2018年高考物理三輪助力選練題（11）及解析

2018年高考物理三輪助力選練題（11）及解析一、選擇題1.如圖是“電磁炮”模型的原理結(jié)構(gòu)示意圖.光滑水平金屬導(dǎo)軌M,N的間距L=0.2m,電阻不計(jì),在導(dǎo)軌間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1×102T.裝有彈體的導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌M,N上的最左端,且始終與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)體棒ab(含彈體)的質(zhì)量m=0.2kg,在導(dǎo)軌M,N間部分的電阻R=0.8Ω,可控電源的內(nèi)阻r=0.2Ω.在某次模擬發(fā)射時(shí),可控電源為導(dǎo)體棒ab提供的電流恒為I=4×103A,不計(jì)空氣阻力,導(dǎo)體棒ab由靜止加速到A.導(dǎo)體棒ab所受安培力大小為1.6×105NB.光滑水平導(dǎo)軌長(zhǎng)度至少為20mC.該過(guò)程系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱為3.2×106JD.該過(guò)程系統(tǒng)消耗的總能量為1.76×106J解析:由安培力公式有F=BIL=8×104N,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;彈體由靜止加速到4km/s,由動(dòng)能定理知Fx=mv2,則軌道長(zhǎng)度至少為x==20m,選項(xiàng)B正確;導(dǎo)體棒ab做勻加速運(yùn)動(dòng),由F=ma,v=at,解得該過(guò)程需要時(shí)間t=1×102s,該過(guò)程中產(chǎn)生焦耳熱Q=I2(R+r)t=1.6×105J,彈體和導(dǎo)體棒ab增加的總動(dòng)能Ek=mv2=1.6×106J,系統(tǒng)消耗的總能量E=Ek+Q=1.76×106J,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確.2．(2017·四川省遂寧市高三二診)如圖所示，質(zhì)量相同的三顆衛(wèi)星a、b、c繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其中b、c在地球的同步軌道上，a距離地球表面的高度為R，此時(shí)a、b恰好相距最近．已知地球質(zhì)量為M、半徑為R、地球自轉(zhuǎn)的角速度為ω.萬(wàn)有引力常量為G，則()A．發(fā)射衛(wèi)星b時(shí)速度要大于11.2km/sB．衛(wèi)星a的機(jī)械能大于衛(wèi)星b的機(jī)械能C．衛(wèi)星a和b下一次相距最近還需經(jīng)過(guò)t＝eq\f(2π,\r(\f(GM,8R3))－ω)D．若要衛(wèi)星c沿同步軌道與b實(shí)現(xiàn)對(duì)接，可讓衛(wèi)星c加速解析：選C.衛(wèi)星b繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，7.9km/s是指在地球上發(fā)射的物體繞地球飛行作圓周運(yùn)動(dòng)所需的最小初始速度，11.2km/s是物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度．所以發(fā)射衛(wèi)星b時(shí)速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，故A錯(cuò)誤；衛(wèi)星從低軌道到高軌道需要克服引力做較多的功，衛(wèi)星a、b質(zhì)量相同，所以衛(wèi)星b的機(jī)械能大于衛(wèi)星a的機(jī)械能，故B錯(cuò)誤；b、c在地球的同步軌道上，所以衛(wèi)星b、c和地球具有相同的周期和角速度．由萬(wàn)有引力提供向心力，即eq\f(GMm,r2)＝mω2r，解得ω＝eq\r(\f(GM,r3))，a距離地球表面的高度為R，所以衛(wèi)星a的角速度ωa＝eq\r(\f(GM,8R3))，此時(shí)a、b恰好相距最近，到衛(wèi)星a和b下一次相距最近時(shí)滿(mǎn)足(ωa－ω)t＝2π，解得t＝eq\f(2π,\r(\f(GM,8R3))－ω)，故C正確；讓衛(wèi)星c加速，所需的向心力增大，由于萬(wàn)有引力小于所需的向心力，衛(wèi)星c會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)原軌道，所以不能與b實(shí)現(xiàn)對(duì)接，故D錯(cuò)誤．3．（2018廣西欽州市第一中學(xué)開(kāi)學(xué)考試）疊羅漢是一種由多人層層疊成各種造型的游戲娛樂(lè)形式，也是一種高難度的雜技。如圖所示為六人疊成的三層靜態(tài)造型，假設(shè)每個(gè)人的重量均為G，下面五人的背部均呈水平狀態(tài)，則最底層正中間的人的一只腳對(duì)水平地面的壓力約為（）A.B.C.D.【答案】B4．