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2020高考物理模擬卷(1) (建議用時(shí):60分鐘　滿分:110分) 二、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第14～18題只有一項(xiàng)符合題目要求,第19～21題有多項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得 0分) 14.關(guān)于原子核的變化、核能及核力,下列說(shuō)法正確的是(　　) A.核力是一種弱相互作用,只能發(fā)生在原子核內(nèi)相鄰核子之間 B.某原子經(jīng)過(guò)一次α衰變和兩次β衰變后,核內(nèi)質(zhì)子數(shù)不變 C.放射性原子核X發(fā)生衰變,生成物的結(jié)合能一定小于X的結(jié)合能 D.92235U+01n→56144Ba+3689Kr+301n是太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)之一 15.如圖所示,半球形物體A和小球B緊靠著放在一固定斜面上,并處于靜止?fàn)顟B(tài),忽略小球B表面的摩擦,用水平力F沿物體A表面將小球B緩慢拉至物體A的最高點(diǎn)C,物體A始終保持靜止?fàn)顟B(tài),則下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.物體A受到4個(gè)力的作用 B.物體A受到斜面的摩擦力大小始終不變 C.小球B對(duì)物體A的壓力大小始終不變 D.小球B對(duì)物體A的壓力大小一直增加 16.如圖所示,質(zhì)量為m,長(zhǎng)為l的銅棒ab,用長(zhǎng)度也為l的兩根輕導(dǎo)線水平懸吊在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,未通電時(shí),輕導(dǎo)線靜止在豎直方向,通入恒定電流后,棒向外偏轉(zhuǎn)的最大角度為θ,則(　　) A.棒中電流的方向?yàn)閎→a B.棒中電流的大小為mgtanθBl C.棒中電流的大小為mg(1-cosθ)Blsinθ D.若只增大輕導(dǎo)線的長(zhǎng)度,則θ角變大 17.如圖所示,一個(gè)箱子內(nèi)放置質(zhì)量為m的物體,現(xiàn)讓箱子以初速度為零從高空釋放,箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度成正比,在箱子下落過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(　　) A.箱內(nèi)物體對(duì)箱子底部始終沒(méi)有壓力 B.箱內(nèi)物體對(duì)箱子底部剛開始存在壓力,但隨著箱子下降,壓力逐漸減小直到為零 C.箱子接近地面時(shí),箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時(shí)大 D.箱子接近地面時(shí),箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時(shí)小 18.教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流.利用該發(fā)電機(jī)(內(nèi)阻可忽略)通過(guò)理想變壓器向定值電阻R0供電,電路如圖(甲)所示,所產(chǎn)生的交變電壓隨時(shí)間變化規(guī)律如圖(乙)所示,C是耐壓值為2.5 V的電容器,R是滑動(dòng)變阻器,所有電表均為理想電表.則(　　) A.副線圈輸出的電流頻率為0.5 Hz B.各電表的示數(shù)均為瞬時(shí)值 C.若原副線圈的匝數(shù)比為10∶1,則電容器不會(huì)被擊穿 D.滑動(dòng)變阻器滑片P向下移動(dòng)時(shí),電流表A1,A2的示數(shù)均增大 19.有一傾角為30的光滑斜面,勁度系數(shù)為k的輕彈簧下端固定在斜面底端,上端與一質(zhì)量為m的滑塊A連接,A處于靜止?fàn)顟B(tài).另一質(zhì)量也是m的滑塊B在距離滑塊A為L(zhǎng)處由靜止釋放,A,B相碰后粘在一起沿斜面向下運(yùn)動(dòng),A,B均可以視為質(zhì)點(diǎn),則下列說(shuō)法正確的是(　　) A.滑塊B與A碰撞前瞬間B的速度為v0=gL2 B.AB滑塊相碰前彈簧所具有的彈性勢(shì)能為Ep=m2g28k C.整個(gè)過(guò)程損失的機(jī)械能為14mgL D.當(dāng)A,B滑塊速度減為零時(shí)彈簧彈力的大小為mg 20.