2018届高考物理复习专题---选择题限时突破(一)
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河北衡水中学2018年高考押题试卷物理试卷(一)二.选择题(本题共8小题,每小题6分,在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项符合题目要求,第19~21题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)14.关于力和运动,下列说法正确的是A.一物体做竖直上抛运动,上升过程中物体处于超重状态,下降过程处于失重状态B.若物体的速度很大,则其所受合外力也一定很大C.一个具有初速度的物体,如果所受合外力大小恒定、方向始终与速度方向垂直,其运动轨迹不一定是圆D.一个做曲线运动的物体,如果所受合外力恒定,其轨迹一定是抛物线15.如图所示,直线OO'的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场B1,右侧有垂直纸面向里的匀强磁场B2,且B1> B2,一总阻值为R的导线框ABCD以OO'为轴做角速度为ω的匀速转动,导线框的AB边长为l1, BC边长为l2。
以图示位置作为计时起点,规定导线框内电流沿A→B→C→D→A流动时为电流的正方向。
则下列图像中能表示线框中感应电流随时间变化的是A. B.C.D.16.下列说法正确的是 A.12C 与14C 是同位素,具有放射性,所以它们的化合物的性质并不相同B.核力是原子核内质子与质子之间的力,中子和中子之间并不存在核力C.在裂变反应235114489192056360U n Ba Kr n +→++中,23592U 的结合能比14456Ba 和8936Kr 都大,但比结合能没有14456Ba 和8936Kr 大D.α、β、γ三种射线都是带电粒子流17.我国将于2017年11月发射“嫦娥五号”探月卫星,计划执行月面取样返回任务。
“嫦娥五号”从月球返回地球的过程可以简单分成四步,如图所示第一步将“嫦娥五号”发射至月球表面附近的环月圆轨道Ⅰ,第二步在环月轨道的A 处进行变轨进入月地转移轨道Ⅱ,第三步当接近地球表面附近时,又一次变轨,从B 点进入绕地圆轨道Ⅲ,第四步再次变轨道后降落至地面,下列说法正确的是A.将“嫦娥五号”发射至轨道Ⅰ时所需的发射速度为7. 9km/sB.“嫦娥五号”从环月轨道Ⅰ进入月地转移轨道Ⅱ需要加速C.“嫦娥五号”从A 沿月地转移轨Ⅱ到达B 点的过程中其动能一直增加D.“嫦娥五号”在第四步变轨时需要加速18.如图所示电路中,M 、N 是构成平行板电容器的两金属极板,两极板长度都为d , M 、N 极板间距也为d 。
光滑平行的导轨水平固定在竖直向下的匀强磁场中导轨左端接有电阻R,导轨上垂直导轨放着一根金点.下列关于该粒子的说法正确的是B .初速度为v =B ED .比荷为q =E 2A.升压变压器的输出电压增大B.降压变压器的输出电压增大C.输电线上损耗的功率增大D.输电线上损耗的功率占总功率的比例不变解析:发电厂输出功率的增大,升压变压器的输出电压不变,由于输电线电流增大,输电线损失电压增大,降压变压器的输出电压减小,输电线上损耗的功率增大,选项A、B错误,C正确;输电线上损耗的功率占总功率的比例增大,选项D错误.答案:C19.下列选项中所描述的a、b两点的电场强度和电势均相同的是()A.离正点电荷等距的任意两点a、b,如图甲所示B.两个等量异种点电荷连线的中垂线上,与连线中点等距的两点a、b,如图乙所示C.两个等量同种点电荷连线上,与连线中点等距的两点a、b,如图丙所示D.静电场中到达静电平衡时的导体内部任意两点a、b,如图丁所示解析:图甲中a、b两点的电势相等,电场强度大小相等但方向不同,A错;图乙中,两个等量异种点电荷连线的中垂线为等势线,a、b两点的电场强度大小相等,方向均与等量异种点电荷的连线平行且向左,所以,a、b两点的电势和电场强度均相同,B对;图丙中,根据对称性,a、b点电势相等,电场强度大小相等但方向相反,C错;图丁中,导体达静电平衡时,导体内部电势处处相等,电场强度处处为零,D对.答案:BD20.质量为M的斜面体放在光滑水平地面上,其倾角为θ=30°,斜斜面体缓慢移动的过程中各物体均处于动态平衡状态,+μF N,其中斜面对物块的支持力不变,斜面对物块的摩擦力不变,因此绳的拉力不变,弹簧30°的足够长的固定粗糙斜面上时刻自斜面底端以某一初速度沿斜面向上。
选择题限时突破(九)(限时:25分钟)二、选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项符合题目要求,第19~21题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.14.如图1所示,一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b,整个系统处于静止状态.现将物块c轻轻放在a上,整个系统依然处于静止状态,则( )图1A.绳OO′与竖直方向的夹角变小B.绳OO′的张力一定变大C.连接a和b的绳的张力可能不变D.b与桌面间的摩擦力保持不变答案 B解析以滑轮为研究对象,受a、b、OO′绳子的拉力而平衡,a、b绳子拉力大小等于a的重力,其合力与OO′绳子的拉力等大反向,将物块c轻轻放在a上,a、b绳子拉力增大,其合力增大,合力方向不变,绳OO′与竖直方向的夹角不变,绳OO′的张力一定变大,A、C错误,B正确;以b为研究对象,b 绳拉力沿水平方向的分力等于b与桌面间的摩擦力,变大,D错误.15.如图2所示,在研究光电效应的实验中.保持P的位置不变,用单色光a 照射阴极K,电流计G的指针不发生偏转;改用另一频率的单色光b照射K,电流计的指针发生偏转.那么( )图2A.增加a的强度一定能使电流计的指针发生偏转B.用b照射时通过电流计的电流由d到cC.只增加b的强度一定能使通过电流计的电流增大D.a的波长一定小于b的波长答案 C解析用单色光a照射阴极K,电流计G的指针不发生偏转,说明a的频率低于阴极K的截止频率,增加a的强度也无法使电流计的指针发生偏转,A错误;电子运动方向从d到c,电流方向从c到d,B错误;只增加b的强度可以使光电流强度增大,使通过电流计的电流增大,C正确;b能使阴极K发生光电效应,b的频率高于a的频率,b的波长一定小于a的波长,D错误.16.如图3甲所示,轻质弹簧一端固定在竖直墙壁上,另一端连接质量为0.10 kg的小木块a,另一个相同的小木块b紧靠a一起在粗糙水平面上处于静止状态,弹簧处于原长.现在b上施加一水平向左的力F使a和b从静止开始缓慢向左移动,力F的大小与a的位移x的大小关系如图乙所示.弹簧一直处于弹性限度内,将a、b视为质点,下列说法正确的是( )图3A .在木块向左移动 10 cm 的过程中,弹簧的弹性势能增加了2.5 JB .该弹簧的劲度系数为250 N/mC .当 x =10 cm 时撤去F ,此后 b 能达到的最大速度为5 m/sD .当 x =10 cm 时撤去F ,a 、b 分离时的速度为5 m/s答案 A解析 开始小木块处于静止状态,弹力等于摩擦力:F f =1 N ,在木块向左移动的过程中,力F 做的功一部分克服摩擦力做功,一部分转化为弹簧的弹性势能,弹簧增加的弹性势能:ΔE p =W F -W f =(51+12×0.1-1×0.1) J =2.5 J ,A 正确;小木块缓慢向左移动,受力平衡:ΔF =k Δx ,k =500 N/m ,B 错误;撤去F 后,木块所受弹力与摩擦力平衡时速度最大,设此时弹簧压缩量为x ′,有F f =kx ′,ΔE p -F f (Δx -x ′)=12(2m)v 2m ,v m =2 6 m/s ,C 错误;撤去F 后a 、b 将在原长处分离,此时速度小于最大速度2 6 m/s ,D 错误.。
