2017_2018学年高三物理上学期期末复习备考黄金30题专题04大题好拿分（提升版，20题）新人教版.docx

期末复习大题好拿分【提升版】（20题）1如图所示，质量M=8kg的长木板A放在水平光滑的平面上，木板左端受到水平推力F=8N的作用，当木板向右运动的速度达到时，在木板右端轻轻地放上一个大小不计，质量为m=2kg的小物块B，放上小物块0.6s后撤去F，小物块与木板间的动摩擦因数，木板足够长，取求：（1）放上小物块后撤去F前，长木板与小物块的加速度；（2）撤去F后，二者达到相同速度的时间；（3）整个过程系统产生的摩擦热（结果保留两位有效数字）2如图（）所示，在倾角的光滑固定斜面上有一劲度系数的轻质弹簧，弹簧下端固定在垂直于斜面的挡板上，弹簧上端拴接一质量的物体，初始时物体处于静止状态取（）求此时弹簧的形变量（）现对物体施加沿斜面向上的拉力，拉力的大小与物体位移的关系如图（）所示，设斜面足够长分析说明物体的运动性质并求出物体的速度与位移的关系式；若物体位移为时撤去拉力，在图（）中做出此后物体上滑过程中弹簧弹力的大小随形变量的函数图像；并且求出此后物体沿斜面上滑的最大距离以及此后运动的最大速度 图a 图b 图c3如图所示，质量kg的木块A套在水平杆上，并用轻绳将木块与质量kg的小球B相连。今用跟水平方向成=300角的力N，拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，取g=10m/s2。求：（1）运动过程中轻绳与水平方向夹角；（2）木块与水平杆间的动摩擦因数。（3）当角为多大时，力F使球和木块一起向右匀速运动的拉力最小？最小拉力为多少？（只要求写出角度的函数值）4为了使航天员能适应失重环境下的工作和生活，国家航天局组织对航天员进行失重训练时创造出了一种失重环境。航天员乘坐在总质量m=5104kg的训练飞机上，飞机以200 m/s的速度与水平面成30倾角匀速飞升到7 000 m高空时向上拉起，沿竖直方向以v0=200 m/s的初速度向上做匀减速直线运动，匀减速的加速度大小为g，当飞机到最高点后立即掉头向下，沿竖直方向以加速度g做匀加速运动，这段时间内便创造出了完全失重的环境。当飞机离地2 000 m高时，为了安全必须拉起，之后又可一次次重复为航天员提供失重训练。若飞机飞行时所受的空气阻力F=kv(k=900 Ns/m)，每次飞机速度达到350 m/s后必须终止失重训练(否则飞机可能失控)。求:(整个运动过程中，重力加速度g的大小均取10 m/s2) (1)飞机一次上下运动为航天员创造的完全失重的时间。(2)飞机从最高点下降到离地4 500 m时飞机发动机的推力。5如图所示，物体1、物体3的质量均为m=1kg,质量为M=2 kg、长度为L=1.0m的长木板2与物体3通过不可伸长轻绳连接.跨过光滑的定滑轮.设长板2到定滑轮足够远，物体3离地面高H=6.5m，物体1与长板2之间的动摩擦因数。长板2在光滑的桌面上从静止开始释放，同时物体.(视为质点)在长板2的左端以的初速度开始运动.求：(1)长板2开始运动时的加速度大小；(2)通过计算说明物体1是否会从长木板2的右端落下?(3)当物体3落地时，物体1在长板2上的位置.6一长度为L的细线一端固定在O点，另一端拴一质量为m的小球，P为地面上的一点，O、P两点的连线与水平地面垂直。若小球恰好能在竖直平面内绕 O点做完整的圆周运动，在小球做圆周运动过程中，第一次在小球运动到最高点A的瞬间剪断细线，第二次在小球运动到最低点B的瞬间剪断细线，若两次小球的落地点到P点的距离相等，求O点距水平地面的高度h。7由于地球自转的影响，地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同已知地球表面两极处的重力加速度大小为，在赤道处的重力加速度大小为，地球自转的周期为，引力常量为假设地球可视为质量均匀分布的球体求：（1）质量为的物体在地球北极所受地球对它的万有引力的大小（2）地球的半径（3）地球的密度8如图所示，长为9l水平传送带以恒定的速度作顺时针转动，紧邻传送带的右端放置一长为6.5l滑板，滑板静止在光滑水平地面上，滑板的上表面与传送带处在同一水平面。在距滑板右端一段距离处固定一挡板C。一质量为m的物块被轻放在传送带的最左端（A点），物块在传送带的作用下到达B点后滑上滑板，滑板在物块的怍用下运动到C处撞上档板并被牢固粘连。