2024年高考物理二轮复习考前热身训练-能力题提分练(三)

能力题提分练（三）

一、单项选择题

1.（2023山东日照二模）如图所示，电荷最绝对值均为q的四个异种点电荷固定于同一圆周上互相垂直

的直径两端，在此互相垂直的直径上有M、N、P、Q四个点到圆心O的距离相等。下列说法正确的

是（）

A.W和。两点处的电场强度不相同

B.M点的电场方向由M点指向N点、

C.将一带正电的点电荷从M点移动到Q点,静电力做正功

D.将一带正电的点电荷从M点移动到N点，静电力做功为零

2.（2023山东济南二模）如图所示,倾角为a=37Q的光滑斜面固定在水平地面上，物块4和长木板8叠

放在斜面上，不可伸长的轻绳绕过光滑定滑轮连接长木板B与物块Co物块A、长木板B的质量均

为以物块C的质量为2,〃工、8间的动摩擦因数4=0.8,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重刀加速度

为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8。将A、为C由静止释放，下列说法正确的是（）

A.轻绳的拉力大小为21ng

B.物块A的加速度大小为0.2g

C.物块C的加速度大小为0.76g

D.物块A与长木板B间的摩擦力大小为0.64/咫

3.（2023湖南岳阳模拟）某载人飞船绕地球做圆周运动的周期为7,由于地球遮挡，航天员发现有"时

问会经历"日全食''过程，如图所示。已知地球的半径为凡引力常量为G,地球日转周期为7b,太阳光可

看作平行光，则下列说法正确的是（）

A.£船离地球表面的高度为2R

B.一天内飞船经历“日全食”的次数为J

C.航天员观察地球的最大张角为120°

D.地球的平均密度为缓

4.（2023山东威海二模汝I图所示，理想变压器接在电压为Uo的交流电源上，三个定值电阻4、&、R3

的阻值相等，调节滑动变阻器R的滑片，使其阻值与定值电阻相等，此时两个理想电压表的示数相同，

下列说法正确的是（）

A.变压器原、副线圈匝数比为1:2

B.电压表的示数为华

C.变压器的输入功率为R消耗功率的7倍

D.向卜.移动滑动变阻器的滑片，两电压表的示数都变大

二、多项选择题

5.（2023山东潍坊二模）如图所示，一木板静止在光滑水平地面上，左端连接一轻弹簧，弹簧的左端固

定。/=（）时刻一个小物块从左瑞滑上木板J=/o时刻木板的速度第1次变为。，此时小物块从木板右端

滑离。已知小物块与木板间的动摩擦因数为"，弹簧始终在弹性限度内，则（）

P——.

・▲▲▲▲,,,・

A1当时刻木板的加速度最大

时刻木板的加速度最大

时刻木板的速度最大

时刻木板的速度最大

6.如图所示，间距£=0.5m的光滑U形金属导轨固定在绝缘斜面上，斜面倾角。=37°。区域/、〃分

别以PQ、WN为边界，均存在垂直于斜面向上的磁场，区域/中磁感应强度从。开始随时间均匀增大,

IX域〃中为匀强磁场，磁感应强度01=0.5T/Q与MN之间为无磁场［乂域。质量〃i=0.1kg＞电阻

R=2Q的导体棒垂直于导轨放置，从两磁场之间的无磁场区域由静止释放，经过f=2s进入区域〃恰

好匀速下滑。导体棒与导轨始终垂直且保持良好接触，导轨足够长且电阻不计。重力加速度g取10

m/s2,sin37°=0.6。则下列说法正确的是（）

N

A.进入区域〃后，导体棒中的电流/=2.4A

B.无磁场区域的面积至少为12m2

C.前2s导体棒产生的焦耳热。=3.24J

D.若区域/磁场面积为2m5则区域/的磁感应强度随时间变化的表达式为8=1.8/（SI）

三、非选择题

7.（2023山东临沂二模）太阳能电池是•种利用太阳光发电的光电半导体薄片,又称为“太阳能芯片''或

“光电池”,只要光照达到一定的强度,瞬间就可输出电压。某物理兴趣小组想利用下面所给器材测量

某光电池的电动势和内阳，已知相同光照强度下该光电池的电动势不变。

甲

待测光电池（电动势约为3V,内阻约为10Q）;

