2021年山东省实验中学高考物理一模试卷
一、选择题(共７小题，每小题６分，在每小题所给出的四个选项中，有的只有一项选项正确，有的有多个选项正确，全部选对得6分，选对但不全得３分：有错选的得0分．） １.（６分)（2０１５•山东校级一模）在物埋学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献．关于科学家和他们的贡献,下列说法中正确的是（ ） A. 牛顿首先通过实验测出方有引力常量 Ｂ. 奥斯特最早发现了电磁感应现象 C． 安培首先发现了电流的磁效应
Ｄ． 法拉第通过实验发现了在磁场中产生电流的条件
【考点】： 物理学史.
【分析】: 根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可． 【解析】: 解:A、卡文迪许首先通过实验测出万有引力常量,故A错误; B、法拉第发现了电磁感应现象，故B错误；
Ｃ、奥斯特首先发现了电流的磁效应,安培首先提出了分子电流假说,故C错误; D、法拉第通过实验发现了在磁场中产生电流的条件,故Ｄ正确； 故选：D
【点评】： 本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一
2.(6分)如图所示，靠在竖直粗糙墙壁上的物块在ｔ=０时被无初速释放，此时开始受到一随时间变化规律为F=kt的水平力作用．ｆ、a、v和△EP分别表示物块所受的摩擦力、物块的
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加速度、速度和重力势能变化量．则下列图象能正确描述上述物理量随时间变化规律的是( ）
A. B． Ｃ． Ｄ.
【考点】: 滑动摩擦力；匀变速直线运动的图像. 【专题】: 摩擦力专题．
【分析】： 本题首先要通过分析物块的受力情况，来分析其运动情况，根据牛顿第二定律得到加速度与时间的关系，得到摩擦力f与时间的关系，由速度变化研究动能,再选择图象． 【解析】： 解:物块在t=０时被无初速释放，由于F=kt,则开始过程，物块对墙壁的压力较小,所受的滑动摩擦力小于重力,物块加速下滑；后来,滑动摩擦力大于重力，物块减速下滑,直到速度为零,物块静止在墙壁上. 取竖直向下方向为正方向．
A、物块运动过程中，f=μkｔ,ｆ与t成正比;当物块静止时，f=mg保持不变,故Ａ正确. Ｂ、C、加速运动过程中：ｍg﹣ｆ=ma…①
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又f=μN＝μF=μkt，得a=g﹣ｖ﹣ｔ图象的斜率应减小．
减速运动过程中：由于mg 【点评】: 本题关键要分析物块的运动情况,由牛顿第二定律分析加速度与时间的关系，得到摩擦力的表达式进行选择． ３.(6分)（2015•山东校级一模）随着世界航空事业的发展,深太空探测已逐渐成为各国关注的热点.假设深太空中有一颗外星球,质量是地球质量的３倍，半径是地球半径的．则下列判断正确的是（ ） A. 该外星球的同步卫星周期一定小于地球同步卫星周期 Ｂ． 某物体在该外星球表面上所受重力是在地球表面上所受重力的27倍 Ｃ． 该外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的3倍 Ｄ． 绕该外星球的人造卫星和以相同轨道半径绕地球的人造卫星运行速度相同 【考点】: 人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度. 【专题】： 人造卫星问题． 【分析】： 根据万有引力提供向心力公式列及同步卫星的相关知识即可分析． 【解析】: 解:A、根据万有引力提供向心力 t,a随着ｔ增大而减小,物块做加速度减小的变加速运动; word版 高中物理 =mr 解得：T＝2π， 而不知道同步卫星轨道半径的关系,所以无法比较该外星球的同步卫星周期与地球同步卫星周期关系,故A错误; B、根据解得：a= =mａ 假设深太空中有一颗外星球，质量是地球质量的3倍,半径是地球半径的.