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文檔簡介

2021屆八省新高考物理模擬卷一湖南卷(03)

物理試卷

一、選擇題:本題共6小題,每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)符合題目要求。

1.(2020?衡陽市第二十六中學(xué)高三月考)一位女士由于駕車超速而被警案攔住。警察走過來對(duì)她說:“太太,

你剛才的車速是80km/h!這位女士反駁說:“不可能的!我才開了10分鐘,還不到一個(gè)小時(shí),怎么可能

走了80km呢?”“太太,我的意思是:如果您繼續(xù)像剛才那樣開車,在下一個(gè)小時(shí)里您將駛過80km。”“這也

不可能的。我只要再行駛20km就到家了,根本不需要再開過80km的路程?!蹦阏J(rèn)為這位太太沒有認(rèn)清哪

個(gè)科學(xué)概念()

A.位移與路程的概念

B.時(shí)間與時(shí)刻的概念

C.平均速度與瞬時(shí)速度的概念

D.加速度與速度的概念

【答案】C

【詳解】平均速度是物體在單位時(shí)間內(nèi)通過對(duì)路程,而瞬時(shí)速度是指物體在某一時(shí)刻或某一位置上的速度;

由題意可知,超速是任意時(shí)刻超過80km/h,故該女士沒有認(rèn)清瞬時(shí)速度的概念,故ABD錯(cuò)誤,C正確。

故選C?

2.(2020.湖南長沙市.雅禮中學(xué)高三月考)如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比:"2=1。:1;b

是原線圈的中心抽頭,S為單刀雙擲開關(guān),定值電阻R=10C。從某時(shí)刻開始在原線圈以,/兩端加上如圖乙

所示的交變電壓,則下列說法中正確的是()

A.當(dāng)S與〃連接后,理想電流表的示數(shù)為2.2A

B.當(dāng)S與“連接后,/=0.0Is時(shí)理想電流表示數(shù)為零

C.當(dāng)S由。撥到人后,原線圈的輸入功率變?yōu)樵瓉淼?倍

D.當(dāng)S由a撥到b后,副線圈輸出電壓的頻率變?yōu)?5Hz

【答案】A

【詳解】AB.S與。連接后,由

5_=巴

U2n2

又知

220夜

Ui=―占一V=220V

解得

5=22V

則理想電壓表的示數(shù)為22V,又知定值電阻R=1OC,可得理想電流表示數(shù)為電流的有效值

u

/=-J2-=2.2A

R

故A正確,B錯(cuò)誤;

C.S由a撥到人后

n\:〃2=5:1

U\:5'=5:1

U2-2U2

據(jù)—得功率變?yōu)樵瓉淼?倍,故C錯(cuò)誤;

R

D.輸出電壓頻率不變,仍為50Hz,故D錯(cuò)誤。

故選Ao

3.(2020.雙峰縣第一中學(xué)高三月考)如圖,半球體置于水平面上,在半球體的上表面上放一物塊后,成如

圖所示的狀態(tài)而保持靜止,則半球受力的個(gè)數(shù)為()

A.2個(gè)B.3個(gè)C.4個(gè)D.5個(gè)

【答案】C

【詳解】物塊處于平衡狀態(tài),受到重力和半球體斜向上的支持力,必定受到沿斜面向上的摩擦力才能處了

平衡狀態(tài)!而且物塊受到的支持力與摩擦力的合力與重力大小相等,方向相反。根據(jù)牛頓第三定律可知,

物塊對(duì)半球體的壓力與摩擦力的合力一定是豎直向下,與重力相等,所以半球體受到重力、地面的支持力、

物塊的壓力以及物塊對(duì)半球體的摩擦力,共4個(gè)力。故C正確,ABD錯(cuò)誤。

故選C。

4.(2020?湖南省寧遠(yuǎn)縣第一中學(xué)高三月考)如圖所示,A、B、C為三段圓柱體,質(zhì)量均為機(jī),均可視為質(zhì)

