36．(8分)[物理--物理3-3]

一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C，其中AB過(guò)程為等壓變化，BC過(guò)程為等容變化。已知V_A=0.3m3，T_A=T_B=300K、T_B=400K。

(1)求氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積。

(2)說(shuō)明BC過(guò)程壓強(qiáng)變化的微觀原因

(3)沒(méi)AB過(guò)程氣體吸收熱量為Q，BC過(guò) 氣體　 放出熱量為Q₂，比較Q₁、Q₂的大小說(shuō)明原因。

解析：

(1)設(shè)氣體在B狀態(tài)時(shí)的體積為V_B，由蓋--呂薩克定律得，,代入數(shù)據(jù)得。

(2)微觀原因：氣體體積不變，分子密集程度不變，溫度變小，氣體分子平均動(dòng)能減小，導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)減小。

(3)大于；因?yàn)?i>T_A=T_B，故AB增加的內(nèi)能與BC減小的內(nèi)能相同，而AB過(guò)程氣體對(duì)外做正功，BC過(guò)程氣體不做功，由熱力學(xué)第一定律可知大于

[考點(diǎn)]壓強(qiáng)的圍觀意義、理想氣體狀態(tài)方程、熱力學(xué)第一定律

25．(18分)如圖甲所示，建立Oxy坐標(biāo)系，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng)，極板長(zhǎng)度和板間距均為l，第一四象限有磁場(chǎng)，方向垂直于Oxy平面向里。位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸間右連接發(fā)射質(zhì)量為m、電量為+q、速度相同、重力不計(jì)的帶電粒子在0~3t時(shí)間內(nèi)兩板間加上如圖乙所示的電壓(不考慮極邊緣的影響)。

已知t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子恰好在t₀時(shí)，刻經(jīng)極板邊緣射入磁場(chǎng)。上述m、q、l、l₀、B為已知量。(不考慮粒子間相互影響及返回板間的情況)

(1)求電壓U的大小。

(2)求時(shí)進(jìn)入兩板間的帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑。

(3)何時(shí)把兩板間的帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短？求此最短時(shí)間。

解析：

(1)時(shí)刻進(jìn)入兩極板的帶電粒子在電場(chǎng)中做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，時(shí)刻剛好從極板邊緣射出，在y軸負(fù)方向偏移的距離為，則有①，②

③

聯(lián)立以上三式，解得兩極板間偏轉(zhuǎn)電壓為④。

(2)時(shí)刻進(jìn)入兩極板的帶電粒子，前時(shí)間在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，后時(shí)間兩極板沒(méi)有電場(chǎng)，帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

帶電粒子沿x軸方向的分速度大小為⑤

帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)沿y軸負(fù)方向的分速度大小為⑥

帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度大小為⑦

設(shè)帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，則有⑧

聯(lián)立③⑤⑥⑦⑧式解得⑨。

(3)時(shí)刻進(jìn)入兩極板的帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短。帶電粒子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)沿y軸正方向的分速度為⑩，

設(shè)帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度方向與y軸正方向的夾角為，則，

聯(lián)立③⑤⑩式解得，帶電粒子在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的軌跡圖如圖所示，圓弧所對(duì)的圓心角為，所求最短時(shí)間為,帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期為，聯(lián)立以上兩式解得。

[考點(diǎn)]帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

(選做部分)

24．(15分)如圖所示，某貨場(chǎng)而將質(zhì)量為m₁=100 kg的貨物(可視為質(zhì)點(diǎn))從高處運(yùn)送至地面，為避免貨物與地面發(fā)生撞擊，現(xiàn)利用固定于地面的光滑四分之一圓軌道，使貨物中軌道頂端無(wú)初速滑下，軌道半徑R=1.8 m。地面上緊靠軌道次排放兩聲完全相同的木板A、B，長(zhǎng)度均為l=2m，質(zhì)量均為m₂=100 kg，木板上表面與軌道末端相切。貨物與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為₁，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2。(最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，取g=10 m/s²)

(1)求貨物到達(dá)圓軌道末端時(shí)對(duì)軌道的壓力。

(2)若貨物滑上木板4時(shí)，木板不動(dòng)，而滑上木板B時(shí)，木板B開(kāi)始滑動(dòng)，求_1­應(yīng)滿足的條件。

(3)若₁=0。5，求貨物滑到木板A末端時(shí)的速度和在木板A上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。