所以某物体在该外星球表面上所受重力是在地球表面上所受重力的27倍，故B正确; C、根据解得：ｖ＝ =m ，所以该外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的3倍,故C正确; ，轨道半径r相同，但质量不同,所以速度也不一样，故D错误． D、根据Ｃ分析可知:v＝故选：ＢＣ. 【点评】： 了解第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度. 要比较一个物理量大小，我们可以把这个物理量先表示出来，在进行比较. 4．(６分）（２015•山东校级一模）如图所示，在等量正电荷形成的电场中,画一正方形ABCＤ,对角线AC与两点电荷连线重合,两对角线交点Ｏ恰为电荷连线的中点．下列说法中正确的是（ ) A． B、D两点的电场强度及电势均相同 word版 高中物理 Ｂ． Ａ、B两点间的电势差UＡB与Ｃ、D两点间的电势差ＵＣＤ相等 C. 一质子由B点沿B→O→D路径移至D点,电势能先增大后减小 D. 一电子由Ｃ点沿C→O→A路径移至A点，电场力对其先做负功后做正功 【考点】: 电势能;电场的叠加. 【专题】： 电场力与电势的性质专题． 【分析】: 本题要根据等量异种电荷周围电场分布情况进行答题．在如图所示的等量异种电荷连线的中点O是两点电荷连线之间电场强度最小的点,同时是两点电荷连线中垂线上最强的点,中垂线为零等势线,中垂线上电场方向水平向右；另外电势能的变化可通过电场力做功来判断． 【解析】: 解:A、由于B、D两点关于O点对称,因此其场强大小相等，方向均水平向右,即场强相同，中垂线为零等势线，电势相同，故A正确; B、根据电场线分布情况可知，ＡB与DC间电场线分布关于Ｏ点对称,则A、B两点间的电势差ＵＡＢ与D、Ｃ两点间的电势差ＵDC相等，而UＤＣ=﹣UＣD相等，故B错误． C、由于BＤ连线是一条等势线，则质子由B点沿Ｂ→Ｏ→D路径移至D点,电场力不做功，电势能不变，故Ｃ错误． Ｄ、图中两电荷连线电场方向水平向右，即由A指向C，电子由C点沿C→Ｏ→Ａ路径移至A点,电场力向左,所以电场力一直做正功，故D错误． 故选:A． 【点评】： 要熟练掌握等量异种电荷和等量同种电荷周围电场强度、电势分布情况，并能正确判断电荷在电场中运动时动能、电势能变化情况． word版 高中物理 5.（6分）（2015•山东校级一模)匝数为10的矩形线框处在磁感应强度B= T的匀强磁场 中,绕垂直磁场鞫轴以恒定角速度ω=１０ｒad/s在匀强磁场中转动一线框电姐不计，面积为０.4m２,线框通过滑环与一理想自耦变压器楣连，自耦变压器左侧并联一只理想电压表Vl；右侧串联灯泡￡和滑动变阻器R,Ｒ上并联一只理想电压表V2,下列说法中正确的是( ） A. V1示数为4V，若F不动,滑片P向下滑动时,V1示数变大,Ｖ2示数变小 B. V１示数为40V,若F不动，滑片P向下滑动时，V１示数不变，灯泡消耗的功率变小 Ｃ． 若P不动,滑片F向下移动时,V１、Ｖ２的示数均变小 D. 若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变大 【考点】： 变压器的构造和原理；电功、电功率;交流发电机及其产生正弦式电流的原理． 【专题】： 交流电专题. 【分析】: 先根据公式Ｕm＝NＢＳω求解输入电压的最大值,然后根据理想变压器的变压比公式和变流比公式列式求解 【解析】: 解：Ａ、根据公式Um=NBSω=４０ V,V1示数是有效值为40V，若F不动， 滑片P向下滑动时,副线圈的电阻变大，电压由匝数比和原线圈的输入电压决定,保持不变,V1示数不变，V2示数也不变,副线圈的电流减小,灯泡消耗的功率变小，故A错误Ｂ正确; Ｃ、若将自耦变压器触头向下滑动,副线圈匝数变小，根据电压与匝数成正比可知输出电压减小,所以灯泡变暗,V1示数不变,故ＣD错误; 故选：Ｂ word版 高中物理 【点评】: 关键是记住交流发电机最大电动势表达式Um＝NＢSω,同时要明确输入电压决定输出电压，输出电流决定输入电流，输出功率决定输入功率 6．（6分)(２015•山东校级一模）如图所示，小车A、小物块B由绕过轻质定滑轮的细线相连，小车Ａ放在足够长的水平桌面上，Ｂ、C两小物块在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C放在水平地面上．现用手控制住Ａ．