电流表Ai（量程为0~3mA,内阻/?AI=100Q）;

电流表A2（量程为0~600mA，内阻约为1Q）;

定值电阻Ri=900Q;

定值电阻R2=200Q;

滑动变阻器R（0~200Q）;

开关S,导线若干。

⑴根据所给器材设计最合理的实验电路，其中定值电阻应选（选填“2”或屁”）,并在图甲中

完成实物连接。

（2）该同学用一定强度的光照射该光电池，闭合开关S,调节滑动变阻器R的阻值，读出电流表曲的读

数人和电流表A2的读数七得到该光电池的小八曲线如图乙所示。由图乙可知,该光电池的电动势为

V,当Ai的示数为2.30mA时,电池内阻为.。。（均保留2位有效数字）

IgHigggigillgi

9U22tSS2X：«XgSSlSM8XSi8tSH2SS2Sm

2ZZ2ZZZZZ2ZZZZZZZZ^：Z,ZZZZZZZZZ

■■■■■■■■■,・・•■・・•■■■•

SSSSZSZZ8SSSSSSS8ZSSS«：：SSZS2SS

1X>22X22SXX8SS32£228ZZ2S8^S3XS3SS

*跚I摊瞰圈捕置.

50100150200250MX)//mA

乙

（3）当滑动变阻器接入电路的电阻为8Q时，滑动变阻器上消耗的电功率为W。（保留2位

有效数字）

9.(2023福建厦门二模)如图甲所示，倾角9=30°的斜面固定在水平地面上，斜面上放置长度LIm、

质量惆=3kg的长木板人长木板的下端恰好与斜面底部齐平;一可视为质点、质量〃『lkg、电荷量

^=+1x|0'5C的物块B放在长木板上，与长木板上端距离d\=0.15m;与长木板上端距离di=\m的虚

线右侧存在足够宽的匀强电场，电场方向垂直斜面向上。片0时刻起，一沿斜面向上的恒力尸作用

在长木板上」s后撤去F,物块8在0~1s内运动的I图像如图乙所示,且物块8在/=1.3s时速度恰

好减为零。已知物块与长木板间的动摩擦因数川萼，长木板与斜面间的动摩擦因数〃2萼,设最大静

2

摩擦力等于滑动摩擦力，物块B所带的电荷量始终不变，重力加速度g取10m/so

(1)求恒力广的大小。

(2)求匀强电场的电场强度大小。

(3)从r=0时刻起到长木板下端再次与斜面底部齐平的过程中,求物块B与长木板A间因摩擦产生的

热量。

能力题提分练（三）

1.A根据对称性和电场直加原则可知,M和。两点处的电场强度大小相等，方向不同,A正确。

图中竖直直径两端的等量异种点电荷+4、P在M点的合电场强度上处方向竖直向下，水平直径

两端的等量异种点电荷+4、q在M点的合电场强度E如万向水平向右，根据等量异种点电荷电

场分布特点可知£%>&/、,用点的电场方向并不是由M点指向N点,B错误。根据等量异种点电

荷电势分布特点和对称性可知,M点和Q点电势相等,N点和尸点电势相等，且M点和。点电势

大于N点和，点电势，则将一带正电的点电荷从M点移动到。点，静电力做功为零;将一带正电

的点电荷从M点移动到N点，静电力做正功,C、D错误。

2.D假设A、8能相对静止一起沿斜面向上加速运动,则整体的加速度大小

a=2mg-27%n37二（）2g,此时对物体A有Ff-mgs\n37°解得尸尸0.8〃吆,而A与8的最大静摩

擦力Rm=w〃gcos370=0.64〃?g,可知此时A、8不能相对静止，即A相对B下滑/与8间的滑动

摩擦力大小为Rr=〃〃?gcos37°=0.64〃?g,此时A的加速度大小a产

竺迪丝产蛆二=0.04a方向沿斜面向上,B错误,D正确;对从。的整体有

