2021高考物理人教版一轮考评训练:仿真模拟冲刺标准练(二)

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2021高考物理人教版一轮考评训练:仿真模拟冲刺标准练(二)

仿真模拟冲刺标准练(二) 选择题部分 一、单项选择题:本题共 8 小题,每小题 3 分,共 24 分.在每小 题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求的. 1.甲、乙两辆汽车沿平直的公路做直线运动,其 v-t 图象如图所 示.已知 t=0 时,甲车领先乙车 5 km,关于两车运动的描述,下列说 法正确的是( ) A.0~4 h 时间内,甲车做匀速直线运动 B.0~4 h 时间内,甲、乙两车相遇 3 次 C.t=1 h 时,甲、乙两车第一次相遇 D.t=4 h 时,甲车领先乙车 5 km 2.如图甲所示,一质量为 2 kg 的物体受到水平拉力 F 的作用,在 粗糙水平面上做加速直线运动,物体的 a-t 图象如图乙所示,t=0 时 其速度为 2 m/s,物体与水平面间的动摩擦因数为 0.4,重力加速度 g =10 m/s2.则下列说法正确的是( ) A.在 t=6 s 时,物体的速度为 15 m/s B.在 0~6 s 时间内,合力对物体做的功为 289 J C.在 0~6 s 时间内,合力对物体做功的平均功率为 47.5 W D.在 t=6 s 时,拉力 F 的功率为 136 W 3.如图所示,电源电动势为 E,内阻为 r,电路中的 R2、R3 为滑 动变阻器,R0 为定值电阻,R1 为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减 小).当开关 S 闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态.下列 说法正确的是( ) A.在只逐渐增大光照强度的过程中,电阻 R0 消耗的电功率变大, R3 中有向上的电流 B.在将 R3 的滑片向上端移动的过程中,电源消耗的功率变大, R3 中有向上的电流 C.在将 R2 的滑片向下端移动的过程中,电压表示数变大,带电 微粒向下运动 D.断开开关 S,电容器所带电荷量增多,带电微粒向上运动 4.在绝缘光滑的水平面上相距为 6L 的 A、B 两处分别固定正点电 荷 QA、QB,两点电荷的位置坐标如图甲所示.图乙是 A、B 连线上的 电势φ与位置 x 之间的关系图象,图中 x=L 点为图线的最低点,若在 x =2L 的 C 点由静止释放一个质量为 m、电荷量为+q 的带电小球(可视 为质点),下列说法正确的是( ) A.固定在 A、B 处的点电荷的带电荷量之比为 QA∶QB=8∶1 B.小球一定可以到达 x=-2L 处 C.小球将以 x=L 点为中心做完全对称的往复运动 D.小球在 x=L 处的速度最大 5.两条相互平行的、足够长的光滑金属导轨放在绝缘水平面上, 距离为 L,电阻不计.导轨内有垂直水平面向里的匀强磁场,导轨左侧 接电容器 C、电阻 R1 和 R2,如图所示.垂直导轨且与导轨接触良好的 金属杆(电阻不计)以一定的速度向右匀速运动,某时刻开始做匀减速运 动至速度为零后反向做匀加速运动.则在此过程中( ) A.R1 中无电流通过 B.R1 中电流从 e 流向 a C.R2 中电流一直从 a 流向 b D.R2 中电流先从 b 流向 a,后从 a 流向 b 6.如图所示,固定在水平地面上的圆弧形容器,容器两端 A、C 在同一高度上,B 为容器的最低点,圆弧上 E、F 两点也处在同一高度, 容器的 AB 段粗糙,BC 段光滑.一个可以看成质点的小球,从容器内 的 A 点由静止释放后沿容器内壁运动到 F 点以上、C 点以下的 H 点(图 中未画出)的过程中,下列说法正确的是( ) A.小球运动到 H 点时的加速度为零 B.小球运动到 E 点时的向心加速度和 F 点时的大小相等 C.