1、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10 m/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
2、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
3、速直线运动。下列选项正确的是AB CD 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)4:14、用一段横截面半径为r、电阻率为、密度为d 的均匀导体材料做成一个半径为R(rR)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
4、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( ) AB端的感应电荷为负电荷 B导体内场强越越大 CC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S27、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
5、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.2C. 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1AF逐渐变大,T逐渐变大BF逐渐变大,T逐渐变小CF逐渐变小,T逐渐变大DF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、
6、C、D, AB:BC:CD=1:3:5则v1、v2、v3之间的正确关系是()Av1:v2:v3=3:2:1 Bv1:v2:v3=5:3:1Cv1:v2:v3=6:3:2 Dv1:v2:v3=9:4:110、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ag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g10 m/s2。根据图象分析可知()图1A人的重力为1 500 NBc点位置人处于超重状态Ce点位置人处于失重状态Dd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
7、小物体所受摩擦力f的叙述正确的是: ( )Af的方向总是指向圆心B圆盘匀速转动时f=0C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R1R2 = 21,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( )AA、B两点的线速度之比为vAvB = 12BA、B两点的角速度之比为AB = 21CA、B两点的加速度之比为aAaB = 12DA、B两点的加速度之比为aAaB = 2113、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=0
8、.4。工件滑上A端瞬时速度vA=5ms,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/sB若传送带逆时针匀速转动,则vB3m/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
9、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,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
10、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
11、=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
12、(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=125m,现将一质量m=02kg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10ms2)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18.00 cm.(2)由胡克定律有:Fmgkx,再结合图象得: m/kg m/kg,得该弹簧的劲度系
13、数为30 N/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=
14、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、B4、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=B2Rv,圆环的电阻为: ,电流为:,圆环所受的安培力大小为F=BI2R,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、C8、A
15、【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500 N,质量m50 kg,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1 500
16、N,由Fmgma可知,d点的加速度ad20 m/s2,f点位置传感器对人的支持力为0 N,由Fmgma可知,f点的加速度af10 m/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
17、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,依题意有由式得为使,应有即当或才是可能的:条件式和式分别对应于和两种情形。若B在A点之下,依题意有由式得为使,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=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
18、,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=OG=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第一次抛出时, (1分 )第二次抛出时, (1分 )由、两式得a=4g (1分 )所以,FQ:G=3:1 (1分 )(2)第一次抛出打在C点的竖直分速度 (1分 )第二次抛出打在C点的竖直分速度 (1分 )第一次抛出打在C点的速度 (1分 )第二次抛出打在C点的速度 (1分 )所以v1:v2=2:1 (1分 ) 19、
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