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1、20182018 年年 全国全国 3 3 卷卷 逐题仿真练逐题仿真练 题号 24253334 考点 带电粒子在电 磁场中的运动 动力学和能量观点分 析多过程问题 热力学定律和气体 实验定律 机械波和光 24 12 分 2019 河南省顶级名校第四次联测 如图 1 所示 竖直平面xOy 其x轴水平 在整个平面内存在沿x轴正方向的匀强电场E 在第三象限内有垂直纸面向里的匀强磁场 磁感应强度大小为B 0 2 T 现有一比荷为 25C kg 的带电微粒 从第三象限内某点以速 q m 度v0向坐标原点O做直线运动 v0与x轴之间的夹角为 45 取重力加速度g 10 m s2 求 图 1 1 微粒的电性及
2、速度v0的大小 2 带电微粒在第一象限内运动时所到达的最高点的坐标 答案 1 正电 2m s 2 0 6m 0 2m 2 解析 1 带电微粒在第三象限内做直线运动 受到重力 电场力和洛伦兹力三个力的作用 并且合力为零 即微粒做匀速直线运动 所以微粒受到的洛伦兹力垂直于速度方向斜向左上 方 由左手定则可判断微粒带正电 对带电微粒受力分析 如图所示 根据平衡条件可得 Bqv0 mg 2 解得 v0 2m s 2 2 带电微粒进入第一象限后做曲线运动 设最高点为M 从O到M所用的时间为t 则将微 粒从O到M的运动分解为沿x轴方向上的匀加速直线运动和沿y轴方向上的匀减速直线运动 y轴方向上 0 v0s
3、in45 gt y t v0sin45 2 x轴方向上 qE mgtan45 max x v0cos45 t axt2 1 2 解得x 0 6m y 0 2m 即带电微粒在第一象限内运动时所达到的最高点的坐标为 0 6m 0 2m 25 20 分 2019 广西钦州市 4 月综测 如图 2 为某碰撞模拟实验简图 在水平地面上固 定倾角为 的足够长的光滑斜面 中间带孔的槽固定在斜面上 一轻直杆平行于斜面 一 端与轻弹簧相连 另一端穿在槽中 直杆与槽间的最大静摩擦力为Ff 2mgsin 现将直杆 用销钉固定 一质量为m的滑块从距离弹簧上端L处由静止释放 其下滑过程中的最大速度 vm 已知弹簧的劲度
4、系数k 弹簧的弹性势能与其形变量的平方成正 3gLsin mgsin L 比 滑动摩擦力可认为等于最大静摩擦力 弹簧始终在弹性限度内且不会碰到槽 当地重力加 速度为g 图 2 1 求滑块下滑速度为vm时弹簧的弹性势能Ep 2 若取下销钉 使滑块仍从原位置由静止释放 求直杆下滑的最大距离s 并分析说明滑 块此后是否能与弹簧分离 若能 请求出滑块与弹簧分离时的速度大小v 若不能 请说明 理由 3 若取下销钉 使滑块从距离弹簧上端 2L处由静止释放 请分析说明滑块此后是否能与弹 簧分离 若能 请求出滑块与弹簧分离时的速度大小v 若不能 请说明理由 答案 1 mgLsin 2 滑块不能与弹簧分离 3
5、仍然不能分离 理由见解析 1 2 解析 1 设滑块达到最大速度vm时弹簧形变量为x 则有 mgsin kx 解得x L 此过程系统机械能守恒 有mg L x sin mvm2 Ep 1 2 代入相关数据可得Ep mgLsin 1 2 2 当弹力大小等于Ff时直杆开始滑动 设此时弹簧形变量为x 则有 2mgsin kx 可得x 2L 依题意有Ep 4Ep 设此时滑块速度为v1 则根据机械能守恒定律有 mg L x sin mv12 Ep 1 2 之后滑块与直杆将一起做匀减速运动 直至速度减为零 根据动能定理有 mgssin Ffs 0 mv12 1 2 联立以上各式可得s L 此后直杆保持静止
6、假设滑块能与弹簧分离 即滑块还需向上运动 2L的距离 根据机械能 守恒定律有 Ep 2mgLsin mv2 1 2 联立可得v 0 可见 此后滑块将继续下滑 来回做往复运动 综上 滑块此后不能与弹簧分离 3 若滑块从距离弹簧 2L处由静止释放 根据 2 中的分析可知 直杆下滑的距离将增加 但Ep 保持不变 因而滑块仍然不能与弹簧分离 33 选修 3 3 15 分 2019 四川南充市第三次适性考试 1 5 分 一定质量的理想气体由状态a经状态b c到 状态d 其体积V与热力学温度T关系如图 3 所示 O a d三点在同一直线上 ab和cd 平行于横轴 bc平行于纵轴 则下列说法正确的是 图 3
