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1、小卷30分鐘提分練(2計算+2選1)(九)
一、非選擇題(32分,考生按要求作答)
24.(12分)如圖甲所示,MN、PQ是兩根間距為L=0.5 m,傾角為θ=30°的平行導軌,導軌頂端連接阻值為R=0.2 Ω的電阻.一根質(zhì)量為m=0.5 kg的導體棒ab,垂直于導軌靜置,與導軌頂端距離也為L,導體棒跨接在兩導軌間的電阻也為R,其與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=.磁場垂直于斜面且磁感應強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示,規(guī)定垂直斜面向上為正方向,整個過程導體棒ab恰好保持靜止.導軌電阻不計,重力加速度g=10 m/s2.試求:
(1)磁感應強度的最大值B1;
(2)經(jīng)過t=4 s導體棒產(chǎn)生的焦耳熱.
2、
解析:(1)根據(jù)法拉第電磁感應定律可知,感應電動勢
E==·L2(2分)
由圖乙可知磁感應強度的變化率=B1(1分)
由閉合電路歐姆定律得電流I=(1分)
電流大小不變且方向前半個周期由b指向a,后半個周期由a指向b,對ab導體棒受力分析,安培力隨磁感應強度增大而增大,隨磁感應強度減小而減小,且磁感應強度減小時,安培力沿斜面向下;磁感應強度增大時,安培力沿斜面向上.當安培力沿斜面向下且取最大值時是本題保持靜止的臨界條件,受力分析,如圖所示.
mgsin θ+B1IL-μmgcos θ=0(2分)
聯(lián)立以上各式解得
B1=2 T(2分)
(2)聯(lián)立解得電流
I=1.
3、25 A(1分)
由焦耳定律得經(jīng)過4 s導體棒產(chǎn)生的焦耳熱
Q=I2Rt(1分)
代入數(shù)據(jù)解得
Q=1.25 J(2分)
答案:(1)2 T (2)1.25 J
25.(20分)如圖所示,半徑R=2 m的光滑半圓軌道AC,傾角為θ=37°的粗糙斜面軌道BD固定在同一豎直平面內(nèi),兩軌道之間由一條足夠長的光滑水平軌道AB相連,B處用光滑小圓弧平滑連接.在水平軌道上,用擋板將a、b兩物塊間的輕質(zhì)彈簧擋住后處于靜止狀態(tài),物塊與彈簧不拴接.只放開左側(cè)擋板,物塊a恰好能通過半圓軌道最高點C;只放開右側(cè)擋板,物塊b恰好能到達斜面軌道最高點D.已知物塊a的質(zhì)量為m1=5 kg,物塊b的質(zhì)量為m2=
4、2.5 kg,物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5,物塊到達A點或B點之前已和彈簧分離.重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:
(1)斜面軌道BD的高度h;
(2)現(xiàn)將a物塊換成質(zhì)量為M=2.5 kg的物塊p,用擋板重新將p、b兩物塊間的輕質(zhì)彈簧擋住后處于靜止狀態(tài),同時放開左右兩擋板,物塊b仍恰好能到達斜面軌道最高點D,求此問中彈簧儲存的彈性勢能;
(3)物塊p離開C后的落點到A的距離.
解析:(1)只放開左側(cè)擋板,a物塊在C點有
m1g=m1(2分)
解得vC=2 m/s(1分)
從放開擋板到物塊到達C點,機械能守恒
E彈=m1
5、g·2R+(2分)
解得E彈=250 J(1分)
從放開b到D點,根據(jù)能量守恒
E彈=m2gh+μm2gcos θ·(1分)
解得h=6 m(1分)
(2)設b剛彈開時的速度為v2,則
Ekb==E彈(2分)
放開擋板前后,對b和p的系統(tǒng),動量守恒有
0=Mv-m2v2(2分)
解得v=10 m/s(1分)
則儲存的彈性勢能為E彈′=Ekb+Mv2=500 J(1分)
(3)p從放開到到達C點,機械能守恒
=Mg·2R+(2分)
解得vC′=2 m/s(1分)
p離開C后平拋,在豎直方向有2R=gt2(1分)
解得t= s(1分)
p離開C后的落點到A的距離為s
6、=vC′t=4 m(1分)
答案:(1)6 m (2)500 J (3)4 m
二、選考題:共15分.請考生從給出的2道題中任選一題作答,如果多做,則按所做的第一題計分.
