专题25物理学史和物理方法第02期备战2020高考物理2019届二模和三模好题分项版汇编教师版

1专题25物理学史和物理方法2019年高三二模、三模物理试题分项解析（II）一．选择题1.（2019年3月兰州模拟）关于物理学家和他们对物理学的贡献，下列说法正确的是A.爱因斯坦提出了光的电磁说B.麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在C.玻尔建立了量子理论，并成功解释了各种原子的发光原理D.卢瑟福根据α粒子散射实验的结果提出了原子的核式结构模型【参考答案】D【命题意图】本题考查物理学史、物理学家和他们对物理学的贡献及其相关知识点。【解题思路】爱因斯坦提出了光的光子说，麦克斯韦提出了光的电磁说，预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，选项AB错误；普朗克建立了量子理论，玻尔用量子理论成功解释了各种原子的发光原理，选项C错误；.卢瑟福根据α粒子散射实验的结果提出了原子的核式结构模型，选项D正确。2静电场，磁场和重力场在某些特点上具有一定的相似性，结合有关“场”的知识，并进行合理的类比和猜想，判断以下说法中可能正确的是（）A．电场和磁场的概念分别是奥斯特和楞次建立的B．重力场与静电场相类比，重力场的“场强”相等于重力加速度，其“场强”大小的决定式为C．静电场与磁场相类比，如果在静电场中定义“电通量”这个物理量，则该物理量表示穿过静电场中某一（平或曲）面的电场线的多少D．如果把地球抽象为一个孤质点，用于形象描述它所产生的重力场的所谓“重力场线”的分布类似于真空中一个孤立的正电荷所产生的静电场的电场线分布【参考答案】C【名师解析】电场和磁场的概念是法拉第建立的．故A错误；重力场与静电场相类比，重静电场与磁场相类比，如果在静电场中定义“电通量”这个物理量，则该物理量表示穿过静电场中某一（平或曲）面的电场线的多少．故C正确；如果把地球抽象为一个孤质点，用于形象描述它所产生的重力场的所谓“重力场线”的分布，重力场的方向指向地球，类似于真空中一个孤立的负电荷所产生的静电场的电场线分布．故D错误．3.下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（）2A．热功当量实验为能量守恒定律奠定了实验基础B．②图说明温度升高时气体内分子热运动的速率都会增大C．太阳释放的巨大能量来自于其内部氢与氧之间的剧烈反应，即氢的燃烧D．同一种物质的原子处于三个不同的能量状态，有可能产生类似图④上，中，下三个不同的光谱【参考答案】A【名师解析】该实验是热功当量实验，它为能量守恒定律奠定了实验基础，故A正确．B：由图知温度升高多数分子热运动速率增大，少数可能会减小．故B错误．太阳释放的巨大能量来自核聚变，而不是氢与氧之间的剧烈反应，故C错误．原子产生的是明线光谱，不是吸收光谱，故D错误．4．（2019广东肇庆二模）小明同学在练习投篮时将篮球从同一位置斜向上抛出，其中有两次篮球垂直撞在竖直放置的篮板上，篮球运动轨迹如下图所示，不计空气阻力，关于篮球从抛出到撞击篮板前，下列说法正确的是A．两次在空中的时间可能相等B．两次抛出的水平初速度可能相等C．两次抛出的初速度竖直分量可能相等D．两次抛出的初动能可能相等【参考答案】D．【名师解析】将篮球的运动反向处理，即为平抛运动，由图可知，第二次下落的高度较小，所以运动时间较短，A错误；平抛运动在水平方向做匀速直线运动，水平射程相等，但第二次用的时间较短，故第二次水平分速度较大，即篮球第二次撞墙的速度较大，B错误；在竖直方向上做自由落体运动，由图可知，第二3次抛出时速度的竖直分量较小，故C错误；根据速度的合成可知，水平速度第二次大，竖直速度第一次大，故抛出时的动能大小不能确定,有可能相等，D正确。（2019新疆二模）【参考答案】D【命题意图】此题考查磁场叠加，意在考查学生的分析综合能力。【解题思路】若A点处通电导体棒中电流方向也是垂直纸面向外，由对称性可知O点处磁感应强度为零。可以设想在A点处加两根导体棒，分别通有垂直于纸面向里和向外的大小为I的电流，O点磁感应强度不变。由此可知五根通电导体棒在圆心O处产生的磁感应强度大小等于在A点处通有电流为2I的导体棒在圆心O处产生的磁感应强度大小，所以五根通电导体棒在圆心O处产生的磁感应强度大小为2B0，选项D正确。二．计算题1.（20分）（2019北京延庆模拟）如图，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距为l，电阻不计。左侧接有定值电阻R。质量为m、电阻为r的导体杆，以初速度v0沿轨道滑行，在滑行过程中保持与轨道垂直且接触良好。整个装置处于方向竖直向上，磁感应强度为B的匀强磁场中。宏观规律与微观规律有很多相似之处，导体杆速度的减小规律类似于放射性元素的半衰期，理论上它将经过无限长的时间衰减完有限的速度。4（1）求在杆的速度从v0减小到02v的过程中a.电阻R上产生的热量b.通过电阻R的电量（2）a．证明杆的速度每减小一半所用的时间都相等b.