高中物理二輪復(fù)習(xí)-小綜合(二)

小綜合(二)1.(2021·山西懷仁市高三期末)如圖1所示為A、B兩質(zhì)點(diǎn)在同一直線上運(yùn)動(dòng)的位移－時(shí)間(x－t)圖象，A質(zhì)點(diǎn)的圖象為直線，B質(zhì)點(diǎn)的圖象為過(guò)原點(diǎn)的拋物線，兩圖象交點(diǎn)C、D坐標(biāo)如圖所示．下列說(shuō)法正確的是()圖1A．t1時(shí)刻B追上A，t2時(shí)刻A追上BB．t1～t2時(shí)間段內(nèi)B質(zhì)點(diǎn)的平均速度小于A質(zhì)點(diǎn)的平均速度C．質(zhì)點(diǎn)A做直線運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)B做曲線運(yùn)動(dòng)D．兩質(zhì)點(diǎn)速度相等的時(shí)刻一定在t1～t2時(shí)間段內(nèi)的某時(shí)刻答案D解析x－t圖象的交點(diǎn)表示同一時(shí)刻到達(dá)同一位置，即相遇，根據(jù)題圖可知，t1時(shí)刻A追上B，t2時(shí)刻B追上A，故A錯(cuò)誤；t1～t2時(shí)間段內(nèi)A、B的位移相等，時(shí)間相等，則平均速度相等，故B錯(cuò)誤；x－t圖象只能描述直線運(yùn)動(dòng)，所以A、B都做直線運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；x－t圖線的斜率表示質(zhì)點(diǎn)的速度，由題圖可知兩質(zhì)點(diǎn)速度相等的時(shí)刻一定在t1～t2時(shí)間段內(nèi)的某時(shí)刻，故D正確．2．(2021·山西臨汾市高三三模)三根平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線a、b、c垂直紙面固定放置，均通有垂直紙面向里的電流I，它們的截面分布在一個(gè)半徑為R的圓周上(導(dǎo)線的橫截面直徑遠(yuǎn)小于R)，如圖2所示．a(chǎn)、b之間連線水平且距離為R，c在圓心O的正上方．已知每根導(dǎo)線在距離它為R處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，則圓心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度()圖2A．大小為(eq\r(3)－1)B，方向豎直向上B．大小為(eq\r(3)－1)B，方向水平向右C．大小為(eq\r(3)＋1)B，方向豎直向上D．大小為(eq\r(3)＋1)B，方向水平向右答案B解析由安培安則可知，c在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向水平向左．a(chǎn)、b導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2Bcos30°＝eq\r(3)B，方向水平向右．所以圓心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為：B合＝(eq\r(3)－1)B，方向水平向右，故B正確．3．(2021·山東濰坊市高三下3月一模)質(zhì)量為m的物塊從某一高度以動(dòng)能E水平拋出，落地時(shí)動(dòng)能為3E.不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g.則物塊()A．拋出點(diǎn)的高度為eq\f(3E,mg)B．落地點(diǎn)到拋出點(diǎn)的水平距離為eq\f(2E,mg)C．落地時(shí)重力的功率為geq\r(6mE)D．整個(gè)下落過(guò)程中動(dòng)量變化量的大小為2eq\r(mE)答案D解析由動(dòng)能定理得mgh＝3E－E＝2E，故拋出點(diǎn)的高度為h＝eq\f(2E,mg)，故A錯(cuò)誤；由E＝eq\f(1,2)mv02，水平方向x＝v0t，豎直方向h＝eq\f(1,2)gt2，解得落地點(diǎn)到拋出點(diǎn)的水平距離為x＝eq\f(2\r(2)E,mg)，故B錯(cuò)誤；落地時(shí)速度的豎直分量vy＝eq\r(2gh)＝2eq\r(\f(E,m))，故落地時(shí)重力的功率為P＝mgvy＝2geq\r(Em)，故C錯(cuò)誤；整個(gè)下落過(guò)程中動(dòng)量變化量的大小為Δp＝mΔvy＝m·2eq\r(\f(E,m))＝2eq\r(mE)，故D正確．4．(多選)(2021·安徽省高三二模)如圖3，真空中有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形，a、b、c、d為四個(gè)頂點(diǎn)．電荷量均為q(q>0)的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別固定在a、c兩點(diǎn)，靜電力常量為k.在b點(diǎn)由靜止釋放一電子，不計(jì)重力．下列說(shuō)法正確的是()圖3A．b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為eq\f(2kq,L2)B．電子到達(dá)d點(diǎn)時(shí)速度大小為零C．電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過(guò)程中，先做勻加速運(yùn)動(dòng)后做勻減速運(yùn)動(dòng)D．電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過(guò)程中，電勢(shì)能先減小后增大答案BD解析單個(gè)點(diǎn)電荷在b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為E0＝eq\f(kq,L2)，b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E＝eq\f(\r(2)kq,L2)，A錯(cuò)誤；根據(jù)等量同種電荷的等勢(shì)線的分布，b、d兩點(diǎn)電勢(shì)相等，所以電子從b點(diǎn)到d點(diǎn)電場(chǎng)力做功為零，動(dòng)能不變，即電子到達(dá)d點(diǎn)時(shí)速度大小為零，B正確；根據(jù)等量同種電荷的電場(chǎng)線的分布，電子先加速后減速，因?