2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)：專題十五 高考題解答技巧及提分方略 專題訓(xùn)練

專題十五高考題解答技巧及提分方略專題訓(xùn)練(十五)一、選擇題1.如圖所示為兒童蹦床時(shí)的情景，若兒童每次與彈性床相碰后都能回到相同的高度，并重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)，取每次與彈性床的剛接觸的點(diǎn)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，豎直向上為正方向，下列兒童位置(即坐標(biāo)y)和其速度v的關(guān)系圖象中，能大體描述該過程的是()2．發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)系外的一顆行星．這顆行星的體積是地球的4.7倍，質(zhì)量是地球的25倍．已知某一近地衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期約為1.4小時(shí)，引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，由此估算該行星的平均密度約為()A．1.8×103kg/m3B．5.6×103kg/m3C．1.1×104kg/m3D．3.0×104kg/m33．“約瑟夫森結(jié)”由超導(dǎo)體和絕緣體制成．若在結(jié)兩端加恒定電壓U，則它會(huì)輻射頻率為ν的電磁波，且與U成正比，即ν＝kU.已知比例系數(shù)k僅與元電荷e的2倍和普朗克常量h有關(guān)．你可能不了解此現(xiàn)象的原理，但仍可運(yùn)用物理學(xué)中常用的方法，在下列選項(xiàng)中，推理判斷比例系數(shù)k的值可能為()A.B.C．2ehD.4．(多選)電荷周圍有電場(chǎng)，具有質(zhì)量的物體周圍有引力場(chǎng)，引力場(chǎng)與電場(chǎng)有很多相似之處．例如點(diǎn)電荷Q的場(chǎng)強(qiáng)公式為E＝k，質(zhì)點(diǎn)(或球)m周圍的引力場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)也可以用定義電場(chǎng)強(qiáng)度的方法得到g′＝G，質(zhì)點(diǎn)(或球)m周圍的引力場(chǎng)的引力勢(shì)為p＝－G；負(fù)點(diǎn)電荷Q周圍的電勢(shì)為φ＝－k，同樣按照電場(chǎng)線的定義方式引力場(chǎng)周圍也可以畫出引力線．設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R，地球表面處的重力加速度為g，引力常量為G，則下列說(shuō)法正確的是()A．兩個(gè)質(zhì)量相等的星球周圍的引力線分布如圖乙所示B．距地球表面高度R處的引力場(chǎng)強(qiáng)度為C．距地球表面高度R處的引力場(chǎng)的引力勢(shì)為－GD．如果不計(jì)空氣阻力，從地球表面發(fā)射一顆質(zhì)量為m，軌道高度為R的人造地球衛(wèi)星，火箭需要提供的能量為5.(多選)AOC是光滑的直角金屬導(dǎo)軌，AO沿豎直方向，OC沿水平方向，ab是一根金屬直棒，靠立在導(dǎo)軌上(開始時(shí)b離O點(diǎn)很近)，如圖所示．它從靜止開始在重力作用下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中a端始終在AO上，b端始終在OC上，直到ab完全落在OC上，整個(gè)裝置放在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，則ab棒在運(yùn)動(dòng)過程中()A．感應(yīng)電流方向始終是b→aB．感應(yīng)電流方向先是b→a，后變?yōu)閍→bC．所受磁場(chǎng)力方向垂直于ab向上D．所受磁場(chǎng)力方向先垂直于ab向下，后垂直于ab向上6.如圖甲所示，在x≥0的區(qū)域有在垂直于xOy平面(紙面)向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，現(xiàn)用力使一個(gè)等邊三角形閉合導(dǎo)線(粗細(xì)均勻)框，沿x軸向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中線框平面與紙面平行，底邊BC與y軸平行，從頂點(diǎn)A剛?cè)氪艌?chǎng)開始計(jì)時(shí)，在線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)過程中，其感應(yīng)電流I(取順時(shí)針方向?yàn)檎?與時(shí)間t的關(guān)系圖線為圖乙中的()7.相距為l，電荷量分別為＋q和－q的點(diǎn)電荷構(gòu)成電偶極子．如圖所示，取二者連線方向?yàn)閥軸方向，中點(diǎn)O為原點(diǎn)，建立如圖所示的xOy坐標(biāo)系，P點(diǎn)距坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離為r(rl)，P、O兩點(diǎn)間連線與y軸正方向的夾角為θ，設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，P點(diǎn)的電勢(shì)為φ，真空中靜電力常量為k.