高考考前訓(xùn)練題
一.選擇題 (力學(xué)選擇題編題者:大相,里八萬)
1.有一個直角支架AOB,AO是水平放置,表面粗糙.OB豎直向下,表面光滑.OA上套有小環(huán)P,OB套有小環(huán)Q,兩環(huán)質(zhì)量均為m,兩環(huán)間由一根質(zhì)量可以忽略.不可伸長的細繩相連,并在某一位置平衡,如圖所示.現(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離,兩環(huán)再次達到平衡,那么移動后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)相比較,AO桿對P的支持力FN和細繩上的拉力F的變化情況是:( B )
A.FN不變,F變大 B.FN不變,F變小
C.FN變大,F變大 D.FN變大,F變小
分析與解:選擇環(huán)P.Q和細繩為研究對象.在豎直方向上只受重力和支持力FN的作用,而環(huán)動移前后系統(tǒng)的重力保持不變,故FN保持不變.取環(huán)Q為研究對象,其受如下圖所示.Fcosα = mg,當P環(huán)向左移時,α將變小,故F變小,正確答案為B.
思路點撥:利用整體與隔離相結(jié)合的方法分析求解是本題解決問題的重要思想方法與手段.
2.以力F拉一物體,使其以加速度a在水平面上做勻加速直線運動,力F的水平分量為F1,如圖所示,若以和F1大。较蚨枷嗤牧F ¢代替F拉物體,使物體產(chǎn)生加速度a ¢,那么:( B C )
A.當水平面光滑時,a¢ < a B.當水平面光滑時,a¢ = a
C.當水平面粗糙時,a¢ < a D.當水平面粗糙時,a¢ = a
分析與解:當水平面光滑時,物體在水平面上所受合外力均為F`,故其加速度不變.而當水平面粗糙時,支持力和摩擦力都是被動力,其大小隨主動力的變化而變化,當用F`替換F時,摩擦力將增大,故加速度減。虼薆C答案正確.
思路點撥:運用牛頓運動定律解決力學(xué)問題的一般程序為:1.選擇研究對象,2.受力分析,3.合成或分解(正交分解),列式計算.在受力分析時,應(yīng)注意被動力隨主動力變化的特點.
3.一小球質(zhì)量為m,用長為L的懸繩(不可伸長,質(zhì)量不計)固定于O點,在O點正下方L/2處釘有一顆釘子,如圖所示,將懸線沿水平方向拉直無初速釋放后,當懸線碰到釘子后的瞬間: ( A B C )
A.小球線速度沒有變化
B.小球的角速度突然增大到原來的2倍
C.小球的向心加速度突然增大到原來的2倍
D.懸線對小球的拉力突然增大到原來的2倍
分析與解:在小球通過最低點的瞬間,水平方向上不受外力作用,沿切線方向小球的加速度等于零,因而小球的線速度不會發(fā)生變化,故A正確;在線速度不變的情況下,小球的半徑突然減小到原來的一半,由v = ωr可知角速度增大為原來的2倍,故B正確;由a = v2/r,可知向心加速度突然增大到原來的2倍,故C正確;在最低點,F― mg = ma,可以看出D不正確.
思路點撥:本題中要分析出懸線碰到釘子前后的瞬間物理量的變化情況,問題就很好解了,因而,要根據(jù)題目的條件分析物理過程后再選用公式,不能隨意照套公式.
4.如圖所示,在光滑的水平面上,有一絕緣的彈簧振子,小球帶負電,在振動過程中當彈簧壓縮到最短時,突然加上一個沿水平向左的恒定的勻強電場,此后: ( A )
A.振子的振幅將增大
B.振子的振幅將減小
C.振子的振幅將不變
D.因不知道電場強度的大小,所以不能確定振幅的變化
分析與解:彈簧振子在加電場前,平衡位置在彈簧原長處,設(shè)振幅A.當彈簧壓縮到最短時,突然加上一個沿水平向左的恒定的勻強電場,此位置仍為振動振幅處,而且振子的運動是簡諧振動,只是振動的平衡位置改在彈簧原長的右邊,且彈簧神長量x滿足kx = qE,即振子振動的振幅A1=A+x,,所以振子的振幅增大,正確答案為A.
思路點撥:彈簧振子在做簡諧振動時,平衡位置是合力為零時,當外界條件發(fā)生改變,平衡位置有可能隨之而變,振子的運動相對于平衡位置對稱.
5.如圖所示,把系在輕繩上的A、B兩球由圖示位置同時由靜止釋放(繩開始時拉直),則在兩球向左下擺動時,下列說法正確的是:( B )
1 繩OA對A球做正 2 繩AB對B球不做功
3 繩AB對A球做負4 繩AB對B球做正功
A. 1 2 B.3 4 C.1 3 D.1 4
分析與解:大概畫出A、B球的運動軌跡,就可以找出繩與球的運動方向的夾角,進而可以判斷做功情況.由于OA繩一直張緊且O點不動,所以A球做圓周運動,OA繩對A球不做功,而B球是否與A球一起做圓周運動呢?讓我們用模擬等效法分析:設(shè)想A、B球分別用兩條輕繩懸掛而各自擺動,若擺角較小,則擺動周期為,可見擺長越長,擺得越慢,因此A球比B球先到達平衡位置(如圖).可見繩AB的張力對A的運動有阻礙作用,而B球的運動有推動作用,所以正確的答案為3 4.
思路點撥:本題是一道判斷做功正負的選擇題,通過模擬等效發(fā)判斷出小球的運動情況,再根據(jù)F與v的夾角判斷做不做功和功的正負.