解析：

(1)設(shè)貨物滑到圓軌道末端是的速度為，對(duì)貨物的下滑過(guò)程中根據(jù)機(jī)械能守恒定律得，①，

設(shè)貨物在軌道末端所受支持力的大小為,根據(jù)牛頓第二定律得，②，

聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)得③,

根據(jù)牛頓第三定律，貨物到達(dá)圓軌道末端時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為3000N，方向豎直向下。

(2)若滑上木板A時(shí)，木板不動(dòng)，由受力分析得

④，

若滑上木板B時(shí)，木板B開(kāi)始滑動(dòng)，由受力分析得

⑤，

聯(lián)立④⑤式代入數(shù)據(jù)得⑥。

(3)，由⑥式可知，貨物在木板A上滑動(dòng)時(shí)，木板不動(dòng)。設(shè)貨物在木板A上做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為，由牛頓第二定律得⑦，

設(shè)貨物滑到木板A末端是的速度為，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得⑧，

聯(lián)立①⑦⑧式代入數(shù)據(jù)得⑨，

設(shè)在木板A上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得⑩，聯(lián)立①⑦⑨⑩式代入數(shù)據(jù)得。

[考點(diǎn)]機(jī)械能守恒定律、牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)方程、受力分析

23．(12分)請(qǐng)完成以下兩小題。

(1)某同學(xué)在家中嘗試驗(yàn)證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小事物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘字，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：將兩條橡皮筋的一端分別在墻上的兩個(gè)釘子A、B上，另一端與第二條橡皮筋連接，結(jié)點(diǎn)為O，將第三條橡皮筋的另一端通過(guò)細(xì)胞掛一重物。

①為完成實(shí)驗(yàn)，下述操作中必需的是　　　　　　 。

a．測(cè)量細(xì)繩的長(zhǎng)度

b．測(cè)量橡皮筋的原長(zhǎng)

c．測(cè)量懸掛重物后像皮筋的長(zhǎng)度

d．記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置

②釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次實(shí)驗(yàn)證，可采用的方法是　　　　　

(2)為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場(chǎng)所使用光控開(kāi)關(guān)控制照明系統(tǒng)。光控開(kāi)頭可采用光敏電阻來(lái)控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)照度越大，照度單位為L(zhǎng)x)。某光敏電阻Rp在不同照度下的阻值如下表：

照度(lx)	0.2	0.4	0.6	0.8	1.0	1.2
電阻(k)	75	40	28	23	20	18

①根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)诮o定的坐標(biāo)系(見(jiàn)答題卡)中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說(shuō)明阻值隨照度變化的特點(diǎn)。

②如圖所示，當(dāng)1、2兩端所加電壓上升至2V時(shí)，控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，請(qǐng)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單電路。給1、2兩端提供電壓，要求當(dāng)天色漸暗照度降低至1.0(1x)時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖。

(不考慮控制開(kāi)關(guān)對(duì)所設(shè)計(jì)電路的影響)

提供的器材如下：

光敏電源E(電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻不計(jì))；

定值電阻：R₁=10k，R₂=20k，R₃=40k(限選其中之一并在圖中標(biāo)出)

開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干。

答案：(1)①bcd　 ②更換不同的小重物

(2)①光敏電阻的阻值隨光照變化的曲線如圖所示。

特點(diǎn)：光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大非線性減小

②電路原理圖如圖所示。

解析：當(dāng)，控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，請(qǐng)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單電路。給1、2兩端提供電壓，要求

當(dāng)天色漸暗照度降低至1.0(1x)時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，即此時(shí)光敏電阻阻值為20k，兩端電壓為2V，電源電動(dòng)勢(shì)為3V，所以應(yīng)加上一個(gè)分壓電阻，分壓電阻阻值為10k，即選用R₁。

[考點(diǎn)]驗(yàn)證平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)、閉合電路歐姆定律

22．圖示為某探究活動(dòng)小組設(shè)計(jì)的節(jié)能運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。斜面軌道傾角為30°，質(zhì)量為M的木箱與軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)為。木箱在軌道端時(shí)，自動(dòng)裝貨裝置將質(zhì)量為m的貨物裝入木箱，然后木箱載著貨物沿軌道無(wú)初速滑下，與輕彈簧被壓縮至最短時(shí)，自動(dòng)卸貨裝置立刻將貨物卸下，然后木箱恰好被彈回到軌道頂端，再重復(fù)上述過(guò)程。下列選項(xiàng)正確的是(　　 )