下面給出φ的四個(gè)表達(dá)式，其中只有一個(gè)是合理的．判斷φ的合理表達(dá)式應(yīng)為()A．φ＝C．φ＝B．φ＝D．φ＝8.如圖，豎直平面內(nèi)的軌道Ⅰ和Ⅱ都由兩段細(xì)直桿連接而成，兩軌道長(zhǎng)度相等．用相同的水平恒力將在軌道最低點(diǎn)B的靜止小球，分別沿Ⅰ和Ⅱ推至最高點(diǎn)A，所需時(shí)間分別為t1、t2，動(dòng)能增量分別為ΔEk1、ΔEk2.假定球在經(jīng)過軌道轉(zhuǎn)折點(diǎn)前后速度大小不變，且球與Ⅰ、Ⅱ軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，則()A．ΔEk1>ΔEk2t1>t2B．ΔEk1＝ΔEk2t1>t2C．ΔEk1>ΔEk2t1<t2D．ΔEk1＝ΔEk2t1<t2二、實(shí)驗(yàn)題9．如圖所示為“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置，滑塊和遮光條的總質(zhì)量為M、鉤碼的質(zhì)量為m、滑塊通過光電門A和光電門B的時(shí)間分別為tA和tB、重力加速度用g表示．為了完成實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了如下的操作：(1)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)為水平，請(qǐng)分析在摘掉鉤碼的條件下如何確定氣墊導(dǎo)軌水平：________________________________________________________________________________________________________________________________________________(請(qǐng)用語(yǔ)言敘述寫出合理的判斷方法)．(2)為了完成實(shí)驗(yàn)，還需測(cè)量的物理量有________(用選項(xiàng)字母表示)．A．滑塊的寬度DB．遮光條的寬度dC．滑塊由光電門A運(yùn)動(dòng)到光電門B的時(shí)間tD．光電門A到光電門B之間的距離L(3)如果系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，則關(guān)系式__________________成立(用題中所給及需要測(cè)量物理量符號(hào)來(lái)表示)．10．在航空儀表上使用的電阻器和電位器，要求具有電阻溫度系數(shù)低，電阻率大，耐磨等性能．實(shí)驗(yàn)小組測(cè)量一個(gè)由新材料制成的圓柱體的電阻率ρ的實(shí)驗(yàn)，其操作如下：(1)用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖甲所示，可知其長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝________mm；用螺旋測(cè)微器測(cè)出其直徑D如圖乙所示，則D＝________mm；(2)此圓柱體電阻約為100Ω，欲測(cè)量這種材料的電阻率ρ，現(xiàn)提供以下實(shí)驗(yàn)器材：A．電流表A1(量程50mA，內(nèi)阻r1＝20Ω)B．電流表A2(量程100mA，內(nèi)阻r2約為40Ω)C．電壓表V(量程15V，內(nèi)阻約為3000Ω)D．滑動(dòng)變阻器R1(0～10Ω，額定電流2A)E．定值電阻R0＝80ΩF．直流電源E(電動(dòng)勢(shì)為4V，內(nèi)阻很小)G．開關(guān)一只，導(dǎo)線若干為了盡可能精確測(cè)量圓柱體的阻值，在所給的方框中設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)電路圖，并標(biāo)明所選擇器材的物理符號(hào)；Ｋ(3)此圓柱體長(zhǎng)度為L(zhǎng)，直徑為D，若采用以上電路設(shè)計(jì)進(jìn)行測(cè)量電阻率ρ＝________(寫出表達(dá)式)(若實(shí)驗(yàn)中用到電流表A1、電流表A2、其讀數(shù)可分別用字母I1、I2來(lái)表示)．三、計(jì)算題11．如圖所示，一軌道由半徑為2m的四分之一豎直圓弧軌道AB和長(zhǎng)度可以調(diào)節(jié)的水平直軌道BC在B點(diǎn)平滑連接而成．現(xiàn)有一質(zhì)量為0.2kg的小球從A點(diǎn)無(wú)初速度釋放，經(jīng)過圓弧上的B點(diǎn)時(shí)，傳感器測(cè)得軌道所受壓力大小為3.6N，小球經(jīng)過BC段所受阻力為其重力的0.2倍，然后從C點(diǎn)水平飛離軌道，落到水平面上的P點(diǎn)，P、C兩點(diǎn)間的高度差為3.2m．小球運(yùn)動(dòng)過程中可以視為質(zhì)點(diǎn)，且不計(jì)空氣阻力．(1)求小球運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)的速度大?。?2)求小球在圓弧軌道上克服摩擦力所做的功；(3)為使小球落點(diǎn)P與B點(diǎn)的水平距離最大，求BC段的長(zhǎng)度；(4)小球落到P點(diǎn)后彈起，與地面多次碰撞后靜止．