并使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与桌面平行.已知A、B、C的质量均为m.A与桌面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度为g，弹簧的弹性势能表达式为EP=k△x2，式中七是弹簧的劲度系数：△x是弹簧的伸长量或压缩量，细线与滑轮之间的摩擦不计.开始时,整个系统处于静止状态,对A施加一个恒定的水平拉力F后,A向右运动至速度最大时,C恰好离开地面,则（ ） A． 小车向右运动至速度最大时，A、Ｂ、Ｃ加速度均为零 B. 拉力F的大小为2ｍg C． 拉力F做的功为 D. C恰好离开地面时A的速度为ｖA=g 【考点】： 功能关系；牛顿第二定律；功的计算． 【分析】： A向右运动至最大速度时C恰好离开地面,此时Ａ、Ｂ、C加速度均为零，设此时绳的拉力为T，对A和BC整体根据牛肚第二定律列式即可求解Ｆ的大小,开始时整个系统静止，弹簧压缩量为x,根据胡克定律求解ｘ,因Ｂ、C的质量相等,故C恰好离开地面时,弹簧 word版 高中物理 伸长量仍为x，所以拉力做的功W=F•２ｘ，A由静止到向右运动至速度最大的过程中，对A、B、C由能量守恒列式即可求解C恰好离开地面时Ａ的速度. 【解析】： 解:A、A向右运动至最大速度时C恰好离开地面，此时A、B、C加速度均为零,设此时绳的拉力为T, 对Ａ:F﹣μmｇ﹣T=0 对Ｂ、C整体：Ｔ﹣2ｍg=0 代入数据解得F=２.2mg，故A正确,B错误； C、开始时整个系统静止，弹簧压缩量为x,则对B有kx＝mg x＝ 因B、C的质量相等，故C恰好离开地面时，弹簧伸长量仍为ｘ＝ 所以拉力做的功Ｗ=F•2x=,故C正确； D、Ａ由静止到向右运动至速度最大的过程中,对A、B、C由能量守恒得 (Ｆ﹣μmg）•2x=(2m)v2＋mｇ•２x 解得v=ｇ故选：ACD 【点评】： 本题的关键是对物体进行受力分析，抓住临界状态,然后结合功能关系和胡克定律多次列式求解分析，关键是要知道Ａ向右运动至速度最大时Ｃ恰好离开地面，此时A、B、C的加速度均为零,注意整体法和隔离法的应用，难度适中. 7.(6分）（20１5•山东校级一模)如图所示,两根足够长且平行的光滑金属导轨与水平面成５3°夹角固定放置,导轨间连接一阻值为6Ω的电阻ＪR，导轨电阻忽略不计.在两平行虚线m、n间有一与导轨所在平面垂直、磁感应强度为B的匀强磁场.导体棒a的质量为ｍａ=0.4kg， ,故D正确. word版 高中物理 电阻Ｒa=3Ω;导体棒b的质量为mb＝0.1kg，电阻Rb＝6Ω;它们分剐垂直导轨放置并始终与导轨接触良好.a、b从开始相距L0=0．5ｍ处同时由静止开始释放，运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域,当b刚穿出磁场时，a正好进入磁场(g取1０ｍ／s２，不计ａ、ｂ之间电流的相互作用)．求（ ) Ａ. 当a、ｂ分别穿越磁场的过程中,通过R的电荷量之比为3:１ Ｂ． 在穿越磁场的过程中，a、b两导体棒匀速运动的速度大小之比为3:1 C. 磁场区域沿导轨方向的宽度d=0.25ｍ D. 在整个过程中,产生的总焦耳热为1J 【考点】： 导体切割磁感线时的感应电动势；焦耳定律. 【专题】: 电磁感应与电路结合． 【分析】： 导体棒进入磁场时切割磁感线，从而产生感应电动势,电路出现感应电流，由法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律，可推出通过导体棒的电量表达式：q=得电荷量之比. 两棒匀速穿越磁场的过程中，安培力等于重力沿斜面向下的分力.a棒匀速通过时，a棒相当于电源,求出总电阻，b棒匀速通过时,b棒相当于电源,求出总电阻.根据平衡条件得到BIＬ= =mgsiｎθ，即可求出速度之比． ,即可求 word版 高中物理 当ｂ棒到达m时，两棒的速度相等，设b棒通过磁场的时间为t,则ａ棒到达ｍ的速度va=ｖb＋ｇsｉn53°t,又d=vｂｔ,根据两棒匀速运动的速度关系，求出两杆速度,再根据速度位移公式，可求出ｍ点到n点的距离． 在a穿越磁场的过程中,因a棒切割磁感线产生感应电流，可求出对应的安培力做功，同理b棒切割磁感线,产生感应电流,从而求出安培力做功,则两棒整个过程中，产生的总焦耳热为两者之比. 