物理 开封市2016年高三第二次模拟考试
精品
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单选题 本大题共6小题,每小题6分,共36分。在每小题给出的4个选项中,有且只有一项是符合题目要求。
1
题型: 单选题
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分值: 6分

14.下面关于物理学研究方法叙述中正确的是( )

A电场强度的定义式为E=,这个定义应用了极限思想

B在“探究弹性势能的表达式”的实验中,为计算弹簧弹力所做的功,把拉伸弹簧的

过程分为很多小段,拉力在每小段可以认为是恒力,用各小段做功的代数和代表弹

力在整个过程所做的功。这是应用了微元法的思想

C在探究加速度.力和质量三者之间关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系,

再保持力不变研究加速度与质量的关系,这里采用了等效代替的思想方法

D在不需要考虑带电体本身的大小和形状时,常用点电荷来代替带电体,这是应用了

假设法

正确答案

B

解析

A.电场强度的定义式为E=F/q,这个定义应用了比值定义法,故A错误.
B.在探究弹性势能的表达式的实验中.为计算弹簧弹力所做功,由于弹力是变力,把拉伸弹簧的过程分为很多小段,拉力在每小段可以认为是恒力,用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功,物理学中把这种研究方法叫做微元法,故B正确.
C.研究多个变量时,应控制一些不变研究两个变量之间的关系,所以在探究加速度.力.质量三者之间的关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系,再保持力不变研究加速度与质量的关系,该实验运用了控制变量法,故C错误.
D.用点电荷代替带电体,物理学中把这种研究方法叫做建立理想化的物理模型等效替代,故D错误。

考查方向

物理学史

解题思路

在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多方法,如理想实验法,微元法,控制变量法,极限思想法.类比法和科学假说法等等.

易错点

理解物理方法概念和规律

1
题型: 单选题
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分值: 6分

16.如图所示,竖直面内半径为R的光滑半圆形轨道与水平光滑轨道相切于D点。a.b.c三个物体由水平部分分别向半环滑去,最后重新落回到水平面上时的落点到切点D的距离依次为AD<2R,BD=2R,CD>2R。设三个物体离开半圆形轨道在空中飞行时间依次为ta.tb.tc,三个物体到达地面的动能分别为Ea.Eb.Ec,则下面判断正确的是(    )

AEa=Eb

BEc=Ea

Ctb=tc

Dta=tb

正确答案

C

解析

物体若从圆环最高点离开半环在空中做平抛运动,竖直方向上做自由落体运动,则有:
2R=1/2gt2,,则得:t=2
物体恰好到达圆环最高点时,有:mg=mv2/R,
则通过圆轨道最高点时最小速度为:v=

所以物体从圆环最高点离开后平抛运动的水平位移最小值为:x=vt=2R
由题知:AD<2R,BD=2R,CD>2R,说明b.c通过最高点做平抛运动,a没有到达最高点,则知tb=tc=2,ta≠tb=tc.对于a.b两球,通过D点时,a的速度比b的小,由机械能守恒可得:Ea<Eb.对于b.c两球,由x=vt知,t相同,c的水平位移大,通过圆轨道最高点时的速度大,由机械能守恒定律可知,Ec>Eb

考查方向

功能关系;平抛运动.

解题思路

物体若从圆环最高点离开后在空中做平抛运动,根据平抛运动竖直方向上自由落体运动,分析时间关系.由水平分运动的规律分析物体通过圆轨道最高点时速度的关系,再由速度的合成分析落地时速度大小关系,从而判断出落地时动能关系.

易错点

平抛运动与机械能守恒定律的综合,关键分析最高点的临界条件,求出平抛运动的最小水平位移,分析三个物体的运动情况

1
题型: 单选题
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分值: 6分

17.据新闻报导,“天宫二号”将2016年秋季择机发射,其绕地球运行的轨道可近似看成是圆轨道。设每经过时间t,“天宫二号”通过的弧长为l,该弧长对应的圆心角为θ弧度。已知引力常量为G,则地球的质量是(    )

A

B

C

D

正确答案

D

解析

“天宫二号”通过的弧长为l,该弧长对应的圆心角为θ弧度,所以其轨道半径:r=l/θ,t时间内“天宫二号”通过的弧长是l,所以线速度:v=l/t“天宫二号”做匀速圆周运动的向心力是由万有引力提供,则:

所以:M=

所以A.B.C错误,D正确。

考查方向

万有引力定律及其应用.

