1、2015 年年(全国全国 1 卷卷)逐题仿真练逐题仿真练 题号 24 25 33 34 考点 安培力作用下平衡 动力学方法分析板 块模型 晶体性质和气 体性质 双缝干涉和机械波 24(12 分) (2019 湖北宜昌市四月调研)如图 1 所示，在倾角为 的斜面上，固定有间距为 l 的平行金属导轨，现在导轨上，垂直导轨放置一质量为 m 的金属棒 ab，整个装置处于垂直导 轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为 B，导轨与电动势为 E、内阻为 r 的电源连 接，金属棒 ab 与导轨间的动摩擦因数为 ，且 tan ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重 力加速度为 g，金属棒和导轨电阻不计，现闭合开关
2、，发现滑动变阻器接入电路阻值为 0 时， 金属棒不能静止 图 1 (1)判断金属棒所受的安培力方向； (2)求使金属棒在导轨上保持静止时滑动变阻器接入电路的最小阻值 R1和最大阻值 R2. 答案 (1)平行于斜面向上 (2) BEl mgsin mgcos r BEl mgsin mgcos r 解析 (1)由左手定则可判断金属棒所受安培力的方向平行于斜面向上 (2)当使金属棒保持静止的滑动变阻器 R 阻值最小为 R1时，金属棒所受安培力为最大值 F1， 所受的摩擦力为最大静摩擦力，方向平行斜面向下，则由平衡条件得 FN1mgcos F1mgsin Ffmax FfmaxFN1 由闭合电路欧姆
3、定律有：I1 E R1r， 安培力 F1BI1l 联立以上各式解得滑动变阻器 R 的最小值为 R1 BEl mgsin mgcos r 当使金属棒保持静止的滑动变阻器 R 阻值最大为 R2时，金属棒所受安培力为最小值 F2，所 受的摩擦力为最大静摩擦力，方向平行斜面向上，同理可得 F2mgsin mgcos 由闭合电路欧姆定律有，I2 E R2r，安培力 F2BI2l 联立以上各式解得滑动变阻器 R 的最大值为 R2 BEl mgsin mgcos r. 25(20 分)如图 2 所示，水平桌面上质量为 m 的薄木板右端叠放着质量也为 m 的小物块，木 板长为 L，整体处于静止状态已知物块与木
4、板间的动摩擦因数为 ，木板与桌面间的动摩 擦因数为 4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g. 图 2 (1)若使木板与物块一起以初速度 v0沿水平桌面向右运动，求木板向右运动的最大距离 s0； (2)若对木板施加水平向右的拉力 F， 为使木板沿水平桌面向右滑动且与物块间没有相对滑动， 求拉力 F 应满足的条件； (3)若给木板施加大小为 F3mg、方向沿水平桌面向右的拉力，经过时间 t0，撤去拉力 F， 此后运动过程中小物块始终未脱离木板，求木板运动全过程中克服桌面摩擦力所做的功 W. 答案 (1)2v0 2 g (2)mg 2 F5mg 2 (3)1.95m(gt0)2 解析 (1
5、)对木板和物块组成的系统，由动能定理得： 4 2mgs00 1 2 2mv0 2 解得：s02v0 2 g . (2)设使木板沿水平桌面向右滑动且与物块间没有相对滑动的最小拉力为 Fmin，最大拉力为 Fmax 则：Fmin2mg 4 mg 2 对系统：Fmaxmg 2 2mamax 对物块：mgmamax 解得：Fmax5mg 2 则要使木板沿水平桌面向右滑动且与物块间没有相对滑动，需满足mg 2 5mg 2 ，所以物块与木板之间发生相对滑动 物块的加速度：a1g 撤去拉力 F 时物块的速度：v1a1t0gt0 对木板：Fmg2mg 4 ma2 得：a23 2g 撤去拉力 F 时木板的速度：
6、v2a2t03 2gt0 撤去拉力 F 后木板的加速度：a33 2g 设撤去拉力 F 后，再经过时间 t1，物块与木板达到共同速度 v，之后再经过时间 t2，木板停 止滑行 则：va1(t0t1)a2t0a3t1 得：t11 5t0；v 6 5gt0 达到共同速度后：2mg 42ma4 加速度：a41 4g t2 06 5gt0 g 4 24 5 t0 木板运动的总位移：sv2t0 2 v2v 2 t1v 2t23.9gt 2 0 木板运动全过程中克服桌面摩擦力所做的功： W2mg 43.9gt0 21.95m(gt 0) 2. 33 【选修 33】(15 分) (2019 山西运城市 5 月
7、适应性测试) (1)(5 分)下列说法中正确的是_ A因为液体表面具有收缩的趋势，所以液体表面分子间只有引力没有斥力 B液晶既具有液体的流动性，又具有光学各向异性 C晶体熔化过程中吸收热量，分子平均动能一定增大 D在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小 E气体压强的大小和单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关 (2) (10 分)如图 3 所示， 体积为 V 的汽缸由导热性良好的材料制成， 横截面积为 S 的活塞将汽 缸分成体积相等的上下两部分， 汽缸上部通过单向阀门 K(气体只能进入汽缸， 不能流出汽缸) 与一打气筒相连开始时汽缸内上部分气体的压强为 p0，现用打气筒向容器内打气
