2018年高考物理二轮复习 选择题48分强化练7
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机械能知识网络:单元切块:按照考纲的要求,本章内容可以分成四个单元,即:功和功率;动能、势能、动能定理;机械能守恒定律及其应用;功能关系动量能量综合。
其中重点是对动能定理、机械能守恒定律的理解,能够熟练运用动能定理、机械能守恒定律分析解决力学问题。
难点是动量能量综合应用问题。
§1 功和功率教学目标:理解功和功率的概念,会计算有关功和功率的问题培养学生分析问题的基本方法和基本技能教学重点:功和功率的概念教学难点:功和功率的计算教学方法:讲练结合,计算机辅助教学教学过程:一、功1.功功是力的空间积累效应。
它和位移相对应(也和时间相对应)。
计算功的方法有两种:(1)按照定义求功。
即:W =Fs cos θ。
在高中阶段,这种方法只适用于恒力做功。
当20πθ<≤时F 做正功,当2πθ=时F 不做功,当πθπ≤<2时F 做负功。
这种方法也可以说成是:功等于恒力和沿该恒力方向上的位移的乘积。
(2)用动能定理W =ΔE k 或功能关系求功。
当F 为变力时,高中阶段往往考虑用这种方法求功。
这里求得的功是该过程中外力对物体做的总功(或者说是合外力做的功)。
这种方法的依据是:做功的过程就是能量转化的过程,功是能的转化的量度。
如果知道某一过程中能量转化的数值,那么也就知道了该过程中对应的功的数值。
【例1】 如图所示,质量为m 的小球用长L 的细线悬挂而静止在竖直位置。
在下列三种情况下,分别用水平拉力F 将小球拉到细线与竖直方向成θ角的位置。
在此过程中,拉力F 做的功各是多少?⑴用F 缓慢地拉;⑵F 为恒力;⑶若F 为恒力,而且拉到该位置时小球的速度刚好为零。
可供选择的答案有A.θcos FL B .θsin FL C.()θcos 1-FL D .()θcos 1-mgL【例2】如图所示,线拴小球在光滑水平面上做匀速圆周运动,圆的半径是1m ,球的质量是0.1kg ,线速度v =1m/s ,小球由A 点运动到B点恰好是半个圆周。
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分。
在每小题给出的四个选项中,1~8题只有一项符合题目要求; 9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.)1.现象一:傍晚用电多的时候,灯光发暗,而当夜深人静时,灯光特别明亮;现象二:在插上电炉等大功率电器时,灯光会变暗,拔掉后灯光马上亮了起来。
下列说法正确的是( )A. 现象一是因为夜深人静时,周围比较黑,突显出灯光特别明亮B。
现象二是因为电炉等大功率电器的电阻都比较大引起的C。
两个现象都可以用电阻定律R=ρL/S来解释D. 两个现象都可以用闭合电路欧姆定律来解释【答案】D点睛:变压器的输出电压一部分消耗在导线上,另一部分才加到用电器上,所以如果导线上电流过大,不但有电压损失,导线上也要发热,所以要减少这些影响,在使用功率大用电器时,要求导线截面积要大.2.如图为某公司生产的风光互补LED路灯系统电路结构图。
“风光互补路灯”是利用风能和太阳能作为能源的路灯系统,我国现有城乡路灯总数约2亿只,假如用此套路灯替换40W、每天工作10小时的传统路灯,则全国每年(365天)大约可节约多少吨标准煤(每燃烧1吨标准煤可发电3000kWh) ( )A. 4110t ⨯ B 。
6110t ⨯ C. 7110t ⨯ D. 10110t ⨯【答案】C【解析】全国40W 的路灯一年消耗的电能为:W=NPt=2×108×0.04KW ×10h ×365=3000×107KW •h一年节约的煤炭为:773000101103000m t ⨯⨯==,故C 正确,ABD 错误;故选C. 3.已知一边长为2a 和另一边长为a 的两个绝缘立方体容器,中心在同一直线上,容器连通且加满电解液,在AB 两端加上电压U 时,流过电路的电流为1 A,当电解液加到距边长为a 的容器底端高3a 的位置时,电路中的电流为 ( )A 。
选择题31分强化练(一)(对应学生用书第147页)(建议用时:15分钟)一、单项选择题(本题共5小题,每小题3分,共计15分,每小题只有一个选项符合题意.)1.物理学中用到大量的科学研究方法,在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程等分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这是物理学中常用的微元法.如图所示的四个实验中,哪一个采用了微元法()【导学号:17214242】A.探究求合力的方法B.探究弹性势能的表达式的实验中,为计算弹簧弹力所做的功C.探究加速度与力、质量的关系D.利用库仑扭秤测定静电力常数B [在求两个力的合力时,如果一个力的作用效果与两个力的作用效果相同,这个力就是那两个力的合力,运用的是等效法,故A 错误;在探究弹性势能的表达式过程中,把拉伸弹簧的过程分成很多小段,在每小段内认为弹簧的弹力是恒力,然后把每小段做功的代数和相加,运用的是微元法,故B 正确;在探究牛顿第二定律的过程中,控制物体的质量不变,研究物体的加速度与力的关系,运用的是控制变量法,故C 错误;利用库仑扭秤测定静电力常数用的是放大法,不是微元法的思想,故D 错误.]2.2014年3月8日凌晨马航客机失联后,西安卫星测控中心紧急调动海洋、风云、高分、遥感4个型号近10颗卫星,为地面搜救提供技术支持,特别是“高分一号”突破了空间分辨率、多光谱与大覆盖面积相结合的大量关键技术.如图1为“高分一号”与北斗导航系统两颗卫星在空中某一面内运动的示意图,北斗导航系统中两颗卫星“G 1”和“G 3”以及“高分一号”均可认为绕地心O 做匀速圆周运动,卫星“G 1”和“G 3”的轨道半径均为r ,某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A 、B 两位置,“高分一号”在C 位置,若卫星均顺时针运行,地球表面处的重力加速度为g ,地球半径为R ,不计卫星间的相互作用力.则以下说法正确的是( )图1A .卫星“G 1”和“G 3”的加速度大小相等均为R 2r gB .卫星“G 1”由位置A 运动到位置B 所需要的时间为2πr3R r gC .如果调动“高分一号”卫星到达卫星“G 3”所在的轨道,必须对其减速D .“高分一号”是低轨道卫星,其所在高度有稀薄气体,运行一段时间后,高度会降低,速度增大,机械能会减小D [根据万有引力提供向心力G Mm r 2=ma ,得a =G M r 2,而GM =gR 2,所以卫星的加速度a =gR 2r 2,故A 错误;根据万有引力提供向心力G Mm r 2=mω2r ,得ω=GMr 3,所以卫星“G 1”由位臵A 运动到位臵B 所需的时间t =π3ω=πr 3R rg ,故B 错误;“高分一号”卫星加速,将做离心运动,轨道半径变大,速度变小,路程变长,运动时间变长,故如果调动“高分一号”卫星到达卫星“G 3”所在的轨道,必须对其加速,故C 错误;“高分一号”是低轨道卫星,其所在高度有稀薄气体,克服阻力做功,机械能减小,故D 正确.]3.如图2所示实线为等量异种点电荷周围的电场线,虚线为以一点电荷为中心的圆,M 点是两点电荷连线的中点,若将一试探正点电荷从虚线上N 点移动到M点,则( )图2A .电荷所受电场力大小不变B .电荷电势能大小不变C .电荷电势能逐渐减小D .电荷电势能逐渐增大C [由电场线的分布情况可知,N 处电场线比M 处电场线疏,则N 处电场强度比M 处电场强度小,由电场力公式F =qE 可知正点电荷从虚线上N 点移动到M 点,电场力逐渐增大,故A 错误;根据顺着电场线方向电势降低,知虚线上各点的电势比正电荷处的电势低,根据U =Ed 知:N 与正电荷间的电势差小于M 与正电荷的电势差,所以N 点的电势高于M 点的电势,从N 点到M 点,电势逐渐降低,正电荷的电势能逐渐减小,故C 正确,B 、D 错误.]4.如图3所示,窗子上、下沿间的高度H =1.6 m ,墙的厚度d =0.4 m ,某人在离墙壁距离L =1.4 m 、距窗子上沿h =0.2 m 处的P 点,将可视为质点的小物件以v 的速度水平抛出,小物件直接穿过窗口并落在水平地面上,取g =10 m/s 2.则v 的取值范围是( )图3A .v >7 m/sB .v <2.3 m/sC .3 m/s<v <7 m/sD .2.3 m/s<v <3 m/sC [小物体做平抛运动,恰好擦着窗子上沿右侧穿过时v 最大.此时有L =v max t ,h =12gt 2,代入数据解得v max =7 m/s ,恰好擦着窗口下沿左侧时速度v最小,则有L +d =v min t ′,H +h =12gt ′2,代入数据解得v min =3 m/s ,故v的取值范围是3 m/s<v <7 m/s ,C 正确.]5.如图4所示,电源的电动势为E ,内阻为r ,R 1为定值电阻,R 2为光敏电阻,C 为电容器,L 为小灯泡,电表均为理想电表,闭合开关S 后,若增大照射光强度,则( )图4A .电压表的示数增大B .小灯泡的功率减小C .电容器上的电荷量增加D .两表示数变化量的比值|ΔU ΔI |增大A [当照射光强度增大时,光敏电阻的阻值减小,电路中的总电阻减小,总电流增大,定值电阻R 1两端的电压增大,小灯泡的功率增大,故选项A 正确,选项B 错误;根据闭合电路欧姆定律可知电容器两端的电压减小,故所带电荷量减少,故选项C 错误;对定值电阻而言,|ΔU ΔI |也就等于其阻值,故选项D错误.]二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共计16分.每小题有多个选项符合题意.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不答的得0分.)6.如图5所示用力F 拉A 、B 、C 三个物体在光滑水平面上运动,现在中间的B 物体上加一块橡皮泥,它和中间的物体一起运动,且原拉力F 不变,那么加上物体以后,两段绳的拉力T a 和T b 的变化情况是( )图5A .T a 增大B .T b 增大C .T a 减小D .T b 减小AD [设最左边的物体质量为m ,最右边的物体质量为m ′,整体质量为M ,整体的加速度a =F M ,对最左边的物体分析,T b =ma =mF M ,对最右边的物体分析,有F -T a =m ′a ,解得T a =F -m ′F M .在中间物体上加上一个小物体,则整体质量M 增大,因为m 、m ′不变,所以T b 减小,T a 增大,A 、D 正确.]7.如图6所示,真空中有一竖直向上的匀强电场,其场强大小为E ,电场中的A 、B 两点固定着两个等量异号点电荷+Q 、-Q ,A 、B 两点的连线水平,O 为其连线的中点,c 、d 是两点电荷连线垂直平分线上的两点,Oc =Od ,a 、b 两点在两点电荷的连线上,且与c 、d 两点的连线恰好形成一个菱形,则下列说法中正确的是( )【导学号:17214243】图6A .a 、b 两点的电场强度E a >E bB .c 、d 两点的电势φd >φcC .将质子从a 点移到c 点的过程中,电场力对质子做负功D .质子从O 点移到b 点时电势能减小BD [由等量异种电荷产生电场特点可知,ab 两点的场强相同,当再与匀强电场叠加时,两点的场强依然相同,故A错误;等量异种电荷产生电场的特点是连线的中垂线上的电势为零;当再叠加匀强电场时,d点的电势大于c 点的电势,故B正确;据场强的叠加可知,a到c的区域场强方向大体斜向上偏右,所以将质子从a点移到c点的过程中,电场力对质子做正功,故C 错误;据场强的叠加可知,O到b区域场强方向大体斜向上偏右,当质子从左到右移动时,电场力做正功,电势能减小,故D正确.]8.如图7所示,斜面体固定不动,一轻质弹簧沿光滑斜面放置,下端固定在斜面底部挡板上.分两次将质量为m1、m2(m2>m1)的两物块从斜面上不同位置静止释放,两次运动中弹簧的最大压缩量相同(弹簧始终在弹性限度范围内).物块从开始释放到速度第一次减为零的过程,则()图7A.m1开始释放的高度高B.m1的重力势能变化量大C.m2的最大速度小D.m2的最大加速度小AD[对任一物体,设物体的质量为m,物体从开始释放到速度第一次减为零下降的高度为h.取最低点所在水平面为参考平面.根据物体与弹簧组成的系统机械能守恒得:mgh=E p,据题意,两次弹簧的最大弹性势能E p相同,m2>m1,则有h1>h2,即m1开始释放的高度高,故A正确.物体从开始释放到速度第一次减为零的过程,物体的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能,则两个物体重力势能变化量相等,故B错误.物块的速度最大时,合力为零,则有kx=mg sin α,因为m2>m1,所以x2>x1.设弹簧的最大压缩量为x m.物块刚下滑时离弹簧的距离为L.从开始到最低点的过程,根据能量守恒定律得:E p=mg sin α(x m+L),由题意知,x m、E p相等,m2>m1,则L2<L1.从开始到速度最大的过程,由能量守恒得:mg sin α(L+x)=12m v2m+12kx2,又x=mg sin αk,解得:v m=2gL sin α+mg2sin2αk,由于m2>m1,L2<L1,可知不能判断两物块最大速度的大小,故C错误.两次运动中弹簧的最大压缩量相同,弹簧的最大弹力相同,设为F,由牛顿第二定律得F-mg sin α=ma,得最大加速度为 a =F m -g sin α,由于m 2>m 1,所以m 2的最大加速度小于m 1的最大加速度,故D 正确.]9.如图8所示,两根光滑、足够长的平行金属导轨固定在水平面上.滑动变阻器接入电路的电阻值为R (最大阻值足够大),导轨的宽度L =0.5 m ,空间有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度的大小B =1 T .内阻r =1 Ω的金属杆在F =5 N 的水平恒力作用下由静止开始运动.经过一段时间后,金属杆的速度达到最大速度v m ,不计导轨电阻,则有( )图8A .R 越小,v m 越大B .金属杆的最大速度大于或等于20 m/sC .金属杆达到最大速度之前,恒力F 所做的功等于电路中消耗的电能D .