高考物理总复习考前三个月选择题限时突破一

题组一 双基练1. [2021·福州高三期末]如图所示，一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45°，下面四个光路图中，正确的是 ( )解析：本题考查全反射条件．光从玻璃射向空气，是从光密介质射向光疏介质，由于玻璃的折射率n ＝1.5，因此发生全反射的临界角sin C ＝1n ＝23<22，所以C <45°，因此图中的光会发生全反射，A 项正确．答案：A2. [2022·福建高三仿真模拟]如图所示，有一束光投射到放在空气中的平行玻璃砖的表面Ⅰ上，下列说法中正确的是 ( )A. 假如在界面Ⅰ上入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖B. 光从界面Ⅱ射出时出射光线可能与最初的入射光线不平行C. 光进入界面Ⅰ后可能不从界面Ⅱ射出D. 不论光从什么角度入射，都能从界面Ⅱ射出解析：发生全反射的必要条件有两个，即光从光密介质射入光疏介质和入射角不小于临界角，本题中光从空气射入界面Ⅰ上时，光是从光疏介质射入光密介质，所以即使入射角大于临界角，光也不会发生全反射现象，光会进入玻璃砖，选项A 错误；由于光的上、下两个界面平行，光从界面Ⅱ射出时出射光线确定会与最初的入射光线平行，选项B 错误；光进入界面Ⅰ后，从玻璃射向界面Ⅱ时的入射角确定小于临界角，光确定会从界面Ⅱ射出，选项C 错误；不论光从什么角度入射，都能从界面Ⅱ射出，选项D 正确．答案：D3. 夜间行车光照在警示标志上后反射回来特殊醒目，主要是由于警示标志是由球形的反射物制成，如图，假设反射物为分布均匀的球形，其折射率为 3.某次灯光照射在该标志上后，经球形物一系列的折射和反射后，出射光线恰与入射光线平行，则第一次的入射角( )A. 30°B. 45°C. 60°D. 15°解析：设入射角为i ，折射角为θ，作出光路图，由于出射光线恰好和入射光线平行，所以i ＝2θ，依据折射定律sin i sin θ＝sin2θsin θ＝3，所以θ＝30°，i ＝2θ＝60°.答案：C4. [2022·江苏南京]如图甲所示，在安静的湖面下有一个点光源S ，它发出的是两种不同颜色的a 光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为由ab 两种单色光构成的复色光的圆形区域，周边为环状区域，且为a 光的颜色(图乙为俯视图)．则以下说法中正确的是 ( )A. 水对a 光的折射率比b 光的大B. a 光在水中的传播速度比b 光的大C. a 光的频率比b 光的大D. 在同一装置的杨氏双缝干涉试验中，a 光的干涉条纹比b 光窄解析：依据“周边为环状区域，且为a 光的颜色”知，点光源射向水面的单色光b 在环形区域内边界处发生全反射，而单色光a 在外边界处发生全反射，即水对单色光b 的临界角C 较小，由sin C ＝1n 可确定水对单色光a 的折射率比b 光的小，A 项错误；由折射率公式n ＝cv 知，a 光在水中的传播速度比b 光的大，B 项正确；a 光的频率比b 光的小，C 项错误；a 光的波长比b 光的大，干涉条纹间距与波长成正比，所以在同一装置的杨氏双缝干涉试验中，a 光的干涉条纹比b 光的宽，D 项错误．答案：B5. 如图所示的长直光纤，柱芯为玻璃，外层以折射率较玻璃低的介质包覆．若光线自光纤左端进入，与中心轴的夹角为θ，则下列有关此光线传播方式的叙述正确的是( )A. 不论θ为何值，光线都不会发生全反射B. 不论θ为何值，光线都会发生全反射C. θ够小时，光线才会发生全反射D. θ够大时，光线才会发生全反射解析：发生全反射的条件之一是入射角i 要大于等于临界角C ，即光线传播到光纤侧面时的入射角i 应满。

2023届高考物理备考冲刺策略与方法聚焦核心素养，科学高效备考——高三物理高考冲刺考前30天复习计划高三物理备课组一、复习任务研究高考试题，查漏补缺知识拓宽解题思路，熟练解题方法规范解题训练，掌握应试技巧二、高考评价体系创新性提出情境是高考的考查载体规 定价值引领素质导向能力为重知识为基高考评价体系新理念五种关键能力理解能力、推理论证能力、运用数学能力、分析综合能力、实验探究能力。

物理观念科学思维科学探究科学态度与责任模型建构科学推理科学论证质疑创新物理核心素养物质观运动观相互作用观能量观物理知识提出问题获得证据进行解释合作交流科学本质科学态度社会责任物理核心素养物理观念科学思维科学探究科学态度责任关键能力考察重点考察要求基础性综合性创新性应用性考察载体生活实践问题情境学习探究问题情境认知逻辑知识体系1.位移、速度和加速度2.匀变速直线运动及其公式、图像3.力的合成和分解4.共点力的平衡6.运动的合成与分解机械振动、机械波几何光学、相对论及三个实验电磁振荡、电磁波7.抛体运动8.匀速圆周运动向心力10.动能和动能定理9.功和功率11.重力做功与重力势能5.牛顿运动定律及应用12.功能关系、机械能守恒定律及其应用14.环绕速度13.万有引力定律及其应用 动量、动量定理 动量守恒、原子物理、波粒二象性 力学电学三、考点分布高考物理实验核心热点仪器使用总是以“三尺三表” 为核心命题；力学实验总是借助一段“运动”利用运动学规律求速度加速度电学实验总是借助一段“电路”利用欧姆定律 求电阻明确实验目的 联想实验原理分析题给条件 确立创新要点构建思维导图 完善实验方案策略解题 四个纸带力主线；求v 求a 是关键。

弹力平行四边形；常与平衡巧关联。

电学核心测电阻，三类电阻方法全。

原理改进再完善，图像误差创新点！主题四、应试技巧1.通览全卷，合理安排，有明确的应考策略（1）解题决策做到“四先四后”：即“先易后难”，“先熟后生”，“先同（类）后异”，“先高（分）后低”的原则，进入“考试——争分”的最佳状态。

高考前的突破方法高考前的突破方法高考可以说是决定学生一生的考试，考前的复习策略也就成了至关重要的一个环节，尤其最后三个月是非常关键的，想要逆袭提高分数，就要做到精准有效的复习，保持良好的心态，下面来看看高考前的突破方法。

高考前的突破方法1第一：保持良好心态，是突破的关键。

高考，验证的不仅仅是学习能力。

同学们若想顺利通过考试，并且取得优异的成绩，既要具备一定的知识水平，还要拥有良好的身心条件，这样才能保证大家不受主观条件的过多干扰，从而影响成绩。

当大家遇到暂时无法逾越的挑战，应该如何应对呢？无论学习的压力有多大，大家都要明白一个事实，无论何时，只有保持良好的状态，才能让自己在高效率中，找到解决问题的途径，帮助自己战胜困难。

学习生活亦是如此，如果遇到挑战，同学们就慌乱了，认为自己缺乏突破的实力，只有只会让大家陷入尴尬的处境里，迟迟走不出来。

真正聪慧的学子，却能保持良好的状态，找准突破口，从而赢得想要的结果。

第二：通过专项训练，进行查漏补缺。

看着高考越来越近，但是成绩不见提升，确实容易让人着急。

只不过，越是这种情况，越能体现出一名学生的应对能力；如果大家无法通过考验，那么只能与梦想擦肩而过，而那些成功逆袭的学子，则能找到自己的短板，正确认识自己，在有的放矢中顺利提高。

那么，对于高三的学子来说，如果成绩一直处于瓶颈中，应该如何实现提升的目的`呢？同学们不妨抓住平时的测试，找出个人的薄弱之处。

接下来，充分利用碎片时间，针对自己的薄弱环节进行专项训练。

经过一段时间的努力，大家在查漏补缺的过程中，能够有效获得提升的机会。

第三：跟上老师节奏，继续巩固提升。

接下来的时间里，同学们正式开启第二轮复习。

这就意味着，大家若想保持成绩上的优势，或者争取更多突破的可能，前提需要建立在，跟上老师的复习节奏之上，这样才不会得不偿失。

要知道，高考是对大家综合能力的考验。

在补足弱势学科的同时，大家还要把握住二轮复习的机会，通过大量的刷题，来巩固已经掌握的知识点，在其过程中，也伴随着突破成绩的可能。

践跌州跑遗市蛙蛛学校九、电学实验实验一 测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器) 1．实验原理由电阻定律R ＝ρl S 得ρ＝RSl.可见，只要测出金属丝的电阻R 、横截面积S 和长度l ，即可求出其电阻率． 2．游标卡尺的读数方法从游标尺零刻线所对位置，读出在主尺上以1 mm 为单位的整数部分；再确定游标尺上的第几条刻线与主尺刻线对齐，由游标尺读出不足整毫米的小数部分，最后把两部分读数相加即得测量长度，即L ＝主尺上的整毫米数＋游标尺读数×精度(单位为毫米)．精度＝1分度. 3．螺旋测微器的读数方法整数部分由固定刻度的整数决定，小数部分则由固定刻度的半刻度和可动刻度的示数共同决定．若固定刻度过半毫米刻线，则可动刻度的示数加上“0.5 mm”；若没有过半毫米刻线，就由可动刻度的示数来确定，读数为L ＝固定刻度示数＋可动刻度示数×0.01，结果为×.×××mm，最后一位为估读． 4．数据处理(1)金属丝长度l ：用刻度尺测出接入电路的实际长度．(2)横截面积S ：用螺旋测微器测出金属丝直径d ，由S ＝πd 24计算得出，对螺旋测微器注意读数方法和有效数字位数．(3)电阻R 的测量：用伏安法测金属丝的电阻值． 5．用伏安法测电阻时电路的选择方法 (1)电流表内接、外接的选择 ①当R V R x <R xR A 时，用电流表内接法． ②当R V R x >R x R A时，用电流表外接法． (2)滑动变阻器两种接法的选择一般选用限流式连接，因限流式易连接且节能．但在下列三种情况下，必须选择分压式连接：①题目所提供的实验仪器、电表的量程或电阻的最大允许电流不够．②变阻器的电阻远小于被测电阻或电路中串联的其他电阻值．③要求电路中某部分电路的电压从零开始连续变化．实验二描绘小电珠的伏安特性曲线1．实验原理图1按如图1所示的原理图连接好实验电路，用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组(U、I)值后，在U－I坐标系中描出对应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来，就得到小电珠的伏安特性曲线．2．电压表、电流表量程的选取电流表一般用0～0.6 A量程，电压表量程要看小电珠的额定电压值．3．电路的选择(1)电流表内、外接法的选择小电珠内阻很小，当它与0～0.6 A的电流表串联时，电流表的分压影响很大，故采用电流表外接法．(2)分压、限流电路的选择为描绘完整的伏安特性曲线，小电珠两端的电压要求从零开始连续变化，因此滑动变阻器应采用分压式连接．4．连线的原则用平滑的曲线(不是折线)将各点连接起来，不在曲线上的点应大致“对称”地分居两侧，偏离较远的点应当舍去．实验三测定电源的电动势和内阻1．实验原理由闭合电路欧姆定律：E＝U＋Ir，只要测出两组U、I值，就可以列方程组求出E和r.2．实验电路的选择由于电源的内阻一般很小，为减小测量误差，常采用图2甲所示的电路，而不用图乙所示的电路．图23．电压表、电流表量程及滑动变阻器的选取(1)电压表量程：根据测量电源的电动势的值选取，如测两节干电池，电压表选0～3 V量程．(2)电流表量程：因要求流过电源的电流不宜过大，一般选0～0.6 A量程．(3)滑动变阻器的选取：阻值一般为10～20 Ω.4．数据处理图3改变R的值，测出多组U、I值，作出U－I图线，如图3所示，图线与U轴交点的纵坐标即为电源电动势，图线斜率的绝对值即为电源内阻．5．注意事项由于电源的内阻很小，即使电流有较大的变化，路端电压变化也很小，为充分利用图象空间，电压轴数据常从某一不为零的数开始，但U－I图象在U轴上的截距和图线斜率的意义不变．实验四练习使用多用电表1．实验原理图4(1)多用电表可以测量交流电压、直流电压、直流电流和电阻，测量同一物理量时有不同的量程，如图4所示．由于使用多用电表时不管测量项目是什么，电流都要从电表的“＋”插孔(红表笔)流入，从“－”插孔(黑表笔)流出，所以使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔．(2)要区分开“机械零点”与“欧姆零点”：“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置，通过表盘下边中间的定位螺丝调整；“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，通过欧姆挡的调零旋钮调整．(3)在使用多用电表测电阻时，改用不同欧姆挡时，只需“欧姆调零”不必再“机械调零”．2．实验中应注意的问题(1)用多用电表测电阻时测量前应根据估计阻值选用适当的挡位．由于欧姆挡刻度的非线性，使用欧姆挡测电阻时，表头指针偏转过大或过小都有较大误差，通常只使用表盘中间一段为测量的有效范围．(2)每更换一次挡位，都要重新进行欧姆调零．(3)由于欧姆挡表盘刻度不均匀，难于估读，测量结果只能取两位有效数字，计数时不要忘记乘上相应挡位的倍率．实验五传感器的简单应用1．实验原理传感器就是将物体感受到的物理量(一般为非电学量)转换成便于测量的物理量(一般为电学量)的一类元件．其工作过程是利用某元件对某一物理量敏感，按一定规律将这一物理量转换成便于利用的信号，从而实现检测或自动控制．2．敏感元件分类图5光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻等．传感器因选用的敏感元件不同，用途也不一样，如光敏传感器可用于路灯控制，而热敏传感器可用于高温控制、火灾自动等．如图5为热敏电阻特性实验装置图．改变烧杯中水的温度，可观察到热敏电阻阻值的变化．考点热身精练1．(2015·武汉四月调研)某实验小组用下列器材设计了如图6甲所示的欧姆表电路，通过调控电键S和调节电阻箱，可使欧姆表具有“×1”、“×10”两种倍率．A．干电池：电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5 ΩB．电流表mA：满偏电流I g＝1 mA，内阻R g＝150 ΩC．定值电阻R1＝1 200 ΩD．电阻箱R2：最大阻值999.99 ΩE．电阻箱R3：最大阻值999.99 ΩF．电阻箱R4：最大阻值9 999 ΩG．电键一个，红、黑表笔各1支，导线若干图6(1)该实验小组按图甲所示正确连接好电路．当电键S断开时，将红、黑表笔短接，调节电阻箱R2，使电流表达到满偏电流，此时闭合电路的总电阻叫做欧姆表的内阻R内，则R内＝________ Ω，欧姆表的倍率是________(选填“×1”、“×10”)．(2)闭合电键S：第一步：调节电阻箱R2和R3，当R2＝________ Ω且R3＝________ Ω时，再将红、黑表笔短接，电流表再次达到满偏电流．第二步：在红、黑表笔间接入电阻箱R4，调节R4，当电流表指针指向图乙所示的位置时，对应的欧姆表的刻度值为________ Ω.2．(2015·雅安三诊)某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现，里面除了一节1.5 V的干电池外，还有一个方形电池(电动势9 V左右)．为了测定该方型电池的电动势E和内电阻r，实验室中提供如下器材：A．电流表A1(满偏电流10 mA，内阻R A1＝10 Ω)B．电流表A2(0～0.6 A，内阻未知)C．滑动变阻器R0(0～100 Ω，1 A)D．定值电阻R(阻值990 Ω)E．开关与导线若干图7图8(1)根据现有的实验器材，设计一个电路，较精确测量该电池的电动势和内阻，请在图7的虚线框中画出电路图．(2)请根据你设计的电路图，写出电流表A1的示数I1与电流表A2的示数I2之间的关系式：I1＝________.(3)图8为该同学根据正确设计的实验电路测出多组数据并绘出的I1－I2图线，由图线可以求出被测方形电池的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.(结果保留两位有效数字)3．(2015·河南二模)在“探究导体电阻与材料关系”的实验中，某种待测材料金属丝接入电路部分的长度约为50 cm，所用测量仪器均已校准．(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图9所示，其读数应为________ mm(该值接近多次测量的平均值)．图9(2)某实验小组用伏安法测金属丝的电阻，记录实验数据如下：由以上实验数据可知：①本次实验的电流表选用的是________、电压表选用的是________、滑动变阻器选用的是________(填以下器材前的字母)．A．电流表A1( 0～100 mA，内阻约为10 Ω)B．电流表A2( 0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω)C．电压表V1(0～3 V，内阻约为3 kΩ)D．电压表V2(0～15 V，内阻约为15 kΩ)E．滑动变阻器R1( 0～1 000 Ω，0.2 A)F．滑动变阻器R2( 0～20 Ω，2 A)②测量R x是采用图10中的________(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)电路图．图10③可以估算出金属丝电阻率约为________(填选项前的字母)．A．1×10－2Ω·m B．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·m D．1×10－8Ω·m答案精析九、电学实验 考点热身精练1．(1)1 500 ×10 (2)14.5 150 50 解析 (1)由闭合电路欧姆定律可知：内阻R 内＝E I ＝1.50.001Ω＝1 500 Ω；故中值电阻应为 1 500 Ω，根据多用电表的刻度设置可知，表盘具有两种倍率，若为“×1”，则中值电阻太大，不符合实际，故欧姆表倍率应为“×10”． (2)为了得到“×1”倍率，应让满偏时对应的电阻为150 Ω； 电流I 1＝1.5150A ＝0.01 A ；此时表头中电流应为0.001 A ，则与之并联电阻R 3电流应为：0.01 A －0.001 A ＝0.009 A ； 并联电阻R 3＝0.001×150＋1 2000.009Ω＝150 Ω；R 2＋r ＝1.5－1.350.01Ω＝15 Ω 故R 2＝15 Ω－0.5 Ω＝14.5 Ω；题图乙所示电流为0.75 mA ，则干路电流为7.5 mA ； 则总电阻R 总＝1.50.007 5Ω＝200 Ω 故待测电阻R 测＝(200－150) Ω＝50 Ω 2．(1)见解析图 (2)1R ＋R A1(E －I 2r ) (3)9.0 10 解析 (1)测量电池的电动势和内电阻，只需要用一般的伏安法即可求解，由于没有可用电压表，故将R 与A 1串联充当电压表使用；电流表选用A 2，采用电流表相对电源的外接法； 原理图如图所示；(2)表头的示数与定值电阻阻值的乘积可作为路端电压处理，则由闭合电路欧姆定律可知：I 1(R ＋R A1)＝E －I 2r 即：I 1＝1R ＋R A1(E －I 2r ) (3)题图中图线与纵坐标的交点为9.0 mA, 则有：9.0 mA ＝E 1 000，解得E ＝9.0 V ；题图中图象的斜率为：10×10－3，由公式得图象的斜率等于r1 000， 故r1 000＝10×10－3，解得r ＝10 Ω. 3．(1)0.398 (2)①B C F ②甲 ③C解析 (1)螺旋测微器的读数为d ＝0＋39.8×0.01 mm＝0.398 mm(0.397～0.399都对)；(2)①根据表格数据，电压数值达到2.3 V ，考查测量的精确性，电压表选择C ；而电流表数值达到0.52 A ，故电流表选择B ；根据R ＝UI可知，所测电阻为5 Ω左右，考虑操作方便，滑动变阻器选择F ； ②由给出的数据表可知，电流和电压要从零开始调节，所以滑动变阻器应用分压式接法； 由待测金属丝电阻远小于电压表内阻，所以电流表应用外接法，故应采用甲图； ③描绘出的U －I 图象如图所示，可求出金属丝的电阻为R ＝4.5 Ω(4.3～4.7都对)由R ＝ρL14πd 2可得ρ＝πd 2R 4L ，代入数据可得ρ≈1×10－6Ω·m，所以C 正确．。

