高考物理二輪復(fù)習(xí)“22”定時訓(xùn)練13 （全國1卷）逐題仿真練（含解析）-人教版高三全冊物理試題

2015年(全國1卷)逐題仿真練題號24253334考點(diǎn)安培力作用下平衡動力學(xué)方法分析板塊模型晶體性質(zhì)和氣體性質(zhì)雙縫干涉和機(jī)械波24．(12分)(2019·湖北宜昌市四月調(diào)研)如圖1所示，在傾角為θ的斜面上，固定有間距為l的平行金屬導(dǎo)軌，現(xiàn)在導(dǎo)軌上，垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m的金屬棒ab，整個裝置處于垂直導(dǎo)軌平面斜向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，導(dǎo)軌與電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源連接，金屬棒ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ，且μ＜tanθ，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g，金屬棒和導(dǎo)軌電阻不計(jì)，現(xiàn)閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)滑動變阻器接入電路阻值為0時，金屬棒不能靜止．圖1(1)判斷金屬棒所受的安培力方向；(2)求使金屬棒在導(dǎo)軌上保持靜止時滑動變阻器接入電路的最小阻值R1和最大阻值R2.答案(1)平行于斜面向上(2)eq\f(BEl,mgsinθ＋μmgcosθ)－req\f(BEl,mgsinθ－μmgcosθ)－r解析(1)由左手定則可判斷金屬棒所受安培力的方向平行于斜面向上(2)當(dāng)使金屬棒保持靜止的滑動變阻器R阻值最小為R1時，金屬棒所受安培力為最大值F1，所受的摩擦力為最大靜摩擦力，方向平行斜面向下，則由平衡條件得FN1＝mgcosθF1＝mgsinθ＋FfmaxFfmax＝μFN1由閉合電路歐姆定律有：I1＝eq\f(E,R1＋r)，安培力F1＝BI1l聯(lián)立以上各式解得滑動變阻器R的最小值為R1＝eq\f(BEl,mgsinθ＋μmgcosθ)－r當(dāng)使金屬棒保持靜止的滑動變阻器R阻值最大為R2時，金屬棒所受安培力為最小值F2，所受的摩擦力為最大靜摩擦力，方向平行斜面向上，同理可得F2＝mgsinθ－μmgcosθ由閉合電路歐姆定律有，I2＝eq\f(E,R2＋r)，安培力F2＝BI2l聯(lián)立以上各式解得滑動變阻器R的最大值為R2＝eq\f(BEl,mgsinθ－μmgcosθ)－r.25．(20分)如圖2所示，水平桌面上質(zhì)量為m的薄木板右端疊放著質(zhì)量也為m的小物塊，木板長為L，整體處于靜止?fàn)顟B(tài)．已知物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ，木板與桌面間的動摩擦因數(shù)為eq\f(μ,4)，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g.圖2(1)若使木板與物塊一起以初速度v0沿水平桌面向右運(yùn)動，求木板向右運(yùn)動的最大距離s0；(2)若對木板施加水平向右的拉力F，為使木板沿水平桌面向右滑動且與物塊間沒有相對滑動，求拉力F應(yīng)滿足的條件；(3)若給木板施加大小為F＝3μmg、方向沿水平桌面向右的拉力，經(jīng)過時間t0，撤去拉力F，此后運(yùn)動過程中小物塊始終未脫離木板，求木板運(yùn)動全過程中克服桌面摩擦力所做的功W.答案(1)eq\f(2v\o\al(,02),μg)(2)eq\f(μmg,2)<F≤eq\f(5μmg,2)(3)1.95m(μgt0)2解析(1)對木板和物塊組成的系統(tǒng)，由動能定理得：－eq\f(μ,4)·2mgs0＝0－eq\f(1,2)·2mv02解得：s0＝eq\f(2v\o\al(,02),μg).