2024年高考物理二輪復(fù)習(xí)考前熱身訓(xùn)練-能力題提分練(三)

能力題提分練（三）

一、單項選擇題

1.（2023山東日照二模）如圖所示，電荷最絕對值均為q的四個異種點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四個點到圓心O的距離相等。下列說法正確的

是（）

A.W和。兩點處的電場強(qiáng)度不相同

B.M點的電場方向由M點指向N點、

C.將一帶正電的點電荷從M點移動到Q點,靜電力做正功

D.將一帶正電的點電荷從M點移動到N點，靜電力做功為零

2.（2023山東濟(jì)南二模）如圖所示,傾角為a=37Q的光滑斜面固定在水平地面上，物塊4和長木板8疊

放在斜面上，不可伸長的輕繩繞過光滑定滑輪連接長木板B與物塊Co物塊A、長木板B的質(zhì)量均

為以物塊C的質(zhì)量為2,〃工、8間的動摩擦因數(shù)4=0.8,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重刀加速度

為g,sin37°=0.6,cos37°=0.8。將A、為C由靜止釋放，下列說法正確的是（）

A.輕繩的拉力大小為21ng

B.物塊A的加速度大小為0.2g

C.物塊C的加速度大小為0.76g

D.物塊A與長木板B間的摩擦力大小為0.64/咫

3.（2023湖南岳陽模擬）某載人飛船繞地球做圓周運動的周期為7,由于地球遮擋，航天員發(fā)現(xiàn)有"時

問會經(jīng)歷"日全食''過程，如圖所示。已知地球的半徑為凡引力常量為G,地球日轉(zhuǎn)周期為7b,太陽光可

看作平行光，則下列說法正確的是（）

A.￡船離地球表面的高度為2R

B.一天內(nèi)飛船經(jīng)歷“日全食”的次數(shù)為J

C.航天員觀察地球的最大張角為120°

D.地球的平均密度為緩

4.（2023山東威海二模汝I圖所示，理想變壓器接在電壓為Uo的交流電源上，三個定值電阻4、&、R3

的阻值相等，調(diào)節(jié)滑動變阻器R的滑片，使其阻值與定值電阻相等，此時兩個理想電壓表的示數(shù)相同，

下列說法正確的是（）

A.變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1:2

B.電壓表的示數(shù)為華

C.變壓器的輸入功率為R消耗功率的7倍

D.向卜.移動滑動變阻器的滑片，兩電壓表的示數(shù)都變大

二、多項選擇題

5.（2023山東濰坊二模）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。/=（）時刻一個小物塊從左瑞滑上木板J=/o時刻木板的速度第1次變?yōu)?。，此時小物塊從木板右端

滑離。已知小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為"，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，則（）

P——.

?▲▲▲▲,,,?

A1當(dāng)時刻木板的加速度最大

時刻木板的加速度最大

時刻木板的速度最大

時刻木板的速度最大

6.如圖所示，間距￡=0.5m的光滑U形金屬導(dǎo)軌固定在絕緣斜面上，斜面傾角。=37°。區(qū)域/、〃分

別以PQ、WN為邊界，均存在垂直于斜面向上的磁場，區(qū)域/中磁感應(yīng)強(qiáng)度從。開始隨時間均勻增大,

IX域〃中為勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度01=0.5T/Q與MN之間為無磁場［乂域。質(zhì)量〃i=0.1kg＞電阻

R=2Q的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置，從兩磁場之間的無磁場區(qū)域由靜止釋放，經(jīng)過f=2s進(jìn)入?yún)^(qū)域〃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)軌足夠長且電阻不計。重力加速度g取10

m/s2,sin37°=0.6。則下列說法正確的是（）

N

A.進(jìn)入?yún)^(qū)域〃后，導(dǎo)體棒中的電流/=2.4A

B.無磁場區(qū)域的面積至少為12m2

C.前2s導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱。=3.24J

D.若區(qū)域/磁場面積為2m5則區(qū)域/的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的表達(dá)式為8=1.8/（SI）

三、非選擇題

7.（2023山東臨沂二模）太陽能電池是?種利用太陽光發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片,又稱為“太陽能芯片''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量

某光電池的電動勢和內(nèi)陽，已知相同光照強(qiáng)度下該光電池的電動勢不變。

甲

待測光電池（電動勢約為3V,內(nèi)阻約為10Q）;