选考题限时突破(二)3-3(限时:25分钟)1.(1)(5分)下列说法正确的是________.A .根据分子动理论知识,分子间斥力随分子距离的增加,先减小后增大B .对于一定质量理想气体,若增大气体体积且保持压强不变,则单位时间撞击器壁单位面积的分子数目减少C .热传递有可能自发的从内能较小的物体向内能较大的物体进行D .足球充足气后很难压缩,是因为足球内气体分子间斥力作用的结果E .大雾天学生感觉到教室潮湿,说明教室内的相对湿度较大答案 BCE解析 分子间的斥力与引力都随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大,故A 错误;对于一定质量理想气体,若增大气体体积且保持压强不变,则单位时间撞击器壁单位面积的分子数目减少,故B 正确;热传递的条件是:有温度差;热传递的特点是:高温物体放出热量,低温物体吸收热量,热量从高温物体传给低温物体.内能小的物体温度可能比内能大的物体温度高,因此热量也可能由内能小的物体传给内能大的物体,故C 正确;足球充足气后很难压缩,是因为足球内气体压强的结果,故D 错误;大雾天学生感觉到教室潮湿,说明教室内的相对湿度较大,故E 正确.(2)(10分)如图1所示,长为L 的均匀玻璃管,其质量为M ,用一质量为m 、截面为S 的活塞在管中封闭了一定质量的空气,将活塞用细线竖直悬挂且静止,此时空气柱长度为L ′,设大气压强为p 0,求:图1(ⅰ)细线拉力大小F T ;(ⅱ)如果将玻璃管缓慢往下拉,最少得用多大外力才能将活塞拉离玻璃管(设此过程温度不变). 答案 (ⅰ)(m +M )g(ⅱ)(p 0S -Mg )(L -L ′)L解析 (ⅰ)将玻璃管与活塞作为整体,由力的平衡得F T =(m +M )g(ⅱ)原先空气柱压强为p 1=p 0-Mg S设玻璃管缓慢往下拉到管口时,空气柱压强为p 2,有p 2S +F +Mg =p 0S此过程为等温变化,由玻意耳定律得p 1L ′S =p 2LS解得F =(p 0S -Mg )(L -L ′)L2.(1)(5分)下列说法中正确的是________.A .温度、压力、电磁作用可以改变液晶的光学性质B .大颗粒的盐磨成了细盐,就变成了非晶体C .空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气压强与同温度水的饱和汽压的比值D .分子质量不同的两种气体,温度相同时其分子的平均动能相同E .理论上,第二类永动机并不违背能量守恒定律,所以随着人类科学技术的进步,第二类永动机是有可能研制成功的答案 ACD解析 温度、压力、电磁作用可以改变液晶的光学性质,选项A 正确; 大颗粒的盐磨成了细盐,不改变晶体的结构,故还是晶体,选项B 错误;空气的绝对湿度是指大气中水蒸气的实际压强; 空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气压强与同温度水的饱和汽压的比值,选项C 正确; 温度是分子平均动能的标志,故分子质量不同的两种气体,温度相同时其分子的平均动能相同,选项D 正确; 理论上,第二类永动机并不违背能量守恒定律,但是违背热力学第二定律,所以随着人类科学技术的进步,第二类永动机也不可能研制成功,选项E 错误.(2)(10分)如图2所示,开口向上竖直放置的内壁光滑汽缸,其侧壁是绝热的,底部导热,内有两个质量均为m 的密闭活塞,活塞A 导热,活塞B 绝热,将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分.初状态整个装置静止不动且处于平衡状态,Ⅰ、Ⅱ两部分气体的高度均为l 0,温度为T 0.设外界大气压强p 0保持不变,活塞横截面积为S ,且mg =p 0S ,环境温度保持不变.在活塞A 上逐渐添加铁砂,当铁砂质量等于2m 时,两活塞在某位置重新处于平衡,求活塞B 向下移动的距离.图2答案 25l 0 解析 初状态Ⅰ气体压强:p 1=p 0+mg S因为:mg =p 0S故:p 1=2p 0Ⅱ气体压强:p 2=p 0+2mg S=3p 0 添加铁砂后Ⅰ气体压强:p 1′=p 0+3mg S=4p 0 Ⅱ气体压强:p 2′=p 1′+mg S=5p 0 Ⅱ气体等温变化,根据玻意耳定律:p 2l 0S =p 2′l 2S可得:l 2=35l 0,B 活塞下降的高度:h 2=l 0-l 2=25l 0 3.(1)(5分)下列叙述中正确的是________.A .布朗运动就是液体分子的无规则运动B .当分子力表现为引力时,分子势能随分子间距离的增加而增加C .对于一定质量的理想气体,温度升高时,压强可能减小D .已知水的密度和水的摩尔质量,则可以计算出阿伏加德罗常数E .扩散现象说明分子之间存在空隙,同时分子在永不停息地做无规则运动答案 BCE解析 布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动,是液体分子的无规则运动的表现,选项A 错误;当分子力表现为引力时,分子势能随分子间距离的增加而增加,选项B 正确;对于一定质量的理想气体,温度升高时,若体积变大,则压强可能减小,选项C 正确;已知水的密度和水的摩尔质量,则可以计算水的摩尔体积,不能求出阿伏加德罗常数,选项D 错误;扩散现象说明分子之间存在空隙,同时分子在永不停息地做无规则运动,选项E 正确.(2)(10分)如图3所示,粗细均匀的U 形玻璃管一端封闭,另一端与大气相通且足够长,玻璃管内两段水银柱封闭了两段空气柱A 和B ,两段空气柱的长度分别为L A =5 cm ,L B =15 cm ,下端水银面高度差h =6 cm ,A 上端水银柱长h 1=4 cm ,大气压强p 0=76 cmHg ,外界环境温度保持不变,现从右端开口处缓慢向管中加入水银,当下端水银面高度差h =0时,求:图3(ⅰ)B 部分气体的压强;(ⅱ)A 部分气体的长度(结果保留三位有效数字).答案 (ⅰ)107.5 cmHg (ⅱ)3.72 cm解析 (ⅰ)根据题意,设玻璃管的截面积为S ,加入水银的过程是等温变化,对B 部分的气体有: p B V B =p B ′V B ′,又p B =p 0+p h 1+p h .V B =L B S ,V B ′=(L B -h 2)S 由以上各式可得:p B ′=107.5 cmHg ;(ⅱ)由题意,A 部分的气体也是做等温变化.对A 部分的气体:p A V A =p A ′V A ′,又p A =p 0+p h 1p A ′=p B ′,V A =L A S ,V A ′=L A ′S .由以上各式可得:L A ′=3.72 cm4.(1)(5分)下对说法正确的是________.A .给车胎打气,越压越吃力,是由于分子间存在斥力B .在温度不变的情况下,饱和汽的压强不随体积而变化C .悬浮在水中花粉颗粒的布朗运动反映了花粉中分子做无规则的热运动D .干湿泡湿度计的示数差越大,表示空气中水蒸气离饱和状态越远E .液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性答案 BDE解析 给车胎打气,越压越吃力,是由于车胎内气体的压强越来越大,与分子力无关,选项A 错误;液体的饱和汽压仅仅与液体的种类以及温度有关,与体积无关.故B 正确;悬浮在水中花粉颗粒的布朗运动反映了液体分子做无规则的热运动,选项C 错误;(2)(10分)如图4所示,将导热性良好的薄壁圆筒开口向下竖直缓慢地放入水中,筒内封闭了一定质量的气体(可视为理想气体).当筒底与水面相平时,圆筒恰好静止在水中.此时水的温度t 1=7.0 ℃,筒内气柱的长度h 1=14 cm.已知大气压强p 0=1.0×105 Pa ,水的密度ρ=1.0×103 kg/m 3,重力加速度大小g 取10 m/s 2.(ⅰ)若将水温缓慢升高至27 ℃,此时筒底露出水面的高度Δh 为多少;(ⅱ)若水温升至27 ℃后保持不变,用力将圆筒缓慢下移至某一位置,撤去该力后圆筒恰能静止,求此时筒底到水面的距离H (结果保留两位有效数字).图4答案 (ⅰ)1 cm (ⅱ)72 cm解析 (ⅰ)设水温升至27℃时,气柱的长度为h 2,根据盖-吕萨克定律有h 1T 1=h 2T 2圆筒静止,筒内外液面高度差不变,有Δh =h 2-h 1得Δh=1 cm;(ⅱ)设圆筒的质量为m,横截面积为S,静止在水中时筒内气柱的长度为h3.则mg=ρgh1S mg=ρgh3S圆筒移动过程,根据玻意耳定律有:(p0+ρgh1)h2S=[p0+ρg(h3+H)]h3S得:H≈72 cm。
2018年高考理综(物理)高三物理选择题练习(五)一、单项选择题(共15题,每题4分,总共60分)1.某人在静止的湖面上竖直上抛一小铁球,小铁球上升到最高点后自由下落,穿过湖水并陷入湖底的淤泥中某一深度处,若不计空气阻力,取竖直向上为正方向,则最能近似反映小铁球运动过程的速度与时间关系的图象是A.B.C.D.2.一个固定在水平面上的光滑物块,其左侧面是斜面AB,右侧面是曲面AC,已知AB和AC的长度相同,两个小球p、q同时从A点分别沿AB和AC由静止开始下滑,比较它们到达水平面所用的时间A.q小球先到B.p小球先到C.两小球同时到D.无法确定3.如图所示,处于平直轨道上的A、B两物体相距S,同时同向开始运动,A以初速度v1、加速度a1做匀加速运动,B由静止开始以加速度a2做匀加速运动.下列情况不可能发生的是(假设A 能从B旁边通过且互不影响)A.a1=a2,能相遇一次B.a1>a2,能相遇两次C.a1<a2,可能相遇一次D.a1<a2,可能相遇两次4.如图所示,自动卸货车始终静止在水平地面上,车厢在液压机的作用下改变与水平面间的倾角,用以卸下车厢中的货物,假设货物相对于车厢匀加速下滑,则在下滑过程中A.地面对货车有向右的摩擦力B.货物对车箱的作用力水平向右C.地面对货车的支持力逐渐增大D.货车对地面的压力小于货车和货物的总重力5.如图所示,不计重力的轻杆OP能以O点为圆心在竖直平面内自由转动,P 端用轻绳PB挂一重物,另用一根轻绳通过滑轮系住P端,在力F的作用下,当杆OP和竖直方向的夹角α(o<α<π)缓慢增大时,力F的大小应A.恒定不变B.逐渐增大C.逐渐减小D.先增大后减小6.在水平地面上有一固定的楔形物块a,其斜面上静止一小物块b,现用力F沿不同方向作用在小物块b上,小物块b仍保持静止,如图所示,则a,b之间的静摩擦力一定增大的是A .①③B .②④C .②③D .③④7.有一块长方体木板被锯成如图所示的A 、B 两块放在水平面桌面上,A 、B 紧靠在一起,木块A 的角度如图所示,现用水平方向的力F 垂直于板的左边推木板B ,使两块板A 、B 保持原来形状整体沿力F 的方向匀速运动,则A .木板B 对A 的弹力小于桌面对木板A 的摩擦力 B .木板A 只受一个摩擦力C .木块A 在水平面内受两个力的作用,合力为零D .木板B 在水平面内受三个力的作用8.某大型游乐场内的新型滑梯放在水平地面上,可以等效为如图所示的物理模型。
