2020高考物理浙江专用增分冲刺练辑:计算题题型练(五)
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2020年浙江省普通高校招生模拟选考高效提分物理试题05(基础必刷)学校:_______ 班级:__________姓名:_______ 考号:__________(满分:100分时间:75分钟)总分栏题号一二三四五六七总分得分评卷人得分一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32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)(共8题)第(1)题光的偏振现象说明光是横波.下列现象中不能反映光的偏振特性的是( )A.一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度发生变化B.一束自然光入射到两种介质的分界面上,当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时,反射光是偏振光C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹第(2)题利用智能手机的加速度传感器可测量手机自身的加速度情况。
用手掌托着手机,打开加速度传感器后,手掌从静止开始上下运动。
以竖直向上为正方向,测得手机在竖直方向的加速度随时间变化的图像如图所示,则手机( )A.时刻速度最大B.时刻开始减速上升,时间内所受的支持力逐渐减小C.时刻开始减速上升,时间内所受的支持力先减小后增大D.时间内,手机的运动方向一直不变,时刻速度为0第(3)题内壁光滑的正三棱柱静止于水平面上,内部有一个与其内切的球,其横截面如图所示,三棱柱在作用于AC面斜向上拉力F作用下沿水平面向右做直线运动,则( )A.若球做匀速直线运动,则球对两个侧面和底面均有压力B.若球做匀速直线运动,则球只对底面有压力C.若球做加速直线运动,则球对两个侧面和底面均有压力D.若球做减速直线运动,则球只对左侧面和底面有压力第(4)题如图所示,一位潜水爱好者在水下活动时,利用激光器向岸上救援人员发射激光信号,激光束与竖直方向的夹角为α。
当α大于37°以后,激光束无法射出水面。
(浙江专用) 2020 高考物理增分冲刺综合模拟卷(五)一、选择题Ⅰ ( 此题共8 小题,每题 4 分,共 32 分.每题列出的四个备选项中只有一个是切合题目要求的,不选、多项选择、错选均不得分)1.(2019 ·广东珠海市质量监测) 如下图,使一个水平铜环绕过其圆心的竖直轴OO′转动,且假定摩擦等阻力不计,转动是匀速的.现把一个蹄形磁铁水平向左移近铜盘,则()A.铜盘转动将变快B.铜盘转动将变慢C.铜盘仍以本来的转速转动D.因磁极方向未知,没法确立答案B分析假定蹄形磁铁的上端为N 极,下端为S 极,铜盘顺时针转动,依据右手定章能够确立此时铜盘中的感觉电流方向是从盘心指向边沿;通电导体在磁场中要遇到力的作用,依据感应电流的方向和磁场的方向,利用左手定章能够确立磁场对铜盘的作使劲的方向是沿逆时针方向 ( 俯视 ) ,与其受力方向与铜盘的转动方向相反,所以铜盘的转动速度将减小;不论如何假定,铜盘的受力方向一直与转动方向相反;同时,转动过程中,机械能转变为电能,所以转得慢了,故 B 正确, A、 C、 D 错误.2.(2019 ·金华十校期末) 如图,一物块在水平拉力 F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动.若保持 F的大小不变,而方向与水平面成60°角作用下,物块也恰巧做匀速直线运动.则物块与桌面间的动摩擦因数为()A.2- 33 B.633C. 3D. 2答案C分析 F 水平常, F=μmg; F 与水平面成60°时, F cos 60°=μ( mg- F sin 60°) 3,应选 C.得μ=33.用传感器研究质量为 2 kg 的物体由静止开始做直线运动的规律时,在计算机上获取0~ 6s 内物体的加快度随时间变化的关系如下图.以下说法正确的选项是 ( )A . 0~6 s 内物体先向正方向运动,后向负方向运动B . 0~6 s 内物体在 4 s 时的速度最大C .物体在 2~ 4 s 时的速度不变D . 0~4 s 内协力对物体做的功等于 0~ 6 s 内协力对物体做的功答案 D分析11内物体物体 6 s 末的速度 v = 2×(2 +5) ×2 m/s - 2×1×2 m/s = 6 m/s ,则 0~ 6 s6向来向正方向运动, A 项错误;由题图可知物体在5 s 末速度最大,为v m = 1×(2 +5) ×2 m/s2= 7 m/s , B 项错误;由题图可知物体在 2~ 4 s 内加快度不变,做匀加快直线运动,速度变大, C 项错误;在 0~ 4 s 内协力对物体做的功由动能定理可知:合4=14 2- 0,W2mv又 v 4=1×(2 +4) ×2 m/s = 6 m/s ,得 W 合 4= 36 J ,2 0~ 6 s 内协力对物体做的功由动能定理可知:合 6=162- 0,又v 6= 6 m/s ,得合 6=36 J.W 2mvW则 W 合 4= W 合 6, D 项正确.4.某同学在篮球场上练习投篮,一次投篮恰巧垂直打在篮板上, 且篮球撞击篮板处与投出点之间的水平距离是竖直距离的2 倍,空气阻力不计,篮球被投出时的速度与水平方向间的夹角为 ( )A .30°B .45°C .60°D .75°答案 B分析 采纳逆向思想,篮球做平抛运动,设竖直位移为h ,则水平位移为: x = 2h ,依据 h =122h2gt得: t =g,xg可知篮球水均分速度为:v x = t = 2h2h = 2gh ,v y =2gh ,依据平行四边形定章知, tan αv y= v x = 1,解得篮球被投出时的速度与水平方向间的夹角α=45°.5.(2019 ·台州 3 月一模 ) 挪动电源是能直接给挪动设施充电的储能装置, 如图为某款挪动电源,其转变率 ( 是指电源放电总量与电源容量的比值) 为 70%,其余参数见下表,则以下说法正确的选项是 ( )A .该挪动电源最多能储藏能量为5.4 ×10 6 JB .挪动电源充电时将电能所有转变为化学能C .正常状况下该挪动电源电量从零到完整充满电的时间约为10 hD .该挪动电源给电量为零、容量为5 000 mAh 的手机充电,则理论上能充满4 次答案D6.(2019 ·嘉兴一中高三期末 ) 火车转弯可近似当作是做匀速圆周运动,当火车速度提升时会使轨道的外轨受损.为解决火车高速转弯时外轨受损这一难题,你以为以下举措可行的是()A .减小内外轨的高度差B .增添内外轨的高度差C .减小弯道半径D .增大火车质量答案B分析 火车转弯时为减小外轨所受压力,可使外轨略高于内轨,使轨道形成斜面,若火车速v 2度适合,内外轨均不受挤压.此时,重力与支持力的协力供给向心力,F = mg tan θ=m r ,解得 v = gr tan θ. 当火车速度增大时,应适合增大转弯半径或增添内外轨道的高度差,故 B 正确, A 、 C 、D 错误.7.质子和 α 粒子在同一匀强磁场中做半径相等的匀速圆周运动, 则质子与 α 粒子的运动周期之比T 1v 1)和线速度大小之比 v 分别为 (T22T 1T 1A. 1B. 1==2422TTC. v 1 1D. v 1 =1=2v 24v 2答案Amv 22π r分析带电粒子在磁场中运动时有qvB = r , T = v,可得质子与 α 粒子的运动周期之比T11=,线速度大小之比22T8.(2019 ·湖南长沙市v12v2=1, A 正确.3 月调研 ) 现代科学的发展极大地促使了人们对原子、原子核的认识,以下相关原子、原子核的表达正确的选项是()A.卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部拥有复杂的构造2341B.轻核聚变反响方程有:1H+ 1H→ 2He+0nC.天然放射现象表示原子核内部有电子D.氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级和从 n=2能级跃迁到n=1能级,前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长答案B分析卢瑟福α 粒子散射实验提出原子核式构造,天然放射现象说明原子核内部拥有复杂的构造,故 A 错误;轻核聚变反响是较小的核反响生成较大的核的过程,再由质量数与电荷数守恒可知, B 正确;天然放射现象中放出的β 粒子是原子核中的一此中子转变为一个质子和一个电子而来的,故C错误;跃迁时辐射的能量等于两能级差,氢原子从n=3能级跃迁到n =1 能级和从n= 2 能级跃迁到n= 1 能级,前者跃迁辐射光子的能量大,频次大,则波长比后者的短,故 D错误.二、选择题Ⅱ ( 此题共 4 小题,每题 4 分,共 16 分.每题列出的四个备选项中起码有一个是切合题目要求的.所有选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错的得0 分) 9.(2019 ·杭州市高三期末) 甲、乙两列简谐横波在同一平均介质中相向流传并相遇,在t =0 时辰两列波的地点如下图.若两列波的周期分别为T 甲和 T 乙,则()A.这两列波相遇时能产生干预现象B.这两列波将同时抵达坐标原点3C.在t=4T乙时辰,x= 0.1 m 处质点遇到的答复力为零D.在t= 2T甲时辰,x= 0.1 m 处质点的位移为零答案BD分析两列简谐波在同一平均介质内流传,可知波速相等,由题图可知两列波的波长不相等,由 v=λf可知,频次不相等,不可以产生干预,故A错误;两列简谐横波在同一平均介质内传x播,可知波速相等,此时两列波到原点的距离相等,依据t = v 可知这两列波将同时抵达坐标3原点,故 B 正确;在 t = 4T 乙时辰,乙波恰巧流传到原点处,此时 x = 0.1 m 处质点位于波峰,遇到的答复力不为零,故C 错误;依据题图可知 T0.2 , T0.4 ,即 T = 2T ,在 t =甲 = v= v乙 甲乙2T 甲 时辰,甲波恰巧流传到 x = 0.1 m 处,乙波波形坐标为x = 0.5 m 处质点的振动形式传到x = 0.1 m 处,此时 x = 0.1 m 处质点的位移为零,故D 正确.10.(2019 ·陕西宝鸡市高考模拟检测 ) 如下图,一火箭中固定有一水平搁置的压力传感器,m 的科考仪器.火箭从地面由静止开始以 g传感器上放有一个质量为 2的初始加快度竖直向上加 速运动,火箭经过控制系统使其在上涨过程中压力传感器的示数保持不变.当火箭上涨到距R地面 2的高度时 ( 地球的半径为 R ,地球表面处的重力加快度为g ) ,以下判断正确的选项是 ( )1A .此高度处的重力加快度为4g4B .此高度处的重力加快度为9g5C .此高度处火箭的加快度为4g19D .此高度处火箭的加快度为18g答案BDGMm RGMm分析 由地球表面万有引力近似等于重力得:mg = R 2 ,距地面 2的高度时, mg ′=R 2,R + 2联立可得: ′= 4 ,故 A 错误, B 正确;由牛顿第二定律可知,在地面,N- = · g,距g9gFmg m2RN19地面 2的高度时, F - mg ′= ma ,联立解得: a = 18g ,故 C 错误, D 正确.11.(2017 ·全国卷Ⅰ· 20) 在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ 与该点到点电荷的距离 r 的关系如下图.电场中四个点 a 、b 、c 和 d 的电场强度大小分别为 E a 、 E b 、 E c 和 E d . 点 a 到点电荷的距离 r与点 a 的电势 φ 已在图顶用坐标 ( r , φ ) 标出,其余类推.现将一带正电的尝试电荷由 a 点挨次经 b、c 点挪动到 d 点,在相邻两点间挪动的过程中,电场力所做的功分别为W ab、 W bc和 W cd.以下选项正确的选项是()A.E a∶E b=4∶1B.E c∶E d=2∶1C.ab∶bc=3∶1D.bc∶cd=1∶3W W W W答案AC分析由题图可知, a、 b、 c、 d 到点电荷的距离分别为 1 m、2 m、 3 m、 6 m,依据点电荷的Q r24r24a b c d场强公式 E= k==,==,故 A 正确, B 错误;电场力做功W=qU,a与可知,222E r1E r1ra cb dW3W1b、 b 与c、 c 与 d 之间的电势差分别为 3 V、1 V、1 V,所以ab bc=,故 C正确, D错W=,W11bc cd误.12.(2019 ·福建龙岩市教课质量检查) 如下图为理想变压器,其原、副线圈的匝数比为3∶1,电压表和电流表均为理想电表.原线圈接有u=92sin 100 πt (V) 的正弦沟通电,定值电阻 R=3Ω.以下说法正确的选项是().1A.t=400 s 时,原线圈输入电压的刹时价为9 VB.t=132 s 时,电压表示数为V 6002C.电流表的示数为 1 AD.