金属杆达到最大速度后,金属杆中电荷沿杆长度方向定向移动的平均速率v e 与恒力F 成正比BD [当导体棒达到最大速度时满足F =F 安,则F =B BL v m r +RL ,解得v m =F (r +R )B 2L 2,可知R 越大,v m 越大,选项A 错误;金属杆的最大速度v m =F (r +R )B 2L 2=5×(1+R )12×0.52=20(1+R ) m/s ,则金属杆的最大速度大于或等于20 m/s ,选项B 正确;在金属杆达到最大速度之前,恒力F 所做的功等于电路中消耗的电能与导体棒动能增量之和,选项C 错误;金属杆达到最大速度后导体棒中的电流I =F BL ,则I =neS v e ,则v e =I neS =F BLneS ,故金属杆达到最大速度后,金属杆中电荷沿杆方向定向移动的平均速率v e 与恒力F 成正比,选项D 正确.]选择题31分强化练(二)(对应学生用书第148页)(建议用时:15分钟)一、单项选择题(本题共5小题,每小题3分,共计15分,每小题只有一个选项符合题意.)1.如图所示,一物体以速度v 向左运动.从A 位置开始受到恒定的合力F 作用.四位同学画出物体此后的运动轨迹AB 和物体在B 点的速度方向,四种画法中正确的是( )A B C DA [物体在A 点的速度v 与受的恒力F 不在同一直线上,故物体做曲线运动,其轨迹应向受力方向弯曲,C 错误;因v A 与力F 夹角小于90°,故随物体速度的增大,力与速度的夹角逐渐减小,但不可能为零,故A 正确,B 、D 均错误.]2.甲乙两汽车在一平直公路上同时、同地、同向行驶,在t =0到t =t 1的时间内,它们的v -t 图象如图1所示.在这段时间内( )【导学号:17214244】图1A .t 0时刻甲、乙两汽车相遇B .汽车乙的平均速度小于v 1+v 22C .甲乙两汽车的位移相同D .汽车甲的加速度大小逐渐减小,汽车乙的加速度大小逐渐增大B [由图象可知t 0时刻甲、乙两汽车速度相等,相距最远,故选项A 错误;由于乙车做变减速运动,平均速度小于匀减速直线运动的平均速度v 1+v 22,故B 正确;在v -t 图象中,图形的面积代表位移的大小,根据图象可知道,甲的位移大于乙的位移,选项C 错误;因为切线的斜率等于物体的加速度,汽车甲和乙的加速度大小都是逐渐减小,故D 错误.]3.如图2所示,将外皮绝缘的圆形闭合细导线扭一次变成两个面积比为1∶4的圆形闭合回路(忽略两部分连接处的导线长度),分别放入垂直圆面向里、磁感应强度大小随时间按B =kt (k >0,为常数)的规律变化的磁场,前后两次回路中的电流比为( )图2A .1∶3B .3∶1C .1∶1D .9∶5D [同一导线构成不同闭合回路,它们的电阻相同,那么电流之比等于它们的感应电动势之比,设圆形线圈的周长为l ,依据法拉第电磁感应定律知E =ΔB Δt S ,之前的闭合回路的感应电动势E =k π⎝ ⎛⎭⎪⎫l 2π2,圆形闭合细导线扭一次变成两个面积比为1∶4的圆形闭合回路,根据面积之比等于周长的平方之比,则1∶4的圆形闭合回路的周长之比为1∶2;之后的闭合回路的感应电动势E ′=k π⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫l 32π2+k π⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫2l 32π2;则前后两次回路中的电流比I ∶I ′=E ∶E ′=9∶5,D 正确.]4.中国国家航天局目前计划于2020年发射嫦娥工程第二阶段的月球车嫦娥四号.中国探月计划总工程师吴伟仁近期透露,此台月球车很可能在离地球较远的月球背面着陆,假设运载火箭先将“嫦娥四号”月球探测器成功送入太空,由地月转移轨道进入100公里环月轨道后成功变轨到近月点为15公里的椭圆轨道,在从15公里高度降至月球表面成功实现登月.则关于“嫦娥四号”登月过程的说法正确的是( )图3A.“嫦娥四号”由地月转移轨道需要减速才能进入100公里环月轨道B.“嫦娥四号”在近月点为15公里的椭圆轨道上各点的速度都大于其在100公里圆轨道上的速度C.“嫦娥四号”在100公里圆轨道上运动的周期小于其在近月点为15公里的椭圆轨道上运动的周期D.从15公里高度降至月球表面过程中,“嫦娥四号”处于失重状态A[“嫦娥四号”由地月转移轨道实施近月制动才能进入100公里环月圆轨道上,A正确;由卫星变轨条件可知近月点为15公里的椭圆轨道上远月点的速度小于圆轨道上的速度,B错误;由开普勒第三定律可得“嫦娥四号”在100公里圆轨道上运动的周期大于其在椭圆轨道上运动的周期,C错误;从15公里高度降至月球表面过程“嫦娥四号”需要减速下降,处于超重状态,D错误.]5.如图4所示,空间有一正三棱锥OABC,点A′、B′、C′分别是三条棱的中点.现在顶点O处固定一正的点电荷,则下列说法中正确的是()图4A.A′、B′、C′三点的电场强度相同B.△ABC所在平面为等势面C.将一正的试探电荷从A′点沿直线A′B′移到B′点,静电力对该试探电荷先做正功后做负功D.若A′点的电势为φA′,A点的电势为φA,则A′A连线中点D处的电势φD 一定小于φA ′+φA 2D [因为A ′、B ′、C ′三点离顶点O 处的正电荷的距离相等,故三点处的场强大小相等,但其方向不同,因此选项A 错误;由于△ABC 所在平面各点到顶点O 处的距离不全相等,由等势面的概念可知,△ABC 所在平面不是等势面,选项B 错误;由电势的概念可知,沿直线A ′B ′的电势变化为先增大后减小,所以当在此直线上从A ′到B ′移动正电荷时,电场力对该正电荷先做负功后做正功,选项C 错误;因为U A ′D =E A ′D ·A ′D ,U DA =E DA ·DA ,由点电荷的场强关系可知E A ′D >E DA ,又因为A ′D =DA ,所以有U A ′D >U DA ,即φA ′-φD >φD -φA ,整理可得φD <φA ′+φA 2,选项D 正确.]二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共计16分.每小题有多个选项符合题意.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不答的得0分.)6.关于下列器材的原理和用途,正确的是( )图5A .变压器可以改变交变电压但不能改变频率B .扼流圈对交流的阻碍作用是因为线圈存在电阻C .真空冶炼炉的工作原理是炉体产生涡流使炉内金属熔化D .磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用AD [变压器可以改变交流电的电压但不能改变频率,故A 正确;扼流圈对交流的阻碍作用是因为线圈产生了自感现象,不是因为电阻的热效应,故B 错误;真空冶炼炉的工作原理是炉中金属产生涡流使炉内金属熔化,不是炉体产生涡流,故C 错误;磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框中可以产生感应电流能起电磁阻尼的作用,故D 正确.]7.如图6所示电路中,电源电动势为E (内阻不可忽略),线圈L 的电阻不计.以下判断正确的是( )图6A.闭合S稳定后,电容器两端电压为EB.闭合S稳定后,电容器的a极板带负电C.断开S的瞬间,通过R1的电流方向向右D.断开S的瞬间,通过R2的电流方向向右BC[闭合S稳定后,L相当于一段导线,R1被短路,所以C两端的电压等于路端电压,小于电动势E,故A错误;闭合S稳定后,由图知b极板带正电,a极板带负电,故B正确;断开S的瞬间,L相当于电源,与R1组成回路,通过R1的电流方向自左向右,故C正确;断开S的瞬间,电容器会放电,则通过R2的电流方向向左,故D错误.]8.如图7所示,匀强磁场的磁感应强度B=22T,单匝矩形线圈面积S=1 m2,电阻r=403Ω,绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动.线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接.V为理想交流电压表,A1、A2为理想交流电流表,L1、L2为两个完全相同的电灯泡,标称值为“20 V,30 W”,且均正常发光,电流表A1的示数为1.5 A.则以下说法正确的是()【导学号:17214245】图7A.电流表A1、A2的示数之比2∶1B.理想电压表原、副线圈的匝数之比2∶1C.线圈匀速转动的角速度ω=120 rad/sD.电压表的示数为40 2 VBC [因灯泡正常发光,则原、副线圈的电流比为1∶2,则A 错误;由于电流与匝数成反比,则理想电压表原、副线圈的匝数之比2∶1,则B 正确;副线圈的电压为20 V ,则原线圈的电压为40 V ,由于线圈的内阻r =403 Ω,因电流为1.5 A ,那么最大值为602=BSω,求得ω=120 rad/s ,则C 正确;电压表的示数为有效值40 V ,则D 错误.]9.如图8所示,竖直固定一截面为正方形的绝缘方管,高为L ,空间存在与方管前面平行且水平向右的匀强电场E 和水平向左的匀强磁场B ,将带电量为+q 的小球从管口无初速度释放,小球直径略小于管口边长,已知小球与管道的动摩擦因数为μ,管道足够长,小球不转动.则小球从释放到底端过程中( )图8A .小球先加速再匀速B .小球的最大速度为m 2g 2-μ2q 2E 2μqBC .系统因摩擦而产生的热量为mgL -12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫mg -μqE μqB 2 D .小球减少的机械能大于产生的热量AC [小球向下运动,磁场方向水平向左,根据左手定则可得小球受到的洛伦兹力方向垂直纸面向里,对小球不做功,运动过程中受到的里面那个面给的摩擦力越来越大,最后当重力和摩擦力相等时,小球速度不再改变,故小球先加速后匀速,A 正确;小球受到两个面给的摩擦力,里面给的弹力大小为F =Bq v ,右边的面给的弹力大小为F ′=Eq ,当摩擦力和重力平衡时,小球速度最大,即mg =μ(Bq v +Eq ),故有v =mg -μqEμqB ,B 错误;小球运动的过程中只有重力和摩擦力做功,由动能定理得:mgL -W f =12m v 2,解得W f =mgL-12m⎝⎛⎭⎪⎫mg-μqEμqB2,C正确;由于系统中只有重力和摩擦力做功,所以减小的机械能等于产生的热量,D错误.]选择题31分强化练(三)(对应学生用书第149页)(建议用时:15分钟)一、单项选择题(本题共5小题,每小题3分,共计15分,每小题只有一个选项符合题意.)1.下列图片显示的技术中,属于防范静电危害的是()A.静电复印B.静电喷涂C.避雷针D.静电除尘C[复印机复印文件资料,就是利用静电墨粉成在鼓上.故A属于静电的利用;静电喷涂是利用异种电荷间的吸引力来工作的,故B属于静电的利用;下雨天,云层带电打雷,往往在屋顶安装避雷针,是导走静电,防止触电,故C属于静电防范;静电除尘时除尘器中的空气被电离,烟雾颗粒吸附电子而带负电,颗粒向电源正极运动,D属于静电应用.]2.如图1所示的是一个力学平衡系统,该系统由三条轻质细绳将质量均为m的两个小球连接悬挂组成,小球直径相比细绳长度可以忽略,轻绳1与竖直方向的夹角为30°,轻绳2与竖直方向的夹角θ大于45°,轻绳3水平.当此系统处于静止状态时,细绳1、2、3的拉力分别为F1、F2、F3,比较三力的大小,下列结论正确的是()图1A .F 1<F 3B .F 2<F 3C .F 1>F 2D .F 1<F 2C [对两球的整体受力分析,根据平衡条件可知F 1=2mg cos 30°=433mg ;F 3=2mg tan 30°=233mg ,则F 1>F 3,选项A 错误;对b 球受力分析,因F 2是直角三角形的斜边,而mg 和F 3是直角边,θ>45°可知F 2>F 3,选项B 错误;对a 球分析,水平方向:F 1sin 30°=F 2sin θ,因θ>45°,则F 1>F 2,选项C 正确,D 错误.]3.用等效思想分析变压器电路.如图2(a)中的变压器为理想变压器,原、副线圈的匝数之比为n 1∶n 2,副线圈与阻值为R 1的电阻接成闭合电路,虚线框内部分可等效看成一个电阻R 2.这里的等效指当变压器原线圈、电阻R 2两端都接到电压为U =220 V 的交流电源上时,R 1与R 2消耗的电功率相等,则R 2与R 1的比值为( )图2 A .n 2n 1 B .n 1n 2C .n 21n 22D .n 1n 2C [设副线圈的电压为U 1,利用电流的热效应,功率相等,则U 21R 1=U 2R 2,R 2R 1=U 2U 21;原副线圈的匝数之比等于电压之比,则R 2R 1=U 2U 21=n 21n 22,C 正确.]4.荡秋千是一种常见的休闲娱乐活动,也是我国民族运动会上的一个比赛项目.若秋千绳的长度约为2 m,荡到最高点时,秋千绳与竖直方向成60°角,如图3所示.人在从最高点到最低点的运动过程中,以下说法正确的是()图3A.最低点的速度大约为10 m/sB.在最低点时的加速度为零C.合外力做的功等于增加的动能D.重力做功的功率逐渐增加C[秋千在下摆过程中,受到的绳子拉力不做功,机械能守恒,则得:mgl(1-cos 60°)=12m v2,解得v=gl=2×10 m/s=2 5 m/s≈4.47 m/s.所以最低点的速度大约为5 m/s,故A错误;在最低点的加速度为a=v2l=g,故B错误;根据动能定理得,合外力做的功等于增加的动能,故C正确;在最高点,秋千的速度为零,重力的瞬时功率为零,在最低点,重力与速度垂直,重力的瞬时功率也为零,所以重力做功的功率先增加后减少,故D错误.] 5.电容式加速度传感器的原理结构如图4,质量块右侧连接轻质弹簧,左侧连接电介质,弹簧与电容器固定在外框上.质量块可带动电介质移动改变电容.则()图4A.电介质插入极板间越深,电容器电容越小B.当传感器以恒定加速度运动时,电路中有恒定电流C.若传感器原来向右匀速运动,突然减速时弹簧会伸长D.当传感器由静止突然向右加速瞬间,电路中有顺时针方向电流D [根据电容器的电容公式C =εS 4k πd ,当电介质插入极板间越深,即电介质增大,则电容器电容越大,故A 错误;当传感器以恒定加速度运动时,根据牛顿第二定律可知,弹力大小不变,则电容器的电容不变,因两极的电压不变,则电容器的电量不变,因此电路中没有电流,故B 错误;若传感器原来向右匀速运动,突然减速时,质量块具有惯性,则继续向右运动,从而压缩弹簧,故C 错误;当传感器由静止突然向右加速瞬间,质量块相对电容器要向左运动,导致插入极板间电介质加深,因此电容会增大,由于电压不变,根据Q =CU ,可知极板间的电量增大,电容器处于充电状态,因此电路中有顺时针方向电流,故D 正确.]