電流表Ai（量程為0~3mA,內(nèi)阻/?AI=100Q）;

電流表A2（量程為0~600mA，內(nèi)阻約為1Q）;

定值電阻Ri=900Q;

定值電阻R2=200Q;

滑動變阻器R（0~200Q）;

開關(guān)S,導(dǎo)線若干。

⑴根據(jù)所給器材設(shè)計最合理的實驗電路，其中定值電阻應(yīng)選（選填“2”或屁”）,并在圖甲中

完成實物連接。

（2）該同學(xué)用一定強(qiáng)度的光照射該光電池，閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值，讀出電流表曲的讀

數(shù)人和電流表A2的讀數(shù)七得到該光電池的小八曲線如圖乙所示。由圖乙可知,該光電池的電動勢為

V,當(dāng)Ai的示數(shù)為2.30mA時,電池內(nèi)阻為.。。（均保留2位有效數(shù)字）

IgHigggigillgi

9U22tSS2X：?XgSSlSM8XSi8tSH2SS2Sm

2ZZ2ZZZZZ2ZZZZZZZZ^：Z,ZZZZZZZZZ

■■■■■■■■■,???■???■■■?

SSSSZSZZ8SSSSSSS8ZSSS?：：SSZS2SS

1X>22X22SXX8SS32￡228ZZ2S8^S3XS3SS

*跚I攤瞰圈捕置.

50100150200250MX)//mA

乙

（3）當(dāng)滑動變阻器接入電路的電阻為8Q時，滑動變阻器上消耗的電功率為W。（保留2位

有效數(shù)字）

9.(2023福建廈門二模)如圖甲所示，傾角9=30°的斜面固定在水平地面上，斜面上放置長度LIm、

質(zhì)量惆=3kg的長木板人長木板的下端恰好與斜面底部齊平;一可視為質(zhì)點、質(zhì)量〃『lkg、電荷量

^=+1x|0'5C的物塊B放在長木板上，與長木板上端距離d\=0.15m;與長木板上端距離di=\m的虛

線右側(cè)存在足夠?qū)挼膭驈?qiáng)電場，電場方向垂直斜面向上。片0時刻起，一沿斜面向上的恒力尸作用

在長木板上」s后撤去F,物塊8在0~1s內(nèi)運動的I圖像如圖乙所示,且物塊8在/=1.3s時速度恰

好減為零。已知物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)川萼，長木板與斜面間的動摩擦因數(shù)〃2萼,設(shè)最大靜

2

摩擦力等于滑動摩擦力，物塊B所帶的電荷量始終不變，重力加速度g取10m/so

(1)求恒力廣的大小。

(2)求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小。

(3)從r=0時刻起到長木板下端再次與斜面底部齊平的過程中,求物塊B與長木板A間因摩擦產(chǎn)生的

熱量。

能力題提分練（三）

1.A根據(jù)對稱性和電場直加原則可知,M和。兩點處的電場強(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電荷+4、P在M點的合電場強(qiáng)度上處方向豎直向下，水平直徑

兩端的等量異種點電荷+4、q在M點的合電場強(qiáng)度E如萬向水平向右，根據(jù)等量異種點電荷電

場分布特點可知￡%>&/、,用點的電場方向并不是由M點指向N點,B錯誤。根據(jù)等量異種點電

荷電勢分布特點和對稱性可知,M點和Q點電勢相等,N點和尸點電勢相等，且M點和。點電勢

大于N點和，點電勢，則將一帶正電的點電荷從M點移動到。點，靜電力做功為零;將一帶正電

的點電荷從M點移動到N點，靜電力做正功,C、D錯誤。

2.D假設(shè)A、8能相對靜止一起沿斜面向上加速運動,則整體的加速度大小

a=2mg-27%n37二（）2g,此時對物體A有Ff-mgs\n37°解得尸尸0.8〃吆,而A與8的最大靜摩

擦力Rm=w〃gcos370=0.64〃?g,可知此時A、8不能相對靜止，即A相對B下滑/與8間的滑動

摩擦力大小為Rr=〃〃?gcos37°=0.64〃?g,此時A的加速度大小a產(chǎn)