8、已知打 气筒每次能打入压强为 p0、体积为 V 10的空气，当打气 49 次后稳定时汽缸上下两部分的体积 之比为 91，重力加速度大小为 g，外界温度恒定，不计活塞与汽缸间的摩擦求活塞的质 量 m. 图 3 答案 (1)BDE (2)p0S 4g 解析 (1)根据分子动理论可知，分子间同时存在着引力和斥力，A 错误；液晶既具有液体的 流动性，又具有光学各向异性，B 正确；晶体熔化过程中虽然吸热，但是温度不变，温度是 分子平均动能的标志，所以分子平均动能不变，C 错误；根据热力学第二定律的微观解释， 在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小，D 正确；气体压强的微观解释：气体压 强的大小和单
9、位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关，E 正确 (2)开始时，汽缸上部分气体体积为V 2，压强为 p0，下部分气体体积为 V 2，压强为 p0 mg S ；后 来汽缸上部分气体体积为9V 10，设压强为 p，下部分气体体积为 V 10，压强为 p mg S 打入的空气总体积为 V 1049，压强为 p0 由玻意耳定律可知，对上部分气体有：p0 (V 2 49V 10 )p 9V 10 对下部分气体有：(p0mg S ) V 2(p mg S ) V 10 解得：mp0S 4g . 34 【选修 34】(15 分) (2019 湖南娄底市下学期第二次模拟) (1)(5 分)下列说法正确的是
10、_ 图 4 A狭义相对论认为，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源、观察 者间的相对运动无关 B电视遥控器发出的红外线的波长比医院里“CT”中发出的 X 射线的波长要短 C分别用红光、紫光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，红光的相邻两个亮条纹的中心 间距大于紫光的相邻两个亮条纹的中心间距 D如图 4 甲所示，a、b 两束光以不同的入射角由玻璃射向真空，结果折射角相同，则在玻 璃中 a 光的全反射临界角大于 b 光的全反射临界角 E如图乙所示，偏振片 P 的透振方向为竖直方向，沿与竖直方向成 45 角振动的偏振光照射 到偏振片 P 上，在 P 的另一侧能观察到透射光 (2)(1
11、0 分)如图 5 所示，在 x0 处的质点 O 在垂直于 x 轴方向上做简谐运动，形成沿 x 轴正 方向传播的机械波在 t0 时刻，质点 O 开始从平衡位置向上运动，经 0.4 s 第一次形成图 示波形，P 是平衡位置为 x0.5 m 处的质点 图 5 位于 x5 m 处的质点 B 第一次到达波峰位置时， 求位于 x2 m 处的质点 A 通过的总路程； 若从图示状态开始计时，至少要经过多少时间，P、A 两质点的位移(y 坐标)才能相同？ 答案 (1)ACE (2)20 cm 0.05 s 解析 (1)狭义相对论认为真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源、观 察者间的相对运动没有
12、关系， 故 A 正确； 电视遥控器发出的红外线波长比医院“CT”中的 X 射线波长要长，而频率却低，故 B 错误；根据双缝干涉条纹间距 xl d，由于红光波长大于 紫光波长，则可知在同一双缝干涉实验装置上，红光的相邻两个亮条纹的中心间距大于紫光 的相邻两个亮条纹的中心间距，故 C 正确；以不同的入射角从玻璃射向真空，a 光入射角较 小，折射角相同，所以根据折射定律可知：此玻璃对 a 光的折射率大于对 b 光的折射率，在 玻璃中，光的全反射临界角公式为 sin C1 n，a 光的折射率大，则临界角小，故 D 错误；沿 与竖直方向成 45 角振动的光也能通过偏振片，在 P 的另一侧能观察到透射光，
13、故 E 正确 (2)结合题图可分析出，该机械波的传播周期为 T0.8 s，波长为 4 m，振幅 A5 cm， 该机械波的波速为 v T5 m/s 由题图可知，此时波峰在 x1 m 处，当波峰传播到 x5 m 处的 B 点时，波向前传播的距离 为 x4 m，所以质点 B 第一次到达波峰位置所需要的时间 tx v 0.8 s 由题意知，当质点 B 第一次到达波峰位置时，质点 A 恰好振动了一个周期，所以质点 A 通过 的总路程为 s4A20 cm； 角速度为：2 T 5 2 rad/s，从图示状态开始计时 质点 A 做简谐运动的表达式为：yA5sin (5 2 t) cm 质点 P 做简谐运动的表达式为：yP5sin (5 2 t3 4 ) cm 要使 P、A 两质点的位移(y 坐标)相同，即 yAyP，至少要经过时间 t 应满足： 5 2 t(5 2 t3 4 )， 解得：t0.05 s.
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