电流表的示数为 2 A答案AC1分析原线圈接有u=9 2sin100πt (V) 正弦沟通电,t=400 s 时,原线圈输入电压的刹时2U m92值为 u=9 2×2V = 9 V ,故 A 正确;电压表示数为有效值,故为U=3 2=32V=3V,故 B 错误;由 B 项可知,副线圈两头电压为 3 V,由欧姆定律可得:3I = A =1 A,故 C正确,3D错误.三、非选择题( 此题共 5 小题,共52 分 )13. (6分)(2019·宁波市“十校联考” )如图甲所示,为“研究加快度与力、质量的关系”实验装置及数字化信息系统获取了小车加快度 a 与钩码的质量及小车和砝码的质量对应关系图,钩码的质量为m1,小车和砝码的质量为m2,重力加快度为g.(1)以下说法正确的选项是 ________.A.每次在小车上加减砝码时,应从头均衡摩擦力B.实验时应先开释小车后翻开数据接收器C.本实验m2应远小于m1D.在用图象研究加快度与质量关系时,应作a-1图象m2(2) 实验时,某同学因为大意,遗漏了均衡摩擦力这一步骤,测得F= m1g,作出 a-F 图象,他可能作出图乙中________( 选填“甲”“乙”或“丙”) 图线,此图线的AB 段显然偏离直线,造成此偏差的主要原由是________.A.小车与轨道之间存在摩擦B.导轨保持了水平状态C.所挂钩码的总质量太大D.所用小车的质量太大答案(1)D(2) 丙C14. (9 分)(2019 ·金丽衢十二校联考) 某同学在研究规格为“ 2.8 V,1.5W”的小电珠伏安特性曲线实验中:(1)在小电珠接入电路前,使用多用电表直接丈量小电珠的电阻,则应将选择开关旋至________进行丈量.A.直流电压10 VB.直流电流 2.5 mAC.欧姆×1D.欧姆× 10(2) 该同学采纳图甲所示的电路进行丈量.图中R为滑动变阻器(阻值范围0~20Ω,额定电流 1.0 A) , L 为待测小电珠,V 为电压表 ( 量程 3 V ,内阻约为 5.0 k Ω) , A 为电流表 ( 量程0.6 A ,内阻约为 1 Ω) ,E为电源 ( 电动势 3 V ,内阻不计 ) ,S 为开关.①在一次丈量中电流表的指针地点如图乙所示,则此时的电流为________A;②依据实验测得的数据所画出伏安特征曲线如图丙所示,则小电珠正常工作时的电阻为________ Ω( 结果保存两位有效数字) ;③该同学进一步对实验进行剖析,以为采纳图甲的实验电路做实验会产生系统偏差,产生系统偏差的原由是________________ .答案(1)C(2) ①0.43 或 0.44②5.0③电流表的读数大于小电珠的真切电流( 或电压表的分流作用 )15. (10 分)(2019 ·台州 3 月一模 ) 如下图是某游戏装置的表示图,ABC为固定在竖直平面内的截面为圆形的圆滑轨道,直轨道 AB与水平成θ=37°搁置,且与圆弧轨道BC相切连结,AB长为 L1=0.4 m,圆弧轨道半径r =0.25 m, C端水平,右端连结粗拙水平面CD和足够长的圆滑曲面轨道DE,D 是轨道的切点,CD段长为 L2=0.5 m.一个质量为m=1 kg的可视为质点的小物块压缩弹簧后被锁定在A点,排除锁定后小物块被弹出,第一次经过D点的速度为 v D=1 m/s,小物块每次发射前均被锁定在 A 地点,经过调整弹簧O1端的地点就能够改变弹簧的弹性势能,已知弹簧的弹性势能最大值为E pm=13 J,小物块与水平面CD间的动摩擦因数为μ=0.3.(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:(1)小物块第一次运动到 BC轨道的 C端时对轨道的压力大小;(2)小物块第一次发射前弹簧的弹性势能大小;(3)若小物块被弹出后,最后恰巧停在 CD中点处,不计小球与弹簧碰撞时的能量损失,则小物块被锁准时的弹性势能可能多大.答案(1)6 N(2)8.9 J(3)7.65 J9.15 J10.65 J12.15 J分析(1) 小物块在CD间做匀减速直线运动1212-μmgL2=2mv D-2mv Cv C=2 m/s2v Cmg+ F N= m rF N′= F N=6 N(2)从 A 到 C机械能守恒E =12sinθ)2mv+ mg( r + r cos θ+Lp C1p=8.9 JEL2(3)要使小物块能停在 CD的中点,需在 CD上滑过(2 k-1)2的长度,由动能定理有:μmg2k-1LE p- mg( r + r cosθ +L1sinθ)-22= 0E p=6.9 J+0.75(2 k-1) J; k=1,2,3因为 E ≤13 J,有0.75(2k-1)≤6.1,pm即 k 取1,2,3,4得弹性势能的值为 7.65 J,9.15 J,10.65 J,12.15 J时切合要求.16.(12 分)(2019 ·浙南名校结盟高三期末) 竖直平面内存在有界的磁场如下图,磁场的上界限和下界限与水平轴x 平行,且间距均为 4 ;在y>0 地区,磁场垂直纸面向里,y<0MN PQ L地区磁场垂直纸面向外;沿同一水平面内磁感觉强度同样,沿竖直方向磁感觉强度知足B=ky( k 为已知常量,-4L≤y≤4L).现有一个质量为m、电阻为 R、边长为 L 的正方形线圈abcd;t = 0 时,线圈在上面框ab与磁场上界限重合地点从静止开始开释,线圈下面框cd抵达xMN轴前已达到稳固速度.不计空气阻力,重力加快度为g,试求:(1)线圈下面框 cd 抵达 x 轴时的速度 v 大小;(2) 线圈开始开释到下面框cd 与 x 轴重合时经过的时间t ;(3)线圈开始开释到线圈下面框 cd 与磁场下界限 PQ重合的过程产生的焦耳热 Q. 答案看法析分析(1) E= ( B ab-B dc) Lv①EI =②RF 安= B ab IL -B dc IL ③此中 B ab-B dc= kL④匀速时: F 安= mg⑤mgR 由①②③④⑤得:v=k2L4⑥(2)mg t - ( ab- cd)t=⑦B IL B IL mv联合①②④得:mg t -k2L4x,=R mv又 x=3L求得:3k2L5mR t =+ 2 4mgR k L(3)判断线圈匀速后将向来匀速运动到cd 边框与磁场下界限 PQ重合,那么:12mg·7L- Q=2mv3 22mg R求得: Q=7mgL-2k4L8.17.(15 分)(2019 ·杭州市高三期末) 某研究小组设计了如下图的双立柱形粒子加快器,整个装置处于真空中.已知两个立柱底面均为边长为 d 的正方形,各棱均分别和某一坐标轴平行.立柱 1下底面中心坐标为d d,0 ,立柱 2下底面中心坐标为d41d, 0 ,它们的上,,2222底面均位于z =10d的平面内.两个立柱上、下底面间的电压大小均为,立柱 1 内存在着沿Uz 轴正方向的匀强电场,立柱2内存在着沿z 轴负方向的匀强电场,两立柱外电场均被障蔽.在z>10d 和 z<0的空间内存在着沿 x 轴正方向的两个匀强磁场,其磁感觉强度分别是 B1和 B2(均未知 ) .现有大批的带正电的粒子从立柱 1 底面各处由静止出发,经过立柱1、 2 加快后能全部回到立柱 1 的下底面.若粒子在经过z= 0 和z= 10d两个平面时,仅能自由出入两立柱的底面( 经过其余地点均会被汲取 ) ;该粒子质量为m、电荷量为q,不计粒子重力及粒子间的互相作使劲.求:(1)粒子经过立柱 2 下底面时的动能E k;(2)磁感觉强度 B1和 B2的大小;(3) 若两立柱上、下底面间电压的大小可调且在粒子运动过程中保持同必定值;两个磁场仅方向可变且保持与z 轴垂直.求从立柱 1 下底面出发的粒子再次回到立柱 1 下底面的最短时间t .答案看法析分析(1) 依据动能定理有E k=2qU12(2) 依据动能定理有qU=2mv1v12又依据匀速圆周运动有qv1B1= m r(此中 r =10d)(浙江专用)2020高考物理增分冲刺综合模拟卷(五)12mU可得 B1=10d q1mU近似的可求得 B2=5d q(3)电压变为 U′时,粒子在磁场中的运动时间不变,所以要求粒子运动的最短时间,就让粒子在两个立柱加快器中运动时间最短即可;所以电压 U′越大,粒子运动时间越短(此时粒子在磁场中的偏转半径就会越大) ;又考虑到要粒子能够返回原出发界面,所以粒子应当从(0,0,0) 出发,经过(0,0,10d)、( d,21 d,10 d)、( d,21 d,0)又回到(0,0,0)[或许从( d,0,0)出发,经过 ( d,0,10d)、(0,21d,10 d)、(0,21 d,0)又回到 ( d,0,0)] .所以 r ′=121d224422+ d =2dv1′ 2依据匀速圆周运动有qv1′B1= m r′v2′2qv2′ B2=m r′v12又依据匀速圆周运动有qv1B1= m r2v2qv2B2= m r442可得 v2′=2v1′,v1′=v120t 1=20d400221d在电场中的时间2=1v ′221v2πr ′π r ′π d 在磁场中的时间为t 2=v1′+v2′=(10+5 2)v1又 v1=2qUm200 442d m故 t =t + t =5π+5 2π+221qU.1211。
综合模拟卷(一)一、选择题Ⅰ(本题共8小题,每小题4分,共32分.每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)1.(2019·山东青岛市5月二模)A、B两物体沿同一直线运动,运动过程中的x-t图象如图所示,下列说法正确的是()A.4 s时A物体运动方向发生改变B.0~6 s内B物体的速度逐渐减小C.0~5 s内两物体的平均速度相同D.0~6 s内某时刻两物体的速度大小相等答案 D2.(2019·湖南岳阳市二模)如图甲为一种门后挂钩的照片,相邻挂钩之间的距离为7 cm,图乙中斜挎包的宽度约为21 cm,在斜挎包的质量一定的条件下,为了使悬挂时背包带受力最小,下列措施正确的是()A.随意挂在一个钩子上B.使背包带跨过两个挂钩C.使背包带跨过三个挂钩D.使背包带跨过四个挂钩答案 D解析设悬挂后背包带与竖直方向的夹角为θ,根据平衡条件可得2F cos θ=mg,解得背包带的拉力F=mg2cos θ.在斜挎包的质量一定的条件下,为了使悬挂时背包带受力最小,则cos θ最大,由于相邻挂钩之间的距离为7 cm,题图乙中斜挎包的宽度约为21 cm,故使背包带跨过四个挂钩时θ≈0,cos θ≈1,此时悬挂时背包带受力最小,故A、B、C错误,D正确.3.(2019·温州市联考)如图为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间.假定此时他正沿圆弧形弯道匀速率滑行,则他()A .所受的合力为零,做匀速运动B .所受的合力恒定,做匀加速运动C .所受的合力恒定,做变加速运动D .所受的合力变化,做变加速运动 答案 D解析 匀速率滑行可看成匀速圆周运动,合力提供向心力,大小不变,方向不断变化,故为变加速运动. 4.(2017·全国卷Ⅰ·18)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM 的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示.无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及其左右振动的衰减最有效的方案是( )答案 A解析 感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发生变化.在A 图中,系统振动时,紫铜薄板随之上下及左右振动,在磁场中的部分有时多有时少,磁通量发生变化,产生感应电流,受到安培力,阻碍系统的振动;在B 图中,只有紫铜薄板向左振动才产生感应电流,而上下振动无感应电流产生;在C 图中,无论紫铜薄板上下振动还是左右振动,都不会产生感应电流;在D 图中,只有紫铜薄板左右振动才产生感应电流,而上下振动无感应电流产生,故选项A 正确,B 、C 、D 错误.5.如图所示,质量均为m 的A 、B 两球之间系着一根不计质量的水平弹簧,放在光滑的水平面上,A 球紧靠竖直墙壁,今用水平力F 将B 球向左推压弹簧,平衡后,突然将F 撤去,在这瞬间,以下说法正确的是( )A .B 球的速度为零,加速度大小为F mB .B 球的速度为零,加速度为零C .A 立即离开墙壁D .在A 离开墙壁后,A 、B 两球均向右做匀速运动答案 A解析 撤去F 前,弹簧的弹力大小等于F ,将F 撤去瞬间,弹簧的弹力没有变化,则知A 球的受力情况没有变化,其合力仍为零,加速度为零.B 球的合力大小等于F ,方向向右,则其加速度大小为Fm ,故A 正确,B 错误;在弹簧第一次恢复原长以后,弹簧对A 有向右的拉力,A 才离开墙壁,故C 错误.在A 离开墙壁后,弹簧的弹力不为零,故A 、B 两球均向右做变速运动,故D 错误.6.(2019·台州3月一模)2018年12月8日,“嫦娥四号”探测器成功发射,并于2019年1月3日实现人类首次在月球背面软着陆.已知月球半径为R ,月球表面重力加速度为g ,万有引力常量为G ,当“嫦娥四号”在绕月球做匀速圆周运动时的轨道半径为r .