武胜中学2018年高考物理二轮三月选练（三）及解析

武胜中学2018年高考物理二轮三月选练（三）及解析练习题涉及的知识点：1、磁场及带电粒子在磁场中的运动2、电场及带电粒子在电场中的运动3、功、功率、动能定理4、机械能守恒定律、功能关系5、力与物体的平衡6、牛顿运动定律及其应用7、碰撞与动量守恒一、选择题1.(2017·临沂一模)如图所示,OM的左侧存在范围足够大,磁感应强度大小为B的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,ON(在纸面内)与磁场方向垂直且∠NOM=60°,ON上有一点P,OP=L。P点有一粒子源,可沿纸面内各个方向射出质量为m,电荷量为q的带正电的粒子(不计重力),速率为,则粒子在磁场中运动的最短时间为()A.B.C.D.【解析】选A。粒子运动的半径r==;当粒子在磁场中运动时间最短时,在磁场中的圆弧弦最短,则由P点作MO的垂线即为最短弦长,则PA=Lsin60°=L,由三角函数可得:sin==,解得∠PO1A=90°,则最短时间t=T=,故选A。2.如图所示,匀强磁场中有一个电荷量为q的正离子,自a点沿半圆轨道运动,当它运动到b点时,突然吸收了附近若干电子,接着沿另一半圆轨道运动到c点,已知a、b、c点在同一直线上,且ac=ab,电子电荷量为e,电子质量可忽略不计,则该离子吸收的电子个数为()A.B.C.D.【解析】选B。由a到b的过程,轨迹半径为r1=,由牛顿第二定律得qvB=m,在b附近吸收n个电子,因电子的质量不计,所以正离子的速度不变,电量变为qne,由b到c的过程中,轨迹半径为r2==ab,由牛顿第二定律得(qne)vB=m,联立以上四式得n=,故选项B正确。3.如图所示,已知a、b、c、d为椭圆的四个顶点,+Q处在椭圆的一个焦点上,一带负电的点电荷仅在库仑力作用下绕固定的点电荷+Q运动,则下列说法正确的是()A.负电荷在a、c两点所受的电场力相同B.负电荷在a点和c点的电势能Epa>EpcC.负电荷由b运动到d的过程中电势能增加,动能减少D.负电荷由a经b运动到c的过程中,电势能先增加后减少【解析】选C。在a、c两点负电荷所受电场力方向不同,A项错误;以固定点电荷为球心的球面是等势面,所以a、c两点电势相等,根据电势与电势能的关系可知,负电荷在a、c两点电势能也相等,B项错误;负电荷由b到d过程中,电场力始终做负功,电势能增加,动能减少,C项正确;负电荷由a经b到c的过程中,电场力先做正功再做负功,故电势能先减少后增加,D项错误。【总结提升】电势能大小及其变化分析的两个思路(1)做功角度:根据静电力做功与电势能变化的关系分析、判断带电粒子电势能及其变化。静电力做正功,粒子的电势能减少,静电力做负功,则粒子的电势能增加。(2)转化角度:只有静电力做功时,电势能与动能可以相互转化,动能减小,电势能增加,动能增大,电势能减少。4.在研究影响平行板电容器电容大小因素的实验中,一已充电的平行板电容器与静电计连接如图所示。现保持B板不动,适当移动A板,发现静电计指针张角减小,则A板可能是()A.右移 B.左移C.上移 D.下移【解析】选A。将A板向右移一些,板间距离减小,由电容的决定式C=可知,电容增大,而电容器带电量不变,由C=分析得知,板间电势差减小,则静电计指针张角减小;同理可知,A板向左移一些时,静电计指针张角增大,故选项A正确,B错误;A板向上或向下移一些,两极板正对面积减小,由电容的决定式C=可知,电容减小,而电容器带电量不变,由C=分析得知,板间电势差增大,则静电计指针张角增大,故选项C、D错误。5.(多选)如图所示,光滑的水平轨道AB,与半径为R的光滑的半圆形轨道BCD相切于B点,AB水平轨道部分存在水平向右的匀强电场,半圆形轨道在竖直平面内,B为最低点,D为最高点。