2018年高考物理一轮训练（1）及详细解析

（重庆专用）2018年高考物理一轮训练（1）及详细解析一、选择题1、如图所示，虚线a、b、c表示电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相等，实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点。下列说法中正确的是()A．三个等势面中，等势面a的电势最高B．带电质点一定是从P点向Q点运动C．带电质点通过P点时的动能比通过Q点时的小D．带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时的小[思路点拨]本题可按以下思路进行分析：eq\x(\a\al(质点做曲,线运动))→eq\x(\a\al(电场力,的方向))→eq\x(\a\al(电场线,的方向))→eq\x(\a\al(电势的,高低))[解析]电场线和等势面垂直，可以根据等势面来画出某处的电场线。又质点做曲线运动，所受电场力的方向指向曲线的凹侧，由此可以判断出电场线的方向大致是从c指向a，而沿着电场线的方向电势逐渐降低，a、b、c三个等势面的电势关系为φc>φb>φa，选项A错误；无法从质点的受力情况来判断其运动方向，选项B错误；质点在P点的电势能大于在Q点的电势能，而电势能和动能的总和不变，所以，质点在P点的动能小于在Q点的动能，选项C正确；P点的等势面比Q点的等势面密，故场强较大，质点受到的电场力较大，加速度较大，选项D错误。[答案]C[备考锦囊]利用电场线和等势面解决带电粒子运动轨迹的三方法(1)根据带电粒子(只受电场力)的运动轨迹确定带电粒子受到的电场力的方向，带电粒子所受的电场力指向运动轨迹曲线的凹侧，再结合电场线的方向确定带电粒子的电性及有关判断。(2)根据带电粒子在不同的等势面之间移动，结合题意确定电场力做正功还是做负功、电势能的变化情况或等势面的电势高低。(3)“三不知时要假设”——电荷的正负、场强的方向(或等势面电势的高低)、电荷运动的方向，是题意中相互制约的三个方面。若已知其中的任一个，可顺次向下分析判定各待求量；若三个都不知(三不知)，则要用“假设法”分别讨论各种可能情况。2、(2017·常州市一模)带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示，则从a到b过程中，下列说法正确的是()A．粒子带负电荷B．粒子先加速后减速C．粒子加速度一直增大D．粒子的动能先减小后增大解析：选D由题图可知，粒子受到的电场力沿电场线方向，故粒子带正电，A错误；粒子受电场力向右，所以先向左减速运动后向右加速运动，B错误；从a点到b点，电场力先做负功，再做正功，电势能先增加后降低，动能先减小后增大。根据电场线的疏密知道场强先减小后增大，故加速度先减小后增大，C错误，D正确。3、(多选)直线ab是电场中的一条电场线，从a点无初速度地释放一电子，电子仅在电场力作用下，沿直线从a点运动到b点，其电势能Ep随位移x变化的规律如图所示，设a、b两点的电场强度分别为Ea和Eb，电势分别为φa和φb，则()A．Ea>Eb B．Ea<EbC．φa<φb D．φa>φb解析：选AC根据题图可知，图线的斜率表示电场力的大小。电子从a到b，电势能图线的斜率逐渐减小，则电场力逐渐减小，故电场强度逐渐减小，所以Ea>Eb，A正确，B错误；由于电势能逐渐降低，所以电场力做正功，则电子所受的电场力方向由a指向b，电场线的方向由b指向a，沿电场线方向电势逐渐降低，所以φa<φb，C正确，D错误。4.(2017·江苏三模)硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像(电池内阻不是常数)，图线b是某电阻R的UI图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，下列相关叙述正确的是()A．此时硅光电池的内阻为12.5ΩB．此时硅光电池的输出功率为0.4WC．此时硅光电池的总功率为0.72WD．此时硅光电池的输出效率为40%解析：选BC由闭合电路欧姆定律得U＝E－Ir，当I＝0时，E＝U，由图线a与纵轴的交点读出电动势为E＝3.6V。根据两图线交点处的状态可知，将它们组成闭合回路时路端电压为U＝2V，电流为I＝0.2A，则此时硅光电池的内阻为r＝eq\f(E－U,I)＝eq\f(3.6－2,0.2)Ω＝8Ω，故A错误；此时硅光电池的输出功率为：P出＝UI＝0.4W，故B正确；此时硅光电池的总功率为：P总＝EI＝3.6×0.2W＝0.72W，故C正确；此时硅光电池的输出效率为：η＝eq\f(P出,P总)×100%＝eq\f(0.4,0.72)×100%≈55.6%，故D错误。5．两位同学在实验室中利用如图(a)所示的电路进行实验，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一位同学记录电流表A和电压表V1的测量数据，另一位同学记录电流表A和电压表V2的测量数据。两位同学根据记录的数据描绘出如图(b)所示的两条U­I图线。则图像中两图线的交点表示的物理意义是()A．滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端B．电源的输出功率最大C．定值电阻R0消耗的功率为0.5WD．