高中物理专项练习：新情景问题

1、高中物理专项练习：新情景问题一.选择题1.（南昌模拟）一位物理老师制作了一把如图所示的“简易铜丝琴”.他是这么做的：在一块 木板上固定两颗螺丝钉,将一根张紧的铜丝缠绕在两颗螺丝钉之间，扩音器通过导线与两螺丝 钉连接,铜丝旁边放置一块磁铁,用手指拨动铜丝,扩音器上就发出了声音.根据上面所给的信 息，下面说法正确的是A.铜丝的振动引起空气振动而发出声音B.振动的铜丝切割磁感线产生直流电流C该“简易铜丝琴”将电能转化为机械能D利用这一装置所揭示的原理可制成发电机【参考答案】D【命题意图】本题以物理老师制作如图所示的“简易铜丝琴”为情景，考查电磁感应及其相关 知识点.【解题思路】手指拨动铜丝，振动的铜

2、丝切割磁感线产生交变电流，交变电'流通过扩音器发出声音，该'筒 易铜丝琴:将机械能转化为电能，选项ABC错误；这一装置手指拨动铜丝，振动的铜丝切割磁感线产生感 应电动势和感应电流，利用这一装置所揭示的原理可制成发电机，选J页D正确。2.（年3月河北石家庄质检）汽车的点火装置原理如图甲所示，它能将十几伏的直流低电压变 成数万伏的高电压，使DD,间的空气击穿而发生强烈的火花放电,其主体部分是一个在条形铁 芯上套有两个线圈的变压器，两层线圈间良好绝缘.初始弹簧片P与触点Z接触，闭合开关S后， 铁芯被磁化,吸引弹簧片P切断电路,铁芯失去磁性,弹簧片P与Z接通，如此反复.工作过程中 初级

3、线圈电流波形如图乙所示,下列说法正确的是P ZD D'A.D、D'间的火花放电通常出现在电路刚接通时B.初级线圈应选用较细的导线绕制C.次级线圈匝数应比初级线圈匝数多D.条形铁芯用许多薄硅钢片叠合而成可减小涡流【参考答案】CD【名师解析】由图乙可知，在电路刚断开的瞬间，初级线圈电流变化率大，铁芯中磁通量变化率大，导致 次级线圈中产生较大的感应电动势，所以h间的火花放电通常出现在电路刚断开时，选项A错误）由 图甲可知，初级线圈匝数远少于次级线圈匝数,根据变压器电流关系可知，次级线圈中电流远小于初家小 区中电流，所以初级线圈应选用较粗的导线绕制，选项3错误C正确；条形铁芯用许多殖琏

4、钢片彘合而成 可减小涡流，选项D正确。3.（高考大纲模拟卷1） 5.我国航天事业持续飞速发展，年1月，嫦娥四号飞船在太阳系最大的 撞击坑内靠近月球南极的地点着陆月球背面.假设有一种宇宙飞船利用离子喷气发动机加速起 飞.发动机加速电压U,喷出两价氧离子,离子束电流为I,那么下列结论正确的是（基本电荷e, 原子质量单位叫飞船质量M）（）A.喷出的每个氧离子的动量p = 2eUB.飞船所受到的推力为F=4I杵C.飞船的加速度为a=4 户mo弋eD.推力做功的功率为2MeU【答案】B【解析】对每个氧离子，由动能定理:£解得喷出的每个氧离子的动量p=5j2qmU,选项A错误：设在At时间内喷出

5、N个氧离子，匕船受到的反冲力:Ap NV2omUAt- At根据解得片F=N.其中： 号=1,0=26,111=161110/moU 41 /moU所以：p = 8弧F=4l/- a="T'/T，D选项单位不对，故选项B正确ACD错误.4.（高考大纲模拟卷1） 7.如图所示,太阳系各行星可近似看成在同一平面内沿同一方向绕太 阳做匀速圆周运动.设天王星公转周期为工,公转半径为凡：地球公转周期为会公转半径为 足.不计两行星之间的引力作用，引力常量为G当地球和天王星运行到太阳两侧,且三者排成一 条直线时，下列说法正确的是（）/"一、/天王星: f:碾柒；/ / / 、/

6、/、JA.太阳的质量为三著B.天王星公转速度大于地球公转速度C.地球与天王星相距最近至少需经历丁手尸2 A12D.天王星公转的向心加速度与地球公转的向心加速度之比为真【答案】CD【解析】根据令也二会$得, 正 71太阳的质量归萼,A错误夕VJ2因为天王星的轨道半径较大，则线速度较小，B错误;当地球和天王星运行到太阳两侧，三者排成一条直线, 到地球与天王星相距最近,两者祐过的角度相差冗,所以争J2T.C正确;根据 G=/na,解得a=g,天王星和地球的向心加速度之比为最D正确.二.计算题1.(湖北荆门市龙泉中学检测)“加速度计”作为测定运动物体加速度的仪，器，已被广泛应 用，图中所示为应变式加速

7、度计的原理图：支架AB固定在待测系统上,滑块穿在AB之间的水平 光滑杆上，并用轻弹簧连接在A端，其下端有一活动臂可在滑动变阻器上自由滑动 随着系统沿 水平方向做变速运动,滑块相对于支架将发生位移,并通过电路转换成电信号从电压表输出.已 知电压表量程为8V,滑块质量m=0. 1kg,弹簧劲度系数k=20N/m,电源电动势E三10V,内阻不计， 滑动变阻器总电阻值R=40Q,有效总长度8cm.当待测系统静上时，滑动触头P位于变阻器R 的中点,取Af B方向为速度正方向.(1)确定该加速度计测量加速度的范围.为保证电压表能正常使用，图甲电路中电阻R0至少应为多.大？根据R0的最小值,写出待测系统沿A

