湖北省鄂州高中2015届高考物理三模试卷(4)

2020-02-21 22:18

解答: 解:(1)由于电源是一节干电池(1.5V),所选量程为3V的电压表;估算电流时,考虑到干电池的内阻一般几Ω左右,加上保护电阻,最大电流在0.5A左右,所以选量程为0.6A的电流表;由于电池内阻很小,所以保护电阻不宜太大,否则会使得电流表、电压表取值范围小,造成的误差大;滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了,取0~10Ω能很好地控制电路中的电流和电压,若取0~100Ω会出现开始几乎不变最后突然变化的现象.

(2)由图示电源的U﹣I图象可知,电源的电动势为:E=1.45V, 图象斜率的绝对值等于电源的内阻,内阻为:r=

=1.3Ω;

(3)引起该实验系统误差的主要原因是电压表的分流作用,导致电流表的示数总小于真实的干路电流值.故选:A

故答案为:(1)0.6,3,R1.(2)1.45;1.3;(3)A; 点评: 实验仪器的选择是考试中经常出现的问题,在学习中要注意掌握好其安全、准确的原则;同时注意滑动变阻器的电路中的应用规律.要掌握应用图象法求电源电动势与内阻的方法. 11.(14分)(2014?武汉模拟)在竖直平面内固定一轨道ABCD,AB段水平放置,长为4m,BCD段弯曲且光滑,轨道在O点的曲率半径R=1.5m.一质量m=1.0kg、可视作质点的圆环套在轨道上,圆环与轨道AB段间的动摩擦因数μ=0.5.建立如图所示的直角坐标系,圆环在沿x轴正方向的恒力F作用下,从A(﹣7,2)点由静止开始运动,到达原点O时撤去恒力F,水平飞出后经过D(6,3)点.重力加速度g取10m/s不计空气阻力.求:

(1)圆环到达O点时对轨道的压力FN; (2)圆环在AB段运动的时间t.

2

,B点坐标为(﹣3,2),

考点: 动能定理;牛顿第二定律;平抛运动. 专题: 动能定理的应用专题.

分析: (1)利用平抛运动的规律解得o点速度,然后根据合力充当向心力和牛顿第三定律解得圆环到达O点时对轨道的压力.

(2)根据动能定理解得恒力大小,根据牛顿第二定律和运动学知识求AB段的时间. 解答: 解:(1)圆环从O到D过程中做平抛运动 x=v0t y=gt

读图知:x=6m、y=3m,代入上式解得 v0=到达O点时:根据合力充当向心力 mg+FN=

2

m/s

代入数据,得FN=30N

根据牛顿第三定律得,对轨道的压力为30N,方向竖直向上. (2)圆环从A到O过程中,根据动能定理 有 FxAO﹣μmgxAB﹣mgy=m

代入数据,得F=10N 圆环从A到B过程中,根据牛顿第二定律 有 F﹣μmg=ma 根据运动学公式有代入数据,得时间t=

s.

答:(1)圆环到达O点时对轨道的压力为30N; (2)圆环在AB段运动的时间为

s.

点评: 本题是个多运动过程,注意分析运动过程,以及他们之间联系.对常见的三类运动模型,匀变速直线运动、圆周运动和平抛,要掌握每一种运动的解题思路. 12.(18分)(2015?鄂州三模)如图所示,在坐标xoy平面第一象限内有一半径为R磁感应强度为B的圆形有界匀强磁场,圆心坐标为(R,R),方向垂直平面向里.第四象限内有一对带电平行板AB,两板长度均为2R,间距也为2R,且A板与y轴重合,B板放置于x=2R处与x轴垂直,圆形磁场与y轴交点处现有一发射源,其向第一象限各个方向连续均匀发射速率相同的电子,已知电子质量为m,电量为e,发射速率均为v=

,不计电子的重力及

电子间相互作用力. (1)证明:电子从圆形有界磁场射出后,速度方向均与y轴平行; (2)试求AB板间电压UAB多大时,发射源发射的电子有一半打在板上(即此时两板对电子收集率η为50%) (3)试通过计算分析并画出两板对电子的收集率η与两板间电压UAB的关系图象.

考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动. 专题: 带电粒子在复合场中的运动专题.

分析: (1)先分析水平发射的电子的初射方向与y轴平行,再分析向下或向上偏转任意角θ时出射速度方向与Y轴平行即可,证明速度与y轴平行可以先证明过出射点的半径与x轴平行;

(2)发射源发射的电子有一半打在板上,即从圆形磁场圆心正下方出射的电子恰好打在A板的边缘处,此时两板对电子收集率η为50%;

(3)电子在两板间做类平抛运动,达到板电子被收集,板间的电场为匀强电场,由匀强电场电势差与电场强度的关系及类平抛运动规律列方程求解,并由数学关系作出图象 解答: 解:(1)洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:evB=而v=

…②

…①

联立解得:r=R…③

由题意得,沿着x轴正方向射出的电子,由左手定则判断出电子将向下偏转,其轨道的圆心位于坐标原点,出射位置在圆形磁场圆心正下方,沿着y轴的负方向.

