2018年高考物理一轮训练（16）及详细解析

（重庆专用）2018年高考物理一轮训练（16）及详细解析一、选择题1、如图所示，在水平向左的匀强电场中，倾角α＝53°的固定光滑绝缘斜面，高为H。一个带正电的物块(可视为质点)受到的电场力是重力的eq\f(4,3)倍，现将其从斜面顶端由静止释放，重力加速度为g，则物块落地的速度大小为()A．2eq\r(5gH) B．2eq\r(gH)C.eq\f(5,3)eq\r(2gH) D．2eq\r(2gH)解析：选C对物块受力分析知重力和电场力的合力F合＝eq\r(mg2＋qE2)＝eq\f(5,3)mg，设合力与水平方向夹角为β，tanβ＝eq\f(mg,qE)＝eq\f(3,4)，则物块沿合力方向斜向下做匀加速直线运动，由动能定理F合eq\f(H,sinβ)＝eq\f(1,2)mv2－0，解得v＝eq\f(5,3)eq\r(2gH)，故选项C正确。2．(2015·安徽高考)由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电荷 量分别为q1和q2，其间距离为r时，它们之间相互作用力的大小为F＝keq\f(q1q2,r2)，式中k为静电力常量。若用国际单位制的基本单位表示，k的单位应为()A．kg·A2·m3 B．kg·A－2·m3·s－4C．kg·m2·C－2 D．N·m2·A－2解析：选B由公式F＝keq\f(q1q2,r2)得，k＝eq\f(Fr2,q1q2)，故k的单位为eq\f(N·m2,C2)，又由公式q＝It得1C＝1A·s，由F＝ma可知1N＝1kg·m·s－2，故1eq\f(N·m2,C2)＝1kg·A－2·m3·s－4，选项B正确。3.如图所示是一对等量异种点电荷的电场线分布图，图中两点电荷P、Q连线长度为r，M点、N点到两点电荷P、Q的距离都为r，S点到点电荷Q的距离也为r，由此可知()A．M点的电场强度为2keq\f(q,r2)B．M、N、S三点的电势可能相等C．把同一试探电荷放在M点，其所受电场力等于放在S点所受的电场力D．沿图中虚线，将一试探电荷从N点移到M点，电场力一定不做功解析：选D点电荷P、Q在M点产生的电场强度大小均为E＝keq\f(q,r2)，这两个点电荷在M点形成的合场强的大小为E′＝2keq\f(q,r2)·cos60°＝keq\f(q,r2)，方向水平向左，A错误；S点的电势大于零，而M点、N点的电势为零，B错误；由于两点电荷在S点产生的场强方向水平向右，因此同一试探电荷在S点、M点时所受的电场力方向不同，C错误；由于M、N所在直线为零势能线，试探电荷从N点移到M点，电场力不做功，D正确。4.(2017·南通模拟)如图所示，直线A为某电源的U­I图线，曲线B为某小灯泡的U­I图线的一部分，用该电源和小灯泡组成闭合电路，下列说法中正确的是()A．此电源的内阻为0.5ΩB．电源的总功率为10WC．电源的输出功率为8WD．由于小灯泡的U­I图线是一条曲线，所以欧姆定律不适用[思路点拨](1)电源的U­I图像与纵轴的交点表示电动势，图像斜率的绝对值表示电源的内阻。(2)电阻的U­I图像与电源的U­I图像的交点坐标的含义是用该电源和该电阻组成电路时的路端电压和电流值，纵坐标与横坐标的比值表示此时的外电阻，纵坐标与横坐标的乘积等于此时的输出功率。[解析]由电源的U­I图线A可知，此电源的电动势为4V，内阻为0.5Ω，选项A正确；用该电源和小灯泡组成闭合电路，电源输出电流为2A，电源的总功率为P总＝EI＝8W，电源的输出功率为P出＝UI＝6W，选项B、C错误；小灯泡的U­I图线是一条曲线，但是欧姆定律仍适用，选项D错误。[答案]A[备考锦囊]闭合电路中几种常见图像的比较类型公式图像特例I­R图线I＝eq\f(E,R＋r)短路R＝0，I＝eq\f(E,r)，图像始端断路R＝∞，I＝0，图像末端U­R图线U＝eq\f(ER,r＋R)短路R＝0，U＝0，U内＝E断路R＝∞，U＝E，U内＝0U­I图线U＝E－Ir短路R＝0，I＝eq\f(E,r)，U＝0断路R＝∞，I＝0，U＝EP­R图线P＝eq\f(E2,r＋R2)R短路I＝eq\f(E,r)，P出＝0，断路I＝0，P出＝0，当R＝r时，P出最大，Pm＝eq\f(E2,4r)P­I图线P＝EI－I2r短路I＝eq\f(E,r)，P出＝0，断路I＝0，P出＝0，当I＝eq\f(E,2r)时，P出最大，Pm＝eq\f(E2,4r)5.如图所示为吹风机的工作电路图，其中M和A分别为电动机和电阻丝，且rM为电动机的内阻、R为电阻丝A的电阻。已知该吹风机有两个挡位，电源电压恒为220V，低挡消耗的电功率为120W，高挡消耗的电功率为1000W。则下列关于对该电路的分析正确的是()A．两电键均闭合时吹风机为低挡位B．rM＝eq\f(1210,3)ΩC．R＝55ΩD．低挡位时，电阻丝每秒产生的焦耳热为880J解析：选C两电键均闭合时，电动机、电阻丝均工作，吹风机为高挡位，A错误；由于电动机为非纯电阻元件，所以rM不能用P低＝eq\f(U2,rM)求解，B错误；对电阻丝由P＝eq\f(U2,R)得，R＝eq\f(U2,P高－P低)＝eq\f(2202,1000－120)Ω＝55Ω，C正确；吹风机为低挡位时，电键S1处于断开状态，没有电流流过电阻丝，因此其产生的焦耳热为0，D错误。