2018年高考物理一輪訓(xùn)練（16）及詳細(xì)解析

（重慶專用）2018年高考物理一輪訓(xùn)練（16）及詳細(xì)解析一、選擇題1、如圖所示，在水平向左的勻強(qiáng)電場中，傾角α＝53°的固定光滑絕緣斜面，高為H。一個(gè)帶正電的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))受到的電場力是重力的eq\f(4,3)倍，現(xiàn)將其從斜面頂端由靜止釋放，重力加速度為g，則物塊落地的速度大小為()A．2eq\r(5gH) B．2eq\r(gH)C.eq\f(5,3)eq\r(2gH) D．2eq\r(2gH)解析：選C對(duì)物塊受力分析知重力和電場力的合力F合＝eq\r(mg2＋qE2)＝eq\f(5,3)mg，設(shè)合力與水平方向夾角為β，tanβ＝eq\f(mg,qE)＝eq\f(3,4)，則物塊沿合力方向斜向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理F合eq\f(H,sinβ)＝eq\f(1,2)mv2－0，解得v＝eq\f(5,3)eq\r(2gH)，故選項(xiàng)C正確。2．(2015·安徽高考)由庫侖定律可知，真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷，帶電荷 量分別為q1和q2，其間距離為r時(shí)，它們之間相互作用力的大小為F＝keq\f(q1q2,r2)，式中k為靜電力常量。若用國際單位制的基本單位表示，k的單位應(yīng)為()A．kg·A2·m3 B．kg·A－2·m3·s－4C．kg·m2·C－2 D．N·m2·A－2解析：選B由公式F＝keq\f(q1q2,r2)得，k＝eq\f(Fr2,q1q2)，故k的單位為eq\f(N·m2,C2)，又由公式q＝It得1C＝1A·s，由F＝ma可知1N＝1kg·m·s－2，故1eq\f(N·m2,C2)＝1kg·A－2·m3·s－4，選項(xiàng)B正確。3.如圖所示是一對(duì)等量異種點(diǎn)電荷的電場線分布圖，圖中兩點(diǎn)電荷P、Q連線長度為r，M點(diǎn)、N點(diǎn)到兩點(diǎn)電荷P、Q的距離都為r，S點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距離也為r，由此可知()A．M點(diǎn)的電場強(qiáng)度為2keq\f(q,r2)B．M、N、S三點(diǎn)的電勢可能相等C．把同一試探電荷放在M點(diǎn)，其所受電場力等于放在S點(diǎn)所受的電場力D．沿圖中虛線，將一試探電荷從N點(diǎn)移到M點(diǎn)，電場力一定不做功解析：選D點(diǎn)電荷P、Q在M點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小均為E＝keq\f(q,r2)，這兩個(gè)點(diǎn)電荷在M點(diǎn)形成的合場強(qiáng)的大小為E′＝2keq\f(q,r2)·cos60°＝keq\f(q,r2)，方向水平向左，A錯(cuò)誤；S點(diǎn)的電勢大于零，而M點(diǎn)、N點(diǎn)的電勢為零，B錯(cuò)誤；由于兩點(diǎn)電荷在S點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)方向水平向右，因此同一試探電荷在S點(diǎn)、M點(diǎn)時(shí)所受的電場力方向不同，C錯(cuò)誤；由于M、N所在直線為零勢能線，試探電荷從N點(diǎn)移到M點(diǎn)，電場力不做功，D正確。4.(2017·南通模擬)如圖所示，直線A為某電源的U-I圖線，曲線B為某小燈泡的U-I圖線的一部分，用該電源和小燈泡組成閉合電路，下列說法中正確的是()A．此電源的內(nèi)阻為0.5ΩB．電源的總功率為10WC．電源的輸出功率為8WD．由于小燈泡的U-I圖線是一條曲線，所以歐姆定律不適用[思路點(diǎn)撥](1)電源的U-I圖像與縱軸的交點(diǎn)表示電動(dòng)勢，圖像斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻。(2)電阻的U-I圖像與電源的U-I圖像的交點(diǎn)坐標(biāo)的含義是用該電源和該電阻組成電路時(shí)的路端電壓和電流值，縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)的比值表示此時(shí)的外電阻，縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)的乘積等于此時(shí)的輸出功率。