2018年高考物理一輪訓(xùn)練（11）及詳細解析

（重慶專用）2018年高考物理一輪訓(xùn)練（11）及詳細解析一、選擇題1、如圖，在光滑絕緣水平面上，三個帶電小球a、b和c分別位于邊長為l的正三角形的三個頂點上；a、b帶正電，電荷量均為q，c帶負電。整個系統(tǒng)置于方向水平的勻強電場中。已知靜電力常量為k。若三個小球均處于靜止狀態(tài)，則勻強電場場強的大小為()A.eq\f(\r(3)kq,3l2) B.eq\f(\r(3)kq,l2)C.eq\f(3kq,l2) D.eq\f(2\r(3)kq,l2)解析：選B設(shè)小球c帶電荷量為Q，由庫侖定律可知小球a對小球c的庫侖引力為F＝keq\f(qQ,l2)，小球b對小球c的庫侖引力為F＝keq\f(qQ,l2)，二力合力為2Fcos30°。設(shè)水平勻強電場場強的大小為E，對c球，由平衡條件可得：QE＝2Fcos30°，解得：E＝eq\f(\r(3)kq,l2)，選項B正確。2、(2017·宜興市一模)有三個完全相同的金屬小球A、B、C，其中球C不帶電，球A和球B帶有等量的同種電荷，如圖所示，球A固定在豎直支架上，球B用不可伸長的絕緣細線懸于球A正上方的O點處，OB＜OA，靜止時細線與OA的夾角為θ。球C可用絕緣手柄移動，重力加速度為g，現(xiàn)在進行下列操作，其中描述與事實相符的是()A．僅將球C與球A接觸離開后，球B再次靜止時細線中的張力不變B．若將球C與球A接觸離開后，球B再次靜止時細線與OA的夾角為θ1，接著再將球C與球B接觸離開后，球B再次靜止時細線與OA的夾角為θ2，則θ1＜θ2C．剪斷細線OB瞬間，球B的加速度等于gD．剪斷細線OB后，球B將沿OB方向做勻變速直線運動直至著地解析：選A僅將球C與球A接觸后離開，球A的電量減半，致使二者間的庫侖力減小，對球B進行受力分析可知它在三個力的作用下平衡，如圖所示，可知兩陰影三角形相似，由三角形相似可知：eq\f(mg,H)＝eq\f(T,L)，故細線中的張力不變，故A正確；球C與球A接觸，電量平分為eq\f(q,2)，接著接觸球B，球B電量變?yōu)閑q\f(3q,4)，兩球電荷量的乘積變小，庫侖力變小，第一次接觸后夾角變小，同理知第二次接觸后再次變小，所以θ1＞θ2，故B錯誤；剪斷細線OB瞬間，球B在重力和庫侖力作用下運動，其合力斜向右下方，與原來細線的張力等大反向，故其加速度不等于g，故C錯誤；剪斷細線OB后，球B在空中運動時受到的庫侖力隨間距的變化而變化，即球B落地前做變加速曲線運動，故D錯誤。3、(2017·南京三模)如圖所示，在點電荷－q的電場中，放著一塊帶有一定電量、電荷均勻分布的絕緣矩形薄板，MN為其對稱軸，O點為幾何中心。點電荷－q與a、O、b之間的距離分別為d、2d、3d。已知圖中a點的電場強度為零，則帶電薄板在圖中b點處產(chǎn)生的電場強度的大小和方向分別為()A.eq\f(kq,d2)，水平向右B.eq\f(kq,d2)，水平向左C.eq\f(kq,d2)＋eq\f(kq,9d2)，水平向右D.eq\f(kq,9d2)，水平向右解析：選A－q在a處產(chǎn)生的電場強度大小為E＝eq\f(kq,d2)，方向水平向右。據(jù)題，a點處的電場強度為零，則知－q與帶電薄板在a點產(chǎn)生的電場強度大小相等，方向相反，則帶電薄板在a點產(chǎn)生的電場強度大小為E＝eq\f(kq,d2)，方向水平向左，則薄板帶負電。