2018年高考物理三轮助力选练题（16）及解析

2018年高考物理三轮助力选练题（16）及解析一、选择题1.(2017·吉林实验中学二模)如图所示,水平的木板B托着木块A一起在竖直平面内做匀速圆周运动,从水平位置a沿逆时针方向运动到最高点b的过程中,下列说法正确的是(BC)A.木块A处于超重状态B.木块A处于失重状态C.B对A的摩擦力越来越小D.B对A的摩擦力越来越大解析:A,B一起做匀速圆周运动.当由水平位置a沿逆时针方向运动到最高点b的过程中,加速度大小不变,方向指向圆心.在竖直方向有竖直向下的分加速度,因此A,B都处于失重状态;对木块A,在a点时B对A的摩擦力提供向心力,但在b点重力及B对A的支持力的合力提供向心力,摩擦力为零,即从a到b摩擦力越来越小.2．(2017·福建省厦门市高中毕业生3月第一次质量检测)如图所示，在水平地面上竖直固定一绝缘弹簧，弹簧中心直线的正上方固定一个带电小球Q，现将与Q带同种电荷的小球P，从直线上的N点由静止释放，在小球P与弹簧接触到速度变为零的过程中，下列说法中正确的是()A．小球P的电势能先减小后增加B．小球P与弹簧组成的系统机械能一定增加C．小球动能的减少量等于电场力和重力做功的代数和D．小球P速度最大时所受弹簧弹力和库仑力的合力为零解析：选B.小球下落的过程中，电场力一直对小球做正功，小球P的电势能一直减小，选项A错误；因Q对P做正功，故小球P与弹簧组成的系统机械能一定增加，选项B正确；小球动能的减少量等于电场力和重力以及弹力做功的代数和，选项C错误；小球P速度最大时所受弹簧弹力、重力以及库仑力的合力为零，选项D错误；故选B.3．如图为用索道运输货物的情景，已知倾斜的索道与水平方向的夹角为37°，重物与车厢地板之间的动摩擦因数为0.3。当载重车厢沿索道向上加速运动时，重物与车厢仍然保持相对静止状态，重物对车厢内水平地板的正压力为其重力的1.15倍。sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，那么这时重物对车厢地板的摩擦力大小为()A．0.35mgB．0.3mgC．0.23mgD．0.2mg【答案】D【解析】将a沿水平和竖直两个方向分解，对重物受力分析如图，水平方向：Ff＝max竖直方向：FN－mg＝may，由＝，三式联立解得Ff＝0.2mg，D正确。4．(2017·湖北八市联考)(多选)如图所示，一辆质量为M＝3kg的平板小车A停靠在竖直光滑墙壁处，地面水平且光滑，一质量为m＝1kg的小铁块B(可视为质点)放在平板小车A最右端，平板小车A上表面水平且与小铁块B之间的动摩擦因数μ＝0.5，平板小车A的长度L＝0.9m．现给小铁块B一个v0＝5m/s的初速度使之向左运动，与竖直墙壁发生弹性碰撞后向右运动，重力加速度g＝10m/s2.下列说法正确的是()A．小铁块B向左运动到达竖直墙壁时的速度为2m/sB．小铁块B与墙壁碰撞过程中所受墙壁的冲量为8N·sC．小铁块B向左运动到达竖直墙壁的过程中损失的机械能为4JD．小铁块B在平板小车A上运动的整个过程中系统损失的机械能为9J解析：选BD.设小铁块B向左运动到达竖直墙壁时的速度为v1，根据动能定理得：－μmgL＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，解得：v1＝4m/s，选项A错误．与竖直墙壁发生弹性碰撞，反弹速度为－4m/s，由动量定理可知，小铁块B与墙壁碰撞过程中所受墙壁的冲量为I＝2mv1＝8N·s，选项B正确．小铁块B向左运动到达竖直墙壁的过程中损失的机械能为μmgL＝4.5J，选项C错误．假设发生弹性碰撞后小铁块B最终和平板小车A达到的共同速度为v2，根据动量守恒定律得：mv1＝(M＋m)v2，解得：v2＝1m/s.设小铁块B在平板小车A上相对滑动的位移为x时与平板小车A达到共同速度v2，则根据功能关系得：－μmgx＝eq\f(1,2)(M＋m)veq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，解得：x＝1.2m，由于x＞L，说明小铁块B在没有与平板小车A达到共同速度时就滑出平板小车A，所以小铁块B在平板小车上运动的整个过程中系统损失的机械能为ΔE＝2μmgL＝9J，选项D正确．5.(2017·天津一模)某理想自耦变压器接入电路中的示意图如图(甲)所示,图(乙)是其输入电压u的变化规律.已知滑动触头在图示位置时原、副线圈的匝数比为n1∶n2=10∶1,电阻R=22Ω.下列说法正确的是(AC)A.通过R的交变电流的频率为50HzB.电流表A2的示数为AC.此时变压器的输入功率为22WD.将P沿逆时针方向移动一些,电流表A1的示数变小解析:由图(乙)可知,该交变电流的周期为T=0.02s,其频率为f==Hz=50Hz,故A正确;由图知输入电压的最大值为Um=220V,所以有效值为U=220V,则副线圈两端的电压为U′=U×=220×V=22V,所以通过电阻的电流(即为电流表A2的示数)为I==A=1A,故B错误;变压器的输出功率为P′=U′I=22×1W=22W,理想变压器的输入功率等于输出功率,所以有P=P′=22W,故C正确;将P沿逆时针方向移动一些,变压器的副线圈匝数变大,输出电压变大,输出功率变大,所以输入功率也变大,故电流表A1的示数将变大,故D错误.6．