解题思路

根据几何关系即可求出轨道半径,由线速度的定义式即可求出线速度,然后由万有引力提供向心力即可求出地球的质量.

易错点

该题考查万有引力定律的应用,只是出题的角度比较特殊:没有轨道半径,也没有线速度或角速度,要结合几何关系得出线速度和角速度然后才能解答.

1
题型: 单选题
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分值: 6分

18.如图所示,用两根金属丝弯成一光滑半圆形轨道,竖直固定在地面上,其圆心为O.半径为R。轨道正上方离地h处固定一水平长直光滑杆,杆与轨道在同一竖直平面内,杆上P点处固定一定滑轮,P点位于O点正上方。A.B是质量均为m的小环,A套在杆上,B套在轨道上,一条不可伸长的细绳绕过定滑轮连接两环。两环均可看做质点,且不计滑轮大小与质量。现在A环上施加一个水平向右的力恒力F,使B环从地面由静止沿轨道上升。则(    )

A力F所做的功等于系统动能的增加量

B在B环上升过程中,A环动能的增加量等于B环机械能的减少量

C当B环到达最高点时,其动能为零

D当B环与A环动能相等时,sin∠OPB=

正确答案

A

解析

A.力F做正功,系统的机械能增加,由功能关系可知,力F所做的功等于系统机械能的增加量,不等于系统动能的增加量.故A错误.
B.由于力F做正功,A.B组成的系统机械能增加,则A环动能的增加量大于B环机械能的减少量,故B错误.
C.当B环到达最高点时,A环的速度为零,动能为零,但B环的速度不为零,动能不为零,故C错误.
D.当PB线与圆轨道相切时,vB=vA,根据数学知识有sin∠OPB=R/h,故D正确.

考查方向

功能关系.

解题思路

力F所做的功等于系统机械能的增加量.两环组成的系统机械能增加,由此分析A环动能的增加量与B环机械能的减少量的关系.当B环到达最高点时,A环的速度为零.当PB线与圆轨道相切时两球速度大小相等.

易错点

连接体问题,从功能关系研究两环能量的变化关系,关键要知道当PB线与圆轨道相切时两环的速度大小相等.

1
题型: 单选题
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分值: 6分

15.如图所示,在真空中固定两个等量异号点电荷+Q和-Q,图中D点为两点电荷的连线中点,P点为连线上靠近-Q的一点,MN为过O点的一条线段,且M点与N点关于O点对称。则下列说法正确的是(    )

A同一个试探电荷在M.N两点所受的电场力相同

BM.N两点的电势相同

C将带正电的试探电荷从M点沿直线移到N点的过程中,电荷的电势能先增大后减小

D只将-Q移到P点,其它点在空间的位置不变,则O点的电势升高

正确答案

A

解析

A.等量异种点电荷的电场的分布具有一定的对称性,如图:

由图可得M.N两点的电场强度相同,故A正确;
B.画出过M.N的等势面,如图所示:

电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面,故M点的电势大于N点的电势,故B错误;
C.将带正电的试探电荷从M点沿直线移到N点的过程中,电场力一直做正功,故电势能一直减小,故C错误;
D.等量异种点电荷的连线中垂线是一条等势线,故O点的电势为零;
只将-Q移到P点,其它点在空间的位置不变,此时两个电荷连线的中点在O点的左侧,故O点的电势变为负值,故O点的电势减小,故D错误;

考查方向

电场的叠加;电场强度.

解题思路

根据电场线的分布情况,判断M.N场强的关系;电场线的疏密表示场强的大小.等量异种点电荷的连线中垂线是一条等势线;画出等势面判断M.N点的电势大小.

