2018年高考物理三輪助力選練題（9）及解析

2018年高考物理三輪助力選練題（9）及解析一、選擇題1.(2017·江西高安模擬)在光滑水平面上,有一個(gè)粗細(xì)均勻的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的單匝正方形閉合線框abcd,在水平外力的作用下,從靜止開(kāi)始沿垂直磁場(chǎng)邊界方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)穿過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖(甲)所示.測(cè)得線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流i的大小和運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的變化關(guān)系如圖(乙)所示,則下列說(shuō)法正確的是(B)A.線框受到的水平外力一定是恒定的B.線框邊長(zhǎng)與磁場(chǎng)寬度的比為3∶8C.出磁場(chǎng)的時(shí)間是進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的一半D.出磁場(chǎng)的過(guò)程中水平外力做的功與進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中水平外力做的功相等解析:由題圖(乙)可知,進(jìn)磁場(chǎng)和出磁場(chǎng)時(shí)電流隨時(shí)間增大,根據(jù)牛頓第二定律FF安=ma,得F=F安+ma,又F安=BIL,所以線框受到的水平外力是隨時(shí)間增大的變力,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)題圖(乙),在2～4s時(shí)間內(nèi)線框進(jìn)入磁場(chǎng),設(shè)線框勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為a′,在進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度v1=a′t1=2a′,完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度v2=a′t2=4a′,線框邊長(zhǎng)L可表示為L(zhǎng)=(t2t1)=6a′,線框開(kāi)始出磁場(chǎng)時(shí)速度v3=a′t3=6a′,磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾萪=(t3t1)=16a′,線框邊長(zhǎng)L與磁場(chǎng)寬度之比為L(zhǎng)∶d=3∶8,選項(xiàng)B正確;假設(shè)出磁場(chǎng)時(shí)間是進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)間的一半,由題可知進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)間為2s,則出磁場(chǎng)時(shí)間為1s,而線框邊長(zhǎng)L=6a′,線框ab邊剛出磁場(chǎng)時(shí)速度為6a′,則線框邊長(zhǎng)L′=6a′×1+a′×12=6.5a′,所以假設(shè)不成立,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程的位移與出磁場(chǎng)過(guò)程的位移相等,線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中的水平拉力小于出磁場(chǎng)過(guò)程中的水平拉力,根據(jù)功的定義可知,線框出磁場(chǎng)的過(guò)程中水平拉力做的功大于線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中水平拉力做的功,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.2．(2017·云南省楚雄市高三下學(xué)期統(tǒng)測(cè))隨著我國(guó)登月計(jì)劃的實(shí)施，我國(guó)宇航員登上月球已不是夢(mèng)想；假如我國(guó)宇航員登上月球并在月球表面附近以初速度v0豎直向上拋出一個(gè)小球，經(jīng)時(shí)間t后回到出發(fā)點(diǎn)．已知月球的半徑為R，萬(wàn)有引力常量為G，則下列說(shuō)法正確的是()A．月球表面的重力加速度為eq\f(v0,t)B．月球的質(zhì)量為eq\f(2v0R2,Gt)C．宇航員在月球表面獲得eq\r(\f(v0R,t))的速度就可能離開(kāi)月球表面圍繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)D．宇航員在月球表面附近繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的繞行周期為eq\r(\f(Rt,v0))解析：選B.小球在月球表面做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律得t＝eq\f(2v0,g月)，解得g月＝eq\f(2v0,t)，故A錯(cuò)誤；物體在月球表面上時(shí)，由重力等于月球的萬(wàn)有引力得Geq\f(Mm,R2)＝mg月，解得M＝eq\f(R2g月,G)，聯(lián)立t＝eq\f(2v0,g月)，可得M＝eq\f(2v0R2,Gt)，故B正確；宇航員離開(kāi)月球表面圍繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)至少應(yīng)獲得的速度大小即月球的第一宇宙速度大小，所以Geq\f(Mm,R2)＝meq\f(v2,R)，解得v＝eq\r(\f(GM,R))＝eq\r(\f(2v0R,t))，故C錯(cuò)誤；宇航員乘坐飛船在月球表面附近繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)重力提供向心力得mg月＝meq\f(4π2R,T2)＝meq\f(2v0,t)，解得T＝πeq\r(\f(2Rt,v0))，故D錯(cuò)誤．3.