如图所示，M、N为光滑的金属导轨，两导轨平行且在同一水平面内，导轨所在的平面与匀强磁场垂直．导轨的左侧接一定值电阻R，金属杆AB在水平恒力F作用下从静止开始向右运动，则下列杆的速度v和加速度a随时间t的变化关系正确的是(不计导轨与金属杆电阻)()解析：选B.以金属杆AB为研究对象，根据牛顿第二定律，F－eq\f(B2l2v,R)＝ma，随着速度的增大，加速度a越来越小，AB加速得越来越慢，最后做匀速运动，选项A错误，选项B正确；加速度a减小，但a与t不是线性关系，选项C、D错误．二、非选择题1．某物理实验小组的同学安装“验证动量守恒定律”的实验装置如图所示．让质量为m1的小球从斜面上某处自由滚下与静止在支柱上质量为m2的小球发生对心碰撞，则：(1)(多选)下列关于实验的说法正确的是________．A．轨道末端的切线必须是水平的B．斜槽轨道必须光滑C．入射球m1每次必须从同一高度滚下D．应满足入射球m1质量小于被碰小球m2(2)在实验中，根据小球的落点情况，该同学测量出OP、OM、ON、O′P、O′M、O′N的长度，用以上数据合理地写出验证动量守恒的关系式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)在实验中，用20分度的游标卡尺测得两球的直径相等，读数部分如图所示，则小球的直径为________mm.解析：(1)要保证小球每次都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，A正确；“验证动量守恒定律”的实验中，通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度，只要离开轨道后做平抛运动的初速度相同即可，对斜槽是否光滑没有要求，B错误；要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，C正确；在“验证碰撞中的动量守恒”实验中，为防止被碰球碰后反弹，入射球的质量m1必须大于被碰球的质量m2，D错误．(2)入射球与被碰球离开斜槽末端后均从同一高度开始做平抛运动，则小球在空中运动的时间相同．由实验操作可知需要验证动量守恒表达式为m1v1＝m1v1′＋m2v2′，由于运动时间相同则有m1v1t＝m1v1′t＋m2v2′t，整理可得m1·OP＝m1·OM＋m2·O′N.(3)由图可知主尺22mm处的刻度线与游标尺的第11小格对齐，则由游标卡尺的读数规则可知小球的直径为22mm－11×0.95mm＝11.55mm.答案：(1)AC(2)m1·OP＝m1·OM＋m2·O′N(3)11.552．在真空中，边长为3L的正方形区域ABCD分成相等的三部分，左右两侧为匀强磁场，中间区域为匀强电场，如图所示．左侧磁场的磁感应强度大小为B1＝eq\f(\r(6mqU),2qL)，方向垂直纸面向外；右侧磁场的磁感应强度大小为B2＝eq\f(\r(6mqU),qL)，方向垂直于纸面向里；中间区域电场方向与正方形区域的上下边界平行．一质量为m、电荷量为＋q的带电粒子从平行金属板的正极板开始由静止被加速，加速电压为U，加速后粒子从a点进入左侧磁场，又从距正方形上下边界等间距的b点沿与电场平行的方向进入中间区域的电场中，不计粒子重力．(1)求a点到A点的距离．(2)电场强度E的取值在什么范围内时粒子能从右侧磁场的上边缘CC1间离开？(3)改变中间区域的电场方向和场强大小，粒子可从D点射出，求粒子在左右两侧磁场中运动的总时间．解析：(1)粒子在金属板间加速时，有qU＝eq\f(1,2)mv2 ①粒子在左侧磁场中运动时，如图甲所示，有qvB1＝meq\f(v2,R1) ②sinα＝eq\f(L,R1) ③a点到A点的距离x＝eq\f(3L,2)－R1(1－cosα) ④联立解得x＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)－\f(\r(3),3)))L(2)如图甲所示，粒子在右侧磁场中以半径为Rn和Rm的两轨迹为临界轨迹从上边缘CC1离开磁场时，有Rn＝eq\f(3,4)L ⑤Rm＝L ⑥又qvnB2＝meq\f(v\o\al(2,n),Rn) ⑦qvmB2＝meq\f(v\o\al(2,m),Rm) ⑧粒子在中间电场运动时，有qEnL＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,n)－eq\f(1,2)mv2 ⑨qEmL＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)－eq\f(1,2)mv2 ⑩联立解得En＝eq\f(11U,16L)，Em＝eq\f(2U,L)电场强度的取值范围为eq\f(11U,16L)＜E＜eq\f(2U,L).(3)粒子在左右磁场中运动，T1＝eq\f(2πm,qB1) ⑪T2＝eq\f(2πm,qB2) ⑫必须改变中间区域的电场方向并取定电场E的某一恰当确定数值