2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 刷題首選卷 綜合能力物理部分押題密卷(五)(含解析)
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1、部分押題密卷(五) 本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分,滿分110分,時(shí)間60分鐘。 第Ⅰ卷 一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1~4題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,第5~8題有多項(xiàng)符合題目要求,全部答對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分) 1. (2019·云南二模)某金屬發(fā)生光電效應(yīng),光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖所示。已知h為普朗克常量,e為電子電荷量的絕對(duì)值,結(jié)合圖象所給信息,下列說法正確的是( ) A.入射光的頻率小于ν0也可能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象 B.該金屬的逸出功隨入射光頻率的增大而
2、增大 C.若用頻率是2ν0的光照射該金屬,則遏止電壓為 D.遏止電壓與入射光的頻率無關(guān) 答案 C 解析 ν0為該金屬的截止頻率,入射光的頻率低于截止頻率不發(fā)生光電效應(yīng),故A錯(cuò)誤;根據(jù)W0=hν0可知,某種物質(zhì)的逸出功是定值,故B錯(cuò)誤;由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0可知,當(dāng)ν=ν0時(shí),有Ek=0,W0=hν0,故當(dāng)入射光的頻率為2ν0時(shí),光電子的最大初動(dòng)能為Ek=2hν0-h(huán)ν0,又因?yàn)閑Uc=Ek,所以此時(shí)遏止電壓Uc=,故C正確;根據(jù)Uc=可知,光的頻率改變時(shí),遏止電壓也會(huì)改變,故D錯(cuò)誤。 2.(2019·貴陽一模)一傘兵從懸停在空中的直升飛機(jī)上由靜止跳下,2 s時(shí)開啟降落
3、傘,其跳傘過程中的v-t圖象如圖所示,根據(jù)圖象可知該傘兵( ) A.在0~2 s內(nèi)做自由落體運(yùn)動(dòng) B.在2~6 s內(nèi)加速度方向先向上后向下 C.在0~14 s內(nèi)先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài) D.在0~24 s內(nèi)先勻加速再勻減速最終勻速直線運(yùn)動(dòng) 答案 C 解析 由v-t圖象可知,傘兵在0~2 s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),但加速度小于重力加速度,不是自由落體運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;v-t圖象的斜率表示加速度,則由圖可知,2~6 s內(nèi)傘兵先做加速運(yùn)動(dòng),再做減速運(yùn)動(dòng),故加速度方向先向下再向上,故B錯(cuò)誤;0~14 s內(nèi)傘兵先做加速運(yùn)動(dòng),再做減速運(yùn)動(dòng),即加速度方向先向下再向上,故傘兵先失重后超重,C正
4、確;v-t圖象的斜率表示加速度,則可知傘兵在0~24 s內(nèi),2~14 s期間的加速度一直在發(fā)生變化,故D錯(cuò)誤。 3.(2019·吉林模擬)衛(wèi)星電話信號(hào)需要通過地球同步衛(wèi)星傳送。已知地球半徑為r,無線電信號(hào)傳播速度為c,月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為60r,運(yùn)行周期為27天。在地面上用衛(wèi)星電話通話,從一方發(fā)出信號(hào)至對(duì)方接收到信號(hào)所需的最短時(shí)間為( ) A. B. C. D. 答案 B 解析 根據(jù)萬有引力提供向心力,有:=mR,解得:R= ∝,已知月球和同步衛(wèi)星的周期之比為27∶1,則月球和同步衛(wèi)星的軌道半徑比為9∶1,因月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為60r,故同步衛(wèi)星的軌道半徑為r,距地
