2018年高考物理一轮训练（15）及详细解析

（重庆专用）2018年高考物理一轮训练（15）及详细解析一、选择题1、如图所示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线。两电子分别从a、b两点运动到c点，设电场力对两电子做的功分别为Wa和Wb，a、b点的电场强度大小分别为Ea和Eb，则()A．Wa＝Wb，Ea>Eb B．Wa≠Wb，Ea>EbC．Wa＝Wb，Ea<Eb D．Wa≠Wb，Ea<Eb解析：选A由题图可知a、b两点处于同一等势线上，故两电子分别从a、b两点运动到c点，电场力做功相同，即Wa＝Wb，故B、D项错；a点处电场线比b点处电场线更密集，故Ea＞Eb，C项错，A项对。2、下列选项中的各eq\f(1,4)圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各eq\f(1,4)圆环间彼此绝缘。坐标原点O处电场强度最大的是()解析：选B根据对称性和矢量叠加，D项O点的场强为零，C项等效为第二象限内电荷在O点产生的电场，大小与A项的相等，B项正、负电荷在O点产生的场强大小相等，方向互相垂直，合场强是其中一个的eq\r(2)倍，也是A、C项场强的eq\r(2)倍，因此B项正确。3、均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM＝ON＝2R。已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为()A.eq\f(kq,2R2)－E B.eq\f(kq,4R2)C.eq\f(kq,4R2)－E D.eq\f(kq,4R2)＋E解析：选A设在O点的球壳为完整的带电荷量为2q的带电球壳，则在M、N两点产生的场强大小为E0＝eq\f(k·2q,2R2)＝eq\f(kq,2R2)。题图中左半球壳在M点产生的场强为E，则右半球壳在M点产生的场强为：E′＝E0－E＝eq\f(kq,2R2)－E，由对称性知，左半球壳在N点产生的场强大小为eq\f(kq,2R2)－E，A正确。4.(多选)如图所示，电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R0、滑动变阻器R串联，已知R0＝r，滑动变阻器的最大阻值是2r。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，下列说法中正确的是()A．电路中的电流变大B．电源的输出功率先变大后变小C．滑动变阻器消耗的功率变小D．定值电阻R0上消耗的功率先变大后变小[思路点拨](1)电源的输出功率的变化情况由外电阻与内电阻的大小关系来判断。(2)分析R上功率变化时，将R视为外电阻，把R0＋r视为电源内阻。(3)根据电流的变化判断R0上功率的变化情况。[解析]电路中电流I＝eq\f(E,R0＋R＋r)，R减小，所以I变大，A正确；由于R0＝r，在P由a端向b端滑动时，R外逐渐减小至R0，刚好等于内阻r，所以电源的输出功率逐渐增大，B错误；将R0视为等效电源内阻的一部分，在P由a端向b端滑动时，等效外电阻由2r变为0，R消耗的功率为等效电源的输出功率，逐渐变小，C正确；由PR0＝I2R0可知，I变大，PR0变大，D错误。[答案]AC[备考锦囊]电源的输出功率随外电路电阻R的变化关系当R＝r时电源的输出功率最大，为Pm＝eq\f(E2,4r)当R>r时随R的增大，电源的输出功率越来越小当R<r时随R的增大，电源的输出功率越来越大当P出<Pm时每个输出功率对应两个外电阻阻值R1和R2，且R1R2＝r25.(2017·江苏名校大联考)如图所示，电源电动势E＝10V，内阻r＝1Ω，R1＝3Ω。电键S断开时，R2的功率为4W，电源的输出功率为4.75W，电键S闭合后，电流表的读数为2A。则()A．电键S断开时，电流表的读数为1AB．电阻R2＝16ΩC．电阻R3＝3ΩD．电键S闭合后，电源的路端电压为6V解析：选B电键S断开时，电源的输出功率为U1I1＝4.75W，而U1＝E－I1r，联立解得I1＝0.5A，选项A错误；根据R2的功率为I12R2＝4W，解得R2＝16Ω，选项B正确；电键S闭合后，电源的路端电压为U2＝E－I2r＝8V，选项D错误；电阻R3两端电压U＝U2－I2R1＝2V，电阻R3＝eq\f(U,I2－\f(U,R2))＝eq\f(16,15)Ω，选项C错误。6、(多选)(2017·南京师大附中联考)如图是滑雪场的一条雪道。质量为70kg的某滑雪运动员由A点沿圆弧轨道滑下，在B点以5eq\r(3)m/s的速度水平飞出，落到了倾斜轨道上的C点(图中未画出)。不计空气阻力，θ＝30°，g＝10m/s2，则下列判断正确的是()A．该滑雪运动员腾空的时间为1sB．B、C两点间的高度差为5eq\r(3)mC．落到C点时重力的瞬时功率为3500eq\r(7)WD．若该滑雪运动员从更高处滑下，落到C点时速度与竖直方向的夹角不变解析：选AD运动员运动到B点后开始做平抛运动，在平抛运动的过程中，水平位移为x＝v0t，竖直位移为y＝eq\f(1,2)gt2，落地时：tanθ＝eq\f(y,x)，联立解得t＝1s，y＝5m，故A正确，B错误；落地时沿竖直方向的速度：vy＝gt＝10×1m/s＝10m/s，所以，落到C点时重力的瞬时功率为：P＝mg·vy＝70×10×10W＝7000W，故C错误；根据落地时速度方向与水平方向之间的夹角的表达式：tanα＝eq\f(gt,v0)＝eq\f(2y,x)，可知落到C点时速度与竖直方向的夹角与平抛运动的初速度无关，故D正确。