下列说法正确的是()A .月球的密度为3g 4πrGB .“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动的线速度为R g rC .“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动的周期为2πr gD .若“嫦娥四号”要进入低轨道绕月球做圆周运动,需要点火加速 答案 B解析 根据在月球表面附近万有引力等于重力得 GMm R 2=mg ,M =gR 2G, 月球的密度为ρ=M V =gR 2G 43πR 3=3g4πGR,故A 错误;根据GMmr 2=m v 2r ,线速度为v =GMr=R gr,故B 正确; 根据GMm r 2=m 4π2T 2r ,得T =2πr 3gR 2,故C 错误; 若“嫦娥四号”要进入低轨道绕月球做圆周运动,需要点火减速,故D 错误.7.(2019·嘉兴一中高三期末)如图所示,A 、B 两小球用轻杆连接,A 球只能沿内壁光滑的竖直滑槽运动,B 球处于光滑水平面上,不计球的体积.开始时,在外力作用下A 、B 两球均静止且杆竖直.现撤去外力,B 开始沿水平面向右运动.已知A 、B 两球质量均为m ,杆长为L ,重力加速度为g ,则下列说法中不正确的是( )A .A 球下滑到地面时,B 球速度为零B .A 球下滑到地面过程中轻杆一直对B 球做正功C .A 球机械能最小时,B 球对地的压力等于它的重力D .两球和杆组成的系统机械能守恒,A 球着地时的速度为2gL 答案 B解析 A 球下滑到地面时,A 球速度竖直,沿杆的速度为零,即B 球速度为零,故A 正确;开始时,B 球静止,B 的速度为零,当A 落地时,B 的速度也为零,因此在A 下滑到地面的整个过程中,B 先做加速运动,后做减速运动,因此,轻杆先对B 做正功,后做负功,故B 错误;A 球机械能最小时,B 球动能最大,即加速度等于零,轻杆作用力为零,B 球对地的压力等于它的重力,C 正确;A 球落地时,B 的速度为零,在整个过程中,系统机械能守恒,由机械能守恒定律得:mgL =12m v 2,解得v =2gL ,故D 正确.8.如图所示,是磁流体发电机示意图.平行金属板a 、b 之间有一个很强的匀强磁场,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量等量正、负离子)垂直于磁场的方向喷入磁场,a 、b 两板间便产生电压.如果把a 、b 板与用电器相连接,a 、b 板就是等效直流电源的两个电极.若磁场的磁感应强度为B ,每个离子的电荷量大小为q 、速度为v ,a 、b 两板间距为d ,两板间等离子体的等效电阻为r ,用电器电阻为R .稳定时,下列判断正确的是( )A .图中a 板是电源的正极B .电源的电动势为B v qC .用电器中电流为B v qR +rD .用电器两端的电压为RR +r B v d答案 D解析 由左手定则,正离子受洛伦兹力向下偏转,负离子受洛伦兹力向上偏转,b 板为电源的正极,A 错误;由平衡条件得q v B =q U d ,电源电动势E =U =Bd v ,电流I =ER +r =Bd v R +r ,用电器两端的电压U R =IR =RR +rB v d ,故B 、C 错误,D 正确. 二、选择题Ⅱ(本题共4小题,每小题4分,共16分.每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)9.(2019·河北邯郸市测试)如图所示,在水平放置的半径为R 的圆柱体轴线的正上方的P 点,将一个小球以水平速度v 0垂直圆柱体的轴线抛出,不计空气阻力,重力加速度为g ,小球飞行一段时间后恰好从圆柱体的Q 点沿切线飞过,测得O 、Q 连线与竖直方向的夹角为θ,那么小球完成这段飞行的时间是( )A .t =v 0g tan θB .t =v 0tan θgC .t =R sin θv 0D .t =R cos θv 0答案 BC解析 小球以水平速度v 0垂直圆柱体的轴线抛出后做平抛运动,将其沿水平和竖直方向分解,在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动.设小球到达Q 点时的速度为v ,竖直速度为v y ,则由题设及几何知识得,小球从P 到Q 在水平方向上发生的位移为x =R sin θ,速度v 的方向与水平方向的夹角为θ,于是tan θ=v y v 0,根据运动规律得:v y =gt ,x =v 0t ,联立以上各式解得:t =R sin θv 0或t =v 0tan θg ,故选B 、C.10.(2019·广东肇庆市第二次统一检测)教学用发电机能够产生正弦式交变电流.利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R 供电,电路图如图所示.理想交流电流表和理想交流电压表的读数分别为I 、U ,R 消耗的功率为P .若将发电机线圈的匝数变为原来的2倍,其他条件均不变,下列说法正确的是( )A .R 消耗的功率变为2PB .电压表的读数为4UC .电流表的读数为2ID .通过R 的交变电流频率不变 答案 CD解析 原线圈两端的电压等于电动势的有效值, 为:U 1=22E m =22nBSω 设原、副线圈的匝数比为k ,则副线圈两端的电压为: U =U 2=1k U 1=22knBSω当发电机线圈的匝数变为原来的2倍时, 有E m ′=n ′BSω=2nBSω=2E m副线圈两端的电压为:U ′=2knBSω 所以U ′U=2,电压表的示数变为原来的2倍,故B 错误;由公式P =U 2R 可知,即R 消耗的功率变为原来的4倍,故A 错误;由于电压表的示数变为原来的2倍,由变压器的电压关系和能量守恒可知,电流表的示数变为原来的2倍,故C 正确;变压器不能改变交流电的频率,故D 正确.11.(2019·教育绿色评价联盟4月模拟)图甲为一列简谐横波在t =0时刻的波形图,P 、Q 为介质中的两个质点,图乙为质点P 的振动图象,则( )A .t =0.2 s 时,质点Q 沿y 轴负方向运动B .0~0.3 s 内,质点Q 运动的路程为0.3 mC .t =0.5 s 时,质点Q 的加速度小于质点P 的加速度D .t =0.7 s 时,质点Q 距平衡位置的距离小于质点P 距平衡位置的距离 答案 CD解析 波长λ=2 m ,周期T =0.4 s .由题图乙可知P 在t =0时开始向y 轴正方向运动,即波在向x 轴负方向传播,Q 点在t =0时向y 轴负方向运动,t =0.2 s 时,正在向y 轴正方向运动,A 错误;0~0.3 s 内,质点Q 完成34T 振动,由于Q 不是处于最大位移或平衡位置处,所以Q 通过的路程s ≠34×4×0.1 m =0.3 m ,B 错误;t =0.5 s 时P 点位于波峰位置,加速度最大,C 选项正确;t =0.7 s 时P 点位于波谷位置,距平衡位置距离最大,D 选项正确.12.(2019·稽阳联考)氢原子光谱如图甲所示,图中给出了谱线对应的波长,玻尔的氢原子能级图如图乙所示,已知普朗克常量h =6.63×10-34J·s ,可见光的频率范围约为4.2×1014~7.8×1014Hz ,则( )A .H α谱线对应光子的能量小于H δ谱线对应光子的能量B .图甲所示H α、H β、H γ、H δ四种光均属于可见光范畴C .H β对应光子的能量约为10.2 eVD .H α谱线对应的跃迁是从n =3能级到n =2能级 答案 ABD解析 由题图甲可知,H α谱线对应光子的波长大于H δ谱线对应光子的波长,结合E =hcλ可知,H α谱线对应光子的能量小于H δ谱线对应光子的能量,故A 正确;依据可见光的频率范围可知,甲图所示的四种光均属于可见光范畴,故B 正确;H β谱线对应光子的能量E 1=hc λ1=6.63×10-34×3.0×108486.3×10-9J ≈4.09×10-19 J ≈2.556 eV ,故C 错误;H α谱线对应光子的能量为E 2=hc λ2=6.63×10-34×3.0×108656.3×10-9J ≈3.03×10-19 J ≈1.89 eV ,可知H α谱线对应的跃迁是从n =3能级到n =2能级,故D 正确. 三、非选择题(本题共5小题,共52分)13.(6分)(2019·金华十校期末)(1)“探究平抛物体的运动规律”实验的装置如图甲所示.下列说法正确的是________.A .斜槽必须是光滑的,且末端切线调成水平B .每次释放小球必须从斜槽同一位置由静止释放C .将球的位置记录在坐标纸上后,取下坐标纸,用直尺将所有点连成折线D .小球运动时不应与竖直面上的坐标纸相接触(2)在“探究求合力的方法”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套,如图乙所示.①下列实验操作正确的是________.A .用一个弹簧测力计与用两个弹簧测力计拉橡皮条时,只要满足橡皮条的长度相等B .拉橡皮条时,弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行C .实验中,两根细绳必须等长D .实验中,只需记下弹簧测力计的读数②实验中,弹簧测力计的示数如图丙所示,则图中弹簧测力计的读数为________ N.③某次实验中,若两个弹簧测力计的读数均为4 N ,且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直,则________(选填“能”或“不能”)用一个量程为5 N 的弹簧测力计测量出它们的合力,理由是__________. 答案 (1)BD (2)①B ②2.50③不能 两弹簧测力计拉力的合力超出弹簧测力计的量程14.(9分)(2019·绍兴市3月选考)小明同学利用如图甲所示电路测量多用电表欧姆挡内部电池的电动势和电阻.使用的器材有:多用电表,电压表(量程3 V、内阻为3 kΩ),滑动变阻器(最大阻值2 kΩ),导线若干.请完善以下步骤:(1)将多用电表的选择开关调到“×100”挡,再将红、黑表笔短接,________(填“机械”或“欧姆”)调零;(2)将图甲中多用电表的红表笔接a端,黑表笔接b端,那么电压表的右端为________接线柱(选填“+”或“-”);(3)欧姆表内部电路可等效为一个电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图乙所示,记电池的电动势为E,欧姆表“×100”挡内部电路的总内阻为r,调节滑动变阻器,测得欧姆表的读数R和电压表读数U,某次测量电压表的示数如图丙所示,读数为_______ V,根据实验数据画出的1U-R图线如图丁所示,求得电动势E=__________ V,内部电路的总电阻r=________ kΩ.答案(1)欧姆(2)+(3)0.95(0.93~0.97) 1.46(1.44~1.48) 1.5(1.4~1.6)15.(10分)(2019·新高考研究联盟二次联考)熟练荡秋千的人能够通过在秋千板上适时站起和蹲下使秋千越荡越高.一质量为m的人荡一架底板和摆杆均为刚性的秋千,底板和摆杆的质量均可忽略,假定人的质量集中在其重心.人在秋千上每次完全站起时其重心距悬点O的距离为l,完全蹲下时此距离变为l+d,人在秋千上站起和蹲下过程都是在一极短时间内完成的.作为一个简单的模型,假设人在第一个最高点A点从完全站立的姿势迅速完全下蹲,然后荡至最低点B,随后他在B点完全站直,继而随秋千荡至第二个最高点C,这一过程中该人重心运动的轨迹如图所示,已知A与B的高度差为h1.此后人以同样的方式回荡,重复前述过程,荡向第三、四个最高点.设人在站起和蹲下的过程中与秋千的相互作用力始终与摆杆平行,以最低点B为重力势能零点,全过程忽略空气阻力,重力加速度为g.(1)试说明该人重心在A →A ′→B →B ′→C 四个阶段的机械能变化情况;(只需说明增大还是减小或不变) (2)求出从第一最高点A 按上述过程运动,第一次到最低点B 人还没有站起来的瞬间底板对人的支持力大小; (3)求第1次返回到左边站立时重心离B 点的高度是多少? 答案 见解析解析 (1)四个阶段的机械能变化为:减小 不变 增大 不变 (2)设刚开始∠AOB =θ1,由A ′到B 机械能守恒可得 mg (l +d )(1-cos θ1)=12m v B 2B 点:F N -mg =m v B 2l +d又cos θ1=l +d -h 1l解得F N =mg (3-2cos θ1)=mg l +2h 1-2dl(3)每次从最高点到下一最高点势能均增加 第1次到右边最高点时∠BOC =θ2第1次到右边站立时重心离B 点的高度为h 2, 第1次返回到左边站立时重心离B 点的高度为h 3 则A 到C 势能增加量为ΔE p1=mgd (1-cos θ1) 又E k B =mg (l +d )(1-cos θ1)=E k B ′=mgl (1-cos θ2) 所以1-cos θ2=l +dl (1-cos θ1)且mgh 2=mgh 1+mgd (1-cos θ1)同理可得C 到第1次返回到左边站立时势能增加量 ΔE p2=mgd (1-cos θ2)=mgd (1-cos θ1)l +dl .mgh 3=mgh 2+mgd (1-cos θ2) =mgh 1+mgd (1-cos θ1)⎝⎛⎭⎫1+l +d l解得h 3=h 1+⎝⎛⎭⎫h 1-d l ⎝⎛⎭⎫2l +d l d .16.