　 　A．m＝M

　 　B．m＝2M

　 　C．木箱不與彈簧接觸時(shí)，上滑的加速度大于下滑的加速度

　 　D．在木箱與貨物從頂端滑到最低點(diǎn)的過(guò)程中，減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能

答案：BC

考點(diǎn)： 能量守恒定律，機(jī)械能守恒定律，牛頓第二定律，受力分析

解析：受力分析可知，下滑時(shí)加速度為，上滑時(shí)加速度為，所以C正確。設(shè)下滑的距離為l，根據(jù)能量守恒有，得m＝2M。也可以根據(jù)除了重力、彈性力做功以外，還有其他力(非重力、彈性力)做的功之和等于系統(tǒng)機(jī)械能的變化量，B正確。在木箱與貨物從頂端滑到最低點(diǎn)的過(guò)程中，減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能和內(nèi)能，所以D不正確。

提示：能量守恒定律的理解及應(yīng)用。

21．如圖所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。方向垂直于回路所在的平面�；芈芬运俣葀向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，直徑CD始絡(luò)與MN垂直。從D點(diǎn)到達(dá)邊界開(kāi)始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)為止，下列結(jié)論正確的是(　　 )

　 　A．感應(yīng)電流方向不變

　 　B．CD段直線始終不受安培力

　 　C．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值E＝Bav

　 　D．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值

答案：ACD

考點(diǎn)：楞次定律、安培力、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、左手定則、右手定則

解析：在閉合電路進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，通過(guò)閉合電路的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较虿蛔�，A正確。根據(jù)左手定則可以判斷，受安培力向下，B不正確。當(dāng)半圓閉合回路進(jìn)入磁場(chǎng)一半時(shí)，即這時(shí)等效長(zhǎng)度最大為a，這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大E=Bav，C正確。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值，D正確。

提示：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式只能來(lái)計(jì)算平均值，利用感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式計(jì)算時(shí)，l應(yīng)是等效長(zhǎng)度，即垂直切割磁感線的長(zhǎng)度。

20．如圖所示，在x軸上關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn)固定放置等量異種點(diǎn)電荷+Q和-Q，x軸上的P點(diǎn)位于的右側(cè)。下列判斷正確的是(　　 )

　 　A．在x軸上還有一點(diǎn)與P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同

　 　B．在x軸上還有兩點(diǎn)與P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同

　 　C．若將一試探電荷+q從P點(diǎn)移至O點(diǎn)，電勢(shì)能增大

　 　D．若將一試探電荷+q從P點(diǎn)移至O點(diǎn)，電勢(shì)能減小

答案：AC

考點(diǎn)：電場(chǎng)線、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)能

解析：根據(jù)等量正負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布可知，在x軸上還有一點(diǎn)與P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同，即和P點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱(chēng)，A正確。若將一試探電荷+q從P點(diǎn)移至O點(diǎn)，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功，所以電勢(shì)能先減小后增大。一般規(guī)定無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)為零，過(guò)0點(diǎn)的中垂線電勢(shì)也為零，所以試探電荷+q在P點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能為負(fù)值，移至O點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能為零，所以電勢(shì)能增大，C正確。

提示：熟悉掌握等量正負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布。知道，即電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，電勢(shì)能減少；電場(chǎng)力做負(fù)功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，電勢(shì)能增加，即。

19．某小型水電站的電能輸送示意圖如下。發(fā)電機(jī)的輸出電壓為200V，輸電線總電阻為r，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n，n₂。降壓變壓器原副線匝數(shù)分別為a₃、n₄(變壓器均為理想變壓器)。要使額定電壓為220V的用電器正常工作，則(　　　 )

　 　A．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

B．

　 　C．升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓

　 　D．升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率

答案：AD

考點(diǎn)：變壓器工作原理、遠(yuǎn)距離輸電

解析：根據(jù)變壓器工作原理可知,，由于輸電線上損失一部分電壓，升壓變壓器的輸出電壓大于降壓變壓器的輸入電壓，有，所以，A正確，BC不正確。升壓變壓器的輸出功率等于降壓變壓器的輸入功率加上輸電線損失功率，D正確。

