2020届高考物理课标版二轮复习训练题：14计算题+选考题组合练（3） Word版含解析

 www.ks5u.com计算题+选考题组合练(3)

1.(2019安徽芜湖模拟)如图所示,长为L的细绳竖直悬挂着一质量为3m的小球A,恰好紧挨着放置在水平地面上质量为m的物块B。现保持细绳绷直,把小球向左上方拉至细绳与竖直方向成60°角的位置,然后释放小球。小球到达最低点时恰好与物块发生碰撞,然后小球向右摆动的最大高度为L,碰后物块向右滑行的距离恰为4.5L,求物块B与地面之间的动摩擦因数μ。

答案　0.25

解析　小球A下摆过程,由机械能守恒定律得

3mgL(1- cos 60°)=×3m

解得碰前小球A的速度vA=

小球A向右摆动过程,由机械能守恒定律得

×3mv2=3mg×L

解得碰后小球A的速度v=

A、B碰撞过程系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得3mvA=3mv+mvB

物块B滑动过程由动能定理得

-μmg·4.5L=0-m

解得μ=0.25

2.如图所示,在倾角θ=37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的匀强磁场区域MNPQ,磁感应强度B的大小为5 T,磁场宽度d=0.55 m。有一边长L=0.4 m、质量m1=0.6 kg、电阻R=2 Ω的正方形均匀导体线框abcd通过一轻质细线跨过光滑的定滑轮与一质量m2=0.4 kg的物体相连。物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.4,将线框从图示位置由静止释放,物体到定滑轮的距离足够长。(取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)

(1)求线框abcd还未进入磁场的运动过程中,细线中的拉力大小;

(2)当ab边刚进入磁场时,线框恰好做匀速直线运动,求线框刚释放时ab边距磁场MN边界的距离x;

(3)在(2)问中的条件下,若cd边恰离开磁场边界PQ时,速度大小为2 m/s,求整个运动过程中ab边产生的热量。

答案　(1)2.4 N　(2)0.25 m　(3)0.1 J

解析　(1)线框还未进入磁场的过程中,以整体法有

m1g sin θ-μm2g=(m1+m2)a,

解得a=2 m/s2

以m2为研究对象,由牛顿第二定律得

T-μm2g=m2a,

解得T=2.4 N

(2)线框刚进入磁场恰好做匀速直线运动,以整体法有

m1g sin θ-μm2g-=0

解得v=1 m/s

ab到MN前线框做匀加速运动,有

v2=2ax

解得x=0.25 m

(3)线框从开始运动到cd边恰离开磁场边界PQ时,有

m1g sin θ(x+d+L)-μm2g(x+d+L)=(m1+m2)+Q,

解得Q=0.4 J,

所以Qab=Q=0.1 J

3.选修3-3

(2019广西钦州第三次质检)(1)关于气体的内能和热力学定律,下列说法正确的是(　　)

A.对气体做功可以改变其内能

B.质量和温度都相同的气体,内能一定相同

C.热量不可能从低温物体传到高温物体

D.一定量的理想气体在等温膨胀过程中,一定吸收热量

E.一定量的理想气体,温度越高,气体分子运动越剧烈,气体内能越大

(2)如图所示,绝热圆筒水平放置,圆筒内有一绝热活塞C,活塞的长度是圆筒长的,活塞的中心与圆筒中心重合,整个装置置于温度恒为300 K、压强恒为1.0×105 Pa的大气中。现用导热材料A、B封闭圆筒的两端,然后把圆筒左端放入一温度恒定的密闭热源中,并保持圆筒水平,发现活塞缓慢向右移动。当活塞移动距离等于活塞长度的时,活塞保持静止。不计活塞与圆筒内壁间的摩擦,求:

①右端气体此时的压强;

②热源的温度。

答案　(1)ADE

(2)①1.25×105 Pa　②450 K

解析　(1)做功和热传递在改变内能上是等效的,都可以使内能发生变化,A正确;温度相同,则分子平均动能相同,质量相同,若为不同的气体则分子数目不同,内能不一定相同,B错误;热量可能从低温物体传到高温物体,但要引起其他变化,不是自发过程,C错误;一定量的理想气体在等温膨胀过程中,对外做功,内能不变,根据ΔU=W+Q可知Q>0,故一定从外界吸收热量,D正确;一定量的理想气体,温度越高,气体分子运动越剧烈,分子平均动能越大,气体内能越大,E正确。

(2)①设活塞横截面积为S,圆筒长为L,对右侧气体,初态:pB=1.0×105 Pa,VB=LS

末态:pB'=?,VB'=LS

由玻意耳定律得pBVB=pB'VB'

解得pB'=1.25×105 Pa

②对左侧气体,初态:pA=1.0×105 Pa,TA=300 K,VA=LS

末态:pA'=pB'=1.25×105 Pa,TA'=?,VA'=(+)LS

由理想气体状态方程得=

解得TA'=450 K

4.选修3-4

(1)(2019广东汕头二模)如图所示,下列说法正确的是(　　)

A.图甲中,P、Q是偏振片,M是光屏,当P固定不动,缓慢转动Q时,光屏M上的光亮度将会变化,此现象表明光波是横波

B.图乙是双缝干涉示意图,若只减小屏到双缝间的距离L,两相邻亮条纹间距离将减小

C.根据麦克斯韦的电磁场理论,变化的电场周围一定能产生电磁波

D.利用红外线进行遥感主要是因为红外线的波长长,容易发生衍射

E.人站在路边,一辆汽车响着喇叭从人身边疾驰而过,人听到喇叭的音调会由低变高

(2)(2019湖北武汉调研)如图,水平桌面上有一水槽,槽中放置着平面镜M,镜面与水平面之间的夹角为θ。一束白光从O点射向水面,先经水面折射,再经平面镜反射,又经水面折射回到空气中,最后在水槽左上方的竖直屏N上形成彩色光带。若逐渐增大θ,各种色光陆续消失,假定所有光线均在同一竖直平面。

①　　　　色光最先从屏上消失; 

②若入射光线与水面成30°,镜面与水平面之间的夹角θ=45°,屏上的彩色光带恰好全部消失。求最后消失的色光对水的折射率。(结果可以用根式表示)

答案　(1)ABD　(1)①紫　②

解析　(1)只有横波才能产生偏振现象,所以光的偏振现象表明光是一种横波,故A正确。根据双缝干涉,两相邻亮条纹的间距Δx与双缝间距离d及光的波长λ的关系式Δx=λ,可知若只减小屏到双缝间的距离L,两相邻亮条纹间距离Δx将减小,故B正确。根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场;均匀变化的电(磁)场只能产生恒定不变的磁(电)场,故C错误。波长越长,越容易发生衍射现象;利用红外线进行遥感是因为红外线的波长长,容易发生衍射,故D正确。根据多普勒效应,声波波源远离观察者时,观察者接收到的声波频率变小,故E错误。

(2)①逐渐增大θ,反射光线逆时针转动,反射光线射到水面的入射角增大,由于紫光的临界角最小,所以紫光的入射角首先达到临界角,发生全反射,故从屏上最先消失的是紫色光。

②最后消失的是红光,红光传播的光路如图

在空气与水的界面,入射角α=60°,折射角为β。

由折射定律n=

红光在平面镜上的入射角为r,由几何关系β+r=45°

红光由水面射向空气,恰好发生全反射时入射角为C,由几何关系C=β+2r且 sin C=,联立解得n=。