(12分)(2019·余姚市4月选考)如图所示,在y 轴右侧平面内存在方向向里的匀强磁场,磁感应强度大小B =0.5 T ,坐标原点O 有一放射源,可以向y 轴右侧平面沿各个方向放射m q =2.5×10-7 kg/C 的正离子,这些离子速率分别在从0到最大值v m =2×106 m/s 的范围内,不计重力和离子之间的相互作用.(1)求离子打到y 轴上的范围;(2)若在某时刻沿+x 方向放射各种速率的离子,求经过5π3×10-7 s 时这些离子所在位置构成的曲线方程;(3)若从某时刻开始向y 轴右侧方向放射各种速率的离子,求经过5π3×10-7 s 时已进入磁场的离子可能出现的区域面积. 答案 见解析解析 (1)离子进入磁场中做匀速圆周运动的最大半径为R 由牛顿第二定律得:Bq v m =m v m 2R解得R =m v mBq=1 m由几何关系知,离子打到y 轴上的范围为0到2 m.(2)离子在磁场中运动的周期为T , 则T =2πR v m =2πm Bq=π×10-6 s设t =5π3×10-7 s 时,这些离子轨迹所对应的圆心角为θ则θ=2πt T =π3这些离子构成的曲线如图所示,并令某一离子在此时刻的坐标为(x ,y ),则x m =R sin θ=32m 由几何关系得y =x tan(π2-θ)解得y =33x ⎝⎛⎭⎫0≤x ≤32 (3)将第(2)问中图中的OA 段从沿y 轴方向顺时针旋转,交x 轴于点C ,以C 为圆心、R 为半径作圆弧,相交于B ,则两圆弧及y 轴所围成的面积即为在t =0向y 轴右侧各个方向不断放射各种速度的离子在t =5π3×10-7时已进入磁场的离子所在区域由几何关系可求得此面积为: S =512πR 2+16πR 2-12R ×32R=712πR 2-34R 2 则S =⎝⎛⎭⎫712π-34 m 2 17.(15分)(2019·金华十校高三期末)如图甲所示,两光滑导轨由水平、倾斜两部分平滑连接,相互平行放置,两导轨相距L =1 m ,倾斜导轨与水平面成θ=30°角.倾斜导轨所处的某一矩形区域BB ′C ′C 内有一垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B 1=1 T ,B 、C 间距离为L 1=2 m .倾斜导轨上端通过单刀双掷开关S 连接R =0.8 Ω的电阻和电容C =1 F 的未充电的电容器.现将开关S 掷向1,接通电阻R ,然后从倾斜导轨上离水平面高h =1.45 m 处垂直于导轨静止释放金属棒ab ,金属棒的质量m =0.4 kg ,电阻r =0.2 Ω,金属棒下滑时与导轨保持良好接触,在到达斜面底端CC ′前已做匀速运动.金属棒由倾斜导轨滑向水平导轨时无机械能损失,导轨的电阻不计.当金属棒经过CC ′时,开关S 掷向2,接通电容器C ,同时矩形区域BB ′C ′C 的磁感应强度B 1随时间变化如图乙所示.水平导轨所处的某一矩形区域CC ′D ′D 内无磁场,C 、D 间距离为L 2=8 m .DD ′右侧的水平轨道足够长且两水平轨道内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B 2=2 T ,g =10 m/s 2,求:(1)金属棒刚进入矩形磁场区域BB ′C ′C 时两端的电压;(2)金属棒通过矩形磁场区域BB ′C ′C 的过程中,电阻R 产生的热量;(3)若金属棒在矩形区域CC ′D ′D 内运动,到达DD ′前电流为零,则金属棒进入DD ′右侧磁场区域运动达到稳定后,电容器最终所带的电荷量.答案 见解析解析 (1)金属棒进磁场前机械能守恒:mg (h -L 1sin θ)=12m v 12 得:v 1=3 m/s刚进磁场时:E 1=B 1L v 1=3 V得U =R R +r E 1=2.4 V (2)金属棒到达底端CC ′已匀速:mg sin θ=B 1B 1L v 2R +rL 得v 2=2 m/s金属棒通过矩形磁场区域BB ′C ′C 的过程中:mgh =12m v 22+Q得Q =5 J电阻R 产生的热量Q R =R R +rQ =4 J (3)B 1随时间变化4 s 内:U C 1=LL 1ΔB 1Δt=0.5 V 金属棒在无磁场区域内匀速:t =L 2v 2=4 s 进磁场B 2时B 1刚好不变,电容器继续充电,当电容器充电稳定时:U C 2=B 2L v 3,此过程中电容器中变化的电荷量ΔQ =CU C 2-CU C 1设此过程中的平均电流为I ,时间为t ′,根据动量定理有: -B 2L I t ′=m v 3-m v 2其中I t ′=ΔQ得:v 3=922m/s 电容器最终所带的电荷量:Q 终=CU C 2=911C。
选择题题型练(一)一、选择题Ⅰ(本题共8小题,每小题4分,共32分.每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)1.(2019·新高考研究联盟二次联考)汽车的百公里加速时间(车辆从静止加速到100km/h 所需的时间)是衡量汽车性能的重要指标.某款新能源汽车百公里加速时间仅需3.9s ,若将其加速过程看做匀加速直线运动,该车的加速度为( )A .7.12 m/s 2B .8.35 m/s 2C .25.6 m/s 2D .28.5 m/s 2答案 A解析 100km/h ≈27.8 m/s ,据a =Δv t 得a =27.83.9m/s 2≈7.12 m/s 2,故选A. 2.(2019·湖北武汉市期末)如图a ,用力传感器研究橡皮绳中拉力的大小随时间变化的关系.向下拉小球然后释放,小球沿竖直方向运动,某段时间内采集到的信息如图b 所示,则( )A .t 2~t 3时间内小球向上运动,速度不断减小B .t 3~t 4时间内小球向下运动,加速度不断增大C .t 4~t 5时间内小球向上运动,速度不断增大D .t 5~t 6时间内小球向下运动,加速度不断增大答案 D解析 t 2~t 3时间内拉力大于重力,但越来越小,说明小球向上运动,加速度向上,速度增大,故A 错误;t 3~t 4时间内拉力减小,且小于重力,说明小球向上运动,加速度向下增大,故B 错误;t 4~t 5时间内小球所受拉力小于重力,但拉力变大,说明小球在向下运动,加速度向下,速度增大,故C 错误;t 5~t 6时间内小球所受拉力变大,故小球向下运动,加速度增大,故D 正确.3.(2019·河南平顶山市一轮复习质检)如图所示,金属杆MN 用两根绝缘细线悬于天花板的O 、O ′点,杆中通有垂直于纸面向里的恒定电流,空间有竖直向上的匀强磁场,杆静止时处于水平状态,悬线与竖直方向的夹角为θ,若将磁场在竖直面内沿逆时针方向缓慢转过90°,在转动过程中通过改变磁场磁感应强度大小保持悬线与竖直方向的夹角不变,则在转动过程中,磁场的磁感应强度大小的变化情况是( )A.一直减小B.一直增大C.先减小后增大D.先增大后减小答案 C解析磁场在旋转的过程中,杆处于平衡状态,杆所受重力的大小和方向不变,悬线的拉力方向不变,由图解法可知,在磁场旋转的过程中,安培力先减小后增大,由F安=BIL可知,磁场的磁感应强度先减小后增大,故选C.4.如图所示,两条平行虚线之间存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,虚线间的距离为L,金属圆环的直径也为L.自圆环从左边界进入磁场开始计时,以垂直于磁场边界的恒定速度v 穿过磁场区域,规定逆时针方向为感应电流i的正方向,则圆环中感应电流i随其移动距离x变化的i-x图象最接近图中的( )答案 A解析根据楞次定律,在进磁场的过程中,感应电流的方向为逆时针方向;在出磁场的过程中,感应电流的方向为顺时针方向.在进磁场的过程中,切割磁感线的有效长度先增大后减小,出磁场的过程中,切割磁感线的有效长度先增大后减小,所以感应电流的大小在进磁场的过程中先增大后减小,出磁场的过程中也是先增大后减小,故A正确,B、C、D错误.5.(2019·嘉、丽3月联考)2018年12月12日16∶45,“嫦娥四号”成功实施了近月制动,顺利完成“太空刹车”,被月球捕获,进入了环月轨道.最终软着陆至月球背面南极——艾特肯盆地,完成人类探测器首次月球背面软着陆的壮举,则“嫦娥四号”()A.在环月轨道运行时,处于平衡状态B.在地球的发射速度可以小于7.9km/sC.从环月轨道到登陆月球背面过程需要减速D.被月球捕获后就不受地球引力了答案 C解析在环月轨道运行时,“嫦娥四号”受万有引力,不是平衡状态;在地球的发射速度应大于第一宇宙速度而小于第二宇宙速度,被月球捕获后仍受地球引力,故选C.6.(2019·稽阳联考)如图所示,空间某处为一匀强电场E和一场源正点电荷Q的复合场,在以Q点为圆心的同一圆周上,有a、b、c、d四点,其中a、c在同一竖直直径上,b、d在同一水平直径上,下列对这个复合电场的研究中正确的是( )A.a点的场强与c点的相同B.b点的电势可能比d点高C.将一负电荷从a点沿圆弧经b点移到c点,电场力先做正功后做负功D.负电荷在a点的电势能等于在c点的电势能答案 D解析a点与c点场强方向不同,A错误;正点电荷Q在b、d两点产生的电势相同,沿匀强电场E电场线方向电势降低,由此可知b点电势低,B错误;按C选项路径移动负点电荷,电场力先做负功后做正功,C错误;a、c两点的电势相同,故D正确.7.某同学将小球从P点水平抛向固定在水平地面上的圆柱形桶,小球沿着桶的直径方向恰好从桶的左侧上边沿进入桶内并打在桶的底角,如图所示,已知P点到桶左边沿的水平距离s =0.80m,桶的高度h0=0.45m,直径d=0.20m,桶底和桶壁的厚度不计,不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2,则( )A.P点离地面的高度为2.5mB.P点离地面的高度为1.25mC.小球抛出时的速度大小为1.0m/sD.小球经过桶的左侧上边沿时的速度大小为2.0m/s答案 B解析 设小球从P 点运动到桶左侧上边沿的时间为t 1,从P 点运动到桶的底角的总时间为t 2,P 点离地面的高度为h 1从P 点运动到桶左侧上边沿过程中有:h 1-h 0=12gt 12①s =v 0t 1②从P 点运动到桶的底角过程中有: h 1=12gt 22③s +d =v 0t 2④联立①②③④式并代入数据可得:h 1=1.25m ,v 0=2.0m/s设小球运动到桶的左侧上边沿时速度大小为v 1,竖直方向的分速度为v ⊥,由平抛运动的规律有: v ⊥=gt 1⑤此时小球的速度:v 1=v ⊥2+v 02⑥联立解得v 1=25m/s.故B 正确.8.(2019·山东济宁市第一次模拟)日本福岛核事故是世界上最大的核事故之一,2019年2月13日首次“触及”到了该核电站内部的核残渣,其中部分残留的放射性物质的半衰期可长达1570万年.下列有关说法正确的是( )A.23892U 衰变成20682Pb 要经过4次β衰变和7次α衰变B .天然放射现象中产生的α射线的速度与光速相当,穿透能力很强C .将由放射性元素组成的化合物进行高温分解,会改变放射性元素的半衰期D .放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的 答案 D解析 根据质量数守恒和电荷数守恒:238=206+4x +0,92=82+2x -y ,故x =8,y =6,可知238 92U 衰变成20682Pb 要经过6次β衰变和8次α衰变;α射线的速度为0.1c ,穿透能力最弱;半衰期的大小是由原子核内部因素决定,将由放射性元素组成的化合物进行高温分解,不会改变放射性元素的半衰期;放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子和电子时的产物.二、选择题Ⅱ(本题共4小题,每小题4分,共16分.每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有错选的得0分)9.(2019·山东菏泽市下学期第一次模拟)如图所示为远距离输电的原理图,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压恒定、输电线上的电阻不变,假设用户所用用电器都是纯电阻用电器,若发现发电厂发电机输出的电流增大了,则可以判定( )A.通过用户的电流减小了B.用户接入电路的总电阻减小了C.用户消耗的电功率减小了D.加在用户两端的电压变小了答案BD解析如果发电机输出电流增大,根据变流比可知,输送电流增大,通过用户的电流增大,A 项错误;由于输电线上的电压降增大,因此降压变压器输入、输出电压均减小,即加在用户两端的电压变小了,D项正确;输送电流增大,是由于R用户减小引起的,B项正确;当用户电阻减小时,用户消耗的功率增大,C项错误.10.公路急转弯处通常是交通事故多发地带.