高考物理二輪復(fù)習(xí) 高考仿真搶分練（二）-人教版高三物理試題

高考仿真搶分練(二)(建議用時(shí)：60分鐘)第Ⅰ卷一、單項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意．)1．吊床用繩子拴在兩棵樹上等高位置，某人先坐在吊床上，后躺在吊床上，均處于靜止?fàn)顟B(tài)．設(shè)吊床兩端系繩中的拉力為F1，吊床對(duì)人的作用力為F2，則()A．坐著比躺著時(shí)F1大B．坐著比躺著時(shí)F1小C．坐著比躺著時(shí)F2大D．坐著比躺著時(shí)F2小A[吊床對(duì)人的作用力與重力等值反向，所以躺著和坐在時(shí)，F(xiàn)2都等于人的重力，不變．坐在吊床上時(shí)，吊床兩端繩的拉力與豎直方向上的夾角較大，根據(jù)共點(diǎn)力平衡有：2Fcosθ＝G，θ越大．則繩子的拉力越大，所以坐著時(shí)，繩子與豎直方向的夾角較大，則繩子的拉力較大，相反躺著時(shí)，繩子的拉力較小，即坐著比躺著時(shí)F1大．故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．]2．某大型游樂場(chǎng)內(nèi)的新型滑梯可以等效為如圖1所示的模型，一個(gè)小朋友在AB段的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1<tanθ，BC段的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2>tanθ，他從A點(diǎn)開始下滑，滑到C點(diǎn)恰好靜止，整個(gè)過程中滑梯保持靜止?fàn)顟B(tài)．則該小朋友從斜面頂端A點(diǎn)滑到底端C點(diǎn)的過程中()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：25702123】圖1A．地面對(duì)滑梯的摩擦力方向先水平向左，后水平向右B．地面對(duì)滑梯始終無摩擦力作用C．地面對(duì)滑梯的支持力的大小始終等于小朋友和滑梯的總重力的大小D．地面對(duì)滑梯的支持力的大小先大于、后小于小朋友和滑梯的總重力的大小A[小朋友在AB段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在BC段做勻減速直線運(yùn)動(dòng)；將小朋友的加速度a1、a2分解為水平和豎直兩個(gè)方向，如圖．以小朋友和滑梯整體為研究對(duì)象，由于小朋友在AB段有水平向左的分加速度，根據(jù)牛頓第二定律得知，地面對(duì)滑梯的摩擦力方向先水平向左；同理可知，小朋友在BC段做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，地面對(duì)滑梯的摩擦力方向水平向右，A正確，B錯(cuò)誤．以小朋友和滑梯整體為研究對(duì)象，小朋友在AB段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，有豎直向下的分加速度，則由牛頓第二定律分析得知地面對(duì)滑梯的支持力小于小朋友和滑梯的總重力．同理，小朋友在BC段做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，地面對(duì)滑梯的支持力大于小朋友和滑梯的總重力．C、D錯(cuò)誤．]3．如圖2所示a、b間接入正弦交流電，理想變壓器右側(cè)部分為一火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)原理圖，R2為熱敏電阻，隨著溫度升高其電阻變小，所有電表均為理想電表，電流表A2為值班室的顯示器，顯示通過R1的電流，電壓表V2顯示加在報(bào)警器上的電壓(報(bào)警器未畫出)，R3為一定值電阻．當(dāng)R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，以下說法中正確的是()圖2A．V1的示數(shù)減小，A2的示數(shù)增大B．V1的示數(shù)不變，A1的示數(shù)減小C．V2的示數(shù)減小，A1的示數(shù)增大D．V2的示數(shù)不變，A2的示數(shù)減小C[當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，R2的電阻減小，導(dǎo)致電路的總的電阻減小，所以電路中的總電流將會(huì)增加，A1測(cè)量的是原線圈中的總的電流，由于副線圈的電流增大了，所以原線圈的電流A1示數(shù)也要增加；由于電源的電壓不變，原副線圈的電壓也不變，所以V1的示數(shù)不變，由于副線圈中電流增大，R3的電壓變大，所以V2的示數(shù)要減小，即R1的電壓也要減小，所以A2的示數(shù)要減小，所以C正確，A、B、D錯(cuò)誤．故選C.]4．