假設(shè)小球每次碰撞機(jī)械能損失75%，碰撞前后速度方向與地面的夾角相等．求小球從C點(diǎn)飛出后靜止所需的時(shí)間．12．如圖所示，在xOy平面的第二象限內(nèi)有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E＝102V/m，第一象限某區(qū)域內(nèi)存在著一個(gè)邊界為等邊三角形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直xOy平面向外．一比荷＝107C/kg的帶正電粒子從x軸上的P點(diǎn)射入電場(chǎng)，速度大小v0＝2×104m/s，與x軸的夾角θ＝60°.該粒子經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，由y軸上的Q點(diǎn)以垂直于y軸的方向進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)射出，后來(lái)恰好通過坐標(biāo)原點(diǎn)O，且與x軸負(fù)方向的夾角α＝60°，不計(jì)粒子重力．求：(1)OP的長(zhǎng)度和OQ的長(zhǎng)度；(2)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。?3)等邊三角形磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積．參考解析答案1答案A解析將兒童蹦床的過程大體上等效為逆過程的自由落體運(yùn)動(dòng)，由v2＝2gy可知，兒童位置(即坐標(biāo)y)和其速度v的關(guān)系圖象類似開口向下的拋物線，兒童在上升過程中速度減小，下落過程中速度反向增大．由以上分析知，A圖象與分析一致，故A項(xiàng)正確．2答案D解析由近地衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，＝mR，ρ＝＝，得ρ＝≈5.6×103kg/m3，由已知條件可知該行星的密度是地球密度的3答案B倍，ρ′＝×5.6×103kg/m3≈3.0×104kg/m3.解析根據(jù)題中給出的ν＝kU，和普朗克能量子E＝hν，可知E＝hkU，則k＝，再根據(jù)電流做功W，故選B項(xiàng)；另外本題也可根據(jù)單位制判斷，由ν＝kU可得k的單位為，所以B項(xiàng)正確．＝UIt＝qU，k＝＝＝＝，B項(xiàng)中的單位為＝＝4答案BD解析其他星球受到中心天體的引力指向中心天體，所以引力線應(yīng)該終止于中心天體，其他星球在該引力場(chǎng)中每一點(diǎn)的場(chǎng)力應(yīng)該等于兩星球單獨(dú)存在時(shí)場(chǎng)力的矢量和，所以除了兩星球連線上其他各處的合力并不指向這兩個(gè)星球，所以引力線應(yīng)該是曲線，綜合分析可知，兩個(gè)質(zhì)量相等的星球周圍的引力線分布如圖丙所示，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；距地球表面R高度處的引力場(chǎng)強(qiáng)度g′＝G，故B項(xiàng)正＝＝確；距地球表面R高度處的引力場(chǎng)的引力勢(shì)為－，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；將質(zhì)量為m的衛(wèi)星發(fā)射到R高度，引力勢(shì)能的增加量ΔEp＝－－＝，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有G＝m，解得Ek＝mv2＝，根據(jù)能量守恒定律，衛(wèi)星機(jī)械能增加量等于發(fā)動(dòng)機(jī)消耗的最小能量E＝ΔEp＋Ek＝，故D項(xiàng)正確．故選B、D兩項(xiàng)．5答案BD解析初始狀態(tài)，ab與直角金屬導(dǎo)軌圍成的三角形面積趨于0，末狀態(tài)ab與直角金屬導(dǎo)軌圍成的三角形面積也趨于0，所以整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，閉合回路的面積先增大后減?。鶕?jù)楞次定律的增反減同，判斷電流方向先是逆時(shí)針后是順時(shí)針，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；根據(jù)左手定則判斷安培力可得安培力先垂直于ab向下，后垂直于ab向上，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．故選B、D兩項(xiàng)．6答案B解析線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程：磁通量從零開始增加，根據(jù)楞次定律分析可知，感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，電流為負(fù)值，故排除C、D兩項(xiàng)；線框的有效切割長(zhǎng)度l＝2vttan30°，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小E＝Blv＝2Btv2tan30°，感應(yīng)電流大小I＝＝A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確．