二咏嘤竺/=竽自因物块C的加速度方向向下,处于失重状态，即轻绳的拉力大小小于

Of*4O

2/ng,A、C错误。

3.D由几何关系可知，每次“日全食”过程的时间内飞船转过a角,所需的时间为，=97；由于航天

zn

员发现有:7时间会经历“日全食”过程，则:丁二）7,得。二》,设飞船离地球表面的高度为队由几何

6ZTT63

关系可得忌=sing,得/?二",A错误;地球自转周期为76,飞船绕地球一圈时间为7；飞船绕地球一

K+nL

圈会有一次日全食，即每过时间才就有一次日全食，则一天内飞船经历“日全食”的次数为牛,B错

误;设航天员观察地球的最大张角为〃，则由几何关系可得sing=去，得。=60°,C错误;万有引

力提供向心力，有学=辛，解得，〃地=将，其中r=R+仁2R,又片字=瞿,联立得

r1v3相

"二鬻'D正确。

4.B设此时电压表的示数为U,通过凡、氏、飞的电流都为/尸/3=/4=（通过&的电流为

/2=/3+/产手，变压器原、副线圈匝数比四=?=黑错误;原线圈的输入电压U产Uo-U.副线圈的

输出电压S=2U+U=3U,根据虫=*可得U=^,B正确;变压器的输入功率P）、二尸出=/2S=芈内

"27R

“2P\„

消耗功率则/=6,C错误;设副线圈的总电阻为RTh=bRMJi=UhR

Kr1ri2

"=/2,UoUR+U产率R+芈R和向下移动滑动变阻器的滑片，则副线圈电路的总电阻增大，根

据变压器原、副线圈的规律可知，副线圈电路的总电阻变大，则副线圈电流减小，原线圈电流变小,

电压表Vi的示数变小,因为原线圈电压变大，则副线圈电压也变大，又R2两端的电压变小，则电压

表Vz的示数变大,D错误。

5.DD对木板分析，木板先向右做加速度减小的变加速运动，后向右做加速度增大的变减速运动,

设木板相对加速度为0的位置为平衡位置，木板相对平衡位置的位移大小为X木板初始位置到

平衡位置的距离为几小物块的质量为风则有Mo="〃■当木板在平衡位置左侧时所受外力的合

力大小为b二〃"吆火Lo-工)二k当木板在平衡位置右侧时所受外力的合力大小为F=A;(L()+A)-

卬〃g二米，可知该过程木板所受外力的合力大小与相对平衡位置的位移大小成正比，方向相反，即

回复力大小与相对平衡位置的位移大小成正比，方向相反，则木板向右做简谐运动,根据对称性可

知/=()时刻与u/o时刻加速度大小相等，均达到最大值,A错误,B正确;木板向右做简谐运动，根据

对称性可知，平衡位置速度最大，即，当时刻木板的速度最大C错误,D正确。

6.AC导体棒进入区域〃恰好匀速下滑，则mgsin导体棒中的电流为/=2.4A,故A正确；

导体棒进入区域〃磁场的速度为口=。/,根据牛顿第二定律有nigsin370二〃口,导体棒在无磁场区

域做匀加速直线运动，有/=2办,无磁场区域的面积最小值为Smin=Ll,代入数据得Smin=6m2,故B

错误;导体棒进入区域〃后，区域/中磁感应强度变化产生的感生电动势为区域〃中导体棒切

割磁场产生的动生电动势为&则昂+&=自+&乙片/R,解得感生电动势鼠=1.8V,前2s导体棒

未切割磁场，则产生的焦耳热为Q/；=3.24J,故C正确;根据昂二笑=竽S,得区域/磁场的变化

AAcAC

率为第R.9T/S,区域/中磁感应强度从0开始随时间均匀增加，则区域/的磁感应强度随时间变

At

化的表达式为8=0.9*SI),故D错误。