如图所示,某公路急转弯处是一圆弧,当汽车行驶的速率为v c时,汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势,则在该弯道处,( )A.路面外侧高、内侧低B.车速只要低于v c,车辆便会向内侧滑动C.车速虽然高于v c,但只要不超出某一最高限度,车辆便不会向外侧滑动D.当路面结冰时,与未结冰时相比,v c的值变小答案AC解析当汽车行驶的速度为v c时,路面对汽车没有摩擦力,路面对汽车的支持力与汽车重力的合力提供向心力,可知路面外侧高、内侧低,选项A正确;当速度稍大于v c时,汽车有向外侧滑动的趋势,因而受到向内侧的摩擦力,当摩擦力小于最大静摩擦力时,车辆不会向外侧滑动,选项C正确;同样,速度稍小于v c时,车辆不会向内侧滑动,选项B错误;v c的大小只与路面的倾斜程度和转弯半径有关,与路面的粗糙程度无关,D错误.11.真空中的某装置如图所示,其中平行金属板A、B之间有加速电场,C、D之间有偏转电场,M为荧光屏.今有质子、氘核和α粒子均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场,最后打在荧光屏上.已知质子、氘核和α粒子的质量之比为1∶2∶4,电荷量之比为1∶1∶2,则下列判断中正确的是( )A .三种粒子从B 板运动到荧光屏经历的时间相同B .三种粒子打到荧光屏上的位置相同C .偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶1∶2D .偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶4答案 BC解析 设加速电压为U 1,偏转电压为U 2,偏转极板的长度为L ,板间距离为d ,在加速电场中,由动能定理得qU 1=12mv 02,解得v 0=2qU 1m ,三种粒子从B 板运动到荧光屏的过程,水平方向做速度为v 0的匀速直线运动,由于三种粒子的比荷不全相同,则v 0不全相同,所以三种粒子从B 板运动到荧光屏经历的时间不全相同,故A 错误;由牛顿第二定律得:q U 2d =ma ,y =12at 2,t =L v 0,tan θ=v y v 0,v y =at ,联立各式解得:y =U 2L 24dU 1、tan θ=U 2L 2dU 1,可知y 与粒子的种类、质量、电荷量无关,故三种粒子偏转距离相同,又因为θ相同,故打到荧光屏上的位置相同,故B 正确;偏转电场的电场力做功为W =qEy ,则W 与q 成正比,三种粒子的电荷量之比为1∶1∶2,则偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶1∶2,故C 正确,D 错误.12.如图所示,一固定容器的内壁是半径为R 的半球面;在半球面水平直径的一端有一质量为m 的质点P .它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中,克服摩擦力做的功为W .重力加速度大小为g .设质点P 在最低点时,向心加速度的大小为a ,容器对它的支持力大小为F N ,则( )A .a =2(mgR -W )mRB .a =2mgR -W mRC .F N =3mgR -2W RD .F N =2(mgR -W )R答案 AC 解析 质点P 下滑过程中,重力和摩擦力做功,根据动能定理可得mgR -W =12mv 2,根据公式a =v 2R ,联立可得a =2(mgR -W )mR,A 正确,B 错误;在最低点重力和支持力的合力充当向心力,根据牛顿第二定律可得,F N -mg =ma ,代入可得,F N =3mgR -2W R,C 正确,D 错误.。
(浙江专用)2020高考物理增分冲刺综合模拟卷(一)一、选择题Ⅰ(本题共8小题,每小题4分,共32分.每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)1.(2019·山东青岛市5月二模)A、B两物体沿同一直线运动,运动过程中的x-t图象如图所示,下列说法正确的是( )A.4 s时A物体运动方向发生改变B.0~6 s内B物体的速度逐渐减小C.0~5 s内两物体的平均速度相同D.0~6 s内某时刻两物体的速度大小相等答案 D2.(2019·湖南岳阳市二模)如图甲为一种门后挂钩的照片,相邻挂钩之间的距离为7 cm,图乙中斜挎包的宽度约为21 cm,在斜挎包的质量一定的条件下,为了使悬挂时背包带受力最小,下列措施正确的是( )A.随意挂在一个钩子上B.使背包带跨过两个挂钩C.使背包带跨过三个挂钩D.使背包带跨过四个挂钩答案 D解析设悬挂后背包带与竖直方向的夹角为θ,根据平衡条件可得2F cos θ=mg,解得背包带的拉力F=mg2cos θ.在斜挎包的质量一定的条件下,为了使悬挂时背包带受力最小,则cos θ最大,由于相邻挂钩之间的距离为7 cm,题图乙中斜挎包的宽度约为21 cm,故使背包带跨过四个挂钩时θ≈0,cos θ≈1,此时悬挂时背包带受力最小,故A、B、C错误,D正确.3.(2019·温州市联考)如图为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间.假定此时他正沿圆弧形弯道匀速率滑行,则他( )A.所受的合力为零,做匀速运动B.所受的合力恒定,做匀加速运动C.所受的合力恒定,做变加速运动D.所受的合力变化,做变加速运动答案 D解析匀速率滑行可看成匀速圆周运动,合力提供向心力,大小不变,方向不断变化,故为变加速运动.4.(2017·全国卷Ⅰ·18)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示.无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及其左右振动的衰减最有效的方案是( )答案 A解析感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发生变化.在A图中,系统振动时,紫铜薄板随之上下及左右振动,在磁场中的部分有时多有时少,磁通量发生变化,产生感应电流,受到安培力,阻碍系统的振动;在B图中,只有紫铜薄板向左振动才产生感应电流,而上下振动无感应电流产生;在C图中,无论紫铜薄板上下振动还是左右振动,都不会产生感应电流;在D图中,只有紫铜薄板左右振动才产生感应电流,而上下振动无感应电流产生,故选项A正确,B、C、D错误.5.如图所示,质量均为m的A、B两球之间系着一根不计质量的水平弹簧,放在光滑的水平面上,A球紧靠竖直墙壁,今用水平力F将B球向左推压弹簧,平衡后,突然将F撤去,在这瞬间,以下说法正确的是( )A .B 球的速度为零,加速度大小为F mB .B 球的速度为零,加速度为零C .A 立即离开墙壁D .在A 离开墙壁后,A 、B 两球均向右做匀速运动 答案 A解析 撤去F 前,弹簧的弹力大小等于F ,将F 撤去瞬间,弹簧的弹力没有变化,则知A 球的受力情况没有变化,其合力仍为零,加速度为零.B 球的合力大小等于F ,方向向右,则其加速度大小为F m,故A 正确,B 错误;在弹簧第一次恢复原长以后,弹簧对A 有向右的拉力,A 才离开墙壁,故C 错误.在A 离开墙壁后,弹簧的弹力不为零,故A 、B 两球均向右做变速运动,故D 错误.6.(2019·台州3月一模)2018年12月8日,“嫦娥四号”探测器成功发射,并于2019年1月3日实现人类首次在月球背面软着陆.已知月球半径为R ,月球表面重力加速度为g ,万有引力常量为G ,当“嫦娥四号”在绕月球做匀速圆周运动时的轨道半径为r .下列说法正确的是()A .月球的密度为3g4πrGB .“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动的线速度为R g rC .“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动的周期为2πr gD .若“嫦娥四号”要进入低轨道绕月球做圆周运动,需要点火加速 答案 B解析 根据在月球表面附近万有引力等于重力得GMm R 2=mg ,M =gR 2G, 月球的密度为ρ=M V =gR 2G43πR 3=3g 4πGR,故A 错误;根据GMm r 2=m v 2r,线速度为v =GMr =R gr,故B 正确; 根据GMm r 2=m 4π2T2r ,得T =2πr 3gR 2,故C 错误; 若“嫦娥四号”要进入低轨道绕月球做圆周运动,需要点火减速,故D 错误.7.(2019·嘉兴一中高三期末)如图所示,A 、B 两小球用轻杆连接,A 球只能沿内壁光滑的竖直滑槽运动,B 球处于光滑水平面上,不计球的体积.开始时,在外力作用下A 、B 两球均静止且杆竖直.现撤去外力,B 开始沿水平面向右运动.已知A 、B 两球质量均为m ,杆长为L ,重力加速度为g ,则下列说法中不正确的是( )A .A 球下滑到地面时,B 球速度为零B .A 球下滑到地面过程中轻杆一直对B 球做正功C .A 球机械能最小时,B 球对地的压力等于它的重力D .两球和杆组成的系统机械能守恒,A 球着地时的速度为2gL 答案 B解析 A 球下滑到地面时,A 球速度竖直,沿杆的速度为零,即B 球速度为零,故A 正确;开始时,B 球静止,B 的速度为零,当A 落地时,B 的速度也为零,因此在A 下滑到地面的整个过程中,B 先做加速运动,后做减速运动,因此,轻杆先对B 做正功,后做负功,故B 错误;A 球机械能最小时,B 球动能最大,即加速度等于零,轻杆作用力为零,B 球对地的压力等于它的重力,C 正确;A 球落地时,B 的速度为零,在整个过程中,系统机械能守恒,由机械能守恒定律得:mgL =12mv 2,解得v =2gL ,故D 正确.8.如图所示,是磁流体发电机示意图.平行金属板a 、b 之间有一个很强的匀强磁场,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量等量正、负离子)垂直于磁场的方向喷入磁场,a 、b 两板间便产生电压.如果把a 、b 板与用电器相连接,a 、b 板就是等效直流电源的两个电极.若磁场的磁感应强度为B ,每个离子的电荷量大小为q 、速度为v ,a 、b 两板间距为d ,两板间等离子体的等效电阻为r ,用电器电阻为R .稳定时,下列判断正确的是( )A .图中a 板是电源的正极B .电源的电动势为BvqC .用电器中电流为BvqR +rD .用电器两端的电压为RR +r Bvd 答案 D解析 由左手定则,正离子受洛伦兹力向下偏转,负离子受洛伦兹力向上偏转,b 板为电源的正极,A 错误;由平衡条件得qvB =q U d ,电源电动势E =U =Bdv ,电流I =ER +r =BdvR +r,用电器两端的电压U R =IR =RR +rBvd ,故B 、C 错误,D 正确. 二、选择题Ⅱ(本题共4小题,每小题4分,共16分.每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分) 9.(2019·河北邯郸市测试)如图所示,在水平放置的半径为R 的圆柱体轴线的正上方的P 点,将一个小球以水平速度v 0垂直圆柱体的轴线抛出,不计空气阻力,重力加速度为g ,小球飞行一段时间后恰好从圆柱体的Q 点沿切线飞过,测得O 、Q 连线与竖直方向的夹角为θ,那么小球完成这段飞行的时间是( )A .t =v 0g tan θB .t =v 0tan θg C .t =R sin θv 0D .t =R cos θv 0答案 BC解析 小球以水平速度v 0垂直圆柱体的轴线抛出后做平抛运动,将其沿水平和竖直方向分解,在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动.设小球到达Q 点时的速度为v ,竖直速度为v y ,则由题设及几何知识得,小球从P 到Q 在水平方向上发生的位移为x =R sinθ,速度v 的方向与水平方向的夹角为θ,于是tan θ=v yv 0,根据运动规律得:v y =gt ,x=v 0t ,联立以上各式解得:t =R sin θv 0或t =v 0tan θg,故选B 、C. 10.(2019·广东肇庆市第二次统一检测)教学用发电机能够产生正弦式交变电流.利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R 供电,电路图如图所示.理想交流电流表和理想交流电压表的读数分别为I 、U ,R 消耗的功率为P .若将发电机线圈的匝数变为原来的2倍,其他条件均不变,下列说法正确的是( )A .R 消耗的功率变为2PB .电压表的读数为4UC .电流表的读数为2ID .