2023年高三物理二輪練習(xí)03 三大力場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)

2023年高三物理二輪高頻考點(diǎn)沖刺突破

專題03三大力場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)

專練目標(biāo)專練內(nèi)容

目標(biāo)1高考真題（IT—6T）

目標(biāo)1重力場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)（7T—12T）

目標(biāo)2電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)（13T—18T）

目標(biāo)3磁場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)（19T—24T）

【典例專練】

一、高考真題

1.（2022全國(guó)卷）長(zhǎng)為/的高速列車在平直軌道上正常行駛，速率為孫,要通過(guò)前方一長(zhǎng)為上的隧道，當(dāng)

列車的任一部分處于隧道內(nèi)時(shí)，列車速率都不允許超過(guò)（）已知列車加速和減速時(shí)加速度的大小分

Vv<vflo

別為。和20,則列車從減速開始至回到正常行駛速率W,所用時(shí)間至少為（）

v∩-vL+/vɑ—VL+2/

A.——+------B.----+-----

2aVaV

）（）

C.3”+WD.3v0-vιL+2l

2avav

2.（2022河北卷）科學(xué)訓(xùn)練可以提升運(yùn)動(dòng)成績(jī),某短跑運(yùn)動(dòng)員科學(xué)訓(xùn)練前后百米全程測(cè)試中，速度V與時(shí)

間,的關(guān)系圖像如圖所示。由圖像可知（）

A.。?4時(shí)間內(nèi)，訓(xùn)練后運(yùn)動(dòng)員的平均加速度大

B.O~G時(shí)間內(nèi)，訓(xùn)練前、后運(yùn)動(dòng)員跑過(guò)的距離相等

C.G?G時(shí)間內(nèi)，訓(xùn)練后運(yùn)動(dòng)員的平均速度小

D.g時(shí)刻后，運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練前做減速運(yùn)動(dòng)，訓(xùn)練后做加速運(yùn)動(dòng)

3.（2022遼寧卷）如圖所示，一小物塊從長(zhǎng)Im的水平桌面一端以初速度VO沿中線滑向另一端，經(jīng)過(guò)IS從

另一端滑落。物塊與桌面間動(dòng)摩擦因數(shù)為"，g?10m∕s2o下列v。、〃值可能正確的是（）

A.Vo=2.5m∕sB.vo=1.5m∕sC.μ=0.28D.μ=0.25

4.（2021海南卷）如圖，兩物塊P、Q用跨過(guò)光滑輕質(zhì)定滑輪的輕繩相連，開始時(shí)P靜止在水平桌面上。

將一個(gè)水平向右的推力尸作用在P上后，輕繩的張力變?yōu)樵瓉?lái)的一半。已知P、Q兩物塊的質(zhì)量分別為

%=0.51^、,々=0.21^,。與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.5,重力加速度8=1001/5，則推力產(chǎn)的大小為（）

A.4.0NB.3.0NC.2.5ND.1.5N

5.（2022重慶卷）如圖1所示，光滑的平行導(dǎo)電軌道水平固定在桌面上，軌道間連接一可變電阻，導(dǎo)體桿

與軌道垂直并接觸良好（不計(jì)桿和軌道的電阻），整個(gè)裝置處在垂直于軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。桿在水

平向右的拉力作用下先后兩次都由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，兩次運(yùn)動(dòng)中拉力大小與速率的關(guān)系如圖2

所示。其中，第一次對(duì)應(yīng)直線①，初始拉力大小為幾，改變電阻阻值和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小后，第二次對(duì)應(yīng)直

線②，初始拉力大小為2凡，兩直線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為3片。若第一次和第二次運(yùn)動(dòng)中的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比

為晨電阻的阻值之比為機(jī)、桿從靜止開始運(yùn)動(dòng)相同位移的時(shí)間之比為"，則晨〃可能為（）

磁場(chǎng)

D.k=2拒、加=6、n=2

6.（2021山東卷）如圖所示，電阻不計(jì)的光滑U形金屬導(dǎo)軌固定在絕緣斜面上。區(qū)域1、11中磁場(chǎng)方向均

垂直斜面向上，I區(qū)中磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加，∏區(qū)中為勻強(qiáng)磁場(chǎng)。阻值恒定的金屬棒從無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域

中4處由靜止釋放，進(jìn)入∏區(qū)后，經(jīng)分下行至C處反向上行。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬棒始終垂直導(dǎo)軌且接觸良好。