二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共计16分.每小题有多个选项符合题意.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不答的得0分.)6.如图5所示,两个匀强磁场的方向相同,磁感应强度分别为B 1、B 2,虚线MN 为理想边界.现有一个质量为m 、电荷量为e 的电子以垂直于边界MN 的速度v 由P 点沿垂直于磁场的方向射入磁感应强度为B 1的匀强磁场中,其运动轨迹为图中虚线所示的心形图线.则以下说法正确的是( )【导学号:17214246】图5A .电子的运动轨迹为P →E →N →C →M →D →PB .电子运动一周回到P 点所用的时间T =4πm B 1eC .B 1=4B 2D .B 1=2B 2BD [由左手定则可判定电子在P 点受到的洛伦兹力的方向向上,轨迹为P →D →M →C →N →E →P ,选项A 错误;由图得两个磁场中轨迹圆的半径之比为1∶2,由r =m v qB 可得磁感应强度之比B 1B 2=2∶1,选项C 错误,D 正确;电子运动一周所用的时间t =T 1+T 22=2πm B 1e +πm B 2e =4πm B 1e ,选项B 正确.] 7.如图6所示,在一个足够长的固定粗糙绝缘斜面上,彼此靠近地放置两个带同种电荷的相同小物块A 、B ,由静止释放后,两个物块向相反方向运动,并最终静止在斜面上.在物块的运动过程中,下列表述正确的是( )【导学号:17214247】图6A .两个物块构成的系统电势能逐渐减少B .两个物块构成的系统机械能逐渐减少C .最终静止时A 物块受的摩擦力方向向上D .A 、B 在运动过程中必会同时达到最大速度AC [由静止释放后,两个物块向相反方向运动,两物块之间的库仑力做正功,电势能减小,故A 正确;开始阶段,库仑力大于物块的摩擦力和重力沿斜面的分力的矢量和,物块做加速运动,机械能增大;当库仑力等于摩擦力和重力沿斜面的分力的矢量和时,B 物块达最大速度,A 物块仍加速下滑,当库仑力小于摩擦力时,机械能减小,故B 、D 错误;最终静止时A 物块受力的合力为零,受力分析可以知道摩擦力方向一定沿斜面向上,故选项C 正确.]8.如图7所示是法拉第圆盘发电机的示意图.铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P 、Q 分别与圆盘的边缘和铜轴接触,圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B 中,当圆盘旋转时,下列说法正确的是( )图7A .实验中流过电阻R 的电流是由于圆盘内产生涡流现象而形成的B .若从上往下看,圆盘顺时针转动,则圆盘中心电势比边缘要高。
专题能力训练7 动量动量的综合应用(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共7小题,每小题6分,共42分。
在每小题给出的四个选项中,1~4题只有一个选项符合题目要求,5~7题有多个选项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.(2017·全国Ⅰ卷)将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空,50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。
在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)()A.30 kg·m/sB.5.7×102kg·m/sC.6.0×102kg·m/sD.6.3×102kg·m/s2.(2017·山东青岛一模)一颗子弹水平射入静止在光滑水平地面上的木块后不再穿出,木块的动能增加了8 J,木块的质量大于子弹的质量。
则此过程中产生的内能可能是()A.18 JB.16 JC.10 JD.6 J3.如图所示,两质量分别为m1和m2的弹性小球叠放在一起,从高度为h处自由落下,且h远大于两小球半径,所有的碰撞都是完全弹性碰撞,且都发生在竖直方向。
已知m2=3m1,则小球m1反弹后能达到的高度为()A.hB.2hC.3hD.4h4.一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳,经Δt时间,身体伸直并刚好离开地面,速度为v,在此过程中()A.地面对他的冲量为mv+mgΔt,地面对他做的功为mv2B.地面对他的冲量为mv+mgΔt,地面对他做的功为零C.地面对他的冲量为mv,地面对他做的功为mv2D.地面对他的冲量为mv-mgΔt,地面对他做的功为零5.蹦极运动中,长弹性绳的一端固定,另一端绑在人身上,人从几十米高处跳下,将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动,从绳恰好伸直,到人第一次下降至最低点的过程中,下列分析正确的是()A.绳对人的冲量始终向上,人的动量先增大后减小B.绳对人的拉力始终做负功,人的动能先增大后减小C.绳恰好伸直时,绳的弹性势能为零,人的动能最大D.人在最低点时,绳对人的拉力等于人所受的重力6.在一条直线上,运动方向相反的两球发生正碰。
高三二轮复习选填满分“8+4+4”小题强化训练(7)一、单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.已知M ,N 为R 的两个不相等的非空子集,若M N M ⋂=,则()A.M N =R B.RN C M R =⋃C.RM C N R=⋃D.RM C N C RR =⋃2.已知202120221i i 1i z +⎛⎫=+ ⎪-⎝⎭,则在复平面内,复数z 所对应的点位于()A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限3.()622x x x ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭的展开式中的常数项为()A.640-B.320- C.640D.3204.已知函数()sin(3)22f x x ππϕϕ⎛⎫=+-<< ⎪⎝⎭图象关于直线518x π=对称,则函数()f x 在区间[0,]π上零点的个数为()A.1B.2C.3D.45.已知函数()f x 为R 上的偶函数,对任意不相等的12,(,0)x x ∞∈-,均有()()1212f x f x x x -<-成立,若ln 2ln 3ln5,,235a f b f c f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,则a ,b ,c 的大小关系是()A.c b a<<B.a c b<<C.a b c <<D.c a b<<6.已知拋物线21:2(0)C y px p =>的焦点F 为椭圆22222:1(0)x y C a b a b+=>>的右焦点,且1C 与2C 的公共弦经过F ,则椭圆的离心率为()1-B.512-C.312-D.227.当02,x a <<不等式()221112x a x +≥-恒成立,则实数a 的取值范围是()A.)+∞B.(0C.(]0,2D.[)2,+∞8.已知02πα<<,02βπ<<,且32sin 9αββα-=-,则()A.2αβ< B.2αβ> C.2a b> D.2a b<二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得5分,有选错的得0分,部分选对的得3分.9.一袋中有大小相同的3个红球和2个白球,下列结论正确的是()A.从中任取3个球,恰有1个白球的概率是35B.从中有放回地取球3次,每次任取1个球,恰好有2个白球的概率为36125C.从中有放回地取球3次,每次任取1个球,则至少有1次取到红球的概率为98125D.从中不放回地取球2次,每次任取1个球,则在第1次取到红球的条件下,第2次再次取到红球的概率为1210.已知向量()()()1,3,2,1,3,5c a b ==-=-,则()A .()2//a b c+B .()2a b c+⊥C .a c +=D .2a c b+=的正方体的展开图如图所示.已知H 为线段BF 的中点,动点P 在正方体的表面上运动.则关于该正方体,下列说法正确的有()A.BM 与AN 是异面直线B.AF 与BM 所成角为60C.平面CDEF ⊥平面ABMND.若AM HP ⊥,则点P 的运动轨迹长度为612.已知00e ln 10,,a a b ab b >>+-=,则()A.1ln b a >B.1eab>C.ln 1a b +<D.1ab <三、填空题:本题共4小题,每小题5分,多空题,第一空2分,第二空3分,共20分.13.已知角α的顶点与坐标原点重合,始边与x 轴的非负半轴重合,若点(3,4)P -在角α的终边上,则sin 2α=_________.14.已知数列{}n a 的前n 项和n S ,满足2*2(N )n S n n n =+∈,设11n n n b a a +=⋅,则数列{}n b 的前2021项和2021T =________.15.已知0x >,0y >,若()2211412x y y x +++=,则22log log x y ⋅的最大值为_________.16.将正方形ABCD 沿对角线BD 折成直二面角A ′-BD -C ,设三棱锥A ′-BDC 的外接球和内切球的半径分别为r 1,r 2,球心分别为O 1,O 2.若正方形ABCD 的边长为1,则21r r =________;O 1O 2=__________.高三二轮复习选填满分“8+4+4”小题强化训练(7)一、单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.已知M ,N 为R 的两个不相等的非空子集,若M N M ⋂=,则()A.M N =R B.RN C M R =⋃C.RM C N R =⋃D.RM C N C RR =⋃【答案】C【解析】依题意M N M ⋂=,所以M N ,则集合M ,N 与R 的关系如下图所示:所以R M C N R =⋃;故选:C2.已知202120221i i 1i z +⎛⎫=+ ⎪-⎝⎭,则在复平面内,复数z 所对应的点位于()A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限【答案】B【解析】21i 12i i i 1i 2+++==-Q ,且i 的乘方运算是以4为周期的运算所以202120222021202221i i 1i 1i i i i i z +⎛⎫=+++ ===-⎝-⎪+⎭,所以复数z 所对应的点()1,1-,在第二象限.故选:B3.()622x x x ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭的展开式中的常数项为()A.640-B.320- C.640D.320【答案】B【解析】62x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭展开式的通项公式为:66216622rr r r r r r T C x C x x --+⎛⎫== ⎪⎝⎭;令620r -=,解得:3r =,∴展开式中的常数项为336221620320C -⨯=-⨯=-.故选:B.4.已知函数()sin(3)22f x x ππϕϕ⎛⎫=+-<< ⎪⎝⎭图象关于直线518x π=对称,则函数()f x 在区间[0,]π上零点的个数为()A.1B.2C.3D.4【答案】C【解析】函数()sin(3)22f x x ππϕϕ⎛⎫=+-<< ⎪⎝⎭图象关于直线518x π=对称,所以53()182k k Z ππϕπ⨯+=+∈,解得()3k k Z πϕπ=-∈,又因为22ππϕ-<<,所以3πϕ=-,所以()sin 33f x x π⎛⎫=-⎪⎝⎭,令()sin 303f x x π⎛⎫=-= ⎪⎝⎭,则3()3x k k Z ππ-=∈,得39k x ππ=+,因为[0,]x π∈,所以47,,999x πππ=.即函数()f x 在区间[0,]π上零点的个数为3.故选:C5.已知函数()f x 为R 上的偶函数,对任意不相等的12,(,0)x x ∞∈-,均有()()12120f x f x x x -<-成立,若ln 2ln 3ln5,,235a f b f c f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,则a ,b ,c 的大小关系是()A.c b a <<B.a c b <<C.a b c <<D.c a b<<【答案】D【解析】∵对任意不等1x ,()2,0x ∞∈-,均有1212()()0f x f x x x -<-成立,∴此时函数在区间(),0∞-上为减函数,又∵()f x 是偶函数,∴当()0,x ∞∈+时,()f x 为增函数.由25ln 5ln 2ln 5ln 22ln 55ln 252<⇔<⇔<,23ln 3ln 2ln 3ln 22ln 33ln 232>⇔>⇔>,所以ln 5ln 2ln 3523<<,所以ln 3ln 2ln 5325f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫>> ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,即c a b <<.故选:D6.已知拋物线21:2(0)C y px p =>的焦点F 为椭圆22222:1(0)x y C a b a b+=>>的右焦点,且1C 与2C 的公共弦经过F ,则椭圆的离心率为()1-【答案】A【解析】依题意,椭圆2C 的右焦点(,0)2pF ,则其左焦点(,0)2p F '-,设过F 的1C 与2C 的公共弦在第一象限的端点为点P ,由抛物线与椭圆对称性知,PF x ⊥轴,如图,直线PF方程为:2px =,由222p x y px⎧=⎪⎨⎪=⎩得点(,)2p P p ,于是得||PF p =,在PF F '中,90PFF '∠= ,||FF p '=,则||2PF '=,因此,椭圆2C 的长轴长2||||(21)a PF PF p '=+=,所以椭圆的离心率||212(21)FF pe a p'==-+.