竺迪絲產(chǎn)蛆二=0.04a方向沿斜面向上,B錯誤,D正確;對從。的整體有

二詠嚶竺/=竽自因物塊C的加速度方向向下,處于失重狀態(tài)，即輕繩的拉力大小小于

Of*4O

2/ng,A、C錯誤。

3.D由幾何關(guān)系可知，每次“日全食”過程的時間內(nèi)飛船轉(zhuǎn)過a角,所需的時間為，=97；由于航天

zn

員發(fā)現(xiàn)有:7時間會經(jīng)歷“日全食”過程，則:丁二）7,得。二》,設(shè)飛船離地球表面的高度為隊由幾何

6ZTT63

關(guān)系可得忌=sing,得/?二",A錯誤;地球自轉(zhuǎn)周期為76,飛船繞地球一圈時間為7；飛船繞地球一

K+nL

圈會有一次日全食，即每過時間才就有一次日全食，則一天內(nèi)飛船經(jīng)歷“日全食”的次數(shù)為牛,B錯

誤;設(shè)航天員觀察地球的最大張角為〃，則由幾何關(guān)系可得sing=去，得。=60°,C錯誤;萬有引

力提供向心力，有學(xué)=辛，解得，〃地=將，其中r=R+仁2R,又片字=瞿,聯(lián)立得

r1v3相

"二鬻'D正確。

4.B設(shè)此時電壓表的示數(shù)為U,通過凡、氏、飛的電流都為/尸/3=/4=（通過&的電流為

/2=/3+/產(chǎn)手，變壓器原、副線圈匝數(shù)比四=?=黑錯誤;原線圈的輸入電壓U產(chǎn)Uo-U.副線圈的

輸出電壓S=2U+U=3U,根據(jù)蟲=*可得U=^,B正確;變壓器的輸入功率P）、二尸出=/2S=羋內(nèi)

"27R

“2P\?

消耗功率則/=6,C錯誤;設(shè)副線圈的總電阻為RTh=bRMJi=UhR

Kr1ri2

"=/2,UoUR+U產(chǎn)率R+羋R和向下移動滑動變阻器的滑片，則副線圈電路的總電阻增大，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Vi的示數(shù)變小,因為原線圈電壓變大，則副線圈電壓也變大，又R2兩端的電壓變小，則電壓

表Vz的示數(shù)變大,D錯誤。

5.DD對木板分析，木板先向右做加速度減小的變加速運動，后向右做加速度增大的變減速運動,

設(shè)木板相對加速度為0的位置為平衡位置，木板相對平衡位置的位移大小為X木板初始位置到

平衡位置的距離為幾小物塊的質(zhì)量為風(fēng)則有Mo="〃■當(dāng)木板在平衡位置左側(cè)時所受外力的合

力大小為b二〃"吆火Lo-工)二k當(dāng)木板在平衡位置右側(cè)時所受外力的合力大小為F=A;(L()+A)-

卬〃g二米，可知該過程木板所受外力的合力大小與相對平衡位置的位移大小成正比，方向相反，即

回復(fù)力大小與相對平衡位置的位移大小成正比，方向相反，則木板向右做簡諧運動,根據(jù)對稱性可

知/=()時刻與u/o時刻加速度大小相等，均達(dá)到最大值,A錯誤,B正確;木板向右做簡諧運動，根據(jù)

對稱性可知，平衡位置速度最大，即，當(dāng)時刻木板的速度最大C錯誤,D正確。

6.AC導(dǎo)體棒進(jìn)入?yún)^(qū)域〃恰好勻速下滑，則mgsin導(dǎo)體棒中的電流為/=2.4A,故A正確；

導(dǎo)體棒進(jìn)入?yún)^(qū)域〃磁場的速度為口=。/,根據(jù)牛頓第二定律有nigsin370二〃口,導(dǎo)體棒在無磁場區(qū)

域做勻加速直線運動，有/=2辦,無磁場區(qū)域的面積最小值為Smin=Ll,代入數(shù)據(jù)得Smin=6m2,故B

錯誤;導(dǎo)體棒進(jìn)入?yún)^(qū)域〃后，區(qū)域/中磁感應(yīng)強(qiáng)度變化產(chǎn)生的感生電動勢為區(qū)域〃中導(dǎo)體棒切

割磁場產(chǎn)生的動生電動勢為&則昂+&=自+&乙片/R,解得感生電動勢鼠=1.8V,前2s導(dǎo)體棒

未切割磁場，則產(chǎn)生的焦耳熱為Q/；=3.24J,故C正確;根據(jù)昂二笑=竽S,得區(qū)域/磁場的變化

AAcAC

率為第R.9T/S,區(qū)域/中磁感應(yīng)強(qiáng)度從0開始隨時間均勻增加，則區(qū)域/的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變

