(完整版)2019届高三物理二轮复习习题：专题三18年真题汇编Word版含答案

专题限时训练 13力学实验与创新时间：45 分钟 1．(2018· 武汉华师一附中模拟)为了探究加速度与力、质量的关系，甲、乙、 丙三位同学分别设计了如图所示的实验装置， 小车总质量用 M 表示(乙图中 M 包 括小车与传感器，丙图中 M 包括小车和与小车固连的滑轮)，钩码总质量用 m 表 示．(1)为便于测量合外力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与 所受合外力成正比的结论，下列说法正确的是( A．三组实验中只有甲需要平衡摩擦力 B．三组实验都需要平衡摩擦力 C． 三组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量 m 远小于小车的总质量 M 的条件 BC )D．三组实验都需要满足所挂钩码的总质量 m 远小于小车的总质量 M 的条 件 (2)若乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和测力计读数相同，通过计 1 算得到小车加速度均为 a，a＝ g，g 为当地重力加速度，则乙、丙两人实验时所 3 用小车总质量之比为 1 2，乙、丙两人实验用的钩码总质量之比为 1 2.解析：(1)为了便于测量合外力的大小，甲图通过钩码的总质量对应的重力 即为合外力，而乙图是力传感器的示数，丙图则是测力计的 2 倍，因此它们都必 须平衡摩擦力，故 A 错误，B 正确；由于甲图通过钩码的总质量对应的重力即为 合外力，因此三组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量 m 远小于小车的总 质量 M 的条件，故 C 正确，D 错误． (2)根据牛顿第二定律，则有：F＝M 乙 a,2F＝M 丙 a；因此乙、丙两人实验时 所用小车总质量之比为 1 2；由牛顿第二定律，对砝码进行研究，则有 m 乙 g－F 1 ＝m 乙 a，而 m 丙 g－F＝m 丙 2a，因 a＝ g，解得 m 乙 m 丙＝1 3 实验用的钩码总质量之比为 1 2. 2．小白用如图所示的装置验证“力的平行四边形定则”，其部分实验操作 如下． (1)请完成下列相关内容： 2；即乙、丙两人a．在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置 O. b．卸下钩码，然后将两绳套系在弹簧下端，用两弹簧测力计将弹簧末端拉 到同一位置 O，记录细绳套 AO、BO 的方向及两弹簧测力计相应的读数．图中 B 弹簧测力计的读数为 11.40 N. c．小白在坐标纸上画出两弹簧拉力 FA、FB 的大小和方向如图所示，请你用 作图工具在图中坐标纸上作出 FA、FB 的合力 F′. d．已知钩码的重力，可得弹簧所受的拉力 F 如图所示． e．最后观察比较 F 和 F′，得出结论． 答案：图见解析 (2)本实验采用的科学方法是 C. A．理想实验法 C．等效替代法 B．控制变量法 D．建立物理模型法解析：b.图中 B 弹簧测力计的读数为 11.40 N；c.图线如图：3．如图甲所示，某组同学借用“探究 a 与 F、m 之间的定量关系”的相关 实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验：(1)为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变 长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做匀速直线(或匀速)运动． (2)连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图乙所示的纸带．纸带上 O 为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为 0.1 s 的相邻计数点 A、B、C、 D、E、F、G.实验时小车所受拉力为 0.2 N，小车的质量为 0.2 kg. 请计算小车所受合外力做的功 W 和小车动能的变化 ΔEk.补填表中空格(结果 保留至小数点后第四位). O—B W/J ΔEk/J 0.043 2 0.043 0 O—C 0.057 2 0.057 0 O—D 0.073 4 0.073 4 O—E 0.091 5 0.090 7 O—F 0.111_5 0.110_5分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内 W＝ΔEk，与理论推导结果一 致． (3)实验前已测得托盘质量为 7.7×10－3 kg，实验时该组同学放入托盘中的砝 码质量应为 0.015 kg(g 取 9.8 m/s2，结果保留至小数点后第三位)． 解析：(1)若已平衡摩擦力，则小车在木板上做匀速直线运动． (2)从纸带上的 O 点到 F 点，W＝F·OF ＝0.2×0.557 5 J＝0.111 5 J，打 F点 时 速 度 vF ＝BG 0.667 7－0.457 5 1 1 2 ＝ m/s ＝ 1.051 m/s ， ΔEk ＝ Mv F ＝ 2T 0.2 2 2×0.2×1.0512 J≈0.110 5 J. (3)打 B 点时小车的速度为 vB＝ 所以小车的加速度 a＝ AC 0.286 1－0.155 0 ＝ m/s＝0.655 5 m/s， 2T 0.2vF－vB 1.051－0.655 5 ＝ m/s2≈0.99 m/s2. 