选择题限时突破(一)(限时：25分钟)二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．14．下列说法正确的是( )A．氢原子核外电子轨道半径越大，其原子能量越小B．在核反应中，比结合能较小的原子核转化成比结合能较大的原子核才会释放核能C．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流D．氢原子从n＝2的能级跃迁到n＝1的能级辐射出的光恰好能使某种金属发生光电效应，则从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级辐射的光也可使该金属发生光电效应答案 B解析氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道上时，能量减小，减小的能量以光子的形式释放出来，故氢原子核外电子轨道半径越大，其能量越高，A错误．在核反应中，由比结合能较小的原子核变成比结合能较大的原子核才会释放核能，B正确．β射线是原子核内的中子转化为质子同时放出的电子，C错误；氢原子从n＝2的能级跃迁到n＝1的能级辐射出的光子的能量为E1＝－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，恰好能使某种金属发生光电效应，从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级辐射的光子的能量E2＝－1.51 eV－(－3.4 eV)＝1.89 eV，故不能使这种金属发生光电效应，D错误．15．如图1所示，一个质量m＝1 kg的小环套在倾角为37°的光滑固定直杆上，为使小环能够静止不动，需对它施加一个水平拉力F.已知重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6.则F的大小和方向分别是( )图1A．7.5 N，水平向左B．7.5 N，水平向右C．13.3 N，水平向左D．13.3 N，水平向右答案 A解析对小环受力分析，根据平衡知识可知：F＝mgtan37°＝10×34N＝7.5 N，方向水平向左，故选A.16．如图2所示，圆柱体为磁体，磁极在左右两侧，外侧a为一金属圆环，与磁体同轴放置，间隙较小．在左侧的N极和金属圆环上各引出两根导线，分别接高压电源的正负极．加高压后，磁体和金属环a间的空气会被电离，形成放电电流，若从右侧观察放电电流，下列说法正确的是( )图2A ．放电电流将发生顺时针旋转B ．放电电流将发生逆时针旋转C ．放电电流不发生旋转D ．无法确定放电电流的运动情况答案 A解析 由题可以知道，磁场向右，电流由高压电源的正极流向负极，根据左手定则，可以判断放电电流将发生顺时针旋转，故选项A 正确．17．如图3所示电路中，电流表A 和电压表V 均可视为理想电表．闭合开关S 后，将滑动变阻器R 1的滑片向右移动，下列说法正确的是( )图3A ．电流表A 的示数变大B ．电压表V 的示数变大C ．电容器C 所带的电荷量减少D ．电源的效率增加答案 D解析 R 1的滑片向右移动，接入电路的电阻增大，电路的总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律I ＝E R ＋r知，干路中的电流减小，路端电压增大，R 3两端的电压减小，电压表V 的示数变小，B 错误；并联部分的电压增大，电容器C 所带的电荷量增加，C 错误；通过R 2的电流增大，所以通过R 1支路的电流减小，电流表的示数变小，A 错误；电源的效率：η＝UI EI×100%，所以效率增加，D 正确． 18.一质量为1 kg 的质点静止于光滑水平面上，从t ＝0时刻开始，受到如图4所示的水平外力作用，下列说法正确的是( )图4A ．第1 s 末质点的速度为2 m/sB ．第2 s 末外力做功的瞬时功率最大C ．第1 s 内与第2 s 内质点动量增加量之比为1∶2D ．第1 s 内与第2 s 内质点动能增加量之比为4∶5答案 D解析 由动量定理：Ft ＝mv′－mv ，得1 s 末、2 s 末速度分别为：v 1＝4 m/s 、v 2＝6 m/s ，A 错误；第1 s 末的外力的功率P ＝F 1v 1＝4×4 W＝16 W ，第2 s 末外力做功的瞬时功率：P′＝F 2v 2＝2×6 W＝12 W ，B 错误；第1 s 内与第2 s 内质点动量增加量之比为：Δp 1Δp 2＝mv 1mv 2－mv 1＝1×41×6－1×4＝21，C 错误；第1秒内与第2秒内动能增加量分别为：ΔE k1＝12mv 21＝8 J ，ΔE k2＝12mv 22－12mv 21＝10 J ，则ΔE k1∶ΔE k2＝8∶10＝4∶5，D 正确．19．美国航天局与欧洲航天局合作，发射的火星探测器已经成功登录火星．荷兰企业家巴斯兰斯多普发起的“火星一号”计划打算将总共24人送上火星，创建一块长期殖民地．若已知万有引力常量为G ，那么在下列给出的各种情景中，能根据测量的数据求出火星密度的是( )A ．在火星表面使一个小球作自由落体运动，测出落下的高度H 和时间tB ．火星探测器贴近火星表面做匀速圆周运动，测出运行周期TC ．火星探测器在高空绕火星做匀速圆周运动，测出距火星表面的高度h 、运行周期T 和火星的半径D ．观察火星绕太阳的匀速圆周运动，测出火星的直径D 和运行周期T答案 BC解析 设火星的质量为M ，半径为R ，则火星的质量M ＝43ρπR 3.在火星表面使一个小球做自由落体运动，测出下落的高度H 和时间t ，根据H ＝12gt 2，可知算出火星的重力加速度，根据G Mm R 2＝mg ，可以算得M R 2的值，但无法算出密度，故A 错误；根据GMm R 2＝m 4π2T 2R ，M ＝43ρπR 3，得：ρ＝3πG T 2，已知T 就可算出密度，故B 正确；根据GMm (R ＋h )2＝m 4π2T 2(R ＋h)，M ＝43ρπR 3，得M ＝4π2(R ＋h )3GT 2，已知h ，T ，R 就可算出密度，故C 正确；观察火星绕太阳的圆周运动，只能算出太阳的质量，无法算出火星质量，也就无法算出火星密度，故D 错误．20．如图5所示，在绝缘水平面上固定着一光滑绝缘的圆形槽，在某一过直径的直线上有O 、A 、B 三点，其中O 为圆心，A 点固定电荷量为Q 的正电荷，B 点固定一个未知电荷，且圆周上各点电势相等，AB ＝L.有一个可视为质点的质量为m ，电荷量为－q 的带电小球正在槽中运动，在C 点受到的电场力指向圆心，C点所处的位置如图所示，根据题干和图示信息可知( )图5A．B点的电荷带正电B．B点的电荷的电荷量为3QC．B点的电荷的电荷量为3QD．小球在槽内做的是匀速圆周运动答案CD解析如图，由小球在C点时受到的电场力指向圆心，对小球受力分析可知B点的电荷对小球有排斥力，因小球带负电，则B点的电荷带负电，由∠ABC＝∠ACB＝30°，知：∠ACO＝30°，AB＝AC＝L，BC＝2ABcos 30°＝3L由几何关系可得：F1＝3F2即：kQqL2＝3kQ B q(3L)2得Q B＝3Q，故A、B错误，C正确．圆周上各点电势相等，小球在运动过程中电势能不变，根据能量守恒得知，小球的动能不变，小球做匀速圆周运动，故D正确．21．如图6所示，a图中变压器为理想变压器，其原线圈接在u＝122sin 100πt (V)的交流电源上，副线圈与阻值为R1＝ 2 Ω的电阻接成闭合电路，电流表为理想电流表．b图中为阻值R2＝32 Ω的电阻直接接到u＝122sin100πt (V)的交流电源上，结果电阻R1与R2消耗的电功率相等，则( )图6A．通过电阻R1的交变电流的频率为0.02 HzB．电阻R1消耗的电功率为4.5 WC．电流表的示数为6 AD．变压器原、副线圈匝数比为4∶1答案BD解析由交变电流瞬时值表达式u＝122sin100πt(V)可知，ω＝100π＝2πf，该交流电源的频率为f ＝50 Hz，周期为0.02 s，由于变压器不改变交变电流的频率，所以通过电阻R1的交变电流的频率为50 Hz，选项A错误．由题图b可知，R2＝32 Ω的电阻两端电压的有效值为U＝12 V，电阻R2消耗的电功率为P2＝U 2R2＝4.5 W．根据题述，电阻R1与R2消耗的电功率相等，可知电阻R1消耗的电功率为P1＝ P2＝4.5 W，选项B正确．由P1＝I2R1，解得电流表的示数为I＝1.5 A，选项C错误．变压器副线圈电压U2＝ IR1＝3 V，变压器原、副线圈匝数比为n＝U∶U2＝12∶3＝4∶1，选项D正确．高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

能力题提分练(一)一、单项选择题1.(山东临沂二模)如图所示,A、B、C是等边三角形的三个顶点,O为该三角形的中心,在A点和B点分别固定电荷量均为q的正点电荷,在O点固定某未知点电荷q'后,C点的电场强度恰好为零。

则O点处的点电荷q'为( )A.负电荷,电荷量为-qqB.负电荷,电荷量为-√33C.正电荷,电荷量为qD.正电荷,电荷量为√3q2.(山东青岛二模)如图所示,高速公路上一辆速度为90 km/h的汽车紧贴超车道的路基行驶。

驾驶员在A点发现刹车失灵,短暂反应后,控制汽车通过图中两段弧长相等的圆弧从B点紧贴避险车道左侧驶入。

已知汽车速率不变,A、B两点沿道路方向距离为105 m,超车道和行车道宽度均为3.75 m,应急车道宽度为2.5 m,路面提供的最大静摩擦力是车重的12,汽车转弯时恰好不与路面发生相对滑动,重力加速度g取10 m/s2,驾驶员的反应时间为( )A.1.6 sB.1.4 sC.1.2 sD.1.0 s3.如图所示,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,其边界如图中实线所示,a、b、c、d四点共线,ab=2ac=2ae, fe与ab平行,且ae与ab成60°角。

一粒子束在纸面内从c点垂直于ac射入磁场,粒子质量均为m、电荷量均为q(q>0),具有各种不同速率。

不计重力和粒子之间的相互作用。

在磁场中运动时间最长的粒子,其运动时间为( )A.3πm2qB B.4πm3qBC.5πm4qBD.6πm5qB4.(湖南长沙二模)如图甲所示,曲面为四分之一圆弧、质量为m0的滑块静止在光滑水平地面上,一光滑小球以某一速度水平冲上滑块的圆弧面的最下端,且没有从滑块上端冲出去,若测得在水平方向上小球与滑块的速度大小分别为v1、v2,作出图像如图乙所示,重力加速度为g,不考虑任何阻力,则下列说法错误的是( )A.小球的质量为bam0B.小球运动到最高点时的速度为aba+bC.小球能够上升的最大高度为a 22(a+b)gD.若a>b,小球在与滑块分离后向左做平抛运动二、多项选择题5.(山东临沂二模)如图所示,两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上,其上有一光滑圆柱C,三者半径均为R。

2013年高考物理考前回归教材之限时训练十五万有引力定律时间：45分钟 满分：100分一、选择题(8×8′＝64′)1．天文学家发现了某恒星有一颗行星在圆形轨道上绕其运动，并测出了行星的轨道半径和运行周期．由此可推算出 ( )A ．行星的质量B ．行星的半径C ．恒星的质量D ．恒星的半径解析：由G Mm r 2＝m ·(2πT )2·r 可求得M ＝4π2r 3GT 2.故C 正确． 答案：C2．下列说法正确的是 ( )A ．行星的运动和地球上物体的运动遵循不同的规律B ．物体在转弯时一定受到力的作用C ．月球绕地球运动时受到地球的引力和向心力的作用D ．物体沿光滑斜面下滑时受到重力、斜面的支持力和下滑力的作用解析：由牛顿力学知识知行星的运动和地球上物体的运动均为宏观物体的运动，遵循相同的规律，故A 错；物体在转弯时，做曲线运动，速度的方向一定在变化，所以要受到合外力作用，故B 正确；月球绕地球运动时只受地球的引力，且引力提供向心力，故C 错；物体沿光滑斜面下滑，受重力、斜面的支持力作用，无“下滑力”，故D 错．答案：B3．太阳系八大行星公转轨道可近似看作圆轨道，“行星公转周期的平方”与“行星与太阳的平均距离的三次方”成正比．地球与太阳之间平均距离约为1.5亿千米，结合下表可知，)C ．4.6亿千米D ．6.9亿千米解析：由题知1.021.882＝1.53r 3，解得r ≈2.3亿千米，故选B. 答案：B4．据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍，一个在地球表面重力为600 N 的人在这个行星表面的重力将变为960 N ．由此可推知，该行星的半径与地球半径之比约为 ( )A ．0.5B ．2C ．3.2D ．4解析：设地球质量为M 地，半径为R 地，“宜居”行星质量为M ，半径为R ，则人在地球G M 地m R 2地＝mg ＝600 N人在“宜居”行星G Mm R 2＝mg ′＝960 N其中M ＝6.4M 地，由以上两式相比得R R 地＝2.所以B 正确． 答案：B5．已知引力常量G 、月球中心到地球中心的距离R 和月球绕地球运行的周期T .仅利用这三个数据，可以估算出的物理量有 ( )A ．月球的质量B ．地球的质量C ．地球的半径D ．月球绕地球运行速度的大小解析：由G Mm R 2＝m (2πT )2R ，M ＝4π2R 3GT 2可计算出地球的质量，又v ＝2πR T可计算出月球绕地球运行速度的大小，所以B 、D 选项正确．答案：BD6．土星周围有美丽壮观的“光环”，组成环的颗粒是大小不等，线度从 1 μm 到10 m的岩石、尘埃，类似于卫星，它们与土星中心的距离从7.3×104 km 延伸到1.4×105 km.已知环的外缘颗粒绕土星做圆周运动的周期约为14 h ，引力常量为6.67×10－11 N·m 2/kg 2，则土星的质量约为(估算时不考虑环中颗粒间的相互作用) ( )A ．9.0×1016 kgB ．6.4×1017 kgC ．9.0×1025 kgD ．6.4×1026 kg解析：G Mm r 2＝m (2πT )2r ，M ＝4π2r 3GT 2 ＝4π2(1.4×108)36.67×10－11×(14×3600)2 kg ＝6.4×1026 kg. 所以D 选项正确．答案：D7．万有引力定律首次揭示了自然界中物体间一种基本相互作用的规律．以下说法正确的是 ( )A ．物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的B ．人造地球卫星离地球越远，受到地球的万有引力越大C ．人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供D ．宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用解析：地球对物体的万有引力一部分提供物体的重力，一部分提供物体做匀速圆周运动的向心力，所以选项A 错误．由F 万＝G Mm r 2，r 增加，F 万减小，B 选项错误．宇宙飞船内的宇航员仍然受到万有引力的作用，处于失重状态时他的视重为零，所以D 选项错误，C 选项正确．答案：C8．1990年5月，紫金山天文台将他们发现的第2752号小行星命名为吴健雄星，该小行星的半径为16 km.若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体，小行星密度与地球相同．已知地球半径R ＝6400 km ，地球表面重力加速度为g .这个小行星表面的重力加速度为( )A ．400g B.1400g C ．20g D.120g 解析：设吴健雄星和地球的密度均为ρ，吴健雄星的半径为r ，吴健雄星的质量为M ，地球的质量为M 地，吴健雄星表面的重力加速度为g ′，由G Mm ′r 2＝m ′g ′，G ρ43πr 3r 2＝g ′① G M 地m ′R 2＝m ′g ，G ρ43πR 3R 2＝g ② 由①②得g ′＝1400g . 答案：B二、计算题(3×12′＝36′)9．宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t 小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t 小球落回原处．(取地球表面重力加速度g ＝10 m/s 2，空气阻力不计)(1)求该星球表面附近的重力加速度g ′；(2)已知该星球的半径与地球半径之比为R 星∶R 地＝1∶4，求该星球的质量与地球质量之比M 星∶M 地．解析：(1)设竖直上抛小球初速度为v 0，则v 0＝12gt ＝12×g ′×5t ，所以g ′＝15g ＝2 m/s 2. (2)设小球的质量为m ，则mg ＝G M 地m R 2地 mg ′＝G M 星mR 2星所以M 星∶M 地＝g ′R 2星gR 2地＝15×116＝180. 答案：(1)2 m/s 2 (2)1∶8010．已知万有引力常量G ，地球半径R ，月球和地球之间的距离r ，同步卫星距地面的高度h ，月球绕地球的运转周期T 1，地球的自转周期T 2，地球表面的重力加速度g .某同学根据以上条件，提出一种估算地球质量M 的方法：同步卫星绕地心做圆周运动，由G Mm h 2＝m (2πT 2)2h 得M ＝4π2h 3GT 22. (1)请判断上面的结果是否正确，并说明理由，如不正确，请给出正确的解法和结果．(2)请根据已知条件再提出两种估算地球质量的方法并解得结果．解析：(1)上面结果是错误的．地球的半径R 在计算过程中不能忽略．正确的解法和结果：G Mm (R ＋h )2＝m (2πT 2)2(R ＋h ) 得M ＝4π2(R ＋h )3GT 22. (2)方法1：对月球绕地球做圆周运动，由G Mm r 2＝m (2πT 1)2r 得M ＝4π2r 3GT 21. 方法2：在地面重力近似等于万有引力，由G Mm R 2＝mg 得M ＝gR 2G. 答案：略11．在“勇气号”火星探测器着陆的最后阶段，着陆器降落到火星表面上，再经过多次弹跳才停下来．假设着陆器第一次落到火星表面弹起后，到达最高点时高度为h ，速度方向是水平的，速度大小为v 0，求它第二次落到火星表面时速度的大小，计算时不计火星大气阻力．已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r ，周期为T ，火星可视为半径为r 0的均匀球体．解析：以g ′表示火星表面附近的重力加速度，M 表示火星的质量，m 表示火星的卫星质量，m ′表示火星表面处某一物体的质量，由万有引力定律和牛顿第二定律，有G Mm ′r 20＝m ′g ′① G Mm r 2＝m (2πT)2r ② 设v 表示着陆器第二次落到火星表面时的速度，它的竖直分量为v 1，水平分量仍为v 0，有v 21＝2g ′h ③v ＝v 21＋v 20④由以上各式解得v ＝8π2hr 3T 2r 20＋v 20.答案：v ＝8π2hr 3T 2r 20＋v 2。

