统考版高考物理二轮专项分层特训卷35分钟小卷提分专练2计算＋2选1六含答案

这是一份统考版高考物理二轮专项分层特训卷35分钟小卷提分专练2计算＋2选1六含答案，共10页。试卷主要包含了[物理——选修3－3]，[物理——选修3－4]等内容，欢迎下载使用。
(1)若鸟蛤与地面的碰撞时间Δt＝0.005 s，弹起速度可忽略，求碰撞过程中鸟蛤受到的平均作用力的大小F；(碰撞过程中不计重力)
(2)在海鸥飞行方向正下方的地面上，有一与地面平齐、长度L＝6 m的岩石，以岩石左端为坐标原点，建立如图所示坐标系．若海鸥水平飞行的高度仍为20 m，速度大小在15～17 m/s之间，为保证鸟蛤一定能落到岩石上，求释放鸟蛤位置的x坐标范围．
2．如图甲，竖直平行放置的足够长的光滑金属导轨a、b(不计电阻)，间距L＝1 m，导轨上端P、Q两点间(P、Q连线水平)通过导线接有一阻值R＝1 Ω的定值电阻和电容为C＝9 F的电容器，正方形PQNM区域及CD下方区域存在垂直导轨平面向里的磁场，边界MN与CD的间距为h＝2.2 m，CD下方区域磁场的磁感应强度为B0＝1 T．质量m＝1 kg、长也为L＝1 m、电阻不计的匀质导体棒始终与导轨垂直并接触良好，开始时仅闭合S1，给导体棒一个合适的初速度v0，让其从磁场上边界PQ连线处下落并开始计时，导体棒正好在PQNM区域做匀速运动，PQNM区域磁感应强度随时间变化的B ­ t图象如图乙所示．t1时刻，导体棒正好到达磁场的下边界MN处，t2时刻到达CD处，运动过程中电容器始终未被击穿，g＝10 m/s2.求：
(1)导体棒在PQNM区域匀速运动的速度v0和导体棒到达CD处的时刻t2；
(2)t1～t2时间内回路生成的电能以及0～t2时间内通过定值电阻R的电荷量q；
(3)若t1时刻后在导体棒上施加一大小为 eq \f(360,11) N、方向竖直向上的外力F外，导体棒运动至CD时撤去外力，并断开S1，闭合S2，试分析导体棒的运动状态及从进入CD时刻起经过1 s电容器中储存的能量．
3．[物理——选修3－3]
(1)对于下面所列的热学现象说法正确的是________．(填正确答案标号．)
A．冬天取暖时，火炉把房子烤暖属于能量耗散
B．下落的雨滴在空中呈球形，是由于表面张力的作用
C．“第一类永动机”和“第二类永动机”都违背了能量守恒定律
D．自然界一切进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的
E．物体的运动速度越大，其分子的平均动能也越大
(2)如图所示，水平放置的密闭、导热汽缸通过一段不计体积的导管和上端开口玻璃管相连，汽缸被一不计厚度的隔热轻活塞隔成体积相同的两部分气体，气体压强均等于大气压强p0，长度均为L＝10 cm(上部分汽缸中接有一段体积不计的电阻丝)，玻璃管内装有一段长为h＝40 cm的水银，导管处阀门关闭．已知汽缸横截面积为S，玻璃管横截面积为 eq \f(S,2) ，外界温度为T＝27 ℃，p0＝75 cmHg，封闭气体可视为理想气体．求：
(ⅰ)打开阀门，求稳定后玻璃管内水银柱长度h′；
(ⅱ)给活塞上部分气体用电阻丝加热，直至水银柱回到初始液面，求此时上部分气体的温度T′.