小球运动到 E 点时的切向加速度和 F 点时的大小相等 D.小球运动到 E 点时的切向加速度比 F 点时的小 7. 如图所示,从同一斜面的顶端,将 A、B 两个小球先后以不同的初 速度沿同一方向水平抛出,A 球落至该斜面时的速率是 B 球落至该斜 面时速率的 3 倍.则 A 球抛出时的初速度大小是 B 球抛出时初速度大 小的( ) A.3 倍 B.6 倍 C.9 倍 D.12 倍 8.如图所示,拉格朗日点 L1 位于地球和月球连线上,处在该点的 物体在地球和月球引力的共同作用下,可与月球一起以相同的周期绕 地球运动.据此,科学家设想在拉格朗日点 L1 建立空间站,使其与月 球同周期绕地球运动,a1、a2 分别表示该空间站与月球向心加速度的大 小,ω1、ω2 分别为空间站与月球的公转角速度;a3、ω3 为地球同步卫 星向心加速度的大小和其公转角速度;a4、ω4 为地球的近地卫星的向 心加速度大小与其公转角速度.则以下判断正确的是( ) A.ω2=ω1>ω3=ω4 B.ω2=ω1>ω4>ω3 C.a2<a1<a3<a4 D.a1<a2<a3<a4 二、多项选择题:本题共 4 小题,每小题 4 分,共 16 分.在每小 题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得 4 分,选 对但不全的得 2 分,有选错的得 0 分. 9.如图所示,一质量为 m 的物块,在水平力 F 的作用下,静止在 倾角为θ的光滑斜面上,已知斜面质量为 M,斜面底边与水平面间的动 摩擦因数为μ,并恰好处于静止状态,最大静摩擦力等于滑动摩擦力, 那么下列说法正确的是( ) A.物块与斜面间的相互作用力为 mg cos θ B.物块与斜面间的相互作用力为 mgtan θ C.M=mtan θ-μ μ D.M=mtan θ+μ μ 10. 如图所示,A、B 两个物块叠放在一起置于光滑绝缘的水平面上, A 带负电,B 不带电,空间存在垂直于纸面向外的匀强磁场,现用水平 恒力 F 作用在 B 物块上,在 A、B 物块一起向左运动的过程中,保持 不变的物理量是( ) A.水平面对 B 的支持力 B.A 运动的加速度 C.B 对 A 的摩擦力 D.A 对 B 的压力 11.[2020·株洲模拟]如图所示,先后用不同的交流电源给同一盏 灯泡供电.第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化,如图甲所 示;第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示.若图甲、乙中的 U0、 T 所表示的电压、周期值是相等的,则以下说法正确的是( ) A.第一次灯泡两端的电压有效值是 2 2 U0 B.第二次灯泡两端的电压有效值是 3 2U0 C.第一次和第二次灯泡的电功率之比是 2:9 D.第一次和第二次灯泡的电功率之比是 1:5 12.下列说法正确的是( ) A.饱和汽压与温度有关,且随着温度的升高而增大 B.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大 C.一定质量的理想气体压强不变时,气体分子单位时间内对器壁 单位面积的平均碰撞次数随着温度升高而减少 D.单晶体和多晶体都有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点 非选择题部分 三、非选择题:本题共 6 小题,共 60 分. 13.(8 分)将一长为 L、质量为 m 的均匀杆绕一端无摩擦地转动, 当转动角速度为ω时,杆具有一定的动能 Ek,关于动能 Ek 的大小同学 们有如下猜想. 甲同学:把杆当成在重心处的质量为 m 的质点,可能是 Ek= 1 2m ω·L 2 2=1 8mω2L2 乙同学:根据动能的平均值计算,可能是 Ek=1 2m·ω2L2+0 2 =1 4mω2L2 丙同学:可能是 Ek=1 6mω2L2 为了验证猜想,设计了如图甲所示的实验.