如圖所示,一個(gè)帶電荷量為-Q的點(diǎn)電荷甲,固定在絕緣水平面上的O點(diǎn).另一個(gè)帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的點(diǎn)電荷乙,從A點(diǎn)以初速度v0沿它們的連線向甲運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度為v,且為運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度的最小值.已知點(diǎn)電荷乙受到的阻力大小恒為f,A,B間距離為L(zhǎng)0,靜電力常量為k,則下列說(shuō)法正確的是(　　) A.點(diǎn)電荷乙從A點(diǎn)向甲運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,加速度先減小再增大 B.點(diǎn)電荷乙從A點(diǎn)向甲運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,其電勢(shì)能先增大再減小 C.OB間的距離為kQqf D.在點(diǎn)電荷甲形成的電場(chǎng)中,AB間電勢(shì)差UAB=fL0+12mv2q 21.如圖所示,電阻不計(jì)的兩光滑平行導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上,導(dǎo)軌間距為1 m,導(dǎo)軌中部有一直徑也為1 m的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,與兩導(dǎo)軌相切于M,N兩點(diǎn).磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為1 T、方向豎直向下,長(zhǎng)度略大于1 m的金屬棒垂直導(dǎo)軌水平放置在磁場(chǎng)區(qū)域中,并與區(qū)域圓直徑MN重合.金屬棒的有效電阻為0.5 Ω,一勁度系數(shù)為3 N/m的水平輕質(zhì)彈簧一端與金屬棒中心相連,另一端固定在墻壁上,此時(shí)彈簧恰好處于原長(zhǎng).兩導(dǎo)軌通過(guò)一阻值為1 Ω的電阻與一電動(dòng)勢(shì)為4 V、內(nèi)阻為0.5 Ω 的電源相連,導(dǎo)軌電阻不計(jì).若開關(guān)S閉合一段時(shí)間后,金屬棒停在導(dǎo)軌上某位置,下列說(shuō)法正確的是(　　) A.金屬棒停止的位置在MN的右側(cè) B.停止時(shí),金屬棒中的電流為4 A C.停止時(shí),金屬棒到MN的距離為0.4 m D.停止時(shí),金屬棒受到的安培力大小為2 N 三、非選擇題(包括必考題和選考題兩部分,第22～25題為必考題,每個(gè)試題考生都必須作答.第33～34題為選考題,考生根據(jù)要求 作答) (一)必考題:共47分. 22.(6分)甲、乙、丙三個(gè)實(shí)驗(yàn)小組分別采用如圖(甲)、(乙)、(丙)所示的實(shí)驗(yàn)裝置,驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí),物體運(yùn)動(dòng)的加速度與它所受的合力成正比”這一物理規(guī)律.已知他們使用的小車完全相同,小車的質(zhì)量為M,重物的質(zhì)量為m,試回答下列問(wèn)題: (1)甲、乙、丙實(shí)驗(yàn)中,必須平衡小車和長(zhǎng)木板之間的摩擦力的實(shí)驗(yàn)小組是　　　　. A.甲、丙 B.甲、乙 C.甲、乙、丙 (2)實(shí)驗(yàn)時(shí),必須滿足“M遠(yuǎn)大于m”的實(shí)驗(yàn)小組是　　　　. (3)實(shí)驗(yàn)時(shí),甲、乙、丙三組同學(xué)的操作均完全正確,他們作出的aF圖線如圖(丁)中A,B,C所示,則甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)的圖線依次是　　　　,　　　　,　　　　. 23.(9分)某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖(a)所示電路來(lái)測(cè)量未知電阻Rx的阻值和電源電動(dòng)勢(shì)E. 