选考题限时突破(四)3-4(限时:25分钟)1.(1)(5分)如图1所示,a 、b 、c 、…、k 为连续的弹性介质中间隔相等的若干质点,e 点为波源,t =0时刻从平衡位置开始向上做简谐运动,振幅为4 cm ,周期为0.2 s ,在波的传播方向上,后一质点比前一质点迟0.05 s 开始振动.在t =0.55 s 时,x 轴上距e 点6 m 的某质点第二次到达最高点,则________.图1A .该机械波的波长4 mB .该机械波在弹性介质中的传播速度为10 m/sC .图中相邻质点间距离为1 mD .当c 点在平衡位置向上振动时,d 点位于波谷E .当b 点经过的路程为12 cm 时,g 点经过的路程为16 cm 答案 ACE解析 根据题意可知波的周期为0.2 s ,t =0时刻e 点从平衡位置开始向上做简谐运动,经过t =0.05 s ,e 点第一次到达最高点.t =0.55 s 时,x 轴上距e 点6 m 的某质点第二次到达最高点,则知该质点的振动比e 点落后一个半周期,即32λ=6 m ,所以波长为 λ=4 m ,波速为 v=20 m/s ,故A 正确,B 错误;由波的周期为T =0.2 s ,后一质点比前一质点迟0.05 s =T4开始振动,可知相邻质点间的距离等于λ4,即为1 m ,故C 正确;因为c 、d 相差四分之一波长,所以当c 点在平衡位置向上振动时,d 点位于波峰,故D 错误;g 点比b 点早振动四分之一周期,多振一个振幅,即当b 点经过的路程为12 cm 时,g 点经过的路程为16 cm ,故E 正确.(2)(10分)如图2所示,一个盛有某种液体的槽,槽的中部扣着一个横截面为等腰直角三角形的薄壁透明罩CAB ,罩内为空气,整个罩子浸没在液体中,底边AB 上有一个点光源D ,其中BD =14AB . P 为BC 边的中点,若要在液面上方只能够看到被照亮的透明罩为P 点的上半部分,试求槽内液体的折射率应为多大?图2答案 5解析 如图所示,由点光源发出的光线DP 恰好在液面发生全反射. 由几何关系得入射角α=45° 由临界角公式sin C =1n折射角β=45°-C由折射定律,有n =sin αsin β=sin 45°sin (45°-C )又cos C =1-sin 2C = 1-1n2 解得n = 5.2.(1)(5分)下列说法中正确的是________.A .真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源和观察者的运动无关B .如果质点所受的合外力总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动C .紫光的双缝干涉条纹间距不可能大于红光双缝干涉条纹间距D .一个单摆在海平面上的振动周期为T ,那么将其放在某高山之巅,其振动周期一定变大E .利用红外摄影可以不受天气(阴雨、大雾等)的影响,因为红外线比可见光波长长,更容易绕过障碍物 答案 ADE解析 真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源和观察者的运动无关,选项A 正确;如果质点所受的合外力总是指向平衡位置,且满足F =-kx ,则质点的运动就是简谐运动,选项B 错误;根据Δx =ld λ可知,因紫光的波长虽然小于红光,但是由于l 和d 不确定,则紫光的双缝干涉条纹间距也可能大于红光双缝干涉条纹间距,选项C 错误;一个单摆在海平面上的振动周期为T ,根据T =2πlg可知,将其放在某高山之巅,重力加速度变小,其振动周期一定变大,选项D 正确;利用红外摄影可以不受天气(阴雨、大雾等)的影响,因为红外线比可见光波长长,更容易绕过障碍物,选项E 正确.(2)(10分)如图3所示,图乙是截面图,—透明半圆柱体玻璃砖折射率为n =2,半径为R ,长为L .平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入,部分柱面有光线射出.经玻璃砖折射后在下方的光屏MN 上得到一个宽为2R ,长为L 的矩形光斑,试求光屏MN 到玻璃砖的直径AB 的距离.图3答案3R解析 设如图所示的两条光线处恰好满足全反射条件; 设全反射临界角为θ,由折射定律有n =1sin θ得θ=π6由几何关系可知:|PM |=R ,|CO |=32R ,|CO ′|=36R ,|O ′D |=|NQ ||PM |×|CO ′|=33R 光屏MN 到玻璃砖的直径AB 的距离d =|OC |+|CO ′|+|O ′D |=3R3.(1)(5分)沿x 轴传播的一列简谐横波在t =0时刻的波形如图4所示,两质点M 、N 的横坐标分别为x 1=1.5 m 和x 2=2.5 m ,t =0时刻质点M 的运动方向沿y 轴的负方向.若从t =0时刻开始,经0.25 s 质点N 第一次到达平衡位置,则________.图4A .该列波沿x 轴负方向传播B .该列波的周期为1 sC .该列波的波速为2 m/sD .1 s 末,质点M 的运动方向沿y 轴的负方向E .0~1 s 内,质点N 的路程等于8 cm 答案 ACE解析 t =0时刻质点M 的运动方向沿y 轴的负方向,依据波的平移法可知,该列波沿x 轴负方向传播,故A 正确;该列波沿x 轴负方向传播,则N 点振动的方向向上,从t =0时刻开始,经0.25 s 质点N 第一次到达平衡位置,可知该波在0.25 s 内传播的距离:x =3 m -2.5 m =0.5 m ,所以波速:v =x t =0.50.25 m /s =2 m/s ,由题图可知,该波的波长为4 m ,则:T =λv =42s =2 s ,故B 错误,C 正确;1 s 的时间等于半个周期,则M 点在半个周期后运动的方向与开始时相反,为沿y 轴正方向,故D 错误;由题图可知,该波的振幅A =4 cm ,质点在半个周期内的路程等于2倍的振幅,所以0~1 s 内,质点N 的路程等于8 cm ,故E 正确. (2)(10分)如图5所示,一个立方体玻璃砖的边长为a ,折射率n =1.5,立方体中心有一个小气泡.为使从立方体外面各个方向都看不到小气泡,必须在每个面上都贴一张纸片,则每张纸片的最小面积为多少?图5答案 πa 25解析 设纸片的最小半径为r ,玻璃砖的临界角为C ,则sin C =1n ,r =a2tan C ,解得r =a 2n 2-1=5a 5,则最小面积S =πr 2=πa 25.4.(1)(5分)如图6甲,可以用来测定半圆柱形玻璃砖的折射率n ,O 是圆心,MN 是法线;一束单色光线以入射角i =30°由玻璃砖内射向O 点,折射角为γ,当入射角增大到也为γ时,恰好无光线从玻璃砖的上表面射出;让该单色光分别通过宽度不同的单缝a 、b 后,得到图乙所示的衍射图样(光在真空中的传播速度为c ),则________.图6A .此光在玻璃中的全反射的临界角为60°B .玻璃砖的折射率n = 2C .此光在玻璃砖中的传播速度为v =3c3D .单缝b 宽度较大E .光的偏振现象说明光是一种纵波 答案 BD解析 根据折射定律有n =sin γsin i ,由题知,玻璃砖的全反射临界角等于γ,则有sin γ=1n, 结合i =30°,解得n =2,γ=45°,故A 错误,B 正确.光在玻璃砖中的传播速度为v =c n =22c ,故C 错误.由题图知,单色光通过单缝b 后衍射现象较a 不显著,所以单缝b 宽度较大,故D 正确.偏振是横波的特有现象,光的偏振现象说明光是一种横波,故E 错误.故选B 、D.(2)(10分)简谐横波沿x 轴传播,MN 是x 轴上两质点,如图7甲是质点N 的振动图象,图乙中实线是t =3 s 时的波形,质点M 位于x =8 m 处,虚线是经过Δt 后的波形(其中Δt >0),图中两波峰间距离Δx =7.0 m ,求:图7(ⅰ)波速大小和方向;(ⅱ)时间Δt 和从此刻算起M 点的位移第一次到达2.5 cm 所需时间.答案 (ⅰ)43 m/s 沿x 轴负方向 (ⅱ)Δt =6k +5.25 s ,其中k =0,1,2,3,… 0.5 s解析 (ⅰ)由题图甲可知,简谐运动的周期T =6 s ,由图乙可知,简谐横波的波长λ=8 m 故波速v =λT =43m/s由题图甲可知,t =3 s 时N 点沿-y 方向运动,所以简谐横波沿x 轴负方向传播; (ⅱ)kλ+Δx =v Δt代入数据:Δt =6k +5.25 s ,其中k =0,1,2,3,…由题图乙可知,此刻M 点正经过平衡位置向上运动,所以振动方程y =A sin 2πTt 12A =A sin 2πT Δt ′ 2πT Δt ′=π6 Δt ′=T12=0.5 s。