5、面的高度為r,故在地面上用衛(wèi)星電話通話,從一方發(fā)出信號(hào)至對(duì)方接收到信號(hào)所需的最短時(shí)間為:t===,故B正確。 4.(2019·遼寧凌源一模)生活中可以通過霍爾元件來測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)物體的轉(zhuǎn)速。如圖a,在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤邊緣處沿半徑方向均勻地放置四個(gè)小磁鐵,其中兩個(gè)N極向外,兩個(gè)S極向外。在圓盤邊緣附近放置一個(gè)霍爾元件,其尺寸如圖b所示。當(dāng)電路接通后,會(huì)在a、b兩端產(chǎn)生電勢(shì)差,經(jīng)電路放大后得到脈沖信號(hào)。已知脈沖信號(hào)的周期為T,若忽略感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的影響,則( ) A.圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為n= B.轉(zhuǎn)速越大,脈沖信號(hào)的最大值就越大 C.脈沖信號(hào)的最大值與h成正比 D.圓盤轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí),如果a點(diǎn)電勢(shì)
6、高則霍爾元件中定向移動(dòng)的電荷帶負(fù)電 答案 D 解析 由于兩個(gè)N極向外,兩個(gè)S極向外,且交錯(cuò)分布,所以圓盤轉(zhuǎn)半周,脈沖信號(hào)經(jīng)歷一個(gè)整周期,故圓盤的轉(zhuǎn)速為n=,A錯(cuò)誤;電子在電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用下處于平衡,霍爾元件的長、寬、高分別為L、d、h,有:q=qvB,結(jié)合電流的微觀定義式:I=n′ehLv,所以有:U==,故脈沖信號(hào)的最大值與轉(zhuǎn)速n和h無關(guān),B、C錯(cuò)誤;圓盤轉(zhuǎn)到圖示時(shí),如果a點(diǎn)電勢(shì)高,則說明上極板帶正電,下極板帶負(fù)電,電流向里,則根據(jù)左手定則可知,只能是帶負(fù)電的電荷移動(dòng)到下板上,D正確。 5.(2019·陜西咸陽三模)如圖甲所示,用粘性材料粘在一起的A、B兩物塊靜止于光滑水平面上,
7、兩物塊的質(zhì)量分別為mA=1 kg、mB=2 kg,當(dāng)A、B之間產(chǎn)生拉力且大于0.3 N時(shí),A、B將會(huì)分離。t=0時(shí)刻開始對(duì)物塊A施加一水平推力F1,同時(shí)對(duì)物塊B施加同一方向的拉力F2,使A、B從靜止開始運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中F1、F2方向保持不變,F(xiàn)1、F2的大小隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。則下列關(guān)于A、B兩物塊受力及運(yùn)動(dòng)情況的分析,正確的是( ) A.t=2.0 s時(shí)刻A、B之間作用力大小為0.6 N B.t=2.0 s時(shí)刻A、B之間作用力為零 C.t=2.5 s時(shí)刻A對(duì)B的作用力方向向左 D.從t=0時(shí)刻到A、B分離,它們運(yùn)動(dòng)的位移為5.4 m 答案 AD 解析 由題圖可得0~
8、4.0 s內(nèi),F(xiàn)1=-0.9t+3.6,F(xiàn)2=0.9t。分離之前A、B兩物塊共同運(yùn)動(dòng),設(shè)加速度為a,以整體為研究對(duì)象,則有:a== m/s2=1.2 m/s2,設(shè)t時(shí)刻A、B分離,分離時(shí)A、B間的拉力為f,由題知f=0.3 N,對(duì)B,由牛頓第二定律,F(xiàn)2-f=mBa,得F2=f+mBa=(0.3+2×1.2) N=2.7 N,t== s=3 s,根據(jù)位移公式s=at2=5.4 m,則D正確;當(dāng)t=2.0 s時(shí),A、B不分離,F(xiàn)2=1.8 N,F(xiàn)2+f2=mBa,得f2=mBa-F2=0.6 N,A正確,B錯(cuò)誤;當(dāng)t=2.5 s時(shí),A、B不分離,F(xiàn)2=2.25 N,F(xiàn)2+f2.5=m2a,得f2