實(shí)驗(yàn)器材有:電源(內(nèi)阻不計(jì)),待測(cè)電阻Rx(約為5 Ω),電壓表V(量程為3 V,內(nèi)阻約為1 kΩ),電流表(量程為 0.6 A,內(nèi)阻約為2 Ω),電阻R0(阻值3.2 Ω),電阻箱R(0～99.9 Ω),單刀單擲開關(guān)S1,單刀雙擲開關(guān)S2,導(dǎo)線若干. (1)根據(jù)圖(a)所示電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線在圖(b)中完成實(shí)物電路的連接. (2)閉合開關(guān)S1,將S2撥至1位置,調(diào)節(jié)電阻箱,測(cè)得電壓表和電流表的示數(shù)分別為2.97 V和0.45 A;再將S2撥至2位置,調(diào)節(jié)電阻箱,測(cè)得電壓表和電流表的示數(shù)分別為2.70 V和0.54 A.由上述數(shù)據(jù)可測(cè)算 出待測(cè)電阻Rx=　　　　Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字). (3)拆去電壓表,閉合開關(guān)S1,保持開關(guān)S2與2的連接不變,多次調(diào)節(jié)電阻箱,記下電流表示數(shù)I和相應(yīng)電阻箱的阻值R,以1I為縱坐標(biāo),R為橫坐標(biāo),作1IR圖線如圖(c)所示,根據(jù)圖線求得電源電動(dòng)勢(shì)E=V.實(shí)驗(yàn)中,隨著電阻箱阻值的改變,電阻箱消耗的功率P會(huì)發(fā)生變化,當(dāng)電阻箱阻值R=　　　　Ω時(shí),電阻箱消耗的功率最大.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) 24.(12分)如圖,是某科技小組制作的嫦娥四號(hào)模擬裝置示意圖,用來(lái)演示嫦娥四號(hào)空中懸停和著陸后的分離過(guò)程,它由著陸器和巡視器兩部分組成,其中著陸器內(nèi)部有噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),底部有噴氣孔,在連接巡視器的一側(cè)有彈射器.演示過(guò)程:先讓發(fā)動(dòng)機(jī)豎直向下噴氣,使整個(gè)裝置豎直上升至某個(gè)位置處于懸停狀態(tài),然后讓裝置慢慢下落到水平面上,再啟動(dòng)彈射器使著陸器和巡視器瞬間分離,向相反方向做減速直線運(yùn)動(dòng).若兩者均停止運(yùn)動(dòng)時(shí)相距為L(zhǎng),著陸器(含彈射器)和巡視器的質(zhì)量分別為M和m,與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,重力加速度為g,發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣口截面積為S,噴出氣體的密度為ρ;不計(jì)噴出氣體對(duì)整體質(zhì)量的影響.求: (1)裝置懸停時(shí)噴出氣體的速度. (2)彈射器給著陸器和巡視器提供的動(dòng)能之和. 25.(20分)如圖所示為xOy平面直角坐標(biāo)系,在x=a處有一平行于y軸的直線MN,在x=4a處放置一平行于y軸的熒光屏,熒光屏與x軸交點(diǎn)為Q,在第一象限內(nèi)直線MN與熒光屏之間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng).原點(diǎn)O處放置一帶電粒子發(fā)射裝置,它可以連續(xù)不斷地發(fā)射同種初速度大小為v0的帶正電粒子,調(diào)節(jié)坐標(biāo)原點(diǎn)處的帶電粒子發(fā)射裝置,使其在xOy平面內(nèi)沿不同方向?qū)щ娏Ｗ由淙氲谝幌笙?速度與x軸正方向間的夾角為0≤θ≤π2).若在第一象限內(nèi)直線MN的左側(cè)加一垂直xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),這些帶電粒子穿過(guò)該磁場(chǎng)后都能垂直進(jìn)入電場(chǎng).已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,帶電粒子的比荷qm=v0Ba,電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=12Bv0,不計(jì)帶電粒子重力,求: (1)粒子從發(fā)射到到達(dá)熒光屏的最長(zhǎng)時(shí)間. (2)符合條件的磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積. (3)粒子打到熒光屏上距Q點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離. (二)選考題:共15分.(請(qǐng)考生從給出的2道物理題中任選一題作答) 33.[物理—選修33](15分) (1)(5分)下列說(shuō)法正確的是　　　　.(填正確答案標(biāo)號(hào).