选择题限时突破(四)(限时:25分钟)二、选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项符合题目要求,第19~21题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.14.如图1所示是做匀变速直线运动的质点在0~6 s 内的位移—时间图线(抛物线).若t =1 s 时,图线所对应的切线斜率为4(单位:m/s).则( )图1A .t =1 s 时,质点在x =5 m 的位置B .t =1 s 和t =5 s 时,质点的速度相同C .t =1 s 和t =5 s 时,质点加速度的方向相反D .前5 s 内,合外力对质点做正功 答案 A解析 t =1 s 时,图线所对应的切线斜率为4,则质点的速度为v 1=4 m/s ,图象对称分布,3 s 末位移最大,所以3 s 末速度为零,质点做匀减速直线运动,加速度:a =Δv Δt =0-42 m /s 2=-2 m/s 2,初速度为v 0=v 1-at 1=(4+2) m /s =6 m/s ,所以t =1 s 时,质点的位移:x =v 0t +12at 2=(6×1-12×2×12) m =5 m ,故A 正确;t =1 s 和t =5 s 时图象斜率的绝对值相等,则质点的速率相等,但方向相反,故B 错误;质点先做匀减速直线运动后反向做匀加速直线运动,t =1 s 和t =5 s 时,质点加速度的方向相同,故C 错误;5 s 末的速度v 5=v 0+at 5=(6-2×5) m /s =-4 m/s ,因为4 m /s <6 m/s ,所以前5 s 内质点动能减小,所以合外力对质点做负功,故D 错误.15.如图2所示,光滑绝缘的水平桌面上,用外力固定着一个带电荷量为+Q 的小球P ,带电荷量分别为-q 和+2q 的小球M 和N 由绝缘细杆相连,静止在桌面上,P 与M 相距L ,P 、M 和N 视为点电荷,下列说法正确的是( )图2A .M 与N 的距离一定大于LB .P 、M 和N 在同一直线上C .在P 产生的电场中,M 、N 处的电势相同D .撤去固定小球P 的外力,小球P 将运动起来 答案 B解析 对M 、N 分别受力分析,根据库仑定律,假设杆无作用力,设M 与N 间距为r ,则有:kQq L 2=kQ ·2q(L +r )2,解得:r =(2-1)L ,故A 错误;由于水平桌面光滑,若P 、M 和N 不在同一直线上,则各自受力不共线,会出现不平衡现象,故B 正确;由带电荷量为+Q 的小球P ,结合沿着电场线方向电势降低,则M 点电势高于N 点,故C 错误;由题意可知,M 、N 及细杆组成的系统处于静止状态,因此合外力为零,那么小球P 所受的电场力的合力也为零,所以撤去固定P 的外力,P 也不会运动,故D 错误.所以B 正确,A 、C 、D 错误.16.在x 轴上方有垂直于纸面向外的匀强磁场,同一种带电粒子从O 点射入磁场,当入射方向与x 轴的夹角为45°时,速度为v 1、v 2的两个粒子分别从a 、b 两点射出磁场,如图3所示,当夹角为60°时,为了使速度为v 3的粒子从ab 的中点c 射出磁场,则速度v 3应为( )图3A.12(v 1+v 2) B.22(v 1+v 2) C.33(v 1+v 2) D.66(v 1+v 2) 答案 D解析 设a 、b 、c 三点的坐标分别为x 1、x 2、x 3,当α=45°,粒子从a 点射出磁场时,如图所示有:x 1=2R 1=2m v 1qB.当α=45°,粒子从b 点射出磁场,如图所示:x 2=2R 2=2m v 2qB,当α=60°时,粒子从c 点射出磁场,如图所示有:x 3=3R 3=3m v 3qB , 因为2x 3=x 1+x 2,所以v 3=66(v 1+v 2),故D正确.17.在某种条件下,铬原子的n =2能级上的电子跃迁到n =1能级上时释放的能量转交给n =4能级上的电子,使之脱离原子,这一现象叫做俄歇效应,以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子.已知铬原子的能级公式可简化表示为E n =-An 2,式中n =1,2,3…表示不同的能级,A 是正的已知常数.上述俄歇电子的动能是( )A.316A B.716A C.1116A D.1316A 答案 C解析 由题意可知n =1能级能量为:E 1=-A ,n =2能级能量为:E 2=-A4,从n =2能级跃迁到n =1能级释放的能量为:ΔE =E 2-E 1=3A 4,n =4能级能量为:E 4=-A16,电离需要能量为:E =0-E 4=A 16,所以从n =4能级电离后的动能为:E k =ΔE -E =3A 4-A 16=11A16,C 正确.18.如图4所示,在同一竖直面内,小球a 、b 从高度不同的两点,分别以初速度v a 和v b 沿水平方向先后抛出,恰好同时落到地面上与两抛出点水平距离相等的P 点.若不计空气阻力,则( )图4A .t a >t bB .t a <t bC .v a >v bD .v a =v b 答案 A解析 根据:h =12gt 2,解得t =2hg,知平抛运动的运动时间是由竖直高度决定的,由于a 的高度比b 的大,所以它们运动关系为 t a >t b ,由于a 、b 的水平位移相等,由x =v 0t 得v a <v b ,故A 正确.19.如图5所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m 的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,且处于原长状态,现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为L ,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L (未超过弹性限度),则在圆环下滑到最大距离的过程中( )图5A .圆环的机械能不守恒B .弹簧弹性势能增加了3mgLC .圆环下滑到最大距离时,所受合力为零D .圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变 答案 AB20.如图6所示,理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表,副线圈匝数可以通过滑动触头Q 来调节,在副线圈两端连接了定值电阻R 0和滑动变阻器R ,P 为滑动变阻器的滑动触头.在原线圈上加一电压有效值为U 的正弦交变电流,则( )图6A .保持Q 的位置不动,将P 向上滑动时,电流表读数变小B .保持Q 的位置不动,将P 向上滑动时,变阻器R 消耗的功率变小C .保持P 的位置不动,将Q 向上滑动时,电流表读数变大D .调节P 、Q 使副线圈匝数、变阻器R 阻值均变为原来2倍,则变压器输入功率不变 答案 AC21.如图7所示,赤道上空有2颗人造卫星A 、B 绕地球做同方向的匀速圆周运动,地球半径为R ,卫星A 、B 的轨道半径分别为54R 、53R ,卫星B 的运动周期为T ,某时刻2颗卫星与地心在同一直线上,两颗卫星之间保持用光信号直接通信.则( )图7A .卫星A 的加速度小于B 的加速度B .卫星A 、B 的周期之比为338C .再经时间t =3(83+9)T148,两颗卫星之间的通信将中断D .为了使赤道上任一点任一时刻均能接收到卫星A 所在轨道的卫星的信号,该轨道至少需要3颗卫星 答案 BC解析 根据G Mm r 2=ma ,解得:a =G Mr 2,可知A 的加速度大于B 的加速度,故A 错误;根据G Mm r 2=m 4π2T2r ,解得:T = 4π2r 3GM ,可得:T A T B =338,故B 正确;由题意可知当卫星A 与B 的连线与地球相切时信号将中断,由几何关系可知此时A 、B 卫星的距离为25R12, 角度关系为(2πT A -2πT B )t =θ(θ为卫星A 、B 与地心连线的夹角),联立可得:t =3(83+9)T 148,故C 正确;对于同步卫星来讲,由于赤道的角度为360度,而一颗卫星能覆盖120度,故要有3颗,才能全部覆盖地球表面,同步卫星距地心的距离大约为7R ,而卫星A 的轨道半径为5R4,覆盖的范围比同步卫星还要小,因此至少需要3颗以上才可以,故D 错误.。