8、-B做变速运动时，电压表输出电压U与加速度a的关 系式.(4)根据R0的最小值,将电压表盘上的电压。刻度改成适当的加速度刻度,将对应的加速度值填 入图乙中电压表盘的小圆内.1名师解析U)P端左右移动最多4cm,弹篝最大形变量。，口4m物体加速度大小为a=kx m=8tn s2o该加速度计测量加速度的范围是-Sm/s二W aWSm/小.(2)当尸在最右揣时，电压表读数最大当读数为ST时，匕两端电压为2丫 由 2.%=8.& 解得 Rj=10Q。当加速度向左大小为a时,弹簧的形变量产侬/%电压表的输出电压U=二4一二4 - 0.5a0.08 k当加速度向右大小为a时,弹簧的形变量产- ma

9、/kn-I.- rr c-°04+At , WOma 4 八电Jk表的输出电JkU = 8X=4-=4 - 0.5a0.08 k(4)以加速度向右为正.由电压和加速度的关系U = 4 - 0.5-得a=8-2U当 U = 0 时，a = 8m / s2；当 U = 2V 时，a = 4m/s2；当 U = 4V 时，a = 0；当 U = 6V 时，a = -4m/s2；当 U = 8V 时 a= - 8ms22.现代化的生产流水线大大提高了劳动效率，如图为某工厂生产流水线上的水平传输装置的 俯视图，它由传送带和转盘组成.物品从A处无初速、等时间间隔地放到传送带上,恰好匀加速 运动到

10、B处后进入匀速转动的转盘随其一起运动(无相对滑动)，到C处被取走装箱.已知A、 B的距离L=9. 0 m,物品在转盘上与转轴0的距离R=3. 0叫传送带的传输速度和转盘上与0 相距为R处的线速度均为v=3. 0 m/s,取g=10 m/s；问：(1)物品从4处运动到B处的时间t；(2)物品与传送带的动摩擦因数口 (3)若物品在转盘上的最大静摩擦力可视为与滑动摩擦力大小相等，则物品与转盘间的动摩擦 因数L至少为多大？（1）物品被放上传送带后收到摩擦力而做初速度为零的匀加速直线运动：仇 x =由 2可得t=6s（3分）（2）由可得 a=0. 5m/s* （2 分）乂因为 E3a 且 Ff= u x

11、mg一加 1 =' = 0.05 ，一可得 9（4分）（3）物品在转盘上所受的静摩擦力提供向心力mv2 gmg > n可得420.3（3分）3.（浙江综合测试）“电磁炮”如图中所示，其原理结构可简化为如图乙所示的模型:两根无限 长、光滑的平行金属导轨MN、PQ固定在水平面内，相距为1.“电磁炮”弹体为质量为m的导 体棒ab,垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触欣好,弹体在轨道间的电阻R.整个装置处于竖 直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B. “电磁炮”电源的电压能自行调节，用以保证“电 磁炮”匀加速发射,其中可控电源的内阻r.不计空气阻力，导轨的电阻不计.要使炮弹向右发射,判

12、断通过弹体电流的方向；弹体从静止加速到v过程中,通过弹体的电流为I,求该系统消耗的总能量.（3）把此装置左端电源换成电容为C的电容器，导轨倾斜与水平面成0放置（如丙图所示），弹体 由静止释放,某时刻速度为,求此过程安培力的冲量；(4)在(3)问条件下，弹体的速度从n变化到v二的过程中，电容器吸收的能量AE.【参考答案】由a到b十玲mv-mv:+ W 2(3) CB212Vi(4)CBT【名师解析】11)由左手定则，通过弹体的电流的方向为“由a到b” .(2)安培力公式尸=四根据F=ma, v=at知发射弹体用时廿丝 BII发。射弹体过程产生的焦耳热Q=I，(R+r)工二Bl弹体的动能Ek=lm

13、v: 27(72+r)wv系统消耗的总能量E=Ek+Q=-mv-加2qHq' -q=CBl (vP -v) =CBlAv所以充电电流为片岂RE"a是杆在时刻t的加速度"a邸5黑券&与时间无关可见弹体动。根据动量定理：nigtsin 8-Lev：且v：=at根据动能定理：mgxsin -AE二v；)，其中x为沿斜面方向前进的位移 2弹体做匀变速直线运动,所以从VI到V二满足:2ax=V：2- v因此 AE二CBT.4.(湖南长沙一模)高铁被誉为中国新四大发明之一.因高铁的运行速度快，对制动系统的性能 要求较高,高铁列车上安装有多套制动装置一一制动风翼、电磁制动系统、空气制动系统、摩 擦制动系统等.在一段直线轨道上，某高铁列车正以=288km/h的速度匀速行驶，列车长突然接到通知，前方 用二5km处道路出现异常,需要减速停车.列车长接到通知后,经过ti=2. 5s将制动风翼打开,高 铁列车获得为二0. 5m/s2的平均制动加速度减速,减速二40s后，列车长再将电磁制动系统打开, 结果列车在距离异常处500m的地方停下来.（1）求列车长打开电磁制动系统时,列车的速度多大？（2）求制动风翼和电磁制动系统都打开时，列车的平均制动。加速度全是多