6、(2017·江苏南通3月自主练习)中车青岛四方机车厂，试验出时速高达605公里的高速列车。已知列车运行时的阻力包括车轮与轨道摩擦的机械阻力和车辆受到的空气阻力，若认为机械阻力恒定，空气阻力和列车运行速度的平方成正比，当列车以时速200公里行驶的时候，空气阻力占总阻力的70%，此时列车功率为1000kW，则高速列车在时速为600公里时的功率大约是()A．10000kW B．20000kWC．30000kW D．40000kW解析：选B当车速为200km/h时，受到的总阻力功率为P＝fv，解得f＝eq\f(P,v)，故f机＝30%f，f阻＝kv2＝70%f，当列车速度达到600km/h，P′＝(f机＋kv′2)v′，联立解得P′≈20000kW，B正确。7、.(2017·太仓模拟)一辆跑车在行驶过程中的最大输出功率与速度大小的关系如图所示，已知该车质量为2×103kg，在某平直路面上行驶，阻力恒为3×103N。若该车从静止开始以恒定加速度2m/s2做匀加速运动，则此匀加速过程能持续的时间大约为()A．8s B．14sC．26s D．38s解析：选B由题图可知，该车的最大功率约为P＝200kW，在匀加速阶段由牛顿第二定律可知：F－F阻＝ma即F＝F阻＋ma＝3000N＋2000×2N＝7000N，再由P＝Fv可知：v＝eq\f(P,F)＝eq\f(200×103,7000)m/s＝eq\f(200,7)m/s，由v＝at，解得t＝eq\f(100,7)s≈14s，故选项B正确。二、非选择题1、在场强为E的匀强电场中，取O点为圆心、r为半径作一圆周，在O点固定一电荷量为＋Q的点电荷，a、b、c、d为相互垂直的两条直线(其中一条沿竖直方向)和圆周的交点。当把一试探电荷＋q放在d点时恰好平衡(如图所示)。(1)匀强电场场强E的大小、方向如何？(2)试探电荷＋q放在c点时，受力Fc的大小、方向如何？(3)试探电荷＋q放在b点时，受力Fb的大小、方向如何？[思路点拨]解答本题应注意以下两点：(1)电场强度为矢量。(2)矢量的合成遵守平行四边形定则。[解析](1)如图所示，由题意可知F1＝keq\f(Qq,r2)F2＝qEF1＝F2所以qE＝keq\f(Qq,r2)，E＝keq\f(Q,r2)，场强方向沿db方向。(2)试探电荷放在c点(如图所示)：Ec＝eq\r(E12＋E2)＝eq\r(2)E＝eq\r(2)keq\f(Q,r2)，所以Fc＝qEc＝eq\r(2)keq\f(Qq,r2)，方向与ac方向成45°角斜向左下方。(3)试探电荷放在b点(如图所示)：Eb＝E2＋E＝2E＝2keq\f(Q,r2)，所以Fb＝qEb＝2keq\f(Qq,r2)，方向沿db方向。[答案]见解析[备考锦囊]类比法、对称法求解叠加场的场强(1)类比法当空间某一区域同时存在两个或两个以上的电场(由各自独立的场源电荷所激发)时，某点场强E等于各电场的场强在该点的矢量和，遵循平行四边形定则，可以类比力的合成与分解。(2)对称法2、(2017·苏锡常模拟)乒乓球发球机的简化模型示意图如图所示，发球机的机头相当于一个长l＝20cm的空心圆柱(内径比乒乓球的直径略大)，水平固定在球台边缘O点上方H＝45cm处，可绕C轴在水平面内转动，从而改变球的落点。球台长为L＝3m，位于球台中央的球网高h＝25cm，出球口离盛球容器底部的高度H0＝50cm，不考虑乒乓球的旋转、空气阻力和发球机轨道对球的阻力，已知一只乒乓球的质量约为3g(取重力加速度g＝10m/s2)。(1)若发球机的机头不转动，且出球点在O点正上方，当发球机发出的球能过网且落在球台上，求发球机出球的速度大小范围；(2)若发球机机头以ω＝5rad/s按俯视图所示方向转动，且出球时球相对机头的速度为9m/s。求出球点转到O点正上方时所发出球的最后落点位置，结果用xOy坐标系中的坐标值表示；(3)在第(2)问情景下，若发球机每分钟发出30只球，求发球机因发球而消耗的平均功率。解析：(1)根据H－h＝eq\f(1,2)gt12得：t1＝eq\r(\f(2H－h,g))＝eq\r(\f(2×0.45－0.25,10))s＝0.2s，则发球机出球的最小速度为：v1＝eq\f(\f(L,2),t1)＝eq\f(\f(3,2),0.2)m/s＝7.5m/s，根据H＝eq\f(1,2)gt22得：t2＝eq\r(\f(2H,g))＝eq\r(\f(2×0.45,10))s＝0.3s，则发球机出球的最大速度为：v2＝eq\f(L,t2)＝eq\f(3,0.3)m/s＝10m/s，发球机出球的速度大小范围为：7．5m/s＜v＜10m/s。(2)机头转动的线速度为：v3＝lω＝0.2×5m/s＝1m/s，根据平行四边形定则知，球发出后的速度为：v＝eq\r(v32＋v42)＝eq\r(1＋81)m/s＝eq\r(82)m/s，球发出后做平抛运动，在xOy坐标系中，纵坐标为：y＝v3t2＝1×0.3m＝0.3m，横坐标为：x＝v4t2＝