四川2018（春）高考物理課外練題（10）及解析答案

四川2018（春）高考物理課外系列練題（10）及解析答案一、選擇題1．(2017·杭州市二模)(多選)如圖甲所示是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室常用的感應(yīng)起電機(jī)，它是由兩個(gè)大小相等、直徑約30cm的感應(yīng)玻璃盤起電的．其中一個(gè)玻璃盤通過從動(dòng)輪與手搖主動(dòng)輪連接如圖乙所示．現(xiàn)玻璃盤以100r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，已知主動(dòng)輪的半徑約為8cm，從動(dòng)輪的半徑約為2cm，P和Q是玻璃盤邊緣上的兩點(diǎn)，若轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)皮帶不打滑．下列說法正確的是()A．P、Q的線速度相同B．玻璃盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與搖把轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反C．P點(diǎn)的線速度大小約為1.6m/sD．搖把的轉(zhuǎn)速約為400r/min解析：選BC.線速度也有一定的方向，P、Q兩點(diǎn)的線速度的方向一定不同；若主動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)輪通過皮帶的摩擦力帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以從動(dòng)輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，所以玻璃盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與搖把轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反；玻璃盤的直徑是30cm，轉(zhuǎn)速是100r/min，所以線速度：v＝ωr＝2nπr＝2×eq\f(100,60)×π×eq\f(0.3,2)m/s＝0.5πm/s≈1.6m/s；從動(dòng)輪邊緣的線速度；v從＝ω·r從＝2×eq\f(100,60)×π×0.02m/s＝eq\f(1,15)πm/s.由于主動(dòng)輪的邊緣各點(diǎn)的線速度與從動(dòng)輪邊緣各點(diǎn)的線速度的大小相等，即v主＝v從，所以主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速：n2＝eq\f(ω主,2π)＝eq\f(\f(v主,r主),2π)＝eq\f(\f(1,15)π,2π×0.08)＝eq\f(1,2.4)r/s＝25r/min.2．(2017·萍鄉(xiāng)市二模)(多選)如圖所示，一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向以1m/s的速度水平飛出，擊中右下側(cè)擋板上的P點(diǎn)．擋板的形狀滿足方程y＝x2－6(單位：m)，不計(jì)一切摩擦和空氣阻力，取g＝10m/s2，則下列說法正確的是()A．小物塊從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間為1sB．P點(diǎn)的坐標(biāo)為(2，－2)C．小物塊剛到P點(diǎn)時(shí)速度方向與水平方向的夾角的正切值等于10D．小物塊到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度的大小為10m/s解析：選AC.由題意可知，小物塊從O點(diǎn)水平拋出后滿足：y＝－eq\f(1,2)gt2①x＝vt②又有y＝x2－6③聯(lián)立①②③式，代入數(shù)據(jù)解得：t＝1s，故A正確．將t＝1s代入②③得x＝1m，y＝－5m，所以P點(diǎn)的坐標(biāo)為(1，－5)，故B錯(cuò)誤．到達(dá)P點(diǎn)時(shí)豎直分速度vy＝gt＝10×1m/s＝10m/s，則P點(diǎn)的速度vP＝eq\r(1＋100)m/s＝eq\r(101)m/s，速度方向與水平方向夾角的正切值tanα＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(10,1)＝10，故C正確，D錯(cuò)誤．3．(2017·寶雞模擬)如圖所示，垂直紙面放置的兩根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流I1和I2，且I1＞I2，紙面內(nèi)的一點(diǎn)H到兩根導(dǎo)線的距離相等，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向可能為圖中的()A．B4 B．B3C．B2 D．B1解析：選B.根據(jù)題述，I1＞I2，根據(jù)判斷直線電流的安培定則，I1在H點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)榇怪庇贖和I1連線，指向右下，且較大．I2在H點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)榇怪庇贖和I2連線，指向左下，且較?。擖c(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為兩者產(chǎn)生的磁場(chǎng)的疊加，該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向可能為圖中的B3，選項(xiàng)B正確．