4．[物理——选修3－4]
(1)如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t＝0时的波形图，此时P质点向y轴负方向振动；虚线为t＝0.02 s(小于1个周期)时的波形图，则________．(填正确答案标号．)
A．波沿x轴正方向传播
B．波速为3.5 m/s
C．t＝0.02 s时，x＝8 cm处的质点向y轴负方向振动
D．t＝0至t＝0.08 s，质点P通过的路程为0.04 m
E．该波的频率为6.25 Hz
(2)如图所示，直角三角形ABC为某种透明介质的横截面，∠B＝30°，BC＝30 cm，AB面涂有反光材料．某单色光从BC上的D点垂直BC射入介质，经AB面反射后从AC面上射出，射出方向与AB面垂直．已知BD＝21 cm，不考虑光在AC面的反射，光在空气中的传播速度c＝3×108 m/s.求：
(ⅰ)介质的折射率；
(ⅱ)光在介质中的传播时间．
35分钟小卷提分专练（2计算＋2选1）（六）
1．答案：（1）F＝500 N （2）[34 m，36 m]或（34 m，36 m）
解析：（1）设平抛运动的时间为t，鸟蛤落地前瞬间的速度大小为v.竖直方向分速度大小为vy，根据运动的合成与分解得H＝ eq \f(1,2) gt2，vy＝gt，v＝ eq \r(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ＋v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(y)) )
在碰撞过程中，以鸟蛤为研究对象，取速度v的方向为正方向，由动量定理得－FΔt＝0－mv
联立并代入数据得F＝500 N
（2）若释放鸟蛤的初速度为v1＝15 m/s，设击中岩石左端时，释放点的x坐标为x1，击中岩石右端时，释放点的x坐标为x2，则有x1＝v1t，
x2＝x1＋L
联立并代入数据得x1＝30 m，x2＝36 m
若释放鸟蛤时的初速度为v2＝17 m/s，设击中岩石左端时，释放点的x坐标为x′1，击中岩石右端时，释放点的x坐标为x′2，则有x′1＝v2t，
x′2＝x′1＋L
联立并代入数据得x′1＝34 m，x′2＝40 m
综上得x坐标范围为[34 m，36 m]
2．答案：（1）10 m/s 0.3 s （2）2 C （3）4.5 J
解析：（1）0～t1时间内导体棒以速度v0匀速下落，由法拉第电磁感应定律有E＝B1Lv0，由闭合电路欧姆定律有I＝ eq \f(E,R)
导体棒所受安培力F＝B1IL
由二力平衡可得F＝mg
代入B1＝1 T解得v0＝10 m/s
由匀速运动规律有t1＝ eq \f(L,v0) ＝0.1 s
设Δt＝t2－t1
导体棒离开磁场后做匀加速直线运动有h＝v0Δt＋ eq \f(1,2) g（Δt）2
代入数据解得Δt＝0.2 s（另一解不合题意，舍去），则t2＝0.3 s
（2）t1～t2的运动过程中，由法拉第电磁感应定律可得，回路产生的感应电动势E感＝ eq \f(ΔΦ0,Δt) ＝ eq \f(ΔB,Δt) L2
由图乙可知 eq \f(ΔB,Δt) ＝ eq \f(B2－B1,t2－t1) ＝ eq \f(2－1,0.2) T/s＝5 T/s
则E感＝5 V
由闭合电路欧姆定律有I感＝ eq \f(E感 ,R) ＝5 A
t1～t2的运动过程中，回路生成的电能
Q＝E感I感Δt＝5 J
由法拉第电磁感应定律有 eq \x\t(E) ＝ eq \f(ΔΦ,Δt)
0～t1时间内回路的磁通量的变化量为ΔΦ1＝B1ΔS＝B1L2
t1～t2时间内回路的磁通量的变化量为ΔΦ2＝ΔB×L2＝（B2－B1）L2
0～t2时间内回路的磁通量的变化量ΔΦ＝ΔΦ1＋ΔΦ2
代入已知条件得ΔΦ＝2 Wb
由闭合电路欧姆定律有 eq \x\t(I) ＝ eq \f(\x\t(E),R) ，由电流的定义式有 eq \x\t(I) ＝ eq \f(q,t)
解得q＝ eq \f(ΔΦ,R) ＝2 C
（3）t1时间后对导体棒由牛顿第二定律有ma＝mg－F外