易错点

结合等量异号电荷的电场线分布图和等势面分布图进行分析,明确电场力做功等于电势能的减小量

1
题型: 单选题
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分值: 6分

21.如图所示,用均匀电阻丝制成的矩形框架abcd,放在匀强磁场中,且框架平面垂直磁感线,电阻为r的光滑金属棒PQ垂直于ab边放在矩形框架上,并与其保持良好接触。现对导体棒施加一水平向右的拉力使它从ad处匀速向右运动至bc处,则在这一过程中,下列说法中正确的是(    )

A导体棒PQ两点的电压一定不变

B矩形框架abcd消耗的电功率可能先增大后减小

C矩形框架abcd消耗的电功率可能先减小后增大

D水平拉力的功率可能是先增大后减小

正确答案

C

解析

拉力的功率变化.

A.导体棒PQ向右运动的过程中,结合串并联电路的特点可知,外电阻先增大后减小,当PQ运动到线框中线时,外电路的电阻最大.根据闭合电路欧姆定律得知PQ棒中的电流先减小后增大.则PQ棒两端的电压即路端电压先增大后减小.故A错误.
B.C.矩形线框中消耗的电功率相当于电源的输出功率,根据推论:当外电阻等于电源的内电阻时,电源的输出功率最大.由题意,线框并联的总电阻先增大后减小,并联总电阻大于PQ棒的电阻,则知消耗的功率先减小后增大.故B错误,C正确;
D.PQ棒做匀速运动,拉力的功率等于电路中电功率,根据P=EI,由于棒中的电流先减小后增大,得知拉力的功率先减小后增大.故D错误.

考查方向

导体切割磁感线时的感应电动势;电功.电功率.

解题思路

导体棒PQ向右运动切割磁感线产生感应电动势,相当于电源,线框左右两部分并联,相当于外电路,当PQ运动到线框中线时,外电路的电阻最大,而PQ的感应电动势不变,根据推论:当外电阻等于电源的内电阻时,电源的输出功率最大,可知,由于外电阻与PQ电阻的关系未知,无法判断线框消耗的功率如何变化.根据闭合电路欧姆定律分析PQ棒中的电流强度变化情况.根据路端电压随外电阻增大而增大,判断PQ棒两端电压的变化.PQ棒做匀速运动,拉力的功率等于电路中电功率,根据P=

易错点

关键抓住线框的总电阻先增大后减小,根据功率公式.欧姆定律等规律进行分析.

多选题 本大题共2小题,每小题6分,共12分。在每小题给出的4个选项中,有多项符合题目要求,全对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分。
1
题型: 多选题
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分值: 6分

20.如图所示,一个固定的圆弧阻挡墙PQ,其半径OP水平,OQ竖直。在PQ和一个斜面体A之间卡着一个表面光滑的重球B。斜面体A放在光滑的地面上并用一水平向左的力F推着,整个装置处于静止状态。现改变推力F大小,推动斜面体A沿着水平地面向左缓慢运动,使球B沿斜面上升一很小高度。则在球B缓慢上升过程中,下列说法中正确的是(    )

A斜面体A与球B之间的弹力逐渐减小

B阻挡墙PQ与球B之间的弹力逐渐减小

C水平推力F逐渐增大

D水平地面对斜面体A的弹力逐渐减小

正确答案

A,B,D

解析

A.B.小球B处于平衡状态,对B受力分析,如图所示:

当球B沿斜面上升一很小高度时,圆弧阻挡墙对B的压力方向与水平方向的夹角减小,
根据图象可知,斜面体A与球B之间的弹力N2逐渐减小,阻挡墙PQ与球B之间的弹力N1逐渐减小,故AB正确;
C.D.把AB看成一个整体,整体受到重力.地面的支持力.水平推力F以及PQ对B的压力,
设圆弧阻挡墙对B的压力方向与水平方向的夹角为θ,根据平衡条件可知:
水平方向F=N2cosθ,竖直方向FN=(mA+mB)g+N2sinθ,由于N2逐渐减小,θ减小,则FN减小,F不一定减小,故C错误,D正确.

考查方向

共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力.