高三物理备考设想和方法措施台山一中周邦国一、总体计划：第一轮复习：（2013年8月—2014年3月初）抓基础、细节，重理解，提高实验能力。

（19周期末统考前还剩交流电、原子物理、热学没复完）。

第二轮专题复习：（2014年3月中旬—2014年5月）主抓主干知识，加强限时套题训练，培养综合运用知识解决物理问题的能力。

第三轮临考复习（2014年5月）：回归课本，查漏补缺。

二、备考设想：（一）循序渐进“五环节”复习：高考总复习，一般要经历五个环节：全面复习-专题复习-系统总结-模拟演练-回归教材。

1. 全面复习：夯实基础知识，熟练掌握基本方法。

通过这一环节的复习，要澄清大部分知识疑点和模糊认识，尤其是对物理概念的理解，学生往往表现为一看就懂，一做就错。

所以，复习中要狠抓最基本的东西，克服“眼高手低”的毛病，再聪明的学生也要抓基础，提升学生发现问题的能力。

2. 专题复习：针对难点问题，深入进行专题研究。

在这一环节中，学生要熟悉各种物理典型模型以及拓展、变迁，加强对高考难点和热点问题的理解和掌握，提升分析问题、解决问题、理论联系实际的能力和学习迁移的能力。

3. 系统总结：加强学科内乃至学科间的纵横联系，建立完整的知识结构，这时要突破中学物理固有格局，对知识内容进行重整，优化结构体系。

4. 模拟高考：要训练规范答题，调整考试心态。

高考评卷一向对考生答题规范化的要求很高，如按要求规范作图，规范书写，规范化的符号设定，计算题的规范步骤等等，都是学生“不经意”丢分的地方，应引起重视。

在复习后期，考生还要注重调整心态。

适度地控制有难度的模拟高考，可以让学生觉得高考并不可怕，能始终保持信心，充满希望。

5. 回归教材：要把握好最后的“记忆关”。

复习时学生可回想一下：高中物理三册教科书中的内容共分哪几章，每一章又分哪几节？将那些模糊的名称、概念的表述、物理发展史、公式与符号、常用数据等“无意记忆”，变成有来源有出处的“有意记忆”，记得更牢。

1．(2021·广东·19)图1如图1所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定在水平地面上，将杆竖直紧压在地面上，若三条绳长度不同，下列说法正确的有()A．三条绳中的张力都相等B．杆对地面的压力大于自身重力C．绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零D．绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力答案BC解析杆静止在水平地面上，则杆受到重力、三条绳子的拉力和地面对它的支持力．依据平衡条件，则三条绳的拉力的合力竖直向下，故绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零．杆对地面的压力大小等于杆的重力与三条绳的拉力的合力之和，选项B、C正确．由于三条绳子长度不同，即三条绳与竖直方向的夹角不同，所以三条绳上的张力不相等，选项A错误．绳子拉力的合力与杆的重力方向相同，因此两者不是一对平衡力，选项D错误．2. (2021·山东理综·16)如图2所示，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑．已知A与B间的动摩擦因数为μ1，A与地面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．A与B的质量之比为()图2A.1μ1μ2 B.1－μ1μ2μ1μ2C.1＋μ1μ2μ1μ2 D.2＋μ1μ2μ1μ2答案B解析对物体A、B整体在水平方向上有F＝μ2(m A＋m B)g；对物体B在竖直方向上有μ1F＝m B g；联立解得：m Am B ＝1－μ1μ2μ1μ2，选项B正确．1．题型特点力的合成与分解、共点力的平衡是高考中的热点，主要考查对共点力作用下物体的受力分析以及平衡条件的应用．以选择题形式呈现，难度相对较低，命题突出对受力分析、力的合成与分解方法的考查．2．命题猜想高考仍会以选择题为主，以受力分析、动态平衡为考点．其中拉力方向的变化、斜面倾角的变化、摩擦力的突变、细绳拉力的突变、弹簧弹力的变化都是动态平衡中常毁灭的类型．在平衡问题的分析中，摩擦力方向和大小的变化、滑动摩擦力和静摩擦力之间的转换也需要引起我们的留意．要求同学机敏、娴熟运用平衡问题的常规解法，精确地进行推断与求解．考题一受力分析、物体的平衡1．如图3所示，编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的三根圆木粗细相同、质量均为m.Ⅰ、Ⅱ并排横放在水平地面上，Ⅲ叠放在Ⅰ、Ⅱ上面，三根圆木均处于静止状态．已知重力加速度g，以下推断正确的是()图3A．Ⅰ对Ⅲ的支持力大小为12mgB．Ⅰ对Ⅲ的支持力大小为33mgC．地面对Ⅰ的摩擦力大小为36mgD．地面对Ⅰ的摩擦力大小为0答案BC解析 以圆木Ⅲ为争辩对象，受力如图甲，由几何关系可知，F 与竖直方向之间的夹角是30°，所以：2F cos 30°＝mg 所以：F ＝mg 2cos 30°＝33mg .故A 错误，B 正确；以Ⅰ为争辩对象，受力如图乙，由牛顿第三定律得：F ′＝F ，沿水平方向：F ′·sin 30°＝f ，所以：f ＝12F ＝36mg .故C 正确，D 错误．图42．如图4所示，在倾角为θ＝30°的斜面上，物块A 与物块B 通过轻绳相连，轻绳跨过光滑的定滑轮，物块A 的质量为4 kg ，物块A 与斜面间的动摩擦因数为36，设物块A 与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为使物块A 静止在斜面上，物块B 的质量不行能为( ) A ．1 kg B ．2 kg C ．3 kg D ．4 kg答案 D解析 若物块B 的质量较小，物块A 将有沿斜面下滑的趋势，则有： Mg ＋μmg cos θ＝mg sin θ，解得：M ＝1 kg若物块B 的质量较大，物块A 将有沿斜面上滑的趋势，则有 Mg ＝μmg cos θ＋mg sin θ解得：M ＝3 kg ，综上所述，可知D 正确．3．如图5所示，左侧是倾角为60°的斜面、右侧是14圆弧面的物体固定在水平地面上，圆弧面底端的切线水平，跨过其顶点上小定滑轮的轻绳两端系有质量分别为m 1、m 2的小球．当它们处于平衡状态时，连接m 2的轻绳与水平线的夹角为60°，不计一切摩擦，两小球可视为质点．则m 1∶m 2等于( )图5 A ．1∶1 B ．2∶3 C ．3∶2 D ．3∶4答案 B解析 先以m 1球为争辩对象，由平衡条件得知，绳的拉力大小为T ＝m 1g sin 60°①再以m 2球为争辩对象，分析受力状况，如图，由平衡条件可知，绳的拉力T 与支持力N 的合力与重力大小相等、方向相反，作出两个力的合力，由对称性可知，T ＝N,2T cos 30°＝m 2g ②，由①②解得：m 1∶m 2＝2∶3.4．如图6所示，直角三角形框架ABC (角C 为直角)固定在水平地面上，已知AC 与水平方向的夹角为α＝30°.小环P 、Q 分别套在光滑臂AC 、BC 上，用一根不行伸长的细绳连接两小环，静止时细绳恰好处于水平方向，小环P 、Q 的质量分别为m 1、m 2，则小环P 、Q 的质量之比为( )图6 A.m 1m 2＝ 3 B.m 1m 2＝3 C.m 1m 2＝33 D.m 1m 2＝13答案 B解析 对小环P 进行受力分析，设绳子拉力大小为T ，由几何关系：T ＝m 1g tan α① 对小环Q 进行受力分析，由几何关系：T ＝m 2gtan α②联立①②得：m 1m 2＝1tan 2α＝31．物体受力分析的常用方法 (1)整体法与隔离法整体法隔离法概念将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法将争辩对象与四周物体分隔开的方法选用原则争辩系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度争辩系统内物体之间的相互作用力(2)假设法在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来推断该力是否存在． 2．v ＝0时确定是平衡状态吗？不愿定． 3．处理平衡问题的基本方法(1)物体受三个力平衡时，利用力的合成或分解法比较简洁．(2)解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合，需要分解的力尽可能少，物体受四个以上的力作用时一般要接受正交分解法．考题二 物体的动态平衡问题5．目前，我市每个社区均已配备了公共体育健身器材．图7器材为一秋千，用两根等长轻绳将一座椅悬挂在竖直支架上等高的两点．由于长期使用，导致两根支架向内发生了稍小倾斜，如图中虚线所示，但两悬挂点仍等高．座椅静止时用F 表示所受合力的大小，F 1表示单根轻绳对座椅拉力的大小，与倾斜前相比( )图7A ．F 不变，F 1变小B ．F 不变，F 1变大C ．F 变小，F 1变小D ．F 变大，F 1变大答案 A解析 座椅静止时，受重力和两个拉力而平衡，故三个力的合力为零，即：F ＝0；依据共点力平衡条件，有：2F 1cos θ＝mg解得：F 1＝mg2cos θ由于长期使用，导致两根支架向内发生了稍小倾斜，故图中的θ角减小了，故F 不变，F 1减小．6．如图8所示，挡板垂直于斜面固定在斜面上，一滑块m 放在斜面上，其上表面呈弧形且左端最薄，一球M 搁在挡板与弧形滑块上，一切摩擦均不计，用平行于斜面的拉力F 拉住弧形滑块，使球与滑块均静止．现将滑块平行于斜面对上拉过一较小的距离，球仍搁在挡板与滑块上且处于静止状态，则与原来相比( )图8A ．滑块对球的弹力增大B ．挡板对球的弹力减小C ．斜面对滑块的弹力增大D ．拉力F 不变 答案 B解析 对球进行受力分析，如图(a)，球只受三个力的作用，挡板对球的力F 1方向不变，作出力的矢量图，滑块上移时，F 2与竖直方向夹角减小，最小时F 2垂直于F 1，可以知道F 1和滑块对球的作用力F 2都减小，故B 正确，A 错误；再对滑块和球一起受力分析，如图(b)，其中N ＝(M ＋m )g cos θ不变，F ＋F 1不变，F 1减小，可以知道斜面对滑块的支持力不变，拉力F 增大，故C 、D 错误．7．如图9所示，确定质量的物体通过轻绳悬挂，结点为O，人沿水平方向拉着OB绳，物体和人均处于静止状态．若人的拉力方向不变，缓慢向左移动一小段距离，下列说法正确的是()图9A．OA绳中的拉力先减小后增大B．OB绳中的拉力不变C．人对地面的压力渐渐减小D．地面给人的摩擦力渐渐增大答案D解析将物体的重力进行分解，当人的拉力方向不变，缓慢向左移动一小段距离，则OA与竖直方向夹角变大，OA的拉力由图中1位置变到2位置，可见OA绳子拉力变大，OB绳拉力渐渐变大，依据平衡条件知地面给人的摩擦力渐渐增大；人对地面的压力始终等于人的重力，保持不变．1．解析法画出争辩对象的受力示意图，依据动态变化的缘由，一般是某一夹角发生变化，用三角函数表示出各个作用力与变化夹角之间的关系，从而推断各作用力的变化．2．图解法当物体受到一个大小方向不变、一个方向不变、一个大小方向都变化的3个力作用而处于动态平衡时，假如题目只要求定性争辩力的大小而不必进行定量计算时，应首先考虑用矢量三角形方法．考题三电学中的平衡问题图108．如图10所示，在匀强磁场中(磁场方向没有画出)固定一倾角为30°的光滑斜面，一根质量为m的通电直导线垂直于纸面水平放置在斜面上，直导线恰好能保持静止，电流方向垂直于纸面对里，已知直导线受到的安培力和重力大小相等，斜面对直导线的支持力大小可能是(重力加速度大小为g)()A．0 B．mgC.32mg D.3mg答案AD解析由于导线受重力、支持力和安培力处于平衡，当安培力的方向竖直向上，与重力等大反向，则支持力N ＝0.由于重力、支持力和安培力合力为零，可以构成矢量三角形，如图所示，可得N＝2mg cos 30°＝3mg，故A、D正确，B、C错误．9．如图11所示，固定在水平地面上的倾角为θ的粗糙斜面上，有一根水平放在斜面上的导体棒，通有垂直纸面对外的电流，导体棒保持静止．现在空间中加入竖直向下的匀强磁场，导体棒仍静止不动，则()图11A．导体棒受到的合力确定增大B．导体棒确定受4个力的作用C．导体棒对斜面的压力确定增大D．导体棒所受的摩擦力确定增大答案C解析导体棒静止，合力为零，故合力不变，故A错误；当加上磁场后，假如mg sin θ＝BIL cos θ，则导体棒不受摩擦力，此时受3个力，故B错误；不加磁场时导体棒对斜面的压力N＝mg cos θ，加上磁场后对斜面的压力为N′＝mg cos θ＋BIL sin θ，故压力增大，故C正确；导体棒受到的摩擦力不愿定变大，故D错误．10．如图12所示，A、B两球所带电荷量均为2×10－5C，质量均为0.72 kg，其中A球带正电荷，B球带负电荷，A球通过绝缘细线吊在天花板上，B球一端固定绝缘棒，现将B球放在某一位置，能使绝缘细线伸直，A 球静止且与竖直方向的夹角为30°，g＝10 m/s2，则B球距离A的距离可能为()图12A．0.5 m B．0.8 mC．1.2 m D．2.5 m答案AB解析对A受力分析，受重力mg、绳的拉力T、B对A的吸引力F，由分析知，A平衡时，F的最小值为F＝mg sin 30°＝kq2r2，解得r＝1 m ，所以r≤1 m，A、B正确．电磁学中的物体的平衡问题，除了涉及重力、弹力和摩擦力之外，还涉及电磁学中的静电力、安培力和洛伦兹力．与力学中的共点力平衡问题一样，电磁学中的物体平衡问题也要遵循合力为零这一平衡条件，所不同的是除听从力学规律之外，还要听从电磁学规律，这是解决电磁学中的物体平衡问题的两条主线．考题四平衡中的临界、极值问题11．将三根伸长可不计的轻绳AB、BC、CD如图13所示连接，现在B点悬挂一个质量为m的重物，为使BC 绳保持水平且AB绳、CD绳与水平天花板夹角分别为60°和30°，需在C点再施加一作用力，则该力的最小值为()图13A．mg B.12mgC.33mg D.36mg答案D解析对B点受力分析，依据共点力平衡得，tan 30°＝T BCT＝T BCmg，解得T BC＝33mg，对C点受力分析，CD的拉力方向确定，依据图解法知，当外力的方向与CD垂直时，外力F最小，依据平行四边形定则知，sin 30°＝FT BC，F＝T BC sin 30°＝33mg×12＝36mg.12.质量为M的木楔倾角为θ，在水平面上保持静止，当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速下滑．假如用与木楔斜面成α角的力F拉着木块匀速上升，如图14所示(已知木楔在整个过程中始终静止)．图14(1)当α＝θ时，拉力F有最小值，求此最小值；(2)求在(1)条件下木楔对水平面的摩擦力是多少？答案(1)mg sin 2θ(2)12mg sin 4θ解析木块在木楔斜面上匀速向下运动时，有mg sin θ＝μmg cos θ，即μ＝tan θ.(1)因其在力F作用下沿斜面对上匀速运动，则有：F cos α＝mg sin θ＋f ① F sin α＋N ＝mg cos θ② f ＝μN ③ 由①②③得F ＝2mg sin θcos α＋μsin α＝2mg sin θcos θcos αcos θ＋sin αsin θ＝mg sin 2θcos θ－α则当α＝θ时，F 有最小值，即F min ＝mg sin 2θ.(2)由于木块及木楔均处于平衡状态，整体受到地面的摩擦力等于F 的水平分力，即f m ＝F cos(α＋θ) 当F 取最小值mg sin 2θ时，f m ＝F min cos 2θ＝mg ·sin 2θcos 2θ＝12mg sin 4θ.1．物体平衡的临界问题：当某一物理量变化时，会引起其他几个物理量跟着变化，从而使物体所处的平衡状态恰好毁灭变化或恰好不毁灭变化．2．极限分析法：通过恰当地选取某个变化的物理量将其推向极端(“极大”或“微小”、“极右”或“极左”等)．3．解决中学物理极值问题和临界问题的方法(1)物理分析方法：就是通过对物理过程的分析，抓住临界(或极值)条件进行求解． (2)数学方法：例如求二次函数极值、争辩公式极值、三角函数极值．专题综合练1．如图15所示，斜面体M 放置在水平地面上，位于斜面上的物块m 受到沿斜面对上的推力F 的作用，设物块与斜面之间的摩擦力大小为f 1，斜面体与地面之间的摩擦力大小为f 2.增大推力F ，斜面体始终保持静止，下列推断正确的是( )图15A ．假如物块沿斜面对上滑动，则f 1、f 2确定增大B ．假如物块沿斜面对上滑动，则f 1、f 2确定不变C ．假如物块与斜面相对静止，则f 1、f 2确定增大D ．假如物块与斜面相对静止，则f 1、f 2确定不变 答案 B解析 发生滑动时，摩擦力为滑动摩擦力，其大小与压力有关，与F 大小无关．相对静止时，摩擦力为静摩擦力，选物块与斜面体整体为争辩对象，摩擦力f 2增大．m 与M 间的摩擦力f 1变化不确定．2．如图16所示，内壁及碗口光滑的半球形碗固定在水平面上，碗口保持水平．A 球、C 球与B 球分别用两根轻质细线连接．当系统保持静止时，B 球对碗壁刚好无压力，图中θ＝30°，则A 球和C 球的质量之比为( )图16 A ．1∶2 B ．2∶1 C ．1∶ 3 D.3∶1答案 C解析 B 球对碗壁刚好无压力，则依据几何学问分析可得B 球所在位置两线的夹角为90°，以B 球为争辩对象，进行受力分析，水平方向所受合力为零，由此可知F A cos θ＝F C sin θ，F A F C ＝m A g m C g ＝tan θ＝13.3．如图17所示，在高度不同的两水平台阶上放有质量分别为m 1、m 2的两物体，物体间用轻弹簧相连，弹簧与竖直方向夹角为θ.在m 1左端施加水平拉力F ，使m 1、m 2均处于静止状态，已知m 1表面光滑，重力加速度为g ，则下列说法正确的是( )图17A ．弹簧弹力的大小为m 1gcos θB ．地面对m 2的摩擦力大小为FC ．地面对m 2的支持力可能为零D ．m 1与m 2确定相等答案 B解析 对整体受力分析可知，整体受重力、支持力、拉力及摩擦力；要使整体处于平衡，则水平方向确定有向右的摩擦力作用在m2上，且大小与F相同，故B正确；因m2与地面间有摩擦力，则确定有支持力，故C错误；再对m2受力分析可知，弹力水平方向的分力应等于F，故弹力T＝Fsin θ；因竖直方向上的受力不明确，无法确定两物体的质量关系，也无法求出弹簧弹力与重力的关系，故A、D错误．4．如图18所示，用OA、OB两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间，开头时OB绳水平．现保持O点位置不变，转变OB绳长使绳右端由B点缓慢上移到B′点，此时OB′与OA之间的夹角θ<90°.设此过程OA、OB绳的拉力分别为F OA、F OB，则下列说法正确的是()图18A．F OA始终减小B．F OA始终增大C．F OB始终减小D．F OB先减小后增大答案AD解析以结点O为争辩对象，分析受力：重力G、绳OA的拉力F OA和绳OB的拉力F OB，如图所示，依据平衡条件知，两根绳子的拉力的合力与重力大小相等、方向相反，作出轻绳OB在两个位置时力的合成图如图，由图看出，F OA渐渐减小，F OB先减小后增大，当θ＝90°时，F OB最小．5．如图19所示，横截面为直角三角形的斜劈A，底面靠在粗糙的竖直墙面上，力F通过球心水平作用在光滑球B上，系统处于静止状态．当力F增大时，系统仍保持静止，则下列说法正确的是()图19A．A所受合外力增大B．墙面对A的摩擦力确定增大C．B对地面的压力确定不变D．墙面对A的摩擦力可能变小答案D解析A始终处于静止状态，所受合外力始终为零，故A错误；对B受力分析，如图，依据平衡条件：F＝N′sin θ，可见F增大则N′增大，N″＝mg＋N′cos θ，可见N′增大则N″增大，依据牛顿第三定律则球对地面的压力增大，故C错误；以整体为争辩对象，竖直方向：N″＋f＝Mg，若N″增大至与Mg相等，则f＝0，故B错误，D正确．6．如图20所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面C上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态．则()图20A．水平面对C的支持力等于B、C的总重力B．B确定受到C的摩擦力C．C确定受到水平面的摩擦力D．若将细绳剪断，B物体开头沿斜面对下滑动，则水平面对C的摩擦力可能为零答案C解析把B、C当作一个整体进行受力分析，在竖直方向上有：N＋m A g sin θ＝(m B＋m C)g，绳子的拉力在竖直方向上的重量m A g sin θ不为零，所以水平面对C的支持力小于B、C的总重力．故A错误；对B：当B受到绳子的拉力与B的重力在斜面上的分力大小相等，即m B g sin θ＝m A g时，B在斜面上没有运动趋势，此时B、C间没有摩擦力，故B错误；把B、C当作一个整体进行受力分析，可知绳子的拉力在水平方向上的重量不为零，整体有向右的运动趋势，所以C 受到地面的摩擦力不会为零，方向确定向左．故C 正确；若将细绳剪断，B 物体在斜面上加速下滑时具有沿斜面对下的加速度，该加速度在水平方向上有重量，故对C 的作用力有水平向右的重量，而C 处于平衡状态可知，地面对C 的摩擦力确定不为零，故D 错误．7．如图21所示，A 、B 是两个带异号电荷的小球，其质量分别为m 1和m 2，所带电荷量分别为＋q 1和－q 2，A 用绝缘细线L 1悬挂于O 点，A 、B 间用绝缘细线L 2相连．整个装置处于水平方向的匀强电场中，平衡时L 1向左偏离竖直方向，L 2向右偏离竖直方向，则可以判定( )图21 A ．m 1＝m 2 B ．m 1>m 2 C ．q 1>q 2 D ．q 1<q 2答案 C解析 两球整体受力分析，如图所示，依据平衡条件可知，q 1E >q 2E ，即q 1>q 2，而两球的质量无法比较其大小，故C 正确，A 、B 、D 错误．8．如图22所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L ，质量为m 的直导体棒．在导体棒中的电流I 垂直纸面对里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B 的大小和方向正确的是( )图22A ．B ＝mg sin αIL ，方向垂直斜面对上B ．B ＝mg tan αIL ，方向竖直向上C ．B ＝mg sin αIL，方向垂直斜面对下D ．B ＝mg tan αIL ，方向竖直向下答案 AB解析 若外加匀强磁场的磁感应强度B 的方向垂直斜面对上，则沿斜面对上的安培力、支持力与重力处于平衡状态，则BIL ＝mg sin α，解得B ＝mg sin αIL ，故A 正确；若外加匀强磁场的磁感应强度B 的方向竖直向上，则水平向右的安培力、支持力与重力处于平衡状态，则BIL ＝mg tan α，解得B ＝mg tan αIL ，故B 正确；若外加匀强磁场的磁感应强度B 的方向垂直斜面对下，则安培力沿斜面对下，导体棒不能平衡，C 错误；若外加匀强磁场的磁感应强度B 的方向竖直向下，则安培力水平向左，导体棒不能平衡，D 错误；故选A 、B. 9．由粗糙的水平杆AO 与光滑的竖直杆BO 组成的绝缘直角支架如图23放置，在AO 杆、BO 杆上套有带正电的小球P 、Q ，两个小球恰能在某一位置平衡．现将P 缓慢地向左移动一小段距离，两球再次达到平衡．若小球所带电荷量不变，与移动前相比( )图23A ．P 、Q 之间的距离增大B ．BO 杆对Q 的弹力减小C ．AO 杆对P 的摩擦力增大D ．AO 杆对P 的弹力减小 答案 C解析 Q 受力如图，由力的合成与平衡条件可知：BO 杆对小球Q 的弹力变大，两小球之间的库仑力变大，由库仑定律知，两小球P 、Q 的距离变小，A 、B 错误；对小球P 受力分析，可得AO 杆对小球P 的摩擦力变大，C 正确；对小球P 、Q 整体受力分析，AO 杆对小球P 的弹力不变，D 错误．10．如图24所示，倾角为θ的绝缘斜面体ABC 置于粗糙的水平地面上．一质量为m 、电荷量为＋q 的小物块(可看作是点电荷)恰好能在斜面上匀速下滑．若在AB中点D的上方与B等高的位置固定一电荷量为＋Q的点电荷，再让物块以某一速度从斜面上滑下，物块在下滑至底端的过程中，斜面体保持静止不动．在不考虑空气阻力和物块电荷没有转移的状况下，关于在物块下滑过程中斜面体受到地面的摩擦力及其方向的分析正确的是()图24A．当物块在BD之间，斜面体受到地面的摩擦力的方向向左B．当物块在DA之间，斜面体受到地面的摩擦力的方向向右C．当物块在DA之间，斜面体受到地面的摩擦力的方向要视具体问题而定D．当物块在DA之间，斜面体受到地面的摩擦力为零答案D解析开头时刻小物块受重力、支持力和摩擦力，物块恰好能在斜面上匀速下滑，说明摩擦力和支持力的合力与重力平衡，是竖直向上的；依据牛顿第三定律，压力和滑块对斜面体的摩擦力的合力是竖直向下的；增加电场力后，小物块对斜面体的压力和摩擦力正比例增加，故滑块对斜面体的压力和摩擦力的合力照旧是竖直向下的；再对斜面体受力分析，受重力、物块对斜面体的压力和摩擦力、支持力，不受地面的摩擦力，否则合力不为零，故A、B、C错误，D正确．11．如图25所示，质量为m的物体，放在一固定斜面上，当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑．对物体施加一大小为F的水平向右的恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时，不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面对上滑行，试求：图25(1)物体与斜面间的动摩擦因数；(2)这一临界角θ0的大小．答案(1)33(2)60°解析(1)物体恰匀速下滑时，由平衡条件有N1＝mg cos 30°mg sin 30°＝μN1则μ＝tan 30°＝33.(2)设斜面倾角为α，由平衡条件有F cos α＝mg sin α＋fN2＝mg cos α＋F sin α静摩擦力f≤μN2联立解得F(cos α－μsin α)≤mg sin α＋μmg cos α要使“不论水平恒力F多大”，上式都成立，则有cos α－μsin α≤0，所以tan α≥1μ＝3＝tan 60°即θ0＝60°。