6.如圖所示,a、b、c三個相同的小球,a從光滑斜面頂端由靜止開始自由下滑,同時b、c從同一高度分別開始自由下落和平拋.下列說法正確的有: ( D )
A.它們同時到達同一水平面
B.重力對它們的沖量相同
C.它們的末動能相同
D.它們動量變化的大小相同
分析與解:b、c飛行時間相同(都是);a與b比較,兩者平均速度大小相同(末動能相同);但顯然a的位移大,所以用的時間長,因此A、B都不對.由于機械能守恒,c的機械能最大(有初動能),到地面時末動能也大,因此C也不對.a(chǎn)、b的初動量都是零,末動量大小又相同,所以動量變化大小相同;b、c所受沖量相同,所以動量變化大小也相同,故D正確.
思路點撥: 這道題看似簡單,實際上考察了平均速度.功.沖量等很多知識.另外,在比較中以b為中介:a.b的初.末動能相同,平均速度大小相同,但重力作用時間不同;b.c飛行時間相同(都等于自由落體時間),但初動能不同.本題如果去掉b球可能更難做一些.
7.“神舟三號”順利發(fā)射升空后,在離地面340km的圓軌道上運行了108圈.運行中需要多次進行 “軌道維持”.所謂“軌道維持”就是通過控制飛船上發(fā)動機的點火時間和推力的大小方向,使飛船能保持在預(yù)定軌道上穩(wěn)定運行.如果不進行軌道維持,由于飛船受軌道上稀薄空氣的摩擦阻力,軌道高度會逐漸降低,在這種情況下飛船的動能.重力勢能和機械能變化情況將會是
A.動能.重力勢能和機械能都逐漸減小
B.重力勢能逐漸減小,動能逐漸增大,機械能不變
C.重力勢能逐漸增大,動能逐漸減小,機械能不變
D.重力勢能逐漸減小,動能逐漸增大,機械能逐漸減小
分析與解:由于阻力很小,軌道高度的變化很慢,衛(wèi)星運行的每一圈仍可認為是勻速圓周運動.由于摩擦阻力做負功,根據(jù)機械能定理,衛(wèi)星的機械能減小;由于重力做正功,根據(jù)勢能定理,衛(wèi)星的重力勢能減小;由可知,衛(wèi)星動能將增大.這也說明該過程中重力做的功大于克服阻力做的功,外力做的總功為正.答案選D
思路點撥:衛(wèi)星變軌問題首先要考慮速度的變化情況, 從而看是離心還是向心運動,進而判斷重力勢能的變化情況.
8.長直木板的上表面的一端放置一個鐵塊,木板放置在水平面上,將放置鐵塊的一端由水平位置緩慢地向上抬起,木板另一端相對水平面的位置保持不變,如圖所示.鐵塊受到摩擦力f木板傾角變化的圖線可能正確的是(設(shè)最大靜摩擦力的大小等于滑動摩擦力大。海 C )
分析與解:本題應(yīng)分三種情況進行分析:
1 當0 ≤<arctan(為鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù))時,鐵塊相對木板處于靜止狀態(tài),鐵塊受靜摩擦力作用其大小與重力沿木板面(斜面)方向分力大小相等,即f = mgsin,=0時,f = 0;f隨增大按正弦規(guī)律增大.
2 當= arctan時處于臨界狀態(tài),此時摩擦力達到最大靜摩擦,由題設(shè)條件可知其等于滑動摩擦力大。
3 當arctan<≤900時,鐵塊相對木板向下滑動,鐵塊受到滑動摩擦力的作用,根據(jù)摩擦定律可知f = FN =mgcos,f隨增大按余弦規(guī)律減。C合上述分析可知C圖可能正確地表示了f隨變化的圖線.
思路點撥:本題由鐵塊運動狀態(tài)的不確定性來巧妙地設(shè)計了考查靜摩擦力.最大靜摩擦力.滑動摩擦力三者區(qū)別的,這三者在產(chǎn)生條件和大小計算上都有一些區(qū)別,分析過程中要求考生能夠從物體運動狀態(tài)來進行科學(xué)分析與推理.
9.在光滑水平面上,兩球沿球心連線以相等速率相向而行,并發(fā)生碰撞,下列現(xiàn)象可能的是: ( B )
a.若兩球質(zhì)量相同,碰后以某一相等速率互相分開
b.若兩球質(zhì)量相同,碰后以某一相等速率同向而行
c.若兩球質(zhì)量不同,碰后以某一相等速率互相分開
d.若兩球質(zhì)量不同,碰后以某一相等速率同向而行
A.a(chǎn) c B.a(chǎn) d C.b c D.b d
分析與解:相互作用的過程中合外力為零,所以碰撞過程動量守恒,設(shè)碰撞前動量分別為P1、P2,碰后兩球動量分別為P3、P4,則有P1+P2 = P3+P4,若m1 = m2,碰前動量和為零碰后動量和必定為零,即P3與P4必定大小相等.方向相反,a正確.若m1≠m2,碰前動量和不為零,碰后兩球的合動量必定與碰前總動量相等,所以碰后以某一相等速率互相分開是不可能的,而碰后以某一相等速率同向而行是可以的.
思路點撥:判斷此類問題一般有三條途徑:(1)碰撞過程中動量守恒.(2)碰撞后動能不能增加.(3)據(jù)追趕碰撞中的實際情況及速度關(guān)系判斷.