2018 年高考精确押题卷01(全国 II卷)物理一、选择题: 14-18 题只有一项切合要求,19-21 题有多项切合题目要求。
14.如图甲所示是研究光电效应实验规律的电路。
当用强度必定的黄光照耀到光电管上时,测得电流表的示数随电压变化的图象如图乙所示。
以下说法正确的选项是()A.若改用红光照耀光电管,必定不会发生光电效应B.若照耀的黄光越强,饱和光电流将越大C.若用频次更高的光照耀光电管,则光电管中金属的逸出功增大D.若改用蓝光照耀光电管,图象与横轴交点在黄光照耀时的右边15. 以下图 , 在某游玩节目中, 选手需要借助悬挂在高处的绳索飞越对面的高台上。
一质量m的选手脚穿轮滑鞋以 v0的水平速度在水平川面M上抓住竖直的绳开始摇动, 选手可看作质点, 绳索的悬挂点到选手的距离L, 当绳摆到与竖直方向夹角θ 时,选手松开绳索, 选手松开绳索后持续运动到最高点时, 恰巧能够水平运动到水平传递带 A 点 , 不考虑空气阻力和绳的质量, 取重力加快度g. 以下说法中正确的选项是()A.选手摇动过程中机械能不守恒,松手后机械能守恒B. 选手松手时速度大小为v02 2 glC. 能够求出水平传递带A点相对水平面M的高度D. 不可以求出选手抵达水平传递带A点时速度大小16.以下图,用绳经过定滑轮牵引物块,使物块在水平面上从图示地点开始沿地面做匀速直线运动,若物块与地面间的动摩擦因数μ< 1,滑轮的质量及摩擦不计,则在物块运动过程中,以下判断中不正确的选项是 ( ).A.绳索拉力将保持不变B.绳索拉力将不停增大C.地面对物块的摩擦力不停减小D.物块对地面的压力不停减小17 据报导 , 美国国家航空航天局(NASA)初次在太阳系外发现“类地”行星Kepler - 186f. 若宇航员乘坐宇宙飞船抵达该行星, 进行科学观察:该行星自转周期为T; 宇航员在该行星“北极”距该行星地面邻近h 处自由开释一个小球 ( 引力视为恒力 ), 落地时间为t. 已知该行星半径为R,万有引力常量为G,则以下说法正确的选项是()A. 该行星的第一宇宙速度为2hR tB. 该行星的均匀密度为h2G Rt 23C. 假如该行星存在一颗同步卫星hT 2 R 2 , 其距行星表面高度为2t 22D. 宇宙飞船绕该星球做圆周运动的周期小于t 2Rh18. 动力小车沿倾角为α的斜面匀加快向下运动,小车支架上细线拉着一个小球,球与小车相对静止时,细线恰巧成水平,则以下选项正确的选项是()A 小车的加快度a =g/sin θ B. 小车的加快度为 a =gctnθC. 小车受的摩擦力为f=mg(sin θ +sin θ )D.小车所受的摩擦力与小球的牵引力相等19. 真空中有一竖直向上的匀强电场, 其场强盛小为 , 电场中的 A.B 两点固定着两个等量异号点电荷 + 、EQ- 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均分钱上的两点 , Oc =Od , a 、 b 两点在两点电荷的连线上 , 且 = . 以下判断正确的选项是 ()Oa ObA. a 、 b 两点的电场强度同样B.c 点的电势比d 点的电势低C. 将电子从 a 点移到 c 点的过程中,电场力对电子做负功D. 将电子从 a 点移到 b 点时其电势能减小20. 以下图 , 虚线所围矩形地区 abcd 内充满磁感觉强度为 B. 方向垂直纸面向里的匀强磁场 ( 矩形边线上无磁场 ). 现从 ad 边的中点 O 处, 某一粒子以大小为 v 的速度垂直于磁场射入、方向与ad 边夹角为 45° 时 , 其轨迹恰巧与 ab 边相切。
第三讲 带电粒子在复合场中的运动[答案] (1)速度选择器(如下图)带电粒子束射入正交的匀强电场和匀强磁场组成的区域中,满足平衡条件qE =qvB 的带电粒子可以沿直线通过速度选择器.(2)电磁流量计原理:如上图所示,圆形导管直径为d ,用非磁性材料制成,导电液体在管中向左流动,导电液体中的自由电荷(正、负离子)在洛伦兹力的作用下横向偏转,a 、b 间出现电势差,形成电场,当自由电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡时,a 、b 间的电势差就保持稳定,即qvB=qE =q U d ,所以v =U dB ,因此液体流量Q =Sv =πd 24·U Bd =πdU4B.(3)磁流体发电机原理:如下图所示,等离子气体喷入磁场,正、负离子在洛伦兹力作用下发生上下偏转而聚集到A 、B 板上,产生电势差.设A 、B 平行金属板的面积为S ,相距为l ,等离子气体的电阻率为ρ,喷入气体速度为v ,板间磁场的磁感应强度为B ,板外电阻为R .当等离子气体匀速通过A 、B 板间时,A 、B 板上聚集的电荷最多,板间电势差最大,即为电源电动势,此时,离子受力平衡:Eq =Bqv ,E =Bv ,电动势E =El =Blv ,电源内电阻r =ρlS,故R 中的电流I =E R +r =Blv R +ρl S=BlvS RS +ρl.考向一 带电粒子在“组合场”中的运动[归纳提炼] 1.组合场指电场、磁场、重力场有两种场同时存在,但各位于一定的区域内且并不重叠,且带电粒子在一个场中只受一种场力的作用.2.解题思路(1)带电粒子经过电场区域内利用动能定理或类平抛的知识分析; (2)带电粒子经过磁场区域时利用圆周运动规律结合几何关系来处理.(2017·天津卷)平面直角坐标系xOy 中,第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场,第Ⅲ象限存在沿y 轴负方向的匀强电场,如图所示.一带负电的粒子从电场中的Q 点以速度v 0沿x 轴正方向开始运动,Q 点到y 轴的距离为到x 轴距离的2倍.粒子从坐标原点O 离开电场进入磁场,最终从x 轴上的P 点射出磁场,P 点到y 轴距离与Q 点到y 轴距离相等.不计粒子重力,问:(1)粒子到达O 点时速度的大小和方向; (2)电场强度和磁感应强度的大小之比.[思路点拨] (1)注意粒子进入磁场时的速度不是v 0.(2)粒子在电场中做类平抛运动,求出粒子飞出电场时的速度是解题关键. [解析] 本题考查带电粒子在电场中的偏转及带电粒子在匀强磁场中的运动.(1)在电场中,粒子做类平抛运动,设Q 点到x 轴距离为L ,到y 轴距离为2L ,粒子的加速度为a ,运动时间为t ,有2L =v 0t ①L =12at 2②设粒子到达O 点时沿y 轴方向的分速度为v yv y =at ③设粒子到达O 点时速度方向与x 轴正方向夹角为α,有 tan α=v yv 0④ 联立①②③④式得 α=45°⑤即粒子到达O 点时速度方向与x 轴正方向成45°角斜向上 设粒子到达O 点时速度大小为v ,由运动的合成有v =v 20+v 2y ⑥联立①②③⑥式得v =2v 0⑦(2)设电场强度为E ,粒子电荷量为q ,质量为m ,粒子在电场中受到的电场力为F ,由牛顿第二定律可得F =ma ⑧又F =qE ⑨设磁场的磁感应强度大小为B ,粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R ,所受的洛伦兹力提供向心力,有qvB =m v 2R⑩由几何关系可知R =2L ⑪联立①②⑦⑧⑨⑩⑪式得E B =v 02⑫ [答案] (1)2v 0 与x 轴正方向成45°角斜向上 (2)v 02带电粒子在组合场中运动的处理方法不论带电粒子是先后在匀强电场和匀强磁场中运动,还是先后在匀强磁场和匀强电场中运动.解决方法如下(1)分别研究带电粒子在不同场中的运动规律,在匀强磁场中做匀速圆周运动,在匀强电场中,若速度方向与电场方向在同一直线上,则做匀变速直线运动,若进入电场时的速度方向与电场方向垂直,则做类平抛运动.根据不同的运动规律分别求解.(2)带电粒子经过磁场区域时利用圆周运动规律结合几何关系来处理.(3)注意分析磁场和电场边界处或交接点位置粒子速度的大小和方向,把粒子在两种不同场中的运动规律有机地联系起来.[熟练强化]迁移一 直线运动与圆周运动组合1.(2017·合肥质监)如图所示,在xOy 平面内,MN 与y 轴相互平行且间距为d ,其间有沿x 轴负方向的匀强电场.y 轴左侧有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B 1;MN 右侧空间有垂直纸面不随时间变化的匀强磁场.质量为m 、电荷量为q 的带负电粒子以速度v 0从坐标原点O 沿x 轴负方向射入磁场,经过一段时间后再次回到坐标原点,此过程中粒子两次通过电场,粒子在电场中运动的总时间为t 总=4d3v 0.