理综模拟（物理）试题（三）（有详解）

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一、限时：选择题（限时20分钟）1.一足够长的铜管竖直放置，将一截面与铜管的内截面相同，质量为m的永久磁铁块由管上端放入管内，不考虑磁铁与铜管间的摩擦，磁铁的运动速度（  B   ）
A. 越来越大  B. 逐渐增大到一定值后保持不变
C.逐渐增大到一定值时又开始减小，到一定值后保持不变
D. 逐渐增大到一定值时又减小到一定值，之后在一定区间变动
 2.如果地球表面不存在大气层，则人们观察到的日出时刻与实际存在大气层条件下的日出时刻相比，将（ B  ）
A.提前 B.延后 C.不变  D.以上三种情况都有可能。
【解析】主要因素是由于大气层对光的折射引起的。
 3.半径为R的球形导体壳球心O处有一带电量为q2的正点电荷，另一个离球心r处有一带电量为q1的正点电荷，已知球壳带电总量为+Q，则q2受到的合力大小为（ A ）
A.  B.   C.   D. 
【解析】基本原理：⑴电场的叠加原理； ⑵静电感应，即导体在静电场中达到静电平衡原理应用。 4.如图所示，水平固定的小圆盘A，带电量为Q，电势为零。现从盘心O处，由静止释放一质量为m、带电量为+q的小球，由于电场的作用，小球竖直上升的高度可到达圆盘中心的竖直线上的c点(OC=h)。已知小球经过竖直线上b点时速度最大，（ob间的距离为r）。下列在求解电荷Q所形成的电场的问题中正确的是：（  C  ）
A. b点场强为;  B. b点的场强为 C. c点电势 D. c点电势
【解析】⑴ 上条件可知，小球通过b点速度最大，所以：① 
故：
⑵ 写出从O─c的动能定理： ②
；  。 5.图中，小木匣正以速度v0在斜面上匀速下滑，现将木块轻轻放入木匣中(可认为木块在放入时速度为零)。以后木匣将与木块一起 (  B  )
A、以大于v0的速度匀速下滑
B、以小于v0的速度匀速下滑
C、仍以v0的速度匀速下滑
D、将加速下滑【解析】应用动量守恒原理及斜面专题知识进行解题。 6.如图，一块涂有炭黑的玻璃板质量为2kg，在拉力F作用下，由静止开始竖直向上运动，一个装有水平振针的振动频率为5Hz的固定电动音叉在玻璃板上画出如图所示的曲线，量出OA=1cm,OB=4cm,OC=9 cm，求解外力F的大小，正确的是（  A  ）。（g=10m/s2，不计阻力）（F=24N）
A. 24N  B.18N  C.36N   D.48N
【解析】主要应用：牛顿第二定律及纸带问题，和振动有关知识。                                7.两个质量分别为mA和mB的物体，放在粗糙水平地面上，它们和地面的动摩擦因数分别是μA和μB，A、B间压缩着弹簧并用细线相连，剪断细线使弹簧推动A、B同时滑动，则有   (  AB  )
A、当时，只有在情况下，系统动量才守恒    B、当时，系统动量一定守恒
C、当时，弹簧弹力对A、B的冲量大小不相等           D、当时，系统的动量一定守恒 8.如图，一个小球在竖直环内一次又一次做圆周运动，当它第n次经过环的最低点时，它的速度是7m/s，第n+1次通过环的最低点时，它的速度是5m/s。则小球在第n+2次经过环的最低点时的速度V一定满足：  （ B BBBB ）【card W 168】
Ａ、V=３ｍ/s   Ｂ、 V>1m/s   Ｃ、 V=1m/s    Ｄ、 V<1m/s解：对小球第n次到第n+1次经过最低点的过程应用动能定理：
    ………………①对小球第n次到第n+2次经过最低点的过程应用动能定理：    ………………②②÷①式，并代入数据解得：进一步分析可知：由于滑动摩擦力做负功，物体的运动速度越来越小，所受轨道的支持力弹力就越小，摩擦力随之变小。故可知：第（n+2）次经过最低点的速度v一定大于1m/s.故正确选项为（B）。 9.如图所示，固定斜面的上、下两端分别连接有相同的弹簧L1和L2，一木块在斜面上保持静止状态只与弹簧L2接触，此时弹簧L2处于拉伸状态。若这一木块在斜面上只与弹簧L1接触，则对木块与弹簧L1的描述正确的是（ A  ）
A.弹簧L1处于原长时木块一定能保持静止状态
B.弹簧L1处于拉伸状态时木块一定能保持静止状态
C.弹簧L1处于压缩状态时木块一定能保持静止状态
D.不论弹簧L1处于什么状态木块都不可能保持静止状态。
【解析】根据平衡条件，木块只与L2接触时受到的静摩擦力等于重力沿斜面的分力与弹簧拉力之和，因此可判断木块与斜面间的最大静摩擦力一定比重力沿斜面的分力大。当木块与弹簧L1接触时，由于无法确定弹簧处于压缩与拉伸时的弹力大小，所以无法确定木块的运动状态，但是，当弹簧L1处于原长时，木块所受的弹力为零，但些一定可以在斜面上保持静止，所以A正确。 10.宇宙飞船与空间站对接时先在轨道上交会，即两轨道相交或相切，相交或相切点为它们的相遇点。A、B两颗人造地球卫星轨道同平面且相交于P、Q两点，卫星A的轨道为圆形，如图所示，则下列说法不正确的是：（  C  ）
A、A、B两卫星可能具有相同的运动周期 B.A、B两卫星可能具有相同的机械能C.A、B两卫星在P点或Q点相遇时可能具有相同的速度D.A、B两卫星在P点或Q点相遇时一定具有相同的加速度。
【解析】B 卫星轨道的半长轴可能与A卫星的轨道半径相等，由开勒第三定律可知运动周期可能相同，A正确。
