四川2018（春）高考物理課外練題（13）及解析答案

四川2018（春）高考物理課外系列練題（13）及解析答案一、選擇題1．(多選)2017年4月12日19時(shí)，我國(guó)首顆高通量通信衛(wèi)星——實(shí)踐十三號(hào)衛(wèi)星由長(zhǎng)征三號(hào)B運(yùn)載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，這也是我國(guó)首次基于Ka頻段多波束寬帶通信系統(tǒng)的全新通信衛(wèi)星．若該衛(wèi)星發(fā)射后繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，運(yùn)動(dòng)周期為T，引力常量為A．衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的線速度B．衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的加速度C．地球的質(zhì)量D．地球表面處的重力加速度解析：選ABC.衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的線速度的大小v＝eq\f(2πr,T)，因r、T已知，所以可以求出線速度，選項(xiàng)A正確；衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的加速度的大小a＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2r，因r、T已知，所以選項(xiàng)B正確；設(shè)地球質(zhì)量為M，衛(wèi)星的質(zhì)量為m，衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供向心力，eq\f(GMm,r2)＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2r，可得M＝eq\f(4π2r3,GT2)，因r、T、G均已知，所以選項(xiàng)C正確；由萬有引力定律可知，地球表面的重力加速度為g＝Geq\f(M,R2)，地球的半徑未知，也就不能求出地球表面處的重力加速度，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤．2．我國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)計(jì)劃由若干靜止軌道衛(wèi)星、中地球軌道衛(wèi)星組成，其中靜止軌道衛(wèi)星均定位在距離地面約為3.6×104km的地球同步軌道上，中地球軌道衛(wèi)星距離地面的高度約為2.16×104km，已知地球半徑約為6.4×103A．線速度大于第一宇宙速度B．線速度小于靜止軌道衛(wèi)星的線速度C．加速度約是靜止軌道衛(wèi)星的2.3倍D．加速度約是靜止軌道衛(wèi)星的2.8倍解析：選C.根據(jù)Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)得，v＝eq\r(\f(GM,r))，因?yàn)橹械厍蜍壍佬l(wèi)星的軌道半徑大于第一宇宙速度的軌道半徑，則中地球軌道衛(wèi)星的線速度小于第一宇宙速度；中地球軌道衛(wèi)星的軌道半徑小于靜止軌道衛(wèi)星的軌道半徑，則線速度大于靜止軌道衛(wèi)星的線速度，故A、B錯(cuò)誤．根據(jù)Geq\f(Mm,r2)＝ma得，加速度a＝eq\f(GM,r2)，中地球軌道衛(wèi)星的軌道半徑大約是靜止軌道衛(wèi)星軌道半徑的0.66倍，則加速度約為靜止軌道衛(wèi)星的2.3倍，故C正確，D錯(cuò)誤．故選C.3．下列說法正確的是()A．氡的半衰期是3.8天，所以10個(gè)氡原子核經(jīng)過3.8天一定還剩5個(gè)B．太陽(yáng)輻射的能量主要來自太陽(yáng)內(nèi)部的核裂變反應(yīng)C．核子憑借核力結(jié)合在一起構(gòu)成原子核D．溫度越高，放射性元素衰變?cè)娇旖馕觯哼xC.半衰期對(duì)大量的原子核適用，對(duì)少量的原子核不適用，故A錯(cuò)誤；太陽(yáng)輻射的能量主要來自太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；核子憑借核力結(jié)合在一起構(gòu)成原子核，選項(xiàng)C正確；半衰期與外界條件無關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選C.4．游樂場(chǎng)中，從離水面一定高度的A處到水面B處有兩條長(zhǎng)度相同的光滑軌道，如圖所示，甲、乙兩名小孩沿不同軌道同時(shí)從A處自由滑向B處，則兩名小孩在全部滑行過程中的速率v隨時(shí)間t變化的下列圖象，正確的是()解析：選B.根據(jù)牛頓第二定律可知甲的加速度逐漸減小，乙的加速度逐漸增加，而v－t圖線的斜率等于加速度；兩物體的位移相同，圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積相等，故選項(xiàng)B正確．5．關(guān)于物理學(xué)的研究方法，以下說法不正確的是()A．伽利略開創(chuàng)了運(yùn)用邏輯推理和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合進(jìn)行科學(xué)研究的方法B．卡文迪許在利用扭秤實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量萬有引力常量時(shí)，應(yīng)用了放大法C．電場(chǎng)強(qiáng)度是用比值法定義的，因而電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力成正比，與試探電荷的電量成反比D．