16.质量为2kg的物体静止在足够大的水平面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等。从t=0时刻开始,物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用,F随时间t的变化规律如图所示。重力加速度g取10m/s2,则物体在t=0到t=12s这段时间内的位移大小为
A.18m B.54m C.72m D.198m
[命题特点]本题属于多过程问题,综合考查静摩擦力、滑动摩擦力、牛顿运动定律、匀速直线运动和匀变速直线运动,需要考生准确分析出物体在每一段时间内的运动性质。
[解析]拉力只有大于最大静摩擦力时,物体才会由静止开始运动
0-3s时:F=fmax,物体保持静止,s1=0;
3-6s时:F>fmax,物体由静止开始做匀加速直线运动
v=at=6m/s
6-9s时:F=f,物体做匀速直线运动
s3=vt=6×3=18m
9-12s时:F>f,物体以6m/s为初速度,以2m/s2为加速度继续做匀加速直线运动
所以0-12s内物体的位移为:s=s1+s2+s3+s4=54m,B正确
[答案]B
[启示]多过程问题能体现考生的判断力,组合题能综合考查学生多方面的知识,这类题目复习中应引起重视。
[答案]D
[启示]这是近两年高考新出现的一类题目,要求考生注意去领会相关物理研究方法。
第Ⅱ卷(非选择题共192分)
必考部分
第Ⅱ卷必考部分共9题,共157分。
]9.(18分)
(1)(6分)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行,正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如图所示,①此玻璃的折射率计算式为n=________(用图中的θ1、θ2 表示);②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度______________________.(填“大”或“小”)的玻璃砖采测量。
13.中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原采用500kV的超高压输电,输电线上损耗的电功率为P。在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1000kV特高压输电,若不考虑其他因素的影响,则输电线上损耗的电功率将变为
A.P/4 B.P/2 C.2P D.4P
当n=0时,T=0.08/3s>0.02s,符合要求,此时
当n=1时,T=0.08/7s<0.02s,不符合要求
综上所述,只有B选项正确
[答案]B
[启示]波的双向性、每一个质点的起振方向、质点的运动特征(不随波逐流)、波长与波速间的联系、机械波与电磁波的比较是主要考查对象,在复习中应重点把握。
15.(16分)制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为的两平行极板,如图甲所示,加在极板A、B间的电压作周期性变化,其正向电压为,反向电压为,
电压变化的周期为2r,如图乙所示.在t=0时,极板B附近的一个电子,质量为m、电荷量为e,受电场作用由静止开始运动.若整个运动过程中,电子未碰到极板A,且不考虑重力作用.
(1)若,电子在0-2r时间内不能到达极板,求应满足的条件;
(2)若电子在时间内未碰到极板B,求此运动过程中电子速度随时间t变化的关系;
(3)若电子在第个周期内的位移为零,求k的值。
[解析]本题考查带电粒子在电场中的运动、匀变速直线运动的规律,属于变力多过程问题,解题的关键是找到相似点,进行类比计算;同时要兼顾整个过程的重复性,把复杂多变的过程分解为许多常见的简单过程进行计算。
(2)在时间内
电子的运动速度 ⑾
解得 ⑿
(3)电子在时间内的位移
14. (16分)
在游乐节目中,选手需借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,小明和小阳观看后对此进行了讨论.如图所示,他们将选手简化为质量m=60kg的质点,选手抓住绳由静止开始摆动,此时绳与竖直方向夹角=,绳的悬挂点O距水面的高度为H=3m.不考虑空气阻力和绳的质量,浮台露出水面的高度不计,水足够深。取重力加速度,,.
(1) 求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F;
(2) 若绳长=2m,选手摆到最高点时松手落入手中.设水对选手的平均浮力,平均阻力,求选手落入水中的深度;
(3) 若选手摆到最低点时松手,小明认为绳越长,在浮台上的落点距岸边越远;小阳却认为绳越短,落点距岸边越远,请通过推算说明你的观点。
当时,x有最大值 解得
因此,两人的看法均不正确.当绳长越接近1.5 m时,落点距岸边越远.
[思维拓展]审题的关键是对不同过程的进行准确分析,找到相应的知识点,对症下药;巧妙地选取运动过程可以使问题得到简化,例如本题整体法应用动能定理。灵活地运用数学知识,特别是简单常用的数学模型,是解决极值问题和范围等问题的有效工具。
13.(15分)如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直.一质量为m、有效电阻为的导体棒在距磁场上边界h处静止释放.导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为。整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻。求:
(1) 磁感应强度的大小;
(2) 电流稳定后,导体棒运动速度的大小;
(3) 流经电流表电流的最大值
12.[选做题]本题包括A、B、C三小题,请选定其中两题,并在相应的答题区域内作答.若三题都做,则按A、B两题评分.
A.(选修模块3-3)(12分)
(1)为了将空气装入气瓶内,现将一定质量的空气等温压缩,空气可视为理想气体.下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是 ▲ .