1．(·新课标全国Ⅰ·18)一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图1所示．水平台面的长和宽分别为L 1和L 2，中间球网高度为h .发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为3h .不计空气的作用，重力加速度大小为g .若乒乓球的发射速率v 在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则v 的最大取值范围是( )图1A.L 12g6h ＜v ＜L 1g6hB.L 14gh ＜v ＜ (4L 21＋L 22)g6h C.L 12g 6h ＜v ＜12 (4L 21＋L 22)g 6h D.L 14g h ＜v ＜12(4L 21＋L 22)g 6h答案 D解析 发射机无论向哪个方向水平发射，乒乓球都做平抛运动．当速度v 最小时，球沿中线恰好过网，有： 3h －h ＝gt 212①L 12＝v 1t 1② 联立①②得v 1＝L 14g h当速度最大时，球斜向右侧台面两个角发射，有 (L 22)2＋L 21＝v 2t 2③ 3h ＝12gt 22④联立③④得v 2＝12(4L 21＋L 22)g 6h所以使乒乓球落到球网右侧台面上，v 的最大取值范围为L 14g h ＜v ＜12(4L 21＋L 22)g6h，选项D 正确．2．(·浙江理综·19)如图2所示为赛车场的一个水平“U ”形弯道，转弯处为圆心在O 点的半圆，内外半径分别为r 和2r .一辆质量为m 的赛车通过AB 线经弯道到达A ′B ′线，有如图所示的①、②、③三条路线，其中路线③是以O ′为圆心的半圆，OO ′＝r .赛车沿圆弧路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力为F max .选择路线，赛车以不打滑的最大速率通过弯道(所选路线内赛车速率不变，发动机功率足够大)，则( )图2A ．选择路线①，赛车经过的路程最短B ．选择路线②，赛车的速率最小C ．选择路线③，赛车所用时间最短D ．①、②、③三条路线的圆弧上，赛车的向心加速度大小相等 答案 ACD解析 赛车经过路线①的路程s 1＝πr ＋2r ＝(π＋2)r ，路线②的路程s 2＝2πr ＋2r ＝(2π＋2)r ，路线③的路程s 3＝2πr ，A 正确；根据F max ＝m v 2R ，可知R 越小，其不打滑的最大速率越小，所以路线①的最大速率最小，B 错误；三种路线对应的最大速率v 2＝v 3＝2v 1，则选择路线①所用时间t 1＝(π＋2)r v 1，路线②所用时间t 2＝(2π＋2)r 2v 1，路线③所用时间t 3＝2πr2v 1，t 3最小，C 正确；由F max ＝ma ，可知三条路线对应的a 相等，D 正确．3．(·海南单科·14)如图3所示，位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab 和抛物线bc 组成，圆弧半径Oa 水平，b 点为抛物线顶点．已知h ＝2 m ，s ＝ 2 m ．取重力加速度大小g ＝10 m/s 2.图3(1)一小环套在轨道上从a 点由静止滑下，当其在bc 段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径；(2)若环从b 点由静止因微小扰动而开始滑下，求环到达c 点时速度的水平分量的大小． 答案 (1)0.25 m (2)2103m/s解析 (1)小环在bc 段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，则说明下落到b 点时的速度水平，使小环做平抛运动的轨迹与轨道bc 重合，故有s ＝v b t ① h ＝12gt 2② 在ab 滑落过程中，根据动能定理可得mgR ＝12m v 2b ③联立三式可得R ＝s 24h＝0.25 m(2)下滑过程中，初速度为零，只有重力做功，根据动能定理可得mgh ＝12m v 2c④因为小环滑到c 点时速度与竖直方向的夹角等于(1)问中做平抛运动过程中经过c 点时速度与竖直方向的夹角，设为θ，则根据平抛运动规律可知sin θ＝v bv 2b ＋2gh⑤根据运动的合成与分解可得sin θ＝v 水平v c ⑥联立①②④⑤⑥可得v 水平＝2103m/s.1．题型特点抛体运动与圆周运动是高考热点之一．考查的知识点有：对平抛运动的理解及综合运用、运动的合成与分解思想方法的应用、竖直面内圆周运动的理解和应用．高考中单独考查曲线运动的知识点时，题型为选择题，将曲线运动与功和能、电场与磁场综合时题型为计算题．2．应考策略抓住处理问题的基本方法即运动的合成与分解，灵活掌握常见的曲线运动模型：平抛运动及类平抛运动、竖直面内的圆周运动及完成圆周运动的临界条件．考题一运动的合成与分解1．如图4所示，河水以相同的速度向右流动，落水者甲随水漂流，至b点时，救生员乙从O 点出发对甲实施救助，则救生员乙相对水的运动方向应为图中的()图4A．Oa方向B．Ob方向C．Oc方向D．Od方向答案 B解析人在水中相对于水游动的同时还要随着水一起相对地面向下游漂流，以水为参考系，落水者甲静止不动，救援者做匀速直线运动，则救援者直接沿着Ob方向即可对甲实施救助．2．如图5所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一红蜡块R(R视为质点)．将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v0＝3 cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正向做初速度为零的匀加速直线运动，合速度的方向与y轴夹角为α.则红蜡块R的()图5A．分位移y与x成正比B．分位移y的平方与x成正比C．合速度v的大小与时间t成正比D ．tan α与时间t 成正比 答案 BD解析 由题意可知，y 轴方向，y ＝v 0t .而x 轴方向，x ＝12at 2，联立可得：y 2＝2v 20a x ，故A 错误，B 正确；x 轴方向，v x ＝at ，那么合速度的大小v ＝v 20＋a 2t 2，则v 的大小与时间t 不成正比，故C 错误；tan α＝at v 0＝av 0t ，故D 正确．3．如图6所示，将质量为2m 的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m 的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d ，杆上的A 点与定滑轮等高，杆上的B 点在A 点下方距离为d 处．现将环从A 处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是( )图6A ．环到达B 处时，重物上升的高度h ＝d2B ．环到达B 处时，环与重物的速度大小相等C ．环从A 到B ，环减少的机械能等于重物增加的机械能D ．环能下降的最大高度为43d答案 CD解析 环到达B 处时，重物上升的高度为(2－1)d ，选项A 错误；环到达B 处时，重物的速度与环的速度大小关系为：v 物＝v 环sin 45°，即环与重物的速度大小不相等，选项B 错误；根据机械能守恒定律，对环和重物组成的系统机械能守恒，则环从A 到B ，环减少的机械能等于重物增加的机械能，选项C 正确；设环能下降的最大距离为H ，则 对环和重物组成的系统，根据机械能守恒定律可得：mgH ＝2mg (H 2＋d 2－d )，解得H ＝43d ，选项D 正确．1．合运动与分运动的关系：(1)独立性：两个分运动可能共线、可能互成角度．两个分运动各自独立，互不干扰． (2)等效性：两个分运动的规律、位移、速度、加速度叠加起来与合运动的规律、位移、速度、加速度效果相同．(3)等时性：各个分运动及其合运动总是同时发生，同时结束，经历的时间相等． (4)合运动一定是物体的实际运动．物体实际发生的运动就是物体相对地面发生的运动，或者说是相对于地面上的观察者所发生的运动．2．判断以下说法的对错．(1)曲线运动一定是变速运动．( √ ) (2)变速运动一定是曲线运动．( × )(3)做曲线运动的物体所受的合外力一定是变力．( × )考题二 平抛(类平抛)运动的规律4．如图7所示，A 、B 两点在同一条竖直线上，A 点离地面的高度为2.5h .B 点离地面的高度为2h .将两个小球分别从A 、B 两点水平抛出，它们在P 点相遇，P 点离地面的高度为h .已知重力加速度为g ，则( )图7A ．两个小球一定同时抛出B ．两个小球抛出的时间间隔为(3－2)h gC ．小球A 、B 抛出的初速度之比v A v B ＝32 D ．小球A 、B 抛出的初速度之比v Av B ＝23 答案 BD解析 平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，由h ＝12gt 2，得t ＝2hg，由于A 到P 的竖直高度较大，所以从A 点抛出的小球运动时间较长，应先抛出．故A 错误；由t ＝2h g，得两个小球抛出的时间间隔为Δt ＝t A －t B ＝2×1.5hg－2hg＝(3－2)hg .故B 正确；由x ＝v 0t 得v 0＝xg 2h ，x 相等，则小球A 、B 抛出的初速度之比v A v B＝ h B h A＝ h 1.5h＝23，故C 错误，D 正确．5．在水平地面上的O 点同时将甲、乙两块小石头斜向上抛出，甲、乙在同一竖直面内运动，其轨迹如图8所示，A 点是两轨迹在空中的交点，甲、乙运动的最大高度相等．若不计空气阻力，则下列判断正确的是( )图8A ．甲先到达最大高度处B ．乙先到达最大高度处C ．乙先到达A 点D ．甲先到达水平地面 答案 C解析 斜抛可以分解为水平匀速运动和竖直匀变速运动，由于甲、乙运动的最大高度相等，由v 2＝2gh ，则可知其竖直方向初速度相同，则甲、乙同时到达最高点，故A 、B 错误；由前面分析，结合图像可知，乙到达A 点时，甲在上升阶段，故C 正确；由于甲、乙竖直方向运动一致，故会同时到达地面，故D 错误．6．如图9，斜面与水平面之间的夹角为45°，在斜面底端A 点正上方高度为10 m 处的O 点，以5 m/s 的速度水平抛出一个小球，则飞行一段时间后撞在斜面上时速度与水平方向夹角的正切值为(g ＝10 m/s 2)( )图9A ．2B ．0.5C ．1 D. 2答案 A解析 如图所示，由三角形的边角关系可知， AQ ＝PQ所以在竖直方向上有， OQ ＋AQ ＝10 m所以有：v 0t ＋12gt 2＝10 m ，解得：t ＝1 s. v y ＝gt ＝10 m/s 所以tan θ＝v yv 0＝21．平抛运动规律以抛出点为坐标原点，水平初速度v 0方向为x 轴正方向，竖直向下的方向为y 轴正方向，建立如图10所示的坐标系，则平抛运动规律如下．图10(1)水平方向：v x ＝v 0 x ＝v 0t (2)竖直方向：v y ＝gt y ＝12gt 2(3)合运动：合速度：v t ＝v 2x ＋v 2y ＝v 20＋g 2t 2合位移：s ＝x 2＋y 2合速度与水平方向夹角的正切值tan α＝v y v 0＝gtv 0合位移与水平方向夹角的正切值tan θ＝y x ＝gt2v 02．平抛运动的两个重要推论推论Ⅰ：做平抛(或类平抛)运动的物体在任一时刻任一位置处，设其末速度方向与水平方向的夹角为α，位移方向与水平方向的夹角为θ，则tan α＝2tan θ.推论Ⅱ：做平抛(或类平抛)运动的物体，任意时刻的瞬时速度方向的反向延长线一定通过此时水平位移的中点．考题三 圆周运动问题的分析7．如图11所示，轻杆长3L ，在杆两端分别固定质量均为m 的球A 和B ，光滑水平转轴穿过杆上距球A 为L 处的O 点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球B 运动到最高点时，杆对球B 恰好无作用力．忽略空气阻力．则球B 在最高点时( )图11A ．球B 的速度为零 B ．球A 的速度大小为2gLC ．水平转轴对杆的作用力为1.5mgD ．水平转轴对杆的作用力为2.5mg 答案 C解析 球B 运动到最高点时，杆对球B 恰好无作用力，即重力恰好提供向心力，有mg ＝mv 22L 解得v ＝2gL ，故A 错误；由于A 、B 两球的角速度相等，则球A 的速度大小v ′＝2gL2，故B 错误；球B 到最高点时，对杆无弹力，此时球A 受重力和拉力的合力提供向心力，有F －mg ＝m v ′2L解得：F ＝1.5mg ，故C 正确，D 错误．8．如图12所示，质量为m 的竖直光滑圆环A 的半径为r ，竖直固定在质量为m 的木板B 上，木板B 的两侧各有一竖直挡板固定在地面上，使木板不能左右运动．在环的最低点静置一质量为m 的小球C .现给小球一水平向右的瞬时速度v 0，小球会在环内侧做圆周运动．为保证小球能通过环的最高点，且不会使木板离开地面，则初速度v 0必须满足( )图12A.3gr ≤v 0≤5grB.gr ≤v 0≤3grC.7gr ≤v 0≤3grD.5gr ≤v 0≤7gr答案 D解析 在最高点，速度最小时有：mg ＝m v 21r解得：v 1＝gr .从最高点到最低点的过程中，机械能守恒，设最低点的速度为v 1′，根据机械能守恒定律，有： 2mgr ＋12mv 21＝12mv 1′2解得v 1′＝5gr . 要使木板不会在竖直方向上跳起，球对环的压力最大为：F ＝mg ＋mg ＝2mg 从最高点到最低点的过程中，机械能守恒，设此时最低点的速度为v 2′， 在最高点，速度最大时有：mg ＋2mg ＝m v 22r 解得：v 2＝3gr .根据机械能守恒定律有：2mgr ＋12mv 22＝12mv 2′2解得：v 2′＝7gr .所以保证小球能通过环的最高点，且不会使木板在竖直方向上跳起，在最低点的速度范围为：5gr ≤v ≤7gr .9．如图13所示，光滑杆AB 长为L ，B 端固定一根劲度系数为k 、原长为l 0的轻弹簧，质量为m 的小球套在光滑杆上并与弹簧的上端连接．OO ′为过B 点的竖直轴，杆与水平面间的夹角始终为θ.图13(1)杆保持静止状态，让小球从弹簧的原长位置静止释放，求小球释放瞬间的加速度大小a 及小球速度最大时弹簧的压缩量Δl 1；(2)当球随杆一起绕OO ′轴匀速转动时，弹簧伸长量为Δl 2，求匀速转动的角速度ω； (3)若θ＝30°，移去弹簧，当杆绕OO ′轴以角速度ω0＝gL匀速转动时，小球恰好在杆上某一位置随杆在水平面内匀速转动，球受轻微扰动后沿杆向上滑动，到最高点A 时球沿杆方向的速度大小为v 0，求小球从开始滑动到离开杆过程中，杆对球所做的功W . 答案 见解析解析 (1)小球从弹簧的原长位置静止释放时，根据牛顿第二定律有 mg sin θ＝ma 解得a ＝g sin θ 小球速度最大时其加速度为零，则 k Δl 1＝mg sin θ 解得Δl 1＝mg sin θk(2)设弹簧伸长Δl 2时，球受到杆的支持力为N ，水平方向上有N sin θ＋k Δl 2cos θ＝mω2(l 0＋Δl 2)cos θ竖直方向上有N cos θ－k Δl 2sin θ－mg ＝0 解得ω＝mg sin θ＋k Δl 2ml 0＋Δl 2cos 2θ(3)当杆绕OO ′轴以角速度ω0匀速转动时，设小球距离B 点L 0， 此时有mg tan θ＝mω20L 0cos θ 解得L 0＝2L 3此时小球的动能E k0＝12m (ω0L 0cos θ)2小球在最高点A 离开杆瞬间的动能 E k A ＝12m [v 20＋(ω0L cos θ)2]根据动能定理有W －mg (L －L 0)sin θ＝E k A －E k0 解得W ＝38mgL ＋12mv 201．圆周运动主要分为水平面内的圆周运动(转盘上的物体、汽车拐弯、火车拐弯、圆锥摆等)和竖直平面内的圆周运动(绳模型、汽车过拱形桥、水流星、内轨道、轻杆模型、管道模型)． 3．注意有些题目中有“恰能”、“刚好”、“正好”、“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼，明显表明题述的过程存在着临界点．考题四 抛体运动与圆周运动的综合10．如图14所示，小球沿水平面以初速度v 0通过O 点进入半径为R 的竖直半圆弧轨道，不计一切阻力，则( )图14A ．球进入竖直半圆弧轨道后做匀速圆周运动B ．若小球能通过半圆弧最高点P ，则球在P 点受力平衡C ．若小球的初速度v 0＝3gR ，则小球一定能通过P 点D ．若小球恰能通过半圆弧最高点P ，则小球落地点到O 点的水平距离为2R 答案 CD解析 不计一切阻力，小球机械能守恒，随着高度增加，E k 减少，故做变速圆周运动A 错误；在最高点P 需要向心力，故受力不平衡，B 错误．恰好通过P 点，则有mg ＝mv 2PR得v P ＝gR ， mg ·2R ＋12mv 2P ＝12mv 2得v ＝5gR <3gR ，故C 正确； 过P 点 x ＝v P ·t 2R ＝12gt 2得：x ＝gR ·2Rg＝2R ，故D 正确． 11．如图15所示，参加某电视台娱乐节目的选手从较高的平台以v 0＝8 m/s 的速度从A 点水平跃出后，沿B 点切线方向进入光滑圆弧轨道，沿轨道滑到C 点后离开轨道．已知A 、B 之间的竖直高度H ＝1.8 m ，圆弧轨道半径R ＝10 m ，选手质量m ＝50 kg ，不计空气阻力，g ＝10 m/s 2，求：图15(1)选手从A 点运动到B 点的时间及到达B 点的速度； (2)选手到达C 点时对轨道的压力．答案 (1)0.6 s 10 m/s ，与水平方向的夹角为37° (2)1 200 N ，方向竖直向下 解析 (1)选手离开平台后做平抛运动，在竖直方向H ＝12gt 2解得：t ＝2Hg＝0.6 s 在竖直方向 v y ＝gt ＝6 m/s 选手到达B 点速度为v B ＝v 20＋v 2y ＝10 m/s与水平方向的夹角为θ，则tan θ＝v yv 0＝0.75，则θ＝37°(2)从B 点到C 点：mgR (1－cos θ)＝12mv 2C －12mv 2B 在C 点：N C －mg ＝m v 2C RN C ＝1 200 N由牛顿第三定律得，选手对轨道的压力 N C ′＝N C ＝1 200 N ，方向竖直向下曲线运动的综合题往往涉及圆周运动、平抛运动等多个运动过程，常结合功能关系进行求解，解答时可从以下两点进行突破： 1．分析临界点对于物体在临界点相关的多个物理量，需要区分哪些物理量能够突变，哪些物理量不能突变，而不能突变的物理量(一般指线速度)往往是解决问题的突破口． 2．分析每个运动过程的运动性质对于物体参与的多个运动过程，要仔细分析每个运动过程做何种运动：(1)若为圆周运动，应明确是水平面的匀速圆周运动，还是竖直平面的变速圆周运动，机械能是否守恒．(2)若为抛体运动，应明确是平抛运动，还是类平抛运动，垂直于初速度方向的力是由哪个力、哪个力的分力或哪几个力提供的．专题综合练1．关于物体的运动，以下说法正确的是()A．物体做平抛运动时，加速度不变B．物体做匀速圆周运动时，加速度不变C．物体做曲线运动时，加速度一定改变D．物体做曲线运动时，速度一定变化答案AD解析物体做平抛运动时，物体只受到重力的作用，加速度为重力加速度，所以加速度是不变的，所以A正确；物体做匀速圆周运动时，要受到向心加速度的作用，向心加速度的大小不变，但是向心加速度的方向是在不断的变化的，所以加速度要变化，所以B错误；物体做曲线运动时，加速度不一定改变，比如平抛运动的加速度就为重力加速度，是不变的，所以C错误；物体既然做曲线运动，速度的方向一定在变化，所以速度一定变化，所以D正确．2．如图16所示，河水流动的速度为v且处处相同，河宽为a.在船下水点A的下游距离为b 处是瀑布．为了使小船渡河安全(不掉到瀑布里去)()图16A．小船船头垂直河岸渡河时间最短，最短时间为t＝bv.速度最大，最大速度为v max＝a vbB．小船轨迹沿y轴方向渡河位移最小．速度最大，最大速度为v max＝a2＋b2v bC ．小船沿轨迹AB 运动位移最大、时间最长．速度最小，最小速度v min ＝a v bD ．小船沿轨迹AB 运动位移最大、速度最小．则小船的最小速度v min ＝a va 2＋b 2答案 D解析 小船船头垂直河岸渡河时间最短，最短时间为t ＝a v 船，不掉到瀑布里t ＝a v 船≤bv ，解得v 船≥a v b ，船最小速度为a vb ，A 错误；小船轨迹沿y 轴方向渡河应是时间最小，B 错误；小船沿轨迹AB 运动位移最大，但时间的长短取决于垂直河岸的速度，但有最小速度为a va 2＋b 2，所以C 错误，而D 正确．3．如图17所示，水平光滑长杆上套有一个质量为m A 的小物块A ，细线跨过O 点的轻小光滑定滑轮一端连接A ，另一端悬挂质量为m B 的小物块B ，C 为O 点正下方杆上一点，定滑轮到杆的距离OC ＝h .开始时A 位于P 点，PO 与水平方向的夹角为30°.现将A 、B 同时由静止释放，则下列分析正确的是( )图17A ．物块B 从释放到最低点的过程中，物块A 的动能不断增大B ．物块A 由P 点出发第一次到达C 点的过程中，物块B 的机械能先增大后减小 C ．PO 与水平方向的夹角为45°时，物块A 、B 速度大小关系是v A ＝22v BD ．物块A 在运动过程中最大速度为 2m B ghm A答案 AD解析 物块B 从释放到最低点过程中，由机械能守恒可知，物块B 的机械能不断减小，则物块A 的动能不断增大，故A 正确；物块A 由P 点出发第一次到达C 点过程中，物块B 动能先增大后减小，而其机械能不断减小，故B 错误；PO 与水平方向的夹角为45°时，有：v A cos 45°＝v B ，则：v A ＝2v B ，故C 错误；B 的机械能最小时，即为A 到达C 点，此时A 的速度最大，此时物块B 下落高度为h ，由机械能守恒定律得：12m A v 2A ＝m B gh ，解得：v A ＝2m B ghm A，故D 正确．4．如图18所示，从倾角为θ的足够长的斜面顶端P 以速度v 0抛出一个小球，落在斜面上某处Q 点，小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为α，若把初速度变为2v 0，小球仍落在斜面上，则以下说法正确的是( )图18A ．夹角α将变大B ．夹角α与初速度大小无关C ．小球在空中的运动时间不变D ．PQ 间距是原来间距的3倍 答案 B解析 根据tan θ＝12gt 2v 0t ＝gt 2v 0得，小球在空中运动的时间t ＝2v 0tan θg ，因为初速度变为原来的2倍，则小球在空中运动的时间变为原来的2倍．故C 错误．速度与水平方向的夹角的正切值tan β＝gtv 0＝2tan θ，因为θ不变，则速度与水平方向的夹角不变，可知α不变，与初速度无关，故A 错误，B 正确．PQ 的间距s ＝x cos θ＝v 0t cos θ＝2v 20tan θg cos θ，初速度变为原来的2倍，则PQ 的间距变为原来的4倍，故D 错误．5．如图19所示，水平地面附近，小球B 以初速度v 斜向上瞄准另一小球A 射出，恰巧在B 球射出的同时，A 球由静止开始下落，不计空气阻力．则两球在空中运动的过程中( )图19A ．A 做匀变速直线运动，B 做变加速曲线运动 B ．相同时间内B 的速度变化一定比A 的速度变化大C ．两球的动能都随离地竖直高度均匀变化D ．A 、B 两球一定会相碰 答案 C解析 A 球做的是自由落体运动，是匀变速直线运动，B球做的是斜抛运动，是匀变速曲线运动，故A 错误．根据公式Δv ＝a Δt ，由于A 和B 的加速度都是重力加速度，所以相同时间内A 的速度变化等于B 的速度变化，故B 错误．根据动能定理得：W G ＝ΔE k ，重力做功随离地竖直高度均匀变化，所以A 、B 两球的动能都随离地竖直高度均匀变化，故C 正确．A 球做的是自由落体运动，B 球做的是斜抛运动，在水平方向匀速运动，在竖直方向匀减速运动，由于不清楚具体的距离关系，所以A 、B 两球可能在空中不相碰，故D 错误．6．如图20所示，一个质量为0.4 kg 的小物块从高h ＝0.05 m 的坡面顶端由静止释放，滑到水平台上，滑行一段距离后，从边缘O 点水平飞出，击中平台右下侧挡板上的P 点．现以O 为原点在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系，挡板的形状满足方程y ＝x 2－6(单位：m)，不计一切摩擦和空气阻力，g ＝10 m/s 2，则下列说法正确的是( )图20A ．小物块从水平台上O 点飞出的速度大小为1 m/sB ．小物块从O 点运动到P 点的时间为1 sC ．小物块刚到P 点时速度方向与水平方向夹角的正切值等于5D ．小物块刚到P 点时速度的大小为10 m/s 答案 AB解析 从坡面顶端到O 点，由机械能守恒，mgh ＝12m v 2，v ＝1 m/s ，故A 正确；O 到P 平抛，水平方向x ＝v t ，竖直方向h ′＝12gt 2；由数学知识y ＝x 2－6，－h ′＝x 2－6，即－12gt 2＝(v t )2－6，解得t ＝1 s ，则B 正确；tan α＝gtv ＝10，故C 错误；到P 的速度v P ＝v 2＋(gt )2＝101 m/s ，D 错误．7．如图21所示，一根质量不计的轻杆绕水平固定转轴O 顺时针匀速转动，另一端固定有一个质量为m 的小球，当小球运动到图中位置时，轻杆对小球作用力的方向可能( )图21A．沿F1的方向B．沿F2的方向C．沿F3的方向D．沿F4的方向答案 C解析因小球做匀速圆周运动，故小球所受的合力方向指向圆心，小球受竖直向下的重力作用，故轻杆对小球作用力的方向与重力的合力方向指向圆心，故杆对小球作用力的方向可能在F3的方向，故选C.8．如图22所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的A、B两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，则下列说法正确的是()图22A．B的向心力是A的向心力的2倍B．盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍C．A、B都有沿半径向外滑动的趋势D．若B先滑动，则B与A间的动摩擦因数μA小于盘与B间的动摩擦因数μB答案BC解析因为A、B两物体的角速度大小相等，根据F n＝mrω2，因为两物块的角速度大小相等，转动半径相等，质量相等，则向心力相等，故A错误；对A、B整体分析，f B＝2mrω2，对A 分析，有：f A＝mrω2，知盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍，故B正确；A所受的静摩擦力方向指向圆心，可知A有沿半径向外滑动的趋势，B受到盘的静摩擦力方向指向圆心，，有沿半径向外滑动的趋势，故C正确；对A、B整体分析，μB×2mg＝2mrω2B，解得ωB＝μB gr，因为B先滑动，可知B先达到临界角速度，可对A分析，μA mg＝mrω2A，解得ωA＝μA gr知B的临界角速度较小，即μB<μA，故D错误．9．如图23所示，水平的粗糙轨道与竖直的光滑圆形轨道相连，圆形轨道间不相互重叠，即小球离开圆形轨道后可继续沿水平轨道运动．圆形轨道半径R＝0.2 m，右侧水平轨道BC长为L＝4 m，C点右侧有一壕沟，C、D两点的竖直高度h＝1 m，水平距离s＝2 m，小球与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g＝10 m/s2.小球从圆形轨道最低点B以某一水平向右的初速度出发，进入圆形轨道．试求：图23(1)若小球通过圆形轨道最高点A 时给轨道的压力大小恰为小球的重力大小，求小球在B 点的初速度多大？(2)若小球从B 点向右出发，在以后的运动过程中，小球既不脱离圆形轨道，又不掉进壕沟，求小球在B 点的初速度大小的范围．答案 (1)2 3 m/s (2)v B ≤2 m/s 或10 m /s≤v B ≤4 m/s 或v B ≥6 m/s 解析 (1)小球在最高点A 处，根据牛顿第三定律可知轨道对小球的压力 N ＝N ′＝mg ①根据牛顿第二定律N ＋mg ＝mv 2A R②从B 到A 过程，由动能定理可得－mg ·(2R )＝12mv 2A －12mv 20③ 代入数据可解得v 0＝2 3 m/s ④(2)情况一：若小球恰好停在C 处，对全程进行研究，则有： －μmgL ＝0－12mv 21⑤得v 1＝4 m/s ⑥ 若小球恰好过最高点A mg ＝mv A ′2R⑦从B 到A 过程－mg ·(2R )＝12mv A ′2－12mv 22⑧得v 2＝10 m/s ⑨所以当10 m/s≤v B ≤4 m/s 时，小球停在BC 间．⑩情况二：若小球恰能越过壕沟，则有－μmgL ＝12mv 2C －12mv 23⑪ h ＝12gt 2⑪ s ＝v C t ⑬得v 3＝6 m/s ⑭所以当v B ≥6 m/s 时，小球越过壕沟．⑮情况三：若小球刚好能运动到与圆心等高位置，则有 －mgR ＝0－12mv 24⑯得v 4＝2 m/s ⑰所以当v B ≤2 m/s 时，小球又沿圆轨道返回．⑱综上，小球在B 点的初速度大小的范围是v B ≤2 m/s 或10 m/s≤v B ≤4 m/s 或v B ≥6 m/s 10．如图24所示，半径R ＝2.5 m 的光滑半圆轨道ABC 与倾角θ＝37°的粗糙斜面轨道DC 相切于C 点，半圆轨道的直径AC 与斜面垂直．质量m ＝1 kg 的小球从A 点左上方距A 点高h ＝0.45 m 的P 点以某一速度v 0水平抛出，刚好与半圆轨道的A 点相切进入半圆轨道内侧，之后经半圆轨道沿斜面刚好滑到与抛出点等高的D 点．已知当地的重力加速度g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，不计空气阻力，求：图24(1)小球从P 点抛出时的速度大小v 0；(2)小球从C 点运动到D 点过程中摩擦力做的功W ； (3)小球从D 点返回经过轨道最低点B 的压力大小． 答案 (1)4 m/s (2)－8 J (3)56 N 解析 (1)在A 点有： v 2y ＝2gh ① v yv 0＝tan θ② 由①②式解得：v 0＝4 m/s ③(2)整个运动过程中，重力做功为零，根据动能定理得知：小球沿斜面上滑过程中克服摩擦力做的功等于小球做平抛运动的初动能： W ＝－12mv 20＝－8 J。

