2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练专题6.9与连接体相关的能量问题(提高篇)(含解析)
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2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练(选修3-2)第四部分 电磁感应专题4.11 电磁感应中的能量问题(基础篇)一.选择题1. (多选)如图所示,竖直放置的“”形光滑导轨宽为L ,矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d ,磁感应强度为B .质量为m 的水平金属杆由静止释放,进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等.金属杆在导轨间的电阻为R ,与导轨接触良好,其余电阻不计,重力加速度为g .金属杆( )A.刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下B.穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间C.穿过两磁场产生的总热量为4mgdD.释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h 可能小于m 2gR 22B 4L 4【参考答案】 BC【名师解析】 穿过磁场Ⅰ后,金属杆在磁场之间做加速运动,在磁场Ⅱ上边缘速度大于从磁场Ⅰ出来时的速度,即进入磁场Ⅰ时的速度等于进入磁场Ⅱ时的速度,大于从磁场Ⅰ出来时的速度,金属棒在磁场Ⅰ中做减速运动,加速度方向向上,A 错误;金属棒在磁场Ⅰ中做减速运动,由牛顿第二定律知BIL -mg =B 2L 2vR -mg =ma ,a 随着减速过程逐渐变小,即在前一段做加速度减小的减速运动,在磁场之间做加速度为g 的匀加速直线运动,两个过程位移大小相等,由v -t 图象(可能图象如图所示)可以看出前一段用时多于后一段用时,B 正确;由于进入两磁场时速度相等,由动能定理知, W 安1-mg ·2d =0, W 安1=2mgd .即通过磁场Ⅰ产生的热量为2mgd ,故穿过两磁场产生的总热量为4mgd ,C 正确; 设刚进入磁场Ⅰ时速度为v ,则由机械能守恒定律知mgh =12mv 2,①进入磁场时BIL -mg =B 2L 2vR -mg =ma ,解得v =m a +g RB 2L 2,②由①②式得h =m 2a +g 2R 22B 4L 4g >m 2gR 22B 4L4,D 错误.2.如图所示,光滑斜面的倾角为θ,斜面上放置一矩形导体线框abcd ,ab 边的边长为l 1,bc 边的边长为l 2,线框的质量为m ,电阻为R ,线框通过绝缘细线绕过光滑的定滑轮与一重物相连,重物质量为M .斜面上ef 线(ef 平行底边)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度为B ,如果线框从静止开始运动,进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的,且线框的ab 边始终平行于底边,则下列说法正确的是( )A .线框进入磁场前运动的加速度为Mg -mg sin θmB .线框进入磁场时匀速运动的速度为(Mg -mg sin θ)RBl 1C .线框做匀速运动的总时间为B 2l 21Mg -mgR sin θD .该匀速运动过程中产生的焦耳热为(Mg -mg sin θ)l 2 【参考答案】D【名师解析】由牛顿第二定律得,Mg -mg sin θ=(M +m )a ,解得线框进入磁场前运动的加速度为Mg -mg sin θM +m ,A 错误;由平衡条件,Mg -mg sin θ-F 安=0,F 安=BIl 1,I =ER ,E =Bl 1v ,联立解得线框进入磁场时匀速运动的速度为v =(Mg -mg sin θ)R B 2l 21,B 错误;线框做匀速运动的总时间为t =l 2v=B 2l 21l 2(Mg -mg sin θ)R,C 错误;由能量守恒定律,该匀速运动过程中产生的焦耳热等于系统重力势能的减小量,为(Mg -mg sin θ)l 2,D 正确.3.