如圖3所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一個(gè)以O(shè)為圓心、半徑為R的圓，電場(chǎng)方向與圓所在平面平行，A、O兩點(diǎn)電勢(shì)差為U，一帶正電的粒子在該電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，經(jīng)A、B兩點(diǎn)時(shí)速度方向沿圓的切線方向，速度大小均為v0，粒子重力不計(jì)，只受電場(chǎng)力，則下列說法正確的是()圖3A．粒子從A到B的運(yùn)動(dòng)過程中，動(dòng)能先增大后減小B．圓周上電勢(shì)最高的點(diǎn)與O點(diǎn)的電勢(shì)差為eq\r(2)UC．粒子在A、B間是做圓周運(yùn)動(dòng)D．勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E＝eq\f(U,R)B[帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)，由于粒子在A、B兩點(diǎn)動(dòng)能相等，電場(chǎng)力做功為0，則電勢(shì)能也相等，因?yàn)閯驈?qiáng)電場(chǎng)，所以兩點(diǎn)的連線AB即為等勢(shì)面．根據(jù)等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直特性，從而畫出電場(chǎng)線CO.由曲線運(yùn)動(dòng)條件可知，帶正電粒子所受的電場(chǎng)力沿著CO方向，因此粒子從A到B做拋體運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤．由以上分析可知，速度方向與電場(chǎng)力方向夾角先大于90°后小于90°，電場(chǎng)力對(duì)于運(yùn)動(dòng)來說先是阻力后是動(dòng)力，所以粒子動(dòng)能先減小后增大，故A錯(cuò)誤；勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度Ed＝U式中的d是沿著電場(chǎng)強(qiáng)度方向的距離，因而由幾何關(guān)系可知，UAO＝E×eq\f(\r(2),2)R，所以E＝eq\f(\r(2)U,R)，故D錯(cuò)誤；圓周上，電勢(shì)最高的點(diǎn)與O點(diǎn)的電勢(shì)差為U＝ER＝eq\f(\r(2)U,R)×R＝eq\r(2)U，B正確；故選B.]5.如圖4所示，半徑為R且豎直放置的光滑圓軌道與水平直軌道相連接，整個(gè)裝置均處在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的小球A以一定的初速度沿直軌道向左運(yùn)動(dòng)．若小球與水平直軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，經(jīng)過N點(diǎn)時(shí)的速度大小為v0，經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)的速度大小為v，重力加速度為g，則下列說法正確的是()圖4A．若小球恰好能到達(dá)圓軌道的最高點(diǎn)M，則有v＝eq\r(gR)B．小球從P點(diǎn)到M點(diǎn)的過程中機(jī)械能減少C．小球在最高點(diǎn)時(shí)，有mg＋qvB＝meq\f(v2,R)D．根據(jù)已知條件可算出小球從N到M過程中，小球克服摩擦力做的功為eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)mv2－2mgRD[當(dāng)小球恰好能到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，在最高點(diǎn)小球與光滑圓軌道之間沒有彈力存在，則由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可得mg－qvB＝meq\f(v2,R)，所以v≠eq\r(gR)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；小球從P點(diǎn)到M點(diǎn)的過程中，只有小球的重力做功，所以小球的機(jī)械能守恒，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；小球通過最高點(diǎn)時(shí)，有mg＋F－qvB＝meq\f(v2,R)，其中F為小球和軌道之間的作用力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；設(shè)小球從N到M過程中克服摩擦力做的功為Wf，由功能關(guān)系可得Wf＋2mgR＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)mv2，解得Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)mv2－2mgR，選項(xiàng)D正確．]二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題4分，共計(jì)16分．每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，錯(cuò)選或不答的得0分．)