高考物理新电磁学知识点之静电场知识点总复习附答案解析(5)一、选择题1．如图，P为固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆．带电粒子Q在P的电场中运动．运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点．若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为a a、a b、a c，速度大小分别为v a、v b、v c，则A．a a>a b>a c，v a>v c>v bB．a a>a b>a c，v b> v c> v aC．a b> a c> a a，v b> v c> v aD．a b> a c> a a，v a>v c>v b2．在如图所示的电场中, A、B两点分别放置一个试探电荷, F A、F B分别为两个试探电荷所受的电场力．下列说法正确的是A．放在A点的试探电荷带正电B．放在B点的试探电荷带负电C．A点的电场强度大于B点的电场强度D．A点的电场强度小于B点的电场强度3．如图所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势分别为10V、20V、30V，实线是一带电粒子（不计重力）在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是（）A．粒子在三点所受的电场力不相等B．粒子必先过a，再到b，然后到cC．粒子在三点所具有的动能大小关系为E kb＞E ka＞E kcD．粒子在三点的电势能大小关系为E pc＜E pa＜E pb4．图中展示的是下列哪种情况的电场线（）A ．单个正点电荷B ．单个负点电荷C ．等量异种点电荷D ．等量同种点电荷5．如图所示的电场中，虚线a 、b 、c 为三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即ab BC U U ，一带负电的质点仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹如实线所示，P 、Q 是这条轨迹上的两点，由此可知A ．a 、b 、c 三个等势面中，a 的电势最高B ．带电质点在P 点的动能比在Q 点大C ．带电质点在P 点的电势能比在Q 点小D ．带电质点在P 点时的加速度比在Q 点小6．如图所示，在空间坐标系Oxyz 中有A 、B 、M 、N 点，且AO =BO =MO =NO ；在A 、B 两点分别固定等量同种点电荷+Q 1与+Q 2，若规定无穷远处电势为零，则下列说法正确的是（ ）A ．O 点的电势为零B ．M 点与N 点的电场强度相同C ．M 点与N 点的电势相同D ．试探电荷+q 从N 点移到无穷远处，其电势能增加7．如图所示，水平放置的平行板电容器，上板带负电，下板带正电，断开电源后一带电小球以速度0v 水平射入电场，且沿下板边缘飞出，若下板不动，将上板上移一小段距离，小球仍以相同的速度0v 从原处飞入，则带电小球（ ）A ．将打在下板中央B．仍沿原轨迹由下板边缘飞出C．不发生偏转，沿直线运动D．若上板不动，将下板下移一段距离，小球可能打在下板的中央8．在某电场中，把电荷量为2×10-9C的负点电荷从A点移到B点，克服静电力做功4×10-8J，以下说法中正确的是（）A．电荷在B点具有的电势能是4×10-8JB．点电势是20VC．电荷的电势能增加了4×10-8JD．电荷的电势能减少了4×10-8J9．某电场的电场线分布如图所示，M、N、Q是以电场线上一点O为圆心的同一圆周上的三点，OQ连线与直线MN垂直．以下说法正确的是A．O点电势与Q点电势相等B．M、O间的电势差大于O、N间的电势差C．将一负电荷由M点移到Q点，电荷的电势能减少D．正电荷在Q点所受电场力的方向与OQ垂直且竖直向上10．如图甲，倾角为θ的光滑绝缘斜面，底端固定一带电量为Q的正点电荷．将一带正电小物块(可视为质点)从斜面上A点由静止释放，小物块沿斜面向上滑动至最高点B处，此过程中小物块的动能和重力势能随位移的变化图象如图乙(E1和x1为已知量)．已知重力加速度为g，静电力常量为k，由图象可求出( )A．小物块的带电量B．A、B间的电势差C．小物块的质量D．小物块速度最大时到斜面底端的距离11．如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度垂直于电场线、两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。

