高考二輪復(fù)習(xí)物理課件（新高考新教材）考前熱身練能力題提分練（三）

能力題提分練(三)123456789一、單項(xiàng)選擇題1.(2023山東日照二模)如圖所示,電荷量絕對(duì)值均為q的四個(gè)異種點(diǎn)電荷固定于同一圓周上互相垂直的直徑兩端,在此互相垂直的直徑上有M、N、P、Q四個(gè)點(diǎn)到圓心O的距離相等。下列說(shuō)法正確的是(

)A.M和Q兩點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度不相同B.M點(diǎn)的電場(chǎng)方向由M點(diǎn)指向N點(diǎn)C.將一帶正電的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)移動(dòng)到Q點(diǎn),靜電力做正功D.將一帶正電的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn),靜電力做功為零A123456789解析

根據(jù)對(duì)稱(chēng)性和電場(chǎng)疊加原則可知,M和Q兩點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向不同,A正確。圖中豎直直徑兩端的等量異種點(diǎn)電荷+q、-q在M點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度EMy方向豎直向下,水平直徑兩端的等量異種點(diǎn)電荷+q、-q在M點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度EMx方向水平向右,根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)分布特點(diǎn)可知EMy>EMx,M點(diǎn)的電場(chǎng)方向并不是由M點(diǎn)指向N點(diǎn),B錯(cuò)誤。根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電勢(shì)分布特點(diǎn)和對(duì)稱(chēng)性可知,M點(diǎn)和Q點(diǎn)電勢(shì)相等,N點(diǎn)和P點(diǎn)電勢(shì)相等,且M點(diǎn)和Q點(diǎn)電勢(shì)大于N點(diǎn)和P點(diǎn)電勢(shì),則將一帶正電的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)移動(dòng)到Q點(diǎn),靜電力做功為零;將一帶正電的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn),靜電力做正功,C、D錯(cuò)誤。1234567892.如圖所示,傾角為α=37°的光滑斜面固定在水平地面上,物塊A和長(zhǎng)木板B疊放在斜面上,不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過(guò)光滑定滑輪連接長(zhǎng)木板B與物塊C。物塊A、長(zhǎng)木板B的質(zhì)量均為m,物塊C的質(zhì)量為2m,A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.8,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度為g,sin37°=0.6,cos37°=0.8。將A、B、C由靜止釋放,下列說(shuō)法正確的是(

)A.輕繩的拉力大小為2mgB.物塊A的加速度大小為0.2gC.物塊C的加速度大小為0.76gD.物塊A與長(zhǎng)木板B間的摩擦力大小為0.64mgD123456789123456789D1234567891234567894.(2023山東威海二模)如圖所示,理想變壓器接在電壓為U0的交流電源上,三個(gè)定值電阻R1、R2、R3的阻值相等,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R4的滑片,使其阻值與定值電阻相等,此時(shí)兩個(gè)理想電壓表的示數(shù)相同,下列說(shuō)法正確的是(

)A.變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶2B.電壓表的示數(shù)為C.變壓器的輸入功率為R1消耗功率的7倍D.向下移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,兩電壓表的示數(shù)都變大B123456789123456789阻增大,根據(jù)變壓器原、副線圈的規(guī)律可知,副線圈電路的總電阻變大,則副線圈電流減小,原線圈電流變小,電壓表V1的示數(shù)變小,因?yàn)樵€圈電壓變大,則副線圈電壓也變大,又R2兩端的電壓變小,則電壓表V2的示數(shù)變大,D錯(cuò)誤。123456789二、多項(xiàng)選擇題5.如圖所示,一木板靜止在光滑水平地面上,左端連接一輕彈簧,彈簧的左端固定。t=0時(shí)刻一個(gè)小物塊從左端滑上木板,t=t0時(shí)刻木板的速度第1次變?yōu)?,此時(shí)小物塊從木板右端滑離。已知小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,彈簧始終在彈性限度內(nèi),則(