[解析]由電源的U-I圖線A可知，此電源的電動(dòng)勢為4V，內(nèi)阻為0.5Ω，選項(xiàng)A正確；用該電源和小燈泡組成閉合電路，電源輸出電流為2A，電源的總功率為P總＝EI＝8W，電源的輸出功率為P出＝UI＝6W，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；小燈泡的U-I圖線是一條曲線，但是歐姆定律仍適用，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。[答案]A[備考錦囊]閉合電路中幾種常見圖像的比較類型公式圖像特例I-R圖線I＝eq\f(E,R＋r)短路R＝0，I＝eq\f(E,r)，圖像始端斷路R＝∞，I＝0，圖像末端U-R圖線U＝eq\f(ER,r＋R)短路R＝0，U＝0，U內(nèi)＝E斷路R＝∞，U＝E，U內(nèi)＝0U-I圖線U＝E－Ir短路R＝0，I＝eq\f(E,r)，U＝0斷路R＝∞，I＝0，U＝EP-R圖線P＝eq\f(E2,r＋R2)R短路I＝eq\f(E,r)，P出＝0，斷路I＝0，P出＝0，當(dāng)R＝r時(shí)，P出最大，Pm＝eq\f(E2,4r)P-I圖線P＝EI－I2r短路I＝eq\f(E,r)，P出＝0，斷路I＝0，P出＝0，當(dāng)I＝eq\f(E,2r)時(shí)，P出最大，Pm＝eq\f(E2,4r)5.如圖所示為吹風(fēng)機(jī)的工作電路圖，其中M和A分別為電動(dòng)機(jī)和電阻絲，且rM為電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻、R為電阻絲A的電阻。已知該吹風(fēng)機(jī)有兩個(gè)擋位，電源電壓恒為220V，低擋消耗的電功率為120W，高擋消耗的電功率為1000W。則下列關(guān)于對(duì)該電路的分析正確的是()A．兩電鍵均閉合時(shí)吹風(fēng)機(jī)為低擋位B．rM＝eq\f(1210,3)ΩC．R＝55ΩD．低擋位時(shí)，電阻絲每秒產(chǎn)生的焦耳熱為880J解析：選C兩電鍵均閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)、電阻絲均工作，吹風(fēng)機(jī)為高擋位，A錯(cuò)誤；由于電動(dòng)機(jī)為非純電阻元件，所以rM不能用P低＝eq\f(U2,rM)求解，B錯(cuò)誤；對(duì)電阻絲由P＝eq\f(U2,R)得，R＝eq\f(U2,P高－P低)＝eq\f(2202,1000－120)Ω＝55Ω，C正確；吹風(fēng)機(jī)為低擋位時(shí)，電鍵S1處于斷開狀態(tài)，沒有電流流過電阻絲，因此其產(chǎn)生的焦耳熱為0，D錯(cuò)誤。6、(2017·江蘇南通3月自主練習(xí))中車青島四方機(jī)車廠，試驗(yàn)出時(shí)速高達(dá)605公里的高速列車。已知列車運(yùn)行時(shí)的阻力包括車輪與軌道摩擦的機(jī)械阻力和車輛受到的空氣阻力，若認(rèn)為機(jī)械阻力恒定，空氣阻力和列車運(yùn)行速度的平方成正比，當(dāng)列車以時(shí)速200公里行駛的時(shí)候，空氣阻力占總阻力的70%，此時(shí)列車功率為1000kW，則高速列車在時(shí)速為600公里時(shí)的功率大約是()A．10000kW B．20000kWC．30000kW D．40000kW解析：選B當(dāng)車速為200km/h時(shí)，受到的總阻力功率為P＝fv，解得f＝eq\f(P,v)，故f機(jī)＝30%f，f阻＝kv2＝70%f，當(dāng)列車速度達(dá)到600km/h，P′＝(f機(jī)＋kv′2)v′，聯(lián)立解得P′≈20000kW，B正確。7、.(2017·太倉模擬)一輛跑車在行駛過程中的最大輸出功率與速度大小的關(guān)系如圖所示，已知該車質(zhì)量為2×103kg，在某平直路面上行駛，阻力恒為3×103N。若該車從靜止開始以恒定加速度2m/s2做勻加速運(yùn)動(dòng)，則此勻加速過程能持續(xù)的時(shí)間大約為()A．8s B．14sC．26s D．38s解析：選B由題圖可知，該車的最大功率約為P＝200kW，在勻加速階段由牛頓第二定律可知：F－F阻＝ma即F＝F阻＋ma＝3000N＋2000×2N＝7000N，再由P＝Fv可知：v＝eq\f(P,F)＝eq\f(200×103,7000)m/s＝eq\f(200,7)m/s，由v＝at，解得t＝eq\f(100,7)s≈14s，故選項(xiàng)B正確。二、非選擇題1、在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，取O點(diǎn)為圓心、r為半徑作一圓周，在O點(diǎn)固定一電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷，a、b、c、d為相互垂直的兩條直線(其中一條沿豎直方向)和圓周的交點(diǎn)。