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度大小在發(fā)生變化，所以電子運(yùn)動(dòng)的加速度在改變，電子的運(yùn)動(dòng)不是勻變速運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功，所以電勢(shì)能先減小后增大，D正確．5．(2021·山東卷·8)迷你系繩衛(wèi)星在地球赤道正上方的電離層中，沿圓形軌道繞地飛行．系繩衛(wèi)星由兩子衛(wèi)星組成，它們之間的導(dǎo)體繩沿地球半徑方向，如圖4所示．在電池和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的共同作用下，導(dǎo)體繩中形成指向地心的電流，等效總電阻為r.導(dǎo)體繩所受的安培力克服大小為f的環(huán)境阻力，可使衛(wèi)星保持在原軌道上．已知衛(wèi)星離地平均高度為H，導(dǎo)體繩長(zhǎng)為L(zhǎng)(L?H)，地球半徑為R，質(zhì)量為M，軌道處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于赤道平面．忽略地球自轉(zhuǎn)的影響．據(jù)此可得，電池電動(dòng)勢(shì)為()圖4A．BLeq\r(\f(GM,R＋H))＋eq\f(fr,BL) B．BLeq\r(\f(GM,R＋H))－eq\f(fr,BL)C．BLeq\r(\f(GM,R＋H))＋eq\f(BL,fr) D．BLeq\r(\f(GM,R＋H))－eq\f(BL,fr)答案A解析根據(jù)Geq\f(Mm,R＋H2)＝meq\f(v2,R＋H)可得衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度v＝eq\r(\f(GM,R＋H))根據(jù)右手定則可知，導(dǎo)體繩產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相當(dāng)于上端為正極的電源，其大小為E′＝BLv因?qū)w繩所受阻力f與安培力F平衡，則安培力與速度方向相同，可知導(dǎo)體繩中的電流方向向下，即電池電動(dòng)勢(shì)大于導(dǎo)體繩切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，可得f＝Beq\f(E－E′,r)L，解得E＝BLeq\r(\f(GM,R＋H))＋eq\f(fr,BL)故選A.6.(多選)(2021·河北省1月選考模擬·9)如圖5所示，某電容器由兩水平放置的半圓形金屬板組成，板間為真空．兩金屬板分別與電源兩極相連，下極板固定，上極板可以繞過(guò)圓心且垂直于半圓面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)．起初兩極板邊緣對(duì)齊，然后上極板轉(zhuǎn)過(guò)10°，并使兩極板間距減小到原來(lái)的一半．假設(shè)變化前后均有一電子由靜止從上極板運(yùn)動(dòng)到下極板．忽略邊緣效應(yīng)，則下列說(shuō)法正確的是()圖5A．變化前后電容器電容之比為9∶17B．變化前后電容器所帶電荷量之比為16∶9C．變化前后電子到達(dá)下極板的速度之比為eq\r(2)∶1D．變化前后電子運(yùn)動(dòng)到下極板所用時(shí)間之比為2∶1答案AD解析上極板轉(zhuǎn)過(guò)10°后，正對(duì)面積變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(17,18)，距離減小到原來(lái)的一半，根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)，所以電容變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(17,9)，電容之比為9∶17，故A正確；根據(jù)Q＝CU，可知電荷量之比為9∶17，故B錯(cuò)誤；根據(jù)qU＝eq\f(1,2)mv2，兩極板間電壓不變，所以電子到達(dá)下極板的速度相同，C錯(cuò)誤；根據(jù)x＝eq\x\to(v)t可知，兩極板間距離減小一半，平均速度不變，所以時(shí)間之比為2∶1，D正確．7．(2021·百校聯(lián)盟高三3月聯(lián)考)在測(cè)量定值電阻阻值的實(shí)驗(yàn)中，提供的實(shí)驗(yàn)器材如下：A．電流表A1(量程0.6A，內(nèi)阻r1＝1.0Ω)B．電流表A2(量程350mA，內(nèi)阻r2＝5.0Ω)C．滑動(dòng)變阻器R1(額定電流1.5A，最大阻值20Ω)D．滑動(dòng)變阻器R2(額定電流1.0A，最大阻值100Ω)E．待測(cè)定值電阻Rx(約5Ω)F．電源E(電動(dòng)勢(shì)6.0V，內(nèi)阻不計(jì))G．單刀開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干回答下列問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________(選填“R1”或“R2”)；(2)將圖6甲虛線框中的電路原理圖補(bǔ)充完整；(3)根據(jù)下表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(A1、A2分別為電流表I1、I2的示數(shù))，在圖乙給出的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn)，并繪制I1－I2圖象；測(cè)量次數(shù)12345I1/A0.20.30.40.50.6I2/mA105160210260315(4)由I1－I2圖象得到待測(cè)定值電阻的阻值Rx＝________Ω(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)．