两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L ,顶端接阻值为R 的电阻.质量为m 、电阻为r 的金属棒在距磁场上边界某处由静止释放,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度大小为B ,方向垂直纸面向里的匀强磁场垂直,如图所示,不计导轨的电阻,重力加速度为g ,则下列说法错误的是( )A .金属棒在磁场中运动时,流过电阻R 的电流方向为b →aB .金属棒的速度为v 时,金属棒所受的安培力大小为B 2L 2vR +rC .金属棒的最大速度为mg (R +r )BLD .金属棒以稳定的速度下滑时,电阻R 的热功率为⎝⎛⎭⎫mg BL 2R 【参考答案】C【名师解析】金属棒在磁场中向下运动时,由楞次定律知,流过电阻R 的电流方向为b →a ,选项A 正确;金属棒的速度为v 时,金属棒中感应电动势E =BLv ,感应电流I =E R +r ,所受的安培力大小为F =BIL =B 2L 2v R +r ,选项B 正确;当安培力F =mg 时,金属棒下滑速度最大,金属棒的最大速度为v =mg (R +r )B 2L 2,选项C 错误;金属棒以稳定的速度下滑时,电阻R 和r 的总热功率为P =mgv =⎝⎛⎭⎫mg BL 2(R +r ),电阻R 的热功率为⎝⎛⎭⎫mg BL 2R ,选项D 正确.4.(2016河南开封一模)如右图所示,足够长的光滑导轨倾斜放置,导轨宽度为L ,其下端与电阻R 连接;导体棒ab 电阻为r ,导轨和导线电阻不计,匀强磁场竖直向上。
第四部分电磁感应专题4.36 近三年高考真题精选精练(能力篇)一.选择题1.(2018高考全国理综I)如图,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中心,O为圆心。
轨道的电阻忽略不计。
OM是有一定电阻。
可绕O转动的金属杆。
M端位于PQS上,OM与轨道接触良好。
空间存在半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,现使OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程Ⅰ);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B'(过程Ⅱ)。
在过程Ⅰ、Ⅱ中,流过OM的电荷量相等,则BB等于()A.54B.32C.74D.2【参考答案】B【名师解析】本题考查电磁感应、磁通量变化等知识点。
过程I回路中磁通量变化△Φ1=14BπR2,设OM的电阻为R,流过OM的电荷量Q1=△Φ1/R。
过程II回路中磁通量变化△Φ2=12(B’-B)πR2,流过OM的电荷量Q2=△Φ2/R。
Q2= Q1,联立解得:B’/B=3/2,选项B正确。
2.(2018高考全国理综I)如图,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。
将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态。
下列说法正确的是()A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动【参考答案】AD【名师解析】本题考查电磁感应、安培定则等知识点。