通过R 的交变电流频率不变 答案 CD解析 原线圈两端的电压等于电动势的有效值, 为:U 1=22E m =22nBS ω 设原、副线圈的匝数比为k ,则副线圈两端的电压为:U =U 2=1k U 1=22knBS ω 当发电机线圈的匝数变为原来的2倍时, 有E m ′=n ′BS ω=2nBS ω=2E m 副线圈两端的电压为:U ′=2knBS ω所以U ′U=2,电压表的示数变为原来的2倍,故B 错误; 由公式P =U 2R可知,即R 消耗的功率变为原来的4倍,故A 错误;由于电压表的示数变为原来的2倍,由变压器的电压关系和能量守恒可知,电流表的示数变为原来的2倍,故C 正确;变压器不能改变交流电的频率,故D 正确.11.(2019·教育绿色评价联盟4月模拟)图甲为一列简谐横波在t =0时刻的波形图,P 、Q 为介质中的两个质点,图乙为质点P 的振动图象,则( )A .t =0.2 s 时,质点Q 沿y 轴负方向运动B .0~0.3 s 内,质点Q 运动的路程为0.3 mC .t =0.5 s 时,质点Q 的加速度小于质点P 的加速度D .t =0.7 s 时,质点Q 距平衡位置的距离小于质点P 距平衡位置的距离 答案 CD解析 波长λ=2 m ,周期T =0.4 s .由题图乙可知P 在t =0时开始向y 轴正方向运动,即波在向x 轴负方向传播,Q 点在t =0时向y 轴负方向运动,t =0.2 s 时,正在向y 轴正方向运动,A 错误;0~0.3 s 内,质点Q 完成34T 振动,由于Q 不是处于最大位移或平衡位置处,所以Q 通过的路程s ≠34×4×0.1 m=0.3 m ,B 错误;t =0.5 s 时P 点位于波峰位置,加速度最大,C 选项正确;t =0.7 s 时P 点位于波谷位置,距平衡位置距离最大,D 选项正确. 12.(2019·稽阳联考)氢原子光谱如图甲所示,图中给出了谱线对应的波长,玻尔的氢原子能级图如图乙所示,已知普朗克常量h =6.63×10-34J·s,可见光的频率范围约为4.2×1014~7.8×1014Hz ,则( )A .H α谱线对应光子的能量小于H δ谱线对应光子的能量B .图甲所示H α、H β、H γ、H δ四种光均属于可见光范畴C .H β对应光子的能量约为10.2 eVD .H α谱线对应的跃迁是从n =3能级到n =2能级 答案 ABD解析 由题图甲可知,H α谱线对应光子的波长大于H δ谱线对应光子的波长,结合E =hcλ可知,H α谱线对应光子的能量小于H δ谱线对应光子的能量,故A 正确;依据可见光的频率范围可知,甲图所示的四种光均属于可见光范畴,故B 正确;H β谱线对应光子的能量E 1=hcλ1=6.63×10-34×3.0×108486.3×10-9J≈4.09×10-19J≈2.556 eV,故C 错误;H α谱线对应光子的能量为E 2=hcλ2=6.63×10-34×3.0×108656.3×10-9J≈3.03×10-19J≈1.89 eV,可知H α谱线对应的跃迁是从n =3能级到n =2能级,故D 正确.三、非选择题(本题共5小题,共52分)13.(6分)(2019·金华十校期末)(1)“探究平抛物体的运动规律”实验的装置如图甲所示.下列说法正确的是________.A.斜槽必须是光滑的,且末端切线调成水平B.每次释放小球必须从斜槽同一位置由静止释放C.将球的位置记录在坐标纸上后,取下坐标纸,用直尺将所有点连成折线D.小球运动时不应与竖直面上的坐标纸相接触(2)在“探究求合力的方法”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套,如图乙所示.①下列实验操作正确的是________.A.用一个弹簧测力计与用两个弹簧测力计拉橡皮条时,只要满足橡皮条的长度相等B.拉橡皮条时,弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行C.实验中,两根细绳必须等长D.实验中,只需记下弹簧测力计的读数②实验中,弹簧测力计的示数如图丙所示,则图中弹簧测力计的读数为________ N.③某次实验中,若两个弹簧测力计的读数均为4 N,且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直,则________(选填“能”或“不能”)用一个量程为5 N的弹簧测力计测量出它们的合力,理由是__________.答案(1)BD (2)①B②2.50③不能两弹簧测力计拉力的合力超出弹簧测力计的量程14.(9分)(2019·绍兴市3月选考)小明同学利用如图甲所示电路测量多用电表欧姆挡内部电池的电动势和电阻.使用的器材有:多用电表,电压表(量程3 V、内阻为3 kΩ),滑动变阻器(最大阻值2 kΩ),导线若干.请完善以下步骤:(1)将多用电表的选择开关调到“×100”挡,再将红、黑表笔短接,________(填“机械”或“欧姆”)调零;(2)将图甲中多用电表的红表笔接a 端,黑表笔接b 端,那么电压表的右端为________接线柱(选填“+”或“-”);(3)欧姆表内部电路可等效为一个电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图乙所示,记电池的电动势为E ,欧姆表“×100”挡内部电路的总内阻为r ,调节滑动变阻器,测得欧姆表的读数R 和电压表读数U ,某次测量电压表的示数如图丙所示,读数为_______ V ,根据实验数据画出的1U-R 图线如图丁所示,求得电动势E =__________ V ,内部电路的总电阻r =________ k Ω.答案 (1)欧姆 (2)+(3)0.95(0.93~0.97) 1.46(1.44~1.48) 1.5(1.4~1.6)15.(10分)(2019·新高考研究联盟二次联考)熟练荡秋千的人能够通过在秋千板上适时站起和蹲下使秋千越荡越高.一质量为m 的人荡一架底板和摆杆均为刚性的秋千,底板和摆杆的质量均可忽略,假定人的质量集中在其重心.人在秋千上每次完全站起时其重心距悬点O 的距离为l ,完全蹲下时此距离变为l +d ,人在秋千上站起和蹲下过程都是在一极短时间内完成的.作为一个简单的模型,假设人在第一个最高点A 点从完全站立的姿势迅速完全下蹲,然后荡至最低点B ,随后他在B 点完全站直,继而随秋千荡至第二个最高点C ,这一过程中该人重心运动的轨迹如图所示,已知A 与B 的高度差为h 1.此后人以同样的方式回荡,重复前述过程,荡向第三、四个最高点.设人在站起和蹲下的过程中与秋千的相互作用力始终与摆杆平行,以最低点B 为重力势能零点,全过程忽略空气阻力,重力加速度为g .(1)试说明该人重心在A →A ′→B →B ′→C 四个阶段的机械能变化情况;(只需说明增大还是减小或不变)(2)求出从第一最高点A 按上述过程运动,第一次到最低点B 人还没有站起来的瞬间底板对人的支持力大小;(3)求第1次返回到左边站立时重心离B 点的高度是多少? 答案 见解析解析 (1)四个阶段的机械能变化为:减小 不变 增大 不变 (2)设刚开始∠AOB =θ1,由A ′到B 机械能守恒可得mg (l +d )(1-cos θ1)=12mv B 2 B 点:F N -mg =mv B 2l +d又cos θ1=l +d -h 1l解得F N =mg (3-2cos θ1)=mgl +2h 1-2dl(3)每次从最高点到下一最高点势能均增加 第1次到右边最高点时∠BOC =θ2第1次到右边站立时重心离B 点的高度为h 2, 第1次返回到左边站立时重心离B 点的高度为h 3 则A 到C 势能增加量为ΔE p1=mgd (1-cos θ1) 又E k B =mg (l +d )(1-cos θ1)=E k B ′=mgl (1-cos θ2) 所以1-cos θ2=l +dl(1-cos θ1) 且mgh 2=mgh 1+mgd (1-cos θ1)同理可得C 到第1次返回到左边站立时势能增加量 ΔE p2=mgd (1-cos θ2)=mgd (1-cos θ1)l +dl. mgh 3=mgh 2+mgd (1-cos θ2)=mgh 1+mgd (1-cos θ1)⎝⎛⎭⎪⎫1+l +d l 解得h 3=h 1+⎝⎛⎭⎪⎫h 1-d l ⎝ ⎛⎭⎪⎫2l +d l d .16.(12分)(2019·余姚市4月选考)如图所示,在y 轴右侧平面内存在方向向里的匀强磁场,磁感应强度大小B =0.5 T ,坐标原点O 有一放射源,可以向y 轴右侧平面沿各个方向放射m q=2.5×10-7 kg/C 的正离子,这些离子速率分别在从0到最大值v m =2×106 m/s 的范围内,不计重力和离子之间的相互作用.(1)求离子打到y 轴上的范围;(2)若在某时刻沿+x 方向放射各种速率的离子,求经过5π3×10-7 s 时这些离子所在位置构成的曲线方程;(3)若从某时刻开始向y 轴右侧方向放射各种速率的离子,求经过5π3×10-7 s 时已进入磁场的离子可能出现的区域面积.答案 见解析解析 (1)离子进入磁场中做匀速圆周运动的最大半径为R由牛顿第二定律得:Bqv m =m v m 2R解得R =mv m Bq=1 m 由几何关系知,离子打到y 轴上的范围为0到2 m.(2)离子在磁场中运动的周期为T ,则T =2πR v m =2πm Bq=π×10-6 s 设t =5π3×10-7 s 时,这些离子轨迹所对应的圆心角为θ 则θ=2πt T =π3这些离子构成的曲线如图所示,并令某一离子在此时刻的坐标为(x ,y ),则x m =R sin θ=32m由几何关系得y =x tan(π2-θ) 解得y =33x ⎝ ⎛⎭⎪⎫0≤x ≤32 (3)将第(2)问中图中的OA 段从沿y 轴方向顺时针旋转,交x 轴于点C ,以C 为圆心、R 为半径作圆弧,相交于B ,则两圆弧及y 轴所围成的面积即为在t =0向y 轴右侧各个方向不断放射各种速度的离子在t =5π3×10-7时已进入磁场的离子所在区域由几何关系可求得此面积为:S =512πR 2+16πR 2-12R ×32R =712πR 2-34R 2 则S =⎝ ⎛⎭⎪⎫712π-34 m 2 17.(15分)(2019·金华十校高三期末)如图甲所示,两光滑导轨由水平、倾斜两部分平滑连接,相互平行放置,两导轨相距L =1 m ,倾斜导轨与水平面成θ=30°角.倾斜导轨所处的某一矩形区域BB ′C ′C 内有一垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B 1=1 T ,B 、C 间距离为L 1=2 m .倾斜导轨上端通过单刀双掷开关S 连接R =0.8 Ω的电阻和电容C =1 F 的未充电的电容器.现将开关S 掷向1,接通电阻R ,然后从倾斜导轨上离水平面高h =1.45 m 处垂直于导轨静止释放金属棒ab ,金属棒的质量m =0.4 kg ,电阻r =0.2 Ω,金属棒下滑时与导轨保持良好接触,在到达斜面底端CC ′前已做匀速运动.金属棒由倾斜导轨滑向水平导轨时无机械能损失,导轨的电阻不计.当金属棒经过CC ′时,开关S 掷向2,接通电容器C ,同时矩形区域BB ′C ′C 的磁感应强度B 1随时间变化如图乙所示.水平导轨所处的某一矩形区域CC ′D ′D 内无磁场,C 、D 间距离为L 2=8 m .DD ′右侧的水平轨道足够长且两水平轨道内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B 2=2 T ,g =10 m/s 2,求:(1)金属棒刚进入矩形磁场区域BB ′C ′C 时两端的电压;(2)金属棒通过矩形磁场区域BB ′C ′C 的过程中,电阻R 产生的热量;(3)若金属棒在矩形区域CC ′D ′D 内运动,到达DD ′前电流为零,则金属棒进入DD ′右侧磁场区域运动达到稳定后,电容器最终所带的电荷量.答案 见解析解析 (1)金属棒进磁场前机械能守恒:mg (h -L 1sin θ)=12mv 12得:v 1=3 m/s刚进磁场时:E 1=B 1Lv 1=3 V得U =RR +r E 1=2.4 V(2)金属棒到达底端CC ′已匀速:mg sin θ=B 1B 1Lv 2R +r L得v 2=2 m/s金属棒通过矩形磁场区域BB ′C ′C 的过程中:mgh =12mv 22+Q得Q =5 J电阻R 产生的热量Q R =RR +r Q =4 J(3)B 1随时间变化4 s 内:U C 1=LL 1ΔB 1Δt =0.5 V金属棒在无磁场区域内匀速:t =L 2v 2=4 s进磁场B 2时B 1刚好不变,电容器继续充电,当电容器充电稳定时:U C 2=B 2Lv 3,此过程中电容器中变化的电荷量ΔQ =CU C 2-CU C 1设此过程中的平均电流为I ,时间为t ′,根据动量定理有:-B 2L I t ′=mv 3-mv 2其中I t ′=ΔQ得:v 3=922 m/s电容器最终所带的电荷量:Q 终=CU C 2=911 C。