圖6答案(1)R1(2)見(jiàn)解析圖(3)見(jiàn)解析圖(4)5.6解析(1)電源電動(dòng)勢(shì)為6.0V，Rx約5Ω，則電路中的最大電流約為1.2A，故滑動(dòng)變阻器選擇R1.(2)所給器材中無(wú)電壓表，電流表內(nèi)阻已知，可以使用電流表充當(dāng)電壓表．根據(jù)并聯(lián)分流原理設(shè)計(jì)電路，量程大的電流表A1接在干路中，故選擇A2與被測(cè)電阻并聯(lián)，保證量程匹配．電路圖如圖所示(3)描點(diǎn)畫(huà)圖如圖所示(4)根據(jù)并聯(lián)分流原理Rx＝eq\f(I2r2,I1－I2)，整理得I1＝eq\f(r2＋Rx,Rx)·I2，由圖象可得圖象的斜率為k＝1＋eq\f(r2,Rx)＝1.9，解得Rx≈5.6Ω.8．(2021·陜西省高三三模)如圖7所示，在豎直虛線MN、PQ之間有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，寬度為d.在MN的左側(cè)區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)(圖中未畫(huà)出)，虛線CD水平，其延長(zhǎng)線經(jīng)過(guò)E點(diǎn)．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從A點(diǎn)以大小為v0的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，恰從D點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)．已知A點(diǎn)到CD的距離為eq\f(d,2)，A點(diǎn)到MN的距離為eq\r(3)d，不計(jì)粒子受到的重力．圖7(1)求帶電粒子到達(dá)D點(diǎn)時(shí)的速度大小和方向；(2)若帶電粒子從MN飛出磁場(chǎng)，求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值．答案(1)eq\f(2\r(3),3)v0與水平方向成30°角向右上方(2)eq\f(\r(3)mv0,qd)解析(1)帶電粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)速度方向與初速度方向的夾角為α，剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)豎直向上的分速度大小為vy，有eq\r(3)d＝v0teq\f(d,2)＝eq\f(vy,2)ttanα＝eq\f(vy,v0)粒子剛到達(dá)D點(diǎn)時(shí)的速度大小v＝eq\r(v\o\al(02)＋v\o\al(y2))聯(lián)立解得v＝eq\f(2\r(3),3)v0，α＝30°(2)帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡與磁場(chǎng)右邊界相切時(shí)半徑最大，B最小，由幾何關(guān)系知R1＋R1cos60°＝d，可得R1＝eq\f(2,3)d根據(jù)牛頓第二定律，有qvBmin＝eq\f(mv2,R1)解得Bmin＝eq\f(\r(3)mv0,qd).9.(2021·四川眉山等六市高三一模聯(lián)考)如圖8所示，滑塊B置于水平面上，木箱C置于滑塊B頂端，且木箱C的左端與B的左端對(duì)齊，B、C處于靜止?fàn)顟B(tài)．與B完全相同的滑塊A以速度v0與滑塊B正碰，碰撞時(shí)間極短，碰后二者粘在一起．當(dāng)A、B、C三者達(dá)到共同速度時(shí)，木箱C剛好從滑塊B上滑動(dòng)到滑塊A上，即C的右端與A的右端對(duì)齊．已知：滑塊A、B的質(zhì)量MA＝MB＝m，木箱C的質(zhì)量MC＝2m，A、B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ1＝2μ，C與A、B頂部的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ2＝μ，重力加速度為g，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中C不會(huì)從A、B上滑落．求：圖8(1)滑塊A與滑塊B碰后瞬間的共同速度v；(2)碰撞瞬間AB整體的加速度大小，C的加速度大小，以及木箱C的長(zhǎng)度L；(3)從滑塊A與滑塊B碰后到滑塊A、B速度減為0的過(guò)程中，整個(gè)系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的熱量Q.答案(1)eq\f(v0,2)(2)5μgμgeq\f(v\o\al(02),48μg)(3)eq\f(20mv\o\al(02),81)解析(1)滑塊A與滑塊B碰撞時(shí)，動(dòng)量守恒，有MAv0＝(MA＋MB)v代入數(shù)據(jù)解得v＝eq\f(v0,2)(2)碰撞后，木箱C做加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大小為a1；滑塊A、B一起做減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大小為a2；設(shè)經(jīng)過(guò)t1，三者達(dá)到共速v1，木箱C加速運(yùn)動(dòng)，則有μ2MCg＝MCa1解得a1＝μg滑塊A、B一起減速，則有μ1(MA＋MB＋MC)g＋μ2MCg＝(MA＋MB)a2解得a2＝5μg根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系，有v1＝eq\f(v0,2)－a2t1＝a1t1解得v1＝eq\f(v0,12)，t1＝eq\f(v0,12μg)木箱C運(yùn)動(dòng)的位移為xC＝eq\f(v1,2)t1滑塊A、B運(yùn)動(dòng)的位移xAB＝eq\f(v＋v1,2)t1木箱C的長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝xAB－xC解得木箱C的長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝eq\f(v\o\al(02),48μg)(3)因?yàn)棣?<