點(diǎn),通過錢鏈與兩根長為L的輕桿相連,A、B、C位于豎直面內(nèi)且成正三角形,其中A、C置于光滑水平

面上,A、C帶電,電荷量均為q,A、C間的庫侖力忽略不計(jì)?,B不帶電。起初在水平向右的勻強(qiáng)電場中

三個(gè)物體均保持靜止,現(xiàn)水平電場突然消失,B由靜止下落,物體A、C在桿的作用下向兩側(cè)滑動(dòng),三物體

的運(yùn)動(dòng)始終在同一豎直平面內(nèi)。已知重力加速度為g,則物體B由靜止至落地的過程中,下列說法正確的是

()

B.水平電場的電場強(qiáng)度E=上2

317

C.圓柱A對(duì)地面的壓力一直大于〃?g

D.圓柱B落地的速度大小近似為

【答案】D

【詳解】AB.根據(jù)平衡條件可知,A帶正電,C帶負(fù)電,對(duì)B受力分析可知,桿上的支持力

2Fcos30°=mg

解得

F=*mg

對(duì)C分析可得桿上作用力的水平分力等于電場力,即

Eq=Feos60°

解得

Eq7mg

可知,AB錯(cuò)誤:

C.在B落地前的一段時(shí)間,A、C做減速運(yùn)動(dòng),輕桿對(duì)球有向上作用力,故球A對(duì)地面的壓力可能小于mg,

C錯(cuò)誤;

D.對(duì)整個(gè)系統(tǒng)分析

V3.12

mgL=—mvB

解得

■=J島.

D正確。

故選D。

5.(2020.湖南長沙市.高三月考)如圖,在某一峽谷的兩側(cè)存在與水平面成相同角度的山坡,某人站在左側(cè)

山坡上的P點(diǎn)向?qū)γ嫔狡律纤綊伋鋈齻€(gè)質(zhì)量不等的石塊,分別落在4、8、C三處,不計(jì)空氣阻力,4、

。兩處在同一水平面上,則下列說法中正確的是()

A.落在。處的石塊在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長

B.落在A、B兩處的石塊落地速度方向相同

C.落在A、B、。三處的石塊落地速度方向相同

D.落在3、C兩處的石塊落地速度大小不可能相同

【答案】B

【詳解】A.平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間取決于豎直分運(yùn)動(dòng)的位移大小,位移越大,運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長,所以落在8處

的石塊在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長,故A錯(cuò)誤;

B.設(shè)落在A處的石塊落地速度方向與水平方向的夾角為a,則

tana=—=—=2x—-----=2x—=2tan0

Vx%卬》

即落地時(shí)的速度方向只與山坡傾角有關(guān),與落地點(diǎn)無關(guān),所以落在A、3兩處的石塊落地速度方向相同,

故B正確;

C.落在A、C兩處的石塊落地速度方向是不同的,因?yàn)橹本€以和PC的傾角不同,故C錯(cuò)誤;

D.落在B、C兩處的石塊落地速度分別為

%=Juco'gy

由水平位移可知以0<%0,由豎直位移可知%》殳,所以以、么是有可能相等的,故D錯(cuò)誤。

故選Bo

6.(2020?湖南長沙市?雅禮中學(xué)高三月考)均質(zhì)均勻圓環(huán)半徑略大于圓柱體半徑,空間存在垂直于圓柱體表

面沿半徑向外的磁場,圓環(huán)所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為瓦圓環(huán)的質(zhì)量為相,半徑為r,給環(huán)以豎直向上

的初速度丫,圓環(huán)上升最大的高度為,,然后落回拋出點(diǎn),此過程中()

A.圓環(huán)先有擴(kuò)張后有收縮趨勢

B.圓環(huán)上升時(shí)間比下降時(shí)間短

C.圓環(huán)上升過程和下降過程產(chǎn)生的熱量相同

D.圓環(huán)上升過程經(jīng)過與位置時(shí)的速度有可能大于巫u(yù)

