度相等时，所用时间为：
货物发生的位移为：
传送带发生的位移为：
减速运动过程中货物的加速度大小为：
当货物速度减为零，所用的时间为：
货物发生的位移为：
根据题意可知，货物在传送带上留下的划痕长为：，
所以传送带的速度为，
货物发生的总位移为，
运动的总时间为，
与传送带由摩擦而产生的热量，
货物获得的最大动能为，故ABC错误，D正确。
故选：D。
货物在传送带上先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律求解加速度大小，根据求解加速度和减速运动的时间，根据求解加速和减速时的位移，找到货物与传送带的相对位移的表达式，从而求解传送带的速度，再结合运动学公式求解总位移和总时间，根据求解热量，
根据求解最大动能。
解决该题的关键是掌握货物在传送带上的运动情况，知道货物在传送带上留下的划痕长的求解方法，熟记运动学的相关公式以及因为摩擦而产生的热量的公式。
6.答案：AC

解析：解：A、图中利用了发射线圈和接收线圈之间的互感现象构成变压器，利用互感原理使手机充电，故A正确；
B、图中给电磁炉接通交变电流，可以在锅底产生涡流，给锅中食物加热，故B错误；
C、图中如果线圈B不闭合，S断开，线圈B中不产生感应电流，工作电路会立即断开，不会产生延时效果，故C正确；
D、图中给电子感应加速器通以交变电流时，产生交变的磁场，感应出交变电压，使电子获得恒定的加速度，故D错误。
故选：AC。
变压器的工作原理是互感，是一种电磁感应原理。电磁炉应通以交变电流。延时继电器是利用电磁感应原理。电子感应加速器能通以交变电流。
解决本题的关键要理解各种装置的工作原理，要掌握电磁感应产生的条件，来分析其工作原理。
7.答案：CD

解析：解：A、摆锤转动最低点时，加速度向上，处于超重状态，故A错误；
B、摆锤在最高点时，根据向心力公式可知：，在最低点有：，联立解得摆锤在最低点和最高点，杆给摆锤的弹力大小之差为：，故B错误；
C、当杆对摆锤向下的弹力大小等于打夯机底座的重力时，才能使打夯机底座刚好离开地面，此时摆锤位于最高点，有：
对摆锤有：
解得：，故C正确；
D、在最低点，对摆锤有：
则：
对打夯机有：，故D正确。
故选：CD。
摆锤在最低点时，加速度向上，处于超重状态。
摆锤做圆周运动，在最高点和最低点时，重力和拉力的合力提供向心力，据此分析杆对摆锤的弹力大小之差。
当拉力的大小等于电动机连同打夯机底座的重力时，才能使打夯机底座刚好离开地面。
根据牛顿第二定律求出摆锤通过最低位置时对摆锤的拉力，对打夯机受力分析，求出地面的支持力，从而得知打夯机对地面的压力。
此题考查了向心力的相关计算，解题本题的关键采用隔离法分析，摆锤在竖直方向上的合力提供其做圆周运动的向心力，而对于打夯机始终处于受力平衡状态。
8.答案：ABD

解析：解：A、设cd边刚进入磁场时的速度为，则
cd边刚进入磁场时产生的感应电动势为
线框中感应电流为
cd边刚进入磁场时克服安培力做功的功率，故A正确；
B、线框进入磁场和穿出磁场的两个过程运动情况相同。设匀强磁场区域的高度为H，ab边刚好进入磁场为。
线框完全在磁场中运动时做加速度为g的匀加速运动，有
解得，故B正确；
C、设穿过磁场的过程中线框电阻产生的焦耳热为由能量守恒定律得：
 ，解得，故C错误；
D、设线框通过磁场上边界所用时间为t。
线框通过磁场上边界的过程，由动量定理得：
  
