高考物理二轮复习周周练针对性练习第05周 第3练（含解析）

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第5周第3练二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。14．场是物理学中的重要概念。物体之间的万有引力是通过引力场发生的，地球附近的引力场又叫重力场。若某点与地心相距x，类比电场强度的定义，该点的重力场强度用E表示。已知质量均分布均匀的球壳对壳内任一物体的万有引力为零，地球半径为R。则能正确反应E与x关系的图像是（　　）A． B．C． D．【答案】 C【解析】电场中F=Eq，类比电场强度定义，当x＞R时E引==g=即在球外E引与x2成反比；当x＜R时，由于质量均分布均匀的球壳对壳内任一物体的万有引力为零，距地心r处的引力场强是有半径为x的地球产生的。设半径为x的地球质量为Mx，则Mx=则E引=故C正确。故选C。15．某质点做匀加速直线运动，经过时间t速度由v0 变为kv0(k>1)位移大小为x。则在随后的4t内，质点的位移大小为（    ）A． B． C． D．【答案】 A【解析】质点做匀加速直线运动，加速度为t时刻内位移为联立可得则在随后的4t内，质点的位移大小为将代入得故A正确，BCD错误。故选A。16．如图所示，直线和直线是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为。一质子由点分别运动到点和点的过程中，电场力所做的负功相等。下列说法正确的是（　　）A．直线位于某一等势面内，B．直线位于某一等势面内，C．若质子由点运动到点，电场力做正功D．若质子由点运动到点，电场力做负功【答案】 A【解析】AB．质子带正电荷，质子由点分别运动到点和点的过程中，电场力所做的负功相等，有而，所以有即匀强电场中等势线为平行的直线，所以和分别是两条等势线，有故A正确、B错误；CD．质子由点运动到点的过程中质子由点运动到点的过程中故CD错误。故选A。17．如图所示，为了减少输电线路中的电能损耗，电厂发出的交流电经变电所升为 的高压后再远距离输电，后经过匝数比为100：1的理想变压器将电压降压后供居民用电，若输电线的电阻=10Ω，则（　　）A．降压变压器输出电压为220VB．降压变压器输出电压的频率低于50HzC．降压变压器原线圈的导线比副线圈的要粗D．降压变压器输出电流为输入电流的100倍【答案】 D【解析】A．电厂发出的交流电经变电所升为 ，故有效值为22000V，若不考虑输电线电阻，则降压器的输入电压为22000V，输出电压为22000×=220V，是输电线由电阻，故输出电压小于220V，A不符合题意；B．电厂发出的交变电流的f==50Hz，变压器不改变交变电流的频率，降压变压器输出电压的频率等于50Hz，故B不符合题意；C．降压变压器中副线圈的电流大于原线圈的电流，则副线圈导线比原线圈导线粗。故C不符合题意。D．根据理想变压器可知，降压变压器输出电流为输入电流的100倍，故D符合题意。故选：D。18．如图所示，图甲为水平传送带，图乙为倾斜传送带，两者长度相同，均沿顺时针方向转动，转动速度大小相等，将两个完全相同的物块分别轻放在图甲、乙传送带上的A端，两物块均由静止开始做匀加速运动，到B端时均恰好与传送带速度相同，则下列说法正确的是（ ）A．图甲中物块运动时间小于图乙中物块运动时间B．图甲、乙中传送带和物块间因摩擦产生的热量相等C．图甲、乙中传送带对物块做的功都等于物块动能的增加量D．图甲、乙中传送带对物块做的功都等于物块机械能的增加量【答案】 D【解析】设传送带长度为L，速度为v．根据，知，相等，所以时间t相等，故A错误；物体与传送带间的相对位移，可知相对位移大小相等．由，知加速度大小相等．根据牛顿第二定律得：甲图中有，乙图中有，可得，摩擦生热，所以乙中传送带和物块间因摩擦产生的热量较大，故B错误；图甲中只有摩擦力对物体做功，由动能定理知，传送带对物块做的功等于物块动能的增加量，乙中传送带重力都对物块做的功，且重力做负功，由动能定理知，乙中传送带对物块做的功大于物块动能的增加量，故C错误；根据功能原理可知，图甲、乙传送带对物块做的功都等于物块机械能的增加量，故D正确．19．如图为氢原子能级图，氢原子中的电子从n=5能级跃迁到n=2能级可产生a光；从n=4能级跃迁到n=2能级可产生b光。