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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（I）一．选择题1.（2019南昌模拟）一位物理老师制作了一把如图所示的“简易铜丝琴”。他是这么做的：在一块木板上固定两颗螺丝钉，将一根张紧的铜丝缠绕在两颗螺丝钉之间，扩音器通过导线与两螺丝钉连接，铜丝旁边放置一块磁铁，用手指拨动铜丝，扩音器上就发出了声音。根据上面所给的信息，下面说法正确的是A.铜丝的振动引起空气振动而发出声音B.振动的铜丝切割磁感线产生直流电流C该“简易铜丝琴”将电能转化为机械能D利用这一装置所揭示的原理可制成发电机【参考答案】D【命题意图】本题以物理老师制作如图所示的“简易铜丝琴”为情景，考查电磁感应及其相关知识点。2.（2019年3月河北石家庄质检）汽车的点火装置原理如图甲所示，它能将十几伏的直流低电压变成数万伏的高电压，使DD′间的空气击穿而发生强烈的火花放电，其主体部分是一个在条形铁芯上套有两个线圈的变压器，两层线圈间良好绝缘。初始弹簧片P与触点Z接触，闭合开关S后，铁芯被磁化，吸引弹簧片P切断电路，铁芯失去磁性，弹簧片P与Z接通，如此反复。工作过程中初级线圈电流波形如图乙所示，下列说法正确的是2A.D、D′间的火花放电通常出现在电路刚接通时B.初级线圈应选用较细的导线绕制C.次级线圈匝数应比初级线圈匝数多D.条形铁芯用许多薄硅钢片叠合而成可减小涡流【参考答案】CD3.（2019高考大纲模拟卷1）5.我国航天事业持续飞速发展，2019年1月，嫦娥四号飞船在太阳系最大的撞击坑内靠近月球南极的地点着陆月球背面。假设有一种宇宙飞船利用离子喷气发动机加速起飞。发动机加速电压U，喷出两价氧离子，离子束电流为I，那么下列结论正确的是(基本电荷e，原子质量单位m0，飞船质量M)()A．喷出的每个氧离子的动量p＝2eUB．飞船所受到的推力为F＝4Im0UeC．飞船的加速度为a＝4Im0MUeD．推力做功的功率为2MeU【答案】B【解析】对每个氧离子，由动能定理：qU＝12mv2=22pm，解得喷出的每个氧离子的动量p＝2qmU，选项A错误；设在Δt时间内喷出N个氧离子，飞船受到的反冲力：3F＝NΔpΔt＝N2qmUΔt＝NqΔt2mUq其中：NqΔt＝I，q＝2e，m＝16m0所以：p＝8em0U，F＝4Im0Ue，a＝4IMm0Ue，D选项单位不对，故选项B正确ACD错误。4.（2019高考大纲模拟卷1）7.如图所示，太阳系各行星可近似看成在同一平面内沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动．设天王星公转周期为T1，公转半径为R1；地球公转周期为T2，公转半径为R2.不计两行星之间的引力作用，引力常量为G，当地球和天王星运行到太阳两侧，且三者排成一条直线时，下列说法正确的是()A．太阳的质量为4π2R22GT22B．天王星公转速度大于地球公转速度C．地球与天王星相距最近至少需经历T1T22T1－T2D．天王星公转的向心加速度与地球公转的向心加速度之比为R22R12【答案】CD根据GMmr2＝ma，解得a＝GMr2，4天王星和地球的向心加速度之比为R22R12，D正确。二．计算题1.（2019湖北荆门市龙泉中学检测）“加速度计”作为测定运动物体加速度的仪器，已被广泛应用，图甲所示为应变式加速度计的原理图：支架AB固定在待测系统上，滑块穿在AB之间的水平光滑杆上，并用轻弹簧连接在A端，其下端有一活动臂可在滑动变阻器上自由滑动．随着系统沿水平方向做变速运动，滑块相对于支架将发生位移，并通过电路转换成电信号从电压表输出．已知电压表量程为8V，滑块质量m=0.1kg，弹簧劲度系数k=20N／m，电源电动势E=10V，内阻不计，滑动变阻器总电阻值R=40Ω，有效总长度l=8cm．当待测系统静上时，滑动触头P位于变阻器R的中点，取A→B方向为速度正方向．(1)确定该加速度计测量加速度的范围．(2)为保证电压表能正常使用，图甲电路中电阻R0至少应为多大?(3)根据R0的最小值，写出待测系统沿A→B做变速运动时，电压表输出电压U与加速度a的关系式．(4)根据R0的最小值，将电压表盘上的电压刻度改成适当的加速度刻度，将对应的加速度值填入图乙中电压表盘的小圆内．