7、(2017·丰县模拟)质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度—时间图像如图所示，从t1时刻起汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为Ff，则()A．0～t1时间内，汽车的牵引力等于meq\f(v1,t1)B．t1～t2时间内，汽车的功率等于Ffv1C．汽车运动的最大速度等于eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(mv1,Fft1)＋1))v1D．t1～t2时间内，汽车的平均速度小于eq\f(v1＋v2,2)[解析]由题图可知，汽车运动的最大速度为v2，则有P＝Ffv2。在0～t1时间内，汽车做匀加速直线运动，加速度大小为a＝eq\f(v1,t1)，由牛顿第二定律可得F－Ff＝ma，汽车的牵引力F＝Ff＋ma＝Ff＋meq\f(v1,t1)，选项A错误；t1～t2时间内，汽车的功率保持不变，汽车功率P＝Ffv2，选项B错误；题图上A点和B点都对应汽车功率P＝Fv1＝Ffv2，而F＝Ff＋meq\f(v1,t1)，联立解得v2＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(mv1,Fft1)＋1))v1，选项C正确；根据速度—时间图像的面积表示位移，t1～t2时间内，汽车的位移为曲边梯形ABt2t1的面积，汽车的平均速度大于eq\f(v1＋v2,2)，选项D错误。[答案]C[备考锦囊]分析机车启动应注意的三个问题(1)机车启动的方式不同，运动的规律就不同，即其功率、加速度、牵引力等物理量的变化规律不同，分析图像时应注意坐标轴的意义及图像变化所描述的规律。(2)在公式P＝Fv中，F是机车的牵引力而不是机车所受合力，因此F＝Ff时，牵引力与阻力平衡，机车达到最大运行速度。(3)解决机车启动问题一定要分清机车是匀加速启动还是以恒定功率启动。①匀加速启动过程中，机车功率是不断改变的，但该过程中的最大功率是额定功率，匀加速运动阶段的最大速度小于机车所能达到的最大速度，达到额定功率后，机车做加速度减小的加速运动。②以恒定功率启动的过程中，机车做加速度减小的加速运动，匀变速直线运动的规律不适用，速度最大值等于eq\f(P,Ff)，牵引力是变力，牵引力做的功可用W＝Pt求解，但不能用W＝Flcosθ求解。二、非选择题8、(2016·上海高考)如图，质量为m的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，处于静止状态。施加一水平向右的匀强电场后，A向右摆动，摆动的最大角度为60°，则A受到的电场力大小为________。在改变电场强度的大小和方向后，小球A的平衡位置在α＝60°处，然后再将A的质量改变为2m，其新的平衡位置在α＝30°处，A受到的电场力大小为________。[审题指导](1)向右摆动，最大摆角为60°，应用动能定理求解。(2)平衡位置，应用平衡方程求解。[解析]根据题意，带电小球受到电场力后摆动的最大角度为60°，末速度为0，此过程中电场力F对小球做正功，重力G做负功，细线拉力T不做功，根据动能定理有：Flsinα－mgl(1－cosα)＝0，解得电场力为：F＝eq\f(\r(3),3)mg；改变电场强度的大小和方向后，平衡位置在α＝60°处时，根据正弦定理有：eq\f(F′,sin60°)＝eq\f(mg,sin180°－60°－γ)，平衡位置在α＝30°处时，由正弦定理有：eq\f(F′,sin30°)＝eq\f(2mg,sin180°－30°－γ)，解得：γ＝60°，F′＝mg。[答案]eq\f(\r(3),3)mgmg[备考锦囊](1)求解库仑力作用下带电体的平衡问题的方法①确定研究对象。如果有几个物体相互作用时，要依据题意，灵活应用整体法或隔离法。②对研究对象进行受力分析，注意多了电场力eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(F＝k\f(q1q2,r2)或F＝qE))。③列平衡方程F合＝0或Fx＝0，Fy＝0。(2)三个自由电荷相互平衡的规律9、(2017·苏锡常一模)如图所示，一本大字典置于桌面上，一张A4纸(质量和厚度均可忽略不计)夹在字典最深处。假设字典的质量分布均匀，同一页纸上的压力分布也均匀，字典总质量M＝1.5kg，宽L＝16cm，高H＝6cm，A4纸上下表面与书页之间的动摩擦因数均为μ1＝0.3，字典与桌面之间的动摩擦因数为μ2＝0.4，各接触面的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。(1)水平向右拉动A4纸，要使字典能被拖动，A4纸对字典的总摩擦力至少多大？(2)上题中，求A4纸夹在字典中离桌面的最大高度h0；(3)若将A4纸夹在离桌面高度为3cm处，要将A4纸从字典中水平向右抽出，拉力至少做多少功？解析：(1)字典恰好能被拉动，A4纸对字典的摩擦力f＝f桌，又f桌＝μ2Mg，得f＝6N。(2)设此时A4纸上方纸张质量为m，则有：2μ1mg＝f代入数据可得m＝1kg，此时A4纸的位置离桌面高为：h0