6.如圖5是滑雪場(chǎng)的一條雪道．質(zhì)量為70kg的某滑雪運(yùn)動(dòng)員由A點(diǎn)沿圓弧軌道滑下，在B點(diǎn)以5eq\r(3)m/s的速度水平飛出，落到了傾斜軌道上的C點(diǎn)(圖中未畫出)．不計(jì)空氣阻力，θ＝30°，g取10m/s2，則下列判斷正確的是()圖5A．該滑雪運(yùn)動(dòng)員騰空的時(shí)間為1sB．BC兩點(diǎn)間的落差為5eq\r(3)mC．落到C點(diǎn)時(shí)重力的瞬時(shí)功率為3500eq\r(7)WD．若該滑雪運(yùn)動(dòng)員從更高處滑下，落到C點(diǎn)時(shí)速度與豎直方向的夾角不變AD[運(yùn)動(dòng)員平拋的過程中，水平位移為x＝v0t，豎直位移為y＝eq\f(1,2)gt2，落地時(shí)：tanθ＝eq\f(y,x)，聯(lián)立解得t＝1s，y＝5m．故A正確，B錯(cuò)誤；落地時(shí)豎直方向的速度：vy＝gt＝10×1m/s＝10m/s；所以落到C點(diǎn)時(shí)重力的瞬時(shí)功率為：P＝mg·vy＝70×10×10W＝7000W，故C錯(cuò)誤；根據(jù)落地時(shí)速度方向與水平方向之間的夾角的表述式：tanα＝eq\f(gt,v0)＝2×eq\f(1,2)gt2/v0t＝eq\f(2y,x)＝2tanθ，可知到C點(diǎn)時(shí)速度與豎直方向的夾角與平拋運(yùn)動(dòng)的初速度無關(guān)．故D正確．]7.在2013年6月10日上午，我國(guó)首次太空授課在距地球300多千米的“天宮一號(hào)”上舉行，如圖6所示的是宇航員王亞萍在“天宮一號(hào)”上所做的“水球”.若已知地球的半徑為6400km，地球表面的重力加速度為g＝9.8m/s2，下列關(guān)于“水球”和“天宮一號(hào)”的說法正確的是()圖6A．“水球”的形成是因?yàn)樘罩袥]有重力B．“水球”受重力作用，其重力加速度大于5m/s2C．“天宮一號(hào)”運(yùn)行速度小于7.9km/sD．“天宮一號(hào)”的運(yùn)行周期約為1.5hBCD[“天宮一號(hào)”是圍繞地球運(yùn)動(dòng)的，即地球?qū)λ娜f有引力提供了其圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，水球與“天宮一號(hào)”是一個(gè)整體，因此可知水球也受到地球引力作用，也有重力，故A錯(cuò)誤；在地球表面：Geq\f(Mm,R2)＝mg，在300km的高度：g′＝eq\f(GM,R＋h2)＝eq\f(R2,R＋h2)g＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(6400,6700)))2×9.8m/s2≈8.9m/s2，即“水球”受重力作用，其重力加速度大于5m/s2，選項(xiàng)B正確；因?yàn)槔@地球表面運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的速度是7.9km/s，故“天宮一號(hào)”運(yùn)行速度小于7.9km/s，選項(xiàng)C正確；由萬有引力提供向心力的周期表達(dá)式可得：Geq\f(Mm,r2)＝mreq\f(4π2,T2)，解得：T＝eq\r(\f(4π2r3,GM))，又：GM＝gR2，可得：T＝eq\r(\f(4π2r3,gR2))＝eq\r(\f(4×3.142×6400×103＋300×1033,9.8×6400×1032))s＝5436s≈1.5h，故D正確．故選B、C、D.]8．如圖7所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場(chǎng)在y軸方向足夠?qū)?，在x軸方向?qū)挾葹閍.一直角三角形導(dǎo)線框ABC(BC邊的長(zhǎng)度為a)從圖示位置向右勻速穿過磁場(chǎng)區(qū)域，以逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?，感?yīng)電流i、BC兩端的電壓uBC與線框移動(dòng)的距離x的關(guān)系圖象不正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：25702124】圖7ABC[導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv，感應(yīng)電流I＝eq\f(E,R)＝eq\f(BLv,R)，x在0～a內(nèi)，有效長(zhǎng)度L逐漸變大，感應(yīng)電流I逐漸變大，在a～2a內(nèi)，有效長(zhǎng)度L逐漸變大，感應(yīng)電流逐漸變大，A、B錯(cuò)誤；由楞次定律可知，在線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向，電流是正的，在線框離開磁場(chǎng)的過程中，感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向，感應(yīng)電流是負(fù)的，故C錯(cuò)誤，D正確，因選錯(cuò)誤選項(xiàng)，所以選擇A、B、C.]9．