小陳在地面上從玩具槍中豎直向上射出初速度為v0的塑料小球，若小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的空氣阻力與其速率成正比，小球運(yùn)動(dòng)的速率隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，t1時(shí)刻到達(dá)最高點(diǎn)，再落回地面，落地速率為v1，下列說(shuō)法中正確的是（）A．小球在上升過(guò)程中的加速度小于下降過(guò)程中的加速度B．小球上升過(guò)程中的平均速度大于C．小球下降過(guò)程中的平均速度大于D．小球下降過(guò)程中加速度越來(lái)越大【答案】C4、.距地面高5m的水平直軌道上A、B兩點(diǎn)相距3m，在B點(diǎn)用細(xì)線懸掛一大小可忽略的小球，離地高度為h，如圖。小車(chē)始終以6m/s的速度沿軌道勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)將隨車(chē)攜帶的小球由軌道高度自由卸下，小車(chē)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)細(xì)線被軋斷，最后兩球同時(shí)落地。不計(jì)空氣阻力，取重力加速度的大小g＝10m/s2。可求得細(xì)線長(zhǎng)為()A．1.25m B．2.25m C．3.75m D．4.75m【答案】C【解析】小車(chē)上的小球自A點(diǎn)自由落地的時(shí)間t1＝，小車(chē)從A到B的時(shí)間t2＝；小車(chē)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)細(xì)線軋斷，小球下落的時(shí)間t3＝；根據(jù)題意可得時(shí)間關(guān)系為t1＝t2＋t3，即＝＋解得h＝1.25m，即細(xì)線長(zhǎng)為3.75米，選項(xiàng)C正確5．(2017·廣東華南三校聯(lián)考)(多選)正在粗糙水平面上滑動(dòng)的物塊，從t1時(shí)刻到t2時(shí)刻受到恒定的水平推力F的作用，在這段時(shí)間內(nèi)物塊做直線運(yùn)動(dòng)，已知物塊在t1時(shí)刻的速度與t2時(shí)刻的速度大小相等，則在此過(guò)程中()A．物塊可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．物塊的位移可能為零C．合外力對(duì)物塊做功一定為零D．F一定對(duì)物塊做正功解析：選ACD.物塊做直線運(yùn)動(dòng)，合外力與速度共線，由于初、末速度相等，則物塊可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，也可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，A正確．當(dāng)物塊做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，其速度應(yīng)先減小為零，然后反向增大，則力F與初速度方向相反，由牛頓第二定律可知，減速時(shí)加速度大小a1＝eq\f(F＋f,m)，反向加速時(shí)加速度大小a2＝eq\f(F－f,m)，結(jié)合速度位移關(guān)系式v2－veq\o\al(2,0)＝2ax分析可知，減速時(shí)位移大小小于反向加速時(shí)位移大小，則B錯(cuò)誤．因初、末速度相等，則合外力做功為零，由動(dòng)能定理有WF＋Wf＝0，因摩擦力做負(fù)功，則推力F一定對(duì)物塊做正功，C、D正確．6.(2017·廣東模擬)如圖所示,在直角坐標(biāo)系xOy中,x軸上方有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外.許多質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子,以相同的速率v沿紙面內(nèi),由x軸負(fù)方向與y軸正方向之間各個(gè)方向從原點(diǎn)O射入磁場(chǎng)區(qū)域.不計(jì)重力及粒子間的相互作用.下列圖中陰影部分表示帶電粒子在磁場(chǎng)中可能經(jīng)過(guò)的區(qū)域,其中R=,正確的圖是(D)解析:粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),以x軸為邊界的磁場(chǎng),粒子從x軸進(jìn)入磁場(chǎng)后再離開(kāi),速度v與x軸的夾角相同,根據(jù)左手定則和R=,知沿x軸負(fù)方向的粒子剛好進(jìn)入磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)一個(gè)圓周,沿y軸進(jìn)入的粒子剛好轉(zhuǎn)動(dòng)半個(gè)周期,如圖所示,在兩圖形的相交部分是粒子不能經(jīng)過(guò)的地方,故D正確.7．(2017·高考北京卷)圖a和圖b是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個(gè)電路圖，L1和L2為電感線圈．實(shí)驗(yàn)時(shí)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開(kāi)關(guān)S2，燈A2逐漸變亮，而另一個(gè)相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同．下列說(shuō)法正確的是()abA．圖a中，A1與L1的電阻值相同B．圖a中，閉合S1，電路穩(wěn)定后，A1中電流大于L1中電流C．圖b中，變阻器R與L2的電阻值相同D．圖b中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等解析：選C.分析圖a，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1瞬間，A1突然閃亮，說(shuō)明流經(jīng)A1的電流瞬間增大，從而得到S1閉合，電路穩(wěn)定時(shí)，A1中的電流小于L1中的電流，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤．由并聯(lián)電路特點(diǎn)可知，A1的電阻值大于L1的電阻值，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤．分析圖b，開(kāi)關(guān)S2閉合后，燈A2逐漸變亮，A3立即變亮，說(shuō)明閉合S2瞬間A2與A3中的電流不相等，那么L2與R中的電流也不相等，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤．