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,有一個粗細均勻的邊長為L的單匝正方形閉合線框abcd,在水平外力的作用下,從靜止開始沿垂直磁場邊界方向做勻加速直線運動穿過勻強磁場,如圖(甲)所示.測得線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流i的大小和運動時間t的變化關(guān)系如圖(乙)所示,則下列說法正確的是(B)A.線框受到的水平外力一定是恒定的B.線框邊長與磁場寬度的比為3∶8C.出磁場的時間是進入磁場時的一半D.出磁場的過程中水平外力做的功與進入磁場的過程中水平外力做的功相等解析:由題圖(乙)可知,進磁場和出磁場時電流隨時間增大,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間增大的變力,選項A錯誤;根據(jù)題圖(乙),在2～4s時間內(nèi)線框進入磁場,設(shè)線框勻加速直線運動的加速度為a′,在進入磁場時速度v1=a′t1=2a′,完全進入磁場時速度v2=a′t2=4a′,線框邊長L可表示為L=(t2t1)=6a′,線框開始出磁場時速度v3=a′t3=6a′,磁場區(qū)域?qū)挾萪=(t3t1)=16a′,線框邊長L與磁場寬度之比為L∶d=3∶8,選項B正確;假設(shè)出磁場時間是進磁場時間的一半,由題可知進磁場時間為2s,則出磁場時間為1s,而線框邊長L=6a′,線框ab邊剛出磁場時速度為6a′,則線框邊長L′=6a′×1+a′×12=6.5a′,所以假設(shè)不成立,選項C錯誤;線框進入磁場過程的位移與出磁場過程的位移相等,線框進入磁場過程中的水平拉力小于出磁場過程中的水平拉力,根據(jù)功的定義可知,線框出磁場的過程中水平拉力做的功大于線框進入磁場過程中水平拉力做的功,選項D錯誤.2．(2017·云南省楚雄市高三下學(xué)期統(tǒng)測)隨著我國登月計劃的實施，我國宇航員登上月球已不是夢想；假如我國宇航員登上月球并在月球表面附近以初速度v0豎直向上拋出一個小球，經(jīng)時間t后回到出發(fā)點．已知月球的半徑為R，萬有引力常量為G，則下列說法正確的是()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))的速度就可能離開月球表面圍繞月球做圓周運動D．宇航員在月球表面附近繞月球做勻速圓周運動的繞行周期為eq\r(\f(Rt,v0))解析：選B.小球在月球表面做豎直上拋運動，根據(jù)勻變速運動規(guī)律得t＝eq\f(2v0,g月)，解得g月＝eq\f(2v0,t)，故A錯誤；物體在月球表面上時，由重力等于月球的萬有引力得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；宇航員離開月球表面圍繞月球做圓周運動至少應(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錯誤；宇航員乘坐飛船在月球表面附近繞月球做勻速圓周運動，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，若小球運動過程中受到的空氣阻力與其速率成正比，小球運動的速率隨時間變化的規(guī)律如圖所示，t1時刻到達最高點，再落回地面，落地速率為v1，下列說法中正確的是（）A．小球在上升過程中的加速度小于下降過程中的加速度B．小球上升過程中的平均速度大于C．小球下降過程中的平均速度大于D．小球下降過程中加速度越來越大【答案】C4、.距地面高5m的水平直軌道上A、B兩點相距3m，在B點用細線懸掛一大小可忽略的小球，離地高度為h，如圖。小車始終以6m/s的速度沿軌道勻速運動，經(jīng)過A點時將隨車攜帶的小球由軌道高度自由卸下，小車運動至B點時細線被軋斷，最后兩球同時落地。不計空氣阻力，取重力加速度的大小g＝10m/s2?？汕蟮眉毦€長為()A．1.25m B．2.25m C．3.75m D．4.75m【答案】C【解析】小車上的小球自A點自由落地的時間t1＝，小車從A到B的時間t2＝；小車運動至B點時細線軋斷，小球下落的時間t3＝；根據(jù)題意可得時間關(guān)系為t1＝t2＋t3，即＝＋解得h＝1.25m，即細線長為3.75米，選項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的物塊，從t1時刻到t2時刻受到恒定的水平推力F的作用，在這段時間內(nèi)物塊做直線運動，已知物塊在t1時刻的速度與t2時刻的速度大小相等，則在此過程中()A．物塊可能做勻速直線運動B．物塊的位移可能為零C．合外力對物塊做功一定為零D．F一定對物塊做正功解析：選ACD.物塊做直線運動，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動，也可能做勻變速直線運動，A正確．當(dāng)物塊做勻變速直線運動時，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，減速時加速度大小a1＝eq\f(F＋f,m)，反向加速時加速度大小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，減速時位移大小小于反向加速時位移大小，則B錯誤．因初、末速度相等，則合外力做功為零，由動能定理有WF＋Wf＝0，因摩擦力做負功，則推力F一定對物塊做正功，C、D正確．6.