粒子重力不计.求:(1)左侧磁场区域的最小宽度; (2)电场区域电场强度的大小;(3)右侧磁场区域宽度及磁感应强度大小应满足的条件.[解析] (1)粒子在左侧磁场中做圆周运动,qB 1v 0=m v 20R解得R =mv 0qB 1由几何知识可知,左侧磁场区域的最小宽度就是粒子做圆周运动的半径L min =R =mv 0qB 1. (2)粒子在电场中运动的总时间为t 总=4d 3v 0,带电粒子一次通过电场的时间为t =2d3v 0.设粒子到达MN 边界的速度为v ,电场强度为Ed =v +v 02t所以v =2v 0v 2-v 20=2Eq md E =3mv 202qd.(3)因为粒子带负电,所以粒子开始时在左侧磁场中向下偏转,通过电场加速后进入右侧磁场,要使其能够回到原点,则粒子在右侧磁场中应向上偏转,所以MN 右侧空间的磁场垂直纸面向外,且偏转半径为R 或2R ,粒子通过电场加速后进入右侧磁场的速度为v =2v 0.设粒子在右侧磁场中的轨道半径为r ,磁感应强度为BqBv =m v 2r ,r =2mv 0qB ,R =mv 0qB 1粒子在右侧磁场中运动情况有两种,如图所示①当半径r =R 时,B =2mv 0qR=2B 1,右侧磁场的宽度应满足x min ≥mv 0qB 1②当半径r =2R 时,B =2mv 02qB =B 1,右侧磁场的宽度应满足x min ≥2mv 0qB 1.[答案] (1)mv 0qB 1 (2)3mv 22qd(3)①当半径r =R 时,x min ≥mv 0qB 1 ②当半径r =2R 时,x min ≥2mv 0qB 1迁移二 组合场中的多解问题2.如下图所示,在x 轴上方有一匀强磁场,磁感应强度为B ;x 轴下方有一匀强电场,电场强度为E .屏MN 与y 轴平行且相距L .一质量m ,电荷量为e 的电子,在y 轴上某点A 自静止释放,如果要使电子垂直打在屏MN 上,那么:(1)电子释放位置与原点O 的距离s 需满足什么条件? (2)电子从出发点到垂直打在屏上需要多长时间? [解析] (1)在电场中,电子从A →O ,动能增加eEs =12mv 2在磁场中,电子偏转,半径为r =mv 0eB据题意,有(2n +1)r =L所以s =eL 2B 22Em n +2(n =0,1,2,3,…)(2)在电场中匀变速直线运动的时间与在磁场中做部分圆周运动的时间之和为电子总的运动时间t =(2n +1)2s a +T 4+n T 2,其中a =Ee m ,T =2πm eB. 整理后得t =BL E +(2n +1)πm2eB (n =0,1,2,3,…)[答案] (1)s =eL 2B 22Em n +2(n =0,1,2,3,…)(2)BL E +(2n +1)πm2eB(n =0,1,2,3,…)考向二带电粒子在“复合场”中的运动[归纳提炼]带电粒子在“复合场”中运动问题求解思路(2016·天津卷)如图所示,空间中存在着水平向右的匀强电场,电场强度大小E =5 3 N/C,同时存在着水平方向的匀强磁场,其方向与电场方向垂直,磁感应强度大小B=0.5 T.有一带正电的小球,质量m=1×10-6kg,电荷量q=2×10-6C,正以速度v在图示的竖直面内做匀速直线运动,当经过P点时撤掉磁场(不考虑磁场消失引起的电磁感应现象),取g=10 m/s2.求:(1)小球做匀速直线运动的速度v的大小和方向;(2)从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在的这条电场线经历的时间t.[思路路线][解析] (1)小球匀速直线运动时受力如图,其所受的三个力在同一平面内,合力为零,则qvB =q 2E 2+m 2g 2①代入数据解得v =20 m/s ②速度v 的方向斜向右上方,与电场E 的方向之间的夹角θ满足tan θ=qE mg③ 代入数据解得tan θ=3,θ=60°④(2)解法一:撤去磁场,小球在重力与电场力的合力作用下做类平抛运动,设其加速度为a ,有a =q 2E 2+m 2g 2m⑤设撤掉磁场后小球在初速度方向上的分位移为x ,有x =vt ⑥ 设小球在重力与电场力的合力方向上分位移为y ,有y =12at 2⑦a 与mg 的夹角和v 与E 的夹角相同,均为θ,又tan θ=yx⑧联立④⑤⑥⑦⑧式,代入数据解得t =2 3 s≈3.5 s解法二:撤去磁场后,由于电场力垂直于竖直方向,它对竖直方向的分运动没有影响,以P 点为坐标原点,竖直向上为正方向,小球在竖直方向上做匀减速运动,其初速度为v y =v sin θ⑤若使小球再次经过P 点所在的电场线,仅需小球的竖直方向上分位移为零,则有v y t -12gt2=0⑥联立④⑤⑥式,代入数据解得t =2 3 s≈3.5 s[答案] (1)20 m/s 斜向右上方与电场E 的方向之间的夹角为60° (2)3.5 s电场力、磁场力、重力并存时带电体的运动分析(1)若三力平衡,带电体做匀速直线运动. (2)若重力与电场力平衡,带电体做匀速圆周运动.(3)若合力不为零,带电体可能做复杂的曲线运动,可用能量守恒定律或动能定理求解. [熟练强化]迁移一 带电粒子在“复合场”中的一般曲线运动1.(多选)设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,如图所示,已知一带电粒子在电场力和洛伦兹力的作用下,从静止开始自A 点沿曲线ACB 运动,到达B 点时速度为零,C 点是运动的最低点,忽略粒子的重力,以下说法中正确的是( )A .此粒子必带正电荷B .A 点和B 点位于同一高度C .粒子在C 点时机械能最大D .粒子到达B 点后,将沿原曲线返回A 点[解析] 本题考查带电粒子在电场和磁场中的运动,意在考查学生的综合分析能力.粒子从静止开始运动的方向向下,电场强度方向也向下,所以粒子必带正电荷,A 正确;因为洛伦兹力不做功,只有静电力做功,A 、B 两点速度都为0,根据动能定理可知,粒子从A 点到B 点运动过程中,电场力不做功,故A 、B 点位于同一高度,B 正确;C 点是最低点,从A 点到C 点运动过程中电场力做正功最大,C 点电势能最小,由能量守恒定律可知C 点的机械能最大,C 正确;到达B 点时速度为零,将重复刚才ACB 的运动,向右运动,不会返回,故D 错误.[答案] ABC迁移二 带电粒子在“复合场”中的直线运动2.(2015·福建卷)如图,绝缘粗糙的竖直平面MN 左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,电场强度大小为E ,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B .一质量为m 、电荷量为q 的带正电的小滑块从A 点由静止开始沿MN 下滑,到达C 点时离开MN 做曲线运动.A 、C 两点间距离为h ,重力加速度为g .(1)求小滑块运动到C 点时的速度大小v C ;(2)求小滑块从A 点运动到C 点过程中克服摩擦力做的功W f ;(3)若D 点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置,当小滑块运动到D 点时撤去磁场,此后小滑块继续运动到水平地面上的P 点.已知小滑块在D 点时的速度大小为v D ,从D 点运动到P 点的时间为t ,求小滑块运动到P 点时速度的大小v P .[解析] (1)小滑块沿MN 运动过程,水平方向受力满足qvB +N =qE小滑块在C 点离开MN 时N =0解得v C =EB(2)由动能定理mgh -W f =12mv 2C -0解得W f =mgh -mE 22B2(3)如图,小滑块速度最大时,速度方向与电场力、重力的合力方向垂直.撤去磁场后小滑块将做类平抛运动,等效加速度为g ′g ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫qE m 2+g 2 且v 2P =v 2D +g ′2t 2解得v P =v 2D +⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫qE m 2+g 2t 2 [答案] (1)E B (2)mgh -mE 22B2(3)v 2D +⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫qE m 2+g 2t 2 迁移三 带电粒子在复合场中的圆周运动3.(2017·大庆模拟)如图所示,空间区域Ⅰ、Ⅱ内存在匀强电场和匀强磁场,MN 、PQ 为磁场区域的理想边界,Ⅰ区域高度为d ,Ⅱ区域的高度足够大.匀强电场方向竖直向上;Ⅰ、Ⅱ区域磁场的磁感应强度大小均为B ,方向分别垂直纸面向里和向外.一个质量为m ,电荷量为q 的带电小球从磁场上方的O 点由静止开始下落,进入电磁场区域后,恰能做匀速圆周运动.