10.已知平面簡諧波在 x 軸上傳播,原點 O 的振動圖線如圖所示,t 時刻的波形圖線如圖 b 所示.則 時刻的波形圖線可能是 ( CD )
分析與解:此題有兩種分析方法:一是由原點 O 的振動圖線 a 可知波源振動的周期為0.4s,由圖線 b 可知 t 時刻原點 O 在最大位移處,再經(jīng)0.5s即經(jīng)過1.25T,原點 O 將到達平衡位置,若波向左傳播,選項 C 正確;若波向右傳播選項 D 正確. 第二種分析方法是:原點 O 在 t 時刻的位移與其在零時刻的位移相等,說明 a 圖也可以理解為原點 O 從 t 時刻開始的振動圖線,由圖線可以看到再過0.5s原點 O 的位移為零,且向 y 軸負方向運動,當波向左傳播時,選項 C 滿足這一點,當波向右傳播時,選項 D 滿足這一點.
思路點撥:本題是關(guān)于波動圖象的綜合問題,解題要注意:1)波的多解性:有由于波的傳播方向的不同引起的多解和由于波的周期性引起的多解.2)振動圖象和波動圖象的區(qū)別和聯(lián)系.只有對振動圖象真正的理解,才能運用第二種方法靈活求解.
(電學(xué)選擇題編題者:呂長林 杭慶祥)
11.如圖所示,豎直絕緣墻壁上的Q處有一固定點A,在Q的正上方的P處用絕緣細線懸掛另一質(zhì)點B,A、B兩質(zhì)點因帶電而相互排斥,致使懸線與豎直方向成θ角,由于漏電使A、B兩質(zhì)點的帶電量減少,在電荷漏完之前懸線對懸點P的拉力為:( C )
A.變小
B.變大
C.不變
D.先變小后變大
分析與解:A、B必帶同種電荷,作出B質(zhì)點的受力圖示,如下圖所示,根據(jù)平衡條件,B質(zhì)點所受重力G、庫侖力F、細線拉力F1必組成一個封閉的三角形abc,由幾何知識得△abc∽△QBP,則有=,∴F1 = G。而PB、QP、G均為定值,所以F1為定植,即細線對P點的拉力不變,故應(yīng)選C.
思路點撥: 此題應(yīng)用幾何知識幫助求解,很巧妙,這種方法望能熟練掌握。
12. 圖所示,PQ是勻強磁場中的一片薄金屬片,其平面與磁場方向平行,一個α粒子從某點以與PQ垂直的速度v射出,動能是E,射出后α粒子的運動軌跡如圖所示.今測得它在金屬片兩邊的軌跡半徑之比為10:9,若在穿越板的過程中粒子受到的阻力大小及電量恒定,則:( B C )
A.α粒子每穿過一次金屬片,速度減小了
B.α粒子每穿過一次金屬片,動能減少了0.19E
C.α粒子穿過5次后陷在金屬片里
D.α粒子穿過9次后陷在金屬片里
分析與解:偏轉(zhuǎn)半徑R==,所以動量p = BqR,故粒子動能Ek=子力學(xué) = ,設(shè)α粒子每穿過一次金屬片后動能減少量為△E,則: = = = 1-()2 = 1―()2 = 0.19.所以△E = 0.19E,故B選項正確.又∵穿越次數(shù)N = = = 5.26次.所以,α粒子穿過5次后將會被陷在金屬片里,故C選項正確。
思路點撥: 本題的關(guān)鍵是抓住粒子每穿過一次金屬片所損失的動能相等,而不是損失相同的速度。
13. 圖所示,滑動變阻器AB的總阻值與圖中電阻R的阻值相等,電源的電動勢為E,內(nèi)阻不計,當滑動觸頭C從右端A點開始一直滑到B點為止的過程中,下列說法正確的是( C )
A.電流表的讀數(shù)逐漸增大
B.電流表的讀數(shù)逐漸減小
C.電流表的讀數(shù)先減小,后增大到原值
D.電流表的讀數(shù)先增大,后減小到原值
分析與解:設(shè)滑動變阻器滑動觸頭與A端間的電阻為x,根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點和閉合電路歐姆定律可知:R總= +(R - x)
干路總電流為I總= =
∴電流表A的讀數(shù)IA=I總==
由上式可以看出由于分母存在最大值,故IA存在最小值,當x=時有最小值等于,滑動觸頭在AB兩端時,電流相等,均為,因此滑動觸頭從A端移到B端的過程中,電流表的讀數(shù)先變小再變大到原值.
思路點撥:此題重點考察了應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力,是個極值題,要認真對待.
14. 一只電爐和一臺電動機在正常工作時,通過它們的電流相同,電爐的電阻也相同,則在相同時間內(nèi)( A B C)
A.電爐和電動機的電熱相等
B.電動機消耗的功率大于電爐消耗的功率
C.電爐兩端電壓小于電動機兩端的電壓
D.電爐和電動機兩端電壓相等
分析與解:由于電熱公式Q = I2Rt,故兩者電熱相等.電動機消耗的功率應(yīng)等于電熱功率加上產(chǎn)生機械能的功率,而電爐消耗的功率就等于電熱功率,故B正確。由于功率等于UI,I又相等,電動機功率大,故電動機兩端電壓大.本題答案應(yīng)選A、B、C.
思路點撥:對于這種非純電阻電路,I≠U/R,電動機消耗的功率應(yīng)用UI,而產(chǎn)生電熱功率只能用I2R,根據(jù)能量守恒,前者應(yīng)大于后者.
15.電容器充電后與電源斷開,質(zhì)量為m電荷量為q的帶電粒子靜止于該電容器兩平行板中間,現(xiàn)在兩板間貼近下板插入一個厚度為極板間距離1/4的金屬板,如圖所示,則關(guān)于兩板間電勢差、帶電粒子的運動情況的說法中正確的是( C )
A.兩板間電勢差U增大,帶電粒子向上加速
B.兩板間電勢差U不變,帶電粒子仍靜止
C.兩板間電勢差U減小,帶電粒子仍靜止
D.兩板間電勢差U減小,帶電粒子向下加速
分析與解:由于電容器充電后與電源斷開,故插入金屬板后,相當于兩個電容器串聯(lián)。電容器的電量不變,上面電容器d’=3d/4,它的電容C增大,由于U=Q/C,故U減。,E與d無關(guān),所以E不變,帶電粒子仍靜止.本題答案選C.
