統(tǒng)考版2024屆高考物理二輪專項(xiàng)分層特訓(xùn)卷第三部分模擬許綜合練10

模擬小卷練10(2計(jì)算＋2選1)(時(shí)間30分鐘，滿分47分)非選擇題(共47分．第24～25題為必考題，每個(gè)試題考生都必須作答，第33～34題為選考題，考生根據(jù)要求作答)(一)必考題(共32分)24．(14分)如圖甲所示，鋼架雪車是一項(xiàng)驚險(xiǎn)刺激的雪上比賽項(xiàng)目，某段賽道可簡化為圖乙所示，其中AB段為賽道的水平出發(fā)區(qū)，BC段為傾角為α的滑行區(qū)，CD段為傾角也為α的減速區(qū)．在某次訓(xùn)練中，質(zhì)量為M＝60kg的運(yùn)動(dòng)員由A點(diǎn)出發(fā)，以F＝60N的水平推力推動(dòng)質(zhì)量為m＝40kg的雪車向B點(diǎn)加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)10s到達(dá)B點(diǎn)后俯臥在雪車上直接進(jìn)入滑行區(qū)，最終恰運(yùn)動(dòng)到賽道上D處．已知該段賽道全長x＝1300m，運(yùn)動(dòng)員在BC段運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力恒為60N，雪車與AB段間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.05，B、C兩點(diǎn)的高度差為h＝100m，sinα＝0.1，cosα≈1，重力加速度g取10m/s2，不計(jì)在賽道連接點(diǎn)的能量損失，求：(1)在出發(fā)區(qū)運(yùn)動(dòng)員對(duì)雪車做的功；(2)在減速區(qū)CD段雪車與賽道間的動(dòng)摩擦因數(shù)．25．(18分)如圖甲所示，長方形MNPQ區(qū)域(MN＝PQ＝3d，MQ與NP邊足夠長)存在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．長為5d、厚度不計(jì)的熒光屏ab，其上下兩表面均涂有熒光粉，ab與NP邊平行，相距為d，且左端a與MN相距也為d.電子槍一個(gè)一個(gè)連續(xù)地發(fā)射出電子(已知電子質(zhì)量為m、電荷量為e、初速度可視為零)，經(jīng)電場(chǎng)加速后，沿MN邊進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，電子打到熒光屏就會(huì)發(fā)光(忽略電子間的相互作用).(1)若加速電壓為U，求：電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度；(2)改變加速電壓，使電子不斷打到熒光屏上，求：熒光屏能發(fā)光區(qū)域的總長度；(3)若加速電壓按如圖乙所示的圖象變化，求：從t＝0開始一個(gè)周期內(nèi)，打在熒光屏上的電子數(shù)相對(duì)總電子數(shù)的比例．(電子經(jīng)加速電場(chǎng)的時(shí)間遠(yuǎn)小于周期T)(二)選考題(本題共15分．請(qǐng)考生從給出的2道物理題中任選一題作答．如果多做，則按所做的第一題計(jì)分)33．[選修3－3](15分)(1)(5分)下列說法正確的是________．(填正確答案標(biāo)號(hào)．)A．布朗運(yùn)動(dòng)不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，但它說明液體分子不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)B．0℃時(shí)水已經(jīng)結(jié)為冰，部分水分子已經(jīng)停止了熱運(yùn)動(dòng)C．隨分子間距離的增大，分子勢(shì)能可能先減小后增大D．熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體E．一定質(zhì)量的理想氣體，如果壓強(qiáng)不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱(2)(10分)現(xiàn)代瓷器可采用電熱窯爐燒制，電熱窯爐不需要燃燒設(shè)備，窯內(nèi)制品不受煙氣及灰渣等的影響，溫度便于實(shí)現(xiàn)精確控制，窯內(nèi)可在任何壓力條件(高壓或真空)或特殊氣氛條件下加熱制品．若初始時(shí)窯爐內(nèi)溫度為27℃，壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)p0，已知某瓷器的燒制溫度約為1227℃.(ⅰ)窯爐不排氣的情況下，求達(dá)到燒制溫度時(shí)窯爐內(nèi)的氣體壓強(qiáng)；(ⅱ)若窯爐內(nèi)壓強(qiáng)要控制在2.8p0～3p0之間，求達(dá)到燒制溫度后排出氣體質(zhì)量與初始時(shí)窯爐內(nèi)氣體總質(zhì)量的比的范圍．