开关闭合的瞬间,左侧的线圈中磁通量变化,产生感应电动势和感应电流,由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由南向北,由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向里,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动,选项A正确;开关闭合并保持一段时间后,左侧线圈中磁通量不变,线圈中感应电动势和感应电流为零,直导线中电流为零,小磁针恢复到原来状态,选项BC错误;开关闭合并保持一段时间后再断开后的瞬间,左侧的线圈中磁通量变化,产生感应电动势和感应电流,由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由北向南,由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向外,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动,选项D正确。
100考点最新模拟题千题精练6-61.(2018华大新高考联盟11月测评)固定的光滑斜面轨道AB的末端连接着光滑水平轨道BC,有直径均为d的六只相同的钢球排放在斜面轨道上,被挡板顶住处于静止状态。
已知斜面轨道的倾角为α,水平轨道BC的长度为3d,且不计钢球经过B点连接体的能量损耗。
当抽去挡板后,从钢球开始下滑到最终落在水平地面的过程中A.1号球的机械能守恒B.6号球的机械能不守恒C.钢球落在地面上共有6个落点D.钢球落在地面上共有4个落点【参考答案】BD2.(2018广州一模)如图,质量为1kg的小物块从倾角为30°、长为2m的光滑固定斜面顶端由静止开始下滑,若选初始位置为零势能点,重力加速度取10m/s2,则它滑到斜面中点时具有的机械能和动能分别是A.5J,5J B.10J,15JC.0,5J D.0,10J【参考答案】C【命题意图】本题考查机械能守恒定律、动能、重力势能及其相关的知识点。
3.(2016·四川外国语学校高三月考)如图所示,汽车通过轻质光滑的定滑轮,将一个质量为m 的物体从井中拉出,绳与汽车连接点距滑轮顶点高A ,开始时物体静止,滑轮两侧的绳都竖直绷紧,汽车以v 向右匀速运动,运动到跟汽车连接的细绳与水平夹角为30°,则( )A .从开始到绳与水平夹角为30°时,拉力做功mghB .从开始到绳与水平夹角为30°时,拉力做功mgh +38m v 2C .在绳与水平夹角为30°时,拉力功率为mg vD .在绳与水平夹角为30°时,拉力功率大于32mg v 【参考答案】BD【名师解析】将汽车的速度沿着绳子和垂直绳子方向分解如图所示,货物速度为v 货=v cos θ,由于θ逐渐变小,故货物的速率增大,当θ=30°时,货物速度为v 货=32v , 根据动能定理得,W F -mgh =12mv 2货,联立解得,W F =mgh +38mv 2,A 错误,B 正确;在绳与水平夹角为30°时,拉力的功率为P =Fv 货=32Fv ,由于货物的加速度向上,故拉力大于重力,P >32mgv ,C 错误,D 正确。
2020高考一轮复习必刷考点好题精练第二部分相互作用十七.连接体平衡问题(基础篇)一.选择题1.(2019高考仿真模拟5)如图所示,倾角为θ的斜面体放在水平地面上,质量为m的木块通过轻质细线绕过斜面体顶端的定滑轮与质量为M的铁块相连,整个装置均处于静止状态,已知mg sinθ>Mg。
现将质量为m0的磁铁轻轻地吸放在铁块下端,铁块加速向下运动,斜面体仍保持静止。
不计滑轮摩擦及空气阻力。
则与放磁铁前相比()A.细线的拉力一定变小B.木块所受的合力可能不变C.斜面对木块的摩擦力可能减小D.斜面体相对地面有向右运动的趋势2.(2019新疆二模)将体积相同、质量m A=5m的灯笼A和质量m B=3m的灯笼B用轻质细绳2连接,灯笼A又用轻质细绳1悬挂在天花板上的O点,两灯笼在相同的水平恒定风力作用下,处于如图所示的静止状态。