如图所示，卫星B在近地圆轨道1比A的轨道半径小，运动的速度比卫星A的速度大，B经加速后才能进入椭圆轨道，因此卫星B经椭圆的近地点时的速度一定大于卫星A的速度，卫星B在远地圆轨道2比A的轨道半径大，运行的速度小于卫星A的运行速度，而卫星B必须在椭圆轨道的远地点经加速才能进入远地圆轨道2，因此卫星B在要回轨道上经过远地点时的速率一定小于卫星A的速率，即卫星A的速率小于卫星B经过近地点时的速率而大于B经过远地点时的速率，因此两卫星在P点或Q点相遇时可能具有相同的速率，但速度的方向不同，因此C错；若两卫星相遇时具有相同的速率，则具有相同的动能，相遇时离地的高度相等，具有相同的重力势能，因此两卫星可能具有相同的机械能，B对；两卫星相遇时离地的高度相等，地球的引力产生的加速度相等。D是对的。所以答案应选择：C。 11.如图甲是某  电器内部电路元件的等效电路图，各个等效电阻的阻值均为2Ω，断开B点电路，在A、B间接一理想交流电流表，示波器检测到加在A、C两端的电压按如图乙所示规律周期性变化（周期为T），取则电流表的示数为（   D   ）
A. 1.26A  B.  0.42A  C.  0.33A  D.  0.21A【解析】A、B两端点之间的电压有效值为U，总电阻为R，R1=R2=R3=r,则：
；  
     故答案D正确。 二、非选择题：12、如图所示的器材是：轨道（其倾斜部分与水平部分能平滑连接，水平部分足够长且倾斜部分与水平部分摩擦因数相同）。小铁块、两枚图钉、一条细线、一个量角器，用上述器材测定小铁块与木质轨道间的动摩擦因数μ，实验步骤是：
⑴ ___________；  ⑵___________； ⑶____________； ⑷_______________。
解：该实验原理是动能定理：小铁块从A处由静止开始滑下,滑至B处停下的全过程中,重力做功与克服摩擦力做功的代数和为零。即：∑W=mgh-Wf=0；而且：Wf=μmgBC； ∴μ=mgh/mgBC=h/BC=tgθ
实验步骤：⑴ 将小铁块从斜面上A点由静止释放,运动至水平板上B点静止；
⑵ 用图钉把细线拉紧固定在A、B两点间；  
⑶ 用量角器测量细线与水平板间的夹角θ；
⑷ 动摩擦因数表示为μ=tgθ三、计算题：13、宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对他们的引力作用。已观察到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆周上运行；另一种是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆轨道运行。设每个星体的质量均为m。
⑴试求第一种形式下，星体运行的线速度和周期。
⑵假设两种形式星体运行的周期相同，则第二种形式下星体之间的距离应为多少？【解析】⑴对于第一种情况，以某个做圆周运动的星体为研究对象，
得：，
⑵设第二种运动形式时星体间距为r，则三星做圆周运动的半径为：
每颗所受合力提供向心力：
可解得：
 14、在一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距为h=0.1m的平行金属导轨MN与PQ，导轨的电阻忽略不计，在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R=0.3Ω的电阻，导轨上跨放着一根长为L=0.2m，每米长电阻r=2.0Ω/m的金属棒ab。金属棒与导轨正交放置，交点为c、d。当金属棒以速度v=4.0m/s向左做匀速运动时，金属棒ab两端点间的电势差是多少？
解：金属棒向左匀速运动时，等效电路如图所示。在闭合回路中，金属棒的cd部分相当于电源；内阻rcd=hr，电动势Ecd=Bhv
⑴ 根据欧姆定律，R中的电流为：    方向从N流向Q
⑵ 使棒匀速运动的外力与安培力是一对平衡力，方向向左，大小为：
⑶ 金属棒ab两端的电势差，等于，由于，
因此也可以写成:  15、如图所示，两根足够长且电阻不计的光滑金属导轨，间距d＝1m，在左端圆弧轨道部分高h＝1.25m处放置一金属杆a，在平直轨道右端放置另一金属杆b，杆a、b的电阻分别为Ra＝2 欧，Rb＝5 欧，质量分别为ma＝2kg，mb＝1kg。在平直导轨区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B＝2T，现杆b以初速度v0＝5m/s开始向左滑动，同时释放杆a，杆a由静止滑到水平轨道时，杆b向左的速度大小为v1＝2m/s。若以水平向右的速度方向为正。(下滑过程中通过杆b的平均电流为0.3A)，求：（通过b杆的平均电流为0.3A）
（1）杆a在圆弧轨道上运动的时间。
（2）当杆a在水平轨道上的速度为4.5m/s时，杆b的加速度为多少？方向如何？
（3）当杆a在水平轨道上的速度为3m/s时，杆b的加速度为多少？方向如何？
【解析】⑴杆a在圆弧轨道上运动的时间与杆b从速度v0减到v1的时间相同。以b为研究对象，由动量定理得：
，即：，得：
⑵杆a进入磁场时，，设当杆a在水平轨道上的速度为：时杆b的速度为v2，由动量守恒定理得：，得：，方向向左。
两杆产生的感应电动势为：，电流为：，
杆b的安培力为：，  ，方向向右。
⑶设当杆a在水平轨道上的速度为时杆b的速度为v3，
由动量守恒得：，得：，方向向右。
两杆产生的感应电动势为：，电流为：，
杆b的安培力为：，，方向向右。