一质量为m、带正电的小球从距B点x的位置在电场力的作用下由静止开始沿AB向右运动,恰能通过最高点,则()导学号49294147A.R越大,x越大B.R越大,小球经过B点后瞬间对轨道的压力越大C.m越大,x越大D.m与R同时增大,电场力做功增大【解析】选A、C、D。小球在BCD部分做圆周运动,在D点,mg=m,小球由B到D的过程中有:2mgR=mm,解得vB=,R越大,小球经过B点时的速度越大,则x越大,选项A正确;在B点有:FNmg=m,解得FN=6mg,与R无关,选项B错误;由Eqx=m,知m、R越大,小球在B点的动能越大,则x越大,电场力做功越多,选项C、D正确。【总结提升】应用动能定理解题的一般步骤(1)确定研究对象和研究过程。(2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况。(3)写出该过程中合外力做的功,或分别写出各个力做的功(注意功的正负),如果研究过程中物体受力情况有变化,要分别写出该力在各个阶段做的功。(4)写出物体的初、末动能。(5)按照动能定理列式求解。6.(2017·邯郸一模)某同学参加学校运动会立定跳远项目比赛,起跳直至着地过程如图,测量得到比赛成绩是2.5m,目测空中脚离地最大高度约0.8m,忽略空气阻力,则起跳过程该同学所做功约为()A.65J B.350JC.700J D.1250J【解析】选C。由动能定理知起跳过程该同学做的功转化为该同学的动能,所以求该同学做的功应该求该同学起跳后斜抛的初速度。竖直方向由h=gt2得t=0.4s,水平方向由x=vx·2t得vx=3.125m/s,竖直方向vy=gt=4m/s,所以该同学初速度v的平方为:v2=+=25.8m2/s2,取该同学质量为m=60kg,则Ek=mv2=25.8×30J=774J,所以该同学所做功约为700J,故选项C正确。7.(2017·宝鸡二模)如图所示,两块相互垂直的光滑挡板OP、OQ,OP竖直放置,小球a、b固定在轻弹簧的两端,并斜靠在OP、OQ挡板上。现有一个水平向左的推力F作用于b上,使a、b紧靠挡板处于静止状态。现保证b球不动,使竖直挡板OP向右缓慢平移一小段距离,则导学号49294117()A.推力F减小 B.弹簧长度变短C.弹簧长度变长 D.b对地面的压力变大【解题指导】解答本题应把握以下三点:(1)挡板OP向右缓慢平移过程,系统处于平衡状态。(2)挡板OP向右时弹簧与竖直方向的夹角变小。(3)分别以a球和整体为研究对象分析受力情况,由平衡条件列方程,判断力的变化。【解析】选A、C。设弹簧与竖直方向的夹角为α,现保证b球不动,使挡板OP向右缓慢平移一小段距离,则α减小,以a球为研究对象,分析受力情况,根据平衡条件得F弹=,α减小,cosα增大,则F弹减小,弹簧变长,故B错误,C正确;挡板对a的弹力N1=mgtanα,α减小,N1减小,对整体,水平方向F=N1,则作用力F将减小,故A正确;地面对b的支持力N2=(ma+mb)g不变,根据牛顿第三定律可知,b对地面的压力不变,故D错误。8.(2017·泉州二模)如图,当风以恒定的水平速度吹来时,风筝面与水平面成某一夹角,人静止站在地面上拉住连接风筝的细线(细线质量、受风力不计),使风筝处于静止,不计空气浮力。则()A.风对风筝的作用力方向水平向右B.地面对人的支持力小于人和风筝的总重力C.地面对人的作用力方向斜向左上方D.拉直的细线可能垂直风筝面【解析】选B、C。设细线与水平面的夹角为α,风力大小为F,风筝受力如图所示,空气对风筝的作用力方向垂直于风筝的平面,风筝处于稳定状态时拉直的细线不可能垂直于风筝面,故A、D错误;对人和风筝整体由平衡条件得,竖直方向上(M+m)g=FN+Fcosβ,β是风筝与水平面之间的夹角,解得FN=(M+m)gFcosβ<(M+m)g,故B正确;地面对人的摩擦力水平向左,地面对人的作用力即支持力和摩擦力的合力,其方向斜向左上方,故C正确。