已知重力加速度为g .(1)试判断小球的电性并求出电场强度E 的大小;(2)若带电小球运动一定时间后恰能回到O 点,在图中作出小球的运动轨迹;求出释放点距MN 的高度h ;并求出小球从开始释放到第一次回到O 点所经历的时间t ;(3)试讨论h 取不同值时,小球第一次穿出Ⅰ区域的过程中电场力所做的功W .[解析] (1)带电小球进入电磁场区域后,恰能做匀速圆周运动,则电场力与重力等大反向,小球带正电,有qE =mg得E =mg q.(2)带电小球在进入叠加场区域前做自由落体运动,有:mgh =12mv 2带电小球在叠加场中做匀速圆周运动,有:qvB =m v 2R由于带电小球在Ⅰ、Ⅱ两个区域运动过程中,q 、v 、B 、m 的大小不变,故三段轨迹圆弧的半径相同,以三个圆心为顶点的三角形为等边三角形,边长为2R ,轨迹如图(a)所示.由几何关系知:R =dsin60°解得:h =2q 2B 2d23m 2g从小球开始释放到回到O 点,运动时间由两部分组成,一部分为在叠加场区域外运动的时间,t 1=22hg;一部分为在叠加场区域内运动的时间,t 2=76×2πm qB =7πm3qB总时间t =t 1+t 2=22h g +7πm 3qB =43qBd 3mg +7πm3qB. (3)当带电小球在Ⅰ区域做圆周运动的圆弧与PQ 相切时,运动轨迹如图(b)所示,小球做圆周运动的半径R ′=d解得对应高度:h 0=q 2B 2d 22m 2g讨论:①当h ≤h 0时,小球进入Ⅰ区域的速度较小,半径较小,不能进入Ⅱ区域,由边界MN 第一次穿出Ⅰ区域,此过程中电场力做功W =0;②当h >h 0时,小球进入Ⅰ区域后由边界PQ 第一次穿出磁场Ⅰ区域进入Ⅱ区域,此过程中电场力做功W =-qEd =-mgd .[答案] (1)带正电 mg q (2)轨迹见解析 2q 2B 2d 23m 2g 43qBd 3mg +7πm3qB(3)见解析高考题答题规范——电磁场技术的应用[考点归纳]带电粒子在复合场中运动的应用实例[高考示例](16分)一台质谱仪的工作原理如图所示.大量的甲、乙两种离子飘入电压为U 0的加速电场,其初速度几乎为0,经加速后,通过宽为L 的狭缝MN 沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B 的匀强磁场中,最后打到照相底片上.已知甲、乙两种离子的电荷量均为+q ,质量分别为2m 和m ,图中虚线为经过狭缝左、右边界M 、N 的甲种离子的运动轨迹.不考虑离子间的相互作用.(1)求甲种离子打在底片上的位置到N点的最小距离x;(2)在图中用斜线标出磁场中甲种离子经过的区域,并求该区域最窄处的宽度d;(3)若考虑加速电压有波动,在(U0-ΔU)到(U0+ΔU)之间变化,要使甲、乙两种离子在底片上没有重叠,求狭缝宽度L满足的条件.,[审题指导]第一步读题干—提信息[满分答案] (1)设甲种离子在磁场中的运动半径为r 1 电场加速qU 0=12×2mv 2(1分)且qvB =2m v 2r 1(1分)解得r 1=2BmU 0q(1分) 根据几何关系x =2r 1-L (1分) 解得x =4BmU 0q-L (1分) (2)如图所示(2分)最窄处位于过两虚线交点的垂线上d =r 1-r 21-⎝ ⎛⎭⎪⎫L 22(2分) 解得d =2BmU 0q - 4mU 0qB 2-L24(2分) (3)设乙种离子在磁场中的运动半径为r 2r 1的最小半径r 1min =2Bm U 0-ΔUq(1分)r 2的最大半径r 2max =1B2m U 0+ΔUq (1分)由题意知2r 1min -2r 2max >L ,即4Bm U 0-ΔU q -2B2mU 0+ΔUq>L (2分)解得L <2Bm q [2U 0-ΔU -U 0+ΔU ](1分)[答案] (1)4BmU 0q-L (2)区域见解析 2BmU 0q - 4mU 0qB 2-L24(3)L <2Bm q[2U 0-ΔU -U 0+ΔU ]规范解析书写过程,注意分步列式,对所列方程用序号标出,阅卷老师才好找到得分点;尽量不要列连等式,以防由于写综合方程,一处出错则全部没分.保证结果计算正确本题较多的是数学表达式的推导,要提高计算能力,会做的题尽量做对,只要结果正确,前面书写的稍有不规范,阅卷老师也可能不在意,但一旦结果错误,阅卷老师再找得分点时,书写不规范或马虎往往就会吃亏.只看对的,不看错的,对于不会做的题目,要把与本题相关的公式都写上,公式是主要得分点,阅卷时只看评分标准中给定的公式来给分,无用的如果写了,不给分也不扣分.[满分体验] (2016·浙江卷)为了进一步提高回旋加速器的能量,科学家建造了“扇形聚焦回旋加速器”.在扇形聚焦过程中,离子能以不变的速率在闭合平衡轨道上周期性旋转.扇形聚焦磁场分布的简化图如图所示,圆心为O 的圆形区域等分成六个扇形区域,其中三个为峰区,三个为谷区,峰区和谷区相间分布.峰区内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B ,谷区内没有磁场.质量为m ,电荷量为q 的正离子,以不变的速率v 旋转,其闭合平衡轨道如图中虚线所示.(1)求闭合平衡轨道在峰区内圆弧的半径r ,并判断离子旋转的方向是顺时针还是逆时针; (2)求轨道在一个峰区内圆弧的圆心角θ,及离子绕闭合平衡轨道旋转的周期T ; (3)在谷区也施加垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B ′,新的闭合平衡轨道在一个峰区内的圆心角θ变为90°,求B ′和B 的关系.已知:sin(α±β)=sin αcos β±cos αsin β,cos α=1-2sin2α2[解析] (1)峰区内圆弧半径r =mv qB旋转方向为逆时针(2)由对称性,峰区内圆弧的圆心角θ=2π3每个圆弧的长度l =2πr 3=2πmv3qB每段直线长度L =2r cos π6=3r =3mvqB周期T =l +L v代入得T =π+33mqB21 (3)谷区内的圆心角θ′=120°-90°=30° 谷区内的轨道圆弧半径r ′=mv qB ′由几何关系r sin θ2=r ′sin θ′2由三角关系sin 30°2=sin15°=6-24 代入得B ′=3-12B[答案] (1)mvqB 逆时针(2)2π3 π+33m qB (3)B ′=3-12B。
稳派教育2018届高考压轴考试(一)理科综合试卷(物理部分)二、选择题:本题共8小题,每小题6分,共18分。
在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项符合题目要求,第19~21题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
14.如图所示,平行板电容器两极板接在电源两端,且倾斜放置。
一带电小球从A端水平射入,能沿水平直线AB运动,则A.小球的电势能将减小B.小球一定带正电C.若断开开关S,把B板拉开一段距离到图中虚线位置,小球仍做直线运动D.若始终闭合S,把B板拉开一段距离到图中虚线位置,小球仍做直线运动15.如图所示,理想变压器原删线图的匝数比为2:1,L1、L2、L3、L4为四只规格均为“9V,9W”的完全相同灯泡,灯泡的电阻不变,电压表为理想交流电表,已知L1灯正常发光,则以下说法中正确的是A.L2、L3、L4灯泡也能正常发光B.L2灯泡消耗的功率为3WC.电压表的示数为30VD.电压表的示数为2lV16.我国发射的天宫二号空间实验室的周围有一颗伴飞的小卫星,其中“长周期绕圈模式”是伴飞的方式之一,它的情景简化如图:在地球引力作用下,天宫二号与伴飞小卫星均在同一轨道平面内做匀速圆周运动轨迹为图中实线和虚线所示。
若伴飞卫星的轨道半径略小于天宫二号,在天宫二号航天员的视角看来,伴飞小卫星从天宫二号下方以较小的速度飘过,逐渐向前远离,一直消失在地平线下看不见。
经过非常长的时间,伴飞小卫星再次从天宫二号后下方向正下方飘来,完成一次周期性运动。
若天宫二号的轨道半径为r,周期T,伴飞小卫星的轨道半径比天宫二号的轨道半径小△r,则它回归一次经过的时间为A.3)(1r r r T∆-- B. 3)(1r r r T ∆-+ C. 1)(3-∆-r r r T D. 1)(3+∆-r r r T17.如图所示,质量为m 1的书和质量为m 2的杂志叠放在水平桌面上,书和杂志之间的动摩擦因数为μ1,杂志和桌面之间的动摩擦因数为μ2。
选择题限时突破(一)
(限时:25分钟)
二、选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项符合题目要求,第19~21题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.
