2011届高考物理随堂达标自测试题15

2011优化方案高三物理复习随堂自测--机械能守恒定律（带详答）1．(2010年广东东莞调研)关于机械能是否守恒的叙述，正确的是( )A ．做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒B ．做加速运动的物体机械能不可能守恒C ．合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒D ．只有重力对物体做功时，物体机械能一定守恒解析：选 D.只有重力做功或弹簧弹力做功，其他力不做功或做功等于零时，物体的机械能守恒，D 正确．2．如图5－3－9所示，桌面高为h ，质量为m 的小球从离桌面高H 处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，则小球落到地面前瞬间的机械能为( )A ．mghB ．mgHC ．mg (H ＋h )D ．mg (H －h )解析：选 B.设桌面处的重力势能为零，则小球开始下落时的机械能为mgH ，因小球自由下落过程中，机械能守恒，故小球落地前瞬间的机械能为mgH ，故B 正确．3．(2010年深圳调研)如图5－3－10所示，在水平桌面上的A 点有一个质量为m 的物体，以初速度v 0被抛出，不计空气阻力，当它到达B 点时，其动能为( )A.12m v 02＋mgHB.12m v 02＋mgh 1C ．mgH －mgh 2D.12m v 02＋mgh 2解析：选B.由机械能守恒，mgh 1＝12m v 2－12m v 02，到达B 点的动能12m v 2＝mgh 1＋12m v 02，B 正确．4．(2010年广东高三调研)一不计质量的图5－3－9 图5－3－10图5－3－11直角形支架的两直角臂长度分别为2s 和s ，支架可绕水平固定轴O 在竖直平面内无摩擦转动，支架臂的两端分别连接质量为m 和2m 的小球A 和B ，开始时OA 臂处于水平位置，如图5－3－11所示．由静止释放后，则( )A ．OB 臂能到达水平位置B ．OB 臂不能到达水平位置C ．A 、B 两球的最大速度之比为v A ∶v B ＝2∶1D ．A 、B 两球的最大速度之比为v A ∶v B ＝1∶2解析：选AC.当OB 臂到达水平位置时，质量为m 的小球重力势能减小2mgs ，质量为2m 的小球重力势能增加2mgs ，根据机械能守恒，可知这是可能的，所以A 正确，B 错误；两个小球转动的角速度ω相同，根据v ＝ωR 可知，A 、B 两球的最大速度之比为v A ∶v B ＝2∶1.5．如图5－3－12所示，让摆球从图中A位置由静止开始下摆，正好到最低点B 位置时线被拉断．设摆线长为L ＝1.6 m ，B 点与地面的竖直高度为h ＝6.4 m ，不计空气阻力，求摆球着地时的速度大小．(g 取10 m/s 2)解析：在整个过程中只有重力做功，故机械能守恒mg [L (1－cos60°)＋h ]＝12m v 2∴v ＝2g [L (1－cos60°)＋h ]＝ 2×10×[1.6×(1－12)＋6.4] m/s＝12 m/s.答案：12 m/s图5－3－12。

2011年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试二、选择题：本大题共8小题。

在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的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。

14．关于一定量的气体，下列叙述正确的是 A ．气体吸收的热量可以完全转化为功 B ．气体体积增大时，其内能一定减少C ．气体从外界吸收热量，其内能一定增加D ．外界对气体做功，气体内能可能减少 15．如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流1I 和2I ，且12I I >；a 、b 、c 、d 为导线某一横截面所在平面内的四点，且a 、b 、c 与两导线共面；b 点在两导线之间，b 、d的连线与导线所在平面垂直。

磁感应强度可能为零的点是 A ．a 点 B ．b 点 C ．c 点 D ．d 点16．雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹。

设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a 、b 、c 、d 代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是 A ．紫光、黄光、蓝光和红光 B ．紫光、蓝光、黄光和红光 C ．红光、蓝光、黄光和紫光 D ．红光、黄光、蓝光和紫光17．通常一次闪电过程历时约0．2～O ．3s ，它由若干个相继发生的闪击构成。