t＝t，感應(yīng)電流大小與時(shí)間成正比，故7答案C解析若夾角θ＝90°，則P點(diǎn)位于檢驗(yàn)電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)沿x軸移動(dòng)到O點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力始終與位移方向垂直，則x軸上的電勢(shì)處處為0，這與cos90°相符，可見A、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤，因離O點(diǎn)越遠(yuǎn)，其電勢(shì)就越小，故r應(yīng)在分母上，故B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確．8答案B解析小球從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)受到摩擦力做功為：Wf＝μmgcosα×L＝μmgx水平，與斜面傾角無(wú)關(guān)；水平拉力為恒力，水平位移相同，所以拉力做功相等，根據(jù)動(dòng)能定理可知，兩球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度相同，動(dòng)能相等，A、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤；將小球的運(yùn)動(dòng)看做直線運(yùn)動(dòng)，畫出其速率隨時(shí)間變化的圖象，可知，沿Ⅱ軌道運(yùn)動(dòng)的小球先到達(dá)，B項(xiàng)正確．9答案(1)輕推滑塊，滑塊通過兩光電門時(shí)的擋光時(shí)間相等(2)BD(3)mgL＝(M＋m)解析(1)如果氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)為水平，不掛鉤碼，輕推滑塊，滑塊做勻速運(yùn)動(dòng)，則通過兩個(gè)光電門的時(shí)間相等．(2)滑塊通過兩光電門的速度分別為和，為驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則mgL＝(M＋m)，則還需要測(cè)量遮光條的寬度d，光電門A到光電門B之間的距離L，故A、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤，B、D兩項(xiàng)正確．故選B、D兩項(xiàng)．(3)根據(jù)上述可知，需要驗(yàn)證mgL＝(M＋m).10答案(1)50.155.695(5.695～5.697)(2)電路圖見解析(3)解析(1)20分度的游標(biāo)卡尺，精確度為0.05mm，圓柱體的長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝50mm＋3×0.05mm＝50.15mm.螺旋測(cè)微器的可動(dòng)刻度為50格，共0.5mm，一小格的長(zhǎng)度為0.01mm，則圓柱體的直徑為D＝5.5mm＋19.5×0.01mm＝5.695mm.(2)直流電源E的電動(dòng)勢(shì)為4V，實(shí)驗(yàn)提供的電壓表為15V，量程太大不合適，而電流表A1的內(nèi)阻已知，還有一個(gè)定值電阻R0＝80Ω，可考慮改裝出電壓表，量程為UV＝IA1(r1＋R0)＝5V，量程較合適，改裝后待測(cè)電阻的最大電流為Imax≈A＝40mA.電流表A2的量程為100mA，直接接在待測(cè)電阻上指針的偏轉(zhuǎn)幅度小，而改裝后的電壓表和待測(cè)電阻并聯(lián)后的總電流約為80mA，則電流表A2(100mA)接在干路上指針偏轉(zhuǎn)比較合適；滑動(dòng)變阻器R1(10Ω)遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻阻值100Ω，為了調(diào)節(jié)方便和更多的獲得測(cè)量數(shù)據(jù)，則采用滑動(dòng)變阻器的分壓式接法，電路圖如圖所示．(3)根據(jù)所設(shè)計(jì)的電路原理可知，待測(cè)電阻的電壓為Ux＝I1(R0＋r1)待測(cè)電阻的電流為Ix＝I2－I1由歐姆定律和電阻定律可得待測(cè)電阻的阻值為Rx＝＝ρ，S＝聯(lián)立解得電阻率為ρ＝.11答案(1)4m/s(2)2.4J(3)3.36m(4)2.4s解析(1)小球在B點(diǎn)受到的重力與支持力的合力提供向心力，則FN－mg＝代入數(shù)據(jù)可得：v0＝4m/s.(2)A到B的過程中重力和阻力做功，則由動(dòng)能定理可得：mgR－Wf＝mv02－0代入數(shù)據(jù)得：Wf＝2.4J.(3)由B到C的過程中：－kmgLBC＝mvC2－mv02則：LBC＝從C點(diǎn)到落地的時(shí)間：t0＝B到P的水平距離：L＝＝s＝0.8s＋vC·t0代入數(shù)據(jù)，聯(lián)立并整理可得：L＝4－vC2＋vC可知，當(dāng)vC＝1.6m/s時(shí)，P到B的水平距離最大，為：L＝4.64m，故