選對(duì)1個(gè)得2分,選對(duì)2個(gè)得4分,選對(duì)3個(gè)得5分.每選錯(cuò)1個(gè)扣3分,最低得分為0分) A.懸浮在水中的花粉顆粒不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),這反映了水分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性 B.隨著分子間距離的增大,分子間相互作用力可能先減小后增大 C.隨著分子間距離的增大,分子勢(shì)能一定先減小后增大 D.壓強(qiáng)是組成物質(zhì)的分子平均動(dòng)能的標(biāo)志 E.在真空和高溫條件下,可以利用分子擴(kuò)散向半導(dǎo)體材料中摻入其他元素 (2)(10分)如圖所示,內(nèi)壁光滑、橫截面積不同的兩個(gè)連在一起的圓柱形絕熱汽缸水平放置,左右兩部分橫截面積之比為2∶1,汽缸左側(cè)有一導(dǎo)熱活塞A,汽缸右側(cè)有一絕熱活塞B,活塞A距左側(cè)汽缸底及距兩汽缸連接處的距離均為L(zhǎng),活塞B距兩汽缸連接處的距離也為L(zhǎng),汽缸右側(cè)足夠長(zhǎng)且與大氣連通,兩活塞的厚度均可忽略不計(jì).汽缸左側(cè)和兩活塞A,B之間各封閉一定質(zhì)量的理想氣體,初始時(shí)兩汽缸內(nèi)氣體的溫度均為27 ℃,壓強(qiáng)等于外界大氣壓p0.現(xiàn)通過(guò)電熱絲給汽缸左側(cè)的氣體緩慢加熱,使汽缸左側(cè)內(nèi)的氣體溫度升到800 K,求此時(shí)汽缸左側(cè)氣體的壓強(qiáng)p1和此過(guò)程中活塞B移動(dòng)的距離d. 34.[物理—選修34](15分) (1)(5分)如圖所示為直角三棱鏡的截面,其中AB邊長(zhǎng)為L(zhǎng),AC邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2,∠C=90,一束單色光從AB面上的D點(diǎn)以與BD成45角射入,結(jié)果折射光線剛好到達(dá)BC邊的中點(diǎn)E,BD=14L,則玻璃對(duì)此單色光的折射率為　　　　,光線在BC面上　　　　(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)發(fā)生全反射. (2)(10分)一簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播,圖(甲)為該波在t=1 s 時(shí)刻的波形圖,圖(乙)是波傳播路徑上某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象. ①若圖(乙)是質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象,試判斷波的傳播方向并求出波傳播的速度大小. ②若波沿x軸負(fù)方向傳播,寫出質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程,并求出t=4.5 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P離開平衡位置的位移. 參考答案 14.B　核力是強(qiáng)相互作用,是短程力,且每個(gè)核子只跟鄰近的核子發(fā)生核力的作用,故A錯(cuò)誤;α衰變的過(guò)程中電荷數(shù)少2,質(zhì)量數(shù)少4,β衰變的過(guò)程中電荷數(shù)增加1,質(zhì)量數(shù)不變,某原子核經(jīng)過(guò)一次α衰變和兩次β衰變后,電荷數(shù)不變,即核內(nèi)質(zhì)子數(shù)不變,故B正確;放射性原子核X發(fā)生衰變,要釋放能量,衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來(lái)X的結(jié)合能,故C錯(cuò)誤;太陽(yáng)內(nèi)部的反應(yīng)是聚變反應(yīng),故D錯(cuò)誤. 15.A　物體A受重力、壓力、支持力和靜摩擦力,共4個(gè)力的作用,A正確;對(duì)A,B整體分析,受拉力、重力、支持力和靜摩擦力,根據(jù)平衡條件,有f=(M+m)sin α+Fcos α, 對(duì)球B分析,受水平拉力、重力和支持力,三力平衡,三個(gè)力構(gòu)成首尾相連的矢量三角形,如圖所示,將小球B緩慢拉至物體A的最高點(diǎn)過(guò)程中,θ變小,故支持力FN變小,拉力F也變小,靜摩擦力減小,由牛頓第三定律知,B對(duì)A的壓力變小,故B,C,D錯(cuò)誤. 16.C　根據(jù)導(dǎo)體棒受到的安培力方向可知,電流的方向由a到b,故A錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)能定理可知,BIl2sin θ-mgl(1-cos θ)=0-0,解得I=mg(1-cosθ)Blsinθ,故B錯(cuò)誤,C正確;根據(jù)以上分析可知,最大偏轉(zhuǎn)角與導(dǎo)線的長(zhǎng)度無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤. 