a光和b光的波长分別为和，照射到逸出功为2.29eV的金属钠表面均可产生光电效应，遏止电压分别为和，则:A．B．C．a光的光子能量为2.86eVD．b光产生的光电子最大初动能Ek=0.26eV【答案】 CD【解析】AC、氢原子中的电子从n=5跃迁到n=2产生的a光，,氢原子中的电子从n=4跃迁到n=2产生的b光, ,能量越高频率越大，波长越小，则，选项C正确，A错误；BD、由光电效应方程有频率越高的越大，即，,则B错误、D正确20．如图所示，空间存在一水平方向的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度大小为B，电场强度大小为，且电场方向与磁场方向垂直．在电磁场的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆，与电场正方向成60º夹角且处于竖直平面内．一质量为m，带电量为＋q的小球套在绝缘杆上．若给小球一沿杆向下的初速度v0，小球恰好做匀速运动．已知小球电量保持不变，重力加速度为g，则以下说法正确的是（     ）A．小球的初速度为B．若小球的初速度为，小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止C．若小球的初速度为，小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止D．若小球的初速度为，则运动中克服摩擦力做功为【答案】 ACD【解析】A.对小球进行受力分析如图，电场力的大小： ，由于重力的方向竖直向下．电场力的方向水平向右，二者垂直，合力： ，由几何关系可知，重力与电场力的合力与杆的方向垂直，所以重力与电场力的合力不会对小球做功，而洛伦兹力的方向与速度的方向垂直，所以也不会对小球做功．所以，当小球做匀速直线运动时，不可能存在摩擦力，没有摩擦力，说明小球与杆之间就没有支持力的作用，则洛伦兹力大小与重力、电场力的合力相等，方向相反．所以qv0B=2mg．所以 ．故A正确；B.若小球的初速度为 ，则洛伦兹力：f=qv0B=3mg＞FG+F，则在垂直于杆的方向上，小球还受到杆的垂直于杆向下的支持力，则摩擦力：f=μFN．小球将做减速运动；随速度的减小，洛伦兹力减小，则支持力逐渐减小，摩擦力减小，小球做加速度不断减小的减速运动，最后当速度减小到时，小球开始做匀速直线运动．故B错误．C.若小球的初速度为，则洛伦兹力：f=qv0B=mg＜FG+F，则在垂直于杆的方向上，小球还受到杆的垂直于杆向上的支持力，而摩擦力：f=μFN．小球将做减速运动；随速度的减小，洛伦兹力减小，则支持力逐渐增大，摩擦力逐渐增大，小球的加速度增大，所以小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止．故C正确；D.若小球的初速度为，球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止，运动中克服摩擦力做功等于小球的动能，所以 ．故D错误．故选ACD.21．如图所示，在倾角的光滑足够长斜面上有两个用轻质弹簧连接的物体A和B，质量分别为，，弹簧劲度系数为，C为固定挡板，当A在受到沿斜面向下，的力作用下处于静止，且弹簧弹性势能（x为形变量），当撤去外力后，物体上升至最高处时，B恰好脱离挡板C，g取，以下说法正确的是（    ）A．物体A上升位移为0.12mB．物体A运动中最大速度时弹簧处于原长C．弹簧处于原长时，物体A动能为0.8JD．物体A向上运动过程中，先超重后失重【答案】 CD【解析】A．当作用于A静止时，对A物体：，弹簧压缩量，当B恰要脱离挡板C时，对B物体，，弹簧压缩量，物体A上升位移，故A错误，B．物体A运动速度最大时，处于平衡位置：，弹簧仍处于压缩，故B错误；C．当物体A运动至弹簧处于原长时，由能量守恒：，∴，故C正确；D．物体A上升中先加速再减速，故先重后失重，故D正确。 22. （6分）某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度（圈数）的关系．实验装置如图所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P0指向0刻度．