解题思路

小球B处于平衡状态,对B受力分析,根据力的合成原则画出受力分析图,当球B沿斜面上升一很小高度时,圆弧阻挡墙对B的压力方向与水平方向的夹角减小,根据作图法分析AB之间的弹力以及PQ与B之间的弹力变化,把AB看成一个整体,整体受到重力.地面的支持力.水平推力F以及PQ对B的压力,
根据平衡条件判断F以及地面对A的支持力的变化即可.

易错点

定性思想;推理法;整体法和隔离法;共点力作用下物体平衡

1
题型: 多选题
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分值: 6分

19.如图所示,甲图是一理想变压器,原.副线圈的匝

数比为100 :1。若向原线圈输入图乙所示的正弦

交变电流,图中Rt为热敏电阻(阻值随温度升高而

变小),R1为可变电阻,电压表和电流表均为理想

电表,下列说法中正确的是(    )

A在t=0.005s时,电压表的示数约为50.9V

B变压器原.副线圈中的电流之比为100 :1

CRt温度降低时,适当增大R1可保持Rt两端的电压不变

DRt温度升高时,电压表的示数不变.电流表的示数变大

正确答案

C,D

解析

A.由图乙可知交流电压最大值Um=36V,有效值为36V即电压表的读数,故A错误;
B.原.副线圈的匝数比为100:1,所以变压器原.副线圈中的电流之比为1:100,故B错误;
C.R1温度降低时,电阻增大,在串联电路中适当增大R2可保持R1两端的电压不变,故C正确.
D.电压表的示数为输入电压,保持不变;R1温度升高时,阻值减小,电流表的示数变大,故D正确;

考查方向

变压器的构造和原理;正弦式电流的图象和三角函数表达式.

解题思路

由图乙可知交流电压最大值,周期T=0.02s,电压表的读数为其有效值;由变压器原理可得变压器原.副线圈中的电流之比,R1处温度升高时,阻值减小,根据负载电阻的变化,可知电表的变化.

易错点

理想变压器的特点及电压.电流比与匝数比的关系

简答题(综合题) 本大题共62分。简答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
1
题型:简答题
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分值: 6分

如图甲是某同学测量重力加速度的装置,他将质量均为M的两个重物用轻绳连接,放在光滑的轻质滑轮上,这时系统处于静止状态。该同学在左侧重物上附加一质量为m的小重物,这时,由于小重物m的重力作用而使系统做初速度为零的缓慢加速运动,该同学用某种办法测出系统运动的加速度并记录下来。完成一次实验后,换用不同质量的小重物,并多次重复实验,测出不同m时系统的加速度a并作好记录。

22.若选定物块从静止开始下落的过程进行测量,则需要测量的物理量有( )

A小重物的质量m

B大重物的质量M

C绳子的长度

D重物下落的距离及下落这段距离所用的时间

23.经过多次重复实验,得到多组a.m数据,做出图像,如图乙所示,已知该图象斜率为k,纵轴截距为b,则可求出当地的重力加速度g=_______,并可求出重物质量M=_________。(用k和b表示)

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

A,D

解析

对整体分析,根据牛顿第二定律得,mg=(2M+m)a,
解得a=

根据h=
g=2
所以需要测量的物理量有:小重物的质量m,重物下落的距离及下落这段距离所用的时间.故AD正确.故选:AD。

考查方向

探究加速度与物体质量.物体受力的关系.

解题思路

根据加速度的表达式,结合位移时间公式求出重力加速度的表达式,通过表达式确定所需测量的物理量.根据加速度的表达式得出--关系式,通过图线的斜率和截距求出重力加速度和M的大小.

易错点

通过牛顿第二定律和运动学公式得出重力加速度的表达式,以及推导出--

关系式,结合图线的斜率和解决进行求解

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

:因为a=,则=+

知图线斜率k=,b=,解得g=,M=

考查方向

探究加速度与物体质量.物体受力的关系.

解题思路

根据加速度的表达式,结合位移时间公式求出重力加速度的表达式,通过表达式确定所需测量的物理量.根据加速度的表达式得出--关系式,通过图线的斜率和截距求出重力加速度和M的大小.

