高考物理自我提升综合能力系列含答案提升练习五.docx
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高考物理自我提升综合能力系列含答案提升练习五
高考物理自我提升综合能力系列-提升练习(五)
一、实验,探究题
1、某同学在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”时,将轻质弹簧竖直悬挂,弹簧下端挂一个小盘,在小盘中增添砝码,改变弹簧的弹力,通过旁边竖直放置的刻度尺可以读出弹簧末端指针的位置x,实验得到了弹簧指针位置x与小盘中砝码质量m的图象如图乙所示,g取10m/s2.回答下列问题:
(1)某次测量如图甲所示,指针指示的刻度值为________cm.
(2)从图乙可求得该弹簧的劲度系数为________N/m(结果保留两位有效数字).
(3)另一同学在做该实验时有下列做法,其中做法错误的是( )
A.实验中未考虑小盘的重力
B.刻度尺零刻度未与弹簧上端对齐
C.读取指针指示的刻度值时,选择弹簧指针上下运动最快的位置读取
D.在利用xm图线计算弹簧的劲度系数时舍弃图中曲线部分数据
解题思路:
(1)根据刻度尺的读数方法可得出对应的读数;
(2)根据图象及胡克定律可求出对应的劲度系数;
(3)根据实验中应注意的事项及做法分析各项的正误.
本题考查了探究弹力和弹簧伸长量的关系的实验,意在考查学生的应用能力.
二、选择题
2、如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里,三个带正电的微粒a,b,c电荷量相等,质量分别为ma,mb,mc,已知在该区域内,a在纸面内做匀速圆周运动,b在纸面内向右做匀速直线运动,c在纸面内向左做匀速直线运动。
下列选项正确的是
A.
B.
C.
D.
3、已知A和B两种放射性元素的半衰期分别为T和2T,则相同质量的A和B经过2T后,剩有的A和B质量之比为 .
(A)1:
4(B)1:
2(C)2:
1(D)4:
1
4、用一段横截面半径为r、电阻率为ρ、密度为d的均匀导体材料做成一个半径为R(r<<R)的圆环。
圆环竖直向下落入如图所示的径向磁场中,圆环的圆心始终在N极的轴线上,圆环所在位置的磁感应强度大小均为B。
圆环在加速下落过程中某一时刻的速度为v,忽略电感的影响,则
A.此时在圆环中产生了(俯视)逆时针的感应电流
B.此时圆环受到竖直向下的安培力作用
C.此时圆环的加速度
D.如果径向磁场足够深,则圆环的最大速度
5、如图所示,一个不带电的表面绝缘的导体P正在向带正电的小球Q缓慢靠近,但不接触,也没有发生放电现象,则下列说法中正确的是( )
A.B端的感应电荷为负电
荷
B.导体内场强越越大
C.C点的电势高于B点电势
D.导体上的感应电荷在C点产生的场强始终大于在B点产生的场强
6、如图所示,把一个不带电的枕型导体靠近带正电的小球,由于静电感应,在A,B端会分别出现电荷,则以下说法正确的是( )
A.闭合S1,有电子从枕型导体流向地
B.闭合S2,有电子从枕型导体流向地
C.闭合S1,有电子从地流向枕型导体
D.闭合S2,没有电子通过S2
7、北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统,该系统将由35颗卫星组成,卫星的轨道有三种:
地球同步轨道、中地球轨道和倾斜轨道.其中,同步轨道半径大约是中轨道半径的1.5倍,那么同步卫星与中轨道卫星的周期之比约为( )
A.
B.
2
C.
D.
8、质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上.用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图1所示.用T表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中( )
图1
A.F逐渐变大,T逐渐变大
B.F逐渐变大,T逐渐变小
C.F逐渐变小,T逐渐变大
D.F逐渐变小,T逐渐变小
9、如图所示,某同学为了找出平抛运动物体的初速度之间的关系,用一个小球在O点对准前方的一块竖直放置的挡板,O与A在同一高度,小球的水平初速度分别是v1、v2、v3,打在挡板上的位置分别是B、C、D,AB:
BC:
CD=1:
3:
5.则v1、v2、v3之间的正确关系是( )
A.v1:
v2:
v3=3:
2:
1
B.v1:
v2:
v3=5:
3:
1
C.v1:
v2:
v3=6:
3:
2
D.v1:
v2:
v3=9:
4:
1
10、图1甲是某人站在力传感器上做下蹲、起跳动作的示意图,中间的“·”表示人的重心。
图乙是根据传感器采集到的数据画出的力-时间图象。
两图中a~g各点均对应,其中有几个点在图甲中没有画出。
取重力加速度g=10m/s2。
根据图象分析可知( )
图1
A.人的重力为1500N
B.c点位置人处于超重状态
C.e点位置人处于失重状态
D.d点的加速度小于f点的加速度
11、如图所示,小物体P放在水平圆盘上随圆盘一起转动,下列关于小物体所受摩擦力f的叙述正确的是:
( )
A.f的方向总是指向圆心
B.圆盘匀速转动时f=0
C.在转速一定的条件下,f跟物体到轴O的距离成正比
D.在物体与轴O的距离一定的条件下,f跟圆盘转动的角速度成正比