质量为 m 的均匀长直 杆一端固定在光滑转轴 O 处,杆从水平位置由静止释放,用光电门测 出另一端 A 经过某位置时的瞬时速度 vA,并记下该位置与转轴 O 的高 度 h. (1)用游标卡尺测得杆的直径 d 如图乙所示,则 d=________,A 端 通过光电门的时间为 t,则 A 端通过光电门的瞬时速度 vA 的表达式为 ________. (2)调节 h 的大小并记录对应的速度 vA,建立 v2A-h 坐标系,并将 实验数据在坐标系中描出,如图丙所示,试在图丙中绘出 v 2A和 h 的关 系 曲 线 , 可 得 v 2A 和 h 的 关 系 式 为 ____________________________________________________________ ____________. (3)当地重力加速度 g 取 10 m/s2,结合图象分析,可得________(选 填“甲”、“乙”或“丙”)同学的猜想是正确的. 14.(8 分)小明同学用自己所学的电学知识来测量一未知电流表 A 的内阻 Rg 和电压表内阻 RV,他设计如图所示的电路图,可供选择的器 材有: A.待测电压表 V,量程为 3.0 V,内阻为 20~35 kΩ B.待测电流表 A,量程为 0.6 A,内阻为 0~10 Ω C.电阻箱 R0,阻值范围为 0~99 999.9 Ω D.滑动变阻器 R1,阻值范围 0~1 000 Ω,额定电流为 0.5 A E.滑动变阻器 R2,阻值范围 0~20 Ω,额定电流为 2 A F.电池组,电动势为 6.0 V,内阻为 0.5 Ω G.单刀单掷开关、单刀双掷开关各一个,导线若干 (1)下面是主要的实验操作步骤的两个过程,将所缺的内容补充完 整. ①测待测电流表 A 的内阻 根据电路图连接实物电路,并将滑动变阻器 R 的滑动触头置于最 左端;闭合 S1,将单刀双掷开关 S2 置于触点 2,调节滑动变阻器 R, 使电压表 V 的指针指在刻度盘第 N 格,然后将单刀双掷开关 S2 置于触 点 1,调节电阻箱 R0 使电压表 V 的指针指在________,记下此时电阻 箱 R0 的阻值可测出电流表 A 的内阻 Rg,这种方法是应用________法. ②测待测电压表 V 的内阻 将单刀双掷开关 S2 置于触点 1,电阻箱的阻值调为零,闭合开关 S1,调节滑动变阻器使电压表 V 的指针满偏,保持滑动交阻器 R 的滑 动触头位置不变,调节电阻箱 R0,使电压表 V 的指针指在________, 记下电阻箱 R0 的阻值,便测出电压表 V 的内阻等于此时电阻箱 R0 的 阻值. (2)实验器材除选择 A、B、C、F、G 外,滑动变阻器 R 应选用 ________(用器材前的字母表示). (3)采用此电路图测量电压表 V 的内阻,会导致测量值与真实值相 比________(选填“偏小”、“偏大”或“不变”),主要原因是 __________________________. 15.(8 分)如图所示,内壁光滑、质量为 50 kg 的导热气缸放置在 水平桌面上,横截面积 S=0.01 m2,质量可忽略的光滑活塞与气缸之间 密闭了一定质量的理想气体,活塞与天花板间由一轻绳相连,外界温 度为 300 K 时,绳子恰好伸直,此时气柱长 L0=0.5 m.现撤去桌面, 已知气缸高 H=1.2 m,大气压强 p0=1.0×105 Pa,g=10 m/s2. (1)求气缸静止时,气柱长度为多少? (2)当外界温度为多少时活塞恰好与气缸脱离?(假设大气压强不 变) 16.(8 分)如图所示,等边三角形 ABC 为透明材料做成的三棱镜的 横截面,边长为 l.一束光线从 AB 边上的 P 点射入,与 AB 边的夹角为θ =37°,光线进入棱镜后与 BC 边平行,已知 PB=l 3 ,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,光速为 c.