每个闪击持续时间仅40～80μs ，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。

在某一次闪电前云地之间的电势差约为1．0×910v ，云地间距离约为l km ；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C ，闪击持续时间约为60μs 。

假定闪电前云地间的电场是均匀的。

根据以上数据，下列判断正确的是 A ．闪电电流的瞬时值可达到1×510A B ．整个闪电过程的平均功率约为l×1410W C ．闪电前云地间的电场强度约为l×106V/mD ．整个闪电过程向外释放的能量约为6×610 j18．已知氢原子的基态能量为E 1，激发态能量21/n E E n =，其中n=2,3…。

2011年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试物理部分二、选择题：本大题共8小题。

在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合小题。

在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合 题目要求，有的有多个选项符合题目要求。

全部选对的得题目要求，有的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，有选错的得分，有选错的得0分。

分。

14.14.关于一定量的气体，下列叙述正确的是关于一定量的气体，下列叙述正确的是关于一定量的气体，下列叙述正确的是 A. A.气体吸收的热量可以完全转化为功气体吸收的热量可以完全转化为功气体吸收的热量可以完全转化为功B.B.气体体积增大时，其内能一定减少气体体积增大时，其内能一定减少气体体积增大时，其内能一定减少C C．气体从外界吸收热量，其内能一定增加．气体从外界吸收热量，其内能一定增加．气体从外界吸收热量，其内能一定增加D ．外界对气体做功，气体内能可能减少解析： A 违背热力学第二定律，BCD 考察热力学第一定律：Q w U +=D 做功和热传递都可以改变内能故选D15如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流1I 和2I ，且12I I ；a 、b 、c 、d 为导线某一横截面所在平面内的四点，且a 、b 、c 与两导线共面；与两导线共面；b b 点在两导线之间，点在两导线之间，b b 、d 的连线与导线所在平面垂直。

磁感应强度可能为零的点是磁感应强度可能为零的点是A.a 点B.b 点C.c 点D.d 点解析：要合磁感应强度为零，必有1I 和2I 形成两个场等大方向，只有C 点有可能，选C16雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹。

设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，光线在过此截面的平面内，a a 、b 、c 、d 代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是A.A.紫光、黄光、蓝光和红光紫光、黄光、蓝光和红光紫光、黄光、蓝光和红光B.B.紫光、蓝光、黄光和红光C.C.红光、蓝光、黄光和紫光红光、蓝光、黄光和紫光红光、蓝光、黄光和紫光D. D. D.红光、黄光、蓝光和紫光红光、黄光、蓝光和紫光红光、黄光、蓝光和紫光解析：按照偏折程度从小到大的排序为d 、c 、b 、a 、故：折射率为:d c b a n n n n <<<频率为：d c b a f f f f <<<选B 1717．．通常一次闪电过程历时约0.20.2～～O.3s O.3s，，它由若干个相继发生的闪击构成。

