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1、
計算題+選考題組合練(3)
1.(2019安徽蕪湖模擬)如圖所示,長為L的細繩豎直懸掛著一質(zhì)量為3m的小球A,恰好緊挨著放置在水平地面上質(zhì)量為m的物塊B?，F(xiàn)保持細繩繃直,把小球向左上方拉至細繩與豎直方向成60°角的位置,然后釋放小球。小球到達最低點時恰好與物塊發(fā)生碰撞,然后小球向右擺動的最大高度為18L,碰后物塊向右滑行的距離恰為4.5L,求物塊B與地面之間的動摩擦因數(shù)μ。
答案 0.25
解析 小球A下擺過程,由機械能守恒定律得
3mgL(1- cos 60°)=12×3mvA2
解得碰前小球A的速度vA=gL
小球A向右擺動過程,由機械能守恒定律得
12×3mv2=3
2、mg×18L
解得碰后小球A的速度v=12gL
A、B碰撞過程系統(tǒng)動量守恒,以向右為正方向,由動量守恒定律得3mvA=3mv+mvB
物塊B滑動過程由動能定理得
-μmg·4.5L=0-12mvB2
解得μ=0.25
2.如圖所示,在傾角θ=37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的勻強磁場區(qū)域MNPQ,磁感應強度B的大小為5 T,磁場寬度d=0.55 m。有一邊長L=0.4 m、質(zhì)量m1=0.6 kg、電阻R=2 Ω的正方形均勻?qū)w線框abcd通過一輕質(zhì)細線跨過光滑的定滑輪與一質(zhì)量m2=0.4 kg的物體相連。物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,將線框從圖示位置由靜止釋放,物體到定
3、滑輪的距離足夠長。(取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
(1)求線框abcd還未進入磁場的運動過程中,細線中的拉力大小;
(2)當ab邊剛進入磁場時,線框恰好做勻速直線運動,求線框剛釋放時ab邊距磁場MN邊界的距離x;
(3)在(2)問中的條件下,若cd邊恰離開磁場邊界PQ時,速度大小為2 m/s,求整個運動過程中ab邊產(chǎn)生的熱量。
答案 (1)2.4 N (2)0.25 m (3)0.1 J
解析 (1)線框還未進入磁場的過程中,以整體法有
m1g sin θ-μm2g=(m1+m2)a,
解得a=2 m/s2
以m2為研究對象,由牛頓
4、第二定律得
T-μm2g=m2a,
解得T=2.4 N
(2)線框剛進入磁場恰好做勻速直線運動,以整體法有
m1g sin θ-μm2g-B2L2vR=0
解得v=1 m/s
ab到MN前線框做勻加速運動,有
v2=2ax
解得x=0.25 m
(3)線框從開始運動到cd邊恰離開磁場邊界PQ時,有
m1g sin θ(x+d+L)-μm2g(x+d+L)=12(m1+m2)v12+Q,
解得Q=0.4 J,
所以Qab=14Q=0.1 J
3.選修3-3
(2019廣西欽州第三次質(zhì)檢)(1)關(guān)于氣體的內(nèi)能和熱力學定律,下列說法正確的是( )
A.對氣體做功可以改
5、變其內(nèi)能
B.質(zhì)量和溫度都相同的氣體,內(nèi)能一定相同
C.熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體
D.一定量的理想氣體在等溫膨脹過程中,一定吸收熱量
E.一定量的理想氣體,溫度越高,氣體分子運動越劇烈,氣體內(nèi)能越大
(2)如圖所示,絕熱圓筒水平放置,圓筒內(nèi)有一絕熱活塞C,活塞的長度是圓筒長的13,活塞的中心與圓筒中心重合,整個裝置置于溫度恒為300 K、壓強恒為1.0×105 Pa的大氣中?，F(xiàn)用導熱材料A、B封閉圓筒的兩端,然后把圓筒左端放入一溫度恒定的密閉熱源中,并保持圓筒水平,發(fā)現(xiàn)活塞緩慢向右移動。當活塞移動距離等于活塞長度的115時,活塞保持靜止。不計活塞與圓筒內(nèi)壁間的摩擦,求:
6、
①右端氣體此時的壓強;
②熱源的溫度。
答案 (1)ADE
(2)①1.25×105 Pa?、?50 K