求: Ⅰ.该三棱镜的折射率 n; Ⅱ.若让光线从 P 点垂直于 AB 边射入三棱镜,求光线在棱镜中传 播的时间. 17.(13 分)如图甲所示装置由加速电场、偏转电场和偏转磁场组 成,偏转电场处在相距为 d 的两块水平放置的平行导体板之间,匀强 磁场水平宽度为 l,竖直宽度足够大.大量电子(重力不计)由静止开始, 经加速电场加速后,连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏 转电场.已知电子的质量为 m、电荷量为 e,加速电场的电压为 U1= 3eU20T2 8md2 .当偏转电场不加电压时,这些电子通过两板之间的时间为 T; 当偏转电场加上如图乙所示的周期为 T、大小恒为 U0 的电压时,所有 电子均能通过电场,穿过磁场后打在竖直放置的荧光屏上. (1)求水平导体板的板长 l0; (2)求电子离开偏转电场时的最大侧向位移 ym; (3)要使电子打在荧光屏上的速度方向斜向右下方,求磁感应强度 B 的取值范围. 18.(15 分)如图所示,粗糙的水平地面上放置一块足够长的长木 板 C,在 C 的左端放置一个物块 A,在距离 A 为 s=4.5 m 处放置一个 物块 B,物块 A 和 B 均可视为质点,已知物块 A 的质量为 2m,物块 B 和长木板 C 的质量均为 m=1 kg,物块 A 和 B 与长木板 C 之间的动摩 擦因数μ1=0.5,长木板 C 与地面间的动摩擦因数μ2=0.2,现在对 A 施 加一个水平向右的推力 F=14 N,使物块 A 向右运动,A 与 B 碰撞前 B 相对 C 保持静止,物块 A 和 B 碰撞后水平推力大小变为 F1=8 N,若 物块 A 和 B 碰撞时作用时间极短,粘在一起不再分离. (1)物块 A 和 B 碰撞前,物块 B 受到长木板 C 的摩擦力多大? (2)物块 A 和 B 碰撞过程中,A、B 损失的机械能是多少? (3)物块 A 和 B 碰撞后,A、B 在 C 上还能滑行多远? 仿真模拟冲刺标准练(二) 1.B 本题结合 v-t 图象考查追及相遇问题. 根据题图可知,在 0~4 h 时间内,甲车做匀减速直线运动,选项 A 错误;根据速度—时间图象与坐标轴围成图形的面积表示位移可知, 在 0~0.5 h 内两车相遇一次,在 t=1 h 时两车第二次相遇,在 t=3 h 时两车第三次相遇,即在 0~4 h 时间内,甲、乙两车相遇 3 次,选项 B 正确,C 错误;在 t=0 到 t=4 h 的时间内,甲车的位移为 x 甲=1 2 ×40×4 km=80 km,乙车的位移为 x 乙=1 2 ×40×1 km+20×3 km+1 2 ×20×1 km=90 km,由 x 乙-x 甲-5 km=5 km 可知,t=4 h 时,甲车落后乙车 5 km,选项 D 错误. 2.C 本题考查加速度—时间图象、动能定理、功和功率及其相 关知识点. 根据加速度—时间图象与坐标轴所围图形的面积表示速度的变化 量可知,在 0~6 s 时间内,物体的速度增加量为Δv=15 m/s,由Δv=v -v0,可得在 t=6 s 时,物体的速度为 v=17 m/s,选项 A 错误;由动 能定理,可知在 0~6 s 时间内,合力对物体做的功为 W=1 2mv2-1 2mv20= 285 J,选项 B 错误;在 0~6 s 时间内,合力对物体做功的平均功率为 P =W t =47.5 W,选项 C 正确;由牛顿第二定律有,F-μmg=ma,解 得在 t=6 s 时拉力 F=16 N,物体的速度 v=17 m/s,则拉力 F 的功率 为 P=Fv=16×17 W=272 W,选项 D 错误. 3.A 本题考查含电容器的动态电路、光敏电阻、平衡条件及其 相关知识点. 