2011《金版新学案》高三物理一轮复习电容器与电容带电粒子在电场中的运动随堂检测(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)1．某空间内有高度为d、宽度足够宽、方向水平向左的匀强电场．当在该空间内建立如图所示的坐标系后，在x轴上的P点沿y轴正方向连续射入质量和电荷量均相同、且带电性质也相同的带电粒子(粒子重力不计)，由于粒子的入射速率v(v＞0)不同，有的粒子将在电场中直接通过y轴，有的将穿出电场后再通过y轴．设粒子通过y轴时，离坐标原点的距离为h，从P到y轴所需的时间为t，则()A．由题设条件不能判断出粒子的带电性质B．对h≤d的粒子，h越大，t越大C．对h≤d的粒子，在时间t内，电场力对粒子做的功不相等D．h越大的粒子，进入电场时的速率v也越大【解析】由题设条件，粒子必定受到向左的电场力，电场方向向左，故粒子必带正电荷，A错误．h≤d的粒子，都没有飞出电场，电场方向上的加速度a＝qE，因粒子的带电m荷量和质量都相等，故加速度相等，到达y轴的时间也相等，该过程电场力做功W＝qEx o 相等，所以B、C错误．而初速度越大的粒子在粒子到达y轴的时间内，竖直向上的位移越大，所以D正确．【答案】 D2．如图所示，矩形区域ABCD内存在竖直向下的匀强电场，两个带正电的粒子a和b 以相同的水平速度射入电场，粒子a由顶点A射入，从BC的中点P射出，粒子b由AB的中点O射入，从顶点C射出．若不计重力，则a和b的比荷(即粒子的电荷量与质量之比)之比是( )A．1∶2 B．2∶1C ．1∶8D ．8∶1【解析】 粒子在匀强电场中做匀变速曲线运动，对a ：a 1＝q 1E m 1、12BC ＝v t 1，AB ＝12a 1t 21；b ：a 2＝q 2E m 2、BC ＝v t ，12AB ＝12a 2t 22；解得a 和b 的比荷之比是8∶1.D 正确．【答案】 D3．(2009年海门模拟)如图所示是测定液面高度h 的电容式传感器示意图，E 为电源，G 为灵敏电流计，A 为固定的导体芯，B 为导体芯外面的一层绝缘物质，C 为导电液体．已知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系为：电流从左边接线柱流进电流计，指针向左偏．如果在导电液体的深度h 发生变化时观察到指针正向左偏转，则( )A ．导体芯A 所带电荷量在增加，液体的深度h 在增大B ．导体芯A 所带电荷量在减小，液体的深度h 在增大C ．导体芯A 所带电荷量在增加，液体的深度h 在减小D ．导体芯A 所带电荷量在减小，液体的深度h 在减小【解析】 电流计指针向左偏转，说明流过电流计G 的电流由左→右，则导体芯A 所带电荷量在减小，由Q ＝CU 可知，芯A 与液体形成的电容器的电容减小，则液体的深度h 在减小，故D 正确．【答案】 D4．一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电荷量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比．若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率v 匀速下降；若两极板间的电压为U ，经一段时间后，油滴以速率v 匀速上升．若两极板间电压为－U ，油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是( )A ．2v 、向下B ．2v 、向上C ．3v 、向下D ．3v 、向上【解析】 以油滴为研究对象，根据共点力平衡条件： 不加电压时，mg －k v ＝0 所加电压为U 时，mg ＋k v －qUd＝0 所加电压为－U 时，mg ＋qUd －k v ′＝0由以上各式得：v ′＝3v ，方向竖直向下． 【答案】 C5．如图所示，M 、N 是竖直放置的两平行金属板，分别带等量异种电荷，两极间产生一个水平向右的匀强电场，场强为E ，一质量为m 、电荷量为＋q 的微粒，以初速度v 0竖直向上从两极正中间的A 点射入匀强电场中，微粒垂直打到N 极上的C 点，已知AB ＝BC .不计空气阻力，则可知( )A ．