2019高考物理课时作业（十六）（含解析） 12页

课时作业(十六)一、选择题(共20个小题，3、4、6、7、14、15、18、19为多选，其余为单项选择，每题5分共100分)1．有一条两岸平直，河水均匀流动、流速恒为v的大河，小明驾着小船渡河，去程时船头朝向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直．去程与回程所用时间的比值为k，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为(　　)A.　　　　　　　　　B.C.D.答案　B解析　可设河宽为d，船在静水中的速度为vc，第一种情况时时间t1＝，第二种情况为t2＝，＝k，可得出B项是正确的．2．(2018·遂宁模拟)如图所示，放于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，质量为m的带孔小球穿于环上，同时有一长为R的细绳一端系于球上，另一端系于圆环最低点，绳的最大拉力为2mg.当圆环以角速度ω绕竖直直径转动时，发现小球受三个力作用．则ω可能为(　　)A．3B.C.D.答案　B解析　因为圆环光滑，所以这三个力肯定是重力、环对球的弹力、绳子的拉力．细绳要产生拉力，绳要处于拉伸状态，根据几何关系可知，此时细绳与竖直方向的夹角为60°.当圆环旋转时，小球绕竖直轴做圆周运动，向心力由三个力在水平方向的合力提供，其大小为F＝mω2r，根据几何关系，其中r＝Rsin60°一定，所以当角速度越大时，所需要的向心力越大，绳子拉力越大，所以对应的临界条件是小球在此位置刚好不受拉力，此时角速度最小，需要的向心力最小，对小球进行受力分析得Fmin＝mgtan60°，即mgtan60°＝mωmin2Rsin60°，解得ωmin＝；当绳子的拉力达到最大时，角速度达到最大，同理可知，最大角速度为ωmax＝n，故只有B项正确．3．如图所示，质量为3m的竖直光滑圆环A的半径为R，固定在质量为2m的木板B上，木板B的左右两侧各有一竖直挡板固定在地面上，B不能左右运动．在环的最低点静止放有一质量为m的小球C.现给小球一水平向右的瞬时速度v0，小球会在圆环内侧做圆周运动，为保证小球能通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上跳起，初速度v0必须满足(　　)A．最小值为B．最大值为3C．最小值为D．最大值为答案　CD解析　在最高点，速度最小时有：mg＝m解得：v1＝.从最高点到最低点的过程中，机械能守恒，设最低点的速度为v′1，根据机械能守恒定律，有：2mgR＋mv12＝mv′12解得：v′1＝.要使环不在竖直方向上跳起，环对球的压力最大为：F＝2mg＋3mg＝5mg从最高点到最低点的过程中，机械能守恒，设此时最低点的速度为v′2，在最高点，速度最大时有：mg＋5mg＝m解得：v2＝.根据机械能守恒定律有：2mgR＋mv22＝mv′22解得：v′2＝.所以保证小球能通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上跳起，在最低点的速度范围为：≤v≤.故C、D两项正确，A、B两项错误．故选C、D两项．4.(2018·浦东新区三模)如图所示，拖拉机后轮的半径是前轮半径的两倍，A和B是前轮和后轮边缘上的点，若车行进时车轮没有打滑，则(　　)nA．两轮转动的周期相等B．前轮和后轮的角速度之比为2∶1C．A点和B点的线速度大小之比为1∶2D．A点和B点的向心加速度大小之比为2∶1答案　BD解析　B项，根据v＝ωr和vA＝vB，可知A、B两点的角速度之比为2∶1；故B项正确．A项，据ω＝和前轮与后轮的角速度之比2∶1，求得两轮的转动周期为1∶2，故A项错误．C项，A、B分别为同一传动装置前轮和后轮边缘上的一点，所以vA＝vB，故C项错误．D项，由a＝，可知，向心加速度与半径成反比，则A与B点的向心加速度之比为2∶1，故D项正确．故选B、D两项．5．设地球自转周期为T，质量为M，引力常量为G，假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R.同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为(　　)A.B.C.D.答案　A解析　物体在南极地面所受的支持力等于万有引力，F＝　①，在赤道处，F万－F′＝F向，得F′＝F万－F向，又F向＝mR，则F′＝－mR　②，由①②式，可得，A项正确．6．(2018·城中区校级模拟)我国的火星探测计划在2018年展开，在火星发射轨道探测器和火星巡视器．已知火星的质量约为地球质量的，火星的半径约为地球半径的.下列说法中正确的是(　　)A．火星探测器的发射速度应大于第一宇宙速度且小于第二宇宙速度B．火星探测器的发射速度应大于第二宇宙速度且小于第三宇宙速度C．火星表面与地球表面的重力加速度之比为4∶9D．火星探测器环绕火星运行的最大速度约为地球的第一宇宙速度的倍答案　BC解析　A、B项，火星探测器前往火星，脱离地球引力束缚，还在太阳系内，n发射速度应大于第二宇宙速度、可以小于第三宇宙速度，故A项错误，B项正确．C项，根据表面物体受到的引力等于表面物体的重力，即G＝m0g，结合火星的质量约为地球质量的，火星的半径约为地球半径的，那么火星表面与地球表面的重力加速度之比为4∶9，故C项正确；D项，由＝m得，v＝已知火星的质量约为地球的，火星的半径约为地球半径的，火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍，故D项错误．