由光滑細(xì)管組成的軌道如圖8所示，其中AB段和BC段是半徑為R的四分之一圓弧，軌道固定在豎直平面內(nèi)．一質(zhì)量為m的小球，從距離水平地面為H的管口D處靜止釋放，最后能夠從A端水平拋出落到地面上．下列說法正確的是()圖8A．小球落到地面時(shí)相對(duì)于A點(diǎn)的水平位移為2eq\r(RH－2R2)B．小球落到地面時(shí)相對(duì)于A點(diǎn)的水平位移為2eq\r(2RH－4R2)C．小球能從細(xì)管A端水平拋出的條件是H＞2RD．小球能從細(xì)管A端水平拋出的最小高度Hmin＝eq\f(5,2)RBC[從D到A運(yùn)動(dòng)過程中只有重力做功，機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)＋mg2R＝mgH，解得vA＝eq\r(2gH－4gR)，從A點(diǎn)拋出后做平拋運(yùn)動(dòng)，則由2R＝eq\f(1,2)gt2得t＝eq\r(\f(4R,g))則x＝vAt＝2eq\r(2RH－4R2)，故A錯(cuò)誤，B正確；細(xì)管可以提供支持力，所以到達(dá)A點(diǎn)的速度大于零即可，即vA＝eq\r(2gH－4gR)>0，解得H＞2R，故C正確，D錯(cuò)誤．]第Ⅱ卷三、簡(jiǎn)答題(本題分必做題(第10、11題)和選做題(第12題)兩部分，共計(jì)42分．)[必做題]10．(8分)如圖9甲所示，一位同學(xué)利用光電計(jì)時(shí)器等器材做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)．有一直徑為d、質(zhì)量為m的金屬小球由A處靜止釋放，下落過程中能通過A處正下方、固定于B處的光電門，測(cè)得A、B間的距離為H(H?d)，光電計(jì)時(shí)器記錄下小球通過光電門的時(shí)間為t，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間.則：【導(dǎo)學(xué)號(hào)：25702125】甲乙丙圖9(1)如圖乙所示，用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)得小球的直徑d＝________cm.(2)多次改變高度H，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，作出eq\f(1,t2)隨H的變化圖象如圖丙所示，當(dāng)圖中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直徑d滿足以下表達(dá)式：________(用t0、H0、g、d表示，四個(gè)量均取國(guó)際單位)時(shí)，可判斷小球下落過程中機(jī)械能守恒．(3)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)動(dòng)能增加量ΔEk總是稍小于重力勢(shì)能減少量ΔEp，增加下落高度后，則ΔEp－ΔEk將________________(選填“增加”、“減小”或“不變”)．【解析】(1)由圖可知，主尺刻度為7mm；游標(biāo)對(duì)齊的刻度為3；故讀數(shù)為：7mm＋3×0.05mm＝7.15mm＝0.715cm.(2)若減小的重力勢(shì)能等于增加的動(dòng)能時(shí)，可以認(rèn)為機(jī)械能守恒；則有：mgH＝eq\f(1,2)mv2，即：2gH0＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,t0)))2解得：2gH0teq\o\al(2,0)＝d2.(3)由于該過程中有阻力做功，而高度越高，阻力做功越多；故增加下落高度后，則ΔEp－ΔEk將增加．【答案】(1)0.715cm(2)2gH0teq\o\al(2,0)＝d2(3)增加11．(10分)現(xiàn)有一滿偏電流為500μA，內(nèi)阻為1.2×103Ω的靈敏電流計(jì)，某同學(xué)想把它改裝成中值電阻為600Ω的歐姆表，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：A．一節(jié)干電池(標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)為1.5V)B．電阻箱R1(最大阻值99.99Ω)C．電阻箱R2(最大阻值999.9Ω)D．滑動(dòng)變阻器R3(0～100Ω)E．滑動(dòng)變阻器R4(0～1kΩ)F．導(dǎo)線若干及兩個(gè)接線柱(1)由于電流計(jì)內(nèi)阻較大，該同學(xué)先把電流計(jì)改裝為量程為0～2.5mA的電流表，則電流計(jì)應(yīng)________聯(lián)一個(gè)電阻箱(選填“串”或“并”)，將其阻值調(diào)為________Ω.(2)將改裝后的電流表作為表頭改裝為歐姆表，請(qǐng)?jiān)趫D10方框內(nèi)把改裝后的電路圖補(bǔ)畫完整，并標(biāo)注所選電阻箱和滑動(dòng)變阻器的符號(hào)(B～E)．