4T 4×0.1F 小车所受的拉力 F＝(m0＋m)(g－a)，所以盘中砝码的质量 m＝ －m0＝ g－a  0.2 －7.7×10－3 kg≈0.015 kg.  9.8－0.99 4．如图甲为某一同学探究功与速度变化关系的实验图，在水平台面上放一 长木板，板的右端有一个定滑轮，细绳一端连接小车，另一端跨过定滑轮，连接 装有砝码的托盘，将小车同纸带移近打点计时器，由静止释放托盘，每次托盘下 落高度一定，木板足够长，小车没有碰到右侧滑轮(小车在碰到右侧滑轮之前， 托盘已经着地)，将小车中的砝码依次移至托盘中，释放托盘，多次实验打下纸 带，实验中小车质量为 M，托盘质量为 m0，每个砝码的质量也为 m0，所有砝码 与托盘的总质量为 m，托盘下落的高度为 h，当地重力加速度为 g.(1)减小实验误差，实验操作中先将长木板放置在水平桌面上，接下来再进 行一项调节是 B.(填正确答案标号) A．将长木板一端垫高，释放空托盘让其拖动小车拉着纸带运动并打点，判 断小车是否做匀速运动B．将长木板一端垫高，撤除细绳，用手拨动小车后让其拉着纸带运动并打 点，判断小车是否做匀速运动 C．将长木板一端垫高，撤除细绳，让小车自行下滑拉着纸带并打点，然后 判断小车是否做匀加速运动 D．每移动一次砝码，小车对木板的压力都不同，导致摩擦力不同，所以都 应平衡一次摩擦力 (2)实验中， 用不同数目的砝码拉动小车拖动纸带图乙是一条实验纸带， O为 初始点，纸带上的点为打点计时器打下的原始点，则对纸带上的数据处理正确的 是 C(填正确答案标号)．A．选取 OA 间距，求 OA 间的平均速度 B．选取 DE 间距，求 DE 间的平均速度 C．选取 DG 间距，求 DG 间的平均速度 D．选取 AG 间距，求 AG 间的平均速度 (3)实验对多次做功的定量记录和对纸带的分析，探究功与速度的变化的关 系，在数据处理时采用了图象法处理，纵轴为小车最大速度的平方 v2，横轴为 n(托盘中的砝码个数 n 码＝n－1)，得到图丙，图线为过原点的倾斜直线，说明做 功与速度变化的关系是合外力做的功与速度的平方成正比，图线斜率的表达式 k ＝ 2m0gh . M＋m解析：(1)为了使细绳对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板 一端滑轮的高度，使细绳与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是将长木 板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤除细绳， 给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，即平衡 摩擦力，故 A、C 错误，B 正确；平衡摩擦力只需要平衡一次，每移动一次砝码， 不需要重新平衡摩擦力，故 D 错误． (2)我们要求出最后匀速运动时的速度，所以选取后面点迹比较均匀的 DG 段，求 DG 间的平均速度，故 C 正确，A、B、D 错误． (3)对小车、砝码以及托盘整体，根据动能定理得： 1 [(n－1)m0＋m0]gh＝ (m＋M)v2 2 整理得：v2＝ 2m0gh n， M＋m若 v2n 图线为过原点的倾斜直线，则说明合外力做的功与速度的平方成正 比，v2n 图线斜率的表达式为： v2 2m0gh k＝ n ＝ . M＋m 5．(2018· 全国卷Ⅱ)某同学用图甲所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦 因数．跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块间的细 线保持水平，在木块上方放置砝码．缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝 码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时， 弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小． 某次实验所得数据在表中给出， 其中 f4 的值可从图乙中弹簧秤的示数 读出．砝码的质量 m/kg 滑动摩擦力 f/N0.05 2.150.10 2.360.15 2.550.20 f40.25 2.93回答下列问题： (1)f4＝2.75 N； (2)在图丙的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出 fm 图线； 答案：如图所示(3)f 与 m、木块质量 M、木板与木块之间的动摩擦因数 μ 及重力加速度大小 g 之间的关系式为 f＝μ(M＋m)g，fm 图线(直线)的斜率的表达式为 k＝μg； (4)取 g＝9.80 m/s2，由绘出的 fm 图线求得 μ＝0.40.(保留 2 位有效数字) 解析：(1)对弹簧秤进行读数得 2.75 N．(2)在图象上添加(0.05 kg, 2.15 N)、 (0.20 kg, 2.75 N)这两个点，画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在 直线上的点大致均匀分布在直线两侧，如答图所示．(3)由实验原理可得 f＝μ(M ＋m)g, fm 图线的斜率为 k＝μg.(4)根据图象求出 k＝3.9 N/kg，代入数据得 μ＝ 0.40.。