(2)在将空气压缩装入气瓶的过程中,温度保持不变,外界做了24kJ的功.现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底,若在此过程中,瓶中空气的质量保持不变,且放出了5kJ的热量.在上述两个过程中,空气的内能共减小 ▲ kJ,空气 ▲ (选填“吸收”或“放出”)的总能量为 ▲ kJ.
(3)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/和2.1kg/,空气的摩尔质量为0.029kg/mol,阿伏加德罗常数=6.02.若潜水员呼吸一次吸入2L空气,试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数.(结果保留一位有效数字)
B.(选修模块3-4)(12分)
(1)激光具有相干性好,平行度好、亮度高等特点,在科学技术和日常生活中应用广泛.下面关于激光的叙述正确的是 ▲ .
(A)激光是纵波
(B)频率相同的激光在不同介质中的波长相同
(C)两束频率不同的激光能产生干涉现象
(D)利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
(2)如图甲所示,在杨氏双缝干涉实验中,激光的波长为5.30×m,屏上P点距双缝和的路程差为7.95×m,则在这里出现的应是 ▲ (选填“明条纹”或“暗条纹”).现改用波长为6.30×m的激光进行上述实验,保持其他条件不变,则屏上的条纹间距将 ▲ (选填“变宽”、“变窄”或“不变”).
(3)如图乙所示,一束激光从O点由空气射入厚度均匀的介质,经下表面反射后,从上面的A点射出.已知入射角为i,A与O 相距l,介质的折射率为n,试求介质的厚度d.
解得d=
C.(选修模块3-5)(12分)
(1)研究光电效应电路如图所示.用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A吸收,在电路中形成光电流.下列光电流I与A、K之间的电压的关系图象中,正确的是 ▲ .
(2)钠金属中的电子吸收光子的能量,从金属表面逸出,这就是光电子.光电子从金属表面逸出的过程中,其动量的大小 ▲ (选填“增大”、“减小”或“不变”),原因是___▲____.
(3)已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为-3.40eV和-1.51eV,金属钠的截止频率为Hz,普朗克常量h=Js.请通过计算判断,氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板,能否发生光电效应.
11.(10分)为了探究受到空气阻力时,物体运动速度随时间的变化规律,某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图所示).实验时,平衡小车与木板之间的摩擦力后,在小车上安装一薄板,以增大空气对小车运动的阻力.
(1)往砝码盘中加入一小砝码,在释放小车 ▲ (选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点.
(2)从纸带上选取若干计数点进行测量,得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表:
时间t/s |
0 |
0.50 |
1.00 |
1.50 |
2.00 |
2.50 |
速度v/(m·s-1) |
0.12 |
0.19 |
0.23 |
0.26 |
0.28 |
0.29 |
请根据实验数据作出小车的v-t图象.
(3)通过对实验结果的分析,该同学认为:随着运动速度的增加,小车所受的空气阻力将变大,你是否同意他的观点?请根据v-t图象简要阐述理由.
[必做题]
10.(8分)在测量电源的电动势和内阻的实验中,由于所用的电压表(视为理想电压表)的量程较小,某同学设计了如图所示的实物电路.
(1)实验时,应先将电阻箱的电阻调到__ ▲ _.(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)
(2)改变电阻箱的阻值R,分别测出阻值=10的定值电阻两端的电压U,下列两组R的取值方案中,比较合理的方案是 ▲ .(选填“1”或“2”)
方案编号 |
电阻箱的阻值R/Ω |
||||
1 |
400.0 |
350.0 |
300.0 |
250.0 |
200.0 |
2 |
80.0 |
70.0 |
60.0 |
50.0 |
40. |
(3)根据实验数据描点,绘出的图象是一条直线.若直线的斜率为k,在坐标轴上的截距为b,则该电源的电动势E= ▲ ,内阻r= ▲ .(用k、b和R0表示)
[答案](1)最大值;(2)2;(3)
9.如图所示,在匀强磁场中附加另一匀强磁场,附加磁场位于图中阴影区域,附加磁场区域的对称轴与垂直.a、b、c三个质子先后从点沿垂直于磁场的方向摄入磁场,它们的速度大小相等,b的速度方向与垂直,a、c的速度方向与b的速度方向间的夹角分别为,且.三个质子经过附加磁场区域后能到达同一点,则下列说法中正确的有
A.三个质子从运动到的时间相等
B.三个质子在附加磁场以外区域运动时,运动轨迹的圆心均在轴上
C.若撤去附加磁场,a到达连线上的位置距点最近
D.附加磁场方向与原磁场方向相同
相同,D项正确。
8.如图所示,平直木板AB倾斜放置,板上的P点距A端较近,小物块与木板间的动摩擦因数由A到B逐渐减小,先让物块从A由静止开始滑到B.然后,将A着地,抬高B,使木板的倾角与前一过程相同,再让物块从B由静止开始滑到A.上述两过程相比较,下列说法中一定正
确的有
A.物块经过P点的动能,前一过程较小
B.物块从顶端滑到P点的过程中因摩擦产生的热量,前一过程较少
C.物块滑到底端的速度,前一过程较大
D.物块从顶端滑到底端的时间,前一过程较长
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