At

化的表達(dá)式為8=0.9*SI),故D錯誤。

7.答案(1)吊實物圖連接見解析(2)2.97.5(3)0.27

解析(1)待測光電池的電動勢約為3V,則將電流表Ai改裝成3V的電壓表，則R=^.RM=-^

'1JX1v

Q-100Q=900Q,故選凡;電路的實物連接圖如圖所示。

⑵根據(jù)閉合電路歐姆定律有曰兩+心)+口得仁扁心+G，有，%=2.9:nA,解得

E=2.9V;當(dāng)Ai的不數(shù)為2.30mA時，由圖乙可知電流表A?的讀數(shù)為80mA,根據(jù)閉合電路歐姆

定律E=4(RAI+RI)+/2二代入數(shù)據(jù)得電池內(nèi)阻為片7.5Qo

(3)當(dāng)滑動變阻器接入電路的電阻為8Q時，將8。的定值電阻的U-/2圖像畫到電源的卜4圖像

中，由于電壓表是用電流表Ai改裝成3V的電壓表，可知此時Ai的示數(shù)為1.50mA時,電流表A2

的讀數(shù)為185mA，則滑動變阻器接入電路的電阻為8Q吐滑動變阻器上消耗的電功率為

P=(185xg2x8w=0.27W0

300MnA

8.答案⑴詈

(2嚴(yán)(Ma+叫方向沿Z軸負(fù)方向

⑶J曰+B^RZG+J+^^-("+3+^^_(幾+了(〃=°,123，…)

解析(1)由平衡條件得K軸方向有q\^:B=qE\

z軸方向有c/v()xB=mg

小球在運動過程中的最小動能為其初始動能的最最小動能即為z軸方向的速度減為0時的動能

12

=2mv0x

22

根據(jù)題意有Ekmin《X=^m(vOx+vOz)

解得V0.t=V0r

則mg=qE\

解得E尸蹩。

q

(2)設(shè)圓軌道半徑為尺，圓周上一點和坐標(biāo)原點連線與)，軸的夾角為a

z軸方向有mg二F電sina

由牛頓第二定律有qcoRR-F電CGSa=m〃『Ri

其中tana=￡

解得用叫磬,由左手定則可知磁場方向沿z軸負(fù)方向.

(3)小球的運動為復(fù)雜的旋進(jìn)運動。將該運動分解為xOz平面內(nèi)的勻速圓周運動和)，軸王方向

的勻加速直線運動，在xOz平面內(nèi)有鄉(xiāng)1/2二々匕

又v=2vocos60°

解得r=7

小球在xOz平面內(nèi)做勻速圓周運動的周期為

小ZnrTIR

T=—=——

VVQ

小球從。2到C的時間為

/=(n+^)7'(/1=0,1,2,3,,,,)

02c在Z軸方向上的距離乂=八。2c在X軸方向上的距離乙=n小球在y軸的正方向做勻加速直

線運動，根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律可知02。在)，軸方向上的距離

Lv=2vosin60°?，+2〃產(chǎn)

根據(jù)牛頓第二定律得4田二〃〃7

02c的距離為

222

O2C=^Lx+Lz+Ly=

昭丫+竊+限咋+抑?),

J務(wù)3MR2g+丁+(n+丁+(n+，("=0,1,2,3,…)。

9.答案⑴48N(2)5V3X105N/C(3)1.125J

解析(1)由圖乙可知,0~1s內(nèi)物塊8的加速度大小為

專=2nVs2

At

若物塊8與長木板A發(fā)生相對滑動，由牛頓第二定律得

4i〃?gcos0-mgsin0=ma()

得ao=2.5ni/s2

因0Vg故恒力廠作用后，兩者相對靜止,一起向上加速，對4、A整體有

尸-42(而+6)geosJ-(/Mo+/n)gsin0=(m()+m)a\

得F=48No

(2)0~ls內(nèi)4、8一起運動的位移為

Xi=y/|

得為=1m=〃2

即撤去外力時長木板4恰好運動到電場邊緣，假設(shè)撤去外刀后A、8相對錚止一起減速，對A、B

整體有

42(〃?o+，〃)gcose+(〃?o+/〃)gsin9=(，〃o+m)。2

得42=10m/s2

對物塊B有

Fn+〃?gsinO=ma

得