17.C　以箱子和物體m整體為研究對(duì)象,設(shè)總質(zhì)量為M,根據(jù)牛頓第二定律得Mg-f=Ma,得a=g-fM=g-kvM,隔離物體研究,根據(jù)牛頓第二定律得mg-FN=ma,得FN=mg-ma=mg-m(g-kvM)=kmMv∝v,剛開始時(shí)速度v=0,支持力FN=0,隨著速度的增大,支持力FN增大,箱內(nèi)物體對(duì)箱子底部剛開始沒(méi)有壓力,但隨著箱子下降,壓力逐漸增大,箱子接近地面時(shí),箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時(shí)大,故C正確,A,B,D錯(cuò)誤. 18.D　根據(jù)圖(乙)知交流電的周期為0.02 s,所以頻率為50 Hz,故A錯(cuò)誤;電流表、電壓表的示數(shù)表示的是有效值,故B錯(cuò)誤;由題意知,原線圈的最大電壓為31.1 V,則副線圈兩端的最大電壓U2=11031.1 V=3.11 V,而電容器的耐壓值為2.5 V,則電容器會(huì)被擊穿,故C錯(cuò)誤;滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng),電阻減小,而副線圈電壓不變,副線圈中的電流增大,原線圈中的電流也增大,即兩個(gè)電流表的示數(shù)都增大,故D正確. 19.BC　滑塊B下滑距離L的過(guò)程,由動(dòng)能定理可得mgLsin 30=12mv02,解得v0=gL,故A錯(cuò)誤;碰撞前A處于平衡狀態(tài),有mgsin 30=kx,彈性勢(shì)能為Ep=12kx2=12k(mg2k)2=m2g28k,故B正確;兩滑塊在碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒,有mv0=2mv1,損失的機(jī)械能為ΔE=12mv02-122mv12=14mv02=14mgL,故C正確;AB系統(tǒng)的平衡位置為kx′=2mgsin 30=mg,當(dāng)彈簧彈力的大小為mg時(shí),AB兩個(gè)滑塊恰好運(yùn)動(dòng)到平衡位置,此時(shí)速度最大,故D錯(cuò)誤. 20.AC　點(diǎn)電荷乙從A點(diǎn)向甲運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,受向左的庫(kù)侖力和向右的摩擦力,兩球靠近過(guò)程中庫(kù)侖力逐漸增大,點(diǎn)電荷乙先減速后加速,所以加速度先減小后增大,故A正確;點(diǎn)電荷乙向左運(yùn)動(dòng)過(guò)程中庫(kù)侖力一直做正功,因此電勢(shì)能一直減小,故B錯(cuò)誤;當(dāng)速度最小時(shí)有f= F庫(kù)=kQqr2,解得r=kQqf,故C正確;點(diǎn)電荷從A運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理有qUAB-fL0=12mv2-12mv02,解得UAB=fL0+12mv2-12mv02q,故D錯(cuò)誤. 21.AC　由金屬棒中電流方向從M到N可知金屬棒所受的安培力向右,A正確;停止時(shí)金屬棒中的電流I=ER+R0+r=2 A,B錯(cuò)誤;設(shè)金屬棒向右移動(dòng)的距離為x,金屬棒在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度為2y,kx=BI(2y),x2+y2=L22,解得x=0.4 m,y=0.3 m,金屬棒受到的安培力F=BI(2y)=1.2 N,C正確,D錯(cuò)誤. 22.解析:(1)(甲)、(乙)、(丙)三個(gè)圖小車與長(zhǎng)木板之間都有摩擦力,為保證小車受到的拉力就是所受的合力,所以都需要平衡摩擦力.故C正確. (2)(乙)、(丙)兩圖繩上的力由彈簧測(cè)力計(jì)和力傳感器直接讀出,不需要用重物的重力代替,所以不需滿足M?m.(甲)圖用重物的重力代替繩的拉力,必須滿足M?m. (3)(甲)圖用重物的重力代替繩子的拉力,需滿足M?m,隨著m的增大,不滿足M?m時(shí),圖象出現(xiàn)彎曲,所以甲組對(duì)應(yīng)的是C;(乙)、(丙)圖根據(jù)拉力相等時(shí),加速度a乙>a丙,從而判斷乙組對(duì)應(yīng)A,丙組對(duì)應(yīng)B. 