圖10(3)用改裝后的歐姆表測(cè)一待測(cè)電阻，讀出電流計(jì)的示數(shù)為200μA，則待測(cè)電阻阻值為________Ω.【解析】(1)將電流計(jì)改裝為電流表應(yīng)該并聯(lián)一個(gè)電阻，R1＝eq\f(IgRg,I－Ig)＝eq\f(500×10－6×1.2×103,2.5×10－3－500×10－6)Ω＝300Ω.(2)改裝后的電流表內(nèi)阻R′＝eq\f(1,\f(1,300)＋\f(1,1200))Ω＝240Ω，把表頭改裝成中值電阻為600Ω的歐姆表，則需要串聯(lián)的電阻R″＝(600－240)Ω＝360Ω，所以選擇電阻箱R2(最大阻值999.9Ω)和滑動(dòng)變阻器R4(0～1kΩ)，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示：(3)根據(jù)eq\f(I1,Ig)＝eq\f(Rg,R1)＝eq\f(1200,300)＝4得I1＝4Ig；又I＝I1＋I(xiàn)g，得I＝5Ig所以改裝后，當(dāng)電流表讀數(shù)為200μA，表頭兩端電壓Ug＝IgRg＝0.2mA×1.2kΩ＝0.24V，I＝5Ig＝1mA所以有eq\f(E－Ug,R″＋Rx)＝I解得：Rx＝900Ω.【答案】(1)并300(2)見解析(電路連接錯(cuò)誤、電阻箱或滑動(dòng)變阻器選錯(cuò)或未標(biāo)出均零分)(3)900[選做題]12．[選做題]本題包括A、B、C三小題，請(qǐng)選定其中兩小題，并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答，若多做，則按A、B兩小題評(píng)分．A．[選修3－3](12分)(1)關(guān)于下列圖象的描述和判斷中正確的是________．甲乙圖11A．圖甲表示液體表面層分子間的距離比液體內(nèi)部分子間距離大，所以表面層分子間的引力大于液體內(nèi)部分子間的引力B．圖甲表示液體表面層分子間距離較大，分子間受到的引力大于斥力，因此表面層分子間作用力表現(xiàn)為引力C．圖乙表示不同溫度時(shí)氧氣分子的速率分布圖象，由此可知溫度T1＞T2D．圖乙表示不同溫度時(shí)氧氣分子的速率分布圖象，由此可知T2溫度氧氣分子的平均動(dòng)能較大(2)如圖12所示為一定質(zhì)量的氦氣(可視為理想氣體)狀態(tài)變化的V-T圖象，已知該氦氣所含的氦分子總數(shù)為N，氦氣的摩爾質(zhì)量為M，其在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)為p0，阿伏加德羅常數(shù)為NA.圖12①氦氣在C狀態(tài)時(shí)氦氣分子間的平均距離d＝________；②氦氣在A狀態(tài)時(shí)的壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是________________________．(3)在第(2)小題的情境中，試求：①氦氣在B狀態(tài)時(shí)的壓強(qiáng)pB；②若氦氣從狀態(tài)B到狀態(tài)C過程外界對(duì)氦氣做功為W，則該過程中氦氣是吸熱還是放熱？傳遞的熱量為多少？【解析】(1)隨著分子間距的增大，分子引力與斥力均減小，只不過在液體表面層分子間作用力表現(xiàn)為引力，即斥力減小得更快，從而形成液體表面張力，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，雖然分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，但大多數(shù)分子的速率在某個(gè)數(shù)值附近，離開這個(gè)數(shù)值越遠(yuǎn)，分子數(shù)越少，且氣體的溫度越高，速率大的分子所占的比例越大，由圖乙可知，有T2>T1故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確．(2)①根據(jù)題意有：V0＝Nd3，解得：d＝eq\r(3,\f(V0,N)).②氣體壓強(qiáng)形成的原因是由于大量氣體分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，對(duì)器壁無規(guī)則碰撞，從而形成的持續(xù)的穩(wěn)定的碰撞作用力，即產(chǎn)生壓強(qiáng)．(3)①A→B過程為等容變化過程，有：eq\f(pA,TA)＝eq\f(pB,TB)，解得：pB＝eq\f(TB,TA)pA＝eq\f(1,2)pA＝eq\f(1,2)p0.②B→C過程為等溫變化過程，因此在過程中，對(duì)氣體ΔU＝0又因?yàn)橥饨鐚?duì)氣體做功，所以該過程中氣體放熱，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W解得：Q＝－W，顯然W為正值，所以傳遞的熱量為W.【答案】(1)①BD(2)①eq\r(3,\f(V0,N))②氣體分子不斷地與容器壁發(fā)生碰撞(3)①eq\f(1,2)p0②放熱WB．[選修3－4](12分)(1)下列說法中正確的是________．A．