其中,轻质细绳1与竖直方向的夹角α=45°,下列说法正确的是()A.细绳1中的张力大小为5 mgB.细绳2中的张力大小为8 2 mgC.作用在每一个灯笼上的水平风力的大小为8 mgD.细绳2与竖直方向的夹角为53°3. (2018·西安联考)如图所示,物体A 、B 置于水平地面上,与地面间的动摩擦因数均为μ,物体A 、B 用一跨过动滑轮的细绳相连,现用逐渐增大的力向上提升滑轮,某时刻拉A 物体的绳子与水平面的夹角为53°,拉B 物体的绳子与水平面的夹角为37°,此时A 、B 两物体刚好处于平衡状态,则A 、B 两物体的质量之比m A m B为(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)( )A.4μ+33μ+4 B. 3μ+44μ+3 C. 4μ-33μ-4 D. 3μ-44μ-34.如图所示,一条细线一端与地板上的物体B 相连,另一端绕过质量不计的定滑轮与小球A 相连,定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O ′点,细线与竖直方向所成角度为α,则( )A .如果将物体B 在地板上向右移动一点,α角将增大B .无论物体B 在地板上左移还是右移,只要距离足够小,α角将不变C .增大小球A 的质量,α角一定减小D .悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A 的重力5.(2018·深圳联考)如图所示,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。
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练第六部分机械能专题6.12 功能关系问题(提高篇)一.选择题1.(6分)(2019湖北黄冈三模)一物体放在倾角为θ且足够长的光滑斜面上,初始位置如图甲所示,在平行于斜面的力F的作用下由静止开始沿斜面运动,运动过程中物体的机械能E随位置x的变化关系如图乙所示。
其中0~x1过程的图线是曲线,x1~x2过程的图线是平行于x轴的直线,x2~x3过程的图线是倾斜的直线,则下列说法正确的是()A.在0~x1的过程中,力F逐渐变大B.在0~x1的过程中,物体的加速度逐渐增大C.在x1~x2的过程中,物体的动能越来越大D.在0~x3的过程中,物体的速度方向先向上再向下【参考答案】BC【名师解析】在0~x1过程中物体机械能在减小,知拉力在做负功,拉力方向沿斜面向上,所以物体的位移方向向下,即物体在沿斜面向下运动。
根据功能关系得:△E=F•△x,得F=,则知图线的斜率表示拉力,在0~x1过程中图线的斜率逐渐减小到零,知物体的拉力逐渐减小到零。
根据a=,可知,加速度一直增大,故A错误,B正确;在x1~x2过程中,拉力F=0,机械能守恒,向下运动,重力势能减小,动能增大,故C正确;在0~x1过程中,加速度的方向与速度方向相同,都沿斜面向下,所以物体做加速运动;x1~x2过程中,F=0,物体做匀加速运动;x2~x3过程,机械能增大,拉力做正功,沿斜面向下,故物体继续向下做加速运动,即物体一直沿斜面向下运动,故D错误。
2.(2019安徽合肥二模)如图甲所示,置于水平地面上质量为m的物体,在竖直拉力F作用下,由静止开始向上运动,其动能E与距地面高度h的关系如图乙所示,已知重力加速度为g·空气阻力不计。
下列说法正确的是()A .在0~h 0过程中,F 大小始终为mgB .在0~h 0和h 0~2h 0过程中,F 做功之比为2︰1C .在0~2h 0过程中,物体的机械能不断增加D .在2h 0~3.5h 0过程中,物体的机械能不断减少 【参考答案】C【命题意图】此题考查对动能E 与距地面高度h 的关系图象的理解、功能关系及其相关知识点。
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练第二部分相互作用四.动态平衡问题(提高篇)一.选择题1.(6分)(2019湖北黄冈三模)《大国工匠》节目中讲述了王进利用“秋千法”在1000kV的高压线上带电作业的过程。
如图所示,绝缘轻绳OD一端固定在高压线杆塔上的O点,另一端固定在兜篮上。
另一绝缘轻绳跨过固定在杆塔上C点的定滑轮,一端连接兜篮,另一端由工人控制。
身穿屏蔽服的王进坐在兜篮里,缓慢地从C点运动到处于O点正下方E点的电缆处。
绳OD一直处于伸直状态,兜篮、王进及携带的设备总质量为m,不计一切阻力,重力加速度大小为g。
关于王进从C点运动到E点的过程中,下列说法正确的是()A.工人对绳的拉力一直变大B.绳OD的拉力一直变小C.OD、CD两绳拉力的合力大小等于mgD.当绳CD与竖直方向的夹角为30°时,工人对绳的拉力为mg2(2019广东惠州第三次调研)某建筑工地需要把货物提升到高处,采取如图所示的装置。