9、.5=m2a-F2>0,則f2.5與F2方向一致,即水平向右,C錯(cuò)誤。 6.(2019·重慶模擬)如圖甲為某游樂園颶風(fēng)飛椅游玩項(xiàng)目,圖乙為颶風(fēng)飛椅結(jié)構(gòu)簡圖。其裝置由傘型轉(zhuǎn)盤A、中間圓柱B、底座C和軟繩懸掛飛椅D(可視為質(zhì)點(diǎn))組成,在與轉(zhuǎn)盤下表面軸心O距離為d的圓周上,用軟繩分布均勻地懸掛16座飛椅(圖乙中只畫兩座),設(shè)A、B、C總質(zhì)量為M,單個(gè)飛椅與人的質(zhì)量之和均為m,懸掛飛椅D的繩長均為L,當(dāng)水平轉(zhuǎn)盤以角速度ω穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí),各軟繩與豎直方向成θ角。則下列判斷正確的是( ) A.轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的角速度為 B.底座C對(duì)水平地面的壓力隨轉(zhuǎn)速的增加而減小 C.底座C對(duì)水平地面的壓力與轉(zhuǎn)速無關(guān)
10、,恒為Mg+16mg D.軟繩與豎直方向夾角θ的大小與軟繩長、轉(zhuǎn)速和乘客質(zhì)量均有關(guān) 答案 AC 解析 對(duì)飛椅與人組成的整體受力分析,由牛頓第二定律可得:mgtanθ=mω2(d+Lsinθ),解得:ω= ,故A正確;對(duì)A、B、C及16座飛椅和飛椅上的人組成的整體受力分析,整體豎直方向受重力和地面支持力而平衡,由牛頓第三定律知,整體豎直方向?qū)Φ孛娴膲毫銥镸g+16mg,B錯(cuò)誤,C正確;由A選項(xiàng)求得的表達(dá)式可知軟繩與豎直方向夾角θ的大小與軟繩長、轉(zhuǎn)速有關(guān),但與乘客質(zhì)量無關(guān),故D錯(cuò)誤。 7.(2019·山東濰坊二模)如圖1所示,長為8d、間距為d的平行金屬板水平放置,板間左側(cè)中心位置O點(diǎn)有
11、一粒子源,能持續(xù)水平向右發(fā)射初速度為v0,電荷量為+q,質(zhì)量為m的粒子。在兩板間存在如圖2所示的交變電場(chǎng),取豎直向下為正方向,不計(jì)粒子重力。以下判斷正確的是( ) A.粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為 B.射出粒子的最大動(dòng)能為mv C.t=時(shí)刻進(jìn)入的粒子,從O′點(diǎn)射出 D.t=時(shí)刻進(jìn)入的粒子,從O′點(diǎn)射出 答案 AD 解析 由圖2可知場(chǎng)強(qiáng)大小為E=,則粒子在電場(chǎng)中的加速度大小a==,場(chǎng)強(qiáng)E的變化周期T=,對(duì)t=0時(shí)刻進(jìn)入的粒子,在0~時(shí)間內(nèi)粒子在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)距離為ym=a·2=d>,則粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間滿足=at,解得tmin=,A正確;粒子在水平方向以v0
12、勻速運(yùn)動(dòng),故能從板間射出的粒子在板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間均為t=,恰好等于場(chǎng)強(qiáng)E的變化周期的兩倍,由此可知,粒子在整個(gè)過程中豎直方向上的速度變化量為0,則射出電場(chǎng)的粒子豎直方向的速度均為0,射出的粒子的動(dòng)能均為mv,B錯(cuò)誤;t==時(shí)刻進(jìn)入的粒子,沿電場(chǎng)方向先向下加速,因y=a·2=d>,即在t=之前粒子已經(jīng)打在下極板上,不能從O′射出,C錯(cuò)誤;t==時(shí)刻進(jìn)入的粒子,沿電場(chǎng)方向先向上加速,有y1=a2=,后向上減速,有y2=y(tǒng)1=,此時(shí)豎直方向速度恰好為零,且y=y(tǒng)1+y2=,即剛好到達(dá)上極板,然后向下加速,再向下減速,豎直方向速度到零,如此反復(fù),經(jīng)過2T時(shí)間,粒子最后從電場(chǎng)中射出時(shí)沿電場(chǎng)方向的速度與位移
13、均為零,即粒子恰好從O′點(diǎn)射出,D正確。 8. (2019·陜西渭南二模)如圖所示,相距為L的兩條平行金屬導(dǎo)軌與水平地面的夾角為θ,上端接有定值電阻R,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒從距水平地面高h(yuǎn)處由靜止釋放,導(dǎo)體棒能沿傾斜的導(dǎo)軌下滑,已知下滑過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,接觸面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻,重力加速度為g,下列選項(xiàng)正確的是( ) A.導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動(dòng)直至地面的過程中,通過電阻R的電荷量為 B.導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動(dòng)直至地面的過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為mgh- C.導(dǎo)體棒釋放瞬間的加速度大小是gsinθ-μgcosθ