设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0；挂有质量为0.100 kg的砝码时，各指针的位置记为x．测量结果及部分计算结果如下表所示（n为弹簧的圈数，重力加速度取9.80 m/s2）．已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88 cm．（1）将表中数据补充完整：①________；②________．  P1 P2 P3 P4 P5 P6 x0（cm） 2.04 4.06 6.06 8.05 10.03 12.01 x（cm） 2.64 5.26 7.81 10.30 12.93 15.41 n 10 20 30 40 50 60 k（N/m） 163 ① 56.0 43.6 33.8 28.8 （m/N） 0.0061 ② 0.0179 0.0229 0.0296 0.0347  （2）以n为横坐标，为纵坐标，在答题卷给出的坐标纸上画出1/k－n图像．（3）题（2）图中画出的直线可近似认为通过原点．若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k＝_____N/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0（单位为m）的关系的表达式为k＝_____N/m．【答案】 （1）①81.7 ②0.0122（2）如图所示（3）（1.67—1.83）×103/n、（3.31—3.62）/l0【解析】（1）①中；②（2）图线如图：（3）③由图线可知直线的斜率为，故直线方程满足，即（N/m）（在之间均可）④由于60匝弹簧的总长度为11.88cm；则n匝弹簧的原长满足，代入可得：．（在之间均可） 23. （9分）某同学研究小灯泡的伏安特性．所使用的器材有：小灯泡L(额定电压3.8 V，额定电流0.32 A)；电压表(量程 3 V，内阻 3 kΩ)；电流表 (量程0.5 A，内阻 0.5 Ω)；固定电阻R0(阻值1 000 Ω)；滑动变阻器R(阻值0～9.0 Ω)；电源E(电动势5 V，内阻不计)；开关S；导线若干．(1)实验要求能够实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图_____．(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示．图(a)　　　　　　　　　　　图(b)由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻　________(填增大、不变或减小)，灯丝的电阻率　________(填增大、不变或减小)．(3)用另一电源E0(电动势4 V，内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率．闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为　________W，最大功率为　________W(结果均保留2位小数)【答案】 实验电路原理如图所示．    增大    增大    0.39    1.17【解析】(1)小灯泡的电压要求从0开始调节，滑动变阻器采用分压式接法，小灯泡的额定电压超出电压表的量程，需与R0串联后接入电路．电路图如图所示：(2)I-U图象中随着电流的增大，图线的斜率变小，小灯泡的电阻增大．根据电阻定律：，得灯丝的电阻率增大．(3)当R＝0时，电源路端电压与电流的关系图象如图线甲所示．此时小灯泡功率有最大值；当R＝9 Ω时，将R看作电源内阻，则等效电源内阻为10 Ω，其路端电压与电流的关系图象如图线乙所示：此时小灯泡功率有最小值．取图线甲与小灯泡伏安特性曲线交点：U1＝3.66 V，I1＝0.319 A，小灯泡的最大功率：P1＝U1I1≈1.17 W；取图线乙与小灯泡伏安特性曲线交点：U2＝1.77 V，I2＝0.222 A，小灯泡的最小功率：P2＝U2I2≈0.39W。 24．（14分）如图所示，P1Q1P2Q2和M1N1M2N2为水平放置的两足够长的平行导轨，整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小B＝0.4 T的匀强磁场中，P1Q1与M1N1间的距离为L1＝1.0 m，P2Q2与M2N2间的距离为L2＝0.5 m，两导轨电阻可忽略不计．