提示：理想變壓器的兩個(gè)基本公式是：⑴ ，即對(duì)同一變壓器的任意兩個(gè)線圈，都有電壓和匝數(shù)成正比。⑵，即無(wú)論有幾個(gè)副線圈在工作，變壓器的輸入功率總等于所有輸出功率之和。只有當(dāng)變壓器只有一個(gè)副線圈工作時(shí)，才有。

遠(yuǎn)距離輸電，從圖中應(yīng)該看出功率之間的關(guān)系是：P₁=P₂，P₃=P₄，P₁^/=P_r=P₂。電壓之間的關(guān)系是：。電流之間的關(guān)系是：。輸電線上的功率損失和電壓損失也是需要特別注意的。分析和計(jì)算時(shí)都必須用，而不能用。特別重要的是要會(huì)分析輸電線上的功率損失。

18．2008年9月25日至28日我國(guó)成功實(shí)施了“神舟”七號(hào)載入航天飛行并實(shí)現(xiàn)了航天員首次出艙。飛船先沿橢圓軌道飛行，后在遠(yuǎn)地點(diǎn)343千米處點(diǎn)火加速，由橢圓軌道變成高度為343千米的圓軌道，在此圓軌道上飛船運(yùn)行周期約為90分鐘。下列判斷正確的是(　　 )

A．飛船變軌前后的機(jī)械能相等

　 　B．飛船在圓軌道上時(shí)航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)

　 　C．飛船在此圓軌道上運(yùn)動(dòng)的角度速度大于同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的角速度

　 　D．飛船變軌前通過(guò)橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的加速度大于變軌后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)的加速度

答案：BC

考點(diǎn)：機(jī)械能守恒定律，完全失重，萬(wàn)有引力定律

解析：飛船點(diǎn)火變軌，前后的機(jī)械能不守恒，所以A不正確。飛船在圓軌道上時(shí)萬(wàn)有引力來(lái)提供向心力，航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)，B正確。飛船在此圓軌道上運(yùn)動(dòng)的周期90分鐘小于同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期24小時(shí)，根據(jù)可知，飛船在此圓軌道上運(yùn)動(dòng)的角度速度大于同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的角速度，C正確。飛船變軌前通過(guò)橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)只有萬(wàn)有引力來(lái)提供加速度，變軌后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)也是只有萬(wàn)有引力來(lái)提供加速度，所以相等，D不正確。

提示：若物體除了重力、彈性力做功以外，還有其他力(非重力、彈性力)不做功，且其他力做功之和不為零，則機(jī)械能不守恒。

根據(jù)萬(wàn)有引力等于衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力可求衛(wèi)星的速度、周期、動(dòng)能、動(dòng)量等狀態(tài)量。由得，由得，由得，可求向心加速度。

17．某物體做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖甲所示，據(jù)此判斷圖乙(F表示物體所受合力，x表示物體的位移)四個(gè)選項(xiàng)中正確的是(　　 )

答案：B

考點(diǎn)： v-t圖象、牛頓第二定律

解析：由圖甲可知前兩秒物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以前兩秒受力恒定，2s-4s做正方向勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以受力為負(fù)，且恒定，4s-6s做負(fù)方向勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以受力為負(fù)，恒定，6s-8s做負(fù)方向勻減速直線運(yùn)動(dòng)，所以受力為正，恒定，綜上分析B正確。

提示：在v-t圖象中傾斜的直線表示物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，加速度恒定，受力恒定。

速度--時(shí)間圖象特點(diǎn)：

①因速度是矢量，故速度--時(shí)間圖象上只能表示物體運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)方向，t軸上方代表的“正方向”，t軸下方代表的是“負(fù)方向”，所以“速度--時(shí)間”圖象只能描述物體做“直線運(yùn)動(dòng)”的情況，如果做曲線運(yùn)動(dòng)，則畫(huà)不出物體的“位移--時(shí)間”圖象；

②“速度--時(shí)間”圖象沒(méi)有時(shí)間t的“負(fù)軸”，因時(shí)間沒(méi)有負(fù)值，畫(huà)圖要注意這一點(diǎn)；

③“速度--時(shí)間”圖象上圖線上每一點(diǎn)的斜率代表的該點(diǎn)的加速度，斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正負(fù)表示加速度的方向；

④“速度--時(shí)間”圖象上表示速度的圖線與時(shí)間軸所夾的“面積”表示物體的位移