故选:A7.当02,x a <<不等式()221112x a x +≥-恒成立,则实数a 的取值范围是()A.)2,+∞B.(02,C.(]0,2D.[)2,+∞【答案】B【解析】()221112x a x +≥-恒成立,即()22min 1112x a x ⎡⎤+≥⎢⎥-⎢⎥⎣⎦02,20x a a x <<∴-> ,又2222221112222(2)(2)(2)(22)x a x x a x x a x x a x a +≥=≥=+----,上述两个不等式中,等号均在2x a x =-时取到,()m 222in1122x a a x ⎡⎤∴+=⎢-⎢⎥⎣⎦,212a ∴≥,解得a ≤且0a ≠,又0a >,实数a 的取值范围是(0.故选:B.8.已知02πα<<,02βπ<<,且32sin 9αββα-=-,则()A.2αβ< B.2αβ> C.2a b> D.2a b<【答案】D【解析】设()sin f x x x -=,0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则()1cos 0f x x '-=>即f (x )在(0,2π)上单调递增,所以f (x )>f (0)=0,故x >sin x ,因为32sin 9αββα﹣=﹣,所以2232sin 92sin 323αβββαβββ++++==<,所以g (α)<g (2β),令g (x )=3x+x ,显然g (x )单调递增,所以α<2β.故选:D .二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得5分,有选错的得0分,部分选对的得3分.9.一袋中有大小相同的3个红球和2个白球,下列结论正确的是()A.从中任取3个球,恰有1个白球的概率是35B.从中有放回地取球3次,每次任取1个球,恰好有2个白球的概率为36125C.从中有放回地取球3次,每次任取1个球,则至少有1次取到红球的概率为98125D.从中不放回地取球2次,每次任取1个球,则在第1次取到红球的条件下,第2次再次取到红球的概率为12【答案】ABD【解析】对于A 中,从中任取3个球,恰有1个白球的概率为21323563105C C P C ===,所以A 正确;对于B 中,从中有放回地取球3次,每次任取1个球,其中每次取到白球的概率为25,所以恰好有2个白球的概率为2232236()(155125P C =-=,所以B 正确;对于C 中,从中有放回地取球3次,每次任取1个球,其中每次取到白球的概率为25,所以至少有1次取到红球的概率为333281171(15125125P C =-=-=,所以C 不正确;对于D 中,设第1次取到红球为事件A ,第2次再次取到红球为事件B ,所以第1次取到红球的条件下,第2次取到红球的概率为32()154(|)3()25P AB P B A P A ⨯===,所以D 正确.故选:ABD.10.已知向量()()()1,3,2,1,3,5c a b ==-=-,则()A .()2//a b c+B .()2a b c+⊥C.a c +=D .2a c b+=【答案】AD 【解析】因为()()()1,3,2,1,3,5c a b ==-=- ,所以()325a b +=- ,,所以2a b c +=- ,所以()2//a b c +,故A 正确,B 不正确;又()42a c +=- ,,c a +== ,b == 2a c b +=,故D 正确,C 不正确,故选:AD.的正方体的展开图如图所示.已知H 为线段BF 的中点,动点P 在正方体的表面上运动.则关于该正方体,下列说法正确的有()A.BM 与AN 是异面直线B.AF 与BM 所成角为60C.平面CDEF ⊥平面ABMND.若AM HP ⊥,则点P 的运动轨迹长度为6【答案】BCD【解析】由展开图还原正方体如下图所示,对于A ,//MN ,∴四边形MNAB 为平行四边形,//AN BM ∴,BM ∴与AN 是共面直线,A 错误;对于B ,//BM AN ,AF ∴与BM 所成角即为NAF ∠,AN NF AF == ,ANF ∴为等边三角形,60NAF ∴∠= ,即AF 与BM 所成角为60 ,B 正确;对于C ,AB ⊥Q 平面BCMF ,CF ⊂平面BCMF ,AB CF ∴⊥;又CF BM ⊥,= AB BM B ,,AB BM ⊂平面ABMN ,CF ∴⊥平面ABMN ,又CF ⊂平面CDEF ,∴平面CDEF ⊥平面ABMN ,C 正确;对于D ,由正方体性质可知AM ⊥平面CFN ,取,,,,BC CD DN NS EF 中点,,,,G Q T S R ,连接,,,,,HG GQ QT ST SR RH ,则平面//SRHGQT 平面CFN ,∴点P 的轨迹为正六边形SRHGQT 的边,∴点P 的轨迹长度为6=,D 正确.故选:BCD.12.已知00e ln 10,,a a b ab b >>+-=,则()A.1ln b a >B.1e a b>C.ln 1a b +<D.1ab <【答案】BCD 【解析】对于A 选项,当1a =时,1010e ln e ln a ab b b b +-=⇔+-=.设()1e ln f x x x =+-,其中0x >.则()10e f x x'=+>,故()f x 在()0,∞+上单调递增.又()110e -f =>,110e f ⎛⎫=-< ⎪⎝⎭,则11,e b ⎛⎫∃∈ ⎪⎝⎭,使()0f b =.即存在1a =,11,e b ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,使10e ln a ab b +-=.但此时,1101ln ln b a<=<=.故A 错误.对于B 选项,1111110e ln e ln e ln a a a ab b a b a b b b b b+-=⇔+=⇔-=111ln e ln e ab a b b ⇔-=.设()e x g x x =,其中0x >.则()()1e 0x g x x '=+>.得()g x 在在()0,∞+上单调递增.注意到()11111ln e ln e ln ab a g a g b b b b ⎛⎫-=⇔-= ⎪⎝⎭.则()1110ln ln g a g a b b b ⎛⎫-=>⇒> ⎪⎝⎭.又e x y =在R 上递增,则有11ln e e e a a b b>⇒>.故B 正确.对于C 选项,由B 选项可知1e a b >,则由10e ln a ab b +-=,有10111e ln ln ln a ab b ab b a b b=+->⋅+-⇒+<.故C 正确.对于D 选项,因00a b >>,,10e ln a ab b +-=,则101e ln ln e a ab b b b =->⇒<⇒<.设e m b =,其中1m <.则1010e ln e a a m ab b a m ++-=⇔+-=.设()1e x m h x x m +=+-,其中()0,x ∈+∞.则()()10e x m h x x +'=+>,得()h x 在()0,∞+上单调递增.(1)若01m <<,注意到()()()11e 10h m m -=-->,()010h m =-<,则()01,x m ∃∈-,使()0h x =.即()01,a m ∈-,则()1e m ab m <-,设()()1e x p x x =-,则()e x p x x '=-,得()p x 在()0,1上单调递减,则()()()101e m ab m p m p =-=<=.(2)当0m =,()e 1x h x x =-,注意到()()010110,e h h =-<=->.则()0,1a ∈,此时1ab a =<.(3)当0m <,注意到()()()()1011e 10h m h m m -=--=--,则()1,a m m ∈--,又由(1)分析可知()p x 在(),0∞-上单调递增.则()()()101e m ab m p m p =-=<=.综上,有1ab <.故D 正确.故选:BCD三、填空题:本题共4小题,每小题5分,多空题,第一空2分,第二空3分,共20分.13.已知角α的顶点与坐标原点重合,始边与x 轴的非负半轴重合,若点(3,4)P -在角α的终边上,则sin 2α=_________.【答案】2425-【解析】三角函数的定义可知43sin ,cos 55αα====-,所以4324sin 225525α⎛⎫=⨯⨯-=- ⎪⎝⎭.故答案为:2425-14.已知数列{}n a 的前n 项和n S ,满足2*2(N )n S n n n =+∈,设11n n n b a a +=⋅,则数列{}n b 的前2021项和2021T =________.【答案】20212022【解析】22n S n n =+ ,22n n n S +∴=,2n 时,1(1)(1)22n n n n n n n a S S n -+-=-=-=,111112a S +===也适合上式,n a n ∴=,111(1)1nb n n n n ==-++,20211111120211223202120222022T ∴=-+-++-= .故答案为:2021202215.已知0x >,0y >,若()12y x +=,则22log log x y ⋅的最大值为_________.【答案】14【解析】因为()12y x +=,所以12y x +.设()f t t =0t >,则()12f f y x ⎛⎫= ⎪⎝⎭,易知()f t t =()0,∞+上单调递增,从而12=y x ,即12xy =,所以22222log log 1log log 24x y x y +⎛⎫⋅≤= ⎪⎝⎭,当且仅当22x y ==时取等号,即22log log x y 的最大值为14.故答案为:1416.将正方形ABCD 沿对角线BD 折成直二面角A ′-BD -C ,设三棱锥A ′-BDC 的外接球和内切球的半径分别为r 1,r 2,球心分别为O 1,O 2.若正方形ABCD 的边长为1,则21r r =________;O 1O 2=__________.【答案】2【解析】设AC BD M =,则12MA MB MC MD BD =====∴三棱锥A ′-BDC 的外接球122r =,点M 即为1O ,∵将正方形ABCD 沿对角线BD 折成直二面角A ′-BD -C ,又A M BD '⊥,∴A M '⊥平面BCD ,MC ⊂平面BCD ,∴A M '⊥MC ,1A C '=,∴12A BD CBD S S '==,3A BC A CDS S ''==∴211133112322322r ⎛++=⨯⨯ ⎝⎭,解得22262r =,∴2122622322r r -=设球2O 与平面A BD ',平面BCD 分别切于P ,Q ,则2O PMQ 为正方形,∴2212223O M O O r ==故答案为:23,23.。
湖北省黄冈中学2018届第二轮高三物理测试题(三)动量和能量综合一、选择题(本题共10小题,每题3分,共30分。
每题给出的四个选项中只有一个是正确的,将正确的选项填在后面的括号里)。
1.两相同的物体A 和B 分别静止在光滑的水平桌面上,由于分别受到水平恒力作用,同时开始运动,若B 所受的力是A 的2倍,经过一段时间,分别用W A 、I A 和W B 、I B 表示在这段时间内A 和B 各自所受恒力做的功和冲量的大小,则有( )A .WB =2W A ,I B =2I A B .W B =4W A ,I B =2I AC .W B =2W A ,I B =4I AD .W B =4W A ,I B =4I A2.一质量为m ,动能为E k 的子弹,沿水平方向射入一静止在光滑水平面上的木块,并最终留在木块中,若木块的质量为9m ,则下列说法正确的是( )①木块对子弹做的功为0.99E k ②木块对子弹做的功为0.18E k③子弹对木块做的功为0.18E k ④子弹对木块做的功与木块对子弹做的功数值相等A .①和④B .②③④C .①和③D .②3.测定运动员体能的一种装置如图所示,运动员的质量为M ,绳拴在腰问沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮摩擦和质量),绳的另一端悬吊的重物质量为m ,人用力向后蹬传送带而人的重心不动,传送带以速度v 向后匀速运动(速度大小可调).最后可用 的值作为被测运动员的体能参数.则 ( )A .人对传送带不做功B .人对传送带做功的功率为mgvC .人对传送带做的功和传送带对人做的功大小相等,但正、负相反D .人对重物做功的功率为mgv4.完全相同的两辆汽车,以相同的速度在平直公路上匀速齐头并进,当它们各自推下质量相同的物体后,甲车保持原来的牵引力继续前进,而乙车保持原来的功率继续前进,假定汽车所受阻力与车重成正比.经过一段时间后( )A .甲车超前,乙车落后B .乙车超前,甲车落后C .它们仍齐头并进D .条件不足,无法判断5.在光滑的水平桌面上放一长为L 的木块M ,今有A 、B 两颗子弹沿同一直线分别以水平速度v A 和v B 从两侧同时射人木块.已知A 、B 两子弹嵌入木块中的深度分别为d A 和d B ,且d A <d B ,d A +d B <L ,此过程中木块对A 、B 两子弹的阻力大小相等,且木块始终保持静止,如图所示,则A 、B 两子弹在射人木块前( )A .速度v A >vB B .A 的动能大于B 的动能v MmC .A 的动量大于B 的动量D .A 的质量大于B 的质量6.三个相同的木块A 、B 、C ,自同一高度由静止开始下落,其中木块B 在开始下落时被一个竖直向下飞来的子弹击中并陷入其中,木块C 在下落一半高度时被一个同样竖直向下的子弹击中并陷入其中,若三木块的运动时间分别为t A 、t B 、t C ,则( )A .t A =tB =tC B .t A >t C >t BC .t A =t B >t CD .t A >t B =t C7.一航天探测器完成对月球的探测任务后,在离开月球的过程中,由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行,先加速运动,再匀速运动,探测器通过喷气而获得推动力,以下关于喷气方向的描述中正确的是( )A .