14、 D.如果增加導(dǎo)體棒質(zhì)量,則導(dǎo)體棒從釋放至滑到斜面底端的時(shí)間不變 答案 AC 解析 根據(jù)=,=,q=Δt,聯(lián)立求得棒從開始運(yùn)動(dòng)直至地面的過程中,通過R的電荷量q==,A正確;設(shè)導(dǎo)體棒到達(dá)斜面底端時(shí)的速度為v0,由動(dòng)能定理得:mv=mgh-μmgcosθ-W安,則電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q=W安=mgh-μmg-mv,B錯(cuò)誤;導(dǎo)體棒釋放瞬間,對(duì)導(dǎo)體棒由牛頓第二定律得:mgsinθ-μmgcosθ=ma,加速度a=gsinθ-μgcosθ,C正確;當(dāng)導(dǎo)體棒速度為v時(shí),回路電動(dòng)勢(shì)E=BLv,I=,F(xiàn)安=BIL=,對(duì)導(dǎo)體棒由牛頓第二定律得:mgsinθ-μmgcosθ-=ma,a=gsinθ-μgc
15、osθ-,所以當(dāng)導(dǎo)體棒質(zhì)量增大,速度相同時(shí),加速度會(huì)變大,總位移不變,故時(shí)間會(huì)減小,D錯(cuò)誤。 第Ⅱ卷 二、非選擇題(包括必考題和選考題兩部分,共62分。第9~12題為必考題,考生都必須作答。第13~14題為選考題,考生根據(jù)要求作答) (一)必考題(共47分) 9.(2019·東北三省三校二模)(5分)某同學(xué)要用頻閃照相的方法測(cè)量物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。把木板放在水平桌面上,一端抬高,測(cè)量出木板傾斜的角度θ。如圖所示為一小滑塊下滑過程的頻閃照片示意圖。已知頻閃相機(jī)每隔時(shí)間T閃光一次,x1、x2、x3、x4分別是滑塊在T時(shí)間內(nèi)下滑的距離,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。 (1)滑塊下滑過程中
16、的加速度大小的表達(dá)式a=________________(用已知量和測(cè)量量表示)。 (2)滑塊下滑過程中經(jīng)位置4時(shí)速度大小v4=________________(用已知量和測(cè)量量表示)。 (3)滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=________________(用θ、a、g表示)。 答案 (1) (2) (3)tanθ- 解析 (1)滑塊下滑做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng),且x1、x2、x3、x4都是在T時(shí)間內(nèi)下滑的距離,因此滑塊的加速度可以用逐差法進(jìn)行計(jì)算,即a=。 (2)滑塊經(jīng)過x3和x4所用的時(shí)間相等,由因滑塊做的是勻變速運(yùn)動(dòng),因此滑塊在位置4的速度等于滑塊從位置3運(yùn)動(dòng)到位置5的平均速度,即
17、v4=。 (3)滑塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律可知mgsinθ-μmgcosθ=ma得μ=tanθ-。 10.(2019·宣城二模)(10分)在測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)室提供了合適的實(shí)驗(yàn)器材。 (1)甲同學(xué)按電路圖a進(jìn)行測(cè)量實(shí)驗(yàn),其中R2為保護(hù)電阻。 ①請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線在圖b中完成電路的連接; ②根據(jù)電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)I,畫出U-I圖線如圖c所示,可得電源的電動(dòng)勢(shì)E=________ V,內(nèi)電阻r=________ Ω。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (2)乙同學(xué)誤將測(cè)量電路連接成如圖d所示,其他操作正確,根據(jù)電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)I,畫出U-I圖