思路點撥:本題一定要弄清楚插入金屬板后,哪些物理量發(fā)生變化,又有哪些量不變化.此題不要與插入電介質(zhì)情況相混淆.
16.關(guān)于電磁波,以下說法正確的是:( A B )
A.電磁波本身就是物質(zhì),因此可以在真空中傳播
B.電磁波由真空進入介質(zhì),速度變小,頻率不變
C.在真空中,頻率高的電磁波速度較大
D.只要發(fā)射電路的電磁振蕩停止,產(chǎn)生的電磁波立即消失
分析與解:答案A、B.由電磁場的物質(zhì)性可知A對.電磁波由一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì),頻率不變,波速v=C/n,B對.任何頻率的電磁波在真空中傳播速度一樣大,C錯.當波源停止振動,已形成的波繼續(xù)傳播,并不立即消失,D錯.
思路點撥:本題為上海高考題,重點考查電磁波性質(zhì)及其傳播的相關(guān)知識的理解和掌握情況.
17.如圖所示,一金屬桿MN兩端接有導(dǎo)線,懸掛于線圈的上方,MN與線圈軸線均處于同一豎直平面內(nèi),為了使MN垂直紙面向外運動,可以: ( A B D )
A.將a、c端接電源正極,b、d端接電源負極
B.將b、d端接電源正極,a、c端接電源負極
C.將a、d端接電源正極,b、c端接電源負極
D.將a、c端接在交變電源的一端,b、d端接在
交變電源的另一端
分析與解:答案 A、B、D.由安培定則,可判斷出通電螺線管產(chǎn)生的磁場,再根據(jù)左手定則判斷通電導(dǎo)線MN的受力,A、B、C三答案中A、B正確.接交流電,電流方向不斷變化,但D答案情況恰好是A、B兩種情況的綜合,D正確.
思路點撥:本題重點考查對安培定則和左手定則的掌握和應(yīng)用,D選項可反映學(xué)生遷移知識的能力。
18.如圖所示,AOC是光滑的直角金屬導(dǎo)軌,AO沿豎直方向,OC沿水平方向,ab是一根金屬直棒,如圖立在導(dǎo)軌上,它從靜止開始在重力作用下運動,運動過程中a端始終在AO上,b端始終在OC上,直到ab完全落在OC上,整個裝置放在一勻強磁場中,磁場方向垂直紙面向里,則ab棒在運動過程中:( B )
A.感應(yīng)電流方向始終是ba
B.感應(yīng)電流方向先是ba,后變?yōu)?i>ab
C.受磁場力方向與ab垂直,如圖中箭頭所示
D.受磁場力方向與ab垂直,開始如圖中箭頭所示,
后來變?yōu)榕c箭頭所示方向相反。
分析與解:答案 B.不難判斷,在ab棒倒下的過程中ab棒和直角框架AOC所圍成面積先變大后變小,因磁場為勻強磁場,因此,穿過回路磁通量由小變大再變小,由楞次定律,B對.再由左手定則,C、D均不對.
思路點撥:本題重點考查學(xué)生對感應(yīng)電流方向判定方法的選擇,若選擇右手定則應(yīng)答本題會有較大的困難.
19.圖甲中bacd為導(dǎo)體作成的框架,其平面與水平面成θ角,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ與ab、cd接觸良好,回路的電阻為R,整個裝置放于垂直于框架平面的變化的磁場中,磁感應(yīng)強度的變化如圖乙,PQ始終靜止,在0―ts內(nèi),PQ受到的摩擦力的變化情況可能是: ( A C )
A.f一直增大 B.f一直減小
C.f先減小后增大 D.f先增大后減小
分析與解:答案 A、C.因為磁感應(yīng)強度均勻變化,PQ棒靜止,回路面積不變,因此,回路中感應(yīng)電流大小I不變.但安培力F = BIL先變小,方向由由楞次定律平行斜面向上;后變大,方向由由楞次定律平行斜面向下.分析受力得:若開始時摩擦力方向平行斜面向上,A對.若開始時摩擦力方向平行斜面向下,C對.
思路點撥:本題考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律,安培力及其方向的判定,受力分析及平衡,是一道綜合性較大的練習(xí).
20.如圖為一理想變壓器,K為單刀雙擲開關(guān),P為滑動變阻器的滑動觸頭,U1變壓器原線圈兩端的電壓,I1為原線圈中的電流強度,則:( A D )
A.保持U1和P的位置不變,K由a合到b時,I1將增大
B.保持U1和P的位置不變,K由a合到b時,R的功率將減小
C.保持U1不變,K合到a處,使P上滑,I1將增大
D.保持P的位置不變,K合到a處,若U1增大,I1將增大
分析與解:答案 A、、D.K由a至b時,n1減小,由U2/U1 = n1/n2,可知U2增大,I2增大,由I1/I2 = n2/n1,I1減小,A對.同理, D對.
思路點撥:本題考查對變壓器公式的應(yīng)用,有一定的靈活性.