被拍打的籃球上下運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)B．受迫振動(dòng)的物體總以它的固有頻率振動(dòng)C．當(dāng)觀察者和波源間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)一定能觀察到多普勒效應(yīng)現(xiàn)象D．在以速度v高速運(yùn)行的航天器上看地球上的時(shí)間進(jìn)程變慢(2)1971年，屠呦呦等獲得了青蒿乙醚提取物結(jié)晶，研究人員通過X射線衍射分析確定了青蒿素的結(jié)構(gòu)．X射線衍射是研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的最常用方法，用于分析的X射線波長(zhǎng)在0.05nm～0.25nm范圍之間，因?yàn)閄射線的波長(zhǎng)________(選填“遠(yuǎn)大于”“接近”或“遠(yuǎn)小于”)晶體內(nèi)部原子間的距離，所以衍射現(xiàn)象明顯．分析在照相底片上得到的衍射圖樣，便可確定晶體結(jié)構(gòu)．X射線是________(選填“縱波”或“橫波”)．(3)如圖13所示，有一四棱鏡ABCD，∠B＝∠C＝90°，∠D＝75°.某同學(xué)想測(cè)量其折射率，他用激光筆從BC面上的P點(diǎn)射入一束激光，從Q點(diǎn)射出時(shí)與AD面的夾角為30°，Q點(diǎn)到BC面垂線的垂足為E，P、Q兩點(diǎn)到E點(diǎn)的距離分別為a、eq\r(3)a，已知真空中光速為c，求：圖13①該棱鏡材料的折射率n；②激光從P點(diǎn)傳播到Q點(diǎn)所需的時(shí)間t.【解析】(1)被拍打的籃球上下運(yùn)動(dòng)過程中其回復(fù)力不滿足F＝－kx，不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，受迫振動(dòng)的物體，振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，不一定等于它的固有頻率，A、B均錯(cuò)誤；當(dāng)觀察者繞波源做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)就不能觀察到多普勒效應(yīng)，C錯(cuò)誤；由相對(duì)論的空中慢效應(yīng)可知，選項(xiàng)D正確．(2)由明顯衍射的條件可知，所選取的X射線的波長(zhǎng)應(yīng)接近晶體內(nèi)部原子間的距離，X射線是橫波．(3)①由題意，根據(jù)QE⊥BC，QE＝eq\r(3)PE得∠PQE＝30°，由幾何關(guān)系可知，激光在AD面上的入射角i＝45°，折射角為γ＝60°光從介質(zhì)射向真空，由折射定律得n＝eq\f(sinγ,sini)＝eq\f(\r(6),2).②光在棱鏡中傳播的速度v＝eq\f(c,n)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t＝eq\f(2a,v)解得t＝eq\f(\r(6)a,c).【答案】(1)D(2)接近橫波(3)①eq\f(\r(6),2)②eq\f(\r(6)a,c)C．[選修3－5](12分)(1)關(guān)于下列圖象的描述和判斷中正確的是________．甲乙圖14A．圖甲是四種溫度下黑體輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系，由此可知，T1＜T2＜T3＜T4B．圖甲是四種溫度下黑體輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系，由此可知，溫度越高各種波長(zhǎng)的輻射增強(qiáng)，且峰值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)C．圖乙表示α粒子散射圖景，發(fā)現(xiàn)多數(shù)α粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明原子的質(zhì)量是均勻分布的D．圖乙表示α粒子散射圖景，發(fā)現(xiàn)多數(shù)α粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明原子的質(zhì)量絕大部分集中在很小空間范圍(2)如圖15甲所示為研究發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)通過光電管上的電流隨電壓變化的電路，用頻率為ν的單色光照射陰極K時(shí)，能發(fā)生光電效應(yīng)，改變光電管兩端的電壓，測(cè)得電流隨電壓變化的圖象如圖乙所示，已知電子的帶電荷量為－e，真空中的光速為c，普朗克常量為h.圖15①?gòu)年帢OK逸出光電子的最大初動(dòng)能Ek＝________，陰極K的極限頻率ν0＝________；②若用上述單色光照射一群處于基態(tài)的氫原子，恰能使氫原子躍遷到n＝4的激發(fā)態(tài)，氫原子處于基態(tài)時(shí)的能量E1＝________(已知?dú)湓觧級(jí)上的能量En與基態(tài)的能量滿足En＝eq\f(E1,n2))．