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类型陈老师高考物理原创题库(21~25)题参考答案、详细解析和易错提醒.docx

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  • 上传时间:2020-06-21
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    关 键  词:
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    资源描述:

    1、 高中物理原创题库之一(高中物理原创题库之一(2125 题)题) 湖北省恩施高中 陈恩谱 21、在做“探究功和物体速度变化的关系”的实验时,某 同学认为课本上提供的方案增加橡皮筋的根数 实际上是通过增加力的倍数,从而增加功的倍数。 该同学设想,由功的计算式 W=FLcos 可知,保持力不 变,增加力作用的距离也可以增加功的倍数。据此,他 设计了如下实验方案(实验装置如右图所示) : 取一平整的长木板倾斜固定在水平桌面上,将一光电门(与电脑连接)固定于长木板下端的 a 点; 在长木板上标出到光电门间距分别为 x=L、2L、3L、4L、5L、的位置点 b、c、d、e、f、; 将带有很窄挡光片的小车

    2、分别从 b、c、d、e、f、.点由静止释放,利用光电门测定小车通过 a 点的 速度 v=v1、v2、v3、v4、v5、.; 然后按课本方案通过作 x 和 v 的关系图象, 寻找 x 和 v 的关系, 进而得出功和物体速度变化的关系 (1)本方案中是否需要平衡摩擦力? (填“需要”或“不需 要”) (2)该同学根据上述方案做了实验,实验记录的数据如下表所示: 请你自行确定坐标轴所代表的物理量和标度, 在右图所示坐标纸中 画出 x 和 v 的关系图象: (3)由上图可以得出本实验的最终 结论是: 。 【答案】 (1)不需要; (2)如右图; (3)合力的功正比于物体 速度平方的变化量,即:)( 2

    3、 vW或者 2 vW。 【解析】 (1)实验目的是探究功和速度变化的倍数关系,因此 只需要算出功的倍数即可,即只要合力恒定,就可由本实验方案确 定功的倍数, 本题中合力就是 mgsin 和摩擦力的合力, 因此不需要 平衡摩擦; (2)我们都熟悉动能定理,因此本实验探究是在已预知结果 的情况下的“假探究” ,我们只需要在表格上再添加一行 2 v并算出 对应值,然后描点连线即可; (3)由图可知,速度的平方与位移成正比,即速度平方的的变化量与合力的功成正比。 【命题意图】考察功的计算、动能定理、倍增法和实验数据处理能力。 【易错提醒】注意,计算、描点要仔细,标度要均匀、要使图线布满几乎整个坐标纸,

    4、连线应是过原 点的直线;第(3)小题注意不要写成 2 )( vW。 【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “功的概念的辨析”一文。【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “功的概念的辨析”一文。 x/cm 15.00 30.00 45.00 60.00 75.00 v/m s-1 0.64 0.89 1.10 1.27 1.42 O v2/(m2 s-2) x/cm 15 30 45 60 75 0.5 1.0 1.5 2.0 22、水平浅色长传送带正以 v0=0.2m/s 的速度匀速运动,现将一煤块(可视为质点)轻轻的放上传送带, 经过 t=0.1s 后,传送带即以 a=2m/s2的加

    5、速度开始加速,当传送带速度达到 v=1.2m/s 后,便以此速度做 匀速运动经过一段时间,煤块在传送带上留下一段黑色痕迹后,煤块相对传送带不再滑动已知煤块与 传送带之间的动摩擦因数为 =0.1,重力加速度 g 取 10m/s2求: (1)煤块放上传送带后经过 t 时,煤块获得的速度; (2)黑色痕迹的长度 【答案】 (1)0.1m/s; (2)0.37m 【解析】 (1)设煤块的加速度为 a1,则由牛顿第二定律,有 1 mamg , 则经过 t=0.1s 后,煤块获得的速度为 v1=a1t=0.1m/sv0=0.2m/s。 (2)a1=1m/s2a=2m/s2,故可知传送带加速阶段,煤块不会加