易错点

通过牛顿第二定律和运动学公式得出重力加速度的表达式,以及推导出--

关系式,结合图线的斜率和解决进行求解

1
题型:简答题
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分值: 10分

为了测量某种材料制成的电阻丝Rx的电阻率,提供的器材有:

A.电流表G,内阻Rg=120Ω,满偏电流Ig=6mA

B.电压表V,量程为6V

C.螺旋测微器,毫米刻度尺

D.电阻箱R0 (0-99.99Ω)

E.滑动变阻器R(最大阻值为5Ω)

F.电池组E(电动势为6V,内阻约为0.05Ω)

G.一个开关S和导线若干

24.用多用电表粗测电阻丝的阻值,当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,应该换用_______挡(填“×1”或“×100”),进行一系列正确操作后,指针静止时位置如图甲所示。

25.把电流表G与电阻箱并联改装成量程为0.6A的电流表使用,则电阻箱的阻值应调为R0=________Ω。(结果保留三位有效数字)

26.为了用改装好的电流表测量电阻丝Rx的阻值,请根据提供的器材和实验需要,将图 乙中电路图补画完整。

27.测得电阻丝的长度为L,电阻丝的直径为d,电路闭合后,调节滑动变阻器的滑片到合适位置,电压表V的示数为U,电流表G的示数为I。请用已知量和测量量的字母符号,写出计算电阻率的表达式ρ=__________。

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

×1

解析

因欧姆表不均匀,要求欧姆表指针指在欧姆表中值电阻附近时读数较准,当用“×10Ω”挡时发现指针偏转角度过大,说明倍率较大,应选择“×1”倍率.

考查方向

测定金属的电阻率.

解题思路

用多用电表测电阻应选择合适的挡位使指针指在中央刻度线附近.

易错点

欧姆表的使用注意事项.电流表改装.设计电路图.求电阻率;确定滑动变阻器与电流表的接法是设计电路图的关键,应用串并联电路特点.欧姆定律与电阻定律可以求出电阻率的表达式.

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

1.21

解析

将电流表G 与电阻箱并联改装成量程为0.6A的电压表,而电流表G(内阻Rg=120Ω,满偏电流Ig=6mA);因此电阻箱的阻值应调为:R0=Ig=0.006×120/(0.6−0.006)≈1.21Ω;

考查方向

测定金属的电阻率.

解题思路

把电流表改装成大量程的电流表需要并联分流电阻,应用并联电路特点与欧姆定律可以求出并联电阻阻值.

易错点

欧姆表的使用注意事项.电流表改装.设计电路图.求电阻率;确定滑动变阻器与电流表的接法是设计电路图的关键,应用串并联电路特点.欧姆定律与电阻定律可以求出电阻率的表达式.

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

如图所示

解析

由图甲所示可知,待测电阻阻值为:15×1=15Ω,电压表内阻很大,约为几千甚至几万欧姆,电压表内阻远大于电流表内阻,电流表应采用外接法,滑动变阻器最大阻值为5Ω,远小于待测电阻阻值,为测多组实验数据,滑动变阻器应采用分压接法,电路图如图所示:

考查方向

测定金属的电阻率.

解题思路

根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法,然后根据伏安法测电阻的原理作出电路图.

易错点

欧姆表的使用注意事项.电流表改装.设计电路图.求电阻率;确定滑动变阻器与电流表的接法是设计电路图的关键,应用串并联电路特点.欧姆定律与电阻定律可以求出电阻率的表达式.

第(4)小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

由电阻定律可知,电阻:R=

=,则电阻率:ρ=,根据欧姆定律得:R==,电阻率:ρ=

考查方向

测定金属的电阻率.

解题思路

应用欧姆定律与电阻定律求出电阻率的表达式.

易错点

欧姆表的使用注意事项.电流表改装.设计电路图.求电阻率;确定滑动变阻器与电流表的接法是设计电路图的关键,应用串并联电路特点.欧姆定律与电阻定律可以求出电阻率的表达式.

1
题型:简答题
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分值: 11分

在一条平直的公路上,甲车在前以54km/h的速度匀速行驶,乙车在后以90km/h的  速度同向行驶。某时刻两车司机同时听到前方有事故发生的警笛提示,同时开始刹车。已知甲乙两车与路面的摩擦因数分别是μ1=0.05和μ2=0.1,g取10m/s2。请问:

28.若两车恰好不相碰,则两车相碰前刹车所用时间是多少?