22

【答案】B

【詳解】A.圓環(huán)上升時(shí),根據(jù)楞次定律可得,產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向;根據(jù)左手定則可得,

圓環(huán)受到的安培力的方向向下;圓環(huán)卜降時(shí),根據(jù)楞次定律可得,產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向;

根據(jù)左手定則可得,圓環(huán)受到的安培力的方向向上;整個(gè)過程中,圓環(huán)既沒有擴(kuò)張的趨勢,也沒有收縮的

趨勢,故A錯(cuò)誤:

B.圓環(huán)在上升過程中,感應(yīng)電流安培力向下,合力為重力與安培力之和,而圓環(huán)下降過程中,感應(yīng)電流安

培力向匕合力為重力和安培力之差,因此圓環(huán)上升時(shí)減速的加速度大小大于下降時(shí)加速的加速度大小,

上升和下降位移相同,因此上升時(shí)間小于下落時(shí)間。故B正確;

C.圓環(huán)運(yùn)動(dòng)過程中因電磁感應(yīng)產(chǎn)生熱量,機(jī)械能減小,因此圓環(huán)上升和下降經(jīng)過同一位置時(shí).,下降時(shí)的速

度小于上升時(shí)的速度,因此經(jīng)過任一高度,上升時(shí)感應(yīng)電流安培力大于下降時(shí)的安培力,圓環(huán)在上升過程

克服安培力做功大于下落過程中克服安培力做功,因此圓環(huán)上升過程中產(chǎn)生熱量較大,故C錯(cuò)誤。

D.若圓環(huán)上升過程做勻減速直線運(yùn)動(dòng),則根據(jù)

v2=2aH

解得經(jīng)過與位置時(shí)的速度為也v

實(shí)際上圓環(huán)上升過程做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng),可知前半段速度減小

22

快,經(jīng)過與位置時(shí)的速度小于立v,故D錯(cuò)誤。

22

故選B。

二、選擇題:本題共4小題,每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求。

7.(2020?湖南高三月考)原子核的平均結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)之間的關(guān)系圖線如圖所示。下列說法正確的是()

B.票Kr核比/Ba核更穩(wěn)定

C.三個(gè)中子和三個(gè)質(zhì)子結(jié)合成;Li核時(shí)放出能量

D.在核反應(yīng)a1}+7―北心+啜82+37中,要吸收熱量

【答案】BC

【詳解】A.根據(jù)圖像可知;He的平均結(jié)合能約為7MeV,核子數(shù)為4,所以結(jié)合能約為

4x7MeV=28MeV

A錯(cuò)誤;

B.平均結(jié)合能越大,原子核越穩(wěn)定,所以累Kr核比2Ba核更穩(wěn)定,B正確:

C.核子結(jié)合成原子核時(shí)會(huì)質(zhì)量虧損放出核能,即結(jié)合能,所以三個(gè)中子和三個(gè)質(zhì)子結(jié)合成:Li核時(shí)放出能

量,C正確;

D.重核裂變會(huì)質(zhì)量虧損,所以會(huì)釋放能量,D錯(cuò)誤。

故選BCo

8.(2020?雙峰縣第一中學(xué)高三月考)如圖,在傾角為30°的光滑斜面上,有質(zhì)量均為m=2kg的AB兩物塊

靠在一起,A物塊連著一根勁度系數(shù)A=20()N/m的輕彈簧,從兩物體靜止開始,對(duì)B施一沿斜面向上的力F,

使AB-?起以a=lm/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng),直至AB分離,取g=10m/s2,則下列說法正確的是()

A.AB分離前它們間的相互作用力不變

B.當(dāng)彈簧的壓縮量為6cm時(shí),AB分離

C.經(jīng)占0.2夜sAB分離

D.AB分離時(shí)的速度為0.2m/s

【答案】BC

【詳解】A.對(duì)A受力分析可知,重力、支持力、B對(duì)A的作用力、彈力,由于彈力發(fā)生變化且A的加速

度不變,由牛頓第二定律可知,AB分離前它們間的相互作用力會(huì)發(fā)生變化,故A錯(cuò)誤;