光滑的轻滑轮用细绳OO’悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂货物a,人拉绳的另一端缓慢向右运动达到提升货物的目的。
在人向右缓慢运动的过程中,则()A. 人对水平面的压力保持不变B. 细绳OO’的张力逐渐变小C. 细绳OO’的张力逐渐变大D. 细绳对人的拉力大小保持不变3、(2019陕西西安三模)如图所示,木板P下端通过光滑铰链固定于水平地面上的O点,物体A、B叠放在木板上且处于静止状态,此时物体B的上表面刚好水平。
现使木板P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置,物体A、B仍保持静止,且相对木板没有发生移动,与原位置相比()A.A对B的作用力减小B.B对A的摩擦力不变C.板对B的摩擦力减小D.板对B的作用力减小4.(2019山西吕梁期末)如图,1/4光滑圆轨道竖直固定在水平地面上,O为圆心,A为轨道上的一点,OA 与水平面夹角为30°。
小球在拉力F作用下始终静止在A点。
当拉力方向水平向左时,拉力F的大小为10N。
专题3。
14加速运动的连接体问题(提高篇)一.选择题1.(2019河南郑州二模)如图所示,2019个质量均为m的小球通过完全相同的轻质弹簧(在弹性限度内)相连,在水平拉力F的作用下,一起沿光滑水平面以加速度a向右做匀加速运动,设1和2之间弹簧的弹力为F1—2,2和3间弹簧的弹力为F2—3,2018和2019间弹簧的弹力为F2018—2019,则下列结论正确的是( )A.F1—2∶F2—3∶......F2018—2019=1∶2∶3∶ (2018)B.从左到右每根弹簧长度之化为1∶2∶3∶ (2018)C.如果突然撤去拉力F,撤去F瞬间,第2019个小球的加速度为F,其余每个球的加速度依然为aD.如果1和2两个球间的弹簧从第1个球处脱落,那么脱落瞬间第1个小球的加速度为0,第2个小球的加速度为2a,其余小球加速度依然为a【参考答案】AD【名师解析】隔离小球1,由牛顿运动定律,F1—2=ma,把小球1和2看作整体隔离,由牛顿运动定律,F2—3=2ma,把小球1、2和3看作整体隔离,由牛顿运动定律,F3—4=3ma,把小球1、2、3和4看作整体隔离,由牛顿运动定律,F4—5=4ma,·····把小球1到2018看作整体隔离,由牛顿运动定律,F2018—2019=2018ma,联立解得:F1—2∶F2-3∶F3—4∶F4-5∶F5-6······F2018-2019=1∶2∶3∶4∶5······2018,选项A正确;由于弹簧长度等于弹簧原长加弹簧伸长量,弹簧伸长量与弹簧弹力成正比,所以选项B错误;如果突然撤去拉力F,撤去F的瞬间,小球之间弹簧弹力不变,2018和2019之间的弹簧弹力F2018—2019=2018ma,由牛顿第二定律可得F=2019ma,F2018—2019=ma’,联立解得第2019个小球的加速度a’=20182019Fm,选项C错误;如果1和2两个球之间的弹簧从第1个球处脱落,那么脱落瞬间,第1个小球受力为零,加速度为零,第2个小球受到2和3之间弹簧弹力,F2—3=ma2,解得第2个小球的加速度a2=2a,其余小球受力情况不变,加速度依然为a,选项D正确。
专题3.15加速运动的连接体问题(能力篇)一.选择题1. (2019辽宁沈阳一模)如图所示,甲、乙两物体靠在一起,放在光滑的水平面上,在水平力F1和F2共同作用下,一起从静止开始运动,已知F1>F2,两物体运动一段时间后()A. 若突然撤去F1,甲的加速度一定减小B. 若突然撤去F1,甲乙间的作用力减小C. 若突然撤去F2,乙的加速度一定增大D. 若突然撤去F2,甲乙间的作用力增大【参考答案】BC【名师解析】要分析加速度的变化,先由牛顿第二定律求出整体的加速度,再进行分析,由隔离法求出甲乙间的作用力,根据表达式进行分析;一起运动时,整体的加速度为:;对乙分析,则甲、乙之间的作用力为:,解得j;突然撤去,则整体的加速度,不一定大于,甲乙之间的作用力,故A错误、B正确;突然撤去,则整体的加速度,则,即加速度增大,甲乙之间的作用力为:,故选项C正确,D错误。