【解析】： 解:Ａ、由ｑ=△t，= ，＝ ,得通过导体棒的电荷量ｑ总＝ ． 在b穿越磁场的过程中，ｂ是电源，a与R是外电路，电路的总电阻Ｒ总1=Rb＋=８ Ω, 通过R的电荷量为qＲb＝q总ｂ=•同理ａ棒在磁场中匀速运动时Ｒ总2=６Ω, 通过R的电荷量为qRa=q总a＝•可得:qRa：qＲb=2:1，故A错误. B、设b在磁场中匀速运动的速度大小为ｖｂ,则b中的电流Ib= 由平衡条件得：=mbｇsin5３° 同理a棒在磁场中匀速运动时 可得vａ：ｖｂ=3：１，故B正确. ＝mａgｓin53° C、设a、b穿越磁场的过程中的速度分别为ｖa和vb,由题意得：vａ=ｖb+gｓin53°t 在匀速穿过磁场的过程中，有d=vｂt word版 高中物理 因为 ﹣ =2ｇsin53°•L０ 解得：ｄ=0.2５m D、安培力大小F安a=magsin53°, 安培力做功：Wa=maｇdsｉｎ5３°=０.８J 同理Wb=ｍbgdsiｎ53°=0.2J 在整个过程中,电路中共产生多少焦耳热Q＝Ｗａ+Wb＝1J,故D正确. 故选：BCＤ. 【点评】: 解决本题的关键能够正确地对a、b棒进行受力分析，根据受力情况判断物体的运动情况．以及知道在匀速运动时，安培力等于重力沿斜面方向的分力. 二、必考题 ８．（8分)(2015•山东校级一模)某课外活动小组利用力传感器和位移传感器进一步探究变力作用下的“动能定理”．如图(甲）所示，他们用力传感器通过定滑轮直接拉固定在小车上的细绳，测出拉力F1用位移传感器测出小车的位移x和瞬时速度v．已知小车质量为200ｇ. (１）某次实验得到数据如表所示，v﹣x图象已经画出，如图(乙)所示，请根据表格中数据在坐标纸内图(丙)中画出F﹣x图象,并求出x＝0.30m到0.52m过程中变力F做功Ｗ= ０．1８ Ｊ，此过程动能的变化量△EK＝ ０．17 J(保留２位有效数字）. word版 高中物理 s／ｍ F/N ｖ/ｍ•s﹣1 ０.３0 １．0０ 0.０0 0．31 ０.99 0.３1 ０．32 0．9５ 0.44 0.35 ０.９1 ０.67 0．40 0.8１ 0.93 ０.４5 0.74 1.１０ ０.52 0.60 1.30 （2）指出下列情况可减小实验误差的操作是 ＣD （填选项前的字母,可能不止一个正确选项） A.使拉力F要远小于小车的重力 Ｂ．使拉力F要远大于小车的重力 Ｃ．实验时要先平衡摩擦力 D．要使细绳与滑板表面平行. 【考点】： 探究功与速度变化的关系． 【专题】： 实验题． 【分析】: 根据Ｆ﹣s图象s=0．30m和0.52m所对应的力的大小,由于力是均匀变化的,根据 求出Ｆ的平均值，然后即可求出功的大小；在速度v随位移s变化图象上求出 s=0.30m时的速度大小和s=0.52m时的速度大小,即可求出动能的变化; 当平衡了摩擦力和细绳与滑板表面平行时，绳子上的拉力才等于小车所受合外力. 【解析】: 解:（１）根据表格中数据在坐标纸内图（丙）中画出F﹣ｘ图象， word版 高中物理 根据Ｆ﹣s图象可知，当s1=0.30ｍ时,F1=1.００N,ｓ2=0.52m时，F2=0.56Ｎ, 因此:W= ×（S２﹣S1)=0.1８Ｊ， 速度ｖ随位移ｓ变化图象可知： s１=0.3０ｍ，v1=0，s2=0．52m时,v2=1.24m/ｓ △ＥＫ=m(v２2﹣ｖ１2)=0.17J （2）A、该实验中不是利用悬挂的重物的重力表示绳子的拉力,而是直接测量出绳子的拉力,因此不需要使拉力F要远小于小车的重力，故ＡB错误； C、当平衡了摩擦力和细绳与滑板表面平行时,绳子上的拉力才等于小车所受合外力，故ＣD正确; 故选:CD. 故答案为:①0.18J;0.1７J ②CＤ 【点评】: 该实验在原来的基础上有所改进和创新，只要明确了其实验原理，正确应用基本物理知识即可正确解答,知道F﹣ｓ图象的物理意义. word版 高中物理 9．