1．(2021·江苏单科·15)一台质谱仪的工作原理如图1所示，电荷量均为＋q 、质量不同的离子飘入电压为U 0的加速电场，其初速度几乎为零．这些离子经加速后通过狭缝O 沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B 的匀强磁场，最终打在底片上．已知放置底片的区域MN ＝L ，且OM ＝L .某次测量发觉MN 中左侧23区域MQ 损坏，检测不到离子，但右侧13区域QN 仍能正常检测到离子．在适当调整加速电压后，原本打在MQ 的离子即可在QN 检测到．图1(1)求原本打在MN 中点P 的离子质量m ；(2)为使原本打在P 的离子能打在QN 区域，求加速电压U 的调整范围；(3)为了在QN 区域将原本打在MQ 区域的全部离子检测完整，求需要调整U 的最少次数．(取lg2＝0.301，lg3＝0.477，lg5＝0.699)2．(2022·全国大纲·25)如图2所示，在第一象限存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面(xy 平面)向外；在第四象限存在匀强电场，方向沿x 轴负方向．在y 轴正半轴上某点以与x 轴正向平行、大小为v 0的速度放射出一带正电荷的粒子，该粒子在(d,0)点沿垂直于x 轴的方向进入电场．不计粒子重力．若该粒子离开电场时速度方向与y 轴负方向的夹角为θ，求：图2(1)电场强度大小与磁感应强度大小的比值； (2)该粒子在电场中运动的时间．1．题型特点(1)带电粒子在复合场中的运动是力电综合的重点和高考的热点，常见的考查形式有组合场(电场、磁场、重力场依次消灭)、叠加场(空间同一区域同时存在两种以上的场)、周期性变化的场等，近几年高考试题中，涉及本专题内容的频率极高，特殊是计算题，题目难度大，涉及面广．(2)试题多把电场和磁场的性质、运动学规律、牛顿运动定律、圆周运动规律、功能关系揉合在一起，主要考查考生的空间想象力、分析综合力量以及运用数学学问解决 物理问题的力量．以及考查考生综合分析和解决简单问题的力量． 2．解决带电粒子在组合场中运动的一般思路和方法： (1)明确组合场是由哪些场组合成的．(2)推断粒子经过组合场时的受力和运动状况，并画出相应的运动轨迹简图． (3)带电粒子经过电场时利用动能定理和类平抛运动学问分析． (4)带电粒子经过磁场区域时通常用圆周运动学问结合几何学问来处理．考题一带电粒子在组合场中的运动1．(2021·临沂二模)如图3所示，在直角坐标系xOy的其次象限存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度的大小为E1，在y轴的左侧存在垂直于纸面的匀强磁场．现有一质量为m，带电荷量为－q的带电粒子从其次象限的A点(－3L，L)以初速度v0沿x轴正方向射入后刚好做匀速直线运动，不计带电粒子的重力．图3(1)求匀强磁场的大小和方向；(2)撤去其次象限的匀强磁场，同时调整电场强度的大小为E2，使带电粒子刚好从B点(－L,0)进入第三象限，求电场强度E2的大小；(3)带电粒子从B点穿出后，从y轴上的C点进入第四象限，若E1＝2E2，求C点离坐标原点O的距离．2．(2021·徐州模拟)如图4所示，在竖直平面内建立xOy直角坐标系，在x＝－2d处有垂直于x轴足够大的弹性绝缘挡板，y轴左侧和挡板之间存在一匀强电场，电场与x轴负方向夹角θ＝45°，y轴右侧有一个有界匀强磁场，磁场方向垂直于纸面对里，磁感应强度大小为B.在M(－22d、0)处有一个质量为m、电荷量为－q的粒子，以某一初速度沿场强方向运动．当它打到绝缘板上N点时，粒子沿y轴方向的速度不变，x轴方向速度大小不变，方向反向，一段时间后，以2v的速度垂直于y轴进入磁场，恰好不从磁场右边界飞出．粒子的重力不计．图4(1)求磁场的宽度L；(2)求匀强电场的场强大小E；(3)若另一个同样的粒子以速度v从M点沿场强方向运动，经时间t第一次从磁场边界上P点出来，求时间t.分析带电粒子在组合场中运动问题的方法(1)要清楚场的性质、方向、强弱、范围等．(2)带电粒子依次通过不同场区时，由受力状况确定粒子在不同区域的运动状况．(3)正确地画出粒子的运动轨迹图．(4)依据区域和运动规律的不同，将粒子运动的过程划分为几个不同的阶段，对不同的阶段选取不同的规律处理．(5)要明确带电粒子通过不同场区的交界处时速度大小和方向关系，上一个区域的末速度往往是下一个区域的初速度．考题二带电粒子在叠加场中的运动3．(多选)(2021·南充三诊)如图5所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内．第Ⅲ、Ⅳ象限内有垂直于坐标面对外的匀强磁场，第Ⅳ象限同时存在方向平行于y轴的匀强电场(图中未画出)，一带电小球从x轴上的A点由静止释放，恰好从P点垂直于y轴进入第Ⅳ象限，然后做圆周运动，从Q点垂直于x轴进入第Ⅰ象限，Q点距O 点的距离为d，重力加速度为g.依据以上信息，能求出的物理量有()图5A．圆周运动的速度大小B．电场强度的大小和方向C．小球在第Ⅳ象限运动的时间D．磁感应强度大小4．(2021·安徽模拟)如图6所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，其第一象限存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度的方向水平向右，磁感应强度的方向垂直纸面对里．一带电荷量为＋q，质量为m的微粒从原点动身沿与x轴正方向的夹角为45°的初速度进入复合场中，正好做直线运动，当微粒运动到A(l，l)时，电场方向突然变为竖直向上(不计电场变化的时间)，粒子连续运动一段时间后，正好垂直于y轴穿出复合场．(不计一切阻力)，求：图6(1)电场强度E大小；(2)磁感应强度B的大小；(3)粒子在复合场中的运动时间．带电粒子在叠加场中运动问题的处理方法(1)弄清叠加场的组成特点．(2)正确分析带电粒子的受力及运动特点．(3)画出粒子的运动轨迹，机敏选择不同的运动规律．①若只有两个场且正交．例如，电场与磁场中满足qE ＝q v B 或重力场与磁场中满足mg ＝q v B 或重力场与电场中满足mg ＝qE ，都表现为匀速直线运动或静止，依据受力平衡列方程求解．②三场共存时，合力为零，受力平衡，粒子做匀速直线运动．其中洛伦兹力F ＝q v B 的方向与速度v 垂直． ③三场共存时，粒子在复合场中做匀速圆周运动．mg 与qE 相平衡，有mg ＝qE ，由此可计算粒子比荷，判定粒子电性．粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，应用受力平衡和牛顿运动定律结合圆周运动规律求解，有q v B ＝mrω2＝m v 2r ＝mr 4π2T2＝ma .④当带电粒子做简单的曲线运动或有约束的变速直线运动时，一般用动能定理或能量守恒定律求解．考题三 带电粒子在交变电磁场中运动的问题5．(2021·泰州二模)如图7甲所示，在xOy 竖直平面内存在竖直方向的匀强电场，在第一象限内有一与x 轴相切于点(2R,0)、半径为R 的圆形区域，该区域内存在垂直于xOy 面的匀强磁场，电场与磁场随时间变化如图乙、丙所示，设电场强度竖直向下为正方向，磁场垂直纸面对里为正方向，电场、磁场同步周期性变化(每个周期内正反向时间相同)．一带正电的小球A 沿y 轴方向下落，t ＝0时刻A 落至点(0,3R )，此时，另一带负电的小球B 从圆形区域最高点(2R,2R )处开头在磁场内紧靠磁场边界做匀速圆周运动；当A 球再下落R 时，B 球旋转半圈到达点(2R,0)；当A 球到达原点O 时，B 球又旋转半圈回到最高点；然后A 球开头匀速运动．两球的质量均为m ，电荷量大小均为q .(不计空气阻力及两小球之间的作用力，重力加速度为g )求：图7(1)匀强电场的场强E 的大小；(2)小球B 做匀速圆周运动的周期T 及匀强磁场的磁感应强度B 的大小； (3)电场、磁场变化第一个周期末A 、B 两球间的距离．6．(2021·绥化二模)如图8甲所示，两个平行正对的水平金属板X 、X ′极板长L ＝0.23m ，板间距离d ＝0.2m ，在金属板右端竖直边界MN 的右侧有一区域足够大的匀强磁场，磁感应强度B ＝5×10－3T ，方向垂直纸面对里．现将X ′极板接地，X 极板上电势φ随时间变化规律如图乙所示．现有带正电的粒子流以v 0＝105m/s 的速度沿水平中线OO ′连续射入电场中，粒子的比荷qm ＝108C/kg ，重力可忽视不计，在每个粒子通过电场的极短时间内，电场可视为匀强电场(设两板外无电场)．求：图8(1)带电粒子射出电场时的最大速率；(2)粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间之比；(3)分别从O ′点和距O ′点下方d4＝0.05m 处射入磁场的两个粒子，在MN 上射出磁场时两出射点之间的距离．解决带电粒子在交变电磁场中运动问题“三步走”考题四 磁与现代科技的应用7．(2021·长春三质检)如图9所示，宽度为d 、厚度为h 的导体放在垂直于它的磁感应强度为B 的匀强磁场中，当电流通过该导体时，在导体的上、下表面之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．试验表明：当磁场不太强时，电势差U 、电流I 和磁感应强度B 的关系为：U ＝K IBd ，式中的比例系数K 称为霍尔系数．设载流子的电荷量为q ，下列说法正确的是( )图9A ．载流子所受静电力的大小F ＝q UdB ．导体上表面的电势肯定大于下表面的电势C ．霍尔系数为K ＝1nq，其中n 为导体单位长度上的电荷数D ．载流子所受洛伦兹力的大小F 洛＝BInhd，其中n 为导体单位体积内的电荷数8．(多选)(2021·日照模拟)英国物理学家阿斯顿因首次制成质谱仪，并用此对同位素进行了争辩，因此荣获了1922年的诺贝尔化学奖．若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图10所示，则下列说法中正确的是( )图10A ．该束带电粒子带正电B ．速度选择器的P 1极板带负电C ．在B 2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大D ．在B 2磁场中运动半径越大的粒子，比荷qm越小9．(2021·浙江理综·25)使用回旋加速器的试验需要把离子束从加速器中引出，离子束引出的方法有磁屏蔽通道法和静电偏转法等．质量为m ，速度为v 的离子在回旋加速器内旋转，旋转轨道是半径为r 的圆，圆心在O 点，图11轨道在垂直纸面对外的匀强磁场中，磁感应强度为B .为引出离子束，使用磁屏蔽通道法设计引出器．引出器原理如图所示，一对圆弧形金属板组成弧形引出通道，通道的圆心位于O ′点(O ′点图中未画出)．引出离子时，令引出通道内磁场的磁感应强度降低，从而使离子从P 点进入通道，沿通道中心线从Q 点射出．已知OQ 长度为L ，OQ 与OP 的夹角为θ.图11(1)求离子的电荷量q 并推断其正负；(2)离子从P 点进入，Q 点射出，通道内匀强磁场的磁感应强度应降为B ′，求B ′；(3)换用静电偏转法引出离子束，维持通道内的原有磁感应强度B 不变，在内外金属板间加直流电压，两板间产生径向电场，忽视边缘效应．为使离子仍从P 点进入，Q 点射出，求通道内引出轨迹处电场强度E 的方向和大小．几种常见的电磁场应用实例 (1)质谱仪：①用途：测量带电粒子的质量和分析同位素．②原理：由粒子源S 发出的速度几乎为零的粒子经过加速电场U 加速后，以速度v ＝2qUm进入偏转磁场中做匀速圆周运动，运动半径为r ＝1B2mUq，粒子经过半个圆周运动后打到照相底片D 上，通过测量D 与入口间的距离d ，进而求出粒子的比荷q m ＝8UB 2d 2或粒子的质量m ＝qB 2d 28U.(2)速度选择器：带电粒子束射入正交的匀强电场和匀强磁场组成的区域中，满足平衡条件qE ＝q v B 的带电粒子可以沿直线通过速度选择器．速度选择器只对粒子的速度大小和方向做出选择，而对粒子的电性、电荷量不能进行选择． (3)回旋加速器： ①用途：加速带电粒子．②原理：带电粒子在电场中加速，在磁场中偏转，交变电压的周期与带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期相同．③粒子获得的最大动能E k ＝q 2B 2r 2n2m，其中r n 表示D 形盒的最大半径．专题综合练1．(2021·全国大联考二)如图12所示，平面直角坐标系第一象限存在竖直向上的匀强电场，距离原点O 为3a 处有一个竖直放置的荧光屏，荧光屏与x 轴相交于Q 点，且纵贯第四象限．一个顶角等于30°的直角三角形区域内存在垂直平面对里的匀强磁场，三角形区域的一条直角边ML 与y 轴重合，且被x 轴垂直平分．已知ML 的长度为6a ，磁感应强度为B ，电子束以相同的速度v 0从LO 区间垂直y 轴和磁场方向射入直角三角形区域．从y ＝－2a 射入磁场的电子运动轨迹恰好经过原点O ，假设第一象限的电场强度大小为E ＝B v 0，试求：图12(1)电子的比荷；(2)电子束从＋y 轴上射入电场的纵坐标范围；(3)从磁场中垂直于y 轴射入电场的电子打到荧光屏上距Q 点的最远距离．2．(2021·绵阳4月模拟)如图13甲所示，有一磁感应强度大小为B、垂直纸面对外的匀强磁场，磁场边界OP 与水平方向夹角为θ＝45°，紧靠磁场右上边界放置长为L、间距为d的平行金属板M、N，磁场边界上的O点与N板在同一水平面上，O1、O2为电场左右边界中点．在两板间存在如图乙所示的交变电场(取竖直向下为正方向)．某时刻从O点竖直向上以不同初速度同时放射两个相同的质量为m、电荷量为＋q的粒子a和b.结果粒子a恰好从O1点水平进入板间电场运动，由电场中的O2点射出；粒子b恰好从M板左端边缘水平进入电场．不计粒子重力和粒子间相互作用，电场周期T未知．求：图13(1)粒子a、b从磁场边界射出时的速度v a、v b；(2)粒子a从O点进入磁场到O2点射出电场运动的总时间t. 3．(2021·盐城二模)如图14所示的xOy坐标系中，y轴右侧空间存在范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于xOy平面对里．P点的坐标为(－2L,0)，Q1、Q2两点的坐标分别为(0，L)，(0，－L)．坐标为(－13L，0)处的C点固定一平行于y轴放置的长为23L的绝缘弹性挡板，C为挡板中点，带电粒子与弹性绝缘挡板碰撞前后，沿y方向分速度不变，沿x方向分速度反向，大小不变．带负电的粒子质量为m，电荷量为q，不计粒子所受重力．若粒子从P点射出沿PQ1方向进入磁场，经磁场运动后，求：图14(1)从Q1直接到达Q2处的粒子初速度大小；(2)从Q1直接到达O点，粒子第一次经过x轴的交点坐标；(3)只与挡板碰撞两次并能回到P点的粒子初速度大小．答案精析专题8 带电粒子在电场和磁场中的运动真题示例1．(1)9qB 2L 232U 0 (2)100U 081≤U ≤16U 09 (3)3次解析 (1)离子在电场中加速：qU 0＝12m v 2在磁场中做匀速圆周运动：q v B ＝m v 2r解得r ＝1B2mU 0q打在MN 中点P 的离子运动半径为r 0＝34L ，代入解得m ＝9qB 2L 232U 0(2)由(1)知，U ＝16U 0r 29L 2离子打在Q 点时r ＝56L ，U ＝100U 081离子打在N 点时r ＝L ，U ＝16U 09，则电压的范围 100U 081≤U ≤16U 09 (3)由(1)可知，r ∝U由题意知，第1次调整电压到U 1，使原本Q 点的离子打在N 点L 56L ＝U 1U 0此时，原本半径为r 1的打在Q 1的离子打在Q 上56L r 1＝U 1U 0解得r 1＝⎝⎛⎭⎫562L第2次调整电压到U 2，原本打在Q 1的离子打在N 点，原本半径为r 2的打在Q 2的离子打在Q 上，则：L r 1＝U 2U 0，56L r 2＝U 2U 0 解得r 2＝⎝⎛⎭⎫563L同理，第n 次调整电压，有r n ＝⎝⎛⎭⎫56n ＋1L 检测完整，有r n ≤L 2解得n ≥lg2lg (65)－1≈2.8最少次数为3次 2．(1)12v 0tan 2θ (2)2d v 0tan θ解析 (1)如图，粒子进入磁场后做匀速圆周运动．设磁感应强度的大小为B ，粒子质量与所带电荷量分别为m 和q ，圆周运动的半径为R 0.由洛伦兹力公式及牛顿其次定律得q v 0B ＝m v 20R 0①由题给条件和几何关系可知 R 0＝d ②设电场强度大小为E ，粒子进入电场后沿x 轴负方向的加速度大小为a x ，在电场中运动的时间为t ，离开电场时沿x 轴负方向的速度大小为v x .由牛顿其次定律及运动学公式得Eq ＝ma x ③ v x ＝a x t ④ v x2t ＝d ⑤ 由于粒子在电场中做类平抛运动(如图)，有 tan θ＝v xv 0⑥联立①②③④⑤⑥式得 E B ＝12v 0tan 2θ⑦ (2)联立⑤⑥式得 t ＝2dv 0tan θ.考题一 带电粒子在组合场中的运动1．(1)E 1v 0 磁场方向垂直纸面对外 (2)m v 202qL(3)(2－1)L解析 (1)带电粒子做匀速直线运动，其所受合力为零，由于粒子带负电荷，带电粒子受到的电场力方向沿y 轴负方向，所以带电粒子受到的洛伦兹力方向沿y 轴正方向，依据左手定则推断磁场方向垂直纸面对外 依据带电粒子受的洛伦兹力等于电场力，即：q v 0B ＝qE 1① 解得：B ＝E 1v 0②(2)撤去磁场后，带电粒子仅受电场力作用做类平抛运动． 依据牛顿其次定律：qE 2＝ma ③ x 轴方向：2L ＝v 0t ④ y 轴方向：L ＝12at 2⑤联立③④⑤解得：E 2＝m v 202qL⑥(3)带电粒子穿过B 点时竖直速度：v 1＝at ⑦ 由④⑤⑦解得：v 1＝v 0⑧则通过B 点时的速度v ＝v 20＋v 21＝2v 0⑨与x 轴正方向的夹角为θ，则sin θ＝v 1v ＝22⑩即θ＝45°⑪带电粒子在第三象限做匀速圆周运动，洛伦兹力供应向心力q v B ＝m v 2R ⑫由E 1＝2E 2⑬ 由(1)知B ＝E 1v 0＝2E 2v 0⑭由⑥⑨⑫⑭解得：R ＝2L ⑮CO ＝(2－1)L2．(1)2m v qB (2)3m v 24qd (3)(4＋210)d 3v ＋πm2qB解析 (1)依据洛伦兹力供应向心力有：2q v B ＝m (2v )2R解得：R ＝2m vqB粒子刚好不从磁场右边界飞出的条件为：L ＝R ，即：L ＝2m vqB(2)如图，设粒子从A 点进入磁场，将其从N 点到A 点的运动分别沿着电场线和垂直电场线方向分解，粒子在这两个方向上通过的距离分别为h 和l ，在A 点沿这两个方向的速度大小均为v .沿电场线方向有：h ＝12·qE m ·t 2＝v t2垂直于电场线方向有：l ＝v t由几何关系有：l ＋h ＝2d以上各式联立得：E ＝3m v 24qd(3)粒子从M 点沿电场线方向向前运动的距离为s 由v 2＝2as ，得：s ＝v 22·qE m＝23d <d说明粒子不能打到绝缘板上就要返回，运动过程如图 从F 点进入磁场时的速度为v ′，由v ′2－v 2＝2ad 解得：v ′＝102v 粒子在电场中来回运动的时间为： t 1＝v ＋v ′a ＝(4＋210)d 3v粒子在磁场中做圆周运动的半径： R ′＝m v ′qB ＝10m v 2qB由于R ′(1－cos 45°)<L ，所以粒子不会从磁场右边界射出． 粒子在磁场中做圆周运动的周期：T ＝2πm qB在磁场中运动的时间为：t 2＝T 4＝πm2qB粒子从M 点到第一次从磁场中出来所经过的时间为 t ＝t 1＋t 2＝(4＋210)d 3v ＋πm2qB考题二 带电粒子在叠加场中的运动3．AC [带电小球在第Ⅲ象限内运动时只有重力做功，机械能守恒，设带电小球到达P 点的速度为v .依据机械能守恒定律得：mgd ＝12m v 2，v ＝2gd ，即带电小球做圆周运动的速度大小为2gd ，所以可以求出带电小球做圆周运动的速度大小，故A 正确；带电小球在第Ⅳ象限内做圆周运动，重力与电场力平衡，则有mg ＝qE ，E ＝mgq ，由于带电小球的比荷未知，不能求出电场强度E 的大小．依据带电小球第Ⅲ象限内运动状况，由左手定则推断知该带电小球带负电，带电小球在第Ⅳ象限内受到的电场力向上，则电场强度方向向下，故B 错误；小球在第Ⅳ象限运动的时间t ＝14·2πd v ＝πd2v ，可知能求出小球在第Ⅳ象限运动的时间t ，故C 正确；小球在第Ⅳ象限内运动的半径为d ，由d ＝m vqB知，由于带电小球的比荷未知，不能求出磁感应强度大小，故D 错误．]4．(1)mg q (2)m qg l (3)(3π4＋1)lg解析 (1)微粒到达A (l ，l )之前做匀速直线运动， 对微粒受力分析如图甲： 所以，Eq ＝mg ，得：E ＝mgq(2)由平衡条件得：q v B ＝2mg电场方向变化后，微粒所受重力与电场力平衡，微粒在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，轨迹如图乙： q v B ＝m v 2r由几何学问可得：r ＝2lv ＝2gl联立解得：B ＝mq g l(3)微粒做匀速运动时间： t 1＝2l v ＝l g做圆周运动时间： t 2＝34π2l v ＝3π4l g在复合场中运动时间：t ＝t 1＋t 2＝(3π4＋1)l g考题三 带电粒子在交变电磁场中运动的问题5．(1)mg q (2)πm q2gR(3)25＋(2π＋2)2R 解析 (1)小球B 做匀速圆周运动，则Eq ＝mg 解得：E ＝mgq(2)设小球B 做圆周运动的周期为T 对A 小球：Eq ＋mg ＝ma 得a ＝2g R ＝a (T 2)2解得T ＝2R g对B 小球：Bq v ＝m v 2Rv ＝2πR T解得：B ＝πmq2g R(3)分析得：电(磁)场变化周期是B 球圆周运动周期的2倍 对小球A ：在原点的速度为v A ＝3R T ＋a T2在原点下的位移为：y A ＝v A T y A ＝5R2T 末，小球A 的坐标为(0，－5R ) 对小球B ：球B 的线速度v B ＝π2gR 水平位移为x b ＝v B T ＝2πR 竖直位移为y b ＝12aT 2＝2R2T 末，小球B 的坐标为[(2π＋2)R,0] 则2T 末，AB 两球的距离为AB ＝25＋(2π＋2)2R6．(1)233×105 m/s (2)2∶1 (3)0.05 m解析 (1)带电粒子在偏转电场中做类平抛运动： 水平：t ＝Lv 0＝23×10－6 s竖直：y ＝12at 2＝d 2，其中a ＝qU 1dm ，U 1＝adm q ＝1003V当U >1003 V 时进入电场中的粒子将打到极板上，即在电压等于1003 V 时刻进入的粒子具有最大速度．所以由动能定理得：q U 12＝12m v 2t －12m v 20， 解得v t ＝233×105 m/s(2)计算可得，粒子射入磁场时的速度与水平方向的夹角为30°，从下极板边缘射出的粒子轨迹如图甲中a 所示，磁场中轨迹所对应的圆心角为240°，时间最长；从上极板边缘射出的粒子轨迹如图中b 所示，磁场中轨迹所对应的圆心角为120°，时间最短，由于两粒子的周期T ＝2πm Bq相同，所以粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间之比为2∶ 1.(3)如图乙，从O ′点射入磁场的粒子速度为v 0，它在磁场中的出射点与入射点间距为d 1＝2R 1 由R 1＝m v 1Bq ，得：d 1＝2m v 0Bq从距O ′点下方d4＝0.05 m 处射入磁场的粒子速度与水平方向夹角φ，则它的速度为v 2＝v 0cos φ，它在磁场中的出射点与入射点间距为d 2＝2R 2cos φ， 由R 2＝m v 2Bq得d 2＝2m v 0Bq即两个粒子向上偏移的距离相等所以：两粒子射出磁场的出射点间距仍为进入磁场时的间距， 即d4＝0.05 m考题四 磁与现代科技的应用7．D [静电力大小应为F ＝q Uh ，A 项错误；载流子的电性是不确定的，因此B 项错误；n 为导体单位体积内的电荷数，C 项错误；载流子所受洛伦兹力的大小F 洛＝q v B ，其中v ＝I nqdh ，可得F 洛＝BIndh ，D 项正确．]8．AD [依据粒子在磁场中的运动轨迹，由左手定则可知，粒子带正电，选项A 正确；粒子在正交场中，受向上的洛伦兹力，故电场力向下，即速度选择器的P 1极板带正电，选项B 错误；依据R ＝m vqB 可知，在B 2磁场中运动半径越大的粒子，质量与电荷量的比值越大，或者比荷qm 越小，选项C 错误，D 正确．]9．(1)m v Br 正电荷 (2)m v (2r －2L cos θ)q (r 2＋L 2－2rL cos θ)(3)沿径向向外 B v －m v 2(2r －2L cos θ)q (r 2＋L 2－2rL cos θ)解析 (1)离子做圆周运动Bq v ＝m v 2r ①q ＝m vBr，依据左手定则可推断离子带正电荷②(2)离子进入通道前、后的轨迹如图所示 O ′Q ＝R ，OQ ＝L ，O ′O ＝R －r 引出轨迹为圆弧，B ′q v ＝m v 2R ③R ＝m v qB ′④由余弦定理得R 2＝L 2＋(R －r )2＋2L (R －r )cos θ解得R ＝r 2＋L 2－2rL cos θ2r －2L cos θ⑤故B ′＝m vqR＝m v (2r －2L cos θ)q (r 2＋L 2－2rL cos θ)⑥(3)电场强度方向沿径向向外⑦ 引出轨迹为圆弧Bq v －Eq ＝m v 2R ⑧解得E ＝B v －m v 2(2r －2L cos θ)q (r 2＋L 2－2rL cos θ)⑨专题综合练1．(1)v 0Ba (2)0≤y ≤2a (3)94a解析 (1)由题意可知电子在磁场中的轨迹半径为r ＝a ，由圆周运动规律得：e v 0B ＝m v 20r ，解得电子的比荷：e m ＝v 0Ba(2)电子能进入电场中，且离O 点上方最远，电子在磁场中运动圆轨迹恰好与边MN 相切，电子运动轨迹的圆心为O ′点，如图所示．O ′M ＝2aOO ′＝OM －O ′M ＝a ，即粒子从D 点离开磁场进入电场时，离O 点上方最远距离为：OD ＝y m ＝2a ，所以电子束从＋y 轴射入电场的范围为0≤y ≤2a ；(3)假设电子没有射出电场就打到荧光屏上，有3a ＝v 0t ，y ＝12eE mt 2解得：y ＝92a >2a ，所以电子应射出电场后打到荧光屏上．电子在电场中做类平抛运动，设电子在电场的运动时间t ，竖直方向位移为y ，水平位移为x ， 水平：x ＝v 0t ，竖直：y ＝12eE mt 2，代入数据解得：x ＝2ay设电子最终打在光屏的最远点距Q 点为H ，电子射出电场时与x 轴的夹角为θ有： tan θ＝v y v 0＝eE m ×x v 0v 0＝2ya，H ＝(3a －x )tan θ＝(3a －2y )2y 当3a －2y ＝2y ，即y ＝98a 时，H 有最大值，由于98a <2a ，所以H max ＝94a2．(1)qBd 2m qBd m (2)πm 2qB ＋m (2L ＋d )qBd解析 (1)依据题意，粒子a 、b 在磁场中受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，圆心分别为O a 、O b ，作出其运动轨迹如图所示，粒子a 从A 点射出磁场．由几何关系有：r a ＝d2，r b ＝d由牛顿其次定律有：q v B ＝m v 2r联立解得：v a ＝qBd 2m v b ＝qBdm(2)设粒子a 在磁场中运动时间为t 1，从A 点到O 2点的运动时间为t 2，则： t 1＝T a 4，T a ＝2πmqB ，t 2＝(r b －r a )＋L v a ，t ＝t 1＋t 2联解得：t ＝πm 2qB ＋m (2L ＋d )qBd3．(1)5qBL 2m (2)(12L,0) (3)25qBL 9m解析 (1)由题意画出粒子运动轨迹如图甲所示，设PQ 1与x 轴方向夹角为θ，粒子在磁场中做圆周运动的半径大小为R 1，由几何关系得：R 1cos θ＝L ，其中：cos θ＝255粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力供应向心力，有： q v 1B ＝m v 21R 1，解得：v 1＝5qBL 2m.(2)由题意画出粒子运动轨迹如图乙所示，设其与x 轴交点为F ，由几何关系得：R 2＝54L .设F 点横坐标为x F ，由几何关系得：x F ＝12L .则F 点坐标为：(12L,0)．(3)由题意画出粒子运动轨迹如图丙所示，设PQ 1与x 轴正方向夹角为θ，粒子在磁场中做圆周运动的半径大小为R 3，偏转一次后在y 轴负方向偏移量为Δy 1，由几何关系得：Δy 1＝2R 3cos θ，为保证粒子最终能回到P ，粒子与挡板碰撞后，速度方向应与PQ 1连线平行，每碰撞一次，粒子进出磁场在y 轴上这段距离Δy 2(如图中A 、E 间距)可由题给条件， 有Δy 22L 3＝tan θ， 得Δy 2＝L3.当粒子只碰二次，其几何条件是3Δy 1－2Δy 2＝2L ， 解得：R 3＝259L粒子在磁场中做匀速圆周运动：q v B ＝m v 2R 3，解得：v ＝25qBL9m .。