12、如图所示的皮带传动装置,主动轮1的半径与从动轮2的半径之比R1∶R2=2∶1,A、B分别是两轮边缘上的点,假设皮带不打滑,则下列说法正确的是( )
A.A、B两点的线速度之比为vA∶vB=1∶2
B.A、B两点的角速度之比为ωA∶ωB=2∶1
C.A、B两点的加
速度之比为aA∶aB=1∶2
D.A、B两点的加速度之比为aA∶aB=2∶1
13、如图所示,水平传送带A、B两端相距s=2m,工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.4。
工件滑上A端瞬时速度vA=5m/s,达到B端的瞬时速度设为vB,则( )
A.若传送带以4m/s顺时针转动,则vB=3m/s
B.若传送带逆时针匀速转动,则vB<3m/s
C.若传送带以2m/s顺时针匀速转动,则vB=3m/s
D.若传送带以某一速度顺时针匀速转动,则一定vB>3m/s
三、计算题
14、真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场,一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动,速度大小为v0。
在油滴处于位置A时,将电场强度的大小突然增大到某值,但保持其方向不变。
持续一段时间t1后,又突然将电场反向,但保持其大小不变;再持续同样一段时间后,油滴运动到B点。
重力加速度大小为g。
(1)求油滴运动到B点时的速度。
(2)求增大后的电场强度的大小;为保证后来的电场强度比原来的大,试给出相应的t1和v0应满足的条件。
已知不存在电场时,油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍。
四、综合题
15、交流发电机转子有n匝线圈,每匝线圈所围面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,匀速转动的角速度为ω,线圈内电阻为r,外电路电阻为R.当线圈由图7中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中,求:
(1)通过R的电荷量q为多少;
(2)R上产生焦耳热QR为多少;
(3)外力做的功W为多少.
16、如图所示,ABCDEF是一边长为L的正六边形盒,各边均为绝缘板,盒外有方向垂直纸面向里、范围足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B.在盒内有两个与AF边平行的金属板M、N,且金属板N靠近盒子的中心O点,金属板M和盒子AF边的中点均开有小孔,两小孔与O点在同一直线上.现在O点静止放置一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计粒子的重力).
(1)如果在金属板N、M间加上电压UNM=U0时,粒子从AF边小孔射出后直接打在A点,试求电压U0的大小.
(2)如果改变金属板N、M间所加电压,试判断粒子从AF边小孔射出后能否直接打在C点.若不能,说明理由;若能,请求出此时电压UNM的大小.
(3)如果给金属板N、M间加一合适的电压,粒子从AF边小孔射出后恰好能以最短时间回到该小孔(粒子打在盒子各边时都不损失动能),试求最短时间.
17、如图所示,四分之一圆轨道
与水平轨道
相切,它们与另一水平轨道
在同一竖直面内,圆轨道
的半径R=0.45m,水平轨道
长
=3m,
与
均光滑。
一滑块从O点由静止释放,当滑块经过A点时,静止在CD上的小车在F=1.6N的水平恒力作用下启动,运动一段时间后撤去力F。
当小车在CD上运动了
=3.28m时速度v=2.4m/s,此时滑块恰好落入小车中。
已知小车质量M=0.2
与CD间的动摩擦因数
=0.4。
(取g=10m/
)求
(1)恒力F的作用时间t。
(2)
与
的高度差h。
18、如图所示,AB为竖直墙壁,A点和P点在同一水平面上。
空间存在着竖直方向的匀强电场。
将一带电小球从P点以速度v向A抛出,结果打在墙上的C处。
若撤去电场,将小球从P点以初
速v/2向A抛出,也正好打在墙上的C点。
求:
(1)第一次抛出后小球所受电场力和重力之比
(2)小球两次到达C点时速度之比
19、如图所示,半径R=2m的四分之一粗糙圆弧轨道AB置于竖直平面内,轨道的B端切线水平,且距水平地面高度为h=1.25m,现将一质量m=0.2kg的小滑块从A点由静止释放,滑块沿圆弧轨道运动至B点以v=5m/s的速度水平飞出(g取10m/s2)求:
(1)小滑块沿圆弧轨道运动过程中所受摩擦力做的功;
(2)小滑块经过B点时对圆轨道的压力大小;
(3)小滑块着地时的速度大小。
参考答案
一、实验,探究题
1、
(1)18.00
(2)30 (3)C
解析:
(1)由图中的示数可读出为18.00cm.
(2)由胡克定律有:
F=mg=kx,再结合图象得:
=
m/kg=
m/kg,得该弹簧的劲度系数为30N/m.(3)由表达式可知,实验中未考虑小盘的重力及刻度尺零刻度未与弹簧上端对齐,只是图象的截距不同,由于是通过斜率求解,结果不影响,选项A、B做法可行;读取指针指示的刻度值时,选择弹簧指针上下运动最快的位置读取,并不是实际的读数,影响实验数据的测量,选项C做法错误;利用xm图线计算弹簧的劲度系数时,为了较好地处理数据,应舍弃图中曲线部分数据,选项D做法正确.综上本题选C.