根據(jù)對稱性可知，帶電薄板在b點產(chǎn)生的電場強度大小為E＝eq\f(kq,d2)，方向水平向右，故A正確，B、C、D錯誤。4．(多選)(2017·西安模擬)在如圖所示的電路中，小燈泡的額定功率和額定電壓分別為0.4W、2V，電源的電動勢為3V，電源的內(nèi)阻為r且不能忽略，先將單刀雙擲開關(guān)扳到a，調(diào)節(jié)電阻箱，當小燈泡正常發(fā)光時，電阻箱的阻值R＝4Ω；再將單刀雙擲開關(guān)扳到b，電動機和小燈泡均能正常工作，電動機的額定電壓用UM表示、電動機的內(nèi)阻用rM表示。下列說法正確的是()A．r＝1ΩB．rM＝4ΩC．UM＝1VD．外電路消耗的功率與總功率的比值為eq\f(14,15)解析：選AD小燈泡正常工作時的電阻RL＝eq\f(U2,P)＝10Ω，流過小燈泡的電流I＝eq\f(P,U)＝0.2A。當開關(guān)S接a時，R總＝eq\f(E,I)＝15Ω，則電源內(nèi)阻r＝R總－R－RL＝1Ω，A正確；當開關(guān)S接b時，電動機M兩端的電壓UM＝E－Ir－U＝0.8V，C錯誤；由于電動機熱功率未知，所以不能求出電動機的內(nèi)阻，B錯誤；外電路消耗的功率P外＝EI－I2r，總功率P總＝EI，則外電路消耗的功率與總功率的比值eq\f(P外,P總)＝eq\f(EI－I2r,EI)＝eq\f(14,15)，D正確。5．(2017·鹽城三模)甲、乙、丙、丁是四個長度、橫截面積均相同的金屬導(dǎo)體，某同學(xué)對它們各進行了一次測量，把每個導(dǎo)體中通過的電流和兩端的電壓在IU坐標系中描點，如圖所示，四個導(dǎo)體中電阻率最大的是()A．甲 B．乙C．丙 D．丁解析：選A根據(jù)U＝IR可知，IU圖像的斜率倒數(shù)的大小表示電阻，則由圖可知，甲的斜率最小，那么其對應(yīng)的電阻最大，由于四個金屬導(dǎo)體長度、橫截面積均相同，因此甲的電阻率也最大，故A正確，B、C、D錯誤。6、(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點)用長為L的細線懸于O點，自由靜止在A位置，現(xiàn)用水平恒力F拉動小球。已知懸線的最大偏角為θ，則力F的大小及力F做的功W為()A．F＝mgtanθB．F＝eq\f(mg1－cosθ,sinθ)C．W＝mgL(1－cosθ)D．W＝mgLtanθ解析：選BC由動能定理得：－mgL(1－cosθ)＋W＝0，故W＝mgL(1－cosθ)，C正確，D錯誤；而W＝FLsinθ，則F＝eq\f(mg1－cosθ,sinθ)，A錯誤，B正確。7、(2017·蘇州模擬)如圖所示，質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點)用長為L的細線懸掛于O點，自由靜止在A位置?，F(xiàn)用水平力F緩慢地將小球從A位置拉到B位置后靜止，此時細線與豎直方向夾角為θ＝60°，細線的拉力為F1，然后放手讓小球從靜止返回，到A點時細線的拉力為F2，則()A．F1＝F2＝2mgB．從A到B，拉力F做功為F1LC．從B到A的過程中，小球受到的合外力大小不變D．從B到A的過程中，小球重力的瞬時功率一直增大解析：選A在B位置，根據(jù)平衡條件有F1cosθ＝mg，解得F1＝2mg。