答案:(1)C　(2)甲　(3)C　A　B 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):第(1)問(wèn)1分,第(2)問(wèn)2分,第(3)問(wèn)每空1分. 23.解析:(1)實(shí)物電路連線如圖所示. (2)當(dāng)開關(guān)S1閉合,S2撥至1位置時(shí),由歐姆定律可得U1=I1(RA+Rx),當(dāng)S2撥至2位置時(shí),由歐姆定律可得U2=I2(RA+R0),聯(lián)立解得RA=1.8 Ω,Rx=4.8 Ω. (3)由閉合電路歐姆定律可得E=I(RA+R0+R),變形得1I=1ER+RA+R0E,可由斜率求得E=5.0 V,或由截距及RA=1.8 Ω求得E=5.0 V;電阻箱消耗的功率P=I2R=E2(RA+R0+R)2R=E2(R-RA-R0)2R+4(RA+R0),當(dāng)R=RA+R0=5.0 Ω時(shí),電阻箱消耗的功率最大. 答案:(1)見(jiàn)解析圖　(2)4.8　(3)5.0　5.0 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):第(1)問(wèn)3分,第(2)問(wèn)2分,第(3)問(wèn)每空2分. 24.解析:(1)懸停時(shí)氣體對(duì)模擬裝置的作用力為F, F=(M+m)g(1分) 取Δt時(shí)間噴出的氣體為研究對(duì)象,由動(dòng)量定理 FΔt=(ρSvΔt)v(2分) 解得v=(M+m)gρS.(1分) (2)彈射過(guò)程水平方向動(dòng)量守恒Mv1-mv2=0(2分) 著陸器和巡視器減速運(yùn)動(dòng)的距離分別為L(zhǎng)1和L2,由動(dòng)能定理得 -μMgL1=0-12Mv12(1分) -μmgL2=0-12mv22(1分) L=L1+L2(1分) 彈射器提供的總動(dòng)能Ek=12Mv12+12mv22(2分) 解得Ek=μMmgLM+mM2+m2.(1分) 答案:(1)(M+m)gρS　(2)μMmgLM+mM2+m2 25.解析:(1)由題意知,粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),速度沿y軸正方向的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng), t1=πm2qB=πa2v0(2分) 粒子進(jìn)入電場(chǎng)到到達(dá)熒光屏,在x軸方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2=4a-av0=3av0(1分) 故粒子從發(fā)射到到達(dá)熒光屏的最長(zhǎng)時(shí)間 t=t1+t2=(π+6)a2v0.(1分) (2)帶電粒子在磁場(chǎng)內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng), 有qv0B=mv02R(2分) 解得R=a(1分) 由于帶電粒子的入射方向不同,若磁場(chǎng)充滿紙面,它們所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示.為使這些帶電粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后都能垂直直線MN進(jìn)入電場(chǎng),由圖可知,它們必須從經(jīng)O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的各圓的最高點(diǎn)飛離磁場(chǎng).設(shè)磁場(chǎng)邊界上P點(diǎn)的坐標(biāo)為(x,y),則應(yīng)滿足方程 x=Rsin θ,y=R(1-cos θ),(2分) 所以磁場(chǎng)邊界的方程為x2+(y-R)2=R2(1分) 以θ=π2的角度射入磁場(chǎng)區(qū)域的粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡(x-R)2+y2=R2即為所求磁場(chǎng)另一側(cè)的邊界,因此,符合題目要求的最小磁場(chǎng)的范圍應(yīng)是圓x2+(y-R)2=R2與圓(x-R)2+y2=R2的交集部分(圖中陰影部分),(1分) 由幾何關(guān)系,可以求得符合條件的磁場(chǎng)的最小面積為 Smin=(π2-1)a2.