电源的效率达到最大值解析：选BC由题图可得，电源电动势E＝1.5V，内阻r＝1Ω，在交点位置有R＋R0＝eq\f(U1,I)＝2Ω，R0＝eq\f(U2,I)＝2Ω，则R＝0，滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端，选项A错误；当电路中外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，但R0>r，故改变滑动变阻器的阻值时无法使电路中外电阻等于电源内阻，此时外电阻越接近电源内阻，电源的输出功率越大，故图线的交点对应的电源输出功率最大，选项B正确；P0＝U2I＝0.5W，选项C正确；电源的效率η＝eq\f(EI－I2r,EI)，电流越小，电源的效率越大，可见滑动变阻器的滑动触头P滑到最右端时电源的效率最大，选项D错误。6、如图所示，A、B两物体的质量分别是m1和m2，用劲度系数为k的轻弹簧相连，处于竖直静止状态。现对A施加竖直向上的力F将A提起，稳定时B对地面无压力。当撤去F，A由静止向下运动至速度最大时，重力做功为()A.eq\f(1,k)m12g2 B.eq\f(1,k)m22g2C.eq\f(1,k)m1(m1＋m2)g2 D.eq\f(1,k)m2(m1＋m2)g2解析：选C开始时弹簧的压缩量为x1＝eq\f(m1g,k)；当对A施加竖直向上的力F将A提起，B对地面无压力时，弹簧伸长量为x2＝eq\f(m2g,k)；当撤去F，A由静止向下运动至速度最大时，此位置在A开始时的平衡位置，则此过程中重力做功为W＝m1g(x1＋x2)＝eq\f(1,k)m1(m1＋m2)g2，选项C正确。7、(2017·南通模拟)近年来城市的汽车越来越多，排放的汽车尾气是形成“雾霾”的一个重要因素，为减少二氧化碳排放，我国城市公交正大力推广新型节能环保电动车，在检测某款电动车性能的实验中，质量为8×102kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为15m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出F­eq\f(1,v)图像(图中AB、AO均为直线)，假设电动车行驶时所受的阻力恒定，则根据图像，下列判断中正确的是()A．电动车运动过程中所受的阻力f＝2000NB．电动车的额定功率P＝6kWC．电动车由静止开始持续匀加速运动的时间t＝7.5sD．电动车从静止开始运动到最大速度消耗的电能E＝9×104J解析：选B当最大速度vmax＝15m/s时，牵引力为Fmin＝400N，故恒定阻力f＝Fmin＝400N，故A错误；额定功率P＝Fminvmax＝6kW，故B正确；匀加速运动的加速度a＝eq\f(F－f,m)＝eq\f(2000－400,800)m/s2＝2m/s2，匀加速运动的最大速度v＝eq\f(P,F)＝eq\f(6000,2000)m/s＝3m/s，电动车维持匀加速运动的时间t＝eq\f(v,a)＝1.5s，故C错误；BC段做变速直线运动，无法求解其运动位移，求不出阻力做的功，所以无法求出消耗的电能，故D错误。二、综合题1、如图所示，在绝缘水平面上，相距为L的A、B两点处分别固定着两个等量正电荷。a、b是AB连线上两点，其中Aa＝Bb＝eq\f(L,4)，O为AB连线的中点。一质量为m、带电荷量为＋q的小滑块(可视为质点)以初动能E0从a点出发，沿AB直线向b运动，其中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的n倍(n>1)，到达b点时动能恰好为零，小滑块最终停在O点，求：(1)小滑块与水平面间的动摩擦因数μ；(2)O、b两点间的电势差UOb；(3)小滑块运动的总路程s。[审题指导](1)由题意可判断，Uab＝0。(2)在运动过程中，滑动摩擦力做功情况为一直做负功。(3)本题中所用到的功能关系规律为：动能定理。[解析](1)由Aa＝Bb＝eq\f(L,4)，O为AB连线的中点得：a、b关于O点对称，则Uab＝0设小滑块与水平面间的摩擦力大小为f，对于小滑块从a→b过程，由动能定理得：q·Uab－f·eq\f(L,2)＝0－E0而f＝μmg解得：μ＝eq\f(2E0,mgL)。(2)小滑块从O→b过程，由动能定理得：q·UOb－f·eq\f(L,4)＝0－nE0解得：UOb＝－eq\f(2n－1E0,2q)。(3)对于小滑块从a开始运动到最终在O点停下的整个过程，由动能定理得：q·UaO－f·s＝0－E0而UaO＝－UOb＝eq\f(2n－1E0,2q)解得：s＝eq\f(2n＋1,4)L。[答案](1)eq\f(2E0,mgL)(2)－eq\f(2n－1,2q)E0(3)eq\f(2n＋1,4)L[备考锦囊]解决电场力做功问题时应注意的两点(1)利用电场线的特点、等势面的特点来分析电场力做功情况。(2)应用公式WAB＝qUAB计算时，WAB、q、UAB一般都要带正、负号计算。2、(2017·南宁一模)如图所示，AB是倾角为θ＝30°的粗糙直轨道，BCD是光滑的圆弧轨道，AB恰好在B点与圆弧相切，圆弧的半径为R。一个质量为m的物体(可以视为质点)从直轨道上的P点由静止释放，结果它能在两轨道上做往返运动。已知P点与圆弧的圆心O等高，物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，求：(1)物体对圆弧轨道的最大压力大小；(2)物体滑回到轨道AB上距B点的最大距离；(3)释放点距B点的距离L′应满足什么条件，才能使物体顺利通过圆弧轨道的最高点D。解析：(1)根据几何关系：PB＝eq\f(R,tanθ)＝eq\r(3)R从P点到E点根据动能定理，有：mgR－μmgcosθ·PB＝eq\f(1,2)mvE2－0解得：vE＝eq\r(2－3μgR)在E点，根据向心力公式有：FN－mg＝meq\f(vE2,R)解得：FN＝3mg－3μmg。(2)设物体滑回到轨道AB上距B点的最大距离x，根据动能定理，有mg(BP－x)sinθ－μmgcosθ(BP＋x)＝0－0解得：x＝eq\f(\r(3)－3μ,\r(3)μ＋1)R。(3)物体刚好到达最高点D