设导体棒运动至CD处时速度为v，对导体棒从MN运动至CD的过程，由运动学公式有v2－v eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(0)) ＝2ah
解得v＝0
则导体棒运动到CD处时速度恰好为0，导体棒的运动时间为t减＝ eq \f(v0,|a|) ＝0.44 s>t2－t1
故导体棒运动到CD处时，PQNM区域内的磁感应强度已停止变化，导体棒通过CD后仅在重力和因动生电动势产生的安培力作用下运动
由牛顿第二定律得
mg－B0iL＝ma′
又i＝ eq \f(Δq,Δt) ，Δq＝CΔU，ΔU＝B0LΔv
联立解得a′＝ eq \f(mg,m＋B eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) L2C) ＝1 m/s2
加速度为恒量，所以导体棒竖直向下做匀加速直线运动
导体棒在CD处的速度为v＝0
1 s时间内导体棒运动的距离s＝ eq \f(1,2) a′t2＝0.5 m
重力做的功W＝mgs＝5 J
导体棒的动能Ek＝ eq \f(1,2) m（a′t）2＝0.5 J
则1 s时间内电容器中储存的能量为
Q＝W－Ek＝4.5 J
3．答案：（1）ABD （2）（ⅰ）30 cm （ⅱ）620 K
解析：（1）根据热力学第二定律，冬天取暖时，火炉把房子烤暖属于能量耗散，故A正确；表面张力有使液体的表面积最小的趋势，下落的雨滴呈球形是由于表面张力作用的结果，故B正确；第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律，第二类永动机不违反能量守恒定律，是因为违反了热力学第二定律，故C错误；根据熵增加原理知，自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的，故D正确；温度是分子的平均动能的标志，与物体的运动速度无关，故E错误．
（2）（ⅰ）汽缸内两部分气体可看成一个整体，进行等温变化．假设打开阀门稳定后水银柱下降高度为x，满足
p0·2LS＝[p0＋ρg（h－x－ eq \f(x,2) ]（2L－ eq \f(x,2) ）S
解得x1＝10 cm，
x2＝ eq \f(320,3) cm（舍去）
h′＝h－x＝30 cm
（ⅱ）汽缸下部分气体进行等温变化，满足
p0LS＝（p0＋ρgh）L′S
解得L′＝ eq \f(150,23) cm
对汽缸上部分气体，由理想气体状态方程，有
eq \f(p0LS,T) ＝ eq \f(（p0＋ρgh）（2L－L′）S,T′)
解得T′＝620 K
4．答案：（1）ACE （2）（ⅰ） eq \r(3) （ⅱ）1.3×10－9 s
解析：（1）t＝0时刻P质点向y轴负方向振动，根据波形平移法判断得知该波沿x轴正方向传播，故A正确；已知虚线为经过0.02 s时的波形图，波传播的距离不到一个波长，由波形平移法可知波在Δt＝0.02 s时间内传播的距离为Δx＝1 cm＝0.01 m，则波速为v＝ eq \f(Δx,Δt) ＝ eq \f(0.01,0.02) m/s＝0.5 m/s，故B错误；由图可知在t＝0.02 s时，由“上下坡法”可知x＝8 cm处的质点向y轴负方向振动，故C正确；由图可知波长为λ＝0.08 m，则周期T＝ eq \f(λ,v) ＝ eq \f(0.08,0.5) s＝0.16 s，Δt′＝0.08 s＝ eq \f(T,2) ，故质点P通过的路程为2A＝2 cm＝0.02 m，故D错误；该波的频率f＝ eq \f(1,T) ＝6.25 Hz，故E正确．
（2）（ⅰ）光路如图，光在E点发生反射，光在F点发生折射，由反射定律∠2＝∠1＝30°
△AEF为等边三角形，则∠3＝30°
光沿垂直AB面方向射出，则∠4＝60°
该介质的折射率n＝ eq \f(sin ∠4,sin ∠3)
解得n＝ eq \r(3) .
（ⅱ）光在介质中的传播速度v＝ eq \f(c,n)
DE＝BD tan ∠B＝7 eq \r(3) cm
EF＝AE＝AB－EB＝ eq \f(BC,cs ∠B) － eq \f(BD,cs ∠B) ＝6 eq \r(3) cm
光在介质中的传播时间t＝ eq \f(DE＋EF,v)
解得t＝1.3×10－9 s．