4．(2017·安徽模擬)如圖所示，厚度均勻的木板放在水平地面上，木板上放置兩個(gè)相同的條形磁鐵，兩磁鐵的N極正對(duì)．在兩磁鐵豎直對(duì)稱軸上的C點(diǎn)固定一垂直于紙面的長(zhǎng)直導(dǎo)線，并通一垂直紙面向里的恒定電流，木板和磁鐵始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，則()A．導(dǎo)線受到的安培力豎直向上，木板受到地面的摩擦力水平向右B．導(dǎo)線受到的安培力豎直向下，木板受到地面的摩擦力水平向左C．導(dǎo)線受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向右D．導(dǎo)線受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力為零解析：選C.條形磁鐵的磁場(chǎng)在C處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向上，由左手定則可知，長(zhǎng)直導(dǎo)線所受的安培力水平向右．把木板和條形磁鐵看成整體，由牛頓第三定律可知，木板和條形磁鐵所受安培力向左．對(duì)木板和條形磁鐵，由平衡條件可知，木板受到地面的摩擦力水平向右，選項(xiàng)C正確．5．(2017·福建省福州第一中學(xué)高三下學(xué)期模考)在物理學(xué)的發(fā)展中，建立概念，總結(jié)規(guī)律都離不開一大批辛勤攀登科學(xué)高峰的物理學(xué)家們．下面有關(guān)科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)正確的是()A．為了建立天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，開普勒利用自己的行星觀測(cè)數(shù)據(jù)，建立了開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律B．為了描述物體的運(yùn)動(dòng)，伽利略首先建立了平均速度、加速度的概念C．“某個(gè)量是守恒的”，把這個(gè)量叫做能量，這是牛頓有關(guān)能量的描述D．“閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過這一電路的磁通量變化率成正比”，這是法拉第在對(duì)理論和實(shí)驗(yàn)資料嚴(yán)格分析后得出的法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容解析：選B.為了建立天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，開普勒利用第谷的行星觀測(cè)數(shù)據(jù)，建立了開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，故A錯(cuò)誤；為了描述物體的運(yùn)動(dòng)，伽利略首先建立了平均速度、加速度的概念，故B正確；“某個(gè)量是守恒的”，把這個(gè)量叫做能量，這是焦耳有關(guān)能量的描述，故C錯(cuò)誤；法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但“閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過這一電路的磁通量變化率成正比”，并不是法拉第在對(duì)理論和實(shí)驗(yàn)資料嚴(yán)格分析后得出的法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容．故D錯(cuò)誤．6．請(qǐng)用學(xué)過的物理知識(shí)判斷，下列說法正確的是()A．物體的加速度大小不能瞬間改變，但加速度的方向可以瞬間發(fā)生變化B．安培力是大量運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)C．做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的合外力一定指向圓心D．牛頓第一、二、三定律都可以用實(shí)驗(yàn)的方式加以驗(yàn)證解析：選B.A、加速度的大小方向都可以瞬間改變，A錯(cuò)誤；B、安培力是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到的力，洛倫茲力是運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力，而電荷的定向移動(dòng)就能形成電流，因此安培力是大量運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，而且安培力和洛倫茲力的方向都是通過左手定則判斷，B正確；C、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的合外力才一定指向圓心，如果是非勻變速圓周運(yùn)動(dòng)，受到的合外力就不指向圓心，C錯(cuò)誤；D、牛頓第一定律不能用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，因?yàn)檎也坏轿矬w不受力作用的實(shí)驗(yàn)條件，D錯(cuò)誤；故選：B.二、非選擇題1．(2017·南陽(yáng)市一中第四次模擬)如圖所示，在無(wú)限長(zhǎng)的豎直邊界AC和DE間，上、下部分分別充滿方向垂直于ADEC平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，上部分區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，OF為上、下磁場(chǎng)的水平分界線．