(熱學(xué)選擇題編題者:劉白生 肖一濤)
21.只要知道下列哪一組物理量,就可以估算出氣體分子間的平均距離( B )
A.阿伏加德羅常數(shù),該氣體的摩爾質(zhì)量和質(zhì)量
B.阿伏加德羅常數(shù),該氣體的摩爾質(zhì)量和密度
C.阿伏加德羅常數(shù),該氣體的質(zhì)量和體積
D.該氣體的密度、體積和摩爾質(zhì)量
分析與解:氣體分子占據(jù)的空間體積為氣體的總體積除以分子的總數(shù),知道了氣體的摩爾質(zhì)量和密度可由V = M/ρ算出氣體的摩爾體積,從而氣體分子占據(jù)的空間體積為v = V/NA,氣體分子間的平均距離為d = ,選B.
思路點撥:本題考查物質(zhì)分子空間分布的微觀模型和體積、密度、質(zhì)量、摩爾體積、摩爾質(zhì)量與分子占據(jù)的空間體積之間的關(guān)系.處理此類問題要注意對氣體分子一般用立方體模型對液體和固體一般用球型模型.
分析與解:溫度是物體分子平均動能的標志,溫度越高分子的平均動能越大.物體的內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子的動能和勢能的總和,物體內(nèi)能的大小與物體的動能、勢能大小無關(guān).改變物體內(nèi)能的方法有做功和熱傳遞兩種,選B.
23.下列說法中正確的是 ( A D )
A.熱力學(xué)溫標的零度是-273.15℃,稱為絕對零度
B.只要制冷設(shè)備功率足夠大,可以使物體的溫度降低到絕對零度
C.氣體對器壁的壓強是由于氣體分子間存在相互作用的斥力而產(chǎn)生的
D.液體中懸浮微粒的布朗運動是作無規(guī)則運動的液體分子撞擊微粒而引起的
分析與解: -273.15℃為熱力學(xué)溫標的零度又稱絕對零度,絕對零度永遠不可能達到.氣體對器壁的壓強是由于氣體分子做無規(guī)則運動撞擊器壁而產(chǎn)生的,布朗運動是作無規(guī)則運動的液體分子撞擊微粒而引起的.選A、D.
24.根據(jù)熱力學(xué)定律,下列說法中正確的是 ( B )
A.可以利用高科技手段,將流散到周圍環(huán)境中的內(nèi)能重新收集起來加以利用
B.利用淺層和深層海水的溫度差可以制造一種熱機,將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能
C.冰箱可以自發(fā)地使熱量由溫度較低的冰箱內(nèi)向溫度較高的冰箱外轉(zhuǎn)移
D.只要是滿足能量守恒的物理過程,都是可以自發(fā)地進行的
分析與解:根據(jù)熱力學(xué)第二定律的兩種表述:(1)不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體而不引起其他變化。(2)不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功.自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性.選B.
25.如圖所示,甲分子固定在坐標原點O,乙分子位于x軸上,甲分子對乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示.F>0表示斥力,F<0表示引力,a、b、c、d為x軸上四個特定的位置.現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放,則( B )
A.乙分子由a到b做加速運動,由b到c做減速運動
B.乙分子由a到c做加速運動,到達c時速度最大
C.乙分子由a到b的過程中,兩分子間的分子勢能一直增加
D.乙分子由b到d的過程中,兩分子間的分子勢能一直增加
分析與解:從圖像上看乙分子從a到c移動時一直受到甲分子的引力作用,乙分子做加速運動,它的速度和動能一直增加分子勢能則不斷減小,到達c點時乙分子受到的分子力為零,速度達到最大,分子勢能為最。曳肿訌c到d移動時一直受到甲分子的斥力作用,乙分子做減速運動,它的速度和動能一直減少分子勢能則不斷增加.選B.
26.一定質(zhì)量的理想氣體,在溫度保持不變時體積膨脹,必定會發(fā)生的變化是:( C )
A.氣體分子的總數(shù)增加
B.氣體分子的平均動能增大
C.單位體積內(nèi)的分子數(shù)目減小
D.分子的速率都不發(fā)生變化
分析與解:對一定質(zhì)量的理想氣體,溫度不變則分子的平均動能不變,但這并不意味著每個分子的動能都不變,有少數(shù)分子的動能會減小,也有少數(shù)分子的動能會增大,動能變化的分子其速率將發(fā)生變化,故B、D錯誤;該氣體質(zhì)量不變,分子的個數(shù)當然不會變化,體積增大,會使分子數(shù)密度減小,氣體對器壁的壓強減。xC
思路點撥:用氣體分子運動的特點分析解決問題時應(yīng)把握:①溫度是分子平均動能的標志,溫度升高,分子平均動能增大;溫度降低,分子平均動能減少;但這只是對大量分子的統(tǒng)計結(jié)果,即使平均動能不變,也會有少數(shù)分子的平均動能增大或減;②質(zhì)量一定的理想氣體,壓強取決于溫度和分子數(shù)密度.
27.在兩個相同容器中,分別盛有質(zhì)量相等、溫度相同的氧氣和氮氣,則它們的:( C )
A.壓強相等
B.分子運動的平均速率相等
C.分子的平均動能相同,壓強不等
D.分子的平均動能相同,壓強相等
分析與解:氧氣和氮氣溫度相同,則它們的分子平均動能相同,但由于氧氣分子和氮氣分子的質(zhì)量不等,故其分子運動的平均速率不相等,B選項錯誤;氣體壓強的大小取決于分子的平均動能和單位體積內(nèi)的分子數(shù),氧氣和氮氣的摩爾質(zhì)量不同,故質(zhì)量相等的兩種氣體的摩爾數(shù)不同,即分子的總數(shù)不同,故體積相等的情況下,分子密度不同,壓強也就不同.選C
思路點撥:不同氣體的分子質(zhì)量不同,因而兩種氣體質(zhì)量相同時分子個數(shù)不同,溫度相同時,盡管平均動能相等,但分子平均速率不同.這兩點是分析不同氣體之間某些狀態(tài)時所要注意的.
