2018年高考物理三轮助力选练题（9）及解析

2018年高考物理三轮助力选练题（9）及解析一、选择题1.(2017·江西高安模拟)在光滑水平面上,有一个粗细均匀的边长为L的单匝正方形闭合线框abcd,在水平外力的作用下,从静止开始沿垂直磁场边界方向做匀加速直线运动穿过匀强磁场,如图(甲)所示.测得线框中产生的感应电流i的大小和运动时间t的变化关系如图(乙)所示,则下列说法正确的是(B)A.线框受到的水平外力一定是恒定的B.线框边长与磁场宽度的比为3∶8C.出磁场的时间是进入磁场时的一半D.出磁场的过程中水平外力做的功与进入磁场的过程中水平外力做的功相等解析:由题图(乙)可知,进磁场和出磁场时电流随时间增大,根据牛顿第二定律FF安=ma,得F=F安+ma,又F安=BIL,所以线框受到的水平外力是随时间增大的变力,选项A错误;根据题图(乙),在2～4s时间内线框进入磁场,设线框匀加速直线运动的加速度为a′,在进入磁场时速度v1=a′t1=2a′,完全进入磁场时速度v2=a′t2=4a′,线框边长L可表示为L=(t2t1)=6a′,线框开始出磁场时速度v3=a′t3=6a′,磁场区域宽度d=(t3t1)=16a′,线框边长L与磁场宽度之比为L∶d=3∶8,选项B正确;假设出磁场时间是进磁场时间的一半,由题可知进磁场时间为2s,则出磁场时间为1s,而线框边长L=6a′,线框ab边刚出磁场时速度为6a′,则线框边长L′=6a′×1+a′×12=6.5a′,所以假设不成立,选项C错误;线框进入磁场过程的位移与出磁场过程的位移相等,线框进入磁场过程中的水平拉力小于出磁场过程中的水平拉力,根据功的定义可知,线框出磁场的过程中水平拉力做的功大于线框进入磁场过程中水平拉力做的功,选项D错误.2．(2017·云南省楚雄市高三下学期统测)随着我国登月计划的实施，我国宇航员登上月球已不是梦想；假如我国宇航员登上月球并在月球表面附近以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间t后回到出发点．已知月球的半径为R，万有引力常量为G，则下列说法正确的是()A．月球表面的重力加速度为eq\f(v0,t)B．月球的质量为eq\f(2v0R2,Gt)C．宇航员在月球表面获得eq\r(\f(v0R,t))的速度就可能离开月球表面围绕月球做圆周运动D．宇航员在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为eq\r(\f(Rt,v0))解析：选B.小球在月球表面做竖直上抛运动，根据匀变速运动规律得t＝eq\f(2v0,g月)，解得g月＝eq\f(2v0,t)，故A错误；物体在月球表面上时，由重力等于月球的万有引力得Geq\f(Mm,R2)＝mg月，解得M＝eq\f(R2g月,G)，联立t＝eq\f(2v0,g月)，可得M＝eq\f(2v0R2,Gt)，故B正确；宇航员离开月球表面围绕月球做圆周运动至少应获得的速度大小即月球的第一宇宙速度大小，所以Geq\f(Mm,R2)＝meq\f(v2,R)，解得v＝eq\r(\f(GM,R))＝eq\r(\f(2v0R,t))，故C错误；宇航员乘坐飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动，根据重力提供向心力得mg月＝meq\f(4π2R,T2)＝meq\f(2v0,t)，解得T＝πeq\r(\f(2Rt,v0))，故D错误．3.小陈在地面上从玩具枪中竖直向上射出初速度为v0的塑料小球，若小球运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比，小球运动的速率随时间变化的规律如图所示，t1时刻到达最高点，再落回地面，落地速率为v1，下列说法中正确的是（）A．小球在上升过程中的加速度小于下降过程中的加速度B．小球上升过程中的平均速度大于C．小球下降过程中的平均速度大于D．小球下降过程中加速度越来越大【答案】C4、.距地面高5m的水平直轨道上A、B两点相距3m，在B点用细线悬挂一大小可忽略的小球，离地高度为h，如图。小车始终以6m/s的速度沿轨道匀速运动，经过A点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下，小车运动至B点时细线被轧断，最后两球同时落地。不计空气阻力，取重力加速度的大小g＝10m/s2。可求得细线长为()A．1.25m B．2.25m C．3.75m D．4.75m【答案】C【解析】小车上的小球自A点自由落地的时间t1＝，小车从A到B的时间t2＝；小车运动至B点时细线轧断，小球下落的时间t3＝；根据题意可得时间关系为t1＝t2＋t3，即＝＋解得h＝1.25m，即细线长为3.75米，选项C正确5．(2017·广东华南三校联考)(多选)正在粗糙水平面上滑动的物块，从t1时刻到t2时刻受到恒定的水平推力F的作用，在这段时间内物块做直线运动，已知物块在t1时刻的速度与t2时刻的速度大小相等，则在此过程中()A．