专题检测（一）明“因”熟“力”，破解平衡问题1.(2019届高三·河南名校联考)如图所示，斜面小车M静止在光滑水平面上，一边紧贴墙壁。

若再在斜面上加一物体m，且小车M、物体m相对静止，此时小车受力个数为( )A．3 B．4C．5 D．6解析：选 B 对小车和物体整体，它们必受到重力和地面的支持力，因小车、物体相对静止，由平衡条件知墙面对小车无作用力，以小车为研究对象，它受重力Mg，地面的支持力F N1，物体对它的压力F N2和静摩擦力F f，共四个力，选项B正确。

2.(2018·湖南师大附中期末)如图所示，两根直木棍AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上固定不动，一个圆筒从木棍的上部以初速度v0匀速滑下。

若保持两木棍倾角不变，将两棍间的距离减小后固定不动，仍将圆筒放在两木棍上部以初速度v0滑下，下列判断正确的是( )A．仍匀速滑下B．匀加速滑下C．减速滑下 D．以上三种运动均可能解析：选B 圆筒从木棍的上部匀速滑下过程中，受到重力、两棍的支持力和摩擦力，根据平衡条件得知，两棍支持力的合力和摩擦力不变。

将两棍间的距离减小后，两棍支持力的合力不变，而两支持力夹角减小，则每根木棍对圆筒的支持力变小，则滑动摩擦力变小，而重力沿斜面向下的分力不变，则圆筒将匀加速滑下，故B 正确，A、C、D错误。

3.如图所示，一竖直放置的大圆环，在其水平直径上的A、B两端系着一根不可伸长的柔软轻绳，绳上套有一光滑小铁环。

现将大圆环在竖直平面内绕O点顺时针缓慢转过一个微小角度，则关于轻绳对A、B两点拉力F A、F B的变化情况，下列说法正确的是( ) A．F A变小，F B变小B．F A变大，F B变大C．F A变大，F B变小 D．F A变小，F B变大解析：选A 柔软轻绳上套有光滑小铁环，两侧轻绳中拉力相等。

将大圆环在竖直平面内绕O点顺时针缓慢转过一个微小角度，A、B两点之间的水平距离减小，光滑小铁环两侧轻绳间夹角2α减小，由2Fcos α＝mg可知，轻绳中拉力F减小，轻绳对A、B两点的拉力F A和F B都变小，选项A正确。

2019届高三物理二轮复习专项训练计算题题型专练(五)电磁感应规律的综合应用1. 如图所示，两根间距为L＝0.5 m的平行金属导轨，其cd左侧水平，右侧为竖直的14圆弧，圆弧半径r＝0.43 m，导轨的电阻与摩擦不计，在导轨的顶端接有R1＝1.5 Ω的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，现有一根电阻R2＝10 Ω的金属杆在水平拉力作用下，从图中位置ef由静止开始做加速度a＝1.5 m/s2的匀加速直线运动，金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，开始运动的水平拉力F＝1.5 N，经2 s金属杆运动到cd时撤去拉力，此时理想电压表的示数为1.5 V，此后金属杆恰好能到达圆弧最高点ab，g＝10 m/s2，求：(1)匀强磁场的磁感应强度大小；(2)金属杆从cd运动到ab过程中电阻R1上产生的焦耳热。