當(dāng)把一試探電荷＋q放在d點(diǎn)時(shí)恰好平衡(如圖所示)。(1)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的大小、方向如何？(2)試探電荷＋q放在c點(diǎn)時(shí)，受力Fc的大小、方向如何？(3)試探電荷＋q放在b點(diǎn)時(shí)，受力Fb的大小、方向如何？[思路點(diǎn)撥]解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)電場強(qiáng)度為矢量。(2)矢量的合成遵守平行四邊形定則。[解析](1)如圖所示，由題意可知F1＝keq\f(Qq,r2)F2＝qEF1＝F2所以qE＝keq\f(Qq,r2)，E＝keq\f(Q,r2)，場強(qiáng)方向沿db方向。(2)試探電荷放在c點(diǎn)(如圖所示)：Ec＝eq\r(E12＋E2)＝eq\r(2)E＝eq\r(2)keq\f(Q,r2)，所以Fc＝qEc＝eq\r(2)keq\f(Qq,r2)，方向與ac方向成45°角斜向左下方。(3)試探電荷放在b點(diǎn)(如圖所示)：Eb＝E2＋E＝2E＝2keq\f(Q,r2)，所以Fb＝qEb＝2keq\f(Qq,r2)，方向沿db方向。[答案]見解析[備考錦囊]類比法、對(duì)稱法求解疊加場的場強(qiáng)(1)類比法當(dāng)空間某一區(qū)域同時(shí)存在兩個(gè)或兩個(gè)以上的電場(由各自獨(dú)立的場源電荷所激發(fā))時(shí)，某點(diǎn)場強(qiáng)E等于各電場的場強(qiáng)在該點(diǎn)的矢量和，遵循平行四邊形定則，可以類比力的合成與分解。(2)對(duì)稱法2、(2017·蘇錫常模擬)乒乓球發(fā)球機(jī)的簡化模型示意圖如圖所示，發(fā)球機(jī)的機(jī)頭相當(dāng)于一個(gè)長l＝20cm的空心圓柱(內(nèi)徑比乒乓球的直徑略大)，水平固定在球臺(tái)邊緣O點(diǎn)上方H＝45cm處，可繞C軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變球的落點(diǎn)。球臺(tái)長為L＝3m，位于球臺(tái)中央的球網(wǎng)高h(yuǎn)＝25cm，出球口離盛球容器底部的高度H0＝50cm，不考慮乒乓球的旋轉(zhuǎn)、空氣阻力和發(fā)球機(jī)軌道對(duì)球的阻力，已知一只乒乓球的質(zhì)量約為3g(取重力加速度g＝10m/s2)。(1)若發(fā)球機(jī)的機(jī)頭不轉(zhuǎn)動(dòng)，且出球點(diǎn)在O點(diǎn)正上方，當(dāng)發(fā)球機(jī)發(fā)出的球能過網(wǎng)且落在球臺(tái)上，求發(fā)球機(jī)出球的速度大小范圍；(2)若發(fā)球機(jī)機(jī)頭以ω＝5rad/s按俯視圖所示方向轉(zhuǎn)動(dòng)，且出球時(shí)球相對(duì)機(jī)頭的速度為9m/s。求出球點(diǎn)轉(zhuǎn)到O點(diǎn)正上方時(shí)所發(fā)出球的最后落點(diǎn)位置，結(jié)果用xOy坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值表示；(3)在第(2)問情景下，若發(fā)球機(jī)每分鐘發(fā)出30只球，求發(fā)球機(jī)因發(fā)球而消耗的平均功率。解析：(1)根據(jù)H－h(huán)＝eq\f(1,2)gt12得：t1＝eq\r(\f(2H－h(huán),g))＝eq\r(\f(2×0.45－0.25,10))s＝0.2s，則發(fā)球機(jī)出球的最小速度為：v1＝eq\f(\f(L,2),t1)＝eq\f(\f(3,2),0.2)m/s＝7.5m/s，根據(jù)H＝eq\f(1,2)gt22得：t2＝eq\r(\f(2H,g))＝eq\r(\f(2×0.45,10))s＝0.3s，則發(fā)球機(jī)出球的最大速度為：v2＝eq\f(L,t2)＝eq\f(3,0.3)m/s＝10m/s，發(fā)球機(jī)出球的速度大小范圍為：7．5m/s＜v＜10m/s。(2)機(jī)頭轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度為：v3＝lω＝0.2×5m/s＝1m/s，根據(jù)平行四邊形定則知，球發(fā)出后的速度為：v＝eq\r(v32＋v42)＝eq\r(1＋81)m/s＝eq\r(82)m/s，球發(fā)出后做平拋運(yùn)動(dòng)，在xOy坐標(biāo)系中，縱坐標(biāo)為：y＝v3t2＝1×0.3m＝0.3m，橫坐標(biāo)為：x＝v4t2＝