又
联立解得，故D正确。
故选：ABD。
先根据运动学公式求出cd边刚进入磁场时的速度，由求出cd边产生的感应电动势，由欧姆定律求出感应电流，即可由求cd边刚进入磁场时克服安培力做功的功率。线框完全进入磁场后做加速度为g的匀加速运动，由运动学公式和几何关系求磁场区域的高度。由能量守恒定律求线框产生的焦耳热。对于线框通过磁场上边界的过程，利用动量定理求运动时间。
解决本题的关键要抓住线框进入磁场和穿出磁场的两个过程运动情况相同，线框完全磁场中运动时做加速度为g的匀加速运动。要知道线框穿出磁场的过程做变减速运动，不能根据运动学公式求运动时间，可以根据动量定理求运动时间。
9.答案：ACE

解析：解：A、根据理想气体状态方程，压强不变，体积增大，温度一定升高；而体积增大，说明气体对外做功，即，温度升高，说明内能增大，即，再根据热力学第一定律知，，即气体一定吸热，故A正确。
B、根据分子力做功与分子势能间的关系可知，当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小，故B错误。
C、相对湿度，指空气中水汽压与相同温度下饱和水汽压的百分比；空气的干湿程度和空气中所含有的水汽量接近饱和的程度有关，在潮湿的天气里，空气的相对湿度大，水蒸发得慢，所以洗了的衣服不容易晾干，故C正确。
D、布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息地做无规则运动，间接证明了分子永不停息地做无规则运动，故D错误。
E、根据熵增加原理，在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小，故E正确。
故选：ACE。
先根据理想气体状态方程温度的变化，再根据热力学第一定律判断是否吸热；根据图象及分子力做功来判断分子势能的变化；根据相对湿度的概念知，空气的相对湿度大，水蒸发得慢；布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，表明液体分子在做无规则运动；根据熵增加原理解析。
本题考查了布朗运动、分子势能、热力学定律等知识点。这种题型知识点广，多以基础为主，只要平时多加积累，难度不大。
10.答案：ABD

解析：解：A、根据波向右传播，由图可得：波前质点P向上振动，故波源起振方向向上，故A正确；
B、由图知，波长，波速，故B正确；
C、根据同侧法知，质点Q向下振动，但振动速度不一定等于波的传播速度，故C错误；
D、由波形图知，波源先做一个全振动，中间停止振动时间，再振动半个周期所形成的，故D正确；
E、波形图中各质点并不随波运动，传递的是一种振动形式，故E错误；
故选：ABD。
由波前质点振动方向判断波源振动方向；
由图读出波长根据波速公式求波速，但质点振动速度与波速是完全不同的概念；
由波形图知识推导波的形成过程；
波形图中各个质点只上下振动，不随波逐流。
机械振动问题中，一般根据振动图或质点振动得到周期、质点振动方向；再根据波形图得到波长和波的传播方向，从而得到波速及质点振动，进而根据周期得到路程。
11.答案：   

解析：解：验证动量守恒定律，需要用天平测量两个小球的质量；
为了发生对心碰撞，两球的直径需相同，但具体直径大小，并不需要测量；
只需要保证小球做平抛运动的高度相同，不需要用刻度尺测量其具体值；
需要用重锤线标出小球抛出点在水平地面上的白纸上的竖直投影点O，方便测量小球的水平位移；
在白纸上面放好复写纸，先不放b球，把a球从斜槽轨道上D点由静止释放，落到复写纸上，重复多次；再把b球放在斜槽轨道水平部分最右端，把a球仍从D点由静止释放，和b球相碰后，两球分别落在复写纸上的不同位置，重复多次；
用圆规在白纸上找到三个平均落点M、P和N，并用刻度尺测量出图中的、和的长度纸上的不同位置，重复多次；
上述实验操作中不必要的步骤是。
碰撞过程中，如果水平方向动量守恒，由动量守恒定律得：，
小球做平抛运动时抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间t相等，两边同时乘以时间t，
，得：。
相对误差。
故答案为：；；。
本实验需要两个半径相同的小球，不需要具体测量出半径的大小；本实验只需要保证落地高度相同，落地时间相同，不需要具体测量高度大小；
实验要验证两个小球系统碰撞过程动量守恒，即要验证，可以通过平抛运动将速度的测量转化为水平射程的测量；
通过公式：相对误差，来计算相对误差。
实验运用转换法，即将测量小球做平抛运动的初速度转换成测平抛运动的水平位移；由于本实验仅限于研究系统在碰撞前后动量的关系，所以各物理量的单位不必统一使用国际单位制单位。
12.答案：并  6     