29.若想避免事故发生,开始刹车时两辆车的最小间距是多少?

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

若两车恰好不相碰,则两车相碰前刹车所用时间是20s;

解析

54km/h=15m/s;90km/h=25m/s
两车刹车过程中加速度分别是:a11g=0.5m/s2,a22g=1m/s2
若两车恰好不相碰,则乙追上甲时,两车速度相等
v1-a1t=v2-a2
代入数据得:t=20s

考查方向

匀变速直线运动的位移与时间的关系.

解题思路

结合牛顿第二定律求出车的加速度,然后结合恰好追不上的条件,由速度公式即可求出时间;

易错点

定量思想;方程法;直线运动规律专题

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

若想避免事故发生,开始刹车时两辆车的最小间距是100m.

解析

乙追上甲前,甲的位移:x1=v1t-1/2a1t2
乙的位移:x2=v2t-1/2a2t2
若想避免事故发生,开始刹车时两辆车的最小间距为:
△x=x2-x1  
代入数据得:△x=100m

考查方向

匀变速直线运动的位移与时间的关系.

解题思路

乙恰好不能追上甲时,根据位移公式,结合位移关系即可求出最小间距,

易错点

定量思想;方程法;直线运动规律专题

1
题型:简答题
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分值: 5分

34.下列说法中正确的是__________。

正确答案

ACD

解析

A.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数,与单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关.故A正确;
B.布朗运动指悬浮在液体中的颗粒所做的无规则运动的运动,布朗运动反映的是液体分子的无规则运动,故B错误
C.热力学第二定律的开尔文表述:不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响,C正确
D.因为液体具有表面张力的存在,水黾才能无拘无束地在水面上行走自如,故D正确;
E.温度是分子的平均动能的标志,温度升高,并不是物体所有分子的动能都增大,故E错误.

考查方向

热力学第二定律;布朗运动.

解题思路

根据压强的微观意义解释;布朗运动是指悬浮在液体中的颗粒所做的无规则运动的运动,布朗运动是由于液体分子的无规则运动对固体微粒的碰撞不平衡导致的,它间接反映了液体分子的无规则运动.热力学第二定律的开尔文表述:不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响;表面层里的分子比液体内部稀疏,分子间的距离比液体内部大一些,分子间的相互作用表现为引力.正是因为这种张力的存在,有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如;

易错点

压强的意义.布朗运动.热力学第二定律.表面张力以及温度的意义,掌握布朗运动的现象是在显微镜下观察的水中悬浮颗粒的运动,而反映的是液体分子的无规则运动.

1
题型:简答题
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分值: 10分

为适应太空环境,航天员都要穿航天服。航天服有一套生命保障系统,为航天员提供合适的温度.氧气和气压,让航天员在太空中如同在地面上一样。假如在地面上航天服内气压为1atm,气体体积为2L,到达太空后由于外部气压低,航天服急剧膨胀,内部气体体积变为4L,使航天服达到最大体积。若航天服内气体的温度不变,航天服视为封闭系统。

35.求此时航天服内的气体压强,并从微观角度解释压强变化的原因?

36.若开启航天服封闭系统向航天服内充气,使航天服内的气压变为0.9 atm,则需补充1 atm的等温气体多少升?

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

航天服内气体的压强为0.5atm;由于气体的压强与分子密度和分子平均动能有关,在气体体积变大的过程中,该气体的分子密度变小,而温度不变,即分子的平均动能不变,故该气体的压强减小。

解析

气体的状态参量:p1=1atm,V1=2L,V2=4L,
气体发生等温变化,由玻意耳定律得:p1V1=p2V2
即:1×2=p2×4,解得:p2=0.5atm;

考查方向

理想气体的状态方程;封闭气体压强.

解题思路

求出气体的状态参量,应用玻意耳定律求出气体压强;应用分子动理论分析答题.

易错点

求气体压强.气体体积问题,分析清楚气体状态变化过程.应用玻意耳定律即可正确解题.