在只逐渐增大光照强度的过程中,光敏电阻阻值减小,电路总电 阻减小,总电流增大,通过电阻 R0 的电流增大,根据功率公式 P=I2R 可知电阻 R0 消耗的电功率变大,电容器两端电压增大,电容器充电, R3 中有向上的电流,选项 A 正确;在将 R3 的滑片向上端移动的过程中, 电路总电阻不变,电源输出电流不变,电源消耗的功率不变,R3 中无 电流,选项 B 错误;在将 R2 的滑片向下端移动的过程中,电容器两端 电压增大,电容器充电,带电微粒所受电场力增大,微粒向上运动, 电源路端电压不变,电压表示数不变,选项 C 错误;断开开关 S,电 容器放电,所带电荷量变少,电容器两端电压减小,带电微粒所受电 场力减小,向下运动,选项 D 错误. 4.D 本题考查了库仑定律、功能关系、φ-x 图象等知识. φ-x 图象斜率绝对值的意义是电场强度大小,x=L 处斜率为零, 即场强为零,由点电荷场强公式有 k QA 4L2 =k QB 2L2 ,得QA QB =4,故 A 错 误.由图乙知-2L 处的电势比 2L 处的高,那小球在-2L 处的电势能 比在 2L 处的高,由能量守恒可知,小球不能到达-2L 处,故 B 错误.小 球在 0~L 和 L~2L 内所受电场力并不对称,所以不可能做完全对称的 往复运动,故 C 错误.由能量守恒可知,小球在 x=L 处的电势能最小, 所以动能最大,故 D 正确. 5.B 本题考查右手定则、电容器充放电、电磁感应与电路问题 等知识. 开始时,金属杆以一定的速度向右匀速运动,感应电动势 E=BLv, 电容器的带电荷量为 Q=CE=CBLv,由右手定则知,R2 中电流方向为 由 a 流向 b,电容器的上极板带正电,金属杆开始做匀减速运动至速度 为零的过程中,速度减小,感应电动势减小,极板间电压也减小,因 此电容器的带电荷量减小,则 R1 中有电流通过,方向为由 e 流向 a, R2 中电流从 a 流向 b,故 A 错误;金属杆反向做匀加速运动的过程中, 由右手定则知,R2 中电流方向为由 b 流向 a,加速运动,感应电动势增 大,电容器两端电压增大,所以电容器充电,流经 R1 的电流方向为由 e 流向 a,故 B 正确,CD 错误. 6.D 本题考查了圆周运动以及牛顿第二定律等知识,意在考查 考生应用物理规律分析问题的能力. 小球运动到 H 点时的速度为零,受力分析可知小球在 H 点时的加 速度不为零,A 错误;由于 AB 段粗糙,则小球在 E 点的速度大于小球 在 F 点的速度,由向心加速度公式 an=v2 R 可知,小球在 E 点的向心加 速度大于在 F 点的向心加速度,B 错误;假设 E 点切线与水平方向的 夹角为α,则由牛顿第二定律可知 mgsin α-Ff=maE,同理小球在 F 点 时,mgsin α=maF,所以小球在 E 点的切向加速度小于在 F 点的切向 加速度,C 错误,D 正确. 7.A 本题考查考生对斜面上平抛运动的理解和对平抛运动规律 的灵活运用. 解法一:平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方 向的自由落体运动,其水平位移和竖直位移、水平速度和竖直方向速 度可利用相应公式得出.对于此题可以采用下述方法简化运算:由于 A、 B 球落至斜面上时速度方向相同(斜面上的平抛推论),根据题述 A 球落 至斜面时的速率是 B 球落至斜面时速率的 3 倍,则 A 球落至斜面时竖 直向下的分速度是 B 球落至斜面时竖直向下分速度的 3 倍,A 球的水 平速度是 B 球水平速度的 3 倍,选项 A 正确. 解法二:由平抛运动规律,对 A 球,x1=v1t1,y1=1 2gt21,落至斜面 时速率 vA= v21+gt12;对 B 球,x2=v2t2,y2=1 2gt22,落至斜面时的速 率 vB= v22+gt22,vA=3vB,y1∶x1=y2∶x2,联立解得:v1=3v2,选 项 A 正确. 8.D 本题考查了万有引力定律,意在考查考生应用物理规律处 理问题的能力. 