(2)設(shè)使木板沿水平桌面向右滑動且與物塊間沒有相對滑動的最小拉力為Fmin，最大拉力為Fmax則：Fmin＝2mg×eq\f(μ,4)＝eq\f(μmg,2)對系統(tǒng)：Fmax－eq\f(μmg,2)＝2mamax對物塊：μmg＝mamax解得：Fmax＝eq\f(5μmg,2)則要使木板沿水平桌面向右滑動且與物塊間沒有相對滑動，需滿足eq\f(μmg,2)<F≤eq\f(5μmg,2).(3)由于F＝3μmg>eq\f(5μmg,2)，所以物塊與木板之間發(fā)生相對滑動．物塊的加速度：a1＝μg撤去拉力F時物塊的速度：v1＝a1t0＝μgt0對木板：F－μmg－eq\f(2μmg,4)＝ma2得：a2＝eq\f(3,2)μg撤去拉力F時木板的速度：v2＝a2t0＝eq\f(3,2)μgt0撤去拉力F后木板的加速度：a3＝－eq\f(3,2)μg設(shè)撤去拉力F后，再經(jīng)過時間t1，物塊與木板達(dá)到共同速度v，之后再經(jīng)過時間t2，木板停止滑行．則：v＝a1(t0＋t1)＝a2t0＋a3t1得：t1＝eq\f(1,5)t0；v＝eq\f(6,5)μgt0達(dá)到共同速度后：－2mg·eq\f(μ,4)＝2ma4加速度：a4＝－eq\f(1,4)μgt2＝eq\f(0－\f(6,5)μgt0,－\f(μg,4))＝eq\f(24,5)t0木板運(yùn)動的總位移：s＝eq\f(v2t0,2)＋eq\f(v2＋v,2)t1＋eq\f(v,2)t2＝3.9μgteq\o\al(2,0)木板運(yùn)動全過程中克服桌面摩擦力所做的功：W＝2mg×eq\f(μ,4)×3.9μgt02＝1.95m(μgt0)2.33．【選修3－3】(15分)(2019·山西運(yùn)城市5月適應(yīng)性測試)(1)(5分)下列說法中正確的是________．A．因?yàn)橐后w表面具有收縮的趨勢，所以液體表面分子間只有引力沒有斥力B．液晶既具有液體的流動性，又具有光學(xué)各向異性C．晶體熔化過程中吸收熱量，分子平均動能一定增大D．在任何自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的總熵不會減小E．氣體壓強(qiáng)的大小和單位體積內(nèi)的分子數(shù)及氣體分子的平均動能都有關(guān)(2)(10分)如圖3所示，體積為V的汽缸由導(dǎo)熱性良好的材料制成，橫截面積為S的活塞將汽缸分成體積相等的上下兩部分，汽缸上部通過單向閥門K(氣體只能進(jìn)入汽缸，不能流出汽缸)與一打氣筒相連．開始時汽缸內(nèi)上部分氣體的壓強(qiáng)為p0，現(xiàn)用打氣筒向容器內(nèi)打氣．已知打氣筒每次能打入壓強(qiáng)為p0、體積為eq\f(V,10)的空氣，當(dāng)打氣49次后穩(wěn)定時汽缸上下兩部分的體積之比為9∶1，重力加速度大小為g，外界溫度恒定，不計(jì)活塞與汽缸間的摩擦．求活塞的質(zhì)量m.圖3答案(1)BDE(2)eq\f(p0S,4g)解析(1)根據(jù)分子動理論可知，分子間同時存在著引力和斥力，A錯誤；液晶既具有液體的流動性，又具有光學(xué)各向異性，B正確；晶體熔化過程中雖然吸熱，但是溫度不變，溫度是分子平均動能的標(biāo)志，所以分子平均動能不變，C錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律的微觀解釋，在任何自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的總熵不會減小，D正確；氣體壓強(qiáng)的微觀解釋：氣體壓強(qiáng)的大小和單位體積內(nèi)的分子數(shù)及氣體分子的平均動能都有關(guān)，E正確．