理综模拟（物理）试题（五）（有详解）

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一、            限时：选择题（限时25分钟）1. 在太阳系行星的发现过程中，海王星的发现最富有传奇色彩。天文学家观测到了天王星的轨道每隔一定的时间就会发生一次最大偏离，于是有人猜测：这是由天王星轨道外侧还有一颗较大的行星在太阳和天王星连线的延长线上导致的。如图所示，并由此计算出了这颗未知行星的轨道半径，这颗未知行星就是海王星。若天王星绕太阳运行的轨道半径为r，周期为T，它每隔aT就发生一次轨道最大偏离，则海王星绕太阳运行的轨道半径r’为：（  B  ）
A.   B.   C.    D.
【解析】得：。天王星绕太阳公转时有，海王星绕太阳公园时有：，由每隔aT海王星就会运行到太阳、天王星连线的延长线上，可得： ，联立解得：。故选项B正确。2. 中国志愿者王跃参与人类历史上第一次全过程模拟从地球往返火星的试验 “火星—500”。假设将来人类一艘飞船从火星返回地球时，经历如图所示的变轨过程，则下列说法正确的是（  C   ）
A.飞船在轨道II上运动时，在P点的速度小于在Q点的速度;
B.飞船在轨道I上运动的机械能大于在轨道II上运动的机械能;
C.飞船在轨道I上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道II上运动到P点时的加速度;
D.飞船绕火星在轨道I上运动的周期跟飞船返回地面的过程中绕地球以与轨道I同样的半径运动的周期相同; 【试题解答】由机械能守恒定律知，飞船在轨道II上运动时，在P点的速度大于在Q点的速度，A错误。
飞船在轨道I上运动，到达P点时向心力等于万有引力，而在轨道II上运动到P点时做离心运动，需要的向心力大于万有引力，由此可知，飞船在轨道II上经过P点时速度较大，又由于此时势能相等，可知B错误；飞船在轨道I、II上运动到P点时所受的合外力等于万有引力，因此合外力相等，由牛顿第二定律可知，加速度相等,C选项正确；
D.飞船运行周期由于地球与火星的质量不同，D错。   故：【正确选项为C。】3.如图所示，在半径为R的圆形区域内，有匀强磁场，方向垂直于圆平面（未画出）。一群相同的带电粒子以相同速率，由P点在纸平面内向不同方向射入磁场。当磁感应强度大小为B1时，所有粒子出磁场的区域占整个圆周长的；当磁感应强度大小减小为B2时，这些粒子在磁场中运动时间最长的是。则磁感应强度B1、B2的比值（不计重力）是   （  D  ）A．1︰       B．2︰     C．3︰       D．4︰ 【解析】当磁感应强度大小为B1时，转动半径为r，如图甲所示，由几何关系可知，；当磁感应强度大小减小为B2时，粒子的转动半径增大，当粒子在磁场中运动时间最长时，粒子运动轨迹如图乙所示，设此时粒子的转动半径为r’，则有，，，解得，故可求出。 4.如图3,带电粒子射入一固定的、带正电的点电荷Q的电场中,沿图中实线轨迹从a运动到b，a、b两点到点电荷Q的距离分别为、，且b为运动轨迹上到Q的最近点，不计粒子的重力，则可知（ 　D 　）A．运动粒子带负电                      B．b点的场强小于a点的场强C．a到b的过程中，电场力对粒子不做功  D．a到b的过程中，粒子动能和电势能之和保持不变【解析】运动粒子可以带负电，也可以带正电，选项A错误。由于b是最近点，所以Q产生的场强在b点较强，选项B错误。点a、b位于不同的等势面上，因此电场力一定对粒子做功，选项C错误。由于只有电场力做功，电场力是保守力，在运动过程中，粒子总能量守恒，选项D正确。 5.如图所示，AB是一根裸导线，单位长度的电阻为R0，一部分弯曲成直径为d的圆圈导线相交处导电接触良好。圆圈所在区域有与圆圈平面垂直的均匀磁场，磁感强度为B。导线一端B点固定，A端在沿BA方向的恒力F作用下向中缓慢移动，从而使圆圈缓慢缩小。设在圆圈缩小过程中始终保持圆的形状，设导体回路是柔软的，此圆圈从初始的直径d到完全消失所需时间t为：（ B ）
A.  B.  C.  D.【解析】应用动能定理有： ；   这里的ε是平均值，因为R是变化的，而且缓慢，也要用平均值代入：代入后，再恒等变形得：【解析2】由关系可得在整个过程中力F所做的功等于圆形线圈在这个过程中产生的电能，圆圈从初始的直径d到完全消失，沿力的方向的位移为线圈长度的减小量，由法拉第电磁感应定律可得：
由于整个过程中线圈的长度线性减小，故整个过程中等效电阻：
所以整个过程中产生的等效电流：，带入表达式：，整理为：