质量均为m＝0.2 kg的两金属棒ab、cd放在导轨上，运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，并与导轨形成闭合回路．已知两金属棒位于两导轨间部分的电阻均为R＝1.0 Ω；金属棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.2，且与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．取重力加速度大小g＝10 m/s2.(1)在t＝0时刻，用垂直于金属棒的水平外力F向右拉金属棒cd，使其从静止开始沿导轨以a＝5.0 m/s2的加速度做匀加速直线运动，金属棒cd运动多长时间金属棒ab开始运动？(2)若用一个适当的水平外力F0(未知)向右拉金属棒cd，使其速度达到v2＝20 m/s后沿导轨匀速运动，此时金属棒ab也恰好以恒定速度沿导轨运动，求金属棒ab沿导轨运动的速度大小和金属棒cd匀速运动时水平外力F0的功率；(3)当金属棒ab运动到导轨Q1N1位置时刚好碰到障碍物而停止运动，并将作用在金属棒cd上的水平外力改为F1＝0.4 N，此时金属棒cd的速度变为v0＝30 m/s，经过一段时间金属棒cd停止运动，求金属棒ab停止运动后金属棒cd运动的距离．【答案】 (1)2 s   (2)v1＝5 m/s   12 W   (3)225 m【解析】(1)设金属棒cd运动t时间金属棒ab开始运动，根据运动学公式可知，此时金属棒cd的速度v＝at金属棒cd产生的电动势E2＝BL2v则通过整个回路的电流金属棒ab所受安培力金属棒ab刚要开始运动的临界条件为FA1＝μmg联立解得(2)设金属棒cd以速度v2＝20 m/s沿导轨匀速运动时，金属棒ab沿导轨匀速运动的速度大小为v1，根据法拉第电磁感应定律可得E＝BL2v2－BL1v1此时通过回路的电流金属棒ab所受安培力解得v1＝5 m/s以金属棒cd为研究对象，则有水平外力F0的功率为P0＝F0v2＝12 W(3)对于金属棒cd根据动量定理得设金属棒ab停止运动后金属棒cd运动的距离为x，根据法拉第电磁感应定律得根据闭合电路欧姆定律联立解得： 25．（18分）如图所示，光滑水平面上有一小车B，右端固定一沙箱，沙箱上连接一水平的轻质弹簧，小车与沙箱的总质量为M=2kg。车上在沙箱左侧距离s=1m的位置上放有一质量为m=1kg小物块A，物块A与小车的动摩擦因数为。仅在沙面上空间存在水平向右的匀强电场，场强E=2.0×103V/m。当物块A随小车以速度向右做匀速直线运动时，距沙面H=5m高处有一质量为的带正电的小球C，以的初速度水平向左抛出，最终落入沙箱中。已知小球与沙箱的相互作用时间极短，且忽略弹簧最短时的长度，并取g=10m/s2。求：(1)小球落入沙箱前的速度和开始下落时与小车右端的水平距离；(2)小车在前进过程中，弹簧具有的最大值弹性势能；(3)设小车左端与沙箱左侧的距离为L。请讨论分析物块A相对小车向左运动的整个过程中，其与小车摩擦产生的热量Q与L的关系式。。【答案】 (1)10m/s，方向竖直向下，15m    (2)9J    (3)①若时，  ②若时，。【解析】(1)小球C下落到沙箱的时间为，则竖直方向上：代入数据解得：t=1s小球在水平方向左匀减速运动：根据速度公式有：代入数据解得：，所以小球落入沙箱瞬间的速度：，方向竖直向下小球开始下落时与小车右端的水平距离：(2)设向右为正，在小球落快速落入沙箱过程中，小车（不含物块A）和小球的系统在水平方向动量守恒，设小球球入沙箱瞬间，车与球的共同速度为，则有：可得：由于小车速度减小，随后物块A相对小车向右运动并将弹簧压缩，在此过程中，A与小车（含小球）系统动量守恒，当弹簧压缩至最短时，整个系统有一共同速度，则有：解得：根据能的转化和守恒定律，弹簧的最大势能为：代入数据解得：（3）随后弹簧向左弹开物块A，假设A运动至车的左端时恰好与车相对静止。此过程中系统动量仍然守恒，所以系统具有的速度仍为：根据功能关系有：解得小车左端与沙箱左侧的距离为：分情况讨论如下：①若时，物块A停在距离沙箱左侧处与小车一起运动，因此摩擦产生的热量为：②若时，物块A最终会从小车的左端滑下，因此摩擦产生热量为： （二）选考题：共15分。