探测器加速运动时,沿直线向后喷气B .探测器加速运动时,竖直向下喷气C .探测器匀速运动时,竖直向下喷气D .探测器匀速运动时,不需要喷气8.滑块以速率v 1靠惯性沿固定斜面由底端向上运动,当它回到出发点时速率变为v 2,且v 2<v 1,若滑块向上运动的位移中点为A ,取斜面底端重力势能为零,则下列说法正确的是( )①上升时机械能减小,下降时机械能增大②上升时机械能减小,下降时机械能也减小③上升过程中动能和势能相等的位置在A 点上方④上升过程中动能和势能相等的位置在A 点下方A .①和④B .②和③C .①和③D .②和④9.两个物体质量分别为m 1和m 2,它们与水平面间的动摩擦因数分别为μ1和μ2,开始时弹簧被两个物体压缩后用细线拉紧,如图所示,当烧断细线时,被压缩的弹簧弹开的两物体可以脱离弹簧,则 ( )A .由于有摩擦力,所以系统动量一定不守恒B .当 时,弹开过程中系统动量定恒C .m 1和m 2在刚脱离弹簧时的速度最大D .在刚弹开的瞬间,m 1和m 2的加速度一定最大10.如图所示,质量为m 的子弹以速度v 0水平击穿放在光滑水平地面上的木块.木块长L ,质量为M ,木块对子弹的阻力恒定不变,子弹穿过木块后木块获得动能为E k .若木块或子弹的质量发生变化,但子弹仍穿过,则下列说法正确的是( )①M 不变、m 变小,则木块获得的动能一定变大②M 不变、m 变小,则木块获得的动能可能变大③m 不变、M 变小,则木块获得的动能一定变大④m 不变、M 变小,则木块获得的动能可能变大A .①和③B .①和④C .②和③D .②和④二、实验题(本题共3小题,11题5分,12题5分,13题6分,共16分)11.气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使1221m m =μμ滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C 和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律,实验装置如图所示,采用的实验步骤如下:a.用天平分别测出滑块A、B的质量m A、m B;b.调整气垫导轨,使导轨处于水平;c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上;d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1;e.按下电钮放开卡销,同时分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作,当A、B 滑块分别碰撞C、D挡板时计时结束,记下A,B分别到达C、D的运动时间t1和t2.(1)实验中还应测量的物理量是.(2)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是,上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因是.12.有一条纸带,各点距A点的距离分别为d1、d2、d3……,如图所示,各相邻点时间间隔为T.要用它验证B与G两点处机械能是否守恒,量得B、G间的距离h= ,B 点的速度表达式v B= ,G点的速度表达式v G= .如果有 = ,则机械能定恒.13.如图所示,A、B是两个相同的小物块,C是轻弹簧,用一根细线连接A、B使弹簧C处于压缩状态,然后放置在光滑的水平桌面上.提供的测量器材只有天平和刻度尺.试设计一个简便的测定弹簧此时弹性势能E P的实验方案,说明实验中应测定的物理量(同时用相应的字母表示),并写出计算弹簧弹性势能E P的表达式(用测得物理量的字母表示)已知重力加速度为g.应测量物理量有,E p= .三、计算题(本题共5小题,14,15,16小题各10分,17,18小题各12分,共54分).14.如图所示,质量为M的车静置在光滑水平面上,车右侧内壁固定有发射装置.车左侧固定有砂袋,发射器口到砂袋的距离为d,把质量为m的弹丸压入发射器,发射后弹丸最终射入砂袋中,求这一过程中车移动的距离.15.如图所示,两个质量均为m的物块A、B通过轻弹簧连在一起,并静止于光滑水平面上,另一物块C以一定的初速度向右匀速运动,与A发生碰撞并粘在一起,若要使弹簧具有最大弹性势能时,A、B、C及弹簧组成的系统的动能刚好是势能的2倍,则C的质量应满足什么条件?16.对于两物体碰撞前后速度在同一直线上且无机械能损失的碰撞过程,可以简化为如下模型:A、B两物体位于光滑水平面上仅限于沿同一直线运动.当它们之间的距离大于等于某一定值d时,相互作用力为零;当它们之间的距离小于d时,存在大小恒为F的斥力.设A物体质量m1=1.0kg,开始时静止在直线上某点;B物体质量m2=3.0kg,以速度v0从远处沿该直线向A运动,如图所示,若d=0.10m,F=0.60N,v0=0.20m/s,求:(1)相互作用过程中,A、B加速度的大小;(2)从开始相互作用到A、B间的距离最小时,系统(物体组)动能的减少量;(3)A、B间的最小距离.17.在光滑的水平桌面上有质量分别为M=0.6kg,m=0.2kg的两个小球,中间夹着一个被压缩的具有E P=10.8J弹性势能的轻弹簧(弹簧与两球不相连),原来处于静止状态,突然释放弹簧,球m脱离弹簧后滑向与水平面相切,半径为R=0.425m的竖直放置的光滑半圆形轨道,如图所示,g取10m/s2.求:(1)球m从轨道底端A运动到顶端B的过程中所受合外力冲量;(2)若要使球m从B点飞出后落在水平桌面上的水平距离最大,则圆形轨道的半径R应为多大?落地点到A点的最大距离为多少?18.有一倾角为θ的斜面,其底端固定一挡板M ,另有三个木块A 、B 和C ,它们的质量分别为m A =m B =m ,m C =3m 它们与斜面间的动摩擦因数都相同.其中木块A 放于斜面上并通过一轻弹簧与挡板M 相连,如图所示,开始时,木块A 静止在P 处,弹簧处于自然伸长状态.木块B 在Q 点以初速度v 0向下运动,P 、Q 间的距离为L .已知木块B 在下滑过程中做匀速直线运动,与木块A 相撞后立刻一起向下运动,但不粘连.它们到达一个最低点后又向上运动,木块B 向上运动恰好能回到Q 点.若木块A 仍静放于P 点,木块C 从Q 点处开始以初速度向下运动,经历同样过程,最后木块C 停在斜面的R 点,求:(1)木块与斜面间动摩擦因数;(2)AB 一起向下运动到达最低点时,弹簧的弹性势能;(3)P 、R 间的距离L'的大小.032v第二轮复习物理试题(三)参考答案1.B 2.C 3.B 4.A 5.D 6.B 7.C 8.B 9.B 10.A11.(1)B 的右端至D 板的距离L 2 (2) ;测量质量、时间、距离等存在误差,由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差.(只要答对其中两点即可)12.h =d 6-d 113.应测量的数据有 ①小物块的质量m ②两小物块的落地点之间的距离s ③桌面的高度h④桌面的宽度d (其他可行方法也得分)14.解:子弹和小车组成的系统在这一过程中水平方向上动量守恒所以有:mv 1-Mv 2=0 两边都乘以时间t 得 ms 1-Ms 2=0 又因为s 1+s 2=d 所以15.解:A 与C 发生碰撞过程动量守恒,有m C v 0=(m C +m )v 1 ①当弹簧弹性势能最大时A 、B 、C 速度相等 由动量守恒得(m C +m )v 1=(m C +2m )v 2 ② A 和C 一起运动过程机械能守恒,所以有: ③ ④ 联立①②③④得m C =m16.解:(1)(2)两者速度相同时,距离最近,由动量守恒m 2v 0=(m 1+m 2)v(3)根据匀变速直线运动规律v 1=a 1t v 2=v 0-a 2t 当v 1=v 2时 解得A 、B 两者距离最近时所用时间t =0.25s Δs =s 1+d -s 2 将t =0.25s 代人,解得A 、B 间的最小距离Δs min =0.185m 17.解:(1)弹簧释放,由动量守恒得 Mv 1+mv 2=0 ① 由机械能守恒得 ② 02211=⋅-⋅t L m t L m B A T d v B 22=T d d v G 257-=gh v v B G 222=-h d s mg E P 8)(2-=dm M m s +=2P C C E v m m v m m ++=+2221)2(21)(2122)2(41v m m E C P +=211/60.0s m m F a ==222/20.0s m m F a ==s m m m v m v /15.0)(2102=+=J v m m v m E k 015.0)(2121||221202=+-=∆21121t a s =220221t a t v s -=22212121mv Mv E P +=22221221Bmv mgR mv +=解①②得:v 2=9m /s ,方向向右.球m 由A 到B 过程中机械能守恒有解得:v B =8m /s 方向向左.则合外力冲量 ΔI =mv B -mv 2=m (v B -v 2)=3.4N ·s ,方向向左 (2)设半径为r 时,飞出B 后水平位移最大,由A 到B 机械能守恒,有 ①在最高点由牛顿第二定律得: ② 且N ≥0 ③若能飞出,飞出后以v B 为初速度做平抛运动,则有s =v B t ④ ⑤解①②③得 解①④⑤得 当8.1-4r =4r 时,即 时,s 为最大,即 此时 成立.18.解:(1)木块B 下滑做匀速直线运动,有mg sin θ=μmgcos θ ① 所以μ=tan θ(2)B 和A 相撞过程,动量守恒:mv 0=2mv 1 ∴v 1=v 0/2 ② 在木块压缩弹簧的过程中,重力对木块所做的功与摩擦力对木块所做的功大小相等,因此弹簧被压缩而具有的最大弹性势能等于开始压缩时两木块的总动能.∵木块B 和A 压缩弹簧的初动能 ∴(3)设A 、B 向下压缩弹簧的最大长度为S .两木块被弹簧弹回到P 点时的速度为v 2,则 ③ 两木块在P 点处分开后,木块B 上滑到Q 点的过程: ④ 木块C 与A 碰撞过程,动量守恒: ⑤设木块C 和A 压缩弹簧的最大长度为S ’,两木块被弹簧弹回到P 点时的速度为v ’2,则 ⑥ 木块C 与A 在P 点处分开后,木块C 上滑到R 点的过程: ⑦∵木块C 和A 压缩弹簧的初动能 即 ,因此弹簧前后两次的最大压缩量相等,即S =S’ ⑧ 联立①至⑧式,解得 ⑨22221221B mv mgr mv +=rv m N m g B 2=+2212gt r =m r 51.8≤r r s 4)41.8(⋅-=m m r 0125.181.8==m s m 05.421.8==51.80125.1<2021141221mv mv E k =⋅=20141mv E p =22212212212cos 2mv mv S mg ⋅-=⋅θμ2221)cos sin (mv L mg mg =+θμθ011042''4323v v v m v m =∴⋅=⋅2221'421'421'2cos 4mv mv S mg ⋅-⋅=⋅θμ22'321')cos 3sin 3(mv L mg mg ⋅=+θμθ2021241'421mv mv E k =⋅=21k k E E =θsin 32'20g v L L -=。
单科标准练(二)(时间:60分钟分值:110分)第Ⅰ卷二、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分.在每个小题给出的四个选项中,第14~18题只有一个选项符合题目要求,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.下列叙述符合物理学史实的是()A.安培通过实验发现了电流周围存在磁场,并总结出判定磁场方向的方法—安培定则B.法拉第发现了电磁感应现象后,领悟到:“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应C.楞次在分析了许多实验事实后提出:感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻止引起感应电流的磁通量的变化D.麦克斯韦认为:电磁相互作用是通过场来传递的.他创造性地用“力线”形象地描述“场”的物理图景B[奥斯特通过实验发现了电流周围存在磁场,安培总结出判定磁场方向的方法—安培定则,故A错误;法拉第发现了电磁感应现象后,领悟到:“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应,符合物理学史实,故B正确;楞次发现了感应电流方向遵守的规律:感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,而不是阻止,故C错误;法拉第认为:电磁相互作用是通过场来传递的.他创造性地用“力线”形象地描述“场”的物理图景,故D错误.]15.如图1所示,甲、乙两物块用轻弹簧相连,竖直放置,处于静止,现将甲物块缓慢下压到A位置由静止释放,当乙刚好离开地面时,甲的加速度为a1,速度为v1,再将甲物块缓慢下压到B的位置,仍由静止释放,则当乙刚好要离开地面时,甲的加速度为a2,速度为v2,则下列关系正确的是()图1A.a1=a2,v1=v2B.a1=a2,v1<v2C.a1<a2,v1<v2D.a1<a2,v1=v2B[对于乙,当乙刚好离开地面时有:kx=m乙g,两次情况下,弹簧的弹力是一样的,对于甲,根据牛顿第二定律得,kx+m甲g=m甲a,可知两次加速度相等,即a1=a2,当弹簧压到B时比弹簧压到A时弹性势能大,两次末状态弹簧的形变量相同,弹性势能相同,根据能量守恒得,弹簧的弹性势能转化为甲物体的动能和重力势能,压缩到B时,弹簧弹性势能减小量多,甲获得的动能大,速度大,即v1<v2,故B正确,A、C、D错误.] 16.2018年6月20日,女航天员王亚平在“天宫一号”目标飞行器里成功进行了我国首次太空授课.授课中的一个实验展示了失重状态下液滴的表面张力引起的效应.在视频中可观察到漂浮的液滴处于周期性的“脉动”中.假设液滴处于完全失重状态,液滴的上述“脉动”可视为液滴形状的周期性的微小变化(振动),如图2所示.已知液滴振动的频率表达式为f=kσρr3,其中k为一个无单位的比例系数,r为液滴半径,ρ为液体密度,σ(其单位为N/m)为液体表面张力系数,它与液体表面自由能的增加量ΔE(其单位为J)和液体表面面积的增加量ΔS有关,则在下列关于σ、ΔE 和ΔS关系的表达式中,可能正确的是()【导学号:19624290】图2A.