34．[選修3－4](15分)(1)一同學(xué)在探究單擺的運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，測(cè)得單擺20次全振動(dòng)所用的時(shí)間為60s．已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮取9.8m/s2，則________(選填正確答案標(biāo)號(hào)).A．該單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，在速度增大的過程中回復(fù)力一定減小B．該單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)的周期為1.5sC．該單擺的擺長約為2.25m(π2取9.8)D．若把該單擺放在月球上，則其擺動(dòng)周期變大E．若把該單擺的擺長減小為原來的一半，則其振動(dòng)的周期為3eq\r(2)s(2)從物理學(xué)的角度看，虹是太陽光經(jīng)過雨滴的兩次折射和一次反射形成的．我們通過如圖所示的簡化示意圖來研究彩虹的形成．圖中細(xì)光束在過球心的平面內(nèi)，包含紅光和紫光兩種單色光，入射角θ＝45°，透明球?qū)t光的折射率為n紅＝eq\r(2)，球的半徑為R，真空中的光速為c.(ⅰ)分析判斷a和b哪個(gè)是紅光．(ⅱ)光線從入射方向到出射方向轉(zhuǎn)過的角度稱為偏向角，求紅光的偏向角和紅光在球內(nèi)傳播的時(shí)間．模擬小卷練10（2計(jì)算＋2選1）24．解析：（1）設(shè)雪車在AB段的加速度大小為a1，可得F－μ1mg＝ma1雪車到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為vB＝a1t賽道AB段的長度為x1＝eq\f(1,2)a1t2運(yùn)動(dòng)員在出發(fā)區(qū)對(duì)雪車做的功為W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(B))＋μ1mgx1解得W＝3000J（2）設(shè)運(yùn)動(dòng)員在BC段的加速度大小為a2，則有（M＋m）gsinα－f＝（M＋m）a2設(shè)運(yùn)動(dòng)員到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大小為vC，則有veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(C))－veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(B))＝2a2·eq\f(h,sinα)設(shè)CD段的長度為x2，在CD段做減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a3，則有veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(C))＝2a3x2由題意可知x2＝x－x1－eq\f(h,sinα)設(shè)雪車與CD段間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，有（M＋m）gsinα＋μ2（M＋m）gcosα＝（M＋m）a3解得μ2＝0.08.答案：（1）3000J（2）0.0825．解析：（1）電子在加速場(chǎng)中，根據(jù)動(dòng)能定理有eU＝eq\f(1,2)mv2解得電子剛進(jìn)入磁場(chǎng)的速度大小為v＝eq\r(\f(2eU,m))（2）打在熒光屏a點(diǎn)的電子，根據(jù)幾何關(guān)系得Req\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))＝（2d）2＋（R1－d）2解得R1＝2.5d①若減小粒子的速度，粒子打在熒光屏的下表面，臨界條件是軌跡相切于c點(diǎn)，是粒子的最小速度，如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可得，對(duì)應(yīng)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R2＝2d.