专题15新情景问题第02期备战2020高考物理2019届二模和三模好题分项版汇编学生版

1专题15新情景问题2019年高三二模、三模物理试题分项解析（II）一．选择题1．（2019安徽合肥二模）某兴趣小组制作了一个简易的“转动装置”，如图甲所示，在干电池的负极吸上一块圆柱形强磁铁，然后将一金属导线折成顶端有一支点、底端开口的导线框，并使导线框的支点与电源正极、底端与磁铁均良好接触但不固定，图乙是该装置的示意图。若线框逆时针转动(俯视)，下列说法正确的是A．线框转动是因为发生了电磁感应B．磁铁导电，且与电池负极接触的一端是S极C．若将磁铁的两极对调，则线框转动方向不变D．线框转动稳定时的电流比开始转动时的大2．(2019山东济南二模)曲柄连杆结构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。如图所示，连杆下端连接活塞Q，上端连接曲轴P。在工作过程中，活塞在气缸内上下做直线运动，带动曲轴绕圆心O旋转，若P做线速度大小为v0的匀速圆周运动，则下列说法正确的是A．当OP与OQ垂直时，活塞运动的速度等于v0B．当OP与OQ垂直时，活塞运动的速度大于v0C．当OPQ在同一直线时，活塞运动的速度等于v0D．当OPQ在同一直线时，活塞运动的速度小于v023．[2019·领航高考冲刺卷]如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里．纸面内有两个半径不同的半圆在b点平滑连接后构成一绝缘光滑环．一带电小球套在环上从a点开始运动，发现其速率保持不变．则小球()A．带正电B．受到的洛伦兹力大小不变C．运动过程的加速度大小保持不变D．光滑环对小球始终没有作用力4．质谱仪可以测定有机化合物分子结构，现有一种质谱仪的结构可简化为如图所示，有机物的气体分子从样品室注入离子化室，在高能电子作用下，样品气体分子离子化或碎裂成离子．若离子化后的离子带正电，初速度为零，此后经过高压电源区、圆形磁场室(内为匀强磁场)、真空管，最后打在记录仪上，通过处理就可以得到离子比荷qm，进而推测有机物的分子结构．已知高压电源的电压为U，圆形磁场区的半径为R，真空管与水平面夹角为θ，离子进入磁场室时速度方向指向圆心．则下列说法正确的是()A．高压电源A端应接电源的正极B．磁场室的磁场方向必须垂直纸面向外C．若离子化后的两同位素X1、X2(X1质量大于X2质量)同时进入磁场室后，出现图中的轨迹Ⅰ和Ⅱ，则轨迹Ⅰ一定对应X1D．若磁场室内的磁感应强度大小为B，当记录仪接收到一个明显的信号时，与该信号对应的离子比荷qm＝2Utan2θ2B2R2二．计算题31.（2019浙江选考模拟3）某校航模兴趣小组设计了一个飞行器减速系统，有摩擦阻力、电磁阻尼、空气阻力系统组成，装置如图所示，匝数匝、面积、电阻的线圈内有方向垂直于线圈平面向上的随时间均匀增加的磁场，其变化率。线圈通过电子开关S连接两根相互平行、间距的水平金属导轨，右端连接的电阻，其余轨道电阻不计。在导轨间的区域1中存在水平向右、长度为的匀强磁场，磁感应强度为，其大小可调；在区域2中存在长度足够长、大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场飞行器可在轨道间运动，其下方固定有一根长为、电阻也为的导体棒AB，与导轨良好接触，飞行器含导体棒总质量。在电子开关闭合的同时，飞行器以的初速度从图示位置开始运动，已知导体棒在区域1中运动时与轨道间的动摩擦因数，，其余各处摩擦均不计。飞行器开始运动时，求AB棒两端的电压U；为使导体棒AB能通过磁场区域1，求磁感应强度应满足的条件；若导体棒进入磁场区域2左边界PQ时，会触发电子开关使S断开，同时飞行器会打开减速伞，已知飞行器受到的空气阻力f与运动速度v成正比，且。当取何值时，导体棒在刚进入PQ区域时的加速度最大，求此加速度的最大值。2.（2019年3月北京海淀适应性练习---零模）光子不仅具有能量，而且具有动量。照到物体表面的光子被物体吸收或被反射时都会对物体产生一定的压强，这就是“光压”。光压的产生机理与气体压强产生的机理类似：大量气体分子与器壁的频繁碰撞产生持续均匀的压力，器壁在单位面积上受到的压力表现为气体的压强。在体积为V的正方体密闭容器中有大量的光子，如图所示。为简化问题，我们做如下假定：每个光子的频率均为V，光子与器壁各面碰撞的机会均等，光子与器壁的碰撞为弹性碰撞，且碰撞前后瞬间光子动量方向都与器壁垂直；不考虑器壁发出光子和对光子的吸收，光子的总数保持不变，且单位体积内光子个数为n；光子之间无相互作用。已知：单个光子的能量ε和动量p间存在关系ε=pc（其中c为光速），普朗克常量为h。4(1)①写出单个光子的动量p的表达式（结果用c、h和ν表示）；②求出光压I的表达式（结果用n、h和ν表示）；(2)类比于理想气体，我们将题目中所述的大量光子的集合称为光子气体，把容器中所有光子的能量称为光子气体的内能。①求出容器内光子气体内能U的表达式（结果用体积V和光压I表示）；②若体积为V的容器中存在分子质量为m、单位体积内气体分子个数为n'的理想气体，分子速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，分子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。求气体内能U'与体积V和压强p气的关系；并从能量和动量之间关系的角度说明光子气体内能表达式与气体内能表达式不同的原因。3.（2019新疆二模）4．（8分）（2019山东济南期末）图甲是我国运动员在奥运会上蹦床比赛中的一个情景，设这位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，运动员的脚在接触蹦床过程中，蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来，如图乙所示。取g＝10m/s2，在不计空气阻力情况下，根据F﹣t图象，求：5（1）运动员在运动过程中的最大加速度的大小；（2）运动员双脚离开蹦床后的最大速度的大小。5．如图所示，某玩具厂设计出一个“2018”字形的竖直模型玩具，固定在足够长的水平地面上，四个数字等高，“2”字和“8”字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，过“2”字出口H点的竖直虚线与“2”字上半圆相切，“0”字是半径为R的单层光滑圆轨道，“1”字是高度为2R的具有左右两条通道的光滑竖直细管道，所有轨道转角及连接处均平滑，H、F、B、C间的距离分别为3R、3R、2R。一小物块(可视为质点)分别从“1”字轨道A端的左、右两侧通道进入模型开始运动，小物块与FB、BC段轨道间的动摩擦因数μ1＝0.4，与HF段轨道间的动摩擦因数μ2＝0.15，已知R＝1m。(1)要使小物块能通过“8”字轨道，求小物块从“1”字轨道上端右侧通道射入的初速度的最小值；(2)让小物块以43m/s的初速度从“1”字轨道上端左侧通道射入，通过“0”字轨道最高点后从“2”字轨道J口飞出(J口末端水平)，求落地点到J点正下方的水平距离；(3)若“0”字圆形轨道半径可调(F点位置不动)，且其轨道不能与其他字形重叠。现让小物块从“1”字轨道上端左侧通道由静止释放，要使小物块不脱离“0”字轨道，“0”字轨道半径R′应满足什么条件？