B.AB分離時(shí)速度相同,加速度也相同旦此時(shí)的相互作用力為0,對(duì)A由牛頓第二定律有

F彈-mgsin300-ma

解得

端=mgsin30+ma=12N

由胡克定律有居單=日解得

x=0.06m=6cm

故B正確;

C.設(shè)剛開始時(shí)彈簧壓縮量為回,則

(mA+7得漳m3()°=kxn

解得

x0=0.1m=10cm

由位移公式得

12

x0~x=~at-

解得

t-0.25/2s

故C正確;

D.由速度位移公式得

2

2a(x0-x)-v

解得

v-0.2&m/s

故D錯(cuò)誤。

故選BCo

9.(2020?湖南郴州市?高三月考)如圖所示,絕緣水平面內(nèi)固定有兩足夠長的平行金屬導(dǎo)軌必和及導(dǎo)軌

間距為乩兩導(dǎo)軌間分別接有兩個(gè)阻值均為r的定值電阻凡和&,質(zhì)量為機(jī)、長度為d的導(dǎo)體棒PQ放在

導(dǎo)軌上,棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,不計(jì)導(dǎo)軌與棒的電阻,在空間加上磁感應(yīng)強(qiáng)度小為B、方向豎直向

下的勻強(qiáng)磁場,兩根完全相同的輕彈簧一端與棒的中點(diǎn)連接,另一端固定,初始時(shí)刻,兩根彈簧恰好處于

原長狀態(tài)且與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi),現(xiàn)使導(dǎo)體棒獲得水平向左的初速度%,在導(dǎo)體棒第一次運(yùn)動(dòng)至右端的過

程中,與上產(chǎn)生的焦耳熱為Q,下列說法正確的是()

Q

A.初始時(shí)刻,棒所受安培力的大小為

r

B.棒第一次回到初始位置時(shí),用的電功率為典父_

r

C.棒第一次到達(dá)右端時(shí),兩根彈簧具有的彈性勢能之和為:加詔-2。

D.從初始時(shí)刻至棒第一次到達(dá)左端的過程中,整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為4Q

【答案】AC

【詳解】A.初始時(shí)刻,導(dǎo)體棒有效的切割長度為以產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為:

E=Bd%

通過棒的感應(yīng)電流為:

E_2Bdv。

l=~=~r

一r

2

導(dǎo)體棒所受安培力的大小為:

7=Bld

聯(lián)立解得:

_2B2d\

故A正確;

B.由于安培力始終對(duì)導(dǎo)體棒做負(fù)功,產(chǎn)生焦耳熱,由能量守恒定律知,當(dāng)棒再次回到初始位置時(shí),速度必小

于%,棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢小于Bd%,通過導(dǎo)體棒的電流小于竺」&,則4的電功率小于

r

(工竺處)2R=電位,故B錯(cuò)誤;

2rr

C.由能量守恒得知,當(dāng)導(dǎo)體棒第一次達(dá)到最右端時(shí),棒的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為整個(gè)回路中的焦耳熱和兩根彈簧的

彈性勢能,兩個(gè)電阻相同并聯(lián),故產(chǎn)生的熱量相同,則電路中產(chǎn)生總熱量為20,所以兩根彈簧具有的彈性

勢能為5機(jī)4―2。,故C正確;

D.由于安培力始終對(duì)導(dǎo)體棒做負(fù)功,產(chǎn)生焦耳熱,第一次運(yùn)動(dòng)至最右端的過程中用產(chǎn)生的電熱為Q,電路

中產(chǎn)生總熱量為20,棒第一次達(dá)到最左端的過程中,電路中產(chǎn)生總熱量一定小于20,故D錯(cuò)誤;