(3)当加速度向左大小为a时，弹簧的形变量△x=ma/k电压表的输出电压U=8×0.04+0.08x=4-100mak=4-0.5a当加速度向右大小为a时，弹簧的形变量△x=-ma/k5电压表的输出电压U=8×0.04+0.08x=4-100mak=4-0.5a(4)以加速度向右为正．由电压和加速度的关系U=4-0.5a得a=8-2U当U=0时，a=8m／s2；当U=2V时，a=4m／s2；当U=4V时，a=0；当U=6V时，a=-4m/s2；当U=8V时a=-8ms22.现代化的生产流水线大大提高了劳动效率，如图为某工厂生产流水线上的水平传输装置的俯视图，它由传送带和转盘组成。物品从A处无初速、等时间间隔地放到传送带上，恰好匀加速运动到B处后进入匀速转动的转盘随其一起运动（无相对滑动），到C处被取走装箱。已知A、B的距离L=9.0m，物品在转盘上与转轴O的距离R=3.0m，传送带的传输速度和转盘上与O相距为R处的线速度均为v=3.0m/s，取g=10m/s2。问：（1）物品从A处运动到B处的时间t；（2）物品与传送带的动摩擦因数μ1（3）若物品在转盘上的最大静摩擦力可视为与滑动摩擦力大小相等，则物品与转盘间的动摩擦因数μ2至少为多大？【名师解析】（1）物品被放上传送带后收到摩擦力而做初速度为零的匀加速直线运动:由可得t=6s（3分）（2）由v2=2ax可得a=0.5m/s2（2分）又因为Ff=ma且Ff=μ1mg6可得（4分）（3）物品在转盘上所受的静摩擦力提供向心力可得μ2≥0.3（3分）3.（2019浙江综合测试）“电磁炮”如图甲所示,其原理结构可简化为如图乙所示的模型:两根无限长、光滑的平行金属导轨MN、PQ固定在水平面内,相距为l。“电磁炮”弹体为质量为m的导体棒ab,垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好,弹体在轨道间的电阻R。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。“电磁炮”电源的电压能自行调节,用以保证“电磁炮”匀加速发射,其中可控电源的内阻r。不计空气阻力,导轨的电阻不计。(1)要使炮弹向右发射,判断通过弹体电流的方向;(2)弹体从静止加速到v过程中,通过弹体的电流为I,求该系统消耗的总能量。(3)把此装置左端电源换成电容为C的电容器,导轨倾斜与水平面成θ放置(如丙图所示),弹体由静止释放,某时刻速度为v1,求此过程安培力的冲量;(4)在(3)问条件下,弹体的速度从v1变化到v2的过程中,电容器吸收的能量ΔE。【参考答案】(1)由a到b(2)12mv2+IRrmvBl(3)CB2l2v1(4))CB2l2【名师解析】(1)由左手定则,通过弹体的电流的方向为“由a到b”。(2)安培力公式F=IBl根据F=ma,v=at知发射弹体用时t=mvBIl7发射弹体过程产生的焦耳热Q=I2(R+r)t=IRrmvBl弹体的动能Ek=12mv2系统消耗的总能量E=Ek+Q=12mv2+IRrmvBl(4)根据动能定理:mgxsinθ-ΔE=12m(v22-v12)，其中x为沿斜面方向前进的位移弹体做匀变速直线运动,所以从v1到v2满足:2ax=v22-v12因此ΔE=CB2l2。4.(2019湖南长沙一模)高铁被誉为中国新四大发明之一．因高铁的运行速度快，对制动系统的性能要求较高，高铁列车上安装有多套制动装置——制动风翼、电磁制动系统、空气制动系统、摩擦制动系统等．在一段直线轨道上，某高铁列车正以v0=288km/h的速度匀速行驶，列车长突然接到通知，前方x0=5km处道路出现异常，需要减速停车．列车长接到通知后，经过tl=2.5s将制动风翼打开，高铁列车获得a1=0.5m/s2的平均制动加速度减速，减速t2=40s后，列车长再将电磁制动系统打开，结果列车在距离异常处500m的地方停下来．（1）求列车长打开电磁制动系统时，列车的速度多大？（2）求制动风翼和电磁制动系统都打开时，列车的平均制动加速度a2是多大？【解析】（1）打开制动风翼时，列车的加速度为a1=0.5m/s2，设经过t2=40s时，列车的速度为v1，则v1=v0-a1t2=60m/s（2分）（2）列车长接到通知后，经过t1=2.5s，列车行驶的距离x1=v0t1=200m（1分）打开制动风翼到打开电磁制动系统的过程中，列车行驶的距离x2220112vva=2800m（2分）8打开电磁制动后，行驶的距离x3=x0-x1-x2=1500m（1分）a22132vx=1.2m/s2（2分）