物块可视为质点，滑板的质量M=2m，物块与传送带、物块与滑板间的动摩擦因数均为，重力加速度取g。求：（1）求物块在传送带的作用下运动到B点时的速度大小v；（2）若物块和滑板共速时，滑板恰与挡板C相撞，求开始时滑板右端到C的距离L；（3）若滑板右端到挡板C的距离为L（己知），且lL5l，试求解： a. 若物块与滑板共速后，滑板撞上挡板C，则物块从滑上滑板到物块撞上档板C的过程中，物块克服摩擦力做的功；b. 若物块与滑板共速前，滑板撞上挡板C，则物块从滑上滑板到物块撞上档板C的过程中，物块克服摩擦力做的功；并求出物块到C时速度的最大值。9如图所示，PQ为粗糙水平面，左端P处有一固定挡板，右端Q处与以速率逆时针转动的水平传送带平滑连接。两滑块A、B质量均为m，A滑块与处于压缩状态的弹簧不挂接，B滑块静止在Q点。现将A滑块由静止释放，它向右运动距离后与B滑块碰撞，碰撞后A与B粘在一起，共同在水平传送带上继续运动，经距离到达传送带最右端M时速度恰好为零。已知两滑块与水平面PQ之间以及与传送带之间的动摩擦因数均为，重力加速度为g，求；（1）A与B碰撞结束时的速度;（2）弹簧的最大弹性势能;（3）两滑块与传送带之间因摩擦产生的热量Q。10如图所示，在光滑绝缘的水平面上，用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和BA球的带电量为+2q，B球的带电量为3q，两球组成一带电系统虚线MN与PQ平行且相距3L，开始时A和B分别静止于虚线MN的两侧，虚线MN恰为AB两球连线的垂直平分线若视小球为质点，不计轻杆的质量，在虚线MN、PQ间加上水平向右的电场强度为E的匀强电场后试求：(1)B球刚进入电场时，带电系统的速度大小；(2)带电系统向右运动的最大距离和此过程中B球电势能的变化量；(3)带电系统运动的周期11如图甲所示，有一磁感应强度大小为B、垂直纸面向外的匀强磁场，磁场边界OP与水平方向夹角为45，紧靠磁场右上边界放置长为L，间距为d的平行金属板M、N，磁场边界上的O点与N板在同一水平面上，O1、O2是电场左右边界中点在两板间存在如图乙所示的交变电场（取竖直向下为正方向）某时刻从O点竖直向上同时发射两个相同的粒子a和b，质量为m，电量为+q，初速度不同粒子a在图乙中的t=时刻，从O1点水平进入板间电场运动，由电场中的O2点射出粒子b恰好从M板左端进入电场（不计粒子重力和粒子间相互作用，电场周期T未知）求：（1）粒子a、b从磁场边界射出时的速度va、vb；（2）粒子a从O点进入磁场到射出O2点运动的总时间；（3）如果交变电场的周期，要使粒子b能够穿出板间电场，求这电场强度大小E0满足的条件12如图甲所示的是安全恒温饮水机的自动控制电路左边是一个对水加热的容器，内有密封绝缘可调的电热丝发热器和接触开关S1，只要有水浸没S1，它就会导通Rx是一个热敏电阻，低温时呈现高电阻，达到高温时（如水的沸点）呈现低电阻Ry是一个可变电阻，低温时RxRy，高温（水的沸点）时RxRy中方框P内是一个逻辑门，A、B是逻辑门的输入端，Z是输出端当A、B输入都为高电势时，Z才输出高电势右边虚线框J内是一个继电器，当Z输出高电势时电磁线圈中有电流，S2被吸动闭合，发热器工作该加热电路中，电的电动势为220V，内电阻为4，电热丝是一根额定电流为5A、总阻值为220的均匀电阻丝制成的圆环形滑动变阻器，如图乙所示（1）根据题意，甲图中方框P是一个_（选填“与”、“或”、“非”）逻辑门，该逻辑门输入信号由水位高低控制的输入端是_，输入信号由水温高低控制的输入端是_（后两空选填“A”、“B”）（2）当加热电路安全工作时，电的可能最高效率和可能最大输出功率分别是多少？