（１０分）（2015•山东校级一模)在“测电池的电动势和内阻”的实验中,测量对象为一节新的干电池. （1）用图（a)所示电路测量时,在较大范围内调节滑动变阻器，发现电压表读数变化不明显,原因是： 电源内阻很小 . （２）为了提高实验精度,采用图乙所示电路，提供的器材： 量程3V的电压表V,量程0.6A的电流表A（具有一定内阻), 定值电阻Ｒ0（阻值未知,约几欧姆)，滑动变阻:R1（0～1０Ω） 滑动变阻器R２（0~2０0Ω)，单刀单掷开关S１、单刀双掷开关S,导线若干 ①电路中,加接电阻凰有两方面的作用,一是方便实验操作和数据测量，二是 防止变阻器电阻过小时,电池被短路或电流表被烧坏 . ②为方便实验调节且能较准确地进行测量,滑动变阻器应选用 R1 (填R1或Ｒ2)． ③开始实验之前,Ｓ1、S2都处于断开状态.现在开始实验： A.闭合S1,Ｓ2打向1,测得电压表的读数U0,电流表的读数为I0，则 = Ｒ0+ＲA ．(电流 表内阻用RＡ表示） Ｂ．闭合Ｓ1,S2打向2,改变滑动变阻器的阻值,当电流表读数为I1时，电压表读数为U1;当电流表读数为I2时,电压表读数为Ｕ２.则新电池电动势的表达式为E= , 内阻的表达式r= . word版 高中物理 【考点】: 测定电源的电动势和内阻． 【专题】: 实验题. 【分析】: Ⅰ、作出电源的U﹣I图象，根据闭合电路欧姆定律分析可知,图象的斜率等于电源的内阻，再分析电压表读数变化不明显的原因． Ⅱ、①加接电阻Ｒ0，起保护作用，限制电流，防止电池被短路或电流表被烧坏.②由于电表的读数在刻度盘中央附近，误差较小，则要求电路中电流较大,在确保安全的前提下,可选择阻值较小的变阻器.③根据欧姆定律分析Ａ所测量的物理量.根据闭合电路欧姆定律列方程组,可求出新电池电动势和内阻的表达式． 【解析】: 解：Ⅰ作出电源的U﹣I图象，根据闭合电路欧姆定律分析可知,图象的斜率等于电源的内阻,如图，图线1的斜率小于图线2的斜率,则对应的电源的内阻图线1的较小,由图可以看出，图线１电压随电流变化较慢.本实验中发现电压表读数变化不明显，原因是:电源内阻很小. Ⅱ①加接电阻R０,起保护作用,限制电流，防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏 ②滑动变阻器应选用R1.因为R1的总电阻较小，使电路中电流较大,电流表指针能在刻度盘中央附近,测量误差较小. ③根据欧姆定律可知，可以测出的物理量是定值电阻Ｒ0和电流表内阻之和，用测量写出表达式为: ． B、根据闭合电路欧姆定律得 E＝Ｕ1+I1（Ｒ0＋RＡ+r)…① Ｅ=U2+I2（Ｒ0+ＲＡ＋r）…② word版 高中物理 联立解得： r＝﹣（Ｒ0+RA）=． 故答案为: Ⅰ、电源内阻很小； Ⅱ、①防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏; ②R1， ③A、Ｒ0＋RA． B、 , 【点评】： 本题根据闭合电路欧姆定律，用伏安法可测量电源的电动势和内阻,定值电阻Ｒ0起保护作用,采用公式法处理数据． 10．(18分)(2０1５•山东校级一模）频闪照相是研究物理过程的重要手段，如图所示是某同学研究一质量为ｍ＝0.5kg的小滑块从光滑水平面滑上粗糙斜面并向上滑动时的频闪照片．已知斜面足够长，倾角为α=37°闪光频率为1０Ｈz．经测量换算获得实景数据:S１＝SS3=35cｍ，S4=２5ｃm,S5=15cm．取２=40ｃｍ， 设滑块通过平面与斜面连接处时没有能量损失.求: g＝10m/ｓ2．sin37°＝０.6，cos37°=0.8, word版 高中物理 （1）滑块与斜面间的动摩擦因数μ，并说明滑块在斜面上运动到最高点后能否自行沿斜面下滑: （２）从滑块滑上斜面开始计时,经多长时间到达斜面上的A点（图中Ａ点未画出,己知A点到斜面最低点B的距离为0.6m）.（注意：结果可以用根号表示) 【考点】： 动能定理;匀变速直线运动的位移与时间的关系;牛顿第二定律． 【专题】: 动能定理的应用专题. 【分析】: (1)对滑块上滑阶段运用匀变速直线运动的推论△ｘ=aT２，求出匀变速直线运动的加速度,根据牛顿第二定律求出摩擦力的大小，从而得出动摩擦因数．从而判定是否下滑. （2）根据匀速直线运动求出初速度，根据匀变速运动规律求出上滑总时间和位移,从而知经过A为两次,再根据牛顿运动定律和匀变速直线运动规律求解时间． 