解析：解：将电流表A改装成较大量程的电流表，A应与定值电阻并联；
并联后的量程：
由欧姆定律可知，当使用变阻箱时，电路中电流的最小值约为3mA，而使用滑动变阻器时，电路中电流的最小值约为，可知使用更合理；同时电阻箱可以读出对应的电阻值，而滑动变阻器不能读出具体的电阻值，所以选择电阻箱更合理。
电源的电动势只有3V，电压表的量程为15V，在电路中电压表的读数的误差是比较大的，所以可以不选择电压表，只使用电流表与电阻箱也可以测量电源的电动势与内电阻；所以画出电路图如图；

由的分析可知，电流表的路程扩大为原来的3倍，结合实验原理图电路可知，，则：
因此图中图象的纵轴表示电流的倒数，截距b表示R等于零时电流的倒数，即：
图象的斜率：
得电动势：
则电源内阻：；
故答案为：并，6；；如图；；或也算正确。
根据电流表改装的原理分析即可；
结合给出的仪表，分析需要的测量电路，判断选择的电阻；
根据实验原理，画出电路图；
根据闭合电路的欧姆定律写出电动势与电流的关系式，变形后即可判断为电流的倒数与电阻的图象，然后结合公式判断截距的意义以及斜率的意义，最后求出即可。
本题关键在于能由图象知识斜率与截距的意义结合闭合电路欧姆定律求解，在解题时要注意题目中给出的条件及坐标中隐含的信息。
13.答案：解：根据题意可知，释放前后人的受力如图所示，，
释放前，人处于平衡状态有：，
释放后：，
解得：，
由题意可知，上升最后阶段绳子松弛，人只受重力做匀减速运动到最高点，可以逆向看作自由落体运动，最后1s内上升的高度为：；
在B点速度最大，此时弹性绳的弹力刚好与重力大小相等，设弹簧的伸长量为，
则：，
，
解得，
释放前，弹性绳的拉力为，
此时弹簧的伸长量为：，
所以人从释放到运动到最高点的距离为：，
上升过程中机械能守恒，则根据机械能守恒定律有释放前弹性绳的弹性势能：。
答：人在最后1s内位移h的大小为15m，释放瞬间人的加速度a的大小为；
弹性绳的劲度系数k为，释放前弹性绳的弹性势能为7500J。

解析：分别分析释放前以及释放瞬间人的受力，根据牛顿第二定律求解释放瞬间人的加速度a的大小，人在最后1s内做加速度为g的减速运动，逆向可看做自由落体运动，根据求解人在最后1s内位移h的大小；
人在B点速度最大，即加速度为零，弹力刚好与重力大小相等，根据几何知识找到此时弹性绳的伸长量，根据胡克定律求解劲度系数，
释放后，人和弹性绳组成的系统机械能守恒，根据机械能守恒定律求解释放前弹性绳的弹性势能。
解决该题的关键是知道释放瞬间，弹性绳的弹力并不会发生突变，知道人运动到B点时，人受到的弹力和重力大小相等，方向相反。
14.答案：解：球a和球b在O点发生弹性碰撞，取向右为正方向，根据运动守恒定律得：
，
根据能量守恒定律可得：，
联立解得：，；
在第三象限中，球a做匀变速曲线运动，水平方向做匀加速直线运动，设加速度为，
根据速度时间关系可得：
竖直方向做匀减速直线运动：，
联立解得：；
碰后两个小球带电量均为；
a球在第三象限内，水平方向做匀变速直线运动，经时间到Q点时水平方向速度变为，设加速度为，
水平方向：
根据牛顿第二定律可得：
Q点到原点O的距离
联立解得：；
碰后b球所受洛伦兹力
b球的运动分解成速率的匀圆运动和水平向右的速度为的匀速运动。
运动到N点时，由于各个力做功为0，所以速度依然为，设球b运动时间为，
将分解：
根据洛伦兹力提供向心力可得：
根据几何关系：
根据平衡条件可得：
所以水平方向：，
而：，
联立解得：，、2、
答：碰后a、b球的速度分别为，；
电场强度E的大小为，Q点到原点O的距离为；
点到原点O的距离为，、2、