13如图所示，倾斜角=30的光滑倾斜导体轨道（足够长）与光滑水平导体轨道连接轨道宽度均为L=1m，电阻忽略不计匀强磁场I仅分布在水平轨道平面所在区域，方向水平向右，大小B1=1T；匀强磁场II仅分布在倾斜轨道平面所在区域，方向垂直于倾斜轨道平面向下，大小B2=1T现将两质量均为m=0.2kg，电阻均为R=0.5的相同导体棒ab和cd，垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道上，并同时由静止释放取g=10m/s2（1）求导体棒cd沿斜轨道下滑的最大速度的大小；（2）若已知从开始运动到cd棒达到最大速度的过程中，ab棒产生的焦耳热Q=0.45J，求该过程中通过cd棒横截面的电荷量；（3）若已知cd棒开始运动时距水平轨道高度h=10m，cd棒由静止释放后，为使cd棒中无感应电流，可让磁场的磁感应强度随时间变化，将cd棒开始运动的时刻记为t=0，此时磁场的磁感应强度为B0=1T，试求cd棒在倾斜轨道上下滑的这段时间内，磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系式14如图所示，竖直平面xOy内有三个宽度均为首尾相接的电场区域ABFE、BCGF和CDHG。三个区域中分别存在方向为y、y、x的匀强电场，且电场区域竖直方向无限大，其场强大小比例为212。现有一带正电的物体以某一初速度从坐标为(0， )的P点射入ABFE场区，初速度方向水平向右。物体恰从坐标为(2， /2)的Q点射入CDHG场区，已知物体在ABFE区域所受电场力和所受重力大小相等，重力加速度为，物体可以视为质点，求：(1)物体进入ABFE区域时的初速度大小；(2)物体在ADHE区域运动的总时间；(3)物体从DH边界射出位置的坐标15在科学研究中，可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制。如图甲所示，M、N为间距足够大的水平极板，紧靠极板右侧放置竖直的荧光屏PQ，在MN间加上如图乙所示的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里，图中E0、B0、k均为已知量。t=0时刻，比荷q/m=k的正粒子以一定的初速度从O点沿水平方向射入极板间，在0-t1（）时间内粒子恰好沿直线运动， 时刻粒子打到荧光屏上。不计粒子的重力，涉及图象中时间间隔时取0.8 = ，1. 4 =，求：(1) 在时刻粒子的运动速度v(2) 在时刻粒子偏离O点的竖直距离y(3) 水平极板的长度L。16如图所示，光滑、足够长的平行金属导轨MN、PQ的间距为l，所在平面与水平面成角，处于磁感应强度为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。两导轨的一端接有阻值为R的电阻。质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直放置于导轨上，且m由一根轻绳通过一个定滑轮与质量为M的静止物块相连，物块被释放后，拉动金属棒ab加速运动H距离后，金属棒以速度v匀速运动。求：（导轨电阻不计）（1）金属棒b以速度v匀速运动时两端的电势差Uab；（2）物块运动H距离过程中电阻R产生的焦耳热QR。17如图所示，一面积为S的单匝圆形金属线圈与阻值为R的电阻连接成闭合电路，不计圆形金属线圈及导线的电阻。线圈内存在一个方向垂直纸面向里、磁感应强度大小均匀增加且变化率为k的磁场Bt，电阻R两端并联一对平行金属板M、N，两板间距为d，N板右侧xOy坐标系(坐标原点O在N板的下端)的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场边界OA和y轴的夹角AOy45，AOx区域为无场区。在靠近M板处的P点由静止释放一质量为m、带电荷量为q的粒子（不计重力），经过N板的小孔，从点Q（0，L）垂直y轴进入第一象限，经OA上某点离开磁场，最后垂直x轴离开第一象限。求： （1）平行金属板M、N获得的电压U；（2）粒子到达Q点时的速度大小；（3）yOA区域内匀强磁场的磁感应强度B；（4）粒子从P点射出至到达x轴的时间。18图所示为一个小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈的长度，宽度，共有匝，总电阻，可绕与磁场方向垂直的对称轴转动线圈处于磁感应强度的匀强磁场中，与线圈两端相连的金属滑环上接一个“， ”的灯泡，当线圈以角速度匀速转动时，小灯泡消耗的功率恰好为（不计转动轴与电刷的摩擦）（）推导发电机线圈产生感应电动势的最大值的表达式（其中表示线圈的面积）（）求线圈转动的角速度（）线圈以上述角速度转动周过程中发电机产生的电能19如图是一种配有小型风力发电机和光电池的新型路灯，其功率为120W。