当入射方向以水平方向为基准,向下偏转θ角度,则相应的圆周运动的轨迹向下偏转,通过入射点与轨道圆心的半径与y轴的夹角为θ,同时,连接入射点、磁场中心、出射点、圆形轨迹中心的四边形为菱形,故通过出射点的半径沿着水平方向,故出射速度方向为竖直方向,即平行于y轴. 命题得证.

(2)发射源发射的电子有一半打在板上,即从圆形磁场圆心正下方出射的电子恰好打在A板的边缘处,板间的匀强电场强度为: E=

…④

…⑤

电子的加速度为:a=电子的运动时间为: t=

…⑥

收集到极板的电子沿着电场线方向的距离为:R=at…⑦

2

联立④⑤⑥⑦得,UAB=

…⑧

2

(3)电子在极板间的运动的距离为:s=at…⑨ 收集率η=

×100%…(10)

UAB

联立④⑤⑥⑨(10)得:η=图象为: 答:(1)速度方向均与y轴平行; (2)试求AB板间电压UAB为

时,发射源发射的电子有一半打在板上(即此时两板

对电子收集率η为50%)

(3)两板对电子的收集率η与两板间电压UAB的关系图象为

点评: 带电粒子载运强磁场中的圆周运动问题关键是找到圆心和半径,利用洛伦兹力提供向心力求解,本题中求证出射方向与y轴平行要充分利用速度与半径的垂直关系,先求解半径的方向是关键,这种以退为进的策略很重要,此外带电粒子的类平抛运动也是常见的考查内容,要加强联系. (二)选考题:共45分。请考生从给出的3道物理题中任选一题做答,并用2B铅笔在答题卡上把所选题目对应题号右边的方框涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做,则按所做的第一题计分。(15分) 13.(6分)(2015?辽宁校级模拟)下列说法中正确的是( ) A. 布朗运动就是液体分子的热运动

B. 对一定质量的气体加热,其体积和内能可能都增加

C. 物体的温度越高,分子热运动越剧烈,分子的平均动能越大 D. 分子间的引力与斥力同时存在,斥力可能小于引力 E. 第二类永动机违反能量守恒定律 考点: 布朗运动;温度是分子平均动能的标志;热力学第二定律. 分析: 布朗运动是固体颗粒的运动,间接反映了液体分子的无规则运动,改变内能的方式有做功和热传递,分子间的引力与斥力同时存在,斥力可能小于、大于或等于引力,第二类永动机不违反能量守恒定律,但违反热力学第二定律.

解答: 解:A、布朗运动是固体颗粒的运动,间接反映了液体分子的无规则运动,A错误; B、对一定质量的气体加热,其体积和内能可能都增加,因为改变内能的方式有做功和热传递,B正确;

C、物体的温度越高,分子热运动越剧烈,分子的平均动能越大,C正确;

D、分子间的引力与斥力同时存在,斥力可能小于、大于或等于引力,D正确; E、第二类永动机不违反能量守恒定律,但违反热力学第二定律,E错误; 故选:BCD

点评: 掌握布朗运动的实质:是固体颗粒的运动,不是分子的运动,会分析分子力与分子间距 的关系,记住永动机不能制成的原因. 14.(9分)(2015?鄂州三模)两个相同的薄壁型气缸A和B,活塞的质量都为m,横截面积都为S,气缸的质量都为M,

,气缸B的筒口处有卡环可以防止活塞离开气缸.将

0

气缸B的活塞跟气缸A的气缸筒底用细线相连后,跨过定滑轮,气缸B放在倾角为30的光滑斜面上,气缸A倒扣在水平地面上,气缸A和B内装有相同质量的同种气体,体积都为V,温度都为T.如图所示,此时气缸A的气缸筒恰好对地面没有压力,设气缸内气体的质量远小于活塞的质量,大气对活塞的压力等于活塞重的1.5倍.

①若使气缸A的活塞对地面的压力为0,气缸A内气体的温度是多少? ②若使气缸B中气体体积变为

,气缸B内的气体的温度是多少?

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: 以A中活塞为研究对象受力分析,根据平衡条件求出A内前后的压强,A中气体做等容变化,根据查理定律列方程求解;

B缸内气体压强温度体积三者均变,根据理想气体状态方程列方程求解 解答: 解:(1)对A,P1S+T=Mg+P0S 对B:T=(M+m)gsin30° 得:P0S=1.5mg=2.25Mg, P1S=1.75mg

活塞对地面压力为零时,P2S+mg=P0S 根据T1=T0

(2)T<T0后气体压强不变,A整体合力为零,B缸体上移,活塞离开卡环,设此时压强为P3有:

P3S=P0S+mgsin30° 得:P3S=2mg

得:


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