28.對于一定質(zhì)量的理想氣體,下列四個論述中正確的是:( B )
A.當分子熱運動變劇烈時,壓強必變大
B.當分子熱運動變劇烈時,壓強可以不變
C.當分子間的平均距離變大時,壓強必變小
D.當分子間的平均距離變大時,壓強必變大
分析與解:對于一定質(zhì)量的理想氣體:①分子熱運動的劇烈程度由溫度高低決定;②分子間的平均距離由氣體體積決定;③對于一定質(zhì)量的理想氣體,PV/T=恒量;A、B選項中,“分子熱運動變劇烈”說明氣體溫度升高,但氣體體積變化情況未知,所以壓強變化情況不確定,A錯誤B正確;C、D選項中,“分子間的平均距離變大”說明氣體體積變大,但氣體溫度變化情況未知,故不能確定其壓強變化情況,C、D均錯誤.選B.
思路點撥:本題考查分子運動理論和理想氣體狀態(tài)的簡單綜合,注意從分子運動理論深刻理解理想氣體的三個狀態(tài)參量,從狀態(tài)方程判定三個參量之間的變化關(guān)系.
29.一個密閉的絕熱容器內(nèi),有一個絕熱的活塞將它隔成A、B兩部分空間,在A、B兩部分空間內(nèi)封有相同質(zhì)量的空氣,開始時活塞被銷釘固定,A部分氣體的體積大于B部分氣體的體積,溫度相同,如圖所示.若拔出銷釘后,達到平衡時,A、B兩部分氣體的體積VA與VB的大小,有:( A )
A.VA>VB B.VA=VB
C.VA<VB D.條件不足,不能確定
分析與解:初態(tài)兩氣體質(zhì)量相同,VA>VB,因此氣體分子數(shù)密度不同,ρA<ρB,又因為溫度相同,根據(jù)氣體壓強的決定因素可知PA<PB,當活塞銷釘拿掉,因為ρA<ρB,所以活塞向A氣方向移動,活塞對A氣做功,B氣對活塞做功,導(dǎo)致A氣體密度增加,溫度升高,而B氣體密度減小,溫度降低,直至PA′=PB′,此時TA′>TB′;又因為最終兩邊氣體壓強相等活塞才能靜止,而兩邊氣體質(zhì)量相等,A氣溫度高于B氣,兩邊壓強要想相等,只有A氣體密度小于B氣體密度,故最終一定是VA′>VB′,A選項正確.選 A.
思路點撥:對氣體壓強大小決定因素的理解和物理過程物理情境的分析是正確解決本題的關(guān)鍵,本題若對氣體壓強大小決定因素不理解,又不清楚銷釘拔掉后物理情境的變化,極易錯選B或C.
30.如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a經(jīng)狀態(tài)b變化到狀態(tài)c,其變化過程如圖所示,下列說法錯誤的是:( B C D )
A.ab過程吸熱大于bc過程放熱
B.ab過程吸熱小于bc過程放熱
C.ab過程吸熱大于bc過程吸熱
D.ab過程吸熱小于bc過程吸熱
分析與解:① a → b是等壓過程∵VB>VA ∴TB>TA ∴a → b過程,氣體對外做功且內(nèi)能增加,氣體吸收熱量.② b → c是等容過程 ∵PC<PB ∴TC<TB,b → c過程氣體不對外界做功,外界也不對氣體做功,但氣體內(nèi)能減小,所以b → c氣體放熱;③由PV/T = 恒量及圖像知TA = TC,故a → b → c的全過程中內(nèi)能沒有變化,綜上所述a → b→ c中,氣體對外做功,由能量守恒定律得a → b → c過程中氣體吸熱,結(jié)合前面分析,a → b過程吸熱一定大于b → c過程放熱.選BCD.
思路點撥:對于圖象描述氣體的狀態(tài)變化,要通過識圖弄清它的變化過程,應(yīng)用狀態(tài)方程判斷氣體狀態(tài)參量的變化,根據(jù)做功與體積變化的關(guān)系及熱力學(xué)第一定律即可判斷放熱或吸熱情況.