    6、速到与传送带相对静止,因此,煤块 一直加速到 v=1.2m/s 才与传送带相对静止,设煤块加速全过程位移为 x1,则有 11 22 20xav, 全过程,煤块运动时间为 t,有 v=a1t, 则传送带全过程为位移为 2 2 0 2 02 2 vt a vv tvx , 其中,传送带加速运动时间为 a vv t 0 1 , 且 21 tttt, 则划痕长度为 12 xxl, 联立解得m37. 0l。 【命题意图】考察匀变速直线运动规律、图象法处理多个物体相对滑动问题 【易错提醒】受传送带复杂运动所误导,对煤块的运动过程分析不清;划痕概念不清,参考系乱选。 本题图象法分析更简单明了。 【参考文献】

    7、陈恩谱老师物理原来可以这样学 “叠加题问题的分析技巧”一文。【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “叠加题问题的分析技巧”一文。 23、如图所示,水平放置的气缸 A 和容积为 VB=3.6L 的容器 B,由一容积可忽略不计的长细管经阀门 C 相 联气缸 A 内有一活塞 D,它可以无摩擦地在气缸内滑动,A 放在温度恒为 T1=300K、压强为 p0=1.0 105Pa 的大气中, B浸在T2=400K的恒温槽内, B的器壁导热性能良好 开始时C是关闭的, A内装有温度为T1=300K、 体积为 VA=2.4L 的气体, B 内没有气体 打开阀门 C, 使气体由A流入B, 等到活塞D停止移动一

    8、段时间后, 求以下两种情况下气体的体积和压强: i)气缸 A、活塞 D 和细管都是绝热的; ii)A 的器壁导热性能良好,且恒温槽温度调高为 500K 【答案】i)3.6L,8.89 104Pa; ii)3.84L,1.0 105Pa 【解析】解析:i)设活塞 D 最终停止移动时没有靠在气缸 A 左壁上,此时气体温度为 T2=400K,压强 设为 p,体积为 V1,则对活塞,由平衡条件,有 0 0pSp S 解得 0 pp 由理想气体状态方程可知 400K B C A D p0 1 12 A pVpV TT 联立,解得 V1=3.2LVB=3.6L,由此可知活塞 D 最终停止移动时靠在了气缸

    9、A 左壁上,则此时气 体体积为 VB=3.6L。 设此时气体压强为 p1,由理想气体状态方程可知 1 12 AB pVpV TT 解得 p1=8.89 104Pa ii)设活塞 D 最终停止移动时靠在气缸 A 左壁上,此时气体温度为 2 500KT ,压强设为 p2,体积为 VB,由理想气体状态方程可知 2 12 AB pVp V TT 解得 p2=1.11 105Pap0=1.0 105Pa,由此可知活塞 D 最终停止移动时没有靠在气缸 A 左壁上,则此时 气体压强为 p=1.0 105Pa。 设此时气体体积为 V2,由理想气体状态方程可知 2 121 () ABB pVpVp VV TTT

    10、 解得 V2=3.84L 【命题意图】考察理想气体状态方程、混合气体状态方程,以及多种可能的分析判断能力 【易错提醒】一方面是混合气体的状态方程不熟悉,另一方面是不知道存在多种可能,或者随便假定 某种状态进行计算,算出来不合理就无所适从。 【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “混合气体的状态方程和典型题型”一文。【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “混合气体的状态方程和典型题型”一文。 24、如图 1 所示,长度为 4L、内壁光滑且两端封口的细玻璃管水平静止放置,一段长度为 L 的水 银柱将管内密封的理想气体分隔成长度为 2L 和 L 的两部分 a 和 b 若使环境温度缓慢升高,试