(多選)如圖所示，一帶負(fù)電的小金屬環(huán)套在粗糙絕緣細(xì)桿AB上，桿與水平面夾角為θ，桿的下方O點(diǎn)處固定一帶正電的點(diǎn)電荷，OA＝OB現(xiàn)使小環(huán)以初速度v0，從A點(diǎn)沿桿上滑，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零，小環(huán)滑回A點(diǎn)時(shí)速度為v，下列說(shuō)法正確的是()A．小環(huán)上滑過(guò)程中先勻加速再勻減速B．小環(huán)上滑時(shí)間小于下滑時(shí)間C．小環(huán)下滑過(guò)程中，減少的重力勢(shì)能等于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能D．從A點(diǎn)出發(fā)到再回到A點(diǎn)的過(guò)程，小環(huán)克服摩擦力做的功等于小環(huán)損失的動(dòng)能解析：選BD.因小環(huán)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的庫(kù)侖力是變力，對(duì)其受力分析可知，小環(huán)在上滑過(guò)程中的加速度是變化的，并不是勻變速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于上滑時(shí)的平均加速度大于下滑時(shí)的平均加速度，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式定性分析可知，小環(huán)上滑時(shí)間小于下滑時(shí)間，選項(xiàng)B正確；由功能關(guān)系可知，小環(huán)下滑過(guò)程中，減少的重力勢(shì)能等于其在A點(diǎn)的動(dòng)能和克服摩擦力做的功之和，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；小環(huán)從A點(diǎn)到再次回到A點(diǎn)過(guò)程中，電場(chǎng)力做功為零，重力做功為零，故小環(huán)克服摩擦力做的功等于小環(huán)損失的動(dòng)能，選項(xiàng)D正確．5.(2017·江蘇泰州三模)為測(cè)量化工廠(chǎng)的污水排放量,技術(shù)人員在排污管末端安裝了流量計(jì)(流量Q為單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)某截面流體的體積)如圖所示,長(zhǎng)方體絕緣管道的長(zhǎng)、寬、高分別為a,b,c,左右兩端開(kāi)口,所在空間有垂直于前后、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在上、下兩個(gè)面的內(nèi)側(cè)固定有金屬板M,N,污水充滿(mǎn)管道從左向右勻速流動(dòng),測(cè)得M,N間電壓為U,污水流過(guò)管道時(shí)受到的阻力大小為f=kLv2,k是比例系數(shù),L為污水沿流速方向的長(zhǎng)度,v為污水的流速,則(CD)A.污水的流量Q=B.金屬板M的電勢(shì)不一定高于金屬板N的電勢(shì)C.電壓U與污水中離子濃度無(wú)關(guān)D.左、右兩側(cè)管道的壓強(qiáng)差Δp=解析:根據(jù)qvB=q得v=,則有Q=vS=vbc=bc=,故A錯(cuò)誤.根據(jù)左手定則,正離子向上表面偏轉(zhuǎn),負(fù)離子向下表面偏轉(zhuǎn),知上表面的電勢(shì)一定高于下表面的電勢(shì),即金屬板M的電勢(shì)一定高于金屬板N的電勢(shì),故B錯(cuò)誤.最終離子在電場(chǎng)力和洛倫茲力作用下平衡,有qvB=q,解得U=vBc,電壓U與離子濃度無(wú)關(guān),故C正確.根據(jù)平衡條件,則有Δpbc=f=kLv2=kav2,而v=,解得Δp=,故D正確.6．(2017·江西五市八校第二次聯(lián)考)如圖甲所示，兩平行光滑導(dǎo)軌傾角為30°，相距10cm，質(zhì)量為10g的直導(dǎo)線(xiàn)PQ水平放置在導(dǎo)軌上，從Q向P看的側(cè)視圖如圖乙所示．導(dǎo)軌上端與電路相連，電路中電源電動(dòng)勢(shì)為12.5V，內(nèi)阻為0.5Ω，限流電阻R＝5Ω，R′為滑動(dòng)變阻器，其余電阻均不計(jì)．在整個(gè)直導(dǎo)線(xiàn)的空間中充滿(mǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫(huà)出)，磁場(chǎng)方向可以改變，但始終保持垂直于直導(dǎo)線(xiàn)．g取10m/s2.若要保持直導(dǎo)線(xiàn)靜止在導(dǎo)軌上，則電路中滑動(dòng)變阻器連入電路電阻的極值取值情況及與之相對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)方向是()A．電阻的最小值為12Ω，磁場(chǎng)方向水平向右B．電阻的最大值為25Ω，磁場(chǎng)方向垂直斜面向左上方C．電阻的最小值為7Ω，磁場(chǎng)方向水平向左D．電阻的最大值為19.5Ω，磁場(chǎng)方向垂直斜面向右下方解析：選D.