(光學(xué)選擇題編題者:徐 斌 吳長標)
31.如圖1,兩塊平面鏡互相垂直放置,若把入射光線AB的
入射角減小一較小的角度θ,則最后的反射光線CD的方向(A)
A.不變
B.逆時針轉(zhuǎn)過θ角
C.順時針轉(zhuǎn)過θ角
D.順時針轉(zhuǎn)過2θ角
[解析]從幾何關(guān)系可知經(jīng)互相垂直的平面鏡反射后的光線與入射光線平行,故選A
[思路點撥]本題考察雙平面鏡對光路的控制作用,可以利用平面幾何的知識證明,也可以利用成像光路推導(dǎo),在入射光線AB上任取一點作為物點S,經(jīng)兩平面鏡兩次反射后所成像為S′,S、S′關(guān)于O點對稱,CD不僅方向不變,位置也不發(fā)生平移。
32.由折射率為的材料構(gòu)成的半圓柱的主截面如圖2,沿半徑方向由空氣射入的光線a射到圓柱的平面后,光線b和c分別是它的反射光線和折射光線。若半圓柱繞垂直紙面過圓心O的軸轉(zhuǎn)過150,而光線a不動,則(B)
A.光線b將偏轉(zhuǎn)150
B.光線b將偏轉(zhuǎn)300
C.光線c將偏轉(zhuǎn)300
D.光線c將偏轉(zhuǎn)450
圖2
[解析]由反射定律可知反射角等于入射角,所以當反射面轉(zhuǎn)過θ時,反射光線要轉(zhuǎn)過2θ,所以B正確。入射角增加150,反射角增大150,折射角也增大,且改變量大于150,折射光線c將順時針偏轉(zhuǎn)。
[思路點撥]本題考查折射和反射定律的應(yīng)用。
33.如圖3,橫截面為等腰三角形的兩個玻璃三棱鏡,它們的頂角分別為α、β,且α < β。a、b兩細束單色光分別以垂直于三棱鏡的一個腰的方向射入,從另一個腰射出,射出的光線與入射光線的偏折角均為θ。則ab兩種單色光的頻率υ1、υ2間的關(guān)系是(B)
A. υ1 = υ2
B. υ1 > υ2
C. υ1 < υ2
D. 無法確定
圖3
[解析]a、b光線的入射角分別為α和β,θ為偏折角,本題可以定性分析,入射角相同時,折射率大的偏折角大,F(xiàn)在偏折角相同,α < β,n1>n2,υ1 > υ2 ,B正確
[思路點撥]略
34.我們經(jīng)?梢钥吹,凡路邊施工處總掛有紅色的電燈,這除了紅色光容易引起人的視覺注意以外,還有一個重要的原因,這一原因是紅色光( B )
A.比其它色光更容易發(fā)生衍射
B.比其它可見光更容易發(fā)生衍射
C.比其它可見光的光子能量大
D.比其它可見光更容易發(fā)生光電效應(yīng)
[解析]在可見光中,紅光的波長較長,衍射現(xiàn)象更明顯,選B
[思路點撥]本題是一道理論聯(lián)系實際的題
35.如圖4,直角三角形ABC為一透明介質(zhì)制成的三棱鏡的截面,
且0,在整個AC面上有一束垂直于AC的平行光線射入,
已知這種介質(zhì)的折射率n>2,則( BC )
A可能you光線垂直AB面射出 C
B.一定有光線垂直BC面射出
C.一定有光線垂直AC面射出
D.從AB面和BC面出射的光線能會聚一點
A 300 B
圖4
[解析]BC
[思路點撥]要會畫三種特殊光路。
36.離平面鏡很近的點光源S發(fā)出的光一部分直接照到光屏上,另一部分則照到平面鏡上,經(jīng)平面鏡反射后再照到光屏上,如圖5,則在光屏上的什么范圍內(nèi)可以觀察到光的干涉現(xiàn)象
A.a(chǎn)、c之間 ( B )
B.c、d之間
C.d、b之間
D.a(chǎn)、b之間
[解析] cd部分是兩束光重疊的區(qū)域,故B正確
[思路點撥]略
37.如圖6是揚氏雙縫干涉實驗示意圖,其中S1、S2為雙縫,D為光屏,實驗中觀察到屏上O點為中央亮紋的中心,P1為第一級亮紋的中心,若將雙縫間的距離變小,其它條件不變,則( BCD )
A.屏上干涉條紋的間距將變小
B.屏上O點仍然為中央亮紋的中心 S1 .P1
C.屏上P1位置仍然可能為亮紋的中心 S . O
D.屏上P1位置可能為暗紋的中心 S2
圖6
[解析]干涉條紋間距Δx=,d為雙縫間距,d減小,Δx變大,A不正確,O點到雙縫的光程差為零,所以O(shè)點始終是亮紋。P1到雙縫的光程差小于一個波長,有可能是暗條紋。
[思路點撥]本題要求考生對深刻理解干涉現(xiàn)象,而不是死記硬背。
38.把一個曲率半徑很大的凸透鏡的彎曲表面壓在另一個玻璃平面上,讓單色光從上方射入如圖7(a),這時可以看到亮暗相間的同心圓,這個同心圓叫做牛頓環(huán),如圖7(b)。則(BD)
A.牛頓環(huán)是由透鏡的上、下表面的反射光發(fā)生干涉而形成的
B.牛頓環(huán)是由透鏡下表面的反射光和平面玻璃上表面的反射光發(fā)生干涉而形成的
C.透鏡表面彎曲越厲害,牛頓環(huán)的直徑就越大
D.透鏡表面彎曲越厲害,牛頓環(huán)的直徑就越小。
。
(a) 圖7 (b)
[解析]牛頓環(huán)是一種典型的薄膜干涉的實例,其中的薄膜是空氣膜,發(fā)生干涉的兩束光是空氣膜的兩個表面上的反射光,因而B正確。傾角越大,條紋寬度越窄,D正確。
[思路點撥]要求考生理解薄膜干涉情況下決定條紋間距的因素有波長和劈的傾角。
39.在右圖所示的光電管的實驗中,發(fā)現(xiàn)用一定頻率的A單色光照射光電管時,電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn),而用另一頻率的B單色光照射時不發(fā)生光電效應(yīng),那么 (A C )
A.A光的頻率大于B光的頻率。
B.B光的頻率大于A光的頻率。
C.用A光照射光電管時流過電流表 G的電流方向是a流向b。
D.用A光照射光電管時流過電流表G的電流方向是b流向a。