)BD123456789解析

對(duì)木板分析,木板先向右做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng),后向右做加速度增大的變減速運(yùn)動(dòng),設(shè)木板相對(duì)加速度為0的位置為平衡位置,木板相對(duì)平衡位置的位移大小為x,木板初始位置到平衡位置的距離為L(zhǎng)0,小物塊的質(zhì)量為m,則有kL0=μmg,當(dāng)木板在平衡位置左側(cè)時(shí)所受外力的合力大小為F=μmg-k(L0-x)=kx,當(dāng)木板在平衡位置右側(cè)時(shí)所受外力的合力大小為F=k(L0+x)-μmg=kx,可知該過(guò)程木板所受外力的合力大小與相對(duì)平衡位置的位移大小成正比,方向相反,即回復(fù)力大小與相對(duì)平衡位置的位移大小成正比,方向相反,則木板向右做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知,t=0時(shí)刻與t=t0時(shí)刻加速度大小相等,均達(dá)到最大值,A錯(cuò)誤,B正確;木板向右做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知,平衡位置速度最大,即t=時(shí)刻木板的速度最大,C錯(cuò)誤,D正確。1234567896.如圖所示,間距L=0.5m的光滑U形金屬導(dǎo)軌固定在絕緣斜面上,斜面傾角θ=37°。區(qū)域Ⅰ、Ⅱ分別以PQ、MN為邊界,均存在垂直于斜面向上的磁場(chǎng),區(qū)域Ⅰ中磁感應(yīng)強(qiáng)度從0開(kāi)始隨時(shí)間均勻增大,區(qū)域Ⅱ中為勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=0.5T,PQ與MN之間為無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域。質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=2Ω的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置,從兩磁場(chǎng)之間的無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域由靜止釋放,經(jīng)過(guò)t=2s進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ恰好勻速下滑。導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終垂直且保持良好接觸,導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)。重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6。則下列說(shuō)法正確的是(

)A.進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ后,導(dǎo)體棒中的電流I=2.4AB.無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域的面積至少為12m2C.前2s導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱Q=3.24JD.若區(qū)域Ⅰ磁場(chǎng)面積為2m2,則區(qū)域Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的表達(dá)式為B=1.8t(SI)AC123456789解析

導(dǎo)體棒進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ恰好勻速下滑,則mgsin

θ=B2IL,導(dǎo)體棒中的電流為I=2.4

A,故A正確;導(dǎo)體棒進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ磁場(chǎng)的速度為v=at,根據(jù)牛頓第二定律有mgsin

37°=ma,導(dǎo)體棒在無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域做勻加速直線運(yùn)動(dòng),有v2=2ax,無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域的面積最小值為Smin=Lx,代入數(shù)據(jù)得Smin=6

m2,故B錯(cuò)誤;導(dǎo)體棒進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ后,區(qū)域Ⅰ中磁感應(yīng)強(qiáng)度變化產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)為E1,區(qū)域Ⅱ中導(dǎo)體棒切割磁場(chǎng)產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)為E2,則E1+E2=E1+B2Lv=IR,解得感生電磁感應(yīng)強(qiáng)度從0開(kāi)始隨時(shí)間均勻增加,則區(qū)域Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的表達(dá)式為B=0.9t(SI),故D錯(cuò)誤。123456789三、非選擇題7.太陽(yáng)能電池是一種利用太陽(yáng)光發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片,又稱(chēng)為“太陽(yáng)能芯片”或“光電池”,只要光照達(dá)到一定的強(qiáng)度,瞬間就可輸出電壓。某物理興趣小組想利用下面所給器材測(cè)量某光電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,已知相同光照強(qiáng)度下該光電池的電動(dòng)勢(shì)不變。待測(cè)光電池(電動(dòng)勢(shì)約為3V,內(nèi)阻約為10Ω);電流表A1(量程為0~3mA,內(nèi)阻RA1=100Ω);電流表A2(量程為0~600mA,內(nèi)阻約為1Ω);定值電阻R1=900Ω;定值電阻R2=200Ω;滑動(dòng)變阻器R(0~200Ω);開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干。123456789(1)根據(jù)所給器材設(shè)計(jì)最合理的實(shí)驗(yàn)電路,其中定值電阻應(yīng)選

(選填“R1”或“R2”),并在圖甲中完成實(shí)物連接。

(2)該同學(xué)用一定強(qiáng)度的光照射該光電池,閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值,讀出電流表A1的讀數(shù)I1和電流表A2的讀數(shù)I2,得到該光電池的I1-I2曲線如圖乙所示。由圖乙可知,該光電池的電動(dòng)勢(shì)為

V,當(dāng)A1的示數(shù)為2.30mA時(shí),電池內(nèi)阻為

Ω。(均保留2位有效數(shù)字)

乙

(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為8Ω時(shí),滑動(dòng)變阻器上消耗的電功率為

W。(保留2位有效數(shù)字)