         解得：。故答案B正确。6.如图甲，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m,电阻为R，在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向垂直于线框平面向里。现使金属线框从MN上方某一髙度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到bc边刚到达匀强磁场下边界PQ瞬间的v-t图象，图中字母均为已知量。重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是 ：（  C   ）A.金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向B.ad边离开磁场前金属线框可能做速度大小为的匀速运动C.磁场的磁感应强度为D.金属线框在0-t3的时间内所产生的热量为mgv1（t2-t1）+【解析】金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿abcda方向，A错；由图乙，金属线框进入磁场以v1速度匀速运动，bc离开磁场后可能一种的运动情况是先减速后匀速运动，如果最后做匀速运动，速度必为v1，B错。正方形闭合金属线框的边长为：内线框做匀速运动，由：得：；故C选项正确。金属线框在0—t3的时间内所产生的热量为，D错。7.如图所示，长方体玻璃水槽中盛有Nacl的水溶液，在水槽左、右侧壁内侧各装一导体片，使溶液中通入沿x轴正向的电流I，沿y 轴正向加恒定的匀强磁场B，图中a、b是垂直于z轴方向上水槽的前后两内侧面，则：（               B              ）A.a处电势高于b处电势
B.a处离子浓度大于b处离子浓度
C.溶液的上表面电势高于下表面的电势
D.溶液的上表面处的离子浓度大于下表面处的离子浓度【解析】由于电解质溶液导电本质是正、负离子都做定向移动，因而不会发生霍尔效应，故A、C错误；由于洛仑兹力的作用使正、负离子都向a处移动，使得a处离子浓度较大。故B对D错。 8. 如图所示，虚线MN、M’N’为一匀强磁场区域的左右边界，磁场宽度为L，方向竖直向下，边长为的正方形闭合金属线框abcd以初速度v0沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动，经过一段时间线框通过了磁场区域，已知<L.有两位同学对该过程进行了分析，当线框的ab边与MN重合时记为t=0，分别定性地画出了线框所受安培力F随时间t变化的图线如图乙、丙所示，图中S1、S2、S3和S4是图像与t轴围成的面积。关于两图像的判断以及S1、S2、S3和S4应具有的大小关系，下列说法正确的是：（ D ）
A.图乙正确，且S1>S2  B.图乙正确，且S1=S2
C.图丙正确，且S3>S4  D.图丙正确，且S3=S4 9.如图所示，物体A、B通过细绳及轻弹簧连接于轻滑轮两侧，物体A、B的质量分别为m、2m．开始以手托住物体A，绳恰好伸直，弹簧处于原长状态，A距离地面高度为h．放手后A从静止开始下落，在A下落至地面前的瞬间物体B恰好对地面无压力，不计滑轮处的摩擦，则下列说法正确的是（  AD  ）A．在A下落至地面前的过程中物体B始终处于平衡状态B．在A下落至地面前的过程中A的重力势能转化为弹簧弹性势能C．在A下落至地面前的过程中A物体始终处于失重状态D．A落地前的瞬间加速度为g，方向向上【解析】在A下落至地面前的过程中物体B始终处于静止，即处于平衡状态，选项A正确；A下落过程中，A减少的重力势能一部分转化成A的动能，一部分转化为弹簧的弹性势能，选项B错；下落过程中，A先加速后减速，即A先超重后失重，选项C错；A落地前瞬间细绳上拉力等于2mg，A受到向上的拉力为2mg，故A所受合力大小为mg,方向向上，A落地前的瞬间加速度为g，方向向上，选项D对。
10.如图所示，OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C处分别接有短电阻丝（图中用粗线表示），（导轨其他部分电阻不计）。导轨OAC的形状满足方程：（单位：m）。磁感应强度B=0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面。一足够长的金属棒在水平力F作用下，以恒定的速率水平向右在导轨上从O点滑动到C点。棒与导轨接触良好且始终保持与OC导轨垂直，不计棒的电阻，则在滑动过程中通过金属棒的电流i与时间t的关系是：( C )
A.   B.   C.   D.
【解析】应先求感应电动势随时间的变化规律，再求电流随时间的变化规律，金属棒与导轨接触点间的长度随时间变化，满足，又因为，则，回路总电阻为Ω，则电流，故正确选项为C.
11. 如图所示，雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹．设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是(　B　)．A．紫光、黄光、蓝光和红光  B．紫光、蓝光、黄光和红光C．红光、蓝光、黄光和紫光  D．红光、黄光、蓝光和紫光