18、線如圖e所示,可得電源的電動(dòng)勢(shì)E=_______ V,內(nèi)電阻r=________ Ω。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 答案 (1)①圖見解析?、?.8 0.60 (2)3.0 0.50 解析 (1)①根據(jù)原理圖可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖,如圖所示; ②根據(jù)閉合電路歐姆定律可得:U=E-Ir,則由數(shù)學(xué)規(guī)律可知電動(dòng)勢(shì)E=2.8 V,內(nèi)電阻r== Ω=0.60 Ω。 (2)由乙同學(xué)的電路接法可知,R1左右兩部分并聯(lián)后與R2串聯(lián),則可知在滑片從一端向另一端移動(dòng)的過程中,滑動(dòng)變阻器接入回路的電阻先增大后減小,電路總電流先減小后增大,則路端電壓先增大后減小,所以出現(xiàn)圖e所示的圖象,由圖象可知當(dāng)電壓表示數(shù)
19、為2.5 V時(shí),路端電壓最大,滑動(dòng)變阻器并聯(lián)的兩部分電阻相等,電流表示數(shù)為0.5 A,則電路總電流為I1=1 A;而當(dāng)電壓為2.4 V時(shí),電流分別對(duì)應(yīng)0.33 A和0.87 A,則說明當(dāng)電壓為2.4 V時(shí),電路總電流為I2=0.33 A+0.87 A=1.2 A,則根據(jù)閉合電路歐姆定律可得2.5=E-r,2.4=E-1.2r,聯(lián)立解得電源的電動(dòng)勢(shì)E=3.0 V,內(nèi)電阻r=0.50 Ω。 11.(2019·云南昆明4月質(zhì)檢)(12分)科研人員乘熱氣球進(jìn)行科學(xué)考察,氣球、座艙、壓艙物和科研人員的總質(zhì)量為M=200 kg。氣球在空中以v0=0.1 m/s的速度勻速下降,距離水平地面高度h=186
20、m時(shí)科研人員將質(zhì)量m=20 kg的壓艙物豎直向下拋出,拋出后6 s壓艙物落地。不計(jì)空氣阻力,熱氣球所受浮力不變,重力加速度取g=10 m/s2,求: (1)壓艙物剛被拋出時(shí)的速度大?。? (2)壓艙物落地時(shí)熱氣球距離水平地面的高度。 答案 (1)1 m/s (2)206 m 解析 設(shè)壓艙物拋出時(shí)的速度為v1,熱氣球的速度為v2。 (1)壓艙物拋出后做豎直下拋運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有: h=v1t+gt2 代入數(shù)據(jù)得:v1=1 m/s。 (2)由熱氣球和壓艙物組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒有: Mv0=mv1+(M-m)v2 代入數(shù)據(jù)得:v2=0 設(shè)熱氣球所受浮力為F,則氣體勻速下降可知:F
21、=Mg 壓艙物拋出后,熱氣球向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng), 由牛頓第二定律有:F-(M-m)g=(M-m)a 代入數(shù)據(jù)得:a= m/s2 則熱氣球6 s內(nèi)上升的高度為:h2=at2 代入數(shù)據(jù)得:h2=20 m, 則壓艙物落地時(shí)熱氣球距水平地面的高度 H=h+h2=206 m。 12.(2019·廣東肇慶三模)(20分)如圖甲所示,兩平行金屬板接有如圖乙所示隨時(shí)間t變化的電壓U,兩板間電場(chǎng)可看做是均勻的,且兩金屬板外無電場(chǎng),兩金屬板長L=0.2 m,兩板間距離d=0.2 m。在金屬板右側(cè)邊界MN外的區(qū)域有一足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng),MN與兩板中線OO′垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里。現(xiàn)有
22、帶正電的粒子流沿兩板中線OO′連續(xù)射入電場(chǎng)中,已知每個(gè)粒子速度v0=105 m/s,比荷=108 C/kg,重力忽略不計(jì),在每個(gè)粒子通過電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi),電場(chǎng)可視作是恒定不變的。 (1)試求帶電粒子射出電場(chǎng)時(shí)的最大速度; (2)任意時(shí)刻從電場(chǎng)射出的帶電粒子,進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)在MN上的入射點(diǎn)和在MN上出射點(diǎn)的距離是一確定的值s,試通過計(jì)算寫出s的表達(dá)式(用字母m、v0、q、B表示)。 答案 (1)×105 m/s,方向斜向右上方或斜向右下方,與初速度方向成45°夾角 (2)s= 解析 (1)偏轉(zhuǎn)電壓由0到100 V的變化中,粒子流可能都能射出電場(chǎng),也可能只有部分粒子能射出電場(chǎng)。 設(shè)偏