【解析】： 解:(1）在斜面上物块做匀减速直线运动,设加速度为a，则由公式△S＝a1T2 代入数据解得：a1=１0m/s2 由牛顿第二定律有:mgｓinα+μmｇcosα=ma1 联立以上方程解得：μ=0.5 因μ＜tａn37°,所以滑块在斜面上运动到最高点后能自行沿斜面下滑; （2）由题意可知,物块在水平面上做匀速直线运动,且设速度为ｖ０，则有: ｖ0＝ =4.0m／s ＝0．４s 上滑时间为:t= 滑块在斜面上上滑到达A点时有: word版 高中物理 SAB＝v0t1﹣a1t解得:t1=0.2s 设滑块在斜面上能上滑的最大距离为sm，则对滑块在斜面上上滑过程应用动能定理有: (﹣mgsinα﹣μmｇcoｓα）•sm=０﹣ｍv02 解得:sｍ＝0.8m 下滑加速度为：ａ２=gsiｎα﹣μｇｃosα=2m/s2 从最高点下滑到达A点的时间设为t2,则有: sm﹣SAB=a2t s s 下滑时间为：t２＝ 所以,从滑块滑上斜面开始计时,到达斜面的时间为0．２s或者0.2s＋ 答：（1）滑块与斜面间的动摩擦因数μ为0.5,因μ＜tａｎ37°,所以滑块在斜面上运动到最高点后能自行沿斜面下滑; （２）从滑块滑上斜面开始计时，经0.2s或（０.2+ )s到达A点． 【点评】: 解决本题的关键知道加速度是联系力学和运动学的桥梁,通过加速度可以根据力求运动,也可以通过运动求力，一定要考虑运动的往复性. 11．(２0分）如图所示，在xOｙ平面内，y轴左侧有沿ｘ轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E;在０＜x＜Ｌ区域内,ｘ轴上、下方有相反方向的匀强电场,电场强度大小均为2E；在x>L的区域内有垂直于ｘＯy平面的匀强磁场，磁感应强度大小不变、方向做周期性变化．一电荷量为q、质量为ｍ的带正电粒子(粒子重力不计），由坐标为（﹣L,)的Ａ点静止释放. （１）求粒子第一次通过ｙ轴时速度大小； （2）求粒子第一次射入磁场时的位置坐标及速度； word版 高中物理 (3）现控制磁场方向的变化周期和释放粒子的时刻，实现粒子能沿一定轨道做往复运动,求磁场的磁感应强度Ｂ大小取值范围． 【考点】： 匀强电场中电势差和电场强度的关系；动能定理;带电粒子在匀强电场中的运动;带电粒子在匀强磁场中的运动. 【专题】: 带电粒子在电场中的运动专题；带电粒子在磁场中的运动专题. 【分析】: （1)对于粒子从A点到y轴的过程,运用动能定理求解粒子第一次通过y轴时速度大小; （2)进入0＜x＜L区域间偏转电场时作类平抛运动，由运动的分解法,求出偏转的距离,确定第一次射入磁场时的位置坐标.由速度的合成求出粒子第一次射入磁场时的速度. (３)在磁场中,粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，求出轨迹半径表达式．要实现粒子能沿一定轨道做往复运动,粒子的运动轨迹关于x轴必须对称,根据对称性和几何关系得到轨迹半径的最小值，求得B的最大值,从而求得磁场的磁感应强度Ｂ大小取值范围. 【解析】： 解:（１）粒子从A点到y轴的过程,根据动能定理得:得： ； (2）进入0 word版 高中物理 解得： ,vy=v0 所以第一次射入磁场时的位置坐标为(Ｌ,L）; 速度大小: = ,方向与ｘ轴正方向成45°角斜向上． (3)在磁场中,粒子做匀速圆周运动,根据向心力公式有: 轨道半径： 由对称性可知，射出磁场后必须在x轴下方的电场中运动,才能实现粒子沿一定轨道做往复运动,如图所示. 当ＣC1=轴左侧的电场. 由几何关系得 磁感应强度的最大值: 得最小半径:= ; ; . , 时，轨道半径Ｒ最小，对应的磁感应强度Ｂ最大,粒子紧贴ｘ轴进入y 磁感应强度大小取值范围为：0<Ｂ<答:（１）粒子第一次通过ｙ轴时速度大小为 （2）粒子第一次射入磁场时的位置坐标为(L,L),速度为(３)磁场的磁感应强度B大小取值范围为0＜B< word版 高中物理 【点评】: 对于类平抛运动,关键是将粒子的运动沿着水平方向和竖直方向正交分解，然后根据牛顿运动定律和运动学公式列式分析求解; 对于粒子在磁场中运动过程，解题过程中要画出轨迹图分析,特别是第三小题,要画出准确的圆轨迹图分析才能有助与问题的解决． 三、选考题,请考生从以下三个模块中任选一模块作答（12分）【物理选修３-3】 12.(4分）(２０15•山东校级一模)下列关于分子运动和热现象的说法正确的是（ ) A． 