1、 - 1 - 组合练组合练 3 1.(2020 河南高三模拟)如图所示,将横截面积 S=100 cm2、 容积为 V=5 L,开口向上的导热良好的 气缸,置于 t1=-13 的环境中。用厚度不计的轻质活塞将体积为 V1=4 L 的理想气体封闭在气 缸中,气缸底部有一个单向阀门 N。外界大气压强 p0=1.0105 Pa,重力加速度 g 取 10 m/s2,不计 一切摩擦。求: (1)将活塞用卡销 Q 锁定,用打气筒通过阀门 N 给气缸充气,每次可将体积 V0=100 mL,压强为 p0 的理想气体全部打入气缸中,则打气多少次,才能使其内部压强达到 1.2p0; (2)当气缸内气体压强达到1.2
2、p0时,停止打气,关闭阀门N,将质量为m=20 kg的物体放在活塞上, 然后拔掉卡销 Q,则环境温度为多少摄氏度时,活塞恰好不脱离气缸。 2.(2020 山东高三二模)如图所示,足够长的传送带与水平面的夹角 =30 ,传送带顺时针匀速运 动的速度大小 v0=2 m/s,物块 A 的质量 m1=1 kg,与传送带间的动摩擦因数 1= ;物块 B 的质量 m2=3 kg,与传送带间的动摩擦因数 2= 。将两物块由静止开始同时在传送带上释放,经过一 段时间两物块发生碰撞并粘在一起,碰撞时间极短。开始释放时两物块间的距离 L=13 m。已知 重力加速度 g 取 10 m/s2,A、B 相对传送带滑动时
3、会留下浅痕,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 求: (1)两物块刚释放后各自加速度的大小; (2)两物块释放后经过多长时间发生碰撞; (3)传送带上痕迹的长度。 - 2 - 3.(2020 浙江高三模拟)相距 2 m 的两平行金属导轨 MN、PQ 固定在水平面上,两导轨左端连接 阻值为 3 的电阻 R。导轨所在处的空间分布一系列磁场区域,如图甲所示,每个磁场区的宽度 和相邻磁场区的间距均为 1.5 m,每个磁场区内的磁场均为匀强磁场,磁场方向垂直轨道平面,磁 感应强度从左到右依次记为 B1、B2、B3、Bn,B1随时间变化的图像如图乙所示,其他磁场保 持不变,规定磁场方向竖直向下为正方向。 一质量
4、为 0.5 kg、 阻值为 3 的导体棒垂直放置于导 轨左端,在垂直于导体棒的水平恒定拉力作用下,从静止开始向右运动,经过时间 0.2 s 离开 B1磁 场,离开时速度为 10 m/s,此时撤去拉力,导体棒继续向右运动。 已知在无磁场区导体棒与导轨之 间的动摩擦因数为 0.5,有磁场区导轨光滑,导体棒在磁场区内的运动均为匀速运动(B1磁场区除 外),最终穿过 Bn磁场区后停下。不计导轨电阻,求: (1)导体棒在 B1磁场区运动过程中受到的拉力大小; (2)最后穿过的磁场区 Bn的 n 值及其磁感应强度大小; (3)导体棒在整个运动过程中电阻 R 产生的焦耳热。 4.(2020山东高三三模)如图
5、甲所示,半径为R的圆形区域内(包括圆边界)有方向垂直纸面的匀强 磁场,圆形区域右侧放置两块水平正对的金属板a和b,两金属板的中心线O1O2与圆形区域的圆 心 O 在同一水平线上。 在圆上 P 点有一电子源,P 点位于 O 点正下方,电子源在纸面内向圆形区 域各个方向均匀发射速率均为 v0的电子;其中沿 PO 方向射入磁场的电子在 t=0 时刻沿两板中 心线 O1O2射入两板间,同时在两板间加上如图乙所示的交变电压,电子最后恰好从 a 板的右边 缘平行极板射出。金属板板长和板间距都等于 2R,电子的质量为 m、电荷量为 e,忽略电子的重 力和相互间的作用力。 (1)求匀强磁场的磁感应强度大小;
6、(2)求交变电压 U0大小应满足的关系; (3)若在两板间改加上 Uba= 的恒定电压,电子源发射一定数量的电子后停止发射,求打在下 极板板长中点两侧的电子数的比值。 - 3 - 参考答案 组合练 3 1.答案(1)8 (2)52 解析(1)由玻意耳定律得 p0(V1+nV0)=1.2p0V1 其中 V1=4L,V0=100mL,n 为打气次数,代入数值解得:n=8 (2)初态气体温度为 T1=t1+273K=260K,最终稳定时,体积为 V=5L,内部气体压强为 p2=p0+ =1.2105Pa 即拔掉卡销后,缸内气体压强不变,由盖吕萨克定律得: ,解得 T2=325K 则气缸内气体的温度为
7、 t2=T2-273K=52 2.答案(1)2 m/s2 1 m/s2 (2)3 s (3)23 m 解析(1)A 沿斜面向下运动时 m1gsin-1m1gcos=m1a1 得 a1=2m/s2 B 沿斜面向上加速运动时 2m2gcos-m2gsin=m2a2 得 a2=1m/s2 (2)由 v0=a1t0得 t0=2s a1 a2 =6mL 即经过 2s 时两物块还没相撞 L= a1t 2+ a2 +v0(t-t0) 得 t=3s,经过 3s 两物块相撞 (3)两物块相撞前,A 的速度大小 v1=a1t 碰撞过程中由动量守恒定律 m1v1-m2v2=(m1+m2)v 得 v=0 碰撞后,对两物块受力分析有 2m2gcos+1m1gcos-(m1+m2)gsin=(m1+m2)a3 a3=0.25m/s2,方向沿传送带向上 由 v0=a3t1得 t1=8s,即碰撞后经过 8s 两物块相对传送带静止。 设碰撞前物块 A 相对传送带的位移为 x1,x1= a1t 2+v 0t 碰撞后,两物块相对传送带的位移为 x2,x2=v0t1- v0t1 分析可得,痕迹长度为 l=x1+x2=23m 3.答案(1)105 N (2)3 T (3)666.25 J 解析(1)导体棒在 B1磁场运动过程中,根据动量定理有 Ft-B0