选择题题型练(三)一、选择题Ⅰ(本题共8小题,每小题4分,共32分.每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)1.(2019·金华十校期末)一辆汽车从甲地驶往乙地做直线运动,已知甲、乙两地相距750m,汽车的运动情况如图所示,则( )A.汽车加速过程的加速度小于减速过程的加速度B.汽车在8s时的速度方向与25s时的速度方向相反C.汽车在加速过程的位移与减速过程的位移方向相同D.汽车在加速过程的时间等于减速过程的时间答案 C2.(2019·广东肇庆市第二次统一检测)小明同学在练习投篮时将篮球从同一位置斜向上抛出,其中有两次篮球垂直撞在竖直放置的篮板上,篮球运动轨迹如图所示,不计空气阻力,关于篮球从抛出到撞击篮板前,下列说法正确的是( )A.两次在空中的时间可能相等B.两次抛出的水平初速度可能相等C.两次抛出的初速度竖直分量可能相等D.两次抛出的初动能可能相等答案 D解析将篮球的运动反向处理,即为平抛运动,由题图可知,第二次运动过程中的高度较小,所以运动时间较短,故A错误;反向视为平抛运动,则平抛运动在水平方向做匀速直线运动,水平射程相等,但第二次用的时间较短,故第二次水平分速度较大,故B错误;在竖直方向上做自由落体运动,由题图可知,第二次抛出时速度的竖直分量较小,故C错误;根据速度的合成可知,水平速度第二次大,竖直速度第一次大,故抛出时的动能有可能相等,故D正确.3.(2019·温州市联考)环球飞车是一场将毫无改装的摩托车文化与舞台进行演绎的特技表演.近日在银泰城就进行了精彩的环球飞车表演.如图在舞台中固定一个直径为6.5m 的球形铁笼,若其中有一辆摩托车在球心共面的水平圆面上做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )A .摩托车受摩擦力、重力、弹力和向心力的作用B .摩托车做圆周运动的向心力由弹力提供C .在此圆周运动中摩托车受到的弹力不变D .摩托车受到水平圆面内与运动方向相同的摩擦力 答案 B解析 摩托车受摩擦力、重力、弹力,其中弹力充当向心力,不是受到向心力,故A 错误,B 正确;弹力充当向心力,方向时刻变化,故C 错误;摩托车受到竖直向上的摩擦力,故D 错误.4.(2019·甘肃兰州市第一次诊断)中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统,是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统、欧洲伽利略卫星导航系统之后第四个成熟的卫星导航系统.在北斗卫星导航系统中,有5颗地球静止轨道卫星,它们就好像静止在地球上空的某一点.对于这5颗静止轨道卫星,下列说法正确的是( ) A .它们均位于北京正上方 B .它们的周期小于近地卫星的周期 C .它们离地面的高度都相同D .它们必须同时正常工作才能实现全球通讯 答案 C解析 所有地球静止轨道卫星的位置均位于赤道正上方,故A 错误;地球静止轨道卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径,据开普勒第三定律知,地球静止轨道卫星的周期大于近地卫星的周期,故B 项错误;根据G Mmr2=m ⎝⎛⎭⎪⎫2πT 2r 知,地球静止轨道卫星的轨道半径相同,离地面的高度相同,故C 项正确;地球静止轨道卫星离地高度较高,有三颗地球静止轨道卫星工作就可实现全球通讯,故D 项错误.5.(2019·稽阳联考)自主品牌比亚迪汽车,2018年度新能源汽车总销量超越全球知名品牌特斯拉,旗下热销车型比亚迪·唐好评如潮.表格中是纯电动汽车比亚迪·唐的部分技术参数,分析可知( )A.工况条件下百公里耗电量为17.3kW·h B .电池组容量约为2.98×108CC .若持续额定机械功率工作,可工作约0.46hD .在水平直道上以最高车速行驶时,受到的阻力约为4050N 答案 D解析 百公里耗电量为82.8×100520kW·h≈15.9kW·h,A 错误;82.8×1000×3600J≈2.98×108J ,容量与能量不是同一概念,B 错误;82.8180h =0.46h ,但这种算法没有考虑转化效率;f =F =P v m =1800001603.6N =4050N ,D 正确.6.(2019·教育绿色评价联盟4月模拟)如图所示,一根粗糙的水平横杆上套有A 、B 两个轻环,系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态,现将两环距离变小后书本仍处于静止状态,则( )A .杆对A 环的支持力变大B .B 环对杆的摩擦力变小C .杆对A 环的力不变D .与B 环相连的细绳对书本的拉力变大 答案 B解析 将A 、B 两个轻环、绳及书本视为整体,在竖直方向上,整体受到向下的重力和向上的支持力作用,两个支持力大小之和等于重力,F N =12mg ,大小保持不变,A 错误;对B 环进行受力分析F f =F N tan θ=12mg tan θ,两环距离变小,tan θ减小,F f 变小,B 正确;对A 环受力分析与B 环类似,杆对环的力为支持力F N 和摩擦力F f 的合力与F T 大小相等,F T =F Ncos θ,当θ发生变化时,F T 发生变化,C 错误;F T cos θ=12mg ,两环距离变小,cos θ变大,细绳上的拉力变小,D 错误.7.(2019·湖北稳派教育上学期第二次联考)某同学为研究反冲运动,设计了如图所示的装置,固定有挡光片的小车内表面水平,置于光滑水平面上,挡光片宽为d ,小车的左侧不远处有固定的光电门,用质量为m 的小球压缩车内弹簧,并锁定弹簧,整个装置处于静止,解除锁定,小球被弹射后小车做反冲运动并通过光电门,与光电门连接的计时器记录挡光片挡光时间为t ,小车、弹簧和挡光片的总质量为3m ,则小球被弹出小车的瞬间相对于地面的速度大小为( )A.d tB.2d tC.3d tD.4d t答案 C解析 解除锁定,小球被弹射后小车做反冲运动,经时间t 通过光电门,则小车匀速运动的速度大小为v 1=d t,设小球的速度大小为v 2,根据反冲运动的特点可知,小车与小球总动量为零,根据动量守恒定律得:3mv 1=mv 2,得小球的速度大小为v 2=3dt.8.(2019·山东菏泽市下学期第一次模拟)如图所示,abcd 为边长为L 的正方形,在四分之一圆abd 区域内有垂直正方形平面向外的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B .一个质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子从b 点沿ba 方向射入磁场,结果粒子恰好能通过c 点,不计粒子的重力,则粒子的速度大小v 0为( )A.qBLmB.2qBLmC.(2-1)qBLmD.(2+1)qBLm答案 C解析 粒子沿半径方向射入磁场,则出射速度的反向延长线一定过圆心,由于粒子能经过c 点,因此粒子出磁场时一定沿ac 方向,轨迹如图,由几何关系可知,粒子做圆周运动的半径r =2L -L =(2-1)L ,根据牛顿第二定律得qv 0B =m v 02r ,求得v 0=(2-1)qBLm,C 项正确.二、选择题Ⅱ(本题共4小题,每小题4分,共16分.每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有错选的得0分) 9.(2019·温州市联考)如图所示,将两块相同的木块a 、b 置于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧连接,两侧用细绳固定于墙壁.开始时a 、b 均静止.弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,a 所受摩擦力F f a ≠0,b 所受摩擦力F f b =0,现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间( )A .F f a 大小不变B .F f a 方向改变C .F f b 仍然为零D .F f b 方向向右 答案 AD解析 将右侧细绳剪断瞬间,速度不能突变,弹簧的弹力的大小不变,故b 仍静止,弹簧对木块b 作用力方向向左,所以b 所受摩擦力F f b 方向应该向右;由于弹簧弹力不能发生突变,剪断瞬间,弹簧弹力不变,a 的受力的情况不变,所受摩擦力也不变,所以选项A 、D 正确. 10.(2019·嘉兴一中高三期末)关于如图所示的四幅图,以下说法中正确的是( )A .图甲是α粒子散射实验示意图,当显微镜在A 、B 、C 、D 中的A 位置时荧光屏上接收到的α粒子数最多B.图乙是氢原子的能级示意图,氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时吸收了一定频率的光子能量C.图丙是光电效应实验示意图,当光照射锌板时验电器的指针发生了偏转,则此时验电器的金属杆带的是正电荷D.图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样,该实验现象说明实物粒子也具有波动性答案ACD解析题图乙中氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时,放出一定频率的光子.11.(2019·山东临沂市2月质检)在x轴上有两个波源,分别位于x=-0.2m和x=1.2m处,振幅均为A=2cm,由它们产生的两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,波速均为v =0.4m/s,图示为t=0时刻两列波的图象(传播方向如图所示),此刻平衡位置处于x=0.2m 和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动.质点M的平衡位置处于x=0.5m处,关于各质点运动情况判断正确的是( )A.质点P、Q都首先沿y轴负方向运动B.t=0.75s时刻,质点P、Q都运动到M点C.t=1s时刻,质点M相对平衡位置的位移为-2cmD.经过1s后,M点的振幅为4cm答案AD解析由波的传播方向及上、下坡法可确定质点的振动方向.两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,则质点P、Q均首先沿y轴负方向运动,故A正确;质点不随波迁移,所以质点P、Q都不会运动到M点,故B错误;波长为0.4m,波速为0.4m/s,则由波长与波速关系可求出,波的周期为T=1s,波传播到M的时间为0.75T,当t=1s时刻,两波的波谷恰好传到质点M,所以M点的位移为-4cm,以后M点的振幅为4cm,故C错误,D正确.12.(2018·全国卷Ⅰ·21)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面b上的电势为2V.一电子经过a时的动能为10eV,从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV.下列说法正确的是( )A.平面c上的电势为零B.该电子可能到达不了平面fC.该电子经过平面d时,其电势能为4eVD .该电子经过平面b 时的速率是经过d 时的2倍 答案 AB解析 因等势面间距相等,由U =Ed 得相邻虚线之间电势差相等,由a 到d ,eU ad =6eV ,故U ad =6V ;各虚线电势如图所示,因电场力做负功,故电场方向向右,沿电场线方向电势降低,φc =0,A 项正确;因电子的速度方向未知,若不垂直于等势面,如图中实线所示,电子可能到达不了平面f ,B 项正确;经过d 时,电势能E p =e φd =2eV ,C 项错误;由a 到b ,W ab =E k b -E k a =-2eV ,所以E k b = 8eV ;由a 到d ,W ad =E k d -E k a =-6eV ,所以E k d =4eV ;则E k b =2E k d ,根据E k =12mv 2知v b =2v d ,D 项错误.。
2020年浙江高考高效提分物理新突破考前冲刺卷(一)(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32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)(共8题)第(1)题小明同学从地面上方O点将一个篮球(可视为质点)以速度斜向上方抛出,速度与水平方向成角斜向上,同时在O点正下方一智能小车从静止做匀加速直线运动,已知篮球落地点P与O的连线与水平地面成角,结果智能小车恰好在P点接到篮球,由此可知智能小车的加速度为( )A.B.C.D.第(2)题我国核电站的建设始于20世纪80年代中期。
首台核电机的组装在秦山核电站进行,核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中,因此核能发电不会造成空气污染,不会加重地球温室效应。
核反应堆的主要用材为铀核,铀核()经过m次α衰变和n次β衰变变成铅核(),关于该过程,下列说法中正确的是( )A.,B.其中β衰变生成的电子是原子核外电子电离产生的C.铀核()的比结合能比铅核()的比结合能小D.铀核()衰变过程的半衰期随环境温度的升高逐渐变小第(3)题甲、乙两个物体沿同一直线运动,甲做匀速运动,乙做初速度为零的匀加速运动,它们位置随时间的变化如图所示,当时,甲、乙相距最远,是乙的图线与轴交点的切线。