故選ACo

10.(2020.雙峰縣第一中學(xué)高三月考)火星周圍籠罩著空氣層,與地球空氣層相似。若宇航員在火星表面附

近由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為機(jī)的小球,小球在下落過程中由于受到空氣阻力,其加速度“隨位移x變化的關(guān)

系圖像如圖所示。已知火星的半徑為自轉(zhuǎn)周期為7,引力常量為G,忽略火星自轉(zhuǎn)對(duì)重力的影響,則下

列說法正確的是()

A.火星的“第一宇宙速度”為國R

B.火星的質(zhì)量為毛-

c.火星靜止軌道衛(wèi)星的軌道半徑為病

D.小球下落過程中的最大速度為瓦1

【答案】AD

【詳解】A.小球剛釋放瞬間即x=0時(shí)的速度為零,故此時(shí)小球所受空氣阻力為零,

可知火星表面的重力加速度大小為小,由

〃也。=加方

可得火星的“第一宇宙速度”

故A正確:

B.由

?Mm

G-j^~=3o

可得火星的質(zhì)量

M嗎

故B錯(cuò)誤;

C.由

可得火星靜止軌道衛(wèi)星的軌道半徑

Ja°R于

V4乃2

故c錯(cuò)誤;

D.當(dāng)小球下落的速度最大時(shí)。=0,此時(shí)"以一1圖線與x軸包圍的“面積”表示合力對(duì)小球做的功,

根據(jù)動(dòng)能定理有

112

-maoxo=-mvm

解得小球下落過程中的最大速度

故D正確。

三、非選擇題:第11~14題為必考題,每個(gè)試題考生都必須作答,第15~16題為選考題,考生根據(jù)要求作

答。

11.(2020?湖南高三月考)某學(xué)校的科技小組在一次創(chuàng)新大賽中利用所學(xué)物理知識(shí)設(shè)計(jì)了一種“闖紅燈違規(guī)

記錄儀”,其工作原理如圖甲所示,當(dāng)光控開關(guān)接收到某種顏色光時(shí),開關(guān)自動(dòng)閉合,且車輛經(jīng)過的路面下

的壓敏電阻受到車的壓力,其阻值隨壓力變化如圖乙所示,當(dāng)壓力變化引起電流變化達(dá)到一定值時(shí),繼電

器的銜鐵就被吸下,電路中的電控照相機(jī)就啟動(dòng),記錄下違規(guī)車輛實(shí)況。光控開關(guān)未受到該種光照射就自

動(dòng)斷開,銜鐵不被吸引,工作電路中的指示燈發(fā)光。

工作電路

電控照相機(jī)

、光控開關(guān)

—<=z>~?

壓敏電阻K

(1)要記錄違規(guī)闖紅燈的情景,光控開關(guān)應(yīng)在接收到(選填“紅”“綠”或“黃”)光時(shí)自動(dòng)閉合;

(2)已知控制電路電源電動(dòng)勢為6V,內(nèi)阻為2C,繼電器電阻為8C,當(dāng)控制電路中電流大于0.06A時(shí),

銜鐵會(huì)被吸引。則只有質(zhì)量超過kg的車輛違規(guī)時(shí)才會(huì)被記錄.(重力加速度g取lOm/s?)

【答案】紅400

【詳解】(1)口]因是闖紅燈違規(guī)證據(jù)模擬記錄器,故光控開關(guān)應(yīng)在接收到紅光時(shí)自動(dòng)閉合。

(2)[2]由閉合電路歐姆定律

1=——-——

R+r+%

可得

E

..0.06

R++r

時(shí)可解出尺,90。,再由R—F圖象可讀出當(dāng)7?=90。時(shí)F=4()00N,由G=%可求出機(jī)=400kg,故

只有質(zhì)量超過400kg的車輛違規(guī)時(shí)才會(huì)被記錄。

12.(2020?湖南懷化市?高三一模)為了測量木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)〃,某實(shí)驗(yàn)小組使用位移傳感器設(shè)計(jì)了