在第一次下行和上行的過(guò)程中，以下敘述正確的是（）

A.金屬棒下行過(guò)6時(shí)的速度大于上行過(guò)％時(shí)的速度

B.金屬棒下行過(guò)6時(shí)的加速度大于上行過(guò)b時(shí)的加速度

C.金屬棒不能回到無(wú)磁場(chǎng)區(qū)

D.金屬棒能回到無(wú)磁場(chǎng)區(qū)，但不能回到“處

二、重力場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)

7.兩同學(xué)用手機(jī)上安裝的聲音秒表軟件測(cè)量聲速，聲音秒表檢測(cè)到第一次聲音時(shí)開始計(jì)時(shí)，第二次聲音時(shí)

停止計(jì)時(shí)，如圖所示，4、B、C、。在一條直線上，將兩個(gè)手機(jī)放置在相距為X的8、C兩點(diǎn)，一同學(xué)在力

處拍手一次、。處的同學(xué)聽到聲音后過(guò)了一段時(shí)間后也拍手一次,8、C兩處的手機(jī)秒表計(jì)時(shí)值分別為。和G，

則聲速為（）

2xX

D.

t?+t2A+/2

8.汽車在平直的公路上沿直線運(yùn)動(dòng)。時(shí)刻，司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方出現(xiàn)事故踩下剎車踏板，車輛立即開始做勻減

速運(yùn)動(dòng)，這一過(guò)程中汽車的位移時(shí)間圖像如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是（）

A.2%后汽車開始做勻速運(yùn)動(dòng)

B.汽車勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為

2彳

C.。?％內(nèi)，汽車平均速度的大小為豹

4）

D.0~2f0內(nèi)，汽車平均速度的大小為寺

9.2022年10月12日，神舟十四號(hào)乘務(wù)組的三位老師給全國(guó)的中小學(xué)生進(jìn)行了第三次太空授課，展示了在

完全失重狀態(tài)下神奇的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。如圖為航天員老師在空間站內(nèi)進(jìn)行毛細(xì)現(xiàn)象演示的實(shí)驗(yàn)。航天員老師將3

根粗細(xì)不同的玻璃管插入到水中，水在液體表面張力的作用下，會(huì)快慢不同地充滿整根玻璃管，已知水在

不同玻璃管內(nèi)的表面張力大小與玻璃管的半徑成正比，即產(chǎn)=匕，關(guān)于水在玻璃管中的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確

的是（）

A.水沿玻璃管做勻加速運(yùn)動(dòng)

B.水沿玻璃管先做勻加速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng)

C.在粗細(xì)不同的玻璃管中的相同高度處，粗管中水的加速度小于細(xì)管中水的加速度

D.在粗細(xì)不同的玻璃管中的相同高度處，粗管中水的加速度大于細(xì)管中水的加速度

10.雄安新區(qū)容東片區(qū)位于容城縣城以東是雄安新區(qū)先期啟動(dòng)建設(shè)的片區(qū)之一，目前已進(jìn)入熱火朝天的建

設(shè)階段、塔吊林立。十分壯觀。假設(shè)其中某臺(tái)塔吊上安裝有力傳感器，力傳感器記錄了纜繩上拉力隨時(shí)間

變化的規(guī)律，考慮空氣阻力，如圖所示，則此過(guò)程中貨物的速度八加速度。、位移X及機(jī)械能E隨時(shí)的變

化規(guī)律可能正確的是（）

11.如圖所示，質(zhì)量為W=Ikg的物塊放在水平桌面上，桌面的左端固定一光滑定滑輪，輕繩繞過(guò)定滑輪，

一端連接在物塊上，另一端吊著質(zhì)量為機(jī)的小球，物塊與滑輪間的輕繩水平。由靜止釋放物塊，當(dāng)小球的

質(zhì)量為時(shí)，物塊由靜止開始到在水平桌面上運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間為已知重力加速度大小取

0.5kg0.5mIs0g

10m∕s2,不計(jì)空氣阻力，物塊與水平桌面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。則下列說(shuō)法正確的是（）

M

丹一Γ"l,

立

A.要使物塊能運(yùn)動(dòng)，小球的質(zhì)量至少為0.3kg

B.要使物塊能運(yùn)動(dòng)，小球的質(zhì)量至少為0.35kg

C.無(wú)論小球的質(zhì)量多大，輕繩的拉力不可能超過(guò)13N

D.無(wú)論小球的質(zhì)量多大，輕繩的拉力不可能超過(guò)13.5N

12.一根不可伸長(zhǎng)的輕軟細(xì)繩上端固定在列車的天花板上，其下端系一小球（可看作質(zhì)點(diǎn)）。當(dāng)列車以加速

度α向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)繩偏離豎直方向的擺角為仇如圖甲所示。觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加速度”不同時(shí),