質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的粒子從AC邊界上與O點(diǎn)相距為a的P點(diǎn)垂直于AC邊界射入上方區(qū)域，經(jīng)OF上的Q點(diǎn)第一次進(jìn)入下方區(qū)域，Q與O點(diǎn)的距離為3a.不考慮粒子重力．(1)求粒子射入時(shí)的速度大??；(2)要使粒子不從AC邊界飛出，求下方區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿足的條件；(3)若下方區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝3B0，粒子最終垂直DE邊界飛出，求邊界DE與AC間距離的可能值．解析：(1)設(shè)粒子在OF上方做圓周運(yùn)動(dòng)半徑為R，由幾何關(guān)系可知：R2－(R－a)2＝(3a)2，R＝5a由牛頓第二定律可知：qvB0＝meq\f(v2,R)，解得：v＝eq\f(5aqB0,m)；(2)當(dāng)粒子恰好不從AC邊界飛出時(shí)，設(shè)粒子在OF下方做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r1，由幾何關(guān)系得：r1＋r1cosθ＝3a，cosθ＝eq\f(3,5)，所以r1＝eq\f(15a,8)，根據(jù)qvB1＝eq\f(mv2,r1)解得：B1＝eq\f(8B0,3)，當(dāng)B1＞eq\f(8B0,3)時(shí)，粒子不會(huì)從AC邊界飛出．(3)當(dāng)B＝3B0時(shí)，粒子在OF下方的運(yùn)動(dòng)半徑為：r＝eq\f(5,3)a，設(shè)粒子的速度方向再次與射入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向一致時(shí)的位置為P1，則P與P1的連線一定與OF平行，根據(jù)幾何關(guān)系知：eq\x\to(PP)1＝4a；所以若粒子最終垂直DE邊界飛出，邊界DE與AC間的距離為：L＝neq\x\to(PP)1＝4na(n＝1,2,3…)；答案：(1)eq\f(5aqB0,m)(2)B1＞eq\f(8B0,3)時(shí)粒子不會(huì)從AC邊界飛出(3)L＝4na(n＝1,2,3…)2．(2017·安徽師大附中高考物理最后一卷)如圖甲所示，工廠利用傾角θ＝30°的皮帶傳輸機(jī)，將每個(gè)質(zhì)量為m＝5kg的木箱從地面運(yùn)送到高為h＝5.25m的平臺(tái)上，機(jī)械手每隔1s就將一個(gè)木箱放到傳送帶的底端，傳送帶的皮帶以恒定的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)且不打滑．木箱放到傳送帶上后運(yùn)動(dòng)的部分v-t圖象如圖乙所示，已知各木箱與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)都相等．若最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10m/s2.求：(1)木箱與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)傳送帶上最多有幾個(gè)木箱同時(shí)在向上輸送；(3)皮帶傳輸機(jī)由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，從機(jī)械手放上第一個(gè)木箱開始計(jì)時(shí)的10分鐘內(nèi)，因?yàn)槟鞠涞姆湃?，電?dòng)機(jī)需要多做的功．解析：(1)由乙圖可知，木箱運(yùn)動(dòng)的加速度為：a＝eq\f(1,1)＝1m/s2，皮帶勻速運(yùn)動(dòng)的速度為：v＝1m/s，根據(jù)牛頓第二定律得：μmgcosθ－mgsinθ＝ma解得：μ＝eq\f(2\r(3),5).(2)木箱加速運(yùn)動(dòng)的位移為：x1＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,1)＝0.5m，木箱相對(duì)皮帶靜止后，相鄰兩個(gè)木箱之間的距離都相等，有：ΔL＝vt＝1m傳送帶的長(zhǎng)度為：L＝eq\f(h,sin30°)＝2h＝10.5m，L＝10ΔL＋x1，所以傳送帶上最多同時(shí)存在的木箱個(gè)數(shù)為11個(gè)．(3)木箱在傳送帶上運(yùn)動(dòng)時(shí)，和皮帶間的相對(duì)位移為：Δx＝vt－x1＝1×1－0.5＝0.5m，和皮帶間的摩擦產(chǎn)生的熱量為：Q1＝μmgcosθ·Δx＝15J木箱最終增加的動(dòng)能為：Ek1＝eq\f(1,2)mv2＝2.5J，木箱到達(dá)平臺(tái)增加的重力勢(shì)能為：Ep＝mgh＝262.5J，從開始的10分鐘內(nèi)共傳送木箱的個(gè)數(shù)N＝10×60＝600個(gè)，其中590個(gè)已經(jīng)到達(dá)平臺(tái)，還有10個(gè)正在傳送帶上，到達(dá)平臺(tái)的590個(gè)，電動(dòng)機(jī)做的功為：W1＝590(Q1＋Ek1＋Ep1)＝165200J，在傳送帶上的已經(jīng)開始運(yùn)動(dòng)得10個(gè)木箱增加的動(dòng)能為：10Ek1＝25J，10個(gè)木箱的摩擦生熱為：10Q1＝150J,10個(gè)木箱增加的重力勢(shì)能共為：Ep′＝10mgΔxsin30°＋mgΔLsin30°＋2mgΔLsin3