解析：球a和球b在O点发生弹性碰撞，根据运动守恒定律和能量守恒定律联立求解；
在第三象限中，分析球a的运动情况，根据运动学公式求解电场强度；分析碰后a球在第三象限内的运动情况，再次根据运动学公式求解Q点到原点O的距离；
碰后b球所受洛伦兹力，可以将小球的运动分解为水平方向的匀速直线运动与圆周运动的合成，根据运动的合成与分解结合匀速圆周运动的特点进行解答。
本题主要是考查带电粒子在磁场中的运动和在电场中的偏转，对于带电粒子在电场中运动时，一般是按类平抛运动的知识进行解答；对于带电粒子在磁场中的运动情况分析，一般是确定圆心位置，根据几何关系求半径，结合洛伦兹力提供向心力求解未知量；
本题难点在第三问，可以将小球的运动分解为水平方向的匀速直线运动与圆周运动的合成。
15.答案：解：在打气过程中，相当于把打入气缸，把打入的气体和缸内的气体作为整体：
初态：，
末态：，
由玻意耳定律得：
解得：
初态：，，
末态：，，？
拔掉卡销后，缸内气体压强不变，由盖吕萨克定律可知：
解得

答：打气8次，才能使其内部压强达到；
环境温度为52摄氏度时，活塞恰好不脱离气缸。

解析：把打入的气体和气缸内的气体作为整体，质量不变，找出初末状态参量，由玻意耳定律求得；
对活塞受力分析，求得被封闭气体的压强，判断出为等压变化，找出初末状态参量，由盖吕萨克定律求得。
本题考查了求打气的次数，是所谓的“变质量问题”，有一定的难度，本题解题的关键，也是本题的难点是：巧妙地选择研究对象，把变质量问题变为不变质量问题进行研究，选择研究对象后，应用玻意耳定律与理想气体状态方程即可正确解题
16.答案：解：
设透明的临界角为C，依题意可得，则，
根据几何知识可知，从D点射入的光线在AC面上的入射角为，大于临界角，所以光在AC面上发生全反射，其光路图如图所示

根据几何知识可知，，
，
光在介质中传播的速度为，
所以光在介质中的传播时间为；
如图
，
从真空球上G和处射入的光线刚好在此处发生全反射，而这两条光线之间射入的光线，其入射角均小于，将会射入真空区域，
所以只要将这些区域间用不透明纸遮住就可以了，
显然在透明体AB上，被遮挡区至少是个圆形，
射其半径为r，由几何知识可知，，
所以。
答：
从D点射入透明体的光束要经历从透明体射出；
为了使光线不能从AB面直接进入中间的球形真空区域，则必须在透明体AB面上贴至少面积的不透明纸。

解析：根据几何知识求解光线射到AC面的入射角，由求解全反射的临界角，从而判断光线的传播情况，作出光路图，根据几何知识求解光在介质中的路程，再分析其传播时间；
找到光刚好在球面发生全反射的位置，根据几何知识求解其遮光的半径，从而求解其面积。
解决该题的关键是正确作出光路图，能根据几何知识求解光在介质中传播的长度，掌握全反射的临界角的求解公式，熟记光速的求解公式。