二、选择题
2、B
【解析】由题意知,mag=qE,mbg=qE+Bqv,mcg+Bqv=qE,所以
,故B正确;ACD错误。
【考点定位】带电粒子在复合场中的运动
【名师点睛】三种场力同时存在,做匀速圆周运动的条件是mag=qE,两个匀速直线运动,合外力为零,重点是洛伦兹力的方向判断。
3、B
4、D
【解析】由题意可知,根据右手定则,右图中,环左端面电流方向垂直纸面向里,右端电流方向向外,则有(俯视)顺时针的感应电流,故A错误;根据楞次定律可知,环受到的安培力向上,阻碍环的运动,故B错误;圆环落入磁感应强度B的径向磁场中,产生的感应电动势E=Blv=B•2πRv,圆环的电阻为:
,电流为:
,圆环所受的安培力大小为F=BI•2πR,由牛顿第二定律得:
,其中质量为:
联立以上解得:
,故C错误;当圆环做匀速运动时,安培力与重力相等速度最大,即有mg=F,可得:
,解得:
,故D正确。
所以D正确,ABC错误。
5、D
6、C
7、C
8、A 【解析】作出结点O的受力分析矢量图(动态),可知F与T的变化情况如图所示,可得:
F逐渐变大,T逐渐变大,故A正确.
9、C
【名师解析】据题知小球被抛出后都做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,根据h=
gt2,
解得:
t=
因为hAB:
hAC:
hAD=1:
4:
9
所以三次小球运动的时间比为:
t1:
t2:
t3=
:
:
=1:
2:
3,
小球的水平位移相等,由v=
可得,速度之比为:
v1:
v2:
v3=
:
:
=6:
3:
2;
10、 B
解析 由题图甲、乙可知,人的重力等于500N,质量m=50kg,b点位置人处于失重状态,c、d、e点位置人处于超重状态,选项A、C错误,B正确;d点位置传感器对人的支持力F最大,为1500N,由F-mg=ma可知,d点的加速度ad=20m/s2,f点位置传感器对人的支持力为0N,由F-mg=ma可知,f点的加速度af=-10m/s2,故d点的加速度大于f点的加速度,选项D错误。
11、C
【解析】
12、C
13、C
三、计算题
14、
(1)设油滴质量和电荷量分别为m和q,油滴速度方向向上为整。
油滴在电场强度大小为E1的匀强电场中做匀速直线运动,故匀强电场方向向上。
在t=0时,电场强度突然从E1增加至E2时,油滴做竖直向上的匀加速运动,加速度方向向上,大小a1满足
油滴在时刻t1的速度为
电场强度在时刻t1突然反向,油滴做匀变速直线运动,加速度方向向下,大小a2满足
油滴在时刻t2=2t1的速度为
由①②③④式得
(2)由题意,在t=0时刻前有
油滴从t=0到时刻t1的位移为
油滴在从时刻t1到时刻t2=2t1的时间间隔内的位移为
由题给条件有
⑨
式中h是B、A两点之间的距离。
若B点在A点之上,依题意有
由①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩式得
为使
,应有
即当
⑬
或
⑭
才是可能的:
条件⑬式和⑭式分别对应于
和
两种情形。
若B在A点之下,依题意有
由①②③⑥⑦⑧⑨⑮式得
为使
,应有
即
另一解为负,不符合题意,已舍去。
四、综合题
15、
由实线位置转动90°过程中磁通量的变化为ΔΦ=BS
经历的时间为
通过R的电荷量
R上产生电热为 QR=I2Rt=
根据能量转化守恒,外力做的功等于线圈消耗的电能
【试题分析】
16、解:
(1)依题意,R=L/4,由qvB=mv2/R,qU0=
,解得U0=
(2)设AF中点为G,连接GC,作其垂直平分线,与AF延长线交点即为圆心
由相似三角形得R′=O′G=13L/4,qvB=mv2/R′,q=
,∴UNM=
(3)由于粒子在磁场中运动周期T=
,T与速率无关粒子撞击BC中点和DE中点后回到G,用时最短圆周半径R″=3L/2,得到最短时间t=
=
17、
该滑块的质量为
,运动到
点的速度为
,由动能定理得
设滑块由
点运动到
点的时间为
,由运动学公式得
设滑块做平抛运动的时间为
,则
由平抛规律得
联立②④⑤⑥⑦⑧⑨⑩
式,代入数据得
18、解:
(1)设AC=h、电场力为FQ,根据牛顿第二定律得:
FQ+mg=ma ①
第一次抛出时,
…………② (1分)
第二次抛出时,
…………③(1分)
由②、③两式得a=4g …………④(1分)
所以,FQ:
G=3:
1 …………⑤(1分)
(2)第一次抛出打在C点的竖直分速度
…………⑥(1分)
第二次抛出打在C点的竖直分速度
…………⑦(1分)
第一次抛出打在C点的速度
…………⑧(1分)
第二次抛出打在C点的速度
…………⑨(1分)
所以 v1:
v2=2:
1…………⑩(1分)
19、