2.9R1答案

實(shí)物圖連接見(jiàn)解析

7.50.27123456789解析

(1)待測(cè)光電池的電動(dòng)勢(shì)約為3

V,則將電流表A1改裝成3

V的電壓表,123456789表A2的讀數(shù)為80

mA,根據(jù)閉合電路歐姆定律E=I1(RA1+R1)+I2r,代入數(shù)據(jù)得電池內(nèi)阻為r=7.5

Ω。123456789(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為8

Ω時(shí),將8

Ω的定值電阻的U-I2圖像畫(huà)到電源的I1-I2圖像中,由于電壓表是用電流表A1改裝成3

V的電壓表,可知此時(shí)A1的示數(shù)為1.50

mA時(shí),電流表A2的讀數(shù)為185

mA,則滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為8

Ω時(shí),滑動(dòng)變阻器上消耗的電功率為P=(185×10-3)2×8

W=0.27

W。1234567898.某科研小組在如圖所示的坐標(biāo)系中研究質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況,重力加速度為g,請(qǐng)回答以下問(wèn)題:(1)如圖甲所示,若沿x軸正向加勻強(qiáng)電場(chǎng),沿y軸正向加勻強(qiáng)磁場(chǎng)。小球以某速度在xOz平面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻撤去電場(chǎng)和磁場(chǎng),小球在此后運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最小動(dòng)能為其初始動(dòng)能的,求所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E1。123456789(2)如圖乙所示,若在坐標(biāo)原點(diǎn)O固定一正點(diǎn)電荷,沿z軸加勻強(qiáng)磁場(chǎng),小球恰好能以z軸上O1(0,0,a)點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其軌跡平面與xOy平面平行,角速度為ω,運(yùn)動(dòng)方向如圖中箭頭所示,求磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1并說(shuō)明其方向。的勻強(qiáng)電場(chǎng)。讓小球在yOz平面內(nèi)從z軸O2(0,0,R)點(diǎn)以初速度2v0與z軸正向成60°角射入,設(shè)C點(diǎn)(圖丙中未畫(huà)出)為小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中z坐標(biāo)最大的點(diǎn),求O2C可能的距離。123456789解析

(1)由平衡條件得,x軸方向有qv0zB=qE1z軸方向有qv0xB=mg123456789123456789(2)設(shè)圓軌道半徑為R1,圓周上一點(diǎn)和坐標(biāo)原點(diǎn)連線與y軸的夾角為αz軸方向有mg=F電sin

α由牛頓第二定律有qωR1B1-F電cos

α=mω2R1123456789(3)小球的運(yùn)動(dòng)為復(fù)雜的旋進(jìn)運(yùn)動(dòng)。將該運(yùn)動(dòng)分解為xOz平面內(nèi)的勻速圓123456789O2C在z軸方向上的距離Lz=r,O2C在x軸方向上的距離Lx=r,小球在y軸的正方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知,O2C在y軸方向上的距離1234567899.(2023福建廈門(mén)二模)如圖甲所示,傾角θ=30°的斜面固定在水平地面上,斜面上放置長(zhǎng)度L=1m、質(zhì)量m0=3kg的長(zhǎng)木板A,長(zhǎng)木板的下端恰好與斜面底部齊平;一可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量m=1kg、電荷量q=+1×10-5C的物塊B放在長(zhǎng)木板上,與長(zhǎng)木板上端距離d1=0.15m;與長(zhǎng)木板上端距離d2=1m的虛線ef右側(cè)存在足夠?qū)挼膭驈?qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)方向垂直斜面向上。t=0時(shí)刻起,一沿斜面向上的恒力F作用在長(zhǎng)木板上,1s后撤去F,物塊B在0~1s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙所示,且物塊B在t=1.3s時(shí)速度恰好減為零。已知物塊與靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,物塊B所帶的電荷量始終不變,重力加速度g取10m/s2。123456789(1)求恒力F的大小。(2)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小。(3)從t=0時(shí)刻起到長(zhǎng)木板下端再次與斜面底部齊平的過(guò)程中,求物塊B與長(zhǎng)木板A間因摩擦產(chǎn)生的熱量。123456789解析

(1)由圖乙可知,0~1

s內(nèi)物塊B的加速度大小為

若物塊B與長(zhǎng)木板A發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),由牛頓第二定律得μ1mgcos

θ-mgsin

θ=ma0得a0=2.5

m/s2因a1<a0,故恒力F作用后,兩者相對(duì)靜止,一起向上加速,對(duì)A、B整體有F-μ2(m0+m)gcos

θ-(m0+m)gsin

θ=(m0+m)a1得F=48

N。123456789(2)0~1

s內(nèi)A、B一起運(yùn)動(dòng)的位移為

得x1=1

m=d2即撤去外力時(shí)長(zhǎng)木板A恰好運(yùn)動(dòng)到電場(chǎng)邊緣,假設(shè)撤去外力后A、B相對(duì)靜止一起減速,對(duì)A、B整體有μ2(m0+m)gcos

θ+(m0+m)gsin

θ=(m0+m)a2得a2=10

m/s2對(duì)物塊B有Ff1+mgsin

θ=ma得Ff1=5

N123456789Ffm=μ1mgcos

θ=7.5

N所以Ff1<Ffm。假設(shè)成立,兩者相對(duì)靜止一起減速,在此加速度下若物塊B減速為零得xB1=0.2

m>d1即物塊B到達(dá)電場(chǎng)邊緣時(shí)尚未減速為零得t2=0.1

s或t2=0.3

s(舍去)v2=v1-a2t2123456789物塊B在t=1.3

s時(shí)減速為零,則物塊B和長(zhǎng)木板A共同進(jìn)入電場(chǎng)后的加速度大小為對(duì)物塊B,由牛頓第二定律得mgsin

θ+μ1(mgcos

θ-qE)=ma3