    11、分析判断水银柱是否左右移动,若移动,是向左还是向右移动; 若将玻璃管缓慢顺时针旋转至竖直位置(如图 2 所示) ,然后再使环境温度缓慢升高,试分 析判断升温过程中,水银柱是向上移动,还是向下移动,以及水银柱是否能够恢复到原来在玻璃管 中的位置(如虚线所示)? 【答案】不左右移动;向上移动,但不能恢复到原来的位置。 【解析】玻璃管水平放置时,有平衡条件易知,a、b 两部分气体的压强总是相等的;设原 来气体的压强为 p1,后来气体的压强为 p2,后来 a 气柱长度为 l1,b 气柱的长度为 l2,则有: 2 12 1 1 2 T Slp T LSp 2 22 1 1 T Slp T LSp 两方程

    12、联立可知, 21 2ll ,故知水银柱不左右移动; 当玻璃管竖直放置时,有:gLpp ab ,即有: ab pp 设升温前后 a、b 两部分气柱的长度保持不变(水银柱位置不变) ,升温前后两部分气体的压强 baba pppp 、 、,则有 31 T p T p aa 31 T p T p bb 则 bbaa p T TT pp T TT p 1 13 1 13 即 b 部分气体压强增加要多一些,故水银柱向上移动。 设水银柱能上升至原来的位置,则有: a b 图1 图2 a b 41 1 22 T LSp T LSp a 41 1 T LSp T LSp b 解得: ba pp ,与 ab pp

    13、 相矛盾,故水银柱不可能上升至原来的位置。 【命题意图】考察平衡条件 气体实验定律,用水银柱将两部分气体分隔开来,要求学生分别对两部 分气体列状态方程,对水银柱列平衡方程,联立求解,并要求学生灵活假设的基础上再进行分析,考查学 生综合分析能力和推理能力。 【易错提醒】无法进行合理的假设,因此可能进行最一般的分析,导致计算量大,无法在有限时间内 有效的得出结果。 【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “高中热学中多研究对象问题的处理技巧”及“高【参考文献】陈恩谱老师物理原来可以这样学 “高中热学中多研究对象问题的处理技巧”及“高 中物理中的微元中物理中的微元法”一文。法”一文。 25、在弹性

    14、绳左右两端垂直绳轻摇一下,产生两个振动方向、振幅和波长都相同的正弦形“孤波”,t=0 时 刻两孤波传播至如图所示位置,已知左侧孤波向右传播速度大小为 v1=1m/s,则下列说法中正确的是: A、t=0 时刻坐标在 x=2m 处的质点,t=2s 时刻运动到了 O 点 B、右侧孤波向左传播的速度大小 v2,与 v1大小一定相等 C、t=25s 时刻,O 点处质点的速度方向向上 D、t=3s 时刻,O 点处质点的速度方向向下 E、t=2535s 内,x= 05m 处的质点一直保持静止 【答案】BDE 【解析】波在介质中传播时,介质中质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波的传播而迁移,故 A 错;在

    15、同一介质中,同一种波的传播速度相同,故 B 正确;t=2.5s 时刻,两个孤波的“波峰”这种振动 状态传至 O 点,因此,O 点位移向上达到最大,速度为 0,故 C 错;t=0 时刻坐标在 x=-3m 和 x=+3m 处的 质点都处于平衡位置且向下运动,其振动形式在 t=3s 时刻传至 O 点,此时 O 点处质点的速度方向向下, 故 D 选项正确; t=2.53.5s 内, 两个孤波在 x=0.5m 处引起的振动位移、 速度都正好大小相等、 方向相反, 故这段时间内,这两处的质点保持静止,即 E 正确。 【命题意图】考察对波的形成与传播、波速、波的独立传播与叠加原理的理解,并借助这个模型,了 解驻波的形成机制。 【易错提醒】 对波的形成和传播缺乏正确理解, 导致无法作答; 不进行认真的作图分析, 凭感觉答题。 【参考文献】赵凯华新概念高中物理读本【参考文献】赵凯华新概念高中物理读本 第三册第三册 欢迎关注“恩谱谈物理”微信公众号欢迎关注“恩谱谈物理”微信公众号 O x/m +1 +2 +3 +4 -1 -2 -3 -4 v1 v2

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