“合力與分力”、“總電阻”、“交流電的有效值”用的是等效替代的方法解析：選C.伽利略開創(chuàng)了運(yùn)用邏輯推理和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合進(jìn)行科學(xué)研究的方法，即理想實(shí)驗(yàn)，選項(xiàng)A正確；扭秤實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)用了放大法，選項(xiàng)B正確；在定義電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)應(yīng)用了比值法，因而電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力和試探電荷的電量無關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；等效替代法是在保證某種效果相同的前提下，將實(shí)際的、復(fù)雜的物理問題和物理過程轉(zhuǎn)化為等效的、簡(jiǎn)單的、易于研究的物理問題和物理過程來研究和處理的方法，合力與分力、總電阻、交流電的有效值用的是“等效替代”的方法，選項(xiàng)D正確．6．如圖所示，傾角為θ的斜面正上方有一小球以初速度v0水平拋出．若小球到達(dá)斜面的位移最小，重力加速度為g，則飛行時(shí)間t為()A．t＝v0tanθ B．t＝eq\f(2v0cotθ,g)C．t＝eq\f(v0cotθ,g) D．t＝eq\f(2v0tanθ,g)解析：選B.過拋出點(diǎn)作斜面的垂線AB，如圖所示：當(dāng)質(zhì)點(diǎn)落在斜面上的B點(diǎn)時(shí)，位移最小，設(shè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，則水平方向：x＝v0t豎直方向：y＝eq\f(1,2)gt2.根據(jù)幾何關(guān)系有eq\f(x,y)＝tanθ則eq\f(v0t,\f(1,2)gt2)＝tanθ解得：t＝eq\f(2v0,gtanθ)＝eq\f(2v0cotθ,g).故B正確，ACD錯(cuò)誤．故選B.二、非選擇題1．(2017·鹽城市阜寧中學(xué)高三下學(xué)期模擬考試)如圖甲所示，在水平面上固定有長(zhǎng)為L(zhǎng)＝2m、寬為d＝0.5m的光滑金屬“U”形導(dǎo)軌，導(dǎo)軌右端接有R＝1Ω的電阻，在“U”形導(dǎo)軌右側(cè)l＝1m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示．在t＝0時(shí)刻，質(zhì)量為m＝0.1kg、內(nèi)阻r＝1Ω導(dǎo)體棒ab以v0＝1m/s的初速度從導(dǎo)軌的左端開始向右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)，g取10m/s2.(1)求第一秒內(nèi)流過ab電流的大小及方向；(2)求ab棒進(jìn)磁場(chǎng)瞬間的加速度大??；(3)導(dǎo)體棒最終停止在導(dǎo)軌上，求全過程回路中產(chǎn)生的焦耳熱．解析：(1)第一秒內(nèi)磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻變化，由法拉第電磁感應(yīng)定律有E1＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ldΔB,Δt)＝0.5V所以流過ab的電流I1＝eq\f(E1,R＋r)＝0.25A，方向：由a流向b(2)依題意可知ab棒在1s末時(shí)刻進(jìn)入磁場(chǎng)(速度仍為v0)，此后磁感應(yīng)強(qiáng)度保持不變則E2＝Bdv0＝0.5VI2＝eq\f(E2,2R)＝0.25AF＝BI2d由牛頓第二定律，有BI2d＝ma所以a＝1.25m/s2(3)Q1＝Ieq\o\al(2,1)(R＋r)t1＝0.125J.Q2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝0.05J.全過程回路產(chǎn)生的焦耳熱Q＝Q1＋Q2＝0.175J答案：(1)0.25A方向：由a流向b(2)1.25m/s2(3)0.175J2．在光滑的冰面上放置一個(gè)截面為四分之一的圓弧，圓弧的半徑足夠大且為光滑自由曲面．一個(gè)坐在冰車上的小孩手扶一小球靜止在冰面上．已知小孩和冰車的總質(zhì)量為m1，小球的質(zhì)量為m2，曲面質(zhì)量為m3，某時(shí)刻小孩將小球以v0的速度向曲面推出(如圖所示)．(1)求小球在圓弧面上能上升的最大高度；(2)若m1＝40kg，m2＝2kg，小孩將小球推出后還能再接到小球，試求曲面質(zhì)量m3應(yīng)滿足的條件．解析：(1)小球在曲面上運(yùn)動(dòng)到最大高度時(shí)兩者共速，速度為v，小球與曲面的水平方向上系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能也守恒，有m2v0＝(m2＋m3)veq\f(1,2)m2veq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)(m2＋m3)v2＋m2gh解得h＝eq\f(m3v\o\al(2,0),2m2＋m3g).(2)小孩推球的過程中動(dòng)量守恒，即0＝m2v0－m1v1，代入數(shù)據(jù)得：v1＝eq\f(v0,20)對(duì)于球和曲面，根據(jù)動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律有m2v0＝－m2v2＋m3v3eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)＋eq\f(1,2)m3ve