因此，下表面ac區(qū)域長度是ac＝d②若增大粒子的速度，粒子打在熒光屏上表面，臨界條件是粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與NP相切，由幾何關(guān)系得R3＝3d，所以ag的長度為ag＝3d＋eq\r(（3d）2－（2d）2)－d＝2d＋eq\r(5)d由于af＝3d，那么上表面fg區(qū)域長度是fg＝eq\r(5)d－d，發(fā)光區(qū)域的總長度為Δd＝ac＋fg＝eq\r(5)d（3）由第（2）步可知，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑在2d≤R≤3d的區(qū)間內(nèi)，粒子能打在熒光屏上，結(jié)合evB＝meq\f(v2,R)與eU＝eq\f(1,2)mv2得U＝eq\f(eB2R2,2m)可求得：當(dāng)eq\f(2eB2d2,m)≤U≤eq\f(4.5eB2d2,m)時(shí)，粒子能打在熒光屏上，因此η＝eq\f(\f(4.5eB2d2,m)－\f(2eB2d2,m),\f(5eB2d2,m)－\f(eB2d2,m))×100%＝62.5%.答案：（1）eq\r(\f(2eU,m))（2）eq\r(5)d（3）62.5%33．解析：（1）布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體微小顆粒在液體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的碰撞下產(chǎn)生的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；固體分子也在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由分子勢(shì)能隨分子間距變化的圖象可知，從分子間距很小開始，在分子間距逐漸增大的過程中，分子勢(shì)能先減小再增大，當(dāng)分子間作用力為零時(shí)，分子勢(shì)能最小，選項(xiàng)C正確；熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化，這里一定要強(qiáng)調(diào)“不引起其他變化”，譬如，在消耗電能的前提下，冰箱等制冷設(shè)備可以將熱量從低溫的內(nèi)部空間傳遞到高溫的外部空間，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，對(duì)一定質(zhì)量的理想氣體，等壓膨脹溫度一定升高，體積增大，氣體對(duì)外做功，溫度升高，內(nèi)能一定增大，再根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W可知，W<0，ΔU>0，故Q>0，即一定從外界吸熱，選項(xiàng)E正確．（2）（?。┏跏?jí)簭?qiáng)為p0，溫度為T0＝（273＋27）K達(dá)到燒制溫度時(shí)，壓強(qiáng)為p1，溫度為T1＝（273＋1227）K根據(jù)查理定律有eq\f(p0,T0)＝eq\f(p1,T1)解得p1＝5p0（ⅱ）達(dá)到燒制溫度且窯內(nèi)氣體壓強(qiáng)為2.8p0時(shí)，排出的氣體多，設(shè)初始時(shí)氣體體積為V0，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有eq\f(p0V0,T0)＝eq\f(2.8p0V1,T1)解得V1＝eq\f(25,14)V0排出的氣體質(zhì)量與初始時(shí)氣體總質(zhì)量的比值為η1＝eq\f(V1－V0,V1)＝eq\f(11,25)達(dá)到燒制溫度且壓強(qiáng)為3p0時(shí)，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有eq\f(p0V0,T0)＝eq\f(3p0V2,T1)解得V2＝eq\f(5,3)V0排出的氣體質(zhì)量與初始時(shí)總質(zhì)量的比值為η2＝eq\f(V2－V0,V2)＝eq\f(2,5)則達(dá)到燒制溫度后排出氣體質(zhì)量與初始時(shí)窯爐內(nèi)氣體總質(zhì)量的比的范圍為eq\f(11,25)≥η≥eq\f(2,5)答案：（1）ACE（2）（ⅰ）5p0（ⅱ）eq\f(11,25)≥η≥eq\f(2,5)34．解析：（1）單擺的速度越大，距平衡位置越近，回復(fù)力越?。晒絋＝eq\f(t,n)，解得T＝3s．由公式T＝2πeq\r(\f(l,g))，解得l＝2.25m．由于月球上的重力加速度較小，所以周期變大．把擺長減小為原來的一半，則T′＝2πeq\r(\f(l,2g))，解得T′＝eq\f(3\r(2),2)s.故A、C、D正確，B、E錯(cuò)誤．（2）（?。┰诮橘|(zhì)中，頻率越高，折射率越大，紫光偏折程度更大，故a是紫光，b是紅光．（ⅱ）如圖所示，從A點(diǎn)入射時(shí)，設(shè)折射角為r，根據(jù)光的折射定律有n紅＝eq\f(sinθ,sinr)根據(jù)已知條件可知，折射角r＝30°因此在A點(diǎn)入射時(shí)紅光沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了Δθ1＝θ－r＝15°在B點(diǎn)發(fā)生反射時(shí)，△OAB為等腰三角形，∠ABO＝r在B點(diǎn)光線沿順時(shí)針偏轉(zhuǎn)了Δθ2＝18