则( )A.甲、乙相距最远距离是B.乙的加速度大小是C.在时,甲、乙相遇D.甲、乙相遇时甲的位置第(4)题下列选项中的科学理论或实践,属于同一位科学家所做贡献的是( )A.“提出光电效应方程”和“提出质能方程”B.“统一电磁场理论”和“实验发现电磁波存在”C.“发现万有引力定律”和“测出万有引力常量G”D.用“轰击获得质子”和“轰击获得”第(5)题中医拔罐疗法在中国有着悠久的历史,早在成书于西汉时期的帛书《五十二病方》中就有类似于后世的火罐疗法。
其方法是以罐为工具,将点燃的纸片放入一个小罐内,当纸片燃烧完时,迅速将火罐开口端紧压在皮肤上,火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上,造成局部瘀血,以达到通经活络、行气活血、消肿止痛、祛风散寒等作用的疗法。
2020年浙江高考高效提分物理新突破考前冲刺卷(一)(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32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)(共8题)第(1)题图为某兴趣小组发射的自制水火箭。
发射前瓶内空气的体积为1.2L,水的体积为0.8L,瓶内空气压强为3atm。
打开喷嘴后水火箭发射升空,忽略瓶内空气温度的空气变化,外界大气压强为1atm。
在瓶内的水刚喷完瞬间,瓶内空气的压强为( )A.1.8atm B.2.1atm C.2.5atm D.2.8atm第(2)题某同学研究绳波的形成与传播规律。
取一条较长的软绳,用手握住一端A水平拉直后,沿竖直方向抖动,即可观察到绳波的形成。
该同学先后两次抖动后,观察到如图中所示的甲、乙两个绳波,则下列关于手握一端A振动情况的描述,正确的是( )A.B.C.D.第(3)题植物通过光合作用和呼吸作用与环境交换碳元素,体内碳14的比例与大气中的相同。
植物枯死后,遗体内的碳14仍在发生衰变,不断减少,但不能得到补充。
现测得甲、乙两种古木样品中碳14的含量分别是现代植物的和,由此可以推断甲、乙两种古木的年龄之比大约为( )A.1∶2B.2∶1C.1∶4D.4∶1第(4)题下列不属于理想物理模型的是( )A.元电荷B.点电荷C.质点D.单摆第(5)题在平直的公路上行驶的甲车和乙车,其位置x随时间t变化的图像分别为图中直线和曲线。
已知乙车做匀变速直线运动,当时,直线和曲线相切,下列说法中正确的是( )A.时刻乙车的速度大小为B.时间内甲车的平均速度大于乙车的平均速度C.时间内甲车与乙车间的距离一直在增大D.乙车的加速度大小为第(6)题如图所示,垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a,磁感应强度的大小为。
一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框CDEF从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域,在图中给出的线框E、F两端的电压与线框移动距离x的关系的图像正确的是( )A.B.C.D.第(7)题如图所示为生活中的一款新式吊灯,图中的五根轻质悬线长度相等,与竖直方向的夹角均为,悬线又系于结点B,结点B通过轻质锁链悬于O点。
2020年浙江高考物理高频考点新突破考前冲刺卷(一)(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32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)(共8题)第(1)题小洪同学乘出租车从校门口出发,到火车站接到同学后当即随车回校.出租车票如图所示,则以下说法正确的是( )A.位移为16.2kmB.路程为0C.11:48指的是时间D.11:05指的是时刻第(2)题到2022年10月12日为止我国宇航员已进行了三次太空授课,在天宫课堂上我们看到宇航员们演示物理、化学实验,从中获取知识。
如图甲所示,某同学在观看太空水球光学实验后,想研究光在含有气泡的水球中的传播情况,于是找到一块环形玻璃砖模拟光的传播,俯视图如图乙所示。
光线a沿半径方向射入玻璃砖,光线b与光线a平行,两束光线之间的距离设为x,已知玻璃砖内圆半径为R,外圆半径为2R,折射率为,光在真空中的速度为c,不考虑光的多次反射。
下列关于光线b的说法正确的是()A.当时,光可能经过内圆B.当时,光线从外圆射出的方向与图中入射光线的夹角为30°C.当时,光线在玻璃砖中的传播时间为D.此状态下的太空水球处于完全失重状态,不受重力第(3)题下列哪一句话可从牛顿第一定律演绎得出A.质量是物体惯性的量度B.物体的运动需要力来维持C.质量一定的物体加速度与合外力成正比D.物体有保持原有运动状态的特性第(4)题在物理学发展的过程中,许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。
在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中,正确的说法是( )A.牛顿用实验的方法测出万有引力常量GB.安培发现了通电导线的周围存在磁场C.欧姆发现了欧姆定律,说明了热现象和电现象之间存在联系D.伽利略认为在地球同一点重物轻物下落一样快第(5)题2021年科学家们利用14C测年法估测出我国三星堆遗址三号坑的大概年份。
其测量依据是:大气中的14N在宇宙射线的轰击下转换为14C,其核反应方程为,14C通过光合作用和新陈代谢作用进入生物体内,生物活着的时候其体内12C和14C 的比例保持不变,当生物死后,14C发生衰变,其含量逐渐减少,14C的半衰期约为5700年,其衰变方程为,下列说法正确的是( )A.X为光子B.生物活着时体内14C不会发生衰变C.14C发生的是β衰变D.生物死后11400年,体内14C将完全衰变成14N第(6)题小明家住16层,他放学后,乘坐电梯从1层直达16层。
计算题题型练(五)
1.(2019·宁波市3月模拟)如图所示,两根一端带有挡柱的金属导轨MN 和PQ 与水平面成θ=37°角,两导轨间距L =1 m ,导轨自身电阻不计,整个装置处在磁感应强度B =2 T 的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上,两根完全相同的金属棒ab 和cd ,每根棒长为L ,质量m =1 kg ,电阻R =1 Ω,始终垂直放在导轨平面上且与导轨保持良好接触.现让金属棒cd 放置在挡柱上,金属棒ab 在沿斜面向上的外力F 作用下从轨道上某处由静止开始做加速度a =
2.5 m /s 2的匀加速直线运动,直到金属棒cd 刚要滑动时撤去外力F ;此后金属棒ab 继续向上运动约0.35 s 后减速为0,且金属棒ab 向下返回到初始出发点时的速度大小可认为是1 m/s.已知两金属棒与导轨间的动摩擦因数均为0.5,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g 为10 m/s 2.
求:
(1)金属棒cd 刚要滑动时,金属棒ab 的速度大小;
(2)金属棒ab 沿斜面向上匀加速运动过程中外力的最大值;
(3)金属棒ab 从最高点返回到原始出发点过程中棒cd 上所产生的焦耳热.
答案 (1)5 m/s (2)22.5 N (3)5.5 J
解析 (1)当金属棒cd 刚要滑动时满足:
BIL =mg sin θ+μmg cos θ
I =BL v
2R
联立解得v =5 m/s ;
(2)对金属棒ab :
F -mg sin θ-μmg cos θ-BIL =ma
I =BL v
2R
v =at
代入数据可知F 随t 线性变化,当v =5 m/s 时,F 有最大值F m =22.5 N ;
(3)匀加速过程中,金属棒ab 的位移为:x 1==5 m
v 2
2a 撤力后金属棒cd 仍静止,设金属棒ab 减速滑行的位移为x 2,则由动量定理(μmg cos θ+mg sin θ+BLi )Δt =m ·Δv
累加求和:(μmg cos θ+mg sin θ)t +=m v
2R
解得x 2=0.75 m
设金属棒ab 返回到出发点时的速度为v 1,
由能量守恒:mg (x 1+x 2)sin θ=μmg cos θ(x 1+x 2)+m v +2Q ,解得Q =5.5 J.
12122.(2019·嘉、丽3月联考)如图所示,斜面ABC 下端与圆弧轨道CDE 相切于C ,整个装置竖直固定,D 是圆轨道的最低点,斜面的倾角θ=37°,B 与圆心O 等高,圆弧轨道半径r =0.5 m ,斜面高h =1.4 m .现有一个质量m =1 kg 的小物块P (视为质点)从斜面上端A 点静止下滑,经竖直圆轨道回到最低点D ′点以后经直轨道D ′F 冲上两个半径为R =0.4 m 的圆管轨道,所有轨道均光滑,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g 取10 m/s 2
,忽略空气阻力,求:(1)物块到达D 点对轨道的压力大小;
(2)若物块要不脱离轨道的基础上能通过圆管轨道最高点G ,则物块释放的高度H 至少为多少(距离斜面底端的高度);
(3)现在在BC 段铺上不同材料,材料的动摩擦因数μ≤2,物块仍然从A 点静止下滑,则要使物块最终停在BC 的中点位置Q (图中未标示),试着讨论μ可能的取值.
答案 (1)70 N (2)1.15 m (3)见解析
解析 (1)从A 点到D 点过程,由动能定理得:mg (h +r -r cos θ)=m v 12D 2
F N -mg =m v D 2r
解得F N =70 N
根据牛顿第三定律,物块到达D 点对轨道的压力大小为70 N.
(2)在E 点,对小物块有mg +F N =m ,知要不脱轨,F N ≥0,小物块在E 点的速度v E 不v E 2r 能小于gr
由A 到E ,有mg (H +r -r cos θ)=m v +2mgr
12E 2解得H ≥1.15 m.
因E 点高于G 点,由机械能守恒定律知满足条件的H 至少为1.15 m.
(3)由几何关系,BC 的长度l == m
tan θ3从A 点到Q 点:
mg -Nμmg ·l cos θ=0(N =1,3,5,7…)(h -12l sin θ)
12解得μ=(N =1,3,5,7…)
9
2N 且满足μmg cos θ≥mg sin θ,即2≥μ≥0.75
物块能做往复运动,需满足mg (h +r -r cos θ)-μmgl cos θ≤mgr ,解得μ≥,则2≥μ≥158158解得:2.25≤N ≤2.4,所以不存在这样的动摩擦因数μ值.
3.(2019·浙南名校联盟期末)真空中有一半径为R 的圆形区域内存在方向垂直纸面的匀强磁场,如图甲所示,虚线圆的右侧放置一对水平正对放置的金属板M 和N ,两金属板的中心线O 1O 2与虚线圆的圆心O 在同一水平线上.在圆上P 点(位于O 点的正下方)处有一点状电子源,电子源可以向各个方向发射速率均为v 0的电子,当其中一个电子沿PO 方向射入磁场时,电子恰好从圆上的O 1点沿两板中心线射出,电子在进入金属板的瞬间给两板加上图乙所示的交变电压,最后电子恰好从M 板的边缘水平飞出.已知金属板的板长L 和板间距d 都等于2R ,电子的质量为m 、电荷量为e ,忽略电子的重力和相互间的作用力.求:
(1)圆形区域内的磁感应强度大小B ;
(2)图乙中周期T ;
(3)图乙中U 0;
(4)若使电子源均匀向磁场中各方向发射电子一小段时间,并给金属板加上合适的恒定电压,使得出磁场的电子恰好都打在N 板上,求板上ab 段与bc 段(ab =bc )接收到的电子数之比.
答案 (1) (2)(n =1,2,3…)
m v 0eR 2R
n v 0(3)(n =1,2,3…) (4)1∶2
2nm v 02e 解析 (1)根据电子的偏转和左手定则知,圆形区域内的磁场方向垂直纸面向里,对于从O 1点射出的电子,在磁场中做圆周运动,轨迹半径为R ,则
e v 0B =m ,得B =.
v 02R m v 0eR
(2)画出从O 1点射出磁场的电子运动轨迹图,
根据电子恰好从M 板的边缘水平飞出知,电子在板间的运动时间为交变电压的周期的整数
倍,则t ==nT ,得T =(n =1,2,3…)
L v 02R
n v
0(3)粒子在板间偏转的总位移y 总=2n ·at ′2
12代入y 总=,a =,t ′=,d =2R 得U 0=
(n =1,2,3…)d 2eU 0md T 22nm v 02e (4)设给金属板加上的恒定电压为U ,水平向左发射的电子经过磁场偏转后,经上极板边缘
水平入射,恰好打到下极板c 点,则2R =t 12eU md 12
L =v 0t 1
同理,若从极板间水平射入的电子恰好打到b 点,则
y =t ,=v 0t 2,解得y =12eU md 22L 2R 2
则由几何关系可得:从P 点所发射电子的方向斜向右上方且与水平方向夹角为60°时,恰好打到b 点
因此,N 板上ab 段与bc 段(ab =bc )接收到的电子数之比为1∶2.。