2018年高考物理一轮训练（6）及详细解析

（重庆专用）2018年高考物理一轮训练（6）及详细解析一、选择题1、(多选)电容式传感器的应用非常广泛，如图所示的甲、乙、丙、丁是四种常见的电容式传感器，下列判断正确的是()A．图甲中两极间的电压不变，若有电流流向传感器正极，则h正在变小B．图乙中两极间的电荷量不变，若两极间电压正在增加，则θ正在变大C．图丙中两极间的电荷量不变，若两极间电压正在减小，则x正在变大D．图丁中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的负极，则F为压力且正在变大[思路点拨](1)明确变量和不变量。(2)利用电容器的定义式和决定式进行分析和判断。[解析]题图甲中两极间距离不变，若h变小，表明两极板间正对面积减小，由C＝eq\f(εrS,4πkd)可知对应电容减小，电压不变时，电容器带电荷量减小，正在放电，故电流流向传感器负极，A错；题图乙中两极间的电荷量不变，若电压正在增加，由C＝eq\f(Q,U)可知电容正在减小，板间距离不变，正对面积减小，则动片正在旋出，θ正在变大，B对；题图丙中两极间的电荷量、板间距离不变，若板间电压正在减小，表明电容正在增大，电介质正在插入，x正在增大，C对；题图丁中两极间的电压、极板正对面积不变，若有电流流向传感器的负极，表明电容器正在放电，电容减小，板间距离增大，若F为压力，则应是F正在减小，D错。[答案]BC2、全国公安机关逐步推行身份证登记指纹信息。某类型指纹采集器使用的是半导体指纹传感器：在一块半导体基板上阵列了数百万金属颗粒，传感器阵列的每一点是一个金属电极，充当电容器的一极，其外面是绝缘的表面，手指贴在其上与其构成了电容器的另一极。由于指纹的嵴在空间上是凸起的，峪是凹下的，嵴和峪与半导体电容感应颗粒形成的电容值大小不同。采集器通过对每个电容感应颗粒充、放电的电流进行测量，得到不同的数值，设备将采集到的不同数值进行汇总处理，从而完成指纹的采集任务，则()A．指纹的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近，电容小B．指纹的峪处与半导体基板上对应的金属颗粒距离远，电容小C．对每个电容感应颗粒，在手指靠近时，各金属电极电荷量减小D．对每个电容感应颗粒，在手指远离时，各金属电极均处于充电状态解析：选B指纹的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离表示为平行板电容器的间距，由C＝eq\f(εrS,4πkd)知d小，C大，A错误，B正确；手指靠近时，d减小，电容增大，在电压一定的情况下，电荷量增大，处于充电状态，C错误；同理手指远离时，处于放电状态，D错误。3、如图所示，在平行板电容器正中间有一个带电微粒。S闭合时，该微粒恰好能保持静止。在以下两种情况下：①保持S闭合，②充电后将S断开。下列说法能实现使该带电微粒向上运动打到上极板的是()A．①情况下，可以通过上移极板M实现B．①情况下，可以通过上移极板N实现C．②情况下，可以通过上移极板M实现D．②情况下，可以通过上移极板N实现[思路点拨]①情况下，不变量为U；②情况下，不变量为Q。[解析]因为第①种情况下两极板间电压U不变，只有减小d，使E＝eq\f(U,d)增大，电场力F增大，带电微粒才向上运动打到上极板M上，故可以通过下移极板M或上移极板N来实现，选项A错误，B正确；第②种情况下电容器所带电荷量Q不变，根据Q＝CU，C＝eq\f(εrS,4πkd)，U＝Ed，可得E＝eq\f(4πkQ,εrS)，可以看出E是个定值，与板间距d无关，所以无论怎样改变极板M、N的间距d，场强E、电场力F都不变，带电微粒均处于静止状态，选项C、D错误。[答案]B[备考锦囊]电容器动态分析的解题思路4．(多选)如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示，则()A．两次t＝0时刻线圈平面均与中性面重合B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3C．曲线a表示的交变电动势频率为25HzD．曲线b表示的交变电动势有效值为10V解析：选AC由题图乙知t＝0时两次转动产生的瞬时电动势都等于零，则线圈平面均与中性面重合，A正确；两次转动所产生的交变电动势的周期之比Ta∶Tb＝2∶3，再由周期与转速的关系n＝eq\f(1,T)，得na∶nb＝3∶2，B错误；因Ta＝4×10－2s，故fa＝eq\f(1,Ta)＝25Hz，C正确；因Ema＝15V，而Em＝NBSω＝eq\f(2πNBS,T)，故Emb＝eq\f(Ta,Tb)Ema＝10V，Eb＝eq\f(Emb,\r(2))＝5eq\r(2)V，D错误。5．如图甲所示，在匀强磁场中有一个n＝10匝的闭合矩形线圈绕轴匀速转动，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为5Ω，从图甲所示位置开始计时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图像如图乙所示，则()A．线圈转动过程中消耗的电功率为10π2WB．