若杆的动能减小一半所用时间为t0，则杆的动量减小一半所用时间是多少?【参考答案】（1）a.b.（2）a.见解析b.2t0【名师解析】（1）a.设电路产热为Q，由能量守恒+Q串联电路中，产热与电阻成正比，可得解得：电阻R产热为b.设该过程所用时间为t，由动量定理，其中解得：通过R的电量为（2）a.某时刻杆的速度为v（从v0开始分析亦可），则感应电动势E=Blv，感应电流，安培力在很短时间内，由动量定理，（为速度变化绝对值）可得5所以在任意短时间内速度变化的比例为由于为定值，所以任何相等时间内速度变化的比例都相等。所以从任何时刻开始计算，速度减小一半所用时间都相等。b.动能减小一半，速度v减小为由a中分析可得，速度从再减小到所用时间仍为t0所以速度减小一半所用时间为2t0，动量减小一半所有时间也为2t0。2．如图所示，是某公园设计的一个游乐设施，所有轨道均光滑，斜面AB与水平面成一定夹角。一无动力小滑车质量为m＝10kg，沿斜面轨道由静止滑下，然后滑入第一个圆形轨道内侧，其轨道半径R＝2.5m，不计通过B点时的能量损失，根据设计的要求，在轨道最低点与最高点各放一个压力传感器，测试小滑车对轨道的压力，并通过计算机显示出来，小滑车到达第一个圆形轨道最高点C处时刚好对轨道无压力，又经过水平轨道滑入第二个圆形轨道内侧，其轨道半径r＝1.5m，然后从水平轨道飞入水池内，水平轨道离水面的高度为h＝5m，g取10m/s2，小滑车在运动全过程中可视为质点，求：(1)小滑车在第一个圆形轨道最高点C处的速度的大小；(2)在第二个圆形轨道的最高点D处小滑车对轨道的压力的大小；(3)若在水池内距离水平轨道边缘正下方的E点x＝12m处放一气垫(气垫厚度不计)，要使小滑车既能安全通过圆形轨道又能落到气垫上，则小滑车至少应从离水平轨道多高的地方开始下滑？【名师解析】(1)小滑车在C点时，由牛顿第二定律得：mg＝mvC2R解得vC＝5m/s。(2)小滑车由C点到D点过程，由动能定理得：mg(2R－2r)＝12mvD2－12mvC2x+]小滑车在D点时，由牛顿第二定律得：mg＋FN＝mvD2r解得FN＝10003N由牛顿第三定律知，小滑车对轨道的压力6F压＝10003N。(3)设小滑车要能安全通过圆形轨道，在平台上速度至少为v1，由能量守恒定律得：12mvC2＋mg(2R)＝12mv12小滑车要能落在气垫上，在平台上速度至少为v2，则h＝12gt2x＝v2t解得v2＞v1，所以只要mgH＝12mv22即可满足题意，解得H＝7.2m。【参考答案】(1)5m/s(2)10003N(3)7.2m3．(2017·宁波九校联考)如图所示，质量为M的U型金属框M′MNN′，静放在粗糙绝缘水平面上(动摩擦因数为μ)，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。MM′、NN′边相互平行，相距为L，电阻不计且足够长，底边MN垂直于MM′，电阻为r。质量为m的光滑导体棒ab电阻为R，垂直MM′放在框架上，整个装置处于垂直轨道平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。在与ab垂直的水平拉力作用下，ab沿轨道由静止开始做匀加速直线运动，经x距离后撤去拉力，直至最后停下，整个过程中框架恰好没动。若导体棒ab与MM′、NN′始终保持良好接触。求：(1)加速过程中通过导体棒ab的电量q；(2)导体棒ab的最大速度vmax以及匀加速阶段的加速度大小；(3)导体棒ab走过的总路程。【名师解析】(1)q＝IΔt＝ER总·Δt＝ΔΦΔtR总·Δt＝ΔΦR总＝BLxR＋r。(2)由题意可知当框架恰好不动时，导体棒速度最快故FA＝fmax＝μ(M＋m)g而FA＝BIL且I(R＋r)＝BLvmaxx#]解得vmax＝μgM＋mR＋rB2L2由vmax2＝2ax，得a＝μ2g2M＋m2R＋r22B4L4x。7(3)撤去力后导体棒在安培力作用下做减速运动，由动量定理可知－FAt＝－mvmax而FA＝BIL且I(R＋r)＝BLv解得B2L2vR＋rt＝mvmax所以x′＝vt＝μmgM＋mR＋r2B4L4总路程s＝x＋x′＝x＋μmgM＋mR＋r2B4L4。【参考答案】：(1)BLxR＋r(2)μgM＋mR＋rB2L2μ2g2M＋m2R＋r22B4L4x(3)x＋μmgM＋mR＋r2B4L44.(20分)（2019东北三省四市模拟）【命题意图】此题以双杆在匀强磁场中切割磁感线运动为情景，考查电磁感应、闭合电路欧姆定律、平衡8条件、牛顿运动定律、动能定理、动量定理及其相关知识点，意在考查综合分析能力、运用数学知识分析解决物理问题的能力。【压轴题透析】（1）由平衡条件、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力列方程求出b的最终速度；（2）分别隔离a、b两金属棒分析受力，利用牛顿运动定律得出两金属棒加速度之比和速度之比，进而求出a、b两金属棒到达稳定状态时的速度（3）由两金属棒加速度之比得出两金属棒位移之比，利用功能关系列方程得出此过程系统产生的热量。【解题思路】910