7.答案(1)吊实物图连接见解析(2)2.97.5(3)0.27

解析(1)待测光电池的电动势约为3V,则将电流表Ai改装成3V的电压表，则R=^.RM=-^

'1JX1v

Q-100Q=900Q,故选凡;电路的实物连接图如图所示。

⑵根据闭合电路欧姆定律有曰两+心)+口得仁扁心+G，有，%=2.9:nA,解得

E=2.9V;当Ai的不数为2.30mA时，由图乙可知电流表A?的读数为80mA,根据闭合电路欧姆

定律E=4(RAI+RI)+/2二代入数据得电池内阻为片7.5Qo

(3)当滑动变阻器接入电路的电阻为8Q时，将8。的定值电阻的U-/2图像画到电源的卜4图像

中，由于电压表是用电流表Ai改装成3V的电压表，可知此时Ai的示数为1.50mA时,电流表A2

的读数为185mA，则滑动变阻器接入电路的电阻为8Q吐滑动变阻器上消耗的电功率为

P=(185xg2x8w=0.27W0

300MnA

8.答案⑴詈

(2严(Ma+叫方向沿Z轴负方向

⑶J曰+B^RZG+J+^^-("+3+^^_(几+了(〃=°,123，…)

解析(1)由平衡条件得K轴方向有q\^:B=qE\

z轴方向有c/v()xB=mg

小球在运动过程中的最小动能为其初始动能的最最小动能即为z轴方向的速度减为0时的动能

12

=2mv0x

22

根据题意有Ekmin《X=^m(vOx+vOz)

解得V0.t=V0r

则mg=qE\

解得E尸蹩。

q

(2)设圆轨道半径为尺，圆周上一点和坐标原点连线与)，轴的夹角为a

z轴方向有mg二F电sina

由牛顿第二定律有qcoRR-F电CGSa=m〃『Ri

其中tana=£

解得用叫磬,由左手定则可知磁场方向沿z轴负方向.

(3)小球的运动为复杂的旋进运动。将该运动分解为xOz平面内的匀速圆周运动和)，轴王方向

的匀加速直线运动，在xOz平面内有乡1/2二々匕

又v=2vocos60°

解得r=7

小球在xOz平面内做匀速圆周运动的周期为

小ZnrTIR

T=—=——

VVQ

小球从。2到C的时间为

/=(n+^)7'(/1=0,1,2,3,,,,)

02c在Z轴方向上的距离乂=八。2c在X轴方向上的距离乙=n小球在y轴的正方向做匀加速直

线运动，根据匀变速直线运动规律可知02。在)，轴方向上的距离

Lv=2vosin60°•，+2〃产

根据牛顿第二定律得4田二〃〃7

02c的距离为

222

O2C=^Lx+Lz+Ly=

昭丫+窃+限咋+抑?),

J务3MR2g+丁+(n+丁+(n+，("=0,1,2,3,…)。

9.答案⑴48N(2)5V3X105N/C(3)1.125J

解析(1)由图乙可知,0~1s内物块8的加速度大小为

专=2nVs2

At

若物块8与长木板A发生相对滑动，由牛顿第二定律得

4i〃?gcos0-mgsin0=ma()

得ao=2.5ni/s2

因0Vg故恒力厂作用后，两者相对静止,一起向上加速，对4、A整体有

尸-42(而+6)geosJ-(/Mo+/n)gsin0=(m()+m)a\

得F=48No

(2)0~ls内4、8一起运动的位移为

Xi=y/|

得为=1m=〃2

即撤去外力时长木板4恰好运动到电场边缘，假设撤去外刀后A、8相对铮止一起减速，对A、B

整体有

42(〃?o+，〃)gcose+(〃?o+/〃)gsin9=(，〃o+m)。2

得42=10m/s2

对物块B有

Fn+〃?gsinO=ma

得