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2008年高考物理试题汇编14--原子核(1)


2008 高考物理精典试题详解 选修 3-2
第十部分
天飞机位于赤道上空 A.由东向西水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由上向下 B.由西向东水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由上向下 C.沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由下 向上 D.沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时,金属杆中一定没有感应电动势 【

答案】AD 【解析】 如图,设观察方向为面向北方,左西右东,则地磁场方向平行赤道表面向北,若飞 机由东向西飞行时,由右手定则可判断出电动势方向为由上向下,若飞 机由西向东飞行时,由右手定则可判断出电动势方向为由下向上,A 对 B 错;沿着经过地磁极的那条经线运动时,速度方向平行于磁场,金属 杆中一定没有感应电动势,C 错 D 对。 2、【天津25】.(22分)磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具。它的驱动系统简化为如 下模型,固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框,电阻为R,金属框置于xOy 平面内,长边MN长为l,平行于y轴,宽为d的NP边平行于x轴,如图1所示。列车轨道沿Ox方向, 轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场,磁感应强度B沿Ox方向按正弦规律分布,其空间周 期为λ ,最大值为B0,如图2所示,金属框同一长边上各处的磁感应强度相同,整个磁场以速 度v0沿Ox方向匀速平移。设在短暂时间内,MN、PQ边所在位置的磁感应强度随时间的变化可以 忽略,并忽略一切阻力。列车在驱动系统作用下沿Ox方向加速行驶,某时刻速度为v(v<v0)。 (1)简要叙述列车运行中获得驱动力的原理; (2)为使列车获得最大驱动力, 写出MN、PQ边应处 于磁场中的什么位置及λ 与d之间应满足的关系 式: (3)计算在满足第(2)问的条件下列车速度为v时 驱动力的大小。 【解析】 (1)由于列车速度与磁场平移速度方向相同,导 致穿过金属框的磁通量发生变化,由于电磁感应,金属框中会产生感应电流,该电流受到安培 力即为驱动力。
xsd

电磁感应

1、【海南 10】、一航天飞机下有一细金属杆,杆指向地心.若仅考虑地磁场的影响,则当航

西



z y O N d P M Q x l 图1 B B0 O -B0 λ 图2 2λ x

(2)为使列车获得最大驱动力,MM、PQ 应位于磁场中磁感应强度同为最大值且反向的地方, 这会使得金属框所围面积的磁通量变化率最大, 导致线框中电流最强, 也会使得金属框长边中 电流收到的安培力最大,因此,d 应为

? 的奇数倍,即 2

? 2d d ? (2k ? 1) 或? ? (k ? N ) ① 2 2k ? 1
(3)由于满足(2)问条件,则 MM、PQ 边所在处的磁感应强度大小均为 B0 且方向总相反,经 短暂的时间 Δ t,磁场沿 Ox 方向平移的距离为 v0Δ t,同时,金属框沿 Ox 方向移动的距离为

vΔ t。 因为 v0>v,所以在 Δ t 时间内 MN 边扫过磁场的面积 S=(v0-v)lΔ t 在此 Δ t 时间内,MN 边左侧穿过 S 的磁通量移进金属框而引起框内磁通量变化 Δ Φ MN = B0l(v0-v)Δ t② 同理,该 Δ t 时间内,PQ 边左侧移出金属框的磁通引起框内磁通量
变化 Δ Φ PQ = B0l(v0-v)Δ t③ 故在 Δ t 内金属框所围面积的磁通量变化 Δ Φ = Δ Φ MN +Δ Φ PQ④ 根据法拉第电磁感应定律,金属框中的感应电动势大小 O N θ x y M v0

E?

?? ⑤ ?t E ⑥ R
P B

根据闭合电路欧姆定律有

I?

根据安培力公式,MN 边所受的安培力

FMN = B0Il PQ 边所受的安培力 FPQ = B0Il 根据左手定则,MM、PQ 边所受的安培力方向相同,此时列车驱动力的大小 F = FMN + FPQ = 2 B0Il⑦
联立解得

F?

4 B02l 2 (v0 ? v) ⑧ R

第十一部分 交变电流
1、【上海 20B】.(10 分)某小型实验水电站输出功率是 20kW,输电线路总电阻是 6Ω。
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(1)若采用 380V 输电,求输电线路损耗的功率。 (2) 若改用 5000 高压输电, 用户端利用 n1:n2=22: 的变压器降压, 1 求用户得到的电压。 【解析】(1)输电线上的电流强度为 I= 输电线路损耗的功率为

P 20 ?103 ? A=52.63A U 380

P 损=I2R=52.632×6W≈16620W=16.62kW

P 20 ?103 ? (2)改用高压输电后,输电线上的电流强度变为 I′= A=4A U? 5000
用户端在变压器降压前获得的电压 U1=U-I′R=(5000-4×6)V=4976V 根据