解析 (1)做功和熱傳遞在改變內(nèi)能上是等效的,都可以使內(nèi)能發(fā)生變化,A正確;溫度相同,則分子平均動能相同,質(zhì)量相同,若為不同的氣體則分子數(shù)目不同,內(nèi)能不一定相同,B錯誤;熱量可能從低溫物體傳到高溫物體,但要引起其他變化,不是自發(fā)過程,C錯誤;一定量的理想氣體在等溫膨脹過程中,對外做功,內(nèi)能不變,根據(jù)ΔU=W+Q可知Q>0,故一定從外界吸收熱量,D正確;一定量的理想氣體,溫度越高,氣體分子運動越劇烈,分子平均動能越大,氣體內(nèi)能越大,E正確。
(2)①設活塞橫截面積為S,圓筒長為L
7、,對右側(cè)氣體,初態(tài):pB=1.0×105 Pa,VB=13LS
末態(tài):pB'=?,VB'=13-115LS
由玻意耳定律得pBVB=pB'VB'
解得pB'=1.25×105 Pa
②對左側(cè)氣體,初態(tài):pA=1.0×105 Pa,TA=300 K,VA=13LS
末態(tài):pA'=pB'=1.25×105 Pa,TA'=?,VA'=(13+115)LS
由理想氣體狀態(tài)方程得pAVATA=pA'VA'TA'
解得TA'=450 K
4.選修3-4
(1)(2019廣東汕頭二模)如圖所示,下列說法正確的是( )
A.圖甲中,P、Q是偏振片,M是光屏,當P固定不動,緩慢轉(zhuǎn)動Q時
8、,光屏M上的光亮度將會變化,此現(xiàn)象表明光波是橫波
B.圖乙是雙縫干涉示意圖,若只減小屏到雙縫間的距離L,兩相鄰亮條紋間距離將減小
C.根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論,變化的電場周圍一定能產(chǎn)生電磁波
D.利用紅外線進行遙感主要是因為紅外線的波長長,容易發(fā)生衍射
E.人站在路邊,一輛汽車響著喇叭從人身邊疾馳而過,人聽到喇叭的音調(diào)會由低變高
(2)(2019湖北武漢調(diào)研)如圖,水平桌面上有一水槽,槽中放置著平面鏡M,鏡面與水平面之間的夾角為θ。一束白光從O點射向水面,先經(jīng)水面折射,再經(jīng)平面鏡反射,又經(jīng)水面折射回到空氣中,最后在水槽左上方的豎直屏N上形成彩色光帶。若逐漸增大θ,各種色光陸續(xù)消失,假
9、定所有光線均在同一豎直平面。
① 色光最先從屏上消失;?
②若入射光線與水面成30°,鏡面與水平面之間的夾角θ=45°,屏上的彩色光帶恰好全部消失。求最后消失的色光對水的折射率。(結(jié)果可以用根式表示)
答案 (1)ABD (1)①紫?、?2
解析 (1)只有橫波才能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象,所以光的偏振現(xiàn)象表明光是一種橫波,故A正確。根據(jù)雙縫干涉,兩相鄰亮條紋的間距Δx與雙縫間距離d及光的波長λ的關(guān)系式Δx=Ldλ,可知若只減小屏到雙縫間的距離L,兩相鄰亮條紋間距離Δx將減小,故B正確。根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論可知,變化的磁場產(chǎn)生電場,變化的電場產(chǎn)生磁場;均勻變化的電(磁)場只能產(chǎn)生恒定
10、不變的磁(電)場,故C錯誤。波長越長,越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象;利用紅外線進行遙感是因為紅外線的波長長,容易發(fā)生衍射,故D正確。根據(jù)多普勒效應,聲波波源遠離觀察者時,觀察者接收到的聲波頻率變小,故E錯誤。
(2)①逐漸增大θ,反射光線逆時針轉(zhuǎn)動,反射光線射到水面的入射角增大,由于紫光的臨界角最小,所以紫光的入射角首先達到臨界角,發(fā)生全反射,故從屏上最先消失的是紫色光。
②最后消失的是紅光,紅光傳播的光路如圖
在空氣與水的界面,入射角α=60°,折射角為β。
由折射定律n=sinαsinβ
紅光在平面鏡上的入射角為r,由幾何關(guān)系β+r=45°
紅光由水面射向空氣,恰好發(fā)生全反射時入射角為C,由幾何關(guān)系C=β+2r且 sin C=1n,聯(lián)立解得n=72。
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（課標版）2020屆高考物理二輪復習 14計算題 選考題組合練（3）