[解析]B單色光不能使金屬發(fā)生光電效應(yīng),B的頻率小于極限頻率,A正確。光電效應(yīng)中發(fā)射的是電子,因而電流方向是a流向b,C正確。
[思路點撥]略。
40.如圖所示,兩塊同樣的玻璃直角三棱鏡ABC,兩者的AC面是平行放置的,在它們之間是均勻的未知透明介質(zhì)。一單色細光束O垂直于AB面入射,在圖示的出射光線中(B)
A.1、2、3(彼此平行)中的任一條都有可能
B.4、5、6(彼此平行)中的任一條都有可能
C.7、8、9(彼此平行)中的任一條都有可能
D.只能是4、6中的某一條
[解析] 光線由左邊三棱鏡AB面射入棱鏡,不改變方向;接著將穿過兩三棱鏡間的未知透明介質(zhì)進入右邊的三棱鏡,由于透明介質(zhì)的兩表面是平行的,因此它的光學(xué)特性相當于一塊兩面平行的玻璃磚,能使光線發(fā)生平行側(cè)移,只是因為它兩邊的介質(zhì)不是真空,而是折射率未知的玻璃,因此是否側(cè)移以及側(cè)移的方向無法確定(若未知介質(zhì)的折射率n與玻璃折射率相等,不側(cè)移;若n>時,向上側(cè)移;若n<時,向下側(cè)移),但至少可以確定方向沒變,仍然與棱鏡的AB面垂直。這樣光線由右邊三棱鏡AB面射出棱鏡時,不改變方向,應(yīng)為4、5、6中的任意一條。選項B正確。
[思路點撥]平時碰到的兩面平行的玻璃磚往往是清清楚楚畫出來的,是“有形”的,其折射率大于周圍介質(zhì)的折射率,這時光線的側(cè)移方向也是我們熟悉的。而該題中,未知介質(zhì)形成的兩面平行的“玻璃磚”并未勾勒出來,倒是其兩側(cè)的介質(zhì)(三棱鏡)被清楚地勾勒出來了,而且前者的折射率未必大于后者。這就在一定程度上掩蓋了兩面平行“玻璃磚”的特征。因此我們不僅要熟悉光學(xué)元件的光學(xué)特征,而且要會靈活地運用,將新的情景轉(zhuǎn)化為我們熟知的模型。
(原子物理選擇題編題者:李鴻彬 宋裕香)
41.甲、乙兩種單色光分別垂直進入一塊厚玻璃磚,已知它們通過玻璃中的時間t甲>t乙,那么,甲乙兩種單色光光子的能量關(guān)系是: ( A )
A、E甲>E乙 B、E甲<E乙
C、E甲=E乙 D、不能確定
[解析]垂直射向厚玻璃磚表面的甲、乙兩種單色光,在玻璃磚內(nèi)的射程相等,因為t甲>t乙,所以甲在玻璃中的光速小于乙在玻璃中的光速,而兩種色光在玻璃磚內(nèi)的光速V=c/n,所以甲在玻璃中的折射率大于乙在玻璃中的折射率,甲光的頻率大于乙光的頻率,根據(jù)E=hn,即E甲>E乙,選擇A
[思路點撥]本題從各種色光在介質(zhì)中的折射率、光速、頻率,以及光子能量和頻率的關(guān)系等問題對學(xué)生考查,需要學(xué)生對這些關(guān)系進行識記。
42.氫原子的核外電子由一個能級躍遷到另一能級時,可能發(fā)生的情況有 ( BC )
A、放出光子,電子動能減少,原子勢能增加
B、放出光子,電子動能增加,原子勢能減少
C、吸收光子,電子動能減少,原子勢能增加
D、吸收光子,電子動能增加,原子勢能減少
[解析]氫原子的核外電子由一個能級躍遷到另一個能級可能有兩種情況,一種由高能級向低能級躍遷,另一種由低能級向高能級躍遷,當電子由高能級向低能級躍遷時,電子的總能量在減少,對外放出光子,原子核對電子的電場力作正功,動能增加,原子勢能減少,反之,吸收光子,動能減少,原子勢能增加。選B、C
[思路點撥]本題就玻爾的氫原子模型中能級之間躍遷過程中能量的變化問題對學(xué)生考查,要求學(xué)生理解能量變化的實質(zhì)。另外此題與衛(wèi)星繞地球運轉(zhuǎn)模型中動能和重力勢能的變化相似,學(xué)生可進行類比。
43.一群處于基態(tài)的氫原子吸收某種單色光光子后,只發(fā)射波長為l1、l2、l3的三種單色光光子,且l1〉l2〉l3,則被氫原子吸收的光子的波長為 ( AD )
A、l3 B、l1+l2+l3 C、 D、
[解析] 據(jù)l=c/n判斷能量最高的光子波長為l3,氫原子吸收光子的能量必須達到才有可能發(fā)射l1、l2、l3三種色光,又據(jù)氫原子能級圖可知hn1+hn2 = hn3 即:所以l3=,選A、D
[思路點撥]本題考查氫原子躍遷過程中能量、波長、頻率的關(guān)系問題,原子必須吸收其中最大頻率或最小波長的光子才能釋放這三種可能的光子,此題學(xué)生容易漏選D
44.假設(shè)一個沿著一定方向運動的光子和一個靜止的自由電子相互碰撞后,電子向某一個方向運動,光子沿另一方向散射出去,則這個散射光子跟原來的光子相比 ( D )
A、頻率變大 B、速度變小
C、光子能量變大 D、波長變長
[解析]光子和自由電子相互碰撞以后,由能量守恒,光子將一部分能量傳遞給了電子,自身的能量減小,據(jù)E=hn,這個散射光子的頻率減小,據(jù)l=c/n波長變長。速度大小因散射方向不確定,不能確定。選D
[思路點撥]光具有波粒二象性,光子和電子、質(zhì)子這樣的實物粒子一樣不僅有能量,也有動量,碰撞過程中滿足能量守恒,動量也守恒。
45.U是一種放射性元素,進行一系列放射性衰變,由圖可知: ( ABD )
A、表中a是84,b是206
B、x是β衰變,放出電子,電子是由中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時產(chǎn)生的
C、y是β衰變,放出電子,電子是由中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時產(chǎn)生的
D、從U衰變成Pb要經(jīng)過6次x衰變,8次y衰變
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