23、轉(zhuǎn)電壓為U0時(shí),粒子剛好能經(jīng)過極板的右邊緣射出, 在豎直方向,粒子做勻加速運(yùn)動(dòng):d=×t2, 在水平方向,粒子做勻速運(yùn)動(dòng):L=v0t, 代入數(shù)據(jù)解得:U0=100 V, 由此可知,偏轉(zhuǎn)電壓為100 V時(shí),粒子恰好能射出電場(chǎng),且速度最大。 對(duì)粒子,由動(dòng)能定理得:=mv-mv, 代入數(shù)據(jù)解得:vm=×105 m/s 方向斜向右上方或斜向右下方,與初速度方向成45°夾角。 (2)設(shè)粒子射出電場(chǎng)時(shí)速度方向與MN間夾角為θ。 粒子射出電場(chǎng)時(shí)速度大小為:v=, 粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力, 由牛頓第二定律得:qvB=m,解得:r= 因此粒子射進(jìn)磁場(chǎng)點(diǎn)與射出磁場(chǎng)點(diǎn)間距
24、離為:s=2rsinθ=,m、v0、q、B都是常數(shù),則距離s與粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)行速度的大小無關(guān),s為定值。 (二)選考題(共15分) 請(qǐng)考生從兩道物理題中任選一題作答。如果多做,則按所做的第一題計(jì)分。 13.[物理——選修3-3](共15分) (1)(2019·河南鄭州二模)(5分)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a經(jīng)狀態(tài)b、c到狀態(tài)d,其體積V與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系如圖所示,O、a、d三點(diǎn)在同一直線上,ab和cd平行于橫軸,bc平行于縱軸,則由狀態(tài)a變到狀態(tài)b的過程中,氣體________(填“吸收”或“放出”)熱量,氣體分子的平均動(dòng)能________(填“增大”“減小”或“不變”);從狀態(tài)b到
25、c,氣體對(duì)外做功,內(nèi)能________(填“增大”“減小”或“不變”);從狀態(tài)c到d,氣體密度________(填“增大”“減小”或“不變”);從狀態(tài)a到d,氣體內(nèi)能________(填“增大”“減小”或“不變”)。 (2)(2019·山西太原市模擬) (10分)如圖所示,馬桶吸由皮吸和汽缸兩部分組成,下方半球形皮吸空間的容積為1000 cm3,上方汽缸的長度為40 cm,橫截面積為50 cm2。小明在試用時(shí),用手柄將皮吸壓在水平地面上,皮吸中氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓。皮吸與地面及活塞與汽缸間密封完好不漏氣,不考慮皮吸與汽缸的形狀變化,環(huán)境溫度保持不變,汽缸內(nèi)薄活塞、連桿及手柄的質(zhì)量忽略不計(jì)
26、,已知大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105 Pa,g=10 m/s2。 ①若初始狀態(tài)下活塞位于汽缸頂部,當(dāng)活塞緩慢下壓到汽缸皮吸底部時(shí),求皮吸中氣體的壓強(qiáng); ②若初始狀態(tài)下活塞位于汽缸底部,小明用豎直向上的力將活塞緩慢向上提起20 cm高度保持靜止,求此時(shí)小明作用力的大小。 答案 (1)吸收 增大 不變 不變 增大 (2)①3×105 Pa?、?50 N 解析 (1)由狀態(tài)a變到狀態(tài)b的過程中,氣體體積不變,則W=0,溫度升高,則氣體內(nèi)能增大,即ΔU>0,根據(jù)ΔU=W+Q可知Q>0,即氣體吸收熱量,由狀態(tài)a變到狀態(tài)b的過程中,氣體的溫度升高,則氣體分子的平均動(dòng)能變大;從狀態(tài)b到c,氣體溫
27、度不變,氣體的內(nèi)能不變;從狀態(tài)c到d,氣體體積不變,則氣體的密度不變;從狀態(tài)a到狀態(tài)d氣體溫度升高,則氣體的內(nèi)能增大。 (2)①以汽缸和皮吸內(nèi)的氣體為研究對(duì)象,開始時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)為p0, 體積V1=1000 cm3+40×50 cm3=3000 cm3 當(dāng)活塞下壓到汽缸底部時(shí),設(shè)封閉氣體的壓強(qiáng)為p,體積為V2=1000 cm3, 由玻意耳定律p0V1=p2V2 解得:p2=3p0=3×105 Pa。 ②以皮吸內(nèi)的氣體為研究對(duì)象,開始時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)為p0,體積為V2=1000 cm3,活塞緩慢向上提起20 cm高度保持靜止時(shí),設(shè)小明作用力的大小為F,封閉氣體的壓強(qiáng)為p3,體積為V