在t＝0.2s时，线圈中的感应电动势为零，且电流改变一次方向C．所产生的交变电流感应电动势的瞬时值表达式为e＝10πsin5πtVD．线圈从图示位置转过90°时穿过线圈的磁通量变化最快解析：选A最大感应电动势为：Em＝nBSω＝nBS·eq\f(2π,T)＝nΦm·eq\f(2π,T)＝10×0.2×eq\f(2π,0.4)V＝10πV，感应电动势的有效值为：E＝eq\f(Em,\r(2))＝eq\f(10π,\r(2))V＝5eq\r(2)πV，线圈转动过程中消耗的电功率为：P＝eq\f(E2,R)＝eq\f(5\r(2)π2,5)W＝10π2W，故A正确；t＝0.2s时，磁通量为0，线圈中的感应电动势最大，电流方向不变，故B错误；由题图乙知角速度ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(2π,0.4)rad/s＝5πrad/s，因为从线圈垂直中性面开始计时，所以交变电流感应电动势的瞬时值表达式为e＝10πcos5πtV，故C错误；线圈在图示位置磁通量为0，磁通量的变化率最大，穿过线圈的磁通量变化最快，转过90°时，磁通量最大，磁通量变化率为0，故D错误。6、张山同学在校运动会上获得100米赛跑的冠军，他采用蹲踞式起跑，在发令枪响后，左脚迅速蹬离起跑器，在向前加速的同时提升身体重心，如图所示。假设张山同学的质量为m，在起跑前进的距离s内，重心升高h，获得的速度为v，克服阻力做功为Wf，则在此过程中()A．地面的支持力对张山同学做功为mghB．张山同学自身做功为mgh＋eq\f(1,2)mv2＋WfC．张山同学的重力势能增加量为eq\f(1,2)mv2＋WfD．张山同学的动能增加量为mgh＋Wf解析：选B地面支持力对张山同学作用时，由于张山同学的脚并没有离开地面，故地面的支持力对张山同学并不做功，故A错误；根据动能定理，有：W人－Wf－mgh＝eq\f(1,2)mv2，故W人＝eq\f(1,2)mv2＋mgh＋Wf，故B正确；重心上升h，张山同学的重力势能增加量为ΔEp＝mgh＝W人－eq\f(1,2)mv2－Wf，故C错误；张山同学的动能增加量为ΔEk＝eq\f(1,2)mv2＝W人－mgh－Wf，故D错误。7、如图甲所示，倾角为30°的光滑斜面固定在水平面上，自然伸长的轻质弹簧一端固定在斜面底端的挡板上。一质量为m的小球，从离弹簧上端一定距离的位置由静止释放，接触弹簧后继续向下运动。小球运动的vt图像如图乙所示，其中OA段为直线，AB段是与OA相切于A点的平滑曲线，BC是平滑曲线，不考虑空气阻力，重力加速度为g。关于小球的运动过程，下列说法正确的是()A．小球在tB时刻所受弹簧弹力大于eq\f(1,2)mgB．小球在tC时刻的加速度大于eq\f(1,2)gC．小球从tC时刻所在的位置由静止释放后，不能回到出发点D．小球从tA时刻到tC时刻的过程中，重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量解析：选B由题图乙可知，小球在tB时刻加速度大小为零，此时F弹＝mgsin30°＝eq\f(1,2)mg，选项A错误；小球在tC时刻到达最低点，弹力达到最大值，小球在A点的加速度大小为gsin30°＝eq\f(1,2)g，C点的切线斜率的大小大于A点的切线斜率的大小，即小球在tC时刻的加速度大于eq\f(1,2)g，选项B正确；由能量守恒定律可知，小球从tC时刻所在的位置由静止释放后，能回到出发点，选项C错误；小球从tA时刻到tC时刻的过程中，重力势能与动能减少量之和等于弹簧弹性势能的增加量，选项D错误。二、非选择题1、(2017·海州区模拟)如图所示，在水平向右的匀强电场中，一根长为L的绝缘细线，一端连着一质量为m、带电量为＋q的小球，另一端固定于O点，现把小球向右拉至细线水平且与场强方向平行的位置，无初速度释放，小球能摆到最低点的另一侧，细线与竖直方向的最大夹角θ＝30°，重力加速度为g，求：(1)场强E的大小；(2)小球摆到最低点时细线的拉力T。解析：(1)对小球运动的全过程由动能定理可得：mgLcosθ－qEL(1＋sinθ)＝0解得：E＝eq\f(\r(3)mg,3q)。(2)小球摆到最低点时，由动能定理可得mgL－qEL＝eq\f(1,2)mv2在最低点T－mg＝meq\f(v2,L)联立解得：T＝3mg－eq\f(2\r(3),3)mg。答案：(1)eq\f(\r(3)mg,3q)(2)3mg－eq\f(2\r(3),3)mg2、如图所示，劲度系数为k的轻弹簧下端固定在水平地面上，上端连接一质量为m的物体A，一不可伸长的轻绳跨过滑轮，两端分别与物体A及质量为2m的物体B连接。不计定滑轮与轻绳间的摩擦，重力加速度为g，弹簧的形变始终在弹性限度内。(1)用手托住物体B，使两边轻绳和弹簧都处于竖直状态且弹簧处于原长，然后无初速度释放物体B，物体B可下落的最大距离为l。求物体B下落过程中，弹簧的最大弹性势能；(2)用手托住物体B，使两边轻绳和弹簧都处于竖直状态且轻绳中恰好不产生拉力，然后无初速度释放物体B，求物体A的最大速度。解析：(1)根据题意知，物体A、B与弹簧组成的系统机械能守恒弹簧的最大弹性势能Ep＝2mgl－mgl＝mgl。(2)释放物体B前，设弹