题组一 双基练1. (多选)介质中有一列横波，对此列波下列说法正确的是( ) A. 波的传播方向与质点的振动方向平行 B. 波的传播速度等于振源的振动速度 C. 波的频率等于振源的振动频率D. 在振源振动一个周期的时间内，波传播一个波长解析：横波中波的传播方向与质点的振动方向垂直；波的传播速度与质点的振动速度无关；波的频率等于振源的振动频率；由波速公式v ＝λ/T 可知波在一个周期时间内传播一个波长．答案：CD2. 如图，O 点为振源，起始时刻O 点由平衡位置向上振动，经时间t ，在OP 间第一次形成如图波形，且OP 间距离为L ，则这列波的波速为( )A.2L3tB. L tC. 4L3tD. 2L t解析：图示时刻P 点振动方向向下，说明波在时间t 内传播了2λ，L ＝3λ2，v ＝2λt ，解得v ＝4L3t .答案：C3. [2022·北京市石景山区高三期末考试]一列简谐横波在t ＝0时的波形图如图所示，若波的传播速度为2 m/s ，此时质点P 向上振动．下列说法正确的是 ( )A. 质点P 的振动周期为0.25 sB. 经过任意时间，质点Q 和P 的振动状况总是相同的C. 经过Δt ＝0.4 s ，质点P 向右移动0.8 mD. 经过Δt ＝0.4 s ，质点P 仍在平衡位置，它通过的路程为0.2 m解析：由波形图知波长为λ＝0.4 m ，则周期为T ＝λv ＝0.42 s ＝0.2 s ，选项A 错误；由于质点Q 和P 相距一个波长，其振动状况总是相同的，选项B 正确；质点P 上下振动，并不随波发生迁移，选项C 错误；0.4 s 为两个周期，质点P 仍在原位置，它通过的路程为8个振幅，即0.4 m ，选项D 错误．答案：B4. 此京时间2021年4月20日8时02分四川省雅安市芦山县(北纬30.3度，东经103.0度)发生7.0级地震，地震波有横波也有纵波．如图为某一简谐横波在t ＝0时刻的波形图，a 、b 、c 是波中的三个质点，已知此时质点a 的振动方向沿y 轴正方向，则下列说法中正确的是( )A. 此简谐横波沿x 轴负方向传播B. 此简谐横波的波长为5 mC. 从这一时刻开头，质点a 、b 、c 中第一次最先回到平衡位置的是cD. 从这一时刻开头，质点a 、b 、c 中第一次最先回到平衡位置的是b解析： 因质点a 的振动方向沿y 轴正方向，由同侧原理可知，这列波沿x 轴正方向传播，A 错误；由图可知简谐横波的波长为4 m ，B 错误；因波沿x 轴正方向传播，所以质点b 此时刻向下运动，a 、b 第一次回到平衡位置的时间都大于T 4，而c 第一次回到平衡位置的时间是T4，C 正确，D 错误．答案：C5. [2022·辽宁丹东](多选)两列完全相同的机械波，如图所示的实线波形和虚线波形，在同一介质中分别向左和向右传播，某一时刻两列波相叠加，已知两列波的振幅A ＝2 cm ，波长λ＝4 m ，波速v ＝2 m/s ，下列说法正确的是( )A. 两列波的周期均为0.5 sB. O 位置的质点为加强点，且振幅A ′＝4 cmC. 此时刻O 位置的质点的位移为A ，且振动方向向上D. O 位置的质点再经0.25 s 到达最大位移处解析：波的周期T ＝λ/v ＝2 s, A 项错误；两列波在O 位置的质点处的振动方向均是向上，所以该处质点为加强点，振幅为两列波振幅之和，即A ′＝4 cm ，B 项正确；两列波单独存在时在O 位置的质点的位移均为22A ，所以叠加后的位移是2A ，振动方向向上，C 项错误；O 位置的质点再经18T ＝0.25 s 到达最大位移处，D 项正确．答案：BD6. 一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，其波动周期为0.40 s ，某时刻，离开平衡位置的位移都相同的几个质点依次为P 1、P 2、P 3、…，已知P 1与P 2之间的距离为0.20 m ，P 2与P 3之间的距离为0.80 m ．则P 1的振动传播到P 2所用的时间为( )。