微粒在电场中作抛物线运动B ．微粒打到C 点时的速率与射入电场时的速率相等 C ．MN 板间的电势差为2m v 20/qD ．MN 板间的电势差为E v 20/2g 【解析】 微粒所受合外力为恒力，故微粒做抛物线运动，A 对．因AB ＝BC ，即v 02·t＝v C 2·t 可见v C ＝v 0.故B 项正确；A →C 由动能定理得：W 电－W 重＝ΔE k ＝0 所以W 电＝W 重即q U2＝mgh 即h ＝v 202g，所以U ＝m v 20q ，故C 项错误；又由mg ＝qE 得q ＝mg E 代入U ＝m v 20q ，得U ＝E v 20g ，故D 项错误．【答案】 AB6．如图所示，在某一真空中，只有水平向右的匀强电场E 和竖直向下的重力场g ，在竖直平面内有初速度为v 0的带电微粒，恰能沿图示直线由A 向B 直线前进．那么( )A ．微粒带正、负电荷都有可能B ．微粒做匀减速直线运动C ．微粒做匀速直线运动D ．微粒做匀加速直线运动【解析】 由带电微粒恰能沿图示直线由A 向B 直线前进可知微粒所受的合外力一定沿图示直线方向，微粒所受的重力方向竖直向下，则所受电场力方向一定向左，所以微粒一定带负电，且合外力方向与初速度方向相反，微粒做匀减速直线运动，B 正确．【答案】 B7．如图所示，竖直放置的两个平行金属板间有匀强电场，在两板之间等高处有两个质量相同的带电小球，P小球从紧靠左极板处由静止开始释放，Q小球从两板正中央由静止开始释放，两小球最后都能打在右极板上的同一点．则从开始释放到打到右极板的过程中()A．它们的运行时间t P>t QB．它们的电荷量之比q P∶q Q＝2∶1C．它们的动能增加量之比ΔE k P∶ΔE k Q＝4∶1D．它们的电势能减少量之比ΔE P∶ΔE Q＝2∶1【解析】本题考查必修2运动的合成与分解、选修3－1电场．在竖直方向加速度均为g，位移相等，所以它们运行时间相等，A项错误；水平位移x P＝2x Q，12a P t2＝2×12a Q t2，F P＝2F Q，q P＝2q Q，q P∶q Q＝2∶1，B项正确；ΔE k P＝mgh＋F P x，ΔE k Q＝mgh＋F Q x2，所以ΔE k P∶ΔE k Q≠4∶1，C项错误；ΔE P∶ΔE Q＝F P x∶F Q x2＝4∶1，D项错误．【答案】 B8．如图所示，在粗糙的斜面上固定一点电荷Q，在M点无初速度地释放带有恒定电荷的小物块，小物块在Q的电场中沿斜面运动到N点静止，则从M到N的过程中()A．小物块所受的电场力增大B．小物块的电势能可能增加C．小物块电势能变化量的大小一定小于克服摩擦力做的功D．M点的电势一定高于N点的电势【解析】Q为点电荷，由于M点距点电荷Q的距离比N点小，所以小物块在N点受到的电场力小于在M点受到的电场力，选项A错误．由小物块的初、末状态可知，小物块从M到N的过程先加速再减速，而重力和摩擦力均为恒力，所以电荷间的库仑力为斥力，电场力做正功，电势能减小，选项B错误．由功能关系可知，克服摩擦力做的功等于电势能的减少量和重力势能的减少量之和，故选项C正确．因不知Q和物块的电性，无法判断电势高低，选项D错误．【答案】 C9．如图所示，处于真空中的匀强电场与水平方向成15°角，AB直线与匀强电场E互相垂直．在A 点以大小为v 0的初速度水平抛出一质量为m ，带电荷量为＋q 的小球，经时间t ，小球下落一段距离过C 点(图中未画出)时速度仍为v 0，在小球由A 点运动到C 点的过程中，下列说法中正确的是( )A ．电场力对小球做功为零B ．小球的电势能增加C ．小球的机械能减少量为12mg 2t 2D ．C 可能位于AB 直线的左侧【解析】 由动能定理，得mgh ＋W 电＝0，可知W 电＝－mgh ＜0，即电场力对小球做负功，电势能增加，C 位置应位于AB 直线的右侧；由于小球运动到C 点时的动能未变，重力势能的减少量为ΔE p ＝mgh ＝mg ·12at 2＝mg ·12·mg ＋qE sin 15°m t 2＞12mg 2t 2.选项B 正确．【答案】 B10．如图所示，平行板电容器A 、B 间的电压为U ，两板间的距离为d ，一质量为m 、带电荷量为q 的粒子，由两板中央O 点以水平速度v 0水平射入，落在C 处，BC ＝l .