由题意可知空间站和月球的角速度相同,则有ω1=ω2,由公式 a =ω2r,可知 a2>a1,对近地卫星、同步卫星和月球,由万有引力提供 向心力有GMm r2 =mω2r、GMm r2 =ma,整理得ω= GM r3 、a=GM r2,所以 ω4>ω3>ω2、a4>a3>a2,由以上分析可知ω4>ω3>ω2=ω1、a4>a3> a2>a1,ABC 错误,D 正确. 9.AC 对物块进行受力分析,物块受到重力、斜面的弹力以及 力 F 共同作用,根据平衡条件可得物块与斜面间的相互作用力为 mg cos θ , F=mgtan θ,A 正确,B 错误;因斜面恰好处于静止状态,根据整体法 可知 F=mgtan θ=(m+M)gμ,整理后得 M=mtan θ-μ μ ,C 正确,D 错误. 10.BC 本题考查洛伦兹力、左手定则、牛顿运动定律及其相关 的知识点. 由于水平面绝缘光滑,用水平恒力 F 作用在 B 物块上,在 A、B 物块一起向左运动的过程中,B 物块不受水平面的摩擦力,由牛顿第二 定律可知,A、B 物块运动的加速度保持不变,选项 B 正确;由于 A 物 块做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律可知,B 对 A 的摩擦力保持 不变,选项 C 正确;A 带负电,随着速度的增大,由左手定则可知,A 所受洛伦兹力的方向竖直向下,A 对 B 的压力增大,B 对水平面的压力 增大,由牛顿第三定律可知,水平面对 B 的支持力增大,选项 A、D 错误. 11.AD 由正弦式交流电有效值规律知 A 对.根据有效值的意义, 对乙图所示交变电压,其有效值应满足关系:U2 R ·T=2U02 R ·T 2 +U20 R ·T 2 , 解得:U= 5 2U0,故 B 错.由功率意义知:P1= U0 2 2 R =U20 2R ,P2= 5 2U0 2 R =5U20 2R ,所以P1 P2 =1 5 ,即 D 对.(注:式中 R 为灯泡电阻) 12.ACD 本题考查了热学的基础知识,意在考查考生的理解能 力. 温度越高,液体越容易挥发,故饱和汽压随温度的升高而增大,A 正确;人们对潮湿的感觉取决于相对湿度,空气的相对湿度越大,人 们越感觉到潮湿,B 错误;气体压强由气体分子单位时间内对器壁单 位面积的平均碰撞次数和分子的平均碰撞作用力共同决定,压强不变, 温度升高,分子的平均碰撞作用力增大,则气体分子单位时间内对器 壁单位面积的碰撞次数减少,C 正确;单晶体和多晶体都有确定的熔 点,非晶体没有确定的熔点,D 正确. 13.答案:(1)1.020 cm vA=d t (2)如图所示 v2A=30h(m2·s-2) (3)丙 解析:(1)游标卡尺的主尺刻度读数为 10 mm,游标尺读数为 0.05×4 mm=0.20 mm,所以最终读数为 10 mm+0.20 mm=10.20 mm =1.020 cm;根据速度定义式可得 vA=d t. (2)连线后从图中可以看出,v 2A与 h 是线性关系, v2A=30h(m2·s-2). (3)根据机械能守恒定律可得 Ek=1 2mgh, 再根据图象可得 v2A= 30h(m2·s-2),联立解得 Ek=1 6mv2A=1 6mω2L2,即丙同学的猜想是正确的. 14.答案:(1)①刻度盘的第 N 格 替代 ②刻度盘的中央 (2)E (3)偏大 增加了电阻箱的阻值后,使 aP 段的并联总电阻增大,aP 两 端的电压增大,电压表 V 两端电压由 U 减为U 2 ,而电阻箱两端电压大 于U 2 ,造成测量值偏大 解析:(1)①当单刀双掷开关分别接 1 和 2 时,通过调节电阻箱的 阻值使得两次电压表 V 的指针指在同一位置,则表明两次电路中电阻 相同,即电阻箱的阻值等于电流表 A 的内阻,因此电压表 V 的指针应 指在刻度盘的第 N 格,此方法是替代法;②在测量电压表 V 的内阻时, 首先将电阻箱的阻值调为零,调节 R 的滑动触头使电压表 V 的示数满 偏,然后保持滑动触头的位置不变,调节电阻箱 R0 的阻值使电压表 V 的指针指在刻度盘的中央,可认为电阻箱的阻值等于电压表 V 的内阻, 此方法是半偏法. (2)由于滑动变阻器采用了分压式接法,因此滑动变阻器应选用最 大阻值较小的 E. (3)增加了电阻箱的阻值后,使 aP 段的并联总电阻增大,aP 两端 的电压增大,电压表 V 两端电压由 U 减为U 2 ,而电阻箱两端电压大于U 2 , 造成测量值偏大. 