(3)某元素A在發(fā)生α衰變生成B元素的同時(shí)，能放出頻率為ν的光子，設(shè)有一個(gè)靜止的原子核eq\o\al(y,x)A，質(zhì)量為m0，衰變時(shí)在α粒子的速度方向上放出一個(gè)光子，已知放出α粒子的質(zhì)量為mα，速度為vα，光子的速度為c，靜質(zhì)量為0，光子的動(dòng)量為eq\f(h,λ)，試求：①元素A發(fā)生α衰變的核反應(yīng)方程式為________________，如果元素A的半衰期為10天，在對(duì)160g元素A的單質(zhì)加熱40天后，還剩下元素A的單質(zhì)________g；②靜止的原子核eq\o\al(y,x)A衰變后的速度v.【解析】(1)根據(jù)黑體輻射規(guī)律可知，隨著溫度升高，一方面各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加，另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；由盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)可知，多數(shù)α粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，少數(shù)α粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，說明原子的絕大部分質(zhì)量集中在很小空間范圍，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確．(2)①由圖乙可知－eUC＝0－Ek解得：Ek＝eUC根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)有：Ek＝hν－W0又W0＝hν0解得：ν0＝ν－eq\f(eUC,h).②在原子躍遷過程中，根據(jù)能量守恒定律有：hν＝ΔE＝E4－E1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,42)－1))E1解得：E1＝－eq\f(16,15)hν.(3)①根據(jù)衰變反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒可知，元素A發(fā)生α衰變的核反應(yīng)方程式為：eq\o\al(y,x)A→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(y－4,x－2)B.經(jīng)過衰變后剩下元素A的單質(zhì)質(zhì)量為：m′＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,τ)m＝(eq\f(1,2))eq\f(40,10)×160g＝10g.②衰變過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以α粒子的速度方向?yàn)檎较颍校?＝(m0－mα)v＋mαvα＋eq\f(h,λ)解得：v＝－eq\f(λmαvα＋h,λm0－mα)，“－”說明其方向與α粒子的速度方向相反．【答案】(1)BD(2)①eUCν－eq\f(eUC,h)②－eq\f(16,15)hν(3)①eq\o\al(y,x)A→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(y－4,x－2)B10g②大小v＝eq\f(λmαvα＋h,λm0－mα)，方向與α粒子的速度方向相反四、計(jì)算題(本題共3小題，共計(jì)47分．解答時(shí)請(qǐng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13．(16分)如圖16所示，水平放置的平行光滑導(dǎo)軌間有兩個(gè)區(qū)域有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線M、N間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1＝8B，虛線P、Q間有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線M、N和P、Q間距均為d，N、P間距為15d，一質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置在導(dǎo)軌上，位于M左側(cè)，距M也為d，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌左端接有一阻值為R的定值電阻，現(xiàn)給導(dǎo)體棒一個(gè)向右的水平恒力，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)以后能勻速地通過兩個(gè)磁場(chǎng)，不計(jì)導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻，求：圖16(1)P、Q間磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大??