。亦不同，據(jù)此可以制作一個(gè)加速度計(jì)，如圖乙所示，其中。1沿豎直方向、OE沿水平方向，OB、OC和

OD為NAOE的四等分線，對(duì)應(yīng)的加速度分別為aB、aC、aD,取重力加速度為g,下列說(shuō)法正確的是（）

A.該加速度計(jì)的量程為0~8

B.aC—g

C.cιD—3aB

D.?<―(aβ+ao)

三、電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)

13.如圖所示，擋板MN與水平方向夾角為。=60°，空間存在著與水平方向成30角斜向右下的勻強(qiáng)電場(chǎng),

場(chǎng)強(qiáng)為E=IXl（）5v∕m°一光滑絕緣、長(zhǎng)度未知的輕桿，一端固定在過(guò)。點(diǎn)的轉(zhuǎn)軸上，可繞。點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)

軸垂直于紙面，另一端與擋板MN接觸,O點(diǎn)距擋板的距離為4=0.6m。將一個(gè)質(zhì)量為m=Ikg,q=-?×10-4C

的小球套在輕桿上,從。點(diǎn)靜止釋放g=10m∕s2,則小球沿桿到達(dá)擋板的最短時(shí)間及此時(shí)對(duì)應(yīng)的桿長(zhǎng)為（)

A.Anin=°?2s,/=B.fnlin=°?3s,/=90巾

IO40

C.U=θ?4s,∕=2√lmD.gn=0?5s,/=亞m

58

14.如圖所示，電荷量為一外質(zhì)量為機(jī)的滑塊，沿固定絕緣斜面勻加速下滑?，F(xiàn)加一豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),

電場(chǎng)強(qiáng)度為E,下列判斷正確的是（）

A.物體可能勻速下滑B.物體將沿斜面減速下滑

C.物體將沿斜面以原加速度加速下滑D.物體將沿斜面以更大的加速度加速下滑

15.如圖所示，一質(zhì)量為機(jī)、電荷量為4的小球在電場(chǎng)強(qiáng)度為E、區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，以初速度%沿

QN在豎直面內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。ON與水平面的夾角為30。，重力加速度為g,且機(jī)g=qE,則（）

A.電場(chǎng)方向豎直向上

B.小球運(yùn)動(dòng)的加速度大小為目

2

C.小球上升的最大高度為受

4g

D.若小球在初始位置的電勢(shì)能為零，則小球電勢(shì)能的最大值為:，〃片

16.如圖所示為豎直面內(nèi)固定的兩水平粗糙管道，質(zhì)量加=2kg的帶電小球套在緊挨地面的管道上，且通過(guò)

原長(zhǎng)/°=0.5m、動(dòng)度系數(shù)斤=40N∕m的彈簧與上方管道相連，空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)（圖中未畫出）,

電場(chǎng)強(qiáng)度E=20V∕mo將小球從4點(diǎn)無(wú)初速度釋放，小球恰好能運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)。已知小球所帶電荷量為0.5C,

Na）A=90°,OC,0/關(guān)于。8對(duì)稱，OB=Im,重力加速度g取IOm/s?。則在小球從Z點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的

過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

A.。、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為20VB.小球在8點(diǎn)時(shí)的速度最大

C.小球克服摩擦力做的功為20JD.小球所受的摩擦力先減小后增大

17.如圖甲所示，一質(zhì)量〃?=0.5kg、電荷量（7=+L0xl（T2c的物塊靜止在絕緣的粗糙水平面上，在物塊所

在的足夠大的空間內(nèi)，加一與水平方向成6=37。、斜向右下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E=LOXIO'V/m。物塊

在電場(chǎng)力的作用下開始運(yùn)動(dòng)。物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中還受到空氣阻力，其大小與速度的大小成正比。物塊的加速

度”與速度V的關(guān)系如圖乙所示。已知與n37°=0.6,cos37o=0.8,重力加速度g取Iom/s?。則以下判斷正

確的是（)

3

A.物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=A

B.V=IOm/s時(shí)物塊的受到的空氣阻力大小為2.5N

C.V=15m/s時(shí)物塊的受到的空氣阻力大小為5N

D.空氣阻力與速度的比例系數(shù)為左=0.25N?s∕m

18.如圖所示，用絕緣材料做成的光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，O為圓心，ZOC、/8、BC均為用絕緣材料