最終A2與A3亮度相同，說(shuō)明流經(jīng)A2與A3的電流相同，由歐姆定律可知，R與L2的電阻值相等，所以選項(xiàng)C正確．二、非選擇題1．某物理實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)安裝“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．讓質(zhì)量為m1的小球從斜面上某處自由滾下與靜止在支柱上質(zhì)量為m2的小球發(fā)生對(duì)心碰撞，則：(1)(多選)下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是________．A．軌道末端的切線必須是水平的B．斜槽軌道必須光滑C．入射球m1每次必須從同一高度滾下D．應(yīng)滿足入射球m1質(zhì)量小于被碰小球m2(2)在實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)小球的落點(diǎn)情況，該同學(xué)測(cè)量出OP、OM、ON、O′P、O′M、O′N(xiāo)的長(zhǎng)度，用以上數(shù)據(jù)合理地寫(xiě)出驗(yàn)證動(dòng)量守恒的關(guān)系式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)在實(shí)驗(yàn)中，用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)得兩球的直徑相等，讀數(shù)部分如圖所示，則小球的直徑為_(kāi)_______mm.解析：(1)要保證小球每次都做平拋運(yùn)動(dòng)，則軌道的末端必須水平，A正確；“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度，只要離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同即可，對(duì)斜槽是否光滑沒(méi)有要求，B錯(cuò)誤；要保證碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下，C正確；在“驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒”實(shí)驗(yàn)中，為防止被碰球碰后反彈，入射球的質(zhì)量m1必須大于被碰球的質(zhì)量m2，D錯(cuò)誤．(2)入射球與被碰球離開(kāi)斜槽末端后均從同一高度開(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng)，則小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同．由實(shí)驗(yàn)操作可知需要驗(yàn)證動(dòng)量守恒表達(dá)式為m1v1＝m1v1′＋m2v2′，由于運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同則有m1v1t＝m1v1′t＋m2v2′t，整理可得m1·OP＝m1·OM＋m2·O′N(xiāo).(3)由圖可知主尺22mm處的刻度線與游標(biāo)尺的第11小格對(duì)齊，則由游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則可知小球的直徑為22mm－11×0.95mm＝11.55mm.答案：(1)AC(2)m1·OP＝m1·OM＋m2·O′N(xiāo)(3)11.552．如圖所示，質(zhì)量m＝1kg的小滑塊，輕質(zhì)彈簧的一端與滑塊相連，彈簧的另一端固定在擋板上，光滑斜面和光滑圓筒形軌道平滑連接，開(kāi)始時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)，滑塊和小球均處于鎖定狀態(tài)，圓弧的軌道半徑R和斜面的頂端C離地面的高度均為1m，斜面與水平面夾角θ＝60°，現(xiàn)將滑塊解除鎖定，滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)與小球M相碰時(shí)彈簧剛好恢復(fù)原長(zhǎng)，相碰瞬間小球的鎖定被解除，碰后滑塊和小球以大小相等的速度向相反的方向運(yùn)動(dòng)，碰后小球沿光滑圓筒軌道運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)D水平拋出時(shí)對(duì)圓筒壁剛好無(wú)壓力，若滑塊與小球碰撞過(guò)程時(shí)間極短且碰撞過(guò)程沒(méi)有能量損失．g＝10m/s2求：(1)小球從D點(diǎn)拋出后運(yùn)動(dòng)的水平距離；(2)小球的質(zhì)量；(3)已知彈簧的彈性勢(shì)能表達(dá)式為Ep＝eq\f(1,2)kΔx2，k為彈簧的勁度系數(shù)，Δx為彈簧的形變量，求滑塊碰后返回過(guò)程中滑塊的最大動(dòng)能．解析：(1)小球在D點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)小球的質(zhì)量為M，則：x1＝vDteq\f(3,2)R＝eq\f(1,2)gt2Mg＝eq\f(Mv\o\al(2,D),R)聯(lián)立解得：vD＝eq\r(10)m/sx1＝eq\r(3)m(2)滑塊與小球相碰時(shí)動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒：mv＝MvC－mvCeq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,C)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)小球從C點(diǎn)到D點(diǎn)的過(guò)程中機(jī)械能守恒：eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,C)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,D)＋MgR(1－cosθ)聯(lián)立解得：v＝4eq\r(5)m/svC＝2eq\r(5)m/s(3)滑塊由B到C過(guò)程，彈簧和滑塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒eq\f(1,2)ke