【名师点睛】关于连接体的处理方法,先整体后隔离,可以求得连接体间的相互作用力的大小。
2.(6分)(2019湖北四地七校考试联盟期末)如图所示,光滑的水平地面上有两块材料完全相同的木块A、B,质量均为m,A、B之间用轻质细绳水平连接。
现沿细绳所在直线施加一水平恒力F作用在A上,A、B开始一起做匀加速运动,在运动过程中把和木块A、B完全相同的木块C放在某一木块上面,系统仍加速运动,且始终没有相对滑动,则在放上C并达到稳定后,下列说法正确的是()A.若C放在A上面,绳上拉力不变B .若C 放在B 上面,绳上拉力为 C .C 放在B 上,B 、C 间摩擦力为D .C 放在A 上比放在B 上运动时的加速度大【思路分析】对整体分析,运用牛顿第二定律判断系统加速度的变化。
通过隔离分析,得出绳子拉力和摩擦力的大小。
【参考答案】C【名师解析】设原来的加速度为a 0,根据牛顿第二定律可得F =2ma 0,因无相对滑动,所以,无论C 放到哪块上,根据牛顿第二定律都有:F =3ma ,a 都将减小。
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练(选修3-2)第五部分交变电流专题5.18 电能输送(基础篇)一.选择题1.(6分)(2019湖南长郡中学等四校5月模拟)如图为模拟远距离输电的部分测试电路。
a、b端接电压稳定的正弦交变电源,定值电阻阻值分别为R1、R2,且R1<R2,理想变压器的原、副线圈匝数比为k且k<1,电流表、电压表均为理想表,其示数分别用I和U表示。
当向下调节滑动变阻器R3的滑动端P时,电流表、电压表示数变化分别用△I和△U表示。
则以下说法正确的是()A.||=B.=R2C.电源的输出功率一定减小D.电压表示数一定增加【参考答案】ACD【命题意图】本题考查变压器、电能输送及其相关知识点。
【解题思路】由变压器变压公式可得,理想变压器初、次级线圈电压变化比==k;由变压器变流公式可得理想变压器初、次级线圈电流变化之比==1/k,则==1/k2×,将R1视为输入端电源内阻,则=R1,所以=,这也是R1耦合到次级线圈电阻值为,即为等效电源内阻,选项A正确;根据欧姆定律,=R2+R3,选项B错误;电源电压不变,电流减小,故电源输出功率减小,选项C正确;当向下调节滑动变阻器R3的滑动端P时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,变压器副线圈输出电功率减小,根据变压器输出电功率决定输入电功率可知,输入电流减小,变压器输入电压增大,输出电压增大,电压表示数一定增加,选项D 正确。
【关键点拨】变压器输入电压决定输出电压,输出电功率决定输入电功率。
2.(2019·安徽省马鞍山市质检)图甲为远距离输电示意图,理想升压变压器原、副线圈匝数比为1∶1 000,理想降压变压器原、副线圈匝数比为1 000∶1,输电线的总电阻为1 000 Ω,若升压变压器的输入电压如图乙所示,用户端电压为220 V .下列说法正确的是( )A.输电线中的电流为3 AB.电站输出的功率为7 500 kWC.输电线路损耗功率为90 kWD.用户端交变电流的频率为100 Hz 【参考答案】 B【名师解析】 由题图乙知升压变压器输入端电压的最大值为U m =250 2 V ,有效值为U 1=U m2=250 V ,根据U 1U 2=n 1n 2,得副线圈两端的电压U 2=n 2n 1U 1=1 0001×250 V =2.5×105 V ;用户端电压为220 V ,根据U 3U 4=n 3n 4,得降压变压器原线圈两端的电压U 3=n 3n 4U 4=1 0001×220 V =2.2×105 V ,故输电线上损失的电压为ΔU =U 2-U 3=3×104V ,则输电线上的电流为I =ΔU R =3×1041 000A =30 A ,电站的输出功率为P 1=P 2=U 2I =7 500 kW ,输电线路损耗功率为ΔP =I 2R =900 kW ,由题图乙可知,原线圈交变电流的周期为T =0.02 s ,则频率为f =1T =50 Hz ,变压器不会改变交流电的频率,故用户端交变电流的频率为50 Hz ,故B 正确,A 、C 、D 错误. 3. (多选)(2018·广东省潮州市下学期综合测试)远距离输电线路简化如图所示,电厂输送电功率不变,变压器均为理想变压器,图中标示了电压和电流,其中输电线总电阻为R ,则( )A.I 2<U 2RB.