物块可能做匀速直线运动B．物块的位移可能为零C．合外力对物块做功一定为零D．F一定对物块做正功解析：选ACD.物块做直线运动，合外力与速度共线，由于初、末速度相等，则物块可能做匀速直线运动，也可能做匀变速直线运动，A正确．当物块做匀变速直线运动时，其速度应先减小为零，然后反向增大，则力F与初速度方向相反，由牛顿第二定律可知，减速时加速度大小a1＝eq\f(F＋f,m)，反向加速时加速度大小a2＝eq\f(F－f,m)，结合速度位移关系式v2－veq\o\al(2,0)＝2ax分析可知，减速时位移大小小于反向加速时位移大小，则B错误．因初、末速度相等，则合外力做功为零，由动能定理有WF＋Wf＝0，因摩擦力做负功，则推力F一定对物块做正功，C、D正确．6.(2017·广东模拟)如图所示,在直角坐标系xOy中,x轴上方有匀强磁场,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于纸面向外.许多质量为m、电荷量为+q的粒子,以相同的速率v沿纸面内,由x轴负方向与y轴正方向之间各个方向从原点O射入磁场区域.不计重力及粒子间的相互作用.下列图中阴影部分表示带电粒子在磁场中可能经过的区域,其中R=,正确的图是(D)解析:粒子在磁场中做匀速圆周运动,以x轴为边界的磁场,粒子从x轴进入磁场后再离开,速度v与x轴的夹角相同,根据左手定则和R=,知沿x轴负方向的粒子刚好进入磁场运动一个圆周,沿y轴进入的粒子刚好转动半个周期,如图所示,在两图形的相交部分是粒子不能经过的地方,故D正确.7．(2017·高考北京卷)图a和图b是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈．实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同．下列说法正确的是()abA．图a中，A1与L1的电阻值相同B．图a中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流C．图b中，变阻器R与L2的电阻值相同D．图b中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等解析：选C.分析图a，断开开关S1瞬间，A1突然闪亮，说明流经A1的电流瞬间增大，从而得到S1闭合，电路稳定时，A1中的电流小于L1中的电流，所以选项B错误．由并联电路特点可知，A1的电阻值大于L1的电阻值，所以选项A错误．分析图b，开关S2闭合后，灯A2逐渐变亮，A3立即变亮，说明闭合S2瞬间A2与A3中的电流不相等，那么L2与R中的电流也不相等，所以选项D错误．最终A2与A3亮度相同，说明流经A2与A3的电流相同，由欧姆定律可知，R与L2的电阻值相等，所以选项C正确．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．如图所示，质量m＝1kg的小滑块，轻质弹簧的一端与滑块相连，弹簧的另一端固定在挡板上，光滑斜面和光滑圆筒形轨道平滑连接，开始时弹簧处于压缩状态，滑块和小球均处于锁定状态，圆弧的轨道半径R和斜面的顶端C离地面的高度均为1m，斜面与水平面夹角θ＝60°，现将滑块解除锁定，滑块运动到C点与小球M相碰时弹簧刚好恢复原长，相碰瞬间小球的锁定被解除，碰后滑块和小球以大小相等的速度向相反的方向运动，碰后小球沿光滑圆筒轨道运动到最高点D水平抛出时对圆筒壁刚好无压力，若滑块与小球碰撞过程时间极短且碰撞过程没有能量损失．g＝10m/s2求：(1)小球从D点抛出后运动的水平距离；(2)小球的质量；(3)已知弹簧的弹性势能表达式为Ep＝eq\f(1,2)kΔx2，k为弹簧的劲度系数，Δx为弹簧的形变量，求滑块碰后返回过程中滑块的最大动能．解析：(1)小球在D点做平抛运动，设小球的质量为M，则：x1＝vDteq\f(3,2)R＝eq\f(1,2)gt2Mg＝eq\f(Mv\o\al(2,D),R)联立解得：vD＝eq\r(10)m/sx1＝eq\r(3)m(2)滑块与小球相碰时动量守恒，机械能守恒：mv＝MvC－mvCeq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,C)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)小球从C点到D点的过程中机械能守恒：eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,C)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,D)＋MgR(1－cosθ)联立解得：v＝4eq\r(5)m/svC＝2eq\r(5)m/s(3)滑块由B到C过程，弹簧和滑块组成的系统机械能守恒eq\f(1,2)ke