33.[物理——選修3-3](15分)
(1)(5分)下列說法正確的是________.
A.夏天,輪胎被曬爆的瞬間,輪胎中的氣體溫度一定降低
B.氣體體積變大時,兩氣體分子間的分子力的合力一定變小
C.多晶體和非晶體都具有各向異性,沒有固定的熔點
D.當分子間的引力和斥力平衡時,分子勢能最小
E.由于液體表面分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大一些,所以在液體表面會產(chǎn)生表面張力
(2)(10分)絕熱
7、性能良好的氣缸固定放置,其內(nèi)壁光滑,開口向右,氣缸中封閉一定質(zhì)量的理想氣體,活塞通過水平輕繩跨過滑輪與重物相連,已知活塞的橫截面積為S=10 cm2,重物的質(zhì)量m=2 kg,重力加速度g=10 m/s2,大氣壓強p0=1.0×105 Pa,滑輪摩擦不計.穩(wěn)定時,活塞與氣缸底部間的距離為L1=12 cm,氣缸內(nèi)溫度T1=300 K.
(ⅰ)通過電熱絲對氣缸內(nèi)氣體加熱,氣體溫度緩慢上升到T2=400 K時停止加熱,求加熱過程中活塞移動的距離d;
(ⅱ)停止加熱后,在重物的下方加掛一個2 kg的重物,活塞向右移動4 cm后重新達到平衡,求此時氣缸內(nèi)氣體的溫度T3.
解析:(1)夏天,輪胎被曬爆
8、的瞬間,輪胎中的氣體體積增大,對外做功,則溫度一定降低,A正確. 如果開始時氣體分子之間的距離略小于r0,則當氣體的體積變大時,兩氣體分子之間的距離變大,分子力的合力可能減小也可能增大,B錯誤.多晶體和非晶體都具有各向同性,多晶體具有固定的熔點,但非晶體沒有固定的熔點,C錯誤.當兩分子之間的距離由平衡位置逐漸增大時,分子力表現(xiàn)為引力,則分子力做負功,分子勢能增大;當兩分子之間的距離由平衡位置逐漸減小時,分子力表現(xiàn)為斥力,則分子力做負功,分子勢能增大,因此當分子間的引力和斥力平衡時,分子勢能最小,D正確.由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離,液體表面分子間作用力表現(xiàn)為引力,所以液體表面具
9、有收縮的趨勢,E正確.
(2)(ⅰ)加熱前p1S+F=p0S(1分)
F=mg(1分)
加熱過程為等壓變化
=(2分)
可得d=4 cm(1分)
(ⅱ)加掛重物后
p3S+F′=p0S(1分)
F′=(m+m′)g(1分)
由理想氣體狀態(tài)方程有
=(2分)
可得T3=375 K(1分)
答案:(1)ADE (2)(ⅰ)4 cm (ⅱ)375 L
34.[物理——選修3-4](15分)
(1)(5分)下列說法正確的是( )
A.部隊過橋不能齊步走而要便步走,是為了避免橋梁發(fā)生共振現(xiàn)象
B.橫波在傳播過程中,波峰上的質(zhì)點運動到相鄰的波峰所用的時間為一個周期
C.
10、變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場;變化的磁場一定產(chǎn)生變化的電場
D.在地球上接收到來自遙遠星球的光波的波長變短,可判斷該星球正在向地球靠近
E.泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象,玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的全反射現(xiàn)象
(2)(10分)如圖所示,橫截面為直角三角形的透明柱體,直角邊(面)BC鍍銀.已知AB=6 cm、∠C=30°,一束紅色激光從橫截面AB邊上的中點M點射入,入射角i=60°,從AC邊上的N點平行BC邊向右射出.求
(ⅰ)透明物體的折射率;
(ⅱ)射出點N距C點的距離.
解析:(2)(ⅰ)由幾何關系可知γ=30 ℃,(2分)
則透明物體的折射率為n==;(2分)
(ⅱ)由題意,在△MBD中BM=3 cm,
則BD=3 cm,CD=3 cm(2分)
即DF+CF=3 cm(1分)
且CF=2NF=2DF(1分)
帶入數(shù)據(jù)可得CN=3 cm(2分)
答案:(1)ADE (2)(ⅰ) (ⅱ)3 cm
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