气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故 Ｂ． 一定量100℃的水变成1００℃的水蒸气，其分子之间的势能增加 C． 对于一定量的气体,如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热 D. 气体分子总数不变,而气体温度升高,气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大 【考点】： 热力学第一定律；分子势能;理想气体的状态方程. 【专题】： 热力学定理专题． 【分析】： 正确解答本题要掌握：气体分子之间作用力特点;正确判断分子势能的变化；结合气态方程判断气体内能变化；正确理解好气体压强的微观含义. 【解析】： 解: A、气体分子之间的距离很大分子力近似为零，分子势能也近似为零，气体如果失去了容器的约束就会散开,是由于分子杂乱无章运动的结果，故A错误; B、一定量100℃的水变成100℃的水蒸汽时,吸收热量，内能增加,由于分子平均动能不变，因此分子势能增加，故B正确; word版 高中物理 Ｃ、根据气态方程可知对于一定量的气体，如果压强不变,体积增大,温度一定升高,气体内能由温度决定,因此内能一定增加,同时气体对外做功,根据热力学第一定律可知:气体一定从外界吸热.故C正确； D、气体温度升高，气体分子的平均动能增大，如果气体分子总数不变，但气体的体积如何变化不确定，所以单位体积内的分子数可能增大、可能不变,也减少,所以压强可能增大大，可能减小，也可能不变,D错误; 故选：BC． 【点评】： 本题考查了有关分子运动和热现象的基本知识,对于这些基本知识一定注意加强记忆和积累. 13.(８分）（20１5•山东校级一模)如图所示,粗细均匀，两端开口的U形管竖直放置，管的内径很小,水平部分BC长１4cm，一空气柱将管内水银分隔成左右两段,大气压强相当于高为7６cm水银柱的压强． ①当空气柱长度为8cm，温度为T0＝273Ｋ时，BC管内左边水银柱长2ｃm，ＡＢ管内水银柱长也是2cm,则右边水银柱总长是多少? ②当空气柱温度升高到多少时，左边的水银恰好全部进入竖直管AＢ内? 【考点】: 理想气体的状态方程． 【专题】: 理想气体状态方程专题． 【分析】: ①由于平衡,两边水银面等高； word版 高中物理 ②左边的水银恰好全部进入竖直管AB内时,根据左侧水银柱平衡可以求出底部气体的压强，然后根据玻意耳定律列式求解 【解析】: 解:①U形管两端开口，所以两竖直管内水银面高度应相同,即右边竖直管内水银柱高度为ｈ0＝２cm 右边水平管内水银柱长度为14﹣l0﹣2＝４cm， 右边水银柱总长为 Ｌ＝４+2=６cm ②当左边的水银全部进入竖直管内时,两竖直管内水银面高度均为 h1=4cm 此时,右边水平管内水银柱长度为2ｃm,所以空气柱的长度为 l１=14﹣２=12cｍ 由理想气体状态方程可得 可得T2＝ K=３６4．6K 答:①当右边水银柱总长是6ｃm ②当空气柱温度升高到364.6K时,左边的水银恰好全部进入竖直管AB内 【点评】： 本题关键根据平衡条件得到底部气体的气体压强，然后根据玻意耳定律列式求解 （12分)【物理选修3－4】 1４．(2015•山东校级一模)下列说法中正确的是( ) A. 做简谐运动的物体,其振动能量与振福无关 B． 全怠照相的拍摄利用了光的干涉原理 C. 真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源和观察者的运动无关 Ｄ． 医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点 word版 高中物理 Ｅ. 机械波和电磁波都可以在真空中传播 【考点】： 光的干涉;机械波. 【专题】： 光的干涉专题． 【分析】: 振幅反映了振动的强弱；全息照相的拍摄利用了激光的干涉，可以记录光强、光频、相位；机械波的产生条件是机械振动和介质． 【解析】： 解:Ａ、简谐运动的物体,其振动能量用振幅来反映，故A错误； Ｂ、全息照相的拍摄利用了激光的干涉,可以记录光强、光频、相位，有立体感，故B正确; C、根据狭义相对论，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关，故Ｃ正确； D、医学上用激光做“光刀”来进行手术,主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点,故D正确; Ｅ、机械波的传播离不开介质，电磁波可以在真空中传播，故E错误; 故选：BCＤ． 