從B到A，根據(jù)動能定理得mgL(1－cosθ)＝eq\f(1,2)mv2，根據(jù)牛頓第二定律得F2－mg＝meq\f(v2,L)，聯(lián)立兩式解得F2＝2mg，故A項正確；從A到B，小球緩慢移動，根據(jù)動能定理得WF－mgL(1－cosθ)＝0，解得WF＝eq\f(1,2)mgL，故B項錯誤；從B到A的過程中，小球的速度大小在變化，沿徑向的合力大小在變化，故C項錯誤；在B位置，重力的功率為零，在最低點，重力的方向與速度方向垂直，重力的功率為零，可知從B到A的過程中，重力的瞬時功率先增大后減小，故D項錯誤。二、非選擇題1、如圖所示，光滑絕緣的細圓管彎成半徑為R的半圓形，固定在豎直面內(nèi)，管口B、C的連線是水平直徑?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m帶正電的小球(可視為質(zhì)點)從B點正上方的A點自由下落，A、B兩點間距離為4R。從小球進入管口開始，整個空間突然加一勻強電場，小球所受電場力豎直向上的分力大小與重力大小相等，結(jié)果小球從管口C處脫離圓管后，其運動軌跡經(jīng)過A點，設(shè)小球運動過程中帶電量沒有改變，重力加速度為g，求：(1)小球到達B點的速度大?。?2)小球受到的電場力的大??；(3)小球經(jīng)過管口C處時對圓管的壓力。解析：(1)小球從開始自由下落到到達管口B的過程中機械能守恒，故有：mg·4R＝eq\f(1,2)mvB2到達B點時速度大小為vB＝eq\r(8gR)。(2)設(shè)電場力的豎直分力為Fy，水平分力為Fx，則Fy＝mg(方向豎直向上)，小球從B運動到C的過程中，由動能定理得Fx×2R＝eq\f(1,2)mvB2－eq\f(1,2)mvC2小球從管口C處脫離圓管后，做類平拋運動，其軌跡經(jīng)過A點，有y＝4R＝vCtx＝2R＝eq\f(1,2)axt2＝eq\f(Fx,2m)t2聯(lián)立解得：Fx＝mg電場力的大小為：qE＝eq\r(Fx2＋Fy2)＝eq\r(2)mg。(3)由(2)中易得vC＝2eq\r(gR)，小球經(jīng)過管口C處時，向心力由Fx和圓管的彈力N提供，設(shè)彈力N的方向向左，則Fx＋N＝meq\f(vC2,R)解得：N＝3mg(方向水平向左)根據(jù)牛頓第三定律可知，小球經(jīng)過管口C處時對圓管的壓力為N′＝N＝3mg，方向水平向右。答案：(1)eq\r(8gR)(2)eq\r(2)mg(3)3mg，方向水平向右2、泥石流是在雨季由于暴雨、洪水將含有沙石且松軟的土質(zhì)山體經(jīng)飽和稀釋后形成的洪流。泥石流流動的全過程雖然只有很短時間，但由于其高速前進，具有強大的能量，因而破壞性極大。某課題小組對泥石流的威力進行了模擬研究，他們設(shè)計了如圖甲的模型：在水平地面上放置一個質(zhì)量為m＝4kg的物體，讓其在隨位移均勻減小的水平推力作用下從靜止開始運動，推力F隨位移的變化如圖乙所示，已知物體與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5，g＝10m/s2。則：(1)物體在運動過程中的最大加速度為多少？(2)在距出發(fā)點多遠處，物體的速度達到最大？(3)物體在水平面上運動的最大位移是多少？[審題指導(dǎo)](1)物體加速度最大的條件是F或F合最大。(2)物體速度最大的條件是F合＝0或a＝0。(3)物體位移最大的條件是末速度等于0。(4)在F-x圖像中，面積表示力F做的功。[解析](1)當推力F最大時，加速度最大，