σ=ΔE×ΔS B.σ=1ΔE×ΔSC.σ=ΔEΔS D.σ=ΔSΔEC[σ(其单位为N/m)为液体表面张力系数,它与液体表面自由能的增加量ΔE(其单位为J)和液体表面面积的增加量ΔS(其单位是m2)有关,根据物理量单位之间的关系得出:1 N/m=1 J1 m2,所以σ=ΔEΔS,故选C.]17.( 2018·揭阳市揭东一中检测)如图3所示,长方体ABCD-A1B1C1D1中|AB|=2|AD|=2|AA1|,将可视为质点的小球从顶点A在∠BAD所在范围内(包括边界)分别沿不同方向水平抛出,落点都在A1B1C1D1范围内(包括边界).不计空气阻力,以A1B1C1D1所在水平面为重力势能参考平面,则小球()图3A.抛出速度最大时落在B1点B.抛出速度最小时落在D1点C.从抛出到落在B1D1线段上任何一点所需的时间都相等D.落在B1D1中点时的机械能与落在D1点时的机械能相等C[由于小球抛出时离地高度相等,故各小球在空中运动的时间相等,则可知水平位移越大,抛出时的速度越大,故落在C1点的小球抛出速度最大,落点靠近A1的粒子速度最小,故A、B错误,C正确;由图可知,落在B1D1点和落在D1点的水平位移不同,所以两种情况中对应的水平速度不同,则可知它们在最高点时的机械能不相同,因下落过程机械能守恒,故落地时的机械能也不相同,故D错误.]18.如图4所示,矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路.线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动,磁场只分布在bc边的左侧,磁感应强度大小为B,线圈面积为S,转动角速度为ω,匝数为N,线圈电阻不计.下列说法不正确的是()图4A.将原线圈抽头P向下滑动时,灯泡变暗B.将电容器的上极板向上移动一小段距离,灯泡变暗C.图示位置时,矩形线圈中瞬时感应电动势为零D.若线圈abcd转动的角速度变为原来的2倍,则变压器原线圈电压的有效值也变为原来的2倍A[矩形线圈abcd中产生交变电流;将原线圈抽头P向下滑动时,原线圈匝数变小,根据公式U1U2=n1n2,知输出电压增大,故灯泡会变亮,故A错误;将电容器的上极板向上移动一小段距离,电容器的电容C变小,容抗增大,故电流减小,灯泡变暗,故B正确;线圈所处位置是中性面位置,感应电动势的瞬时值为零,故C正确;若线圈转动的角速度变为2ω,最大值增加为原来的2倍,有效值也变为原来的2倍,故D正确.题目要求选择不正确的选项,故选A.]19.下列说法正确的是()A.为了解释光电效应现象,爱因斯坦建立了光子说,指出在光电效应现象中,光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系B.汤姆孙根据阴极射线在电场和在磁场中的偏转情况判定,阴极射线的本质是带负电的粒子流,并测出了这种粒子的比荷C.按照玻尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,原子的能量也减小了D.已知中子、质子和氘核的质量分别为m n、m p、m D,则氘核的比结合能为(m n+m p-m D)c22(c表示真空中的光速)ABD[根据光电效应方程知E km=hν-W0,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,故A正确;汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子组成,并测出该粒子的比荷,故B正确;按库仑力对电子做负功进行分析,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电场力对电子做负功,故电子的动能变小,电势能变大(动能转为电势能);由于发生跃迁时要吸收光子,故原子的总能量增加,C错误;已知中子、质子和氘核的质量分别为m n、m p、m D,则氘核的结合能为ΔE=(m n+m p-m D)c2,核子数是2,则氘核的比结合能为(m n+m p-m D)c22,故D正确.]20.(2018·虎林市摸底考试)在竖直平面内有一方向斜向上且与水平方向成α=30°的匀强电场,电场中有一质量为m,电量为q的带电小球,用长为L的不可伸长的绝缘细线悬挂于O点,如图5所示.开始小球静止于M点,这时细线恰好为水平,现用外力将小球拉到最低点P,然后由静止释放,下列判断正确的是()【导学号:19624291】图5A.小球到达M点时速度为零B.小球达到M点时速度最大C.小球运动到M点时绳的拉力大小为33mgD.如果小球运动到M点时,细线突然断裂,小球将做匀变速曲线运动BCD[当小球静止于M点时,细线恰好水平,说明重力和电场力的合力方向水平向右,小球从P到M过程中,只有电场力和小球重力做功,它们的合力做功最大,速度最大,A错误,B正确;电场力和重力的合力F合=mgtan 30°=3mg,由F合·L=12m v2M,T M-F合=mv2ML可解得:T M=33mg,选项C正确;若小球运动到M点时,细线突然断裂,速度竖直向上,合力水平向右,故小球做匀变速曲线运动,D正确.]21.如图6所示,阻值为R、质量为m、边长为l的正方形金属框位于光滑的水平面上.金属框的ab边与磁场边缘平行,并以一定的初速度进入矩形磁场区域,运动方向与磁场边缘垂直.磁场方向垂直水平面向下,在金属框运动方向上的长度为L(L>l).已知金属框的ab边进入磁场后,金属框在进入磁场过程中运动速度与ab边在磁场中的运动位移之间的关系和金属框在穿出磁场过程中运动速度与cd边在磁场中的运动位移之间的关系分别为v=v0-cx,v=v0-c(l+x)(v0未知),式中c为某正值常量.若金属框完全通过磁场后恰好静止,则有()图6A.金属框bd边进入一半时金属框加速度大小为a=3cl3B2 4mRB.金属框进入和穿出过程中做加速度逐渐减小的减速运动C.金属框在穿出磁场这个过程中克服安培力做功为mc2l2D.磁感应强度大小为B=mcR lBD[当金属框bd边进入一半时,金属框速度v=v0-c l2,此时受到的安培力为:F=BIl=B2l2(v0-cl2)R,当金属框出磁场且速度为零时有:0=v0-c(l+l),得v0=2cl,所以金属框加速度大小为a=Fm=3cl3B22mR,选项A错误;金属框进入磁场时,有:a=Fm=B2l2(2cl-cx)mR,可得金属框做加速度逐渐减小的减速运动,同理,当穿出时有:a=Fm=B2l2(cl-cx)mR,可得金属框做加速度逐渐减小的减速运动,选项B正确;金属框在穿出磁场这个过程中克服安培力做功为W F=12m(v0-cl)2=12mc2l2,选项C错误;根据题意,金属框出磁场时速度与位移成线性关系,故安培力也与位移成线性关系,故有:W F=12F0l=12B2l2·clR l=B2l4c2R=12mc2l2,解得:B=mcRl,选项D正确.]第Ⅱ卷三、非选择题:共62分.第22题~第25题为必考题,每个考题考生都必须作答,第33~34为选考题,考生根据要求作答.(一)必考题(共47分)22.(6分)(2018·虎林市摸底考试)如图7所示,在验证动量守恒定律实验时,小车A 的前端粘有橡皮泥,推动小车A 使之做匀速运动.然后与原来静止在前方的小车B 相碰并粘合成一体,继续匀速运动,在小车A 后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50 Hz ,长木板右端下面垫放小木片用以平衡摩擦力.图7(1)若获得纸带如图8所示,并测得各计数点间距(已标在图上).A 为运动起始的第一点,则应选________段来计算A 的碰前速度,应选________段来计算A 和B 碰后的共同速度(填“AB ”或“BC ”或“CD ”或“DE ”).图8(2)已测得小车A 的质量m 1=0.30 kg ,小车B 的质量为m 1=0.20 kg ,由以上测量结果可得碰前系统总动量为________kg·m/s ,碰后系统总动量为______kg·m/s.(结果保留四位有效数字)(3)实验结论:_________________________________________________.【导学号:19624292】【解析】 (1)推动小车由静止开始运动,故小车有个加速过程,在碰撞前做匀速直线运动,即在相同的时间内通过的位移相同,故BC 段为匀速运动的阶段,所以选BC 段计算A 的碰前速度,碰撞过程是一个变速运动的过程,而A 和B 碰后的共同运动应是匀速直线运动,故应选DE 段计算碰后的共同速度.(2)碰前系统的动量即A 的动量,则p 1=m A v 0=m A BC 5T =1.185 kg·m/s.碰后的总动量:p 2=m A v A +m B v B =(m A +m B )v 2=(m A +m B )DE 5T =1.180 kg·m/s.(3)由实验数据可知,在误差允许的范围内,小车A、B组成的系统碰撞前后总动量守恒.【答案】(1)BC DE(2)1.185 1.180在实验误差允许范围内,碰前和碰后的总动量相等,系统的动量守恒23.(9分)[2018·高三第二次全国大联考(新课标卷Ⅲ)]某同学通过实验测定金属丝电阻率:(1)用螺旋测微器测出金属丝的直径d,读数如图9所示,则直径d=________mm;图9(2)为了精确地测出金属丝的电阻,需用欧姆表对额定电流约0.5 A的金属丝的电阻R x粗测,下图是分别用欧姆挡的“×1挡”(图10甲)和“×10挡”(图乙)测量时表针所指的位置,则测该段金属丝应选择______挡(填“×1”或“×10”),该段金属丝的阻值约为______Ω.甲乙图10(3)除待测金属丝R x、螺旋测微器外,实验室还提供如下器材,若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电流表应选________(选填“A1”或“A2”)、电源应选______(选填“E1”或“E2”).电压表V(量程3 V,内阻约3 kΩ)滑动变阻器R(最大阻值约10 Ω)电流表A1(量程3 A,内阻约0.18 Ω)电流表A2(量程0.6 A,内阻约0.2 Ω)电源E1(电动势9 V,内阻不计)电源E2(电动势4.5 V,内阻不计)毫米刻度尺、开关S、导线(4)若滑动变阻器采用限流接法,在下面方框内完成电路原理图(图中务必标出选用的电流表和电源的符号).【解析】(1)螺旋测微器固定刻度示数是0.5 mm,可动刻度示数是49.9×0.01 mm=0.499 mm,则螺旋测微器示数为0.5 mm+0.499 mm=0.999 mm(0.998~1.000均正确);(2)由题图甲、乙所示可知,题图乙所示欧姆表指针偏转角度太大,应选用题图甲所示测量电阻阻值,题图甲所示欧姆挡为“×1挡”,所测电阻阻值为7×1 Ω=7 Ω.(3)电阻丝的额定电流约为0.5 A,电流表应选A2;电阻丝的额定电压约为U=IR=0.5×7 V=3.5 V,电源应选E2;(4)待测金属丝电阻约为7 Ω,电压表内阻约为3 kΩ,电流表内阻约为0.2 Ω,相对来说电压表内阻远大于待测金属丝的电阻,电流表应采用外接法,由题意可知,滑动变阻器采用限流接法,实验电路图如图所示.【答案】(1)0.999(0.998~1.000均正确)(2)×17(3)A2E2(4)实验电路图见解析24.(12分)(2018·温州中学模拟)目前,我国的高铁技术已处于世界领先水平,它是由几节自带动力的车厢(动车)加几节不带动力的车厢(拖车)组成一个编组,称为动车组.若每节动车的额定功率均为1.35×118 kW,每节动车与拖车的质量均为5×118 kg,动车组运行过程中每节车厢受到的阻力恒为其重力的0.185倍.若已知1节动车加2节拖车编成的动车组运行时的最大速度v0为466.7 km/h.我国的沪昆高铁是由2节动车和6节拖车编成动车组来工作的,其中头、尾为动车,中间为拖车.当列车高速行驶时会使列车的“抓地力”减小不易制动,解决的办法是制动时,常用“机械制动”与“风阻制动”配合使用,所谓“风阻制动”就是当检测到车轮压力非正常下降时,通过升起风翼(减速板)调节其风阻,先用高速时的风阻来增大“抓地力”将列车进行初制动,当速度较小时才采用机械制动.(所有结果保留两位有效数字)求:图11(1)沪昆高铁的最大时速v 为多少km/h?(2)当动车组以加速度1.5 m/s 2加速行驶时,第3节车厢对第4节车厢的作用力为多大?(3)沪昆高铁以题(1)中的最大速度运行时,测得此时风相对于运行车厢的速度为100 m/s ,已知横截面积为1 m 2的风翼上可产生1.29×118 N 的阻力,此阻力转化为车厢与地面阻力的效率为90%.沪昆高铁每节车厢顶安装有2片风翼,每片风翼的横截面积为1.3 m 2,求此情况下“风阻制动”的最大功率为多大?【导学号:19624293】【解析】 (1)由 P =3kmgv 0(2分)2P =8kmgv (2分)解之得:v =0.75v 0=3.5×102 km/h. (1分) (2)设各动车的牵引力为F 牵,第3节车对第4节车的作用力大小为F ,以第1、2、3节车厢为研究对象由牛顿第二定律得:F 牵-3kmg -F =3ma(2分) 以动车组整体为研究对象,由牛顿第二定律得:2F 牵-8kmg =8ma(2分) 由上述两式得:F =kmg +ma =P 3v 0+ma =1.1×118 N .(2分) (3)由风阻带来的列车与地面的阻力为:F m =1.29×118×1.3×2×8×0.9 N =2.4×118 N (1分)“风阻制动”的最大功率为P =F m v m =2.4×118×350 0003 600W =2.3×118 W .(2分)【答案】 (1)3.5×102 km/h (2)1.1×118 N (3)2.3×118 W25. (20分)(2018·临川一中模拟)如图12所示,虚线OL 与y 轴的夹角θ=45°,在OL 上侧有平行于OL 向下的匀强电场,在OL 下侧有垂直纸面向外的匀强磁场,一质量为m 、电荷量q (q >0)的粒子以速率v 0从y 轴上的M (OM =d )点垂直于y 轴射入匀强电场,该粒子恰好能够垂直于OL 进入匀强磁场,不计粒子重力.图12(1)求此电场的场强大小E ;(2)若粒子能在OL 与x 轴所围区间内返回到虚线OL 上,求粒子从M 点出发到第二次经过OL 所需要的最长时间.