如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,讓木塊從傾斜木板上A點(diǎn)由靜止釋放,位移傳感器可以測出木塊到傳感器的距離。

位移傳感器連接計(jì)算機(jī),描繪出滑塊與傳感器的距離s隨時(shí)間,變化規(guī)律,取gfOmH,疝37。=0.6,如圖

所示:

⑴根據(jù)上述圖線,計(jì)算可得木塊在0.4s時(shí)的速度大小為丫=()m/s;

2

(2)根據(jù)上述圖線,計(jì)算可得木塊的加速度大小a=()m/s;

(3)現(xiàn)測得斜面傾角為37。,則片()o(所有結(jié)果均保留2位小數(shù))

【答案】0.401.000.63

【詳解】([)口]木塊在斜面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速

度,則木塊在0.4s時(shí)的速度大小

(3074)xl(r2s

v=mz=0.40m/s

0.6-0.2

⑵⑵木塊在0.2s時(shí)的速度大小

,(32-24)x10-2,,

v=-------------------m/s=0.20m/s

0.4-0

木塊的加速度大小

v-vr0.4-0.2

a=m/s2=1.00m/s2

Ar0.4-0.2

(3)[3]斜面傾角為37。,則對(duì)木塊受力分析,由牛頓第二定律可得

/%gsin37°-zzmpcos37°

a=----------------------------

m

解得

//=-?0.63

8

13.(2020?湖南高三一模)滑板運(yùn)動(dòng)是青少年喜愛的一項(xiàng)活動(dòng)。如圖甲所示,滑板運(yùn)動(dòng)員以某一初速度從4

點(diǎn)水平離開/z=0.8m高的平臺(tái),運(yùn)動(dòng)員(連同滑板)恰好能無碰撞的從8點(diǎn)沿圓弧切線進(jìn)入豎直光滑圓弧軌

道,然后由C點(diǎn)滑上涂有特殊材料的水平面,水平面與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)從C點(diǎn)起按圖乙規(guī)律變化,已

知圓弧與水平面相切于C點(diǎn),B、C為圓弧的兩端點(diǎn)。圓弧軌道的半徑R=lm;。為圓心,圓弧對(duì)應(yīng)的圓心

角6=53。,己知g=10m/s2,sin370=0.60)cos370=0.80,不計(jì)空氣阻力,運(yùn)動(dòng)員(連同滑板)質(zhì)量

m=50kg,可視為質(zhì)點(diǎn),試求:

(1)運(yùn)動(dòng)員(連同滑板)離開平臺(tái)時(shí)的初速度用;

(2)運(yùn)動(dòng)員(連同滑板)通過圓弧軌道最低點(diǎn)對(duì)軌道的壓力;

(3)運(yùn)動(dòng)員(連同滑板)在水平面上滑行的最大距離。

僧甲圖乙

【答案】(l)3m/s;(2)2150N,豎直向下;(3)3.55m

【詳解】(1)運(yùn)動(dòng)員從A平拋至8的過程中,

在豎直方向有

y;=2g〃①

在8點(diǎn)有

匕,=%tan8②

由①?得

%=3m/s③

(2)運(yùn)動(dòng)員在圓弧軌道做圓周運(yùn)動(dòng)到C處時(shí),牛頓第二定律可得:

-mg=

運(yùn)動(dòng)員從A到C的過程,由機(jī)械能守恒得:

1T麗⑤

〃zg[〃+R(l-cos53。)]=—mVr2

2。

聯(lián)立③④⑤解得

FN=2150N

由牛頓第三定律得:對(duì)軌道的壓力為

娟=&=2150N

方向豎直向下;

(3)運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過C點(diǎn)以后,由圖可知:%=0.5m,〃=0.5