15.解析:(1)设撤去桌面稳定后,气柱长度为 L2,则 状态 1:压强 p1=p0=1.0×105 Pa 体积 V1=L0S,温度 T1=300 K 状态 2:压强 p2=p0-mg S =0.5×105 Pa 体积 V2 =L2S,温度 T2=300 K 根据玻意耳定律有 p1V1=p2V2 解得 L2=1 m (2)活塞恰好与气缸脱离时为状态 3 状态 3:压强 p3=0.5×105Pa,体积 V3=HS, 设此时温度为 T3 从状态 2 到状态 3,根据盖—吕萨克定律可得 V2 T2 =V3 T3 解得 T3=360 K 16.解析:本题考查光的折射定律与光的全反射. 解:Ⅰ.光路如图甲所示, 由几何关系可知 入射角:i=90°-θ=53° 折射角:r=30° 根据折射定律有 n=sin i sin r 解得 n=1.6 Ⅱ.光线在 BC 边上 M 点的入射角为 60°,大于临界角,故发生全 反射.光路如图乙所示,由几何关系可知 PM = 3 3 l, MN = 3 6 l 光线在棱镜中的传播速度 v=c n 光在棱镜中的传播时间为 t= PM + MN v 解得 t=4 3l 5c 17.解析:(1)电子在电场中加速,由动能定理得 eU1=1 2mv20 即 v0= 3eU0T 2md 水平导体板的板长 l0=v0T= 3eU0T2 2md (2)电子在偏转电场中半个周期的时间内做类平抛运动 半个周期的侧向位移 y1=1 2a T 2 2=eU0 2md T 2 2 电子离开偏转电场时的最大侧向位移为 ym=3y1=3eU0T2 8md (3)电子离开偏转电场时速度方向与水平方向夹角为θ tan θ=vy v0 =aT 2v0 = eU0T 2mv0d = 3 3 故θ=30° 电子进入磁场做匀速圆周运动,有 evB=mv2 R ,其中 v= v0 cos θ 垂直打在荧光屏上时圆周运动半径为 R1,此时 B 有最小值 R1sinθ =l 轨迹与屏相切时圆周运动半径为 R2,此时 B 有最大值 R2sin θ+R2 =l 联立解得 Bmin=U0T 2ld ,Bmax=3U0T 2ld ,故U0T 2ld a2,假设成立 B 受到 C 的摩擦力为 f=ma2=1 N (2)设 A 经过 t1 时间与 B 发生碰撞,碰撞后二者的共同速度为 v1, 由运动学公式得 s=1 2a1t21-1 2a2t21 代入数据解得 t1=3 s 此时 vA=a1t1=6 m/s vBC=a2t1=3 m/s A 和 B 碰撞过程,由动量守恒定律有 2mvA+mvBC=(2m+m)v1 代入数据解得 v1=5 m/s A、B 碰撞过程损失的机械能为 ΔE=1 2·2mv2A+1 2mv2BC-1 2(2m+m)v21=3 J (3)物块 A 和 B 碰撞后,三者组成的系统受地面摩擦力为 f 系=μ2(3m+m)g=8 N=F1 所以 A、B、C 组成的系统动量守恒,设最后共同速度为 v2,可得 2mvA+2mvBC=(3m+m)v2 代入数据解得 v2=9 2 m/s A、B 碰后到 A、B、C 相对静止,A、B 总质量为 3m,前进 s1,由 动能定理得 (F1-μ1·3mg)s1=1 2·3mv22-1 2·3mv21 代入数据解得 s1=57 56 m A、B 碰后对 C 有 (μ1·3mg-μ2·4mg)s2=1 2mv22-1 2mv2BC 代入数据解得 s2=45 56 m A、B 在 C 上还能滑行的距离为Δs=s1-s2= 3 14 m
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