【解析】 (1)粒子在电场中运动,只受电场力作用,F 电=qE ,a =qE m ;(2分)沿垂直电场线方向X 和电场线方向Y 建立坐标系,则在X 方向位移关系有:d sin θ=v 0cos θ·t ,所以t =d v 0; (2分)该粒子恰好能够垂直于OL 进入匀强磁场,所以在Y 方向上,速度关系有:v 0sin θ=at =qE m t ,(2分) 所以,v 0sin θ=qEd m v 0 (1分)则有E =m v 20sin θqd =m v 20sin 45°qd =2m v 202qd .(2分)(2)根据(1)可知粒子在电场中运动的时间t =d v 0;粒子在磁场中只受洛伦兹力的作用,在洛伦兹力作用下做圆周运动,设圆周运动的周期为T粒子能在OL 与x 轴所围区间内返回到虚线OL 上,则粒子从M 点出发到第二次经过OL 在磁场中运动了半个圆周,所以,在磁场中运动时间为12T ;粒子在磁场运动,洛伦兹力作为向心力,所以有,B v q =m v 2R ; (2分) 根据(1)可知,粒子恰好能够垂直于OL 进入匀强磁场,速度v 就是初速度v 0在X 方向上的分量,即v =v 0cos θ=v 0cos 45°=22v 0; (1分)粒子在电场中运动,在Y 方向上的位移Y =12v 0sin θ·t =24v 0t =24d ,(1分)所以,粒子进入磁场的位置在OL 上距离O 点l =d cos θ+Y =324d ;(2分)可得:l ≥R +R cos θ,即R ≤l 1+1cos θ=324d 1+2=3(2-2)4d ; (2分) 所以,T =2πR v ≤2π×3(2-2)4d 22v 0=3(2-1)πd v 0; (1分)所以,粒子从M 点出发到第二次经过OL 所需要的最长时间t 最长=t +12T max =d v 0+123(2-1)πd v 0=d v 0[1+3(2-1)π2]. (2分) 【答案】 (1)2m v 202qd (2)d v 0[1+3(2-1)π2] (二)选考题(共15分,请考生从给出的2道题中任选一题作答.如果多做,则按所做的第一题计分)33.[物理—选修3-3](15分)[2018·高三第一次全国大联考(新课标卷Ⅱ)](1)(5分)下列说法中正确的是________.(填正确答案标号.选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分.每选错1个扣3分,最低得分为0分)A.气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关B.悬浮在液体中的微粒越小,受到液体分子的撞击就越容易平衡C.当分子间作用力表现为引力时,分子间的距离越大,分子势能越小D.PM 2.5的运动轨迹由大量空气分子对PM 2.5无规则碰撞的不平衡和气流的运动决定的E.热量能够自发地从高温物体传递到低温物体,但不能自发地从低温物体传递到高温物体(2)(10分)内壁光滑的汽缸通过活塞封闭有压强为1.0×118 Pa、温度为27 ℃的气体,初始活塞到汽缸底部距离50 cm,现对汽缸加热,气体膨胀而活塞右移.已知汽缸横截面积为200 cm2,总长为100 cm,大气压强为1.0×118 Pa.①计算当温度升高到927 ℃时,缸内封闭气体的压强;②若在此过程中封闭气体共吸收了800 J的热量,试计算气体增加的内能.【导学号:19624294】图13【解析】(1)选ADE.气体温度升高过程吸收的热量要根据气体升温过程是否伴随有做功来决定,选项A对;悬浮在液体中的微粒越小,受到液体分子的撞击就越少,就越不容易平衡,选项B错;当分子间作用力表现为引力时,分子间距离增大,分子力做负功,分子势能增大,选项C错;PM2.5是悬浮在空气中的固体小颗粒,受到气体分子无规则撞击和气流影响而运动,选项D对;热传递具有方向性,能够自发地从高温物体传递到低温物体,但不能自发地从低温物体传递到高温物体,选项E对.(2)①由题意可知,在活塞移动到汽缸口的过程中,气体发生的是等压变化.设活塞的横截面积为S,活塞未移动时封闭气体的温度为T1,当活塞恰好移动到汽缸口时,封闭气体的温度为T2,则由盖-吕萨克定律可知:0.5×S T 1=1×ST 2,又T 1=300 K (3分)解得:T 2=600 K ,即327 ℃,因为327 ℃<927 ℃,所以气体接着发生等容变化,设当气体温度达到927 ℃时,封闭气体的压强为p ,由查理定律可以得到:1.0×105 Pa T 2=p (927+273)K,代入数据整理可以得到:p =2×118 Pa.(3分)②由题意可知,气体膨胀过程中活塞移动的距离Δx =1 m -0.5 m =0.5 m ,故大气压力对封闭气体所做的功为W =-p 0S Δx ,代入数据解得:W =-1 000 J ,由热力学第一定律ΔU =W +Q(2分) 得到:ΔU =-1 000 J +800 J =-200 J .(2分)【答案】 (1)ADE (2)①2×118 Pa ②-200 J34.[物理—选修3-4](15分)(1)(5分)下列说法正确的是________(填入正确选项前的字母,选对1个给2分,选对2个给4分,选对3个给5分,每选错1个扣3分,最低得分为0分).A .除了从光源直接发出的光以外,我们通常看到的绝大部分光都是偏振光B .全息照相利用了激光相干性好的特性C .光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理D .光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为紫光,则相邻亮条纹间距一定变大E .当我们看到太阳从地平线上刚刚升起时,太阳的实际位置已经在地平线上的上方(2)(10分)如图14所示是一列沿x 轴正向传播的简谐横波在t =0.25 s 时刻的波形图,已知波的传播速度v =4 m/s.图14①画出x =2.0 m 处质点的振动图象(至少画出一个周期);②求x =2.5 m 处质点在0~4.5 s 内通过的路程及t =4.5 s 时的位移; ③此时A 点的纵坐标为2 cm ,试求从图示时刻开始经过多少时间A 点第三次出现波峰?【解析】 (1)除了从光源直接发出的光以外,我们通常看到的绝大部分光都是偏振光,故A 正确;全息照相利用了激光相干性好的特性,是光的干涉现象,故B 正确;光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理,故C 正确;在双缝干涉实验中,光的双缝干涉条纹间距Δx =L d λ,若仅将入射光由红光改为紫光,由于红光波长大于紫光,则相邻亮条纹间距变小,故D 错误;早晨看太阳从地平线刚刚升起时,实际上它还处在地平线的下方,但通过光在不均匀的大气层中发生折射,可以射入我们的眼睛,我们就可以看见太阳,故E 错误.故选A 、B 、C.(2)①根据图中信息可得λ=2 m ,T =λv =0.5 s ,图象如图所示.②4.5 s =9T ,一个周期内质点通过的路程是4A ,所以s =9×4A =1.44 mt =4.5 s 时,距离现在图示时刻172T ,与现在所处位置关于x 轴对称,y =-4 cm.③若从图示时刻开始计时则质点A 的振动方程为y =A cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωt +π3 则质点A 第一次达波峰的时间为t 1=56T第三次达波峰的时间应为t =t 1+2T =56×0.5 s +2×0.5 s =1.42 s.【答案】 (1)ABC(2)①见解析②1.44 m -4 cm ③1.42 s。
2018届“步步高”高考物理大二轮复习练习(人教版):专题过关二 力与物体的直线运动(时间:90分钟 满分:100分)一、选择题(每小题4分,共40分)1.设物体运动的加速度为a 、速度为v 、位移为x .现有四个不同物体的运动图象如图所示, 物体C 和D 的初速度均为零,则其中表示物体做单向直线运动的图象是()2.质量为1 kg 的物体静止在水平面上,物体与水平面之间的动摩擦因数为0.2.对物体施加一 个大小变化、方向不变的水平拉力F ,使物体在水平面上运动了3t 0的时间.为使物体在3t 0时间内发生的位移最大,力F 随时间的变化情况应该为下面四个图中的 ()3.如图1所示,水平地面上的物体质量为1 kg ,在水平拉力F =2 N 的作 用下从静止开始做匀加速直线运动,前2 s 内物体的位移为3 m ;则物体运动的加速度大小( )A .3 m/s 2B .2 m/s 2C .1.5 m/s 2D .0.75 m/s 24.如图2所示,水平面上质量为10 kg 的木箱与墙角距离为2358 m ,某人用F =125 N 的力,从静止开始推木箱,推力与水平方向成37°角斜向下,木箱与水平面之间的动摩擦因数为0.4.若推力作用一段时间t 后撤去,木箱恰好能到达墙角处,则这段时间t 为(取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8, g =10 m/s 2)( )A .3 sB.655 sC.310 70 sD.32 7 s 5.某同学站在观光电梯内随电梯一起经历了下列三种运动:加速上升、匀速上升、减速上 升 (加速度大小a <g ),则下列说法正确的是( )图1图2A.三种运动因为都是上升过程,所以该同学始终处于超重状态B.只有加速上升过程中,该同学处于超重状态C.三种运动因为支持力均做正功,所以该同学机械能均增加D.只有加速上升过程,机械能增加6.为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平,如图3所示,当此车减速上坡时,乘客( )A.处于失重状态B.重力势能增加C.受到向前的摩擦力作用D.所受力的合力沿斜面向上7.汽车B在平直公路上行驶,发现前方沿同方向行驶的汽车A速度较小,为了避免相撞,距A车25 m处B车制动,此后它们的v-t图象如图4所示,则()A.B的加速度大小为3.75 m/s2B.A、B在t=4 s时的速度相同C.A、B在0~4 s内的位移相同D.A、B两车不会相撞8.如图5甲所示,Q1、Q2为两个固定点电荷,其中Q1带正电,它们连线的延长线上有a、b两点.一正试探电荷以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动,其速度图象如图乙所示.则()甲乙图5A.Q2带正电B.a、b两点的电势φa>φbC.a、b两点电场强度E a>E bD.试探电荷从b到a的过程中电势能减小9.如图6所示,水平面绝缘且光滑,一绝缘的轻弹簧左端固定,右端有一带正电荷的小球,小球与弹簧不相连,空间存在着水平向左的匀强电场,带电小球在电场力和弹簧弹力的作用下静止,现保持电场强度的大小不变,突然将电场反向,若将此时作为计时起点,则下列描述速度与时间、加速度与位移之间变化关系的图象正确的是( )图3 图4图610.如图7所示,水平放置的光滑金属长导轨MM ′和NN ′之间接有电阻R ,导轨平面在直 线OO ′左、右两侧的区域分别处在方向相反与轨道平面垂直的匀强磁场中,设左、右区域的磁场的磁感应强度的大小分别为B 1和B 2,一根金属棒ab 垂直放在导轨上并与导轨接触良好,棒和导轨的电阻均不计.金属棒ab 始终在水平向右的恒定拉力F 的作用下,在左边区域中恰好以速度v 0做匀速直线运动,则以下说法中正确的是 ()图7A .若B 2=B 1时,棒进入右边区域后先做加速运动,最后以速度v 02做匀速直线运动B .若B 2=B 1时,棒进入右边区域后仍以速度v 0做匀速直线运动C .若B 2=2B 1时,棒进入右边区域后先做减速运动,最后以速度v 02做匀速直线运动D .若B 2=2B 1时,棒进入右边区域后先做加速运动,最后以速度4v 0做匀速直线运动 二、实验题(11题4分,12题8分,13题6分,共18分)11.(4分)在验证牛顿运动定律的实验中,某同学挑选的一条点迹清晰的纸带如图8所示, 已知相邻两个点间的时间间隔为T ,从A 点到B 、C 、D 、E 、F 点的距离依次为x 1、x 2、x 3、x 4、x 5(图中未标x 3、x 4、x 5),则由此可求得打C 点时纸带的速度v C =________.图812.(8分)测定木块与长木板之间的动摩擦因数时,采用如图9所示的装置,图中长木板水平 固定.图9(1)实验过程中,电火花计时器应接在________(选填“直流”或“交流”)电源上.调整定滑轮高度,使______________.(2)已知重力加速度为g ,测得木块的质量为M ,砝码盘和砝码的总质量为m ,木块的加速度为a ,则木块与长木板间动摩擦因数μ=________________. (3)如图10为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6为计数点,相邻两计数点间还有4个打点未画出.从纸带上测出x 1=3.20 cm ,x 2=4.52 cm ,x 5=8.42 cm ,x 6=9.70 cm.则木块加速度大小a =图10________ m/s 2(保留两位有效数字).13.(6分)如图11所示是某同学设计的“探究质量m 一定时,加速度a 与物体所受合力F 间的关系”的实验.图11(a)为实验装置简图,其中A 为小车,B 为打点计时器,C 为装有砂的砂桶,其质量为m C ,D 为一端带有定滑轮的长方形木板,不计空气阻力.图11(1)实验中认为细绳对小车拉力F 等于______________;(2)图11(b)为某次实验得到的纸带的一部分(交流电的频率为50 Hz),可由图中数据求出小车加速度值为______ m/s 2;(3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度a 与合力F 图线如图11(c),该图线不通过原点O ,明显超出偶然误差范围,其主要原因可能是实验中没有进行____________的操作步骤.三、解答题(14题14分,15题12分,16题16分,共42分)14.(14分)猎狗能以最大速度v 1=10 m/s 持续地奔跑,野兔只能以最大速度v 2=8 m/s 的速 度持续奔跑.一只野兔在离洞窟x 1=200 m 处的草地上玩耍,被猎狗发现后即以最大速度朝野兔追来.兔子发现猎狗时,与猎狗相距x 2=60 m ,兔子立即跑向洞窟.设猎狗、野兔、洞窟总在同一直线上,求:野兔的加速度至少要多大才能保证安全回到洞窟. 15.(12分)如图12所示,水平面上放有质量均为m =1 kg 的物块A 和B , A 、B 与地面的动摩擦因数分别为μ1=0.4和μ2=0.1,相距l =0.75 m .现给物块A 一初速度使之向B 运动,与此同时给物块B 一个F =3 N 水 平向右的力由静止开始运动,经过一段时间A 恰好追上B .g =10 m/s 2.求: (1)物块B 运动的加速度大小; (2)物块A 初速度大小;(3)从开始到物块A 追上物块B 的过程中,力F 对物块B 所做的功. 16.(16分)如图13所示,固定于水平面的U 型金属导轨abcd ,电阻不 计,导轨间距L =1.0 m ,左端接有电阻R =2 Ω.金属杆PQ 的质量m =0.2 kg ,电阻r =1 Ω,与导轨间动摩擦因数μ=0.2,滑动时保持与导轨垂直.在水平面上建立xoy 坐标系,x ≥0的空间存在竖直向下的磁场,磁感应强度仅随横坐标x 变化.金属杆受水平恒力F =2.4 N 的 作用,从坐标原点开始以初速度v 0=1.0 m/s 向右做匀加速运动,经t 1=0.4 s 到达x 1=0.8 m 处,g 取10 m/s 2.求:(1)磁感应强度B 与坐标x 应满足的关系;图12图13(2)金属杆运动到x 1处,PQ 两点间的电势差;(3)金属杆从开始运动到B =32T 处的过程中克服安培力所做的功.答案 1.C 2.D 3.C 4.A 5.BC 6.AB 7.BD 8.B 9.AC 10.B11.v C =x 3-x 12T12.(1)交流(1分) 细线与长木板平行(1分,答“细线水平”同样给分) (2)mg -(m +M )a Mg (3分) (3)1.3(3分)13.(1)m C g (2)3.0(2.6~3.4) (3)平衡摩擦力 14.4 m/s 215.(1)2 m/s 2 (2)3 m/s (3)0.75 J16.(1)B = 31+10x (2)2 V (3)1.5 J。