若将B 板向下拉开d2，初速度v 0不变，则粒子将落在B 板的C ′点，求BC ′为多长．(粒子的重力忽略不计)【解析】 根据牛顿第二定律，带电粒子在落到C 点之前， 有q U d ＝ma ，所以a ＝qU dm .而带电粒子运动的情况为l ＝v 0t . 12d ＝12at 2＝12·qU mdt 2. 带电粒子落在C ′点之前，根据牛顿第二定律得q U32d ＝ma ′.所以a ′＝2qU3dm ，得l ′＝v 0t ′.12d ＋12d ＝12a ′t ′2＝12·2qU 3dm ·t ′2. 解方程组得BC ′的长为l ′＝3l .【答案】 3l11．(2009年浙江卷)如图所示，相距为d 的平行金属板A 、B 竖直放置，在两板之间水平放置一绝缘平板．有一质量m 、电荷量q (q >0)的小物块在与金属板A 相距l 处静止．若某一时刻在金属板A 、B 间加一电压U AB ＝－3μmgd2q，小物块与金属板只发生了一次碰撞，碰撞后电荷量变为－12q ，并以与碰前大小相等的速度反方向弹回．已知小物块与绝缘平板间的动摩擦因数为μ，若不计小物块电荷量对电场的影响和碰撞时间．则(1)小物块与金属板A 碰撞前瞬间的速度大小是多少？ (2)小物块碰撞后经过多长时间停止运动？停在何位置？【解析】 (1)加电压后，B 板电势高于A 板，小物块在电场力与摩擦力共同作用下向A 板做匀加速直线运动．电场强度为E ＝U BAd小物块所受的电场力与摩擦力方向相反，则合外力为 F 合＝qE －μmg故小物块运动的加速度为 a 1＝F 合m ＝qU BA －μmgd md ＝12μg设小物块与A 板相碰时的速度为v 1，则 v 21＝2a 1l 解得v 1＝μgl .(2)小物块与A 板相碰后以与v 1大小相等的速度反弹，因电荷量及电性改变，电场力大小与方向发生变化，摩擦力的方向发生改变，小物块做匀减速直线运动．小物块所受的合外力大小为F 合＝μmg －qE2加速度大小为 a 2＝F 合m ＝14μg设小物块碰后到停止的时间为t ，注意到末速度为零，有 0－v 1＝－a 2t 解得t ＝v 1a 2＝4l μg设小物块碰后停止时距离A 板的距离为x ，注意到末速度为零，有0－v 21＝－2a 2x则x ＝v 212a 2＝2l或距离B 板为d －2l . 【答案】 (1)μgl (2)4lμg2l 或d －2l 12．如图甲所示，为利用光敏电阻检测传送带上物品分布从而了解生产线运行是否运行正常的仪器．其中A 是发光仪器，B 是一端留有小孔用绝缘材料封装的光敏电阻．当传送带上没有物品挡住由A 射向B 的光信号时，光敏电阻值为R 1＝50 Ω；当传送带上有物品挡住由A 射向B 的光信号时，光敏电阻阻值为R 2＝150 Ω.固定电阻R 3＝45 Ω.C 为平行板电容器，虚线与两极板距离相等，极板长L 1＝8.0×10－2 m ，两极板的间距d ＝1.0×10－2 m ．D 为屏，与极板垂直，D 到极板的距离L 2＝0.16 m ，屏上贴有用特殊材料做成的记录纸，当电子打在记录纸上时会留下黑点，工作时屏沿图示方向匀速运动．有一细电子束沿图中虚线以速度v 0＝8.0×106 m/s 连续不断地射入电容C ，v 0延长线与屏交点为O .图乙为一段记录纸．已知电子电量e ＝1.6×10－19 C ，电子质量m ＝9×10－31 kg.忽略细光束的宽度、电容器的充电放电时间及电子所受的重力．求：电源的电动势E 和内阻r .甲乙【解析】 当没有物品挡光时，设电容器两端为U 1，此时电子在屏上的偏转Y 1＝0.02 m ，电子在平行板间运动时：加速度a ＝eU 1mdL 1＝v 0t 1 侧移量y 1＝12at 21联立解得y 1＝eU 1L 212md v 20电子射出平行板后做匀速直线运动 v y ＝at 1tan θ＝v y /v 0＝eU 1L 1md v 20所以Y 1＝y 1＋L 2tan θ 解得U 1＝4.5 V同理可得，当有物品挡光时，电容器两端电压为 U 2＝2.25 V在闭合电路中，U 1＝ER 1＋R 3＋rR 3U 2＝ER 2＋R 3＋r R 3解之得E ＝10 V r ＝5 Ω. 【答案】 10 V 5 Ω。