该风力发电机的线圈由风叶直接带动，其产生的电流可视为正弦交流电。已知风叶的半径为r1m，风能的利用效率为14%，风力发电机的线圈共有N200匝，磁场的磁感应强度为B0.1T，线圈的面积为S10.2m2，空气的密度为1.3kg/m3，太阳垂直照射到地面上单位面积上的功率为1kw，如果光电池板垂直太阳光方向的平均受光面积为S1m2，光能的利用效率为220%，取3，结果保留2位有效数字。（1）若某天是无风的晴天，太阳光照6小时，则太阳能光电池产生的电能可使路灯正常工作多少小时？（2）如果在某天晚上，有8m/s的风速持续刮风6小时，则风机所发的电可供路灯正常工作多少小时？ （3）如果在一有风的晴天，经3小时的光照和风吹，路灯可正常工作7小时，则风速为多大？若通过交流电表测得风力发电机线圈的电流强度为1A，则此时风叶的转速为多少？20发电机和电动机具有装置上的类似性，源于它们机理上的类似性。直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计。电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，以速度v（v平行于MN）向右做匀速运动。图1轨道端点MP间接有阻值为r的电阻，导体棒ab受到水平向右的外力作用。图2轨道端点MP间接有直流电源，导体棒ab通过滑轮匀速提升重物，电路中的电流为I。（1）求在t时间内，图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能。（2）从微观角度看，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用。为了方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷。a请在图3（图1的导体棒ab）、图4（图2的导体棒ab）中，分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图。b我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功。那么，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请以图2“电动机”为例，通过计算分析说明。参考答案 1（1）；（2）0.24s；（3）2.8J【解析】试题分析：（1）对车和物体受力分析，由牛顿第二定律可以求得加速度的大小；（2）有推力F时，车和物体都做加速运动，由速度公式可以求得撤去力F时两者各自的速度；撤去力F后车减速，物体继续做加速运动，由速度公式可以求得两者达到相同速度时的时间；（3）由位移公式求出各自的位移，然后由摩擦力产生热量的公式即可求出（1）分别对小车和物体受力分析，由牛顿第二定律可得，物块的加速度： 小车的加速度： 代入数据解得： 2（）（） 【解析】（）初始状态时物体处于平衡状态，则有： ，代入数据计算得出；（）设物体运动微小位移的过程中加速度为，根据牛顿第二定律有：根据图象可以知道， 联立计算得出： ；弹簧发生拉伸形变时，上述结论仍成，可见物体做加速度的加速直线运动根据运动学公式可知物体的速度大小随变化的表达式为： 代入数据计算得出： ；物体位移后撤去拉力，此后物体上滑过程中弹力随形变量的图象如下图所示；物体上滑过程中克服弹力所做的功对应右上图中的面积，即 3（1）300 （2） （3） 【解析】（1）设细绳对B的拉力为T以小球为研究对象，分析受力，作出力图如图1，由平衡条件可得：Fcos30=Tcos Fsin30+Tsin=mg 代入解得， ，即=30（3）以木块和小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图2再平衡条件得Fcos=fN+Fsin=（M+m）g又f=N联立得当时，F有最小值，F=4(1) 55s (2) 2.7105N【解析】试题分析：飞机先以加速度g减速上升，再以加速度g加速下降，判断速度达到350m/s与离地2000m哪一个先到则结束训练周期，根据运动学公式列式计算即可。(1)上升时间： ，上升高度为： ，竖直下落速度达到时，下落高度： ，此时飞机离地高度为，所以，飞机一次上下为航天员创造的完全失重的时间为： ；(2)飞机离地4500m2875m，仍处于完全失重状态，飞机自由下落的高度为，此时飞机的速度为，由于飞机加速度为g，所以推力F应与空气阻力大小相等，即。