磁場(chǎng)方向水平向右時(shí)，直導(dǎo)線(xiàn)所受的安培力方向豎直向上，由平衡條件有mg＝BIL，得I＝eq\f(mg,BL)＝eq\f(0.01×10,1×0.1)A＝1A，由I＝eq\f(E,R＋R′＋r)，得R′＝7Ω，故A錯(cuò)誤；磁場(chǎng)方向垂直斜面向左上方時(shí)，直導(dǎo)線(xiàn)所受的安培力方向沿斜面向下，不可能靜止在斜面上，故B錯(cuò)誤；磁場(chǎng)方向水平向左時(shí)，直導(dǎo)線(xiàn)所受的安培力方向豎直向下，不可能靜止在斜面上，故C錯(cuò)誤；磁場(chǎng)方向垂直斜面向右下方時(shí)，直導(dǎo)線(xiàn)所受的安培力方向沿斜面向上，由平衡條件有mgsin30°＝BIL，得I＝eq\f(1,2)·eq\f(mg,BL)＝0.5A，由I＝eq\f(E,R＋R′＋r)，得R′＝19.5Ω，即電阻的最大值為19.5Ω，故D正確．二、非選擇題1．在用“落體法”做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明選擇一條較為滿(mǎn)意的紙帶，如圖甲所示．他舍棄前面密集的點(diǎn)，以O(shè)為起點(diǎn)，從A點(diǎn)開(kāi)始選取紙帶上連續(xù)點(diǎn)A、B、C、…測(cè)出O到A、B、C、…的距離分別為h1、h2、h3、…電源的頻率為f.(1)(多選)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是________．A．選用質(zhì)量大體積小的重錘B．安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使兩限位孔在同一豎直線(xiàn)上C．釋放紙帶前，手應(yīng)提紙帶上端并使紙帶豎直D．重錘下落中手始終提住紙帶上端，保持紙帶豎直(2)小明通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)(有阻力的影響)，畫(huà)出的v2-h圖象如圖乙所示．已知直線(xiàn)斜率為k，則當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭________(填“＞”“＝”或“＜”)eq\f(k,2).(3)另有四位同學(xué)在圖乙的基礎(chǔ)上，畫(huà)出沒(méi)有阻力時(shí)的v2-h圖線(xiàn)，并與其比較，其中正確的是________．解析：(1)為減小空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，應(yīng)選用質(zhì)量大而體積小的重錘，選項(xiàng)A正確；為減小限位孔對(duì)紙帶的摩擦力，安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)使兩限位孔在同一豎直線(xiàn)上，選項(xiàng)B正確；釋放紙帶前手應(yīng)提紙帶上端并使紙帶豎直，可減小阻力，選項(xiàng)C正確；重錘下落的過(guò)程中，手不能拉著紙帶，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．(2)根據(jù)動(dòng)能定理得F合h＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，解得v2＝eq\f(2F合,m)h＋veq\o\al(2,0)，由于直線(xiàn)的斜率為k，則k＝eq\f(2F合,m)，重錘下落的過(guò)程中受阻力作用，F(xiàn)合＝mg－f＜mg，由以上兩式解得k＜2g，解得g＞eq\f(k,2).(3)不論有無(wú)阻力，釋放點(diǎn)的位置相同，即初速度為零時(shí)，兩圖線(xiàn)必交于橫軸的同一點(diǎn)，選項(xiàng)B正確，ACD錯(cuò)誤．答案：(1)ABC(2)＞(3)B2．(2017·湖北襄陽(yáng)五中第五層適應(yīng)性考試)如圖所示，放在光滑水平地面上的小車(chē)固定一個(gè)金屬制成的U形管，小車(chē)連同U形管質(zhì)量為M，U形管底部呈半圓形，內(nèi)部光滑．質(zhì)量為m(M＝3m)的光滑小球直徑略小于U形管內(nèi)徑，以水平初速度v0從U形管下口內(nèi)射入，小球速度改變180°角后從上管口射出，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程重力對(duì)小球運(yùn)動(dòng)影響忽略不計(jì)．(1)當(dāng)小球從U形管中射出時(shí)，小球和小車(chē)的速度各是多大？(2)當(dāng)小球經(jīng)過(guò)U形管底部半圓最左端時(shí)，小球的速度是多大？解析：(1)設(shè)小球射出U形管時(shí)，小球和小車(chē)的速度分別為v1和v2，取向左為正方向由動(dòng)量守恒定律得：mv0＝mv1＋Mv2由機(jī)械能守恒定律得：eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,2)根據(jù)已知條件M＝3m解得v1＝－eq\f(v0,2)，小球的速度大小為eq\f(v0,2)，方向水平向右v2＝eq\f(v0,2)，小車(chē)