(2)開始時，汽缸上部分氣體體積為eq\f(V,2)，壓強(qiáng)為p0，下部分氣體體積為eq\f(V,2)，壓強(qiáng)為p0＋eq\f(mg,S)；后來汽缸上部分氣體體積為eq\f(9V,10)，設(shè)壓強(qiáng)為p，下部分氣體體積為eq\f(V,10)，壓強(qiáng)為p＋eq\f(mg,S)打入的空氣總體積為eq\f(V,10)×49，壓強(qiáng)為p0由玻意耳定律可知，對上部分氣體有：p0·(eq\f(V,2)＋eq\f(49V,10))＝p·eq\f(9V,10)對下部分氣體有：(p0＋eq\f(mg,S))·eq\f(V,2)＝(p＋eq\f(mg,S))·eq\f(V,10)解得：m＝eq\f(p0S,4g).34．【選修3－4】(15分)(2019·湖南婁底市下學(xué)期第二次模擬)(1)(5分)下列說法正確的是________．圖4A．狹義相對論認(rèn)為，真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，光速與光源、觀察者間的相對運(yùn)動無關(guān)B．電視遙控器發(fā)出的紅外線的波長比醫(yī)院里“CT”中發(fā)出的X射線的波長要短C．分別用紅光、紫光在同一個雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，紅光的相鄰兩個亮條紋的中心間距大于紫光的相鄰兩個亮條紋的中心間距D．如圖4甲所示，a、b兩束光以不同的入射角由玻璃射向真空，結(jié)果折射角相同，則在玻璃中a光的全反射臨界角大于b光的全反射臨界角E．如圖乙所示，偏振片P的透振方向?yàn)樨Q直方向，沿與豎直方向成45°角振動的偏振光照射到偏振片P上，在P的另一側(cè)能觀察到透射光(2)(10分)如圖5所示，在x＝0處的質(zhì)點(diǎn)O在垂直于x軸方向上做簡諧運(yùn)動，形成沿x軸正方向傳播的機(jī)械波．在t＝0時刻，質(zhì)點(diǎn)O開始從平衡位置向上運(yùn)動，經(jīng)0.4s第一次形成圖示波形，P是平衡位置為x＝0.5m處的質(zhì)點(diǎn)．圖5①位于x＝5m處的質(zhì)點(diǎn)B第一次到達(dá)波峰位置時，求位于x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)A通過的總路程；②若從圖示狀態(tài)開始計(jì)時，至少要經(jīng)過多少時間，P、A兩質(zhì)點(diǎn)的位移(y坐標(biāo))才能相同？答案(1)ACE(2)①20cm②0.05s解析(1)狹義相對論認(rèn)為真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，光速與光源、觀察者間的相對運(yùn)動沒有關(guān)系，故A正確；電視遙控器發(fā)出的紅外線波長比醫(yī)院“CT”中的X射線波長要長，而頻率卻低，故B錯誤；根據(jù)雙縫干涉條紋間距Δx＝eq\f(l,d)λ，由于紅光波長大于紫光波長，則可知在同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上，紅光的相鄰兩個亮條紋的中心間距大于紫光的相鄰兩個亮條紋的中心間距，故C正確；以不同的入射角從玻璃射向真空，a光入射角較小，折射角相同，所以根據(jù)折射定律可知：此玻璃對a光的折射率大于對b光的折射率，在玻璃中，光的全反射臨界角公式為sinC＝eq\f(1,n)，a光的折射率大，則臨界角小，故D錯誤；沿與豎直方向成45°角振動的光也能通過偏振片，在P的另一側(cè)能觀察到透射光，故E正確．(2)①結(jié)合題圖可分析出，該機(jī)械波的傳播周期為T＝0.8s，波長為λ＝4m，振幅A＝5cm，該機(jī)械波的波速為v＝eq\f(λ,T)＝5m/s由題圖可知，此時波峰在x＝1m處，當(dāng)波峰傳播到x＝5m處的B點(diǎn)時，波向前傳播的距離為Δx＝4m，所以質(zhì)點(diǎn)B第一次到達(dá)波峰位置所需要的時間Δt＝eq\f(Δx,v)＝0.8s由題意知，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)B第一次到達(dá)波峰位置時，質(zhì)點(diǎn)A恰好振動了一個周期，所以質(zhì)點(diǎn)A通過的總路程為s＝4A＝20cm；②角速度為：ω＝eq\