【点评】: 本题考查了简谐运动、光的干涉、狭义相对论、激光、机械波和电磁波，知识点多,难度小,关键多看书，记住基础知识点． 1５．一半圆柱形透明体横截面积如图所示,O为截面的圆心,半径R= cm，折射率n= ； 一束光线在横截面内从AOB边上的Ａ点以６0°的入射角射入透明体，求该光线在透明体中传播的时间;(已知真空中的光速ｃ＝3.0×1０8m／ｓ) word版 高中物理 【考点】: 光的折射定律;折射率及其测定. 【专题】： 光的折射专题． 【分析】: 先由公式sｉｎC＝求出临界角Ｃ.入射角i=60°，由折射定律n= 求出光 线从ＡＢ射入透明体的折射角r，判断光线在圆弧上能否发生全反射,作出光路图，由几何知识求解光线在透明体内的路程s，光线在透明体中的速度为v=，光线在透明体中传播的时间为t=． 【解析】： 解：设此透明体的临界角为C,依题意sinC== 当入射角为i=60°时，由n=,得：sinｒ＝==0.５,得折射角 r=30° 此时光线折射后射到圆弧上的C点,在C点入射角为,比较可得入射角大于临界角，发生全反射，同理在D点也发生全反射，从B点射出. 在透明体中运动的路程为 ｓ＝3R, 在透明体中的速度为 v=， s=３.0×１0﹣10s. 该光线在透明体中传播的时间为 t=== 答:该光线在透明体中传播的时间为3.0×10﹣1０ｓ. 【点评】: 画出光路图是基础,判断能否发生全反射是关键．要能运用几何知识求出光线在透明体通过的总路程． 【物理－选修3-5] word版 高中物理 １6. ２02１年3月11日本福岛核电站发生核泄漏事故，其中铯1３7（射的影响最大,其半衰期约为30年. ①请写出铯1３7( Cs)发生β衰变的核反应方程 (真空中的光速为 Cs）对核辐 ②若在该反应过程中释放的核能为E，则该反应过程中质量亏损为 ｃ）. ③泄露出的铯l3７约要到公元 21０１ 年才会有87.5%的原子核发生衰变. 【考点】： 原子核衰变及半衰期、衰变速度；爱因斯坦质能方程;裂变反应和聚变反应． 【专题】: 衰变和半衰期专题. 【分析】： 根据核反应中电荷数守恒、质量数守恒写出铯１37发生β衰变的核反应方程，根据质能方程求出质量亏损，由半衰期公式知剩余的原子核没衰变,经历了3个半衰期； 【解析】： 解：①发生β衰变的核反应方程 ②根据爱因斯坦质能方程知△ｍ= ③由半衰期公式知剩余的原子核没衰变,经历了３个半衰期,即90年，要到公元２101年才会有87.５%的原子核发生衰变. 故答案为： ， ,210１ 【点评】： 本题考查了核反应方程的书写，注意质量数和电荷数守恒,记住质能方程和半衰期公式的应用． １7.如图所示,两小车Ａ、B置于光滑水平面上，质量分别为ｍ和２m,一轻质弹簧两端分别固定在两小车上，开始时弹簧处于拉伸状态，用手固定两小车.现在先释放小车Ｂ,当小车Ｂ的速度大小为3v时,再释放小车A,此时弹簧仍处于拉伸状态;当小车A的速度大小为v时，弹簧刚好恢复原长.自始至终弹簧都未超出弹性限度.求: word版 高中物理 ①弹簧刚恢复原长时,小车B的速度大小； ②两小车相距最近时,小车Ａ的速度大小． 【考点】: 动量守恒定律． 【分析】： ①对弹簧刚恢复原长时，由动量守恒定律列方程求解B的速度即可； ②两小车相距最近时速度相同,由动量守恒定律列方程求解即可. 【解析】: 解：①从释放小车A到弹簧刚恢复原长时,设向左为正方向，由动量守恒定律有: 2m•3v=2ｍ•ｖB﹣mv 得:vB=３.5v ②两小车相距最近时速度相同，设向左为正方向，由动量守恒定律有： 2m•3v＝(2m+ｍ)vA 得:vA=２v 答：①弹簧刚恢复原长时,小车B的速度大小3.5v; ②两小车相距最近时，小车A的速度大小为２ｖ． 【点评】: 本题属于弹簧模型，水平面又是光滑的,系统不受外力作用或者外力的合力为零时,满足动量守恒定律． 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容