请考生从2道物理题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。33．【选修3-3】（15分）（1）（5分）在用油膜法估测分子大小的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为，且滴溶液体积为。现取1滴溶液滴入撒有痱子粉的浅水盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上描绘出油酸膜的轮廓形状，再把玻璃板放在边长为的坐标纸上，算出油膜的面积。关于本实验，下列说法正确的是         。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）A．不用痱子粉，直接将1滴溶液滴入浅水盘也可以完成实验B．水面上形成的油酸薄膜的体积为C．估测油酸分子的直径为D．在坐标纸上数油膜轮廓内格子数以计算油膜的面积采用的是近似法E.用配制的油酸酒精溶液的原因是因为易于形成油酸的单分子油膜【答案】 BDE【解析】A．由于油酸薄膜在水面上不易观察，撒痱子粉是为了便于确定油酸薄膜的轮廓，A错误；B．1滴溶液中油酸酒精溶液的体积为，1滴溶液中油酸的体积为，即水面上形成的油酸薄膜的体积为，B正确；C．将油酸分子看作球体且一个一个的单层排列，忽略空隙，估测油酸分子的直径为C错误；D．在坐标纸上数油膜轮廓内格子数时，大于或等于半格时算一格，小于半格的不计，用总格子数乘以作为油膜的面积，采用的是近似法，D正确；E．因为纯油酸粘滞力较大，很难形成单分子油膜，油酸酒精溶液滴在水面上，酒精易挥发，易形成油酸的单分子油膜，E正确。故选BDE。 （2）（10分）如图所示，一个高L=18cm、内壁光滑的绝热汽缸，汽缸内部横截面积S=30cm2，缸口上部有卡环，一绝热轻质活塞封闭一定质量的气体，活塞与汽缸底部距离L1=9cm。开始时缸内气体温度为27℃，现通过汽缸底部电阻丝给气体缓慢加热。已知大气压强p=1×105Pa，活塞厚度不计，活塞与汽缸壁封闭良好且无摩擦。①封闭气体温度从27℃升高到127℃的过程中，气体吸收热量18J，求此过程封闭气体内能的改变量；②当封闭气体温度达到387℃时，求此时封闭气体的压强。【答案】 ①9J；②【解析】①活塞上升过程中封闭气体做等压变化，根据盖一吕萨克定律有解得气体温度为127℃时，活塞与汽缸底部距离此过程气体对外做的功根据热力学第一定律可知气体内能的增加量②设活塞刚好到达汽缸口卡环位置时，封闭气体的温度为，根据盖一吕萨克定律有解得所以封闭气体温度达到活塞已到达汽缸口卡环位置，根据查理定律有解得 34．【选修3-4】（15分）（1）（5分）如图所示，有一列沿轴正向传播的简谐横波，在时刻振源从点开始振动。当时，波刚好传到处的质点。下列对该简谐横波的分析中正确的是         。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）A．该简谐横波的周期是，波速是B．频率为的简谐横波与该波相遇时一定能够发生干涉现象C．该简谐横波遇到尺寸小于的障碍物时能够发生明显的衍射现象D．当时，该简谐横波上的点向右移动了E.若站在振源右侧的接收者以速度匀速向振源靠近，那么接收者接收到的频率一定大于【答案】 ACE【解析】A.由图可知该波的波长为，当时，波刚好传到处的质点，所以该波的周期为，该波的频率为，故波速，故A正确；B.两列波相遇时能够发生干涉的现象的条件是：两列波的频率相同，相位差恒定，故B错误；C.能够发生明显衍射现象的条件是：障碍物或小孔的尺寸比波长小或差不多，故C正确；D.简谐横波上的质点都在平衡位置上下振动，不会沿波的传播方向移动，故D错误；E.由多普勒效应可知接收者和波源相向运动时，接收者接收到的频率增大，故E正确。故选：ACE。 （2）（10分）图示为一由直角三角形和矩形组成的玻璃砖截面图。，，为的中点，。与平行的细束单色光从点入射，折射后恰好到达点。已知光在真空中速度大小为。求：①玻璃的折射率；②光从射入玻璃砖到第一次射出所用的时间。【答案】①；②【解析】①在玻璃砖中的光路如图所示：由几何关系知由折射定律得②设玻璃的临界角为，则由几何关系知由于光在面发生全反射，由几何关系知由于光从射入玻璃砖到第一次从点射出，由几何关系知，光从射入玻璃砖到第一次射出所用的时间结合解得