(2017·廣東模擬)如圖所示,在直角坐標(biāo)系xOy中,x軸上方有勻強磁場,磁感應(yīng)強度的大小為B,磁場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軸負方向與y軸正方向之間各個方向從原點O射入磁場區(qū)域.不計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中可能經(jīng)過的區(qū)域,其中R=,正確的圖是(D)解析:粒子在磁場中做勻速圓周運動,以x軸為邊界的磁場,粒子從x軸進入磁場后再離開,速度v與x軸的夾角相同,根據(jù)左手定則和R=,知沿x軸負方向的粒子剛好進入磁場運動一個圓周,沿y軸進入的粒子剛好轉(zhuǎn)動半個周期,如圖所示,在兩圖形的相交部分是粒子不能經(jīng)過的地方,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)象的兩個電路圖，L1和L2為電感線圈．實驗時，斷開開關(guān)S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)S2，燈A2逐漸變亮，而另一個相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同．下列說法正確的是()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，斷開開關(guān)S1瞬間，A1突然閃亮，說明流經(jīng)A1的電流瞬間增大，從而得到S1閉合，電路穩(wěn)定時，A1中的電流小于L1中的電流，所以選項B錯誤．由并聯(lián)電路特點可知，A1的電阻值大于L1的電阻值，所以選項A錯誤．分析圖b，開關(guān)S2閉合后，燈A2逐漸變亮，A3立即變亮，說明閉合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D錯誤．最終A2與A3亮度相同，說明流經(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C正確．二、非選擇題1．某物理實驗小組的同學(xué)安裝“驗證動量守恒定律”的實驗裝置如圖所示．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)生對心碰撞，則：(1)(多選)下列關(guān)于實驗的說法正確的是________．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)在實驗中，根據(jù)小球的落點情況，該同學(xué)測量出OP、OM、ON、O′P、O′M、O′N的長度，用以上數(shù)據(jù)合理地寫出驗證動量守恒的關(guān)系式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)在實驗中，用20分度的游標(biāo)卡尺測得兩球的直徑相等，讀數(shù)部分如圖所示，則小球的直徑為________mm.解析：(1)要保證小球每次都做平拋運動，則軌道的末端必須水平，A正確；“驗證動量守恒定律”的實驗中，通過平拋運動的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度，只要離開軌道后做平拋運動的初速度相同即可，對斜槽是否光滑沒有要求，B錯誤；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“驗證碰撞中的動量守恒”實驗中，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錯誤．(2)入射球與被碰球離開斜槽末端后均從同一高度開始做平拋運動，則小球在空中運動的時間相同．由實驗操作可知需要驗證動量守恒表達式為m1v1＝m1v1′＋m2v2′，由于運動時間相同則有m1v1t＝m1v1′t＋m2v2′t，整理可得m1·OP＝m1·OM＋m2·O′N.(3)由圖可知主尺22mm處的刻度線與游標(biāo)尺的第11小格對齊，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(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，開始時彈簧處于壓縮狀態(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，滑塊運動到C點與小球M相碰時彈簧剛好恢復(fù)原長，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動，碰后小球沿光滑圓筒軌道運動到最高點D水平拋出時對圓筒壁剛好無壓力，若滑塊與小球碰撞過程時間極短且碰撞過程沒有能量損失．g＝10m/s2求：(1)小球從D點拋出后運動的水平距離；(2)小球的質(zhì)量；(3)已知彈簧的彈性勢能表達式為Ep＝eq\f(1,2)kΔx2，k為彈簧的勁度系數(shù)，Δx為彈簧的形變量，求滑塊碰后返回過程中滑塊的最大動能．解析：(1)小球在D點做平拋運動，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)滑塊與小球相碰時動量守恒，機械能守恒：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點到D點的過程中機械能守恒：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過程，彈簧和滑塊組成的系統(tǒng)機械能守恒eq\f(1,2)ke