2023年高考物理一轮总复习：静电现象的应用一．选择题（共17小题）1．下列说法正确的是（）A．在无人自助加油站给汽车加油时，由于没有人员看管，可接打手机B．发电厂的变压器发生火灾时，应先断开电源再灭火C．随着科技的发展，电荷是可以消灭的D．太阳发出的能量射到地球上转化为其他能量，射到宇宙中的能量则会消失2．下列哪些措施是为了防止静电产生的危害（）A．在高大建筑物顶端装上避雷针B．静电植绒C．静电复印D．静电喷漆3．用塑料梳子梳头时，塑料梳子和头发都会带电，这是因为（）A．质子在梳子和头发之间发生了转移B．摩擦创造了电荷C．电子在梳子和头发之间发生了转移D．静电感应创造了电荷4．用带正电的小球靠近不带电验电器的金属球，结果验电器的金属箔张开，如图甲所示；用带正电的小球接触不带电验电器的金属球，结果验电器的金属箔张开，如图乙所示。

关于甲、乙两验电器金属箔带电情况，下列说法正确的是（）A．甲带正电，乙带负电B．甲带负电，乙带正电C．都带正电D．都带负电5．下列措施中不是为了防止静电产生危害的是（）A．飞机的轮胎使用导电橡胶制成的B．罐车尾部常拖一条铁链C．电视机上装一根户外天线D．在高大的建筑物顶端装上避雷针6．下列说法错误的是（）A．高大建筑上的避雷针是利用尖端放电的原理B．路上行驶的油罐车后方有一条拖地的铁链，作用是向外界散热C．在高压环境下工作的电工都要穿静电防护服，是利用了静电屏蔽的原理D．站在一根高压电线上的鸟不会触电，是因为两脚间电势差太小，流过鸟身体的电流几乎为零7．下列做法中，属于预防静电危害的是（）A．静电喷漆B．在烟道的中央装有静电除尘器C．电视机上装有一条户外天线D．运输汽油等易燃易爆物品的车辆拖一条铁链在地上8．如图所示，AB是中性导体，把一个带正电的电荷靠近（不接触）A端后，又拿走。

B 端带电情况为（）A．正电B．不带电C．负电D．不确定9．在气候干燥的秋冬季节，人们常常会碰到这些现象：晚上脱衣时，常会听到噼啪的声响；早上起来梳头时，头发常会“飘”起来。

它们是
、
、秒(s)
米(；m它) 们的单位是基本
单位，分别是千克(kg)、
、
．
(3)导出单位：由基本单位根据物理关系推导出来的其他物理量 的单位．
2．国际单位制中的基本单位
基本物理量
质量 时间 长度 电流 热力学温度 物质的量 发光强度
符号
m t l I T n IV
单位名称
千克 秒 米 安[培] 开[尔文] 摩[尔] 坎[德拉]
合知，F 合为零，加速度为零， 由惯性定律知速度不一定为零；对某一物体，F 合越大，a 越大， 由 a＝ΔΔvt 知，a 大只能说明速度变化率大，速度不一定大，故 A、 B 项错误；F 合、a、Δv 三者方向一定相同，而速度方向与这三 者方向不一定相同，故 C 项错误，D 项正确．
(2)牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速 运动(远小于光速)的情况．
二、单位制、基本单位、导出单位 1. 单位制： 基本和单位 导出一单起位组成了单位制．
(1)基本量：只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理公式 推导出其他物理量的单位．这些被选定的物理量叫做基本
量．
(2)基本单位：质基量本物理量时的间单位．长力度学中的基本物理量有三个，
解析：将物体 1、2 看做一个整体，其所受合力为：F 合＝ F1－F2，设质量均为 m，由第二定律得 F1－F2＝2ma，所以 a ＝F12－mF2以物体 2 为研究对象，受力情况如右图所示．
由牛顿第二定律得 F12－F2＝ma，所以 F12＝F2＋ma＝ F1＋2 F2.
反比
解析：对于给定的物体，其质量是不变的，合外力变化时，
加速度也变化，合外力与加速度的比值不变，A 错；既然物体 的质量不变，故不能说合外力与质量成正比，B 错；加速度的

选择题限时突破(十)(限时：25分钟)二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．14．意大利科学家伽利略在研究物体变速运动规律时，做了著名的“斜面实验”，他测量了铜球在较小倾角斜面上的运动情况，发现铜球做的是匀变速直线运动，且铜球的加速度随斜面倾角的增大而增大，于是他对大倾角情况进行了合理的外推，由此得出的结论是( ) A ．物体都具有保持原来运动状态的属性，即惯性 B ．自由落体运动是一种匀变速直线运动 C ．力是使物体产生加速度的原因 D ．力不是维持物体运动的原因 答案 B解析 测量了铜球在较小倾角斜面上的运动情况，发现铜球做的是匀变速直线运动，且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大，倾角最大的情况就是90°时，这时铜球做自由落体运动，由此得出的结论是自由落体运动是一种匀变速直线运动，故B 正确．15．关于原子核、原子核的衰变、核能，下列说法正确的是( ) A ．原子核的结合能越大，原子核越稳定 B ．任何两个原子核都可以发生核聚变C.23892U 衰变成20682Pb 要经过8次β衰变和6次α衰变D ．发生α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2 答案 D解析 原子核的比结合能越大，原子核越稳定，选项A 错误；只有较小的原子核才会发生聚变，故B 错误；铀核238 92U 衰变成铅核23892Pb 的过程中，α衰变一次质量数减少4个，次数n ＝238－2064＝8，β衰变的次数为n ＝8×2＋82－92＝6，故要经过8次α衰变和6次β衰变，故C 错误；α粒子为氦核，由两个质子和两个中子组成，所以发生α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2，故D 正确．16．如图1甲所示，水平地面上固定一倾角为30°的表面粗糙的斜劈，一质量为m 的小物块能沿着斜劈的表面匀速下滑．现对小物块施加一水平向右的恒力F ，使它沿该斜劈表面匀速上滑，如图乙所示，则F 大小应为( )图1 A.3mg B.33mg C.34mg D.36mg 答案 A解析 小物块能沿着斜劈的表面匀速下滑，则有mgsin 30°＝μmgcos 30°，可得小物块与斜劈表面间的动摩擦因数μ＝tan 30°，由小物块能沿着斜劈表面匀速上滑，受力分析如图所示：根据平衡条件：沿斜面方向：Fcos 30°－F f －mgsin 30°＝0垂直斜面方向：F N ＝mgcos 30°＋Fsin 30°，又F f ＝μF N ，联立可得：F ＝3mg ，故A 正确．17．如图2所示，理想变压器原、副线圈接有额定电压均为20 V 的灯泡a 和b.当输入u ＝2202si n 100πt(V)的交变电压时，两灯泡均能正常发光．设灯泡不会被烧坏，下列说法正确的是( )图2A ．原、副线圈匝数比为11∶1B ．原、副线圈中电流的频率比为11∶1C ．当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，灯泡b 变亮D ．当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，变压器输入功率变大 答案 D解析 两灯均正常发光，则原线圈输入的电压为：U 1＝U －U 灯＝220 V －20 V ＝200 V ，副线圈电压：U 2＝U灯＝20 V ，根据理想变压器匝数比等于电压比：n 1n 2＝U 1U 2＝20020＝101，故A 错误；变压器不改变交流电的频率，即频率比为1∶1，故B 错误；当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，原线圈电流变大，灯泡a 分担的电压变大，原线圈输入的电压变小，所以灯泡b 亮度变暗，故C 错误；当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，原线圈电流变大，输入电压不变，则变压器输入功率变大，故D 正确．18．如图3甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m 1和m 2的两物块A 、B 相连接，并静止在光滑的水平面上．现使A 瞬时获得水平向右的速度3 m/s ，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，下列说法正确的是( )图3A ．从开始计时到t 4这段时间内，物块A 、B 在t 2时刻相距最远 B ．物块A 在t 1与t 3两个时刻的加速度大小相等C ．t 2到t 3这段时间内弹簧处于压缩状态D ．m 1∶m 2＝1∶4 答案 B解析 结合图象可知，开始时m 1逐渐减速，m 2逐渐加速，弹簧被压缩，t 1时刻二者速度相等，系统动能最小，势能最大，弹簧被压缩最大，然后弹簧逐渐恢复原长，m 2依然加速，m 1先减速为零，然后反向加速，t 2时刻，弹簧恢复原长状态，由于此时两物块速度相反，因此弹簧的长度将逐渐增大，两物块均减速，t 3时刻两物块速度相等，系统动能最小，弹簧最长，因此从t 3到t 4过程中弹簧由伸长状态恢复原长，故A 、C 错误；根据v －t 图象的斜率表示加速度，可知物块A 在t 1与t 3两个时刻各自的加速度大小相等，故B 正确；两物块和弹簧组成的系统动量守恒，选择从开始到t 1时刻列方程可知：m 1v 1＝(m 1＋m 2)v 2，将v 1＝3 m/s ，v 2＝1 m/s 代入得：m 1∶m 2＝1∶2，故D 错误．19．如图4所示，用一根粗细均匀的电阻丝制成形状相同、大小不同的甲、乙两个矩形线框．甲对应边的长度是乙的两倍，二者底边距离匀强磁场上边界高度h 相同，磁场方向垂直纸面向里，匀强磁场高度d 足够大．不计空气阻力，适当调整高度h ，将二者由静止释放，甲将以恒定速度进入匀强磁场中．在矩形线框进入磁场的整个过程中，甲、乙的感应电流分别为I 1和I 2，通过导体横截面的电量分别为q 1和q 2，线框产生的热量分别为Q 1和Q 2，线框所受到的安培力分别是F 1和F 2，则以下结论中正确的是( )图4 A ．I 1＞I 2 B ．q 1＝4q 2 C ．Q 1＝4Q 2 D ．F 1＝2F 2答案 CD解析 设甲的宽度为L ，周长为l ，则乙的宽度为L 2，周长为l2，那么甲的质量是乙质量的两倍，根据电阻R ＝ρl S ，可得R 1R 2＝21，由题意可知甲做匀速运动：m 1g －BI 1L ＝0，感应电动势为：E 1＝BLv 1，感应电流为：I 1＝E 1R 1，联立以上可得进入磁场时：m 1g －B 2L 2v 1R 1＝0，同理对乙有：m 2g －B 2(L 2)2v 2R 2＝m 2a ，联立以上可得a ＝0，说明乙也匀速运动且v 1＝v 2＝2gh ，感应电流为：I ＝BLv R ，结合以上易得I 1＝I 2，故A 错误；电量为q ＝ΔΦR＝BS R ，可得：q 1q 2＝21，故B 错误；产生的热量为：Q ＝I 2Rt ，由运动学公式可得：t 1t 2＝21，联立以上可得：Q 1Q 2＝41，故C 正确；安培力为：F ＝B 2L 2v R ，根据以上可得：F 1F 2＝21，故D 正确． 20．太阳系中某行星运行的轨道半径为R 0，周期为T 0，天文学家在长期观测中发现，其实际运行的轨道总是存在一些偏离，且周期性地每隔t 0时间发生一次最大的偏离(行星仍然近似做匀速圆周运动)．天文学家认为形成这种现象的原因可能是该行星外侧还存在着一颗未知行星．假设两行星的运行轨道在同一平面内，且绕行方向相同，则这颗未知行星运行轨道的半径R 和周期T 是(认为未知行星近似做匀速圆周运动)( ) A ．T ＝t 20t 0－T 0B ．R ＝R 03(t 0t 0－T 0)2C ．T ＝t 0t 0－T 0T 0D ．R ＝R 03(t 0－T 0t 0)2 答案 BC解析 由题意得2πT 0t 0－2πT t 0＝2π，解得未知行星的运行周期T ＝t 0t 0－T 0T 0，故C 正确，A 错误．由开普勒第三定律有：R 30T 20＝R 3T 2，解得：R ＝R 03(t 0t 0－T 0)2，故B 正确，D 错误．21.如图5所示，在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方的P 点，固定一电荷量为＋Q 的点电荷．一质量为m 、带电荷量为＋q 的物块(可视为质点的检验电荷)，从A 点以初速度v 0沿轨道向右运动，当运动到P 点正下方B 点时速度为v.已知点电荷产生的电场在A 点的电势为φ(取无穷远处电势为零)，P 到B 点的距离为h ，P 、A 连线与水平轨道的夹角为60°，k 为静电力常量，下列说法正确的是( )图5A ．点电荷＋Q 产生的电场在B 点的电场强度大小E ＝kq h2 B ．物块在A 点时受到轨道的支持力大小为mg ＋3kQq4h 2C ．物块在A 点的电势能E pA ＝φqD ．点电荷＋Q 产生的电场在B 点的电势φB ＝φ＋m (v 20－v 2)2q答案 CD 解析 点电荷＋Q 产生的电场在B 点的电场强度大小为：E ＝k Q r 2＝k Qh 2，故A 错误；物块受到点电荷的库仑力为：F ＝k Qq r 2，由几何关系可知：r ＝hsin 60°，设物块在A 点时受到轨道的支持力大小为F N ，由平衡条件有：F N －mg －Fsin 60°＝0，解得：F N ＝mg ＋33kqQ8h2，故B 错误；物块在A 点的电势能E pA ＝qφ，则C 正确；设点电荷产生的电场在B 点的电势为φB ，由动能定理有：q(φ－φB )＝12mv 2－12mv 20，解得：φB ＝m (v 20－v 2)2q＋φ，故D 正确．高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。