設(shè)最遠(yuǎn)距離為x,則x>F,由動(dòng)能定理可得:

gmv2=g陽ngx、+〃機(jī)g(x-)⑥

由⑤⑥代值解得

jc=3.55m

14.(2020?湖南常德市?高三零模)如圖所示,真空中有一個(gè)半徑『0.5m的圓形磁場區(qū)域,與坐標(biāo)原點(diǎn)O相

切,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小8=2x10-7,方向垂直于紙面向外,在x=lm處的豎直線的右側(cè)有一水平放置的

正對(duì)平行金屬板M、N,板間距離為g0.5m,板長乙=lm,平行板的中線的延長線恰好過磁場圓的圓心O”

若在O點(diǎn)處有一粒子源,能向磁場中不同方向源源不斷的均勻發(fā)射出速率相同的比荷為幺Gxio'c/kg,且

m

帶正電的粒子,粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡在紙面內(nèi),一個(gè)速度方向沿y軸正方向射入磁場的粒子,恰能從沿直線O2O3

方向射入平行板間。不計(jì)重力及阻力和粒子間的相互作用力,求:

(1)沿y軸正方向射入的粒子進(jìn)入平行板間時(shí)的速度v和粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間心

(2)從M、N板左端射入平行板間的粒子數(shù)與從O點(diǎn)射入磁場的粒子數(shù)之比;

(3)若在平行板的左端裝上一擋板(圖中未畫出,擋板正中間有一小孔,恰能讓單個(gè)粒子通過),并且在

兩板間加上如圖示電壓(周期n),N板比M板電勢高時(shí)電壓值為正,在x軸上沿x軸方向安裝有一足夠長

的熒光屏(圖中未畫出),求熒光屏上亮線的左端點(diǎn)的坐標(biāo)和亮線的長度/。

4

亮線長為§m。

【詳解】(1)由題意可知,沿y軸正向射入的粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖示

則粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑必定為

R=LO.5m

根據(jù)洛倫茲力提供向心力有

V2

Bqv=m—

R

代入數(shù)據(jù)解得粒子進(jìn)入電場時(shí)的速度為

v=lxl04m/s

在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

1nm,

to=—T=-----=7.85x10s

42Bq

(2)如圖示沿某一方向入射的粒子的運(yùn)動(dòng)圓軌跡和磁場圓的交點(diǎn)0、尸以及兩圓的圓心。卜組成菱形,

故尸和y軸平行,所以v和x軸平行向右,即所有粒子平行向右出射。故恰能從M端射入平行板間的粒

子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示

因?yàn)镸板的延長線過。。的中點(diǎn),故由圖示幾何關(guān)系可知NOOC=60。,則入射速度與),軸間的夾角為30°

同理可得恰能從N端射入平行板I,HJ的粒子其速度上jy軸間的夾角也為30°,如圖所示

f11圖示可知,在),軸正I句夾角左XI都為30°的范圍內(nèi)的粒子都能射入平行板間,故從M、N板左端射入平行

板間的粒子數(shù)與從。點(diǎn)射入磁場的粒子數(shù)之比為

6001

訪一W

(3)根據(jù)圖可知,粒子進(jìn)入板間后沿y軸方向的加速度大小為

?=^-=lxl08x—x-^—m/s2=4.5xl07m/s2

md400.5

所有粒子在平行板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

t=—=—rS=IxlO^s

vIxlO4

即粒子在平行板間運(yùn)行的時(shí)間等于電場變化的周期7b,則當(dāng)粒子由片時(shí)刻進(jìn)入平行板間時(shí),向下側(cè)移最