输电线损失的电功率为U 22RC.提高输送电压U 2,则输电线电流I 2增大D.电厂输送电功率为U 2I 2 【参考答案】 AD【名师解析】 在输电线路上:U 2=I 2R +U 3,所以I 2<U 2R,故A 正确;由于U 2不是R 两端的电压,所以输电线损失的电功率不是U 22R ,故B 错误;因为输送功率不变,根据P 2=U 2I 2,可知提高输送电压U 2,则输电线电流I 2减小,故C 错误;因变压器为理想变压器,所以有P 1=P 2=U 2I 2,故D 正确.4.(2017广西五市考前联考)如图为远距离输电示意图,发电机的输出电压1U 和输电线的电阻和理想变压器匝数均不变,且n 1∶n 2= n 3∶n 4,当用户消耗的功率增大时,下列表述正确的是A .用户的总电阻增大B .用户两端的电压4U 减小C .U 1∶U 2= U 3∶U ,4D .用户端增加的功率等于升压变压器多输入的功率 【参考答案】.BC【名师解析】当用户消耗的功率增大时,用户中电流一定增大,输电线中电流一定增大,输电线上损失的电压根据变压器公式,U 1∶U 2= n 1∶n 2,U 3∶U 4= n 3∶n 4,又n 1∶n 2= n 3∶n 4,所以U 1∶U 2= U 3∶U ,4,选项C 正确;增大 ,降压变压器输入电压减小,用户两端的电压4U 减小,选项B 正确。
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练第六部分机械能专题6.8与连接体相关的能量问题(基础篇)一.选择题1.(2019湖南衡阳三模)如图所示,用铰链将三个质量均为m的小球A、B、C与两根长为L轻杆相连,B、C置于水平地面上,系统静止时轻杆竖直,现给系统一个微小扰动,B、C在杆的作用下向两侧滑动,三小球始终在同一竖直平面内运动,忽略一切摩擦,重力加速度为g,则此过程中()A.球A的机械能一直减小B.球C的机械能一直增大C.球B对地面的压力不可能小于mg D.球A落地的瞬时速度为【参考答案】D【名师解析】因为A、B、C组成的系统机械能守恒,在A落地前,BC运动;在A落地时,BC停止运动。
由于系统机械能守恒可知,A的机械能转化为BC的动能,故A的机械能不可能一直减小,同理C的机械能不可能一直增大,故A错误、B错误;在A落地前,B做减速运动,由于轻杆对B有斜向上的拉力,因此B对地面的压力可小于mg,故C错误;根据动能定理可得:,解得:,故选项D 正确。
2.(2018安徽合肥三模)如图所示,倾角为30°的足够长斜面与水平面平滑相连,水平面上用轻杆连接的小球A、B以速度向左运动,小球质量均为m,杆长为l,当小球B到达斜面上某处P时速度为零。
不计一切摩擦,重力加速度为g。
则下列说法正确的是A. P与水平面的高度差为B. P与水平面的高度差为C. 两球上滑过程中杆对A球所做的功为D. 两球上滑过程中杆对A球所做的功为【参考答案】.AD【命题意图】本题考查连接体、机械能守恒定律、动能定理及其相关的知识点。
【解题思路】P与水平面的高度差为h,由机械能守恒定律,122mv02=mgh+mg(h+l sin30°),解得:h=l/4,选项A正确B错误;设两球上滑过程中杆对A球所做的功为W,对A球,由动能定理,W-mg(h+l sin30°)=0-12mv02,解得:W=14mgl,选项C错误D正确。
专题6.9 与连接体相关的能量问题(提高篇)
一.选择题
1.(6分)(2019湖北四地七校考试联盟期末)如图所示,固定的光滑竖直杆上套一个滑块A,与滑块A 连接的细线绕过光滑的轻质定滑轮连接滑块B,细线不可伸长,滑块B放在粗糙的固定斜面上,连接滑块B 的细线和斜面平行,滑块A从细线水平位置由静止释放(不计轮轴处的摩擦),到滑块A下降到速度最大(A未落地,B未上升至滑轮处)的过程中()