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

需补充1atm的等温气体1.6L.

解析

设需要1atm的等温气体V升,以该气体和航天服原有气体为研究对象,
p3=0.9atm,V3=4L,由玻意耳定律得:p1V1+p1V=p3V3
即:1×2+1×V=0.9×4,解得:V=1.6L;

考查方向

理想气体的状态方程;封闭气体压强.

解题思路

求出气体的状态参量,应用玻意耳定律求出气体的体积.

易错点

求气体压强.气体体积问题,分析清楚气体状态变化过程.应用玻意耳定律即可正确解题.

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题型:简答题
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分值: 20分

如图所示,一面积为S的单匝圆形金属线圈与阻值为R的电阻连接成闭合电路,不计圆形金属线圈及导线的电阻。线圈内存在一个方向垂直纸面向里.磁感应强度大小均匀增加且变化率为k的磁场Bt,电阻R两端并联一对平行金属板M.N,两板间距为d,N板右侧xOy坐标系(坐标原点O在N板的下端)的第一象限内,有垂直纸面向外的匀强磁场,磁场边界OA和y轴的夹角∠AOy=45°,AOx区域为无场区。在靠近M板处的P点由静止释放一质量为m.带电荷量为+q的粒子(不计重力),经过N板的小孔,从点Q(0,L)垂直y轴进入第一象限,经OA上某点离开磁场,最后垂直x轴离开第一象限。求:

30.平行金属板M.N获得的电压U;

31.粒子到达Q点时的速度大小;

32.yOA区域内匀强磁场的磁感应强度B;

33.粒子从P点射出至到达x轴的时间。

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

平行金属板M.N获得的电压U为kS;

考查方向

带电粒子在匀强磁场中的运动;导体切割磁感线时的感应电动势.

解题思路

根据法拉第电磁感应定律,求出闭合电路的电动势,即得到平行金属M.N获得的电压U

易错点

粒子在磁场中匀速圆周运动和电磁感应的综合.磁场中圆周运动常用方法是画轨迹,由几何知识求半径.

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

粒子到达Q点时的速度大小是

解析

带电粒子在M.N间做匀加速直线运动,有
  qU=1/2mv2
所以:v=2qU/m

考查方向

带电粒子在匀强磁场中的运动;导体切割磁感线时的感应电动势.

解题思路

由动能定理求出粒子经过MN间的电场加速度获得的速度.

易错点

粒子在磁场中匀速圆周运动和电磁感应的综合.磁场中圆周运动常用方法是画轨迹,由几何知识求半径.

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

yOA区域内匀强磁场的磁感应强度B=B=·

解析

带电粒子进入磁场区域的运动轨迹如图所示,有
  qvB=mv2/r  ④
由几何关系可得:
  r+rcot45°=l  ⑤
联立②③④⑤得:B=·

考查方向

带电粒子在匀强磁场中的运动;导体切割磁感线时的感应电动势.

解题思路

正确画出粒子在磁场中的运动轨迹,根据几何关系找出粒子运动的半径的大小,根据牛顿第二定律和向心力公式求得磁场的磁感应强度;

易错点

粒子在磁场中匀速圆周运动和电磁感应的综合.磁场中圆周运动常用方法是画轨迹,由几何知识求半径.

第(4)小题正确答案及相关解析

正确答案

粒子从P点射出到到达x轴的时间为  t=(2d+l

解析

粒子在电场中做匀加速直线运动,则有 d=1/2at12
根据牛顿第二定律得:qU/d=ma
粒子在磁场中,有:
  T= t2=T
粒子在第一象限的无场区中,有
  s=vt3
由几何关系得:s=r
粒子从P点射出到到达x轴的时间为:
  t=t1+t2+t3

联立以上各式可得: t=(2d+l)

考查方向

带电粒子在匀强磁场中的运动;导体切割磁感线时的感应电动势.

解题思路

粒子从P点射出到到达x轴的时间为三段运动过程的时间之和.

易错点

粒子在磁场中匀速圆周运动和电磁感应的综合.磁场中圆周运动常用方法是画轨迹,由几何知识求半径.

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