7、 A 从状态a到状态b 气体吸收热量 B 从状态a到状态b 每个气体分子的动能都增大 C 从状态b到状态c 气体对外做功 内能减小 D 从状态c到状态d 气体的密度不变 E 从状态a到状态d 气体的内能增加 2 10 分 如图 4 所示 长L 55cm 的薄壁玻璃管与水平面成 30 角倾斜放置 玻璃管粗细 均匀 底端封闭 另一端开口 现用长l 10cm 的水银柱封闭着一定质量的理想气体 气体 温度为 306K 且水银面恰与管口齐平 现将管口缓慢转到竖直向上位置 并将水银缓慢注 入管中 直到水银面再次与管口齐平 已知大气压强p 75cmHg 求 图 4 水银面再次与管口齐平时 管中气体的压强 对
8、竖直玻璃管缓慢加热 若管中刚好剩下 5cm 高的水银柱 气体温度升高了多少 答案 1 ADE 2 90cmHg 340K 解析 1 由状态a到状态b过程中 气体体积不变 则W 0 温度升高 则 U 0 根据 U W Q可知气体吸收热量 选项 A 正确 由状态a到状态b过程中 气体的温度升高 则气体分子的平均动能变大 但不是每个气体分子的动能都会增大 选项 B 错误 从状态b 到c 气体温度不变 内能不变 体积变大 则气体对外做功 选项 C 错误 从状态c到 d 气体体积不变 则气体的密度不变 选项 D 正确 从状态a到状态d 气体温度升高 则内能增加 选项 E 正确 2 设玻璃管的横截面积为S
9、 水银密度为 重力加速度为g 初态时 管内气体的温 度为T1 306K 体积V1 45S 压强为p1 p0 glsin30 80cmHg 当玻璃管竖直 水银面再次与管口齐平时 设水银柱高为H 则V2 55 H S 压强为p2 p0 gH 75 H cmHg 由玻意耳定律 p1V1 p2V2 代入数据解得 H 15cm 故p2 p0 gH 90cmHg 设温度升至T2时 管中水银柱高为 5cm 气体体积V3 50S 气体压强为p3 p0 gH 80cmHg 由理想气体状态方程 p1V1 T1 p3V3 T2 代入数据得 T2 340K 34 选修 3 4 15 分 2019 山西运城市 5 月适
10、应性测试 1 5 分 图 5 a 为一列简谐横波在t 2s 时的波形图 图 b 为平衡位置在x 0 5m 处的质 点P的振动图象 M是平衡位置在x 2m 的质点 下列说法正确的是 图 5 A 波的传播方向向右 B 波速为 0 5m s C 0 2s 时间内 M向y轴正方向运动 D 当t 9s 时 M恰好回到平衡位置且向下振动 E x 1 5m 处的质点与P的振动步调有时相同有时相反 2 10 分 现有一三棱柱工件 由透明玻璃材料制成 如图 6 所示 其截面ABC为直角三角 形 ACB 30 现在有一条光线沿着截面从AC边上的O点以 45 的入射角射入工件折 射后到达BC边的中点并发生了全反射后
11、垂直于AB边射出 已知光在空气中的传播速度为c 图 6 求透明玻璃材料的折射率 若BC a 求光线在玻璃材料内传播的时间 3 答案 1 ABD 2 2 5 2a 4c 解析 1 根据题图 b 可知 t 2s 时在x 0 5m 处的质点P的振动方向向下 由平移法可 知 波的传播方向向右 A 正确 根据图 a 可知波长 2m 根据图 b 可知周期T 4s 所以波速 v 0 5m s B 正确 M点与原点距离一个波长 所以t 2s 时M也处于波谷 T 0 2s 时间内后半个周期 M在向y轴负方向运动 C 错误 从t 2s 到t 9s t 7s 1 T 现在M处于波谷 所以t 9s 时 M恰好回到平衡位置且向下振动 D 正确 x 1 5m 3 4 处的质点与P相距半个波长 所以振动步调相反 E 错误 2 光路图如图所示 DE光线垂直AB射出 所以 EDB ODC 30 折射角r 30 所以n sin45 sin30 2 由几何关系可知 ODcos30 CD CB 1 2 1 4 所以OD a DE BDcos30 1 2 3a 4 因为n 所以v t c v c n 2c 2 OD DE v 5 2a 4c