做成的光滑細(xì)桿，力8桿豎直，/8與/C的夾角6=37。，整個(gè)空間存在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)（未畫出）?，F(xiàn)將

兩個(gè)質(zhì)量均為機(jī)、帶電量均為+q的環(huán)分別套在/C、/8兩根細(xì)桿上，并從力處同時(shí)由靜止釋放，結(jié)果兩環(huán)

經(jīng)相同時(shí)間f分別滑到C、B兩處。若不計(jì)環(huán)之間的庫(kù)侖力，重力加速度為g,sin37o=0.6,則下列說(shuō)法正確

的是（）

A.勻強(qiáng)電場(chǎng)方向一定水平向右

B.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=誓

4q

C.若把環(huán)套在BC桿上且從8處由靜止釋放，則環(huán)滑到C處時(shí)間大于/

D.若把環(huán)套在BC桿上且從8處由靜止釋放，則環(huán)滑到C處時(shí)間等于f

四、磁場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)

19.如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行直導(dǎo)軌/8、CA與水平面成。角放置，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)/、C兩點(diǎn)間接

有阻值為火的定值電阻，一根質(zhì)量均勻分布的直金屬桿放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，整套裝置處于磁感

應(yīng)強(qiáng)度大小為坳的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，金屬桿的阻值為

r,其余部分電阻不計(jì)，金屬桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為現(xiàn)將外力尸沿與導(dǎo)軌平行的方向作用在金屬

桿上，讓其由靜止開始沿導(dǎo)軌向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則下列外力尸與作用時(shí)間f的圖像中正確的是（）

20.如圖所示，足夠長(zhǎng)的固定絕緣粗細(xì)均勻的直管道水平放置，橫截面為正方形，里面放有帶正電的立方

體物塊。物塊的質(zhì)量為〃?，電荷量為q,邊長(zhǎng)稍微小于管道橫截面的邊長(zhǎng)，與管道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃，勻

強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8,方向垂直于管道的前后面?，F(xiàn)對(duì)物塊施加水平向右的力R使物塊自靜止開

始以大小為〃的加速度向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知重力加速度為g，對(duì)物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程的說(shuō)法正確的是（）

A.力尸隨時(shí)間先均勻減小，后均勻增大

B.力尸的最小值為零

C.自開始運(yùn)動(dòng)至F最小的過(guò)程中，物塊的位移大小為嘉W

D.自開始運(yùn)動(dòng)至尸最小的過(guò)程中，力尸對(duì)物塊的沖量大小為（2"+吟”'g

2qBa

21.如圖所示，在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一豎直足夠長(zhǎng)固定絕緣桿小

球尸套在桿上，已知P的質(zhì)量為機(jī)、電荷量為+?,電場(chǎng)強(qiáng)度為￡,磁感應(yīng)強(qiáng)度為8,尸與桿間的動(dòng)摩擦因

數(shù)為〃，重力加速度為g。小球由靜止開始下滑直到穩(wěn)定的過(guò)程中（）

A.小球的加速度一直減小

B.小球的機(jī)械能和電勢(shì)能的總和保持不變

下滑加速度為最大加速度一半時(shí)的速度可能是號(hào)薩

C.

小球向下運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定速度為萬(wàn)

D.

22.如圖所示，一質(zhì)量為“、電荷量為+q的圓環(huán)可在水平放置的足夠長(zhǎng)的粗糙細(xì)桿上滑動(dòng)，細(xì)桿處于磁感

應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，不計(jì)空氣阻力，現(xiàn)給圓環(huán)向右的初速度如,在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的

速度圖像是（）

B×

XXX×

23.如圖甲所示，空間存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)體棒。與間距為L(zhǎng)=0.1m的水平金屬導(dǎo)軌垂直放置，計(jì)

時(shí)開始a受到水平向右的拉力F,從靜止開始一直以加速度α=5m∕s2向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，t=0時(shí)刻拉力

為4=1N,/。=2$時(shí)刻拉力為6=21?1。如圖乙所示，空間存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)體棒從C與間距為

L0.1m的水平金屬導(dǎo)軌垂直放置，計(jì)時(shí)開始人受到水平向右的恒定的拉力廠的作用，6、C都從靜止開始做

加速直線運(yùn)動(dòng)，力時(shí)刻b的速度正好達(dá)到Vo=Wmfs,c的速度正好達(dá)到O.5vo,t1以后b、C達(dá)到穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)

狀態(tài)，〃時(shí)刻6的速度正好達(dá)到2物，圖甲、圖乙的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同均為8,導(dǎo)軌光滑足夠長(zhǎng)，a、b、C的電