A.滑块A和滑块B的加速度大小一直相等
B.滑块A减小的机械能等于滑块B增加的机械能
C.滑块A的速度最大时,滑块A的速度大于B的速度
D.细线上张力对滑块A做的功等于滑块A机械能的变化量
【点拨分析】根据沿绳的加速度相同分析两滑块的关系;由系统的机械能守恒的条件判断;由沿绳的速度相等分析两滑块的速度关系;由动能定理或能量守恒分析机械能的变化。
【名师解析】两滑块与绳构成绳连接体,沿绳方向的加速度相等,则A的分加速度等于B的加速度;故A 错误;绳连接体上的一对拉力做功不损失机械能,但B受到的斜面摩擦力对B做负功,由能量守恒可知滑块A减小的机械能等于滑块B增加加的机械能和摩擦生热之和;故B错误;绳连接体沿绳的速度相等,则A 沿绳的分速度等于B的运动速度,如图所示,即滑块A的速度大于B的速度,故C正确;对A受力分析可知,除重力外,只有细线的张力对滑块做功,由功能原理可知,细线上张力对滑块A 做的功等于滑块A机械能的变化量;故D正确。
【名师点评】绳连接体问题主要抓住五同原理解题(沿绳的拉力相同,沿绳的加速度相同,沿绳的速度相同,沿绳的功率相同,沿绳的做功相等)。
2.(郑州2019届质量检测)如图所示,不可伸长的轻绳通过定滑轮将物块甲、乙(均可视为质点)连接,物
块甲套在固定的竖直光滑杆上,用外力使两物块静止,轻绳与竖直方向夹角θ=37°,然后撤去外力,甲、乙两物块从静上开始无初速释放,物块甲能上升到最高点Q,己知Q点与滑轮上缘O在同一水平线上,甲、乙两物块质量分别为m、M,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度为g,不计空气阻力,不计滑轮的大小和摩擦。
设物块甲上升到最高点Q时加速度为a,则下列说法正确的是( )
A.M=3m B.M=2m C.a=0 D.a=g
【参考答案】BD
【名师解析】当甲上升到最高点时,甲和乙的速度均为零,此时设甲上升的高度为h,则乙下降的高度为
,由能量关系可知,则M=2m,选项B正确,A错误;甲在最高点时,竖直方向只受重力作用,则a=g,选项C错误,D正确。
3.(2016·四川外国语学校高三月考)如图所示,汽车通过轻质光滑的定滑轮,将一个质量为m的物体从井中拉出,绳与汽车连接点距滑轮顶点高A,开始时物体静止,滑轮两侧的绳都竖直绷紧,汽车以v向右匀速运动,运动到跟汽车连接的细绳与水平夹角为30°,则( )
A.从开始到绳与水平夹角为30°时,拉力做功mgh
B.从开始到绳与水平夹角为30°时,拉力做功mgh+3
8 mv2
C.在绳与水平夹角为30°时,拉力功率为mgv
D.在绳与水平夹角为30°时,拉力功率大于
3
2 mgv
【参考答案】BD
【名师解析】将汽车的速度沿着绳子和垂直绳子方向分解如图所示,
货物速度为v 货=v cos θ,由于θ逐渐变小,故货物的速率增大,当θ=30°时,货物速度为v 货=32
v ,根据动能定理得,W F -mgh =12mv 2货,联立解得,W F =mgh +38
mv 2,A 错误,B 正确;在绳与水平夹角为30°时,拉力的功率为P =Fv 货=
32Fv ,由于货物的加速度向上,故拉力大于重力,P >32
mgv ,C 错误,D 正确。
4.(2016·安徽安庆高三月考)如图所示,质量为m 的a 、b 两球固定在轻杆的两端,杆可绕O 点在竖直面内无摩擦转动,已知两物体距O 点的距离L 1>L 2,现在由图示位置静止释放,则在a 下降过程中( )
A .杆对a 不做功
B .杆对b 不做功
C .杆对a 做负功
D .杆对b 做负功
【参考答案】C
【名师解析】在a 下降过程中,b 球的动能增加,重力势能增加,所以b 球的机械能增加,根据除重力之外的力做功量度物体机械能的变化,所以杆对b 做正功;球a 和b 系统机械能守恒,所以a 机械能减小,杆对a 做负功,故C 正确。
5.(2016·江苏盐城一模)如图所示,B 物体的质量是A 物体质量的12,在不计摩擦阻力的情况下,A 物体自H 高处由静止开始下落。
以地面为参考平面,当物体A 的动能与其势能相等时,物体A 距地面的高度是
( )
A.15H
B.25H
C.45H
D.13H。