；(2)通過定值電阻的電荷量；(3)定值電阻上產(chǎn)生的焦耳熱．【解析】(1)導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)外時(shí)，在恒力F的作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)進(jìn)入M、N間磁場(chǎng)時(shí)速度為v1，則根據(jù)動(dòng)能定理有Fd＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1) 2分導(dǎo)體棒在M、N間磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)，有F＝eq\f(8B2L2v1,R) 2分設(shè)導(dǎo)體棒進(jìn)入P、Q間磁場(chǎng)時(shí)的速度為v2，則由動(dòng)能定理有F·16d＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2) 2分導(dǎo)體棒在P、Q間磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)，有F＝eq\f(B\o\al(2,2)L2v2,R) 2分得B2＝4B. 1分(2)設(shè)導(dǎo)體棒通過磁場(chǎng)過程中通過定值電阻的電荷量為qq＝eq\x\to(I)Δt＝eq\f(\x\to(E),R)Δt＝eq\f(ΔΦ,R) 2分由于通過兩個(gè)磁場(chǎng)過程中導(dǎo)體棒掃過的區(qū)域的磁通量的變化量為ΔΦ＝(B1－B2)Ld 2分q＝eq\f(ΔΦ,R)＝eq\f(8－4BLd,R)＝eq\f(4BLd,R). 1分(3)定值電阻中產(chǎn)生的焦耳熱等于導(dǎo)體棒克服安培力做的功，由于導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng)，因此導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中受到的安培力大小等于F，則定值電阻中產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝2Fd. 1分【答案】(1)4B(2)eq\f(4BLd,R)(3)2Fd14．(16分)如圖17，靜止于A處的離子，經(jīng)電壓為U的加速電場(chǎng)加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析器，從P點(diǎn)垂直CN進(jìn)入矩形區(qū)域的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向左．靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻向分布的電場(chǎng)(通道內(nèi)各處的電場(chǎng)方向指向圓心O點(diǎn))．已知圓弧所在處場(chǎng)強(qiáng)為E0，方向如圖所示；離子質(zhì)量為m、電荷量為q；QN＝2d、PN＝3d，離子重力不計(jì)．【導(dǎo)學(xué)號(hào)：25702126】圖17(1)求圓弧虛線對(duì)應(yīng)的半徑R的大??；(2)若離子恰好能打在NQ的中點(diǎn)上，求矩形區(qū)域QNCD內(nèi)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的值；(3)若撤去矩形區(qū)域QNCD內(nèi)的勻強(qiáng)電場(chǎng)，換為垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，要求離子能最終打在QN上，求磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍．【解析】(1)離子在加速電場(chǎng)中加速，根據(jù)動(dòng)能定理，有：qU＝eq\f(1,2)mv2 2分離子在輻向電場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有：qE0＝meq\f(v2,R) 2分得：R＝eq\f(2U,E0). 1分(2)離子做類平拋運(yùn)動(dòng)：d＝vt,3d＝eq\f(1,2)at2 2分由牛頓第二定律得：qE＝ma 1分聯(lián)立得：E＝eq\f(12U,d). 2分(3)離子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有qvB＝meq\f(v2,r)則r＝eq\f(1,B)eq\r(\f(2mU,q)) 2分離子能打在QN上，則既沒有從DQ邊出去也沒有從PN邊出去，則離子運(yùn)動(dòng)徑跡的邊界如圖中Ⅰ和Ⅱ，由幾何關(guān)系知，離子能打在QN上，必須滿足：eq\f(3,2)d≤r≤2d 2分則有eq\f(1,2d)eq\r(\f(2mU,q))≤B≤eq\f(2,3d)eq\r(\f(2mU,q)). 2分【答案】(1)eq\