点晴：解决本题的关键是分析清楚飞机的运动情况，然后对其运用运动学公式列式计算，注意判定速度与高度限制谁先达到是关键。5（1）4m/s2（2）物体1不会从长木板右端落下；（3）物体1在长木板2的最左端. (3) 此后，假设物体123相对静止， ，物体1受到的静摩擦力为 Ff1=ma=3.3NFf=mg=2N，故假设不成立，则知物体1和物体2相对滑动，整体下落高度h=H-x2，根据，物体1的位移，由以上各式得h-x3=1m，故物体1在长木板2的最左端。点晴：本题是牛顿第二定律和运动学公式结合，边计算边分析，抓住临界状态：速度相等是一个关键点。61.5L 7(1)F=mg0；(2) ；(3) 。【解析】（1）质量为的物体在两极所受地球的引力等于其所受的重力，即（2）设地球的质量为，半径为，在赤道处随地球做圆周运动物体的质量为，物体在赤道处随地球自转做圆周运动的周期等于地球自转的周期，轨道半径等于地球半径，根据万有引力定律和牛顿第二定律有，从受力上分析知：在赤道上的物体所受地球的引力大小等于其在两极所受的重力解得： （3）因为所以，又因地球的体积所以综上所述本题答案是：(1) ；(2) ；(3) 8（1） （2）2l （3）a. b. （3）讨论：当lL2l时，滑块在滑板上一直减速到右端，设此时的速度为vC，对物块由动能定理得 解得所以克服摩擦力所做的功= 当2lL5l时，滑块与滑板最终一起运动至滑板与C相碰，碰后滑块在滑板上继续做减速运动到右端，设此时的速度为vC1，对物块由动能定得：解得0所以克服摩擦力所做的功 9(1) ;(2) ；（3） (3)两物体减速到零的时间此过程皮带向左的位移 摩擦为反向运动，生热的相对位移为两着之和 联立解得： 【点睛】考查牛顿第二定律、运动学规律、动量守恒定律、动能定理及摩擦力做功产生的热量注意求热量时滑块相对传送带的位移，同时动量守恒定律关注方向10(1) (2) , (3) 【解析】（1）设B球刚进入电场时带电系统速度为v1，由动能定理得2qEL2mv12解得（2）带电系统向右运动分三段：B球进入电场前、带电系统在电场中、A球出电场设A球出电场的最大位移为x，由动能定理得2qEL-qEL-3qEx=0解得x则：s总=B球从刚进入电场到带电系统从开始运动到速度第一次为零时位移为L其电势能的变化量为EpW3qEL4qEL 11(1) (2) (3) 【解析】(1)如图所示，粒子a、b在磁场中均速转过90，平行于金属板进入电场由几何关系可得： ，rb=d 由牛顿第二定律可得 解得： , (3)粒子在磁场中运动的时间相同，a、b同时离开磁场，a比b进入电场落后时间 故粒子b在t=0时刻进入电场由于粒子a在电场中从O2射出，在电场中竖直方向位移为0，故a在板间运动的时间ta是周期的整数倍，由于vb=2va，b在电场中运动的时间是，可见b在电场中运动的时间是半个周期的整数倍即 粒子b在内竖直方向的位移为 粒子在电场中的加速度由题知粒子b能穿出板间电场应满足nyd 解得【点睛】本题考查了带电粒子在电场与磁场中的运动，分析清楚粒子运动过程、作出粒子运动轨迹是正确解题的关键，应用牛顿第二定律、粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期公式、牛顿第二定律、运动学公式即可正确解题12 （1）与 A B；（2）93.2%，1190W由闭合电路欧姆定律，得 代入数据并整理，得R21min264 R1min+8800=0解得R1min=39.1（另一解大于220，不合题意，舍去）这时并联电阻 所以电可能的最大输出功率为 点睛：解本题要知道两点：当电阻丝并联电阻R总电阻最大时，电源达到的效率最高；电阻丝的一个支路的电阻为允许的最小值，其电流恰达到额定电流时，这时并联电阻丝达到允许的最大功率13（1）；（2）；（3）。（2）设cd棒下滑距离为x时，ab棒产生的焦耳热Q，此时回路中总焦耳热为2Q。根据能量守恒定律，有解得下滑距离根据法拉第电磁感应定律，感应电动势平均值感应电流平均值通过cd棒横截面的电荷量（3）若回路中没有感应电流，则cd棒匀加速下滑，加速度为初始状态回路中磁通量一段时间后，cd棒下