U1 n1 ? U 2 n2
1 n2 ×4976V=226.18V U1 = 22 n1

用户得到的电压为 U2=

2008 年高考物理中 STS 型试题详解 5:选修 3-3
第十二部分 热学
1、【38】.(8 分)【物理—物理 3-3】 喷雾器内有 10 L 水,上部封闭有 1atm 的空气 2L。关闭喷 雾阀门,用打气筒向喷雾器内再充入 1atm 的空气 3L(设外界环 境温度一定,空气可看作理想气体)。 (1)当水面上方气体温度与外界温度相等时,求气体压强, 并从微观上解释气体压强变化的原因。 (2)打开喷雾阀门,喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀,此过程气体是吸热还是放 热?简要说明理由。 【解析】(1)设气体初态压强为 p1,体积为 V1;末态压强为 p2,体积为 V2,由玻意耳定律

p1V1= p1V1
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代入数据得

p2=2.5 atm



微观察解释: 温度不变, 分子平均动能不变, 单位体积内分子数增加, 所以压强增加。 (2)吸热。气体对外做功而内能不变,根据热力学第一定律可知气体吸热。 2、【上海 20A】.(10 分)汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故,太低又会造成耗 油上升。已知某型号轮胎能在-40℃~90℃正常工作,为使轮胎在此温度范围内工作时的 最高胎压不超过 3.5atm,最低胎压不低于 1.6atm,那么在 t=20℃时给该轮胎充气,充气 后的胎压在什么范围内比较合适?(设轮胎容积不变) 【解析】由于轮胎容积不变,轮胎内气体做等容变化。 设在 T0=293K 充气后的最小胎压为 Pmin,最大胎压为 Pmax。依题意,当 T1=233K 时胎压为 P1= 1.6atm。根据查理定律

1.6 Pmin P Pmin 1 ? ,即 ? 233 293 T1 T0
解得:Pmin=2.01atm 当 T2=363K 是胎压为 P2=3.5atm。根据查理定律

3.5 Pmin P2 Pmax ? ,即 ? 363 293 T2 T0
解得:Pmax=2.83atm

2008 年高考物理中 STS 型试题详解 6:选修 3-4
第十三部分 机械波 光
1、【广东 14】.(10 分) (1) 大海中航行的轮船, 受到大风大浪冲击时, 为了防止倾覆, 应当改变航行方向和 使风浪冲击力的频率远离轮船摇摆的 象,必须满足的条件是:光从光密介质射向 【答案】(1)速度 频率 (2)全反射 . 现象, 要发生这种现 . ,且入射角等于或大于 光疏介质 临界角 (2) 光纤通信中,光导纤维递光信号的物理原理是利用光的 ,

【解析】(1)为防止轮船发生共振,应使轮船的行使方向改变,同时改变轮船的行使速率, 使轮船摇摆的频率远离风浪的冲击力。 (2)光导纤维利用光的全发射来传递信号。在发射全发射时,必须是光从光密介质射向光疏

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介质,且入射角等于活大于临界角。 2、【18、模块 3-4 试题】 ⑴(4 分)设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的 k 倍.则粒子运动时的质量等于其静止质量 的 倍,粒子运动速度是光速的 倍。

⑵(8 分)某实验室中悬挂着一弹簧振子和一单摆,弹簧振子的弹簧和小球(球中间有孔)都 套在固定的光滑竖直杆上.某次有感地震中观察到静止的振子开始振动 4.0 s 后,单摆才开 始摆动.此次地震中同一震源产生的地震纵波和横波的波长分别为 10 km 和 5.0 km,频率 为 1.0 Hz.假设该实验室恰好位于震源的正上方,求震源离实验室的距离. 【解析】⑴k;

k 2 ?1 k
P S

⑵地震纵波传播速度为:vP=fλ 地震横波传播速度为:vS=fλ

震源离实验室距离为 s,有: s ? vPt

s ? vS (t ? ?t )
解得: s ?

?s

f ?t ? 40 km 1 1 ?

?P

3、【重庆 20】.如图所示,某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为 4km/s 和 9km/s. 一种简易地震仪由竖直弹簧振子 P 和水平弹簧振子 H 组成.在一次地震中, 震源地地震仪下方, 观察到两振子相差 5s 开始振动,则 A.P 先开始振动,震源距地震仪约 36km B.P 先开始振动,震源距地震仪约 25km C.H 先开始振动,震源距地震仪约 36km D.H 先开始振动,震源距地震仪约 25km 【答案】A
震源

【解析】本题考查地震波有关的知识,本题为中等难度题目。由于纵波的传播速度快些,所以 纵波先到达地震仪处,所以 P 先开始振动。设地震仪距震源为 x,则有

x x ? ? 5 解得: x=36k 4 9

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