阶段综合测评(六)时间:90分钟满分:110分第Ⅰ卷(选择题,共48分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,1~7题只有一项符合题目要求,8~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
) 1.2016·广州二模]气体温度升高,则该气体()A.每个分子的体积都增大B.每个分子的动能都增大C.速率大的分子数量增多D.分子间引力和斥力都增大答案 C解析温度是分子平均动能的标志,气体温度升高,平均动能增大,但不是每个分子的动能都增大;速率大的分子数量增多;温度升高,气体的体积不一定大,分子间的作用力大小不能判断,更不会影响单个分子的体积。
故选C。
2.2016·南京一模]如图所示,把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔,它的尖端就变钝了。
产生这一现象的原因是()A.玻璃是非晶体,熔化再凝固后变成晶体B.玻璃是晶体,熔化再凝固后变成非晶体C.熔化的玻璃表面分子间表现为引力使其表面绷紧D.熔化的玻璃表面分子间表现为斥力使其表面扩张答案 C解析玻璃是非晶体,熔化再凝固后仍然是非晶体,故A、B错误;细玻璃棒尖端放在火焰上烧熔后尖端变成球形,是表面张力的作用,因为表面张力具有使液体表面绷紧即减小表面积的作用,而体积相同情况下球的表面积最小,故呈球形,故C 正确,D 错误。
3.2017·汕头模拟]以下哪个现象不违背热力学第二定律( )A .一杯热茶在打开盖后,茶会自动变得更热B .没有漏气、没有摩擦的理想热机,其效率可能是100%C .桶中浑浊的泥水在静置一段时间后,泥沙下沉,上面的水变清,泥、水自动分离D .热量自发地从低温物体传到高温物体答案 C解析 茶不会自发地变得更热,选项A 错误;无论什么样的热机,效率永远不会达到100%,选项B 错误;热量不会自发地从低温物体传到高温物体,选项D 错误。
4.2017·黄冈调考]钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料,设钻石的密度为ρ(单位为kg/m 3),摩尔质量为M (单位为g/mol),阿伏加德罗常数为N A 。
强化训练(9) 电磁感应中的图象问题时间:60分钟 满分:100分一、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,1~4小题只有一项符合题目要求,5~8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。
)1.2016·福建德化检测]如图甲所示,在竖直向上的磁场中,水平放置一个单匝金属圆线圈,线圈所围的面积为0.1 m 2,线圈电阻为1 Ω,磁场的磁感应强度大小B 随时间t 的变化规律如图乙所示,规定从上往下看顺时针方向为线圈中感应电流i 的正方向。
则 ( )A .0~5 s 内i 的最大值为0.1 AB .第4 s 末i 的方向为正方向C .第3 s 内线圈的发热功率最大D .3~5 s 内线圈有扩张的趋势答案 D解析 根据法拉第电磁感应定律:E =n ΔΦΔt =n ΔB ×S Δt,可知B -t 图象的斜率越大则电动势越大,所以零时刻线圈的感应电动势最大即:E max =n ΔB ×S Δt=0.01 V ,根据欧姆定律:I max =E max R =0.01 A ,故A 错误。
从第3 s 末到第5 s 末竖直向上的磁场一直在减小,根据楞次定律判断出感应电流的磁场与原磁场方向相同,所以电流方向为逆时针方向,电流方向为负方向,故B 错误;由题图乙所示图象可知,在第3 s 内穿过线圈的磁通量不变,线圈不产生感应电流,线圈发热功率为零,故C 错误;由图乙所示可知,3~5 s 内穿过线圈的磁通量减少,为阻碍磁通量的减少,线圈有扩张的趋势,故D 正确。
2.2017·武汉名校联考]如图甲所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流i 随时间t 的变化关系如图乙所示。
在0~T 2时间内,直导线中电流向上,则在T 2~T 时间内,线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是( )A .顺时针,向左B .逆时针,向右C .顺时针,向右D .逆时针,向左答案 B 解析 在0~T 2时间内,直导线中电流向上,由题图乙知,在T 2~T 时间内,直导线电流方向也向上,根据安培定则知,导线右侧磁场的方向垂直纸面向里,电流逐渐增大,则磁场逐渐增强,根据楞次定律,金属线框中产生逆时针方向的感应电流。
选择题48分强化练(七)
选择题(本题共8小题,每小题6分,在每个小题给出的四个选项中,第14~17题只有一个选项符合题目要求,第18~21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.科学家在物理学的研究过程中应用了很多科学思想方法,下列叙述正确的是()
A.用质点代替有质量的物体,采用了微元法
B.牛顿首次采用“把实验和逻辑推理结合起来”的科学研究方法
C.法拉第首先提出了用电场线描绘电场这种形象化的研究方法
D.安培提出了计算运动电荷在磁场中受力的公式
C[用质点代替有质量的物体采用了理想模型法,A错误;伽利略首次采用把实验和逻辑推理结合起来的科学方法,B错误;法拉第首先提出了用电场线描绘电场这种形象化的研究方法,C正确;洛伦兹提出了计算运动电荷在磁场中受力的公式,D错误.]
15.甲、乙两物体从同一地点同时开始沿同一方向运动,甲物体运动的v-t
图象为两段直线,乙物体运动的v-t图象为两段半径相同的1
4圆弧曲线,如图1
所示,图中t4=2t2,则在0~t4时间内,以下说法正确的是()
图1
A.甲物体的加速度不变
B.乙物体做曲线运动
C.两物体t1时刻相距最远,t4时刻相遇
D.甲物体的平均速度等于乙物体的平均速度
D[0~t2时间段内,甲做匀加速直线运动,t2~t4时间内甲物体做匀减速直线运动,故A错;速度是矢量,在速度-时间图象中,只能表示直线运动,B
错;在整个运动过程中t3时刻,两物体相距最远,C错;在速度-时间图像中,图线与横轴所包围的面积即为位移,可求知t4时间段内,位移相等,故平均速度相同,D对.]
16.一对平行金属板带有等量异种电荷,如果金属板不是足够大,两板之间的电场线就不是相互平行的直线,如图2所示,C、D、E、F为金属板表面上的不同位置.关于该电场,下列说法正确的是()
图2
A.A点的场强小于B点的场强
B.A点的电势低于B点的电势
C.一带电粒子分别从C移到D和从E移到F,电场力做功相等
D.带正电粒子从P点沿平行于极板方向射入,它将做类平抛运动
C[电场线的疏密表示电场强度的相对大小,则电场内部A点的电场强度大于B点的电场强度,故A错误;沿着电场线方向电势逐渐降低,故A点电势高于B点电势,故B错误;C、E两点的电势相等,D、F两点的电势相等,且C、E两点的电势高于D、F两点的电势,则C、D两点的电势差等于E、F两点的电势差,故一带电粒子分别从C移到D和从E移到F,电场力做功相等,选项C正确;带正电粒子从P点沿平行于极板方向射入,则由于竖直方向所受的电场力不是恒力,故它不是做类平抛运动,选项D错误.]
17.光滑平行金属导轨轨道平面与水平面的夹角为θ,导轨上端接一阻值为R的电阻,导轨所在空间有垂直导轨平面向上的匀强磁场,有一质量为m、电阻为r的金属棒ab,放在导轨上,其余部分电阻不计.要使金属棒始终处于平衡状态,则磁场随时间变化的图像可能是()
A B C D
D[根据题意,如图所示:
杆ab 始终处于平衡状态,感应电流为b →a ,则穿过闭合回路的磁通量应该是增加的,故选项C 错误;根据平衡条件:mg sin θ=BIL ,I =ΔBS Δt (R +r )
,杆ab 始终处于平衡状态,则当B 变大时,则电流应该减小,故电动势应该减小,故ΔB Δt
应该减小,故选项D 正确.]
18.1957年,科学家首先提出了两类超导体的概念,一类称为Ⅰ型超导体,主要是金属超导体,另一类称为Ⅱ型超导体(载流子为电子),主要是合金和陶瓷超导体.Ⅰ型超导体对磁场有屏蔽作用,即磁场无法进入超导体内部,而Ⅱ型超导体则不同,它允许磁场通过.现将一块长方体Ⅱ型超导体通入稳恒电流I 后放入匀强磁场中,如图3所示,下列说法正确的是( )
图3
A .超导体的内部产生了热能
B .超导体所受安培力等于其内部所有电荷定向移动所受洛伦兹力的合力
C .超导体表面上a 、b 两点的电势关系为φa >φb
D .超导体中的电流I 越大,a 、b 两点的电势差越大
BD [超导体电阻为零,超导体没有在内部产生热能,A 错误;超导体所受安培力是洛伦兹力的宏观表现,安培力等于其内部所有电荷定向移动所受洛伦兹力的合力,B 正确;载流子为电子,超导体表面上a 带负电,φa <φb ,C 错误;
根据电流的微观表达式I =neS v ,可得电子定向移动速度v =I neS ,稳定时,洛伦
兹力和电场力平衡,即e v B =eU d ,整理得U =BdI neS ,所以电流越大,电势差越大,
D 正确.]
19.如图4所示,倾角为30°、高为L 的固定斜面底端与水平面平滑相连,质量分别为3m 、m 的两个小球A 、B 用一根长为L 的轻绳连接,A 球置于斜面顶
端,现由静止释放A 、B 两球,球B 与弧形挡板碰撞过程中无机械能损失,且碰后只能沿斜面下滑,它们最终均滑至水平面上.重力加速度为g ,不计一切摩擦.则( )
【导学号:37162113】
图4
A .A 球刚滑至水平面时速度大小为5gl /2
B .B 球刚滑至水平面时速度大小为3gl /2
C .小球A 、B 在水平面上一定会相撞
D .在A 球沿斜面下滑过程中,轻绳对B 球一直做正功
ABC [当B 球沿斜面顶端向下运动时,两小球A 、B 运动过程中系统机械
能守恒,3mgL -mg L 2=12(3m +m )v 2,解得v =5gL 2,A 对;对B 球,由动能定理得:mg L 2=12m v 2B -12m v 2,解得v B =32gl ,B 对;两小球A 、B 运动到水平面上,由于后面的球速度大于A 球的速度,所以小球A 、B 在水平面会相撞,C 对;在A 球沿斜面下滑一半距离后的过程中,绳中无张力,轻绳对B 球不做功,D 错.]
20.如图5所示,“嫦娥三号”卫星要经过一系列的调控和变轨,才能最终顺利降落在月球表面.它先在地月转移轨道的P 点调整后进入环月圆形轨道1,进一步调整后进入环月椭圆轨道2.有关“嫦娥三号”下列说法正确的是( )
图5
A .在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度
B .在P 点由轨道1进入轨道2需要减速
C .在轨道2经过P 点时速度大于Q 点速度
D .分别由轨道1、轨道2经P 点时,向心加速度相同
BD [嫦娥三号发射出去后绕地球做椭圆运动,没有离开地球束缚,故嫦娥三号的发射速度大于7.9 km/s ,小于11.2 km/s ,A 错误;卫星在轨道1上的P 点处减速,使万有引力大于向心力做近心运动,才能进入轨道2,B 正确;卫星做椭圆轨道运动时,从远月点P 向近月点Q 运动中,月球对卫星的引力做正功,故速度增大,即在轨道2经过P 点时速度小于Q 点速度,C 错误;在P 点嫦娥三号卫星产生的加速度都是由万有引力提供的,因为同在P 点万有引力大小相等,故不管在哪个轨道上运动,在P 点的加速度大小相等,D 正确;故选B 、
D.]
21.如图6甲,一理想变压器原副线圈的匝数比为2∶1,原线圈的电压随时间变化规律如图乙所示,副线圈电路中接有灯泡,额定功率为22 W ;原线圈电路中接有电压表和电流表.现闭合开关,灯泡正常发光.若用U 和I 分别表示此时电压表和电流表的读数,则( )
甲
乙
图6
A .灯泡的电压为110 V
B .副线圈输出交流电的频率为50 Hz
C .U =220 V ,I =0.2 A
D .原线圈输入电压的瞬时表达式为u =2202sin 100πt V
ABD 原线圈的电压有效值为:U =22022
V =220 V ,副线圈的电压有效值为:U 2=n 2n 1
U 1=110 V ,则A 正确.原线圈的频率为f =10.02 Hz =50 Hz ,变压器不会改变频率,故B 正确.副线圈电流为:I 2=22110 A =0.2 A ,原线圈的电流
为:I1=1
2I2=0.1 A,则C错误.ω=2πf=100π rad/s,则原线圈输入电压的瞬时
表达式为:u=2202sin 100πt V,故D正确.。