(2分) (3)帶電粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),分析可知所有粒子在熒光屏左側(cè)穿出電場(chǎng),設(shè)粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,豎直方向的位移為y,水平方向的位移為l, 則l=v0t(1分) y=12qEmt2(1分) 又E=12Bv0 聯(lián)立解得l=4ay(1分) 設(shè)粒子最終打在熒光屏的最遠(yuǎn)點(diǎn)距Q點(diǎn)為h,粒子射出電場(chǎng)時(shí)的夾角為α,有tan α=vyvx=qElmv02=ya(1分) h=(4a-a-l)tan α=(3a-4ay)ya=(3a-4ay)4ay2a(1分) 則當(dāng)3a-4ay=4ay時(shí), 即y=916a時(shí),h有最大值hmax=98a.(2分) 答案:(1)(π+6)a2v0　(2)(π2-1)a2　(3)98a 33.解析:(1)布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在水中的花粉顆粒的運(yùn)動(dòng),是由于受到水分子的撞擊不平衡而發(fā)生的,反映水分子做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),故A正確;當(dāng)分子間距rr0時(shí),分子力表現(xiàn)為引力,r增大,分子力先增大后減小,故B正確;若分子間距r>r0,分子間距增大,分子力做負(fù)功,分子勢(shì)能一直增大,故C錯(cuò)誤;溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,故D錯(cuò)誤;在真空和高溫條件下,可以利用分子擴(kuò)散向半導(dǎo)體材料摻入其他元素,故E正確. (2)初始狀態(tài)汽缸左側(cè)的氣體溫度為T1=27 ℃=300 K,設(shè)左右兩部分橫截面積分別為2S和S,當(dāng)活塞A剛好移動(dòng)到汽缸連接處時(shí)氣體的溫度為T0,移動(dòng)過(guò)程中氣體的壓強(qiáng)保持不變,根據(jù)蓋—呂薩克定律有L2ST1=2L2ST0(2分) 代入數(shù)據(jù)解得T0=600 K(1分) 即當(dāng)汽缸左側(cè)內(nèi)的氣體溫度為800 K之前,活塞A已經(jīng)移動(dòng)到了兩汽缸的連接處,之后體積不再變化,對(duì)汽缸左側(cè)內(nèi)的氣體,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有 p0L2ST1=p12L2ST2(2分) 代入數(shù)據(jù)解得p1=43p0(1分) 因活塞A導(dǎo)熱,兩活塞AB之間的氣體溫度也升高,在變化過(guò)程中壓強(qiáng)不變,根據(jù)蓋—呂薩克定律得 L2S+LST1=xST2(2分) 代入數(shù)據(jù)解得x=8L(1分) 活塞B移動(dòng)的距離d=x-L=7L.(1分) 答案:(1)ABE　(2)43p0　7L 34.解析:(1) AB邊長(zhǎng)為L(zhǎng),AC邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2,由幾何關(guān)系可知,∠B=30,BC=32L,BE=34L,如圖所示,光在AB面的折射角r=30,由公式n=sinisinr=sin45sin30=2,光線在BC面上的入射角為60,由sin C′=1n,得C′=45,由于入射角大于臨界角,因此光線在BC面上會(huì)發(fā)生全反射. (2)①由題圖(乙)可知,t=1 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q在平衡位置且沿y軸正方向振動(dòng). 由波的傳播與振動(dòng)的關(guān)系可知,波沿x軸正方向傳播(1分) 由題圖(甲)可知,波長(zhǎng)λ=4 m(1分) 由題圖(乙)可知周期T=4 s(1分) 因此波傳播的速度大小v=λT=1 m/s.(2分) ②由圖(甲)、(乙)知,A=2 cm,T=4 s,在t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P在平衡位置,且沿y軸正方向運(yùn)動(dòng),因此質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程 y=Asin(2πTt)=2sin(π2t)cm,(3分) 當(dāng)t=4.5 s時(shí),y=2sin(π24.5)cm=2 cm.(2分) 答案:(1)2　會(huì)　(2)①波沿x軸正方向傳播　1 m/s ②y=2sin(π2t)cm　2 cm