【总结提升】共点力平衡问题的一般解题步骤(1)选取研究对象:根据题目要求,选取一个平衡体(单个物体或系统,也可以是结点)作为研究对象。(2)画受力示意图:对研究对象进行受力分析,画出受力示意图。(3)正交分解:选取合适的方向建立直角坐标系,将所受各力正交分解。(4)列方程求解:根据平衡条件列出平衡方程,解平衡方程,对结果进行讨论。9.(2017·成都一模)如图所示,ABCD是固定在地面上,由同种金属细杆制成的正方形框架,框架任意两条边的连接处平滑,A、B、C、D四点在同一竖直面内,BC、CD边与水平面的夹角分别为α、β(α>β),让套在金属杆上的小环从A点无初速度释放。若小环从A经B滑到C点,摩擦力对小环做功为W1,重力的冲量为I1,若小环从A经D滑到C点,摩擦力对小环做功为W2,重力的冲量为I2。则()A.W1>W2 B.W1=W2C.I1>I2 D.I1=I2【解析】选B、C。设正方形的边长为l,经AB段和CD段摩擦力做负功,大小为μmglcosβ,经BC段和AD段摩擦力做负功,大小为μmglcosα,W1=W2,选项A错误、B正确;小环从A经B滑到C点和从A经D滑到C点过程中路程相等,到达C点时速度大小相等。设AB段加速度为a1,a1=gsinβμgcosβ,AD段加速度为a2,a2=gsinαμgcosα,则a1<a2,B点速度vB=QUOTE,D点的速度vD=QUOTE,vD>vB,所以AD段的平均速度大于AB段的平均速度,CD段的平均速度大于BC段的平均速度,小环从A经B滑到C点所用时间大于从A经D滑到C点所用的时间,根据I=mgt,I1>I2,选项C正确、D错误。10.如图所示,倾角为θ的固定斜面足够长,一质量为m上表面光滑的足够长的长方形木板A正以速度v0沿斜面匀速下滑,某时刻将质量为2m的小滑块B无初速度地放在木板A上,则滑块与木板都在滑动的过程中()A.木板A的加速度大小为3gsinθB.木板A的加速度大小为零C.A、B组成的系统所受合外力的冲量一定为零D.木板A的动量为mv0时,小滑块B的动量为mv0【解析】选C、D。只有木板A时,木板A匀速下滑,则说明木板A受到的重力的分力与摩擦力等大反向,即mgsinθ=μmgcosθ,若加上小滑块B后,A对斜面的压力增大,则摩擦力变为μ·3mgcosθ,而沿斜面方向上的力不变,故合外力为:3μmgcosθmgsinθ=2mgsinθ,故加速度大小a=2gsinθ,选项A、B错误;由分析可知,整体在沿斜面方向受力平衡,故整体动量守恒,故合外力的冲量一定为零,选项C正确;因动量守恒,故总动量保持不变,由动量守恒定律可知:mv1+2mv2=mv0,故当A动量为mv0时,B的动量为mv0,选项D正确。二、非选择题(2017·莱州二模)如图所示,用内壁光滑的薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内,其弯曲部分由两个半径均为R=0.2m的半圆平滑对接而成(圆的半径远大于细管内径),轨道底端D点与粗糙的水平地面相切。现有一辆质量为m=1kg的玩具小车以恒定的功率从E点由静止开始出发,经过一段时间t=4s后,出现了故障,发动机自动关闭,小车在水平地面继续运动并进入“S”形轨道,从轨道的最高点飞出后,恰好垂直撞在固定斜面B上的C点,C点与下半圆的圆心O等高。已知小车与地面之间的动摩擦因数为μ=0.1,E、D之间的距离为x0=10m,斜面的倾角为30°。(g取10m/s2)求:导学号49294148(1)小车到达C点时的速度大小为多少?(2)在A点小车对轨道的压力大小是多少,方向如何。