28、3=1000 cm3+20×50 cm3=2000 cm3 由玻意耳定律有p0V2=p3V3 F+p3S=p0S 解得:F=250 N。 14.[物理——選修3-4](共15分) (1)(2019·江西九校重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體高三第一次聯(lián)考)(5分)甲、乙兩位同學(xué)利用假期分別在兩個(gè)地方做“用單擺測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)”,回來后共同繪制了T2-L圖象,如圖甲中A、B所示,此外甲同學(xué)還順便利用其實(shí)驗(yàn)的單擺探究了受迫振動(dòng),并繪制了單擺的共振曲線,如圖乙所示,那么下列說法中正確的是________(填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分,選對(duì)2個(gè)得4分,選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分,最低得分為0分)。
29、 A.單擺的固有周期由擺長和所處環(huán)境的重力加速度共同決定 B.由圖甲分析可知A圖象所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)重力加速度較大 C.若將單擺放入繞地球穩(wěn)定飛行的宇宙飛船中,則無法利用單擺測(cè)出飛船軌道處的引力加速度 D.由圖乙可知,甲同學(xué)探究受迫振動(dòng)的單擺擺長為8 cm E.如果甲同學(xué)增大擺長,他得到的共振曲線的峰值將向左移動(dòng) (2)(10分)如圖所示為一個(gè)半徑為R的透明介質(zhì)球體,M、N兩點(diǎn)關(guān)于球心O對(duì)稱,且與球心的距離均為2R。一細(xì)束單色光從M點(diǎn)射向透明介質(zhì)球體,穿過后到達(dá)N點(diǎn),真空中的光速為c。 ①若介質(zhì)的折射率為n0,光線沿MON傳播到N點(diǎn),光傳播的時(shí)間t為多少? ②已知球面上的P點(diǎn)
30、到MN的距離為PA=R,若光束從M點(diǎn)射向P點(diǎn),經(jīng)過球體折射后傳播到N點(diǎn),那么球體的折射率n等于多少?(取sin37°=0.6,cos37°=0.8) 答案 (1)ACE (2)①(n0+1)?、? 解析 (1)根據(jù)單擺的固有周期公式T=2π ,L為擺長,g為所處環(huán)境的重力加速度,故A正確;根據(jù)T=2π 得:T2=L,所以T2-L圖象的斜率k=,圖甲中A圖象的斜率大于B圖象的斜率,故A圖象所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)的重力加速度較小,B錯(cuò)誤;若將單擺放入繞地球穩(wěn)定飛行的宇宙飛船中,單擺處于完全失重狀態(tài),所受重力全部用于提供圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力,不能在豎直平面內(nèi)來回?cái)[動(dòng),則無法利用單擺測(cè)出飛船軌道處的引力加速
31、度,故C正確;由圖乙可知,當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率為0.5 Hz時(shí),擺球發(fā)生共振,故系統(tǒng)的固有頻率為0.5 Hz,固有周期T0==2 s,根據(jù)T=2π ,解得擺長L≈1 m,故D錯(cuò)誤;根據(jù)T=2π ,若在同一地點(diǎn)增大擺長,則單擺固有周期變大,固有頻率變小,則發(fā)生共振時(shí)的驅(qū)動(dòng)力頻率變小,共振峰向左移動(dòng),故E正確。 (2)①光在介質(zhì)球外的傳播時(shí)間為t1= 光在介質(zhì)球中的傳播速度為v= 則光在介質(zhì)球中的傳播時(shí)間為t2= 光傳播的時(shí)間為t=t1+t2=(n0+1)。 ②光路圖如圖所示, 其中sinθ=0.6,又β=θ+α 根據(jù)折射定律:sinβ=nsinθ,所以n=sinα+cosα 又MA=MO-AO=2R-Rcosθ=R MP==R sinα==,cosα== 解得:n=。 - 14 -
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