14.下列说法正确的是()
A.氢原子核外电子轨道半径越大,其原子能量越小
B.在核反应中,比结合能较小的原子核转化成比结合能较大的原子核才会释放核能
C.β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流
D.氢原子从n=2的能级跃迁到n=1的能级辐射出的光恰好能使某种金属发生光电效应,则从n=3的能级跃迁到n=2的能级辐射的光也可使该金属发生光电效应
答案 B
解析氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道上时,能量减小,减小的能量以光子的形式释放出来,故氢原子核外电子轨道半径越大,其能量越高,A错误.在核反应中,由比结合能较小的原子核变成比结合能较大的原子核才会释放核能,B正确.β射线是原子核内的中子转化为质子同时放出的电子,C错误;氢原子从n=2的能级跃迁到n=1的能级辐射出的光子的能量为E1=-3.4 eV-(-13.6 eV)=10.2 eV,恰好能使某种金属发生光电效应,从n=3的能级跃迁到n=2的能级辐射的光子的能量E2=-1.51 eV-(-3.4 eV)=1.89 eV,故不能使这种金属发生光电效应,D错误.
15.如图1所示,一个质量m=1 kg的小环套在倾角为37°的光滑固定直杆上,为使小环能够静止不动,需对它施加一个水平拉力F.已知重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6.则F的大小和方向分别是()
图1
A.7.5 N,水平向左B.7.5 N,水平向右
C .13.3 N ,水平向左
D .13.3 N ,水平向右
答案 A 解析 对小环受力分析,根据平衡知识可知:F =mg tan37°=10×34
N =7.5 N ,方向水平向左,故选A.
16.如图2所示,圆柱体为磁体,磁极在左右两侧,外侧a 为一金属圆环,与磁体同轴放置,间隙较小.在左侧的N 极和金属圆环上各引出两根导线,分别接高压电源的正负极.加高压后,磁体和金属环a 间的空气会被电离,形成放电电流,若从右侧观察放电电流,下列说法正确的是( )
图2
A .放电电流将发生顺时针旋转
B .放电电流将发生逆时针旋转
C .放电电流不发生旋转
D .无法确定放电电流的运动情况
答案 A
解析 由题可以知道,磁场向右,电流由高压电源的正极流向负极,根据左手定则,可以判断放电电流将发生顺时针旋转,故选项A 正确.
17.如图3所示电路中,电流表A 和电压表V 均可视为理想电表.闭合开关S 后,将滑动变阻器R 1的滑片向右移动,下列说法正确的是( )
图3
A .电流表A 的示数变大
B .电压表V 的示数变大
C .电容器C 所带的电荷量减少
D .电源的效率增加
答案 D
解析 R 1的滑片向右移动,接入电路的电阻增大,电路的总电阻增大,由闭合电路的欧姆定
律I =E R +r
知,干路中的电流减小,路端电压增大,R 3两端的电压减小,电压表V 的示数变小,B 错误;并联部分的电压增大,电容器C 所带的电荷量增加,C 错误;通过R 2的电流增
大,所以通过R 1支路的电流减小,电流表的示数变小,A 错误;电源的效率:η=UI EI
×100%,所以效率增加,D 正确.
18.一质量为1 kg 的质点静止于光滑水平面上,从t =0时刻开始,受到如图4所示的水平外力作用,下列说法正确的是( )
图4
A .第1 s 末质点的速度为2 m/s
B .第2 s 末外力做功的瞬时功率最大
C .第1 s 内与第2 s 内质点动量增加量之比为1∶2
D .第1 s 内与第2 s 内质点动能增加量之比为4∶5
答案 D
解析 由动量定理:Ft =m v ′-m v ,得1 s 末、2 s 末速度分别为:v 1=4 m /s 、v 2=6 m/s ,A 错误;第1 s 末的外力的功率P =F 1v 1=4×4 W =16 W ,第2 s 末外力做功的瞬时功率:P ′
=F 2v 2=2×6 W =12 W ,B 错误;第1 s 内与第2 s 内质点动量增加量之比为:Δp 1Δp 2=m v 1m v 2-m v 1
=1×4
1×6-1×4=21,C 错误;第1秒内与第2秒内动能增加量分别为:ΔE k1=12m v 21=8 J ,ΔE k2=12m v 22-12
m v 21=10 J ,则ΔE k1∶ΔE k2=8∶10=4∶5,D 正确. 19.美国航天局与欧洲航天局合作,发射的火星探测器已经成功登录火星.荷兰企业家巴斯兰斯多普发起的“火星一号”计划打算将总共24人送上火星,创建一块长期殖民地.若已知万有引力常量为G ,那么在下列给出的各种情景中,能根据测量的数据求出火星密度的是
( )
A .在火星表面使一个小球作自由落体运动,测出落下的高度H 和时间t
B .火星探测器贴近火星表面做匀速圆周运动,测出运行周期T
C .火星探测器在高空绕火星做匀速圆周运动,测出距火星表面的高度h 、运行周期T 和火星的半径
D .观察火星绕太阳的匀速圆周运动,测出火星的直径D 和运行周期T
答案 BC
解析 设火星的质量为M ,半径为R ,则火星的质量M =43
ρπR 3.在火星表面使一个小球做自由落体运动,测出下落的高度H 和时间t ,根据H =12
gt 2,可知算出火星的重力加速度,根据G Mm R 2=mg ,可以算得M R 2的值,但无法算出密度,故A 错误;根据GMm R 2=m 4π2T 2R ,M =43
ρπR 3,得:ρ=3πG T 2,已知T 就可算出密度,故B 正确;根据GMm (R +h )2=m 4π2T 2(R +h ),M =43ρπR 3,得M =4π2(R +h )3
GT 2
,已知h ,T ,R 就可算出密度,故C 正确;观察火星绕太阳的圆周运动,只能算出太阳的质量,无法算出火星质量,也就无法算出火星密度,故D 错误.
20.如图5所示,在绝缘水平面上固定着一光滑绝缘的圆形槽,在某一过直径的直线上有O 、
A 、
B 三点,其中O 为圆心,A 点固定电荷量为Q 的正电荷,B 点固定一个未知电荷,且圆周上各点电势相等,AB =L .有一个可视为质点的质量为m ,电荷量为-q 的带电小球正在槽中运动,在
C 点受到的电场力指向圆心,C 点所处的位置如图所示,根据题干和图示信息可知( )
图5
A .
B 点的电荷带正电
B .B 点的电荷的电荷量为3Q
C .B 点的电荷的电荷量为3Q
D .小球在槽内做的是匀速圆周运动
答案 CD
解析 如图,由小球在C 点时受到的电场力指向圆心,对小球受力分析
可知B 点的电荷对小球有排斥力,因小球带负电,则B 点的电荷带负电,。