解析(1)金属杆运动到cd时，由欧姆定律可得I＝UR1＝0.15 A由闭合电路的欧姆定律可得E＝I(R1＋R2)＝0.3 V金属杆的速度v＝at＝3 m/s由法拉第电磁感应定律可得E＝BL v，解得B＝0.2 T(2)金属杆开始运动时由牛顿第二定律可得F＝ma，解得m＝1 kg金属杆从cd运动到ab的过程中，由能量守恒定律可得Q＝12m v2－mgr＝0.2J。

故Q＝R1R1＋R2Q＝0.15 J。

答案(1)0.2 T(2)0.15 J2. 如图所示，两条间距L＝0.5 m且足够长的平行光滑金属直导轨，与水平地面成α＝30°角固定放置，磁感应强度B＝0.4 T的匀强磁场方向垂直导轨所在的斜面向上，质量m ab＝0.1 kg、m cd＝0.2 kg的金属棒ab、cd垂直导轨放在导轨上，两金属棒的总电阻r＝0.2 Ω，导轨电阻不计。

ab在沿导轨所在斜面向上的外力F作用下，沿该斜面以v＝2 m/s的恒定速度向上运动。

某时刻释放cd，cd向下运动，经过一段时间其速度达到最大。

已知重力加速度g＝10 m/s2，求在cd速度最大时，求：(1)abcd回路的电流强度I以及F的大小；(2)abcd回路磁通量的变化率以及cd的速率。

2018 年全国各地高考物理模拟试题《磁场》计算题汇编（含答案解析）1．（2018湖北模拟）如图所示，afe、bcd 为两条平行的金属导轨，导轨间距L=0.5m。

ed 间连入一电源 E=1V，ab 间放置一根长为 L=0.5m 的金属杆与导轨接触良好， cf水平且abcf为矩形。

空间中存在一竖直方向的磁场，当调节斜面abcf 的倾角θ时，发现当且仅当θ在30°～90°之间时，金属杆可以在导轨上处于静止平衡。

已知金属杆质量为0.1kg，电源内阻r及金属杆的电阻R均为0.5Ω，导轨及导线的电阻可忽略，金属杆和导轨间最大静摩擦力为弹力的μ倍。

重力加速度g=10m/s2，试求磁感应强度 B 及μ。

2．（2018全国三模）如图，两根平行金属导轨MN、PQ 固定在倾角θ =30的°绝缘斜面上，顶部连接由电流表、电源、滑动变阻器和开关组成的电路，下端开口，导轨间距为10cm。

整个装置处于磁感应强度0.1T，方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。

金属棒ab沿垂直导轨方向放置在导轨上。

开关断开时，沿导轨向下轻推导体棒，导体棒可以匀速下滑；闭合开关时，不断减小滑动变阻器的阻值，当电流表示数为3.0A时，导体棒恰好可沿导轨向上运动。

判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量（重力加速度为10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。

3．（2018宜昌模拟）小强同学设计了一个“电磁天平”，如图所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡。

线圈的水平边长L=0.2m，匝数N=1000 匝，总电阻R=1Ω，现在让线圈的下边处于方向垂直线圈平面向里匀强磁场内，磁感应强度B0=0.1T，线圈上部处在垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B4．（2018某市中区校级一模）如图所示为一种“电磁天平”的结构简图，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，线圈未通电时天平两臂平衡；已知线圈的水平边长L=0.1m，匝数为N=800，线圈的下底边处于匀强磁场内，磁感应强度B=0.5T，方向垂直于线圈平面向里，线圈中通有方向沿顺时针，大小可在0﹣2A范围内调解的电流I；挂盘放上待测物体后，调解线圈中电流使得天平平衡，测出电流即可测得物体的质量；重力加速度g=10m/s2，试求：该“电磁天平”能够称量的最大质量．5．（2018松江区一模）如图所示，在倾角为37°的斜面上，固定着宽L=0.5m 的足够长的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器。