大,則有

當(dāng)粒子由六匹+半時(shí)刻進(jìn)入平行板間時(shí),向上側(cè)移最大,則

—[=0.025m

2UJ

因?yàn)椋?、”都小?=0.25m,故所有射入平行板間的粒子都能從平行板間射出,根據(jù)動(dòng)量定理可得所有出

射粒子的在y軸負(fù)方向的速度為

七,型一處x4=

3a3

vy=15x1O'm/s

設(shè)速度b.方向與V的夾角為少則

如圖所示

1~

從平行板間出射的粒子處于圖示范圍之內(nèi),則

I=AX2-Ax,

代入數(shù)據(jù)解得

,13,4

Ax,=—m,I=—m

63

亮線左端點(diǎn)距離坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為

(一⑶25

I6j6

254

即亮線左端點(diǎn)的位置坐標(biāo)為(——m,0),亮線長為一m

63

選考試題:請(qǐng)考生從兩道中任選一題作答,如果多做,則按第一題計(jì)分

15.[選修3-3]

(1)(2020.湖南長沙市.長沙一中)下列說法不正確的是。

A.豎直玻璃管里的水銀面不是平面,而是“上凸”的,這是因?yàn)樗y對(duì)玻璃管不浸潤的結(jié)果

B.相對(duì)濕度是空氣里水蒸氣的壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)的比值

C.物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性的固體一定是非晶體

D.壓縮氣體需要用力,這是氣體分子間有斥力的表現(xiàn)

E.汽缸里一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生等壓膨脹時(shí),單位時(shí)間碰撞器壁單位面積的氣體分子數(shù)一定減少

【答案】BCD

【詳解】A.豎直玻璃管里的水銀面不是平面,而是“上凸”的,這是表面張力產(chǎn)生的不浸潤現(xiàn)象所致,故A

正確不符合題意;

B.相對(duì)濕度等于水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)與同溫下水的飽和汽壓的比值,故B錯(cuò)誤符合題意;

C.多晶體和非晶體均具有各向同性,故物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性的固體不一定是非晶體,故C錯(cuò)誤符合題

?rir.

屈、;

D.氣體之間分子距離很大,分子力近似為零,用力才能壓縮氣體是由于氣體內(nèi)部壓強(qiáng)產(chǎn)生的阻力造成的,

并非由于分子之間的斥力造成,故D錯(cuò)誤符合題意;

E.氣缸里一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生等壓膨脹時(shí),根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程?=C可知,壓強(qiáng)不變而體積

增大,則氣體的溫度一定升高;溫度是分子的平均動(dòng)能的標(biāo)志,溫度升高則分子的平均動(dòng)能增大,單個(gè)分

子對(duì)器壁的撞擊力增大,壓強(qiáng)不變則單位時(shí)間碰撞器壁單位面積的氣體分子數(shù)一定減少,故E正確不符合

題意。

故選:BCD。

(2)(2020?湖南高三二模)用打氣簡給籃球打氣時(shí),每次提起活塞,籃球充氣孔處的橡膠墊立即封閉充氣孔,

外界大氣自由進(jìn)入打氣筒內(nèi);然后向下壓活塞,打氣簡進(jìn)氣口立即封閉,當(dāng)打氣簡內(nèi)氣壓超過籃球內(nèi)氣壓

時(shí),籃球充氣孔打開,打氣筒內(nèi)氣體被壓入籃球內(nèi)。設(shè)某個(gè)籃球用了一段時(shí)間后,其內(nèi)氣壓為P,現(xiàn)用內(nèi)橫

截面積為S的打氣筒給籃球打氣,每次拉出活塞的長度為上再將活塞壓下人長度時(shí)都能將吸入打氣筒的氣

體全部壓入籃球內(nèi)。已知外界大氣氣壓為R),設(shè)整個(gè)打氣過程中氣體溫度均不變、籃球內(nèi)膽容積丫已知且

不變。

①求第"次打氣完成后,籃球內(nèi)氣體的壓強(qiáng);

②試求第(n+1)次壓下活塞長度△〃至少為多大時(shí),籃球充氣孔才能打開?

【答案】①PT+十;②兇”而上萩

【詳解】①提起壓下活塞〃次,則有

np^Sh+pV=Py

解得

PP+n^.

'v

②第5+1)壓下活塞前,己經(jīng)壓下了〃次,這時(shí)籃球內(nèi)氣壓為

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