故选B、C两项．7．(2018·湖南二模)嫦娥三号”于2013年12月2日在中国西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭送入太空，12月14日成功软着陆于月球雨海西北部，12月15日完成着陆器和巡视器分离，并陆续开展了“观天、看地、测月”，的科学探测和其他预定任务．如图所示为“嫦娥三号”释放出的国产“玉兔”号月球车，若该月球车在地球表面的重力为G1，在月球表面的重力为G2，已知地球半径为R1，月球半径为R2，地球表面处的重力加速度为g，则(　　)A．月球表面处的重力加速度为gB．月球车内的物体处于完全失重状态C．地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为D．地球与月球的质量之比为答案　AC解析　A项，重力加速度：g＝，故地球表面处的重力加速度与月球表面处的重力加速度之比为G1∶G2，故月球表面处的重力加速度为g，故A项正确；B项，在月球表面，月球车内的物体受重力和支持力，不是失重，故B项错误；C项，n第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度：v＝，故地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比：＝＝，故C项正确；D项，根据g＝，有：M＝，故地球的质量与月球的质量之比为：＝，故D项错误；故选A、C两项．8.如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行．已知在t＝0到t＝t1的时间间隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右．设电流i正方向与图中箭头方向相同，则i随时间t变化的图线可能是(　　)答案　A解析　要求框中感应电流顺时针，根据楞次定律，可知框内磁场要么向里减弱(载流直导线中电流正向减小)，要么向外增强(载流直导线中电流负向增大)．线框受安培力向左时，载流直导线电流一定在减小，线框受安培力向右时，载流直导线中电流一定在增大，故答案选A项．9．地球表面附近某区域存在大小为150N/C、方向竖直向下的电场．一质量为1.00×10－4kg、带电量为－1.00×10－7C的小球从静止释放，在电场区域内下落10.0m．对此过程，该小球的电势能和动能的改变量分别为(重力加速度大小取9.80m/s2，忽略空气阻力)(　　)A．－1.50×10－4J和9.95×10－3JB．1.50×10－4J和9.95×10－3JC．－1.50×10－4J和9.65×10－3JD．1.50×10－4J和9.65×10－3J答案　D解析　电场力做功只与初末位置的电势差有关，电场力做正功电势能减少，电场力做负功，电势能增加．小球带负电，受到的电场力沿竖直方向向上，所以下落过程，电场力做负功，n电势能增加，A、C项错误；W电＝Eqh＝1.00×10－7C×150N/C×10m＝1.5×10－4J，根据动能定理，合力做功等于动能的变化，有：WG－W电＝(mg－Eq)h＝(9.8×10－4－1.00×10－7×150)×10J＝9.65×10－3J，D项正确．10．据报道，天文学家近日发现了一颗距地球40光年的“超级地球”，名为“55Cancrie”该行星绕母星(中心天体)运行的周期约为地球绕太阳运行周期的，母星的体积约为太阳的60倍．假设母星与太阳密度相同，“55Cancrie”与地球都做匀速圆周运动，则“55Cancrie”与地球的(　　)A．轨道半径之比约为B．轨道半径之比约为C．向心加速度之比约为D．向心加速度之比约为答案　B解析　设行星的质量为m，恒星的质量为M，体积为V.对行星，由万有引力提供向心力得G＝m()2r，行星的轨道半径为r＝＝，所以r∝，B项正确，A项错误；行星的向心加速度为a＝()2r，所以a∝，C、D两项错误．11．太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少．太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近(　　)A．1036kgB．1018kgC．1013kgD．109kg答案　D解析　本题意在考查考生对爱因斯坦质能方程的运用能力，根据ΔE＝Δmc2，得Δm＝＝kg≈4.4×109kg.12．在国际单位制(简称SI)中，力学和电学的基本单位有：m(米)、kg(千克)、s(秒)、A(安培)．导出单位V(伏特)用上述基本单位可表示为(　　)A．m2·kg·s－4·A－1B．m2·kg·s－3·A－1C．m2·kg·s－2·A－1D．m2·kg·s－1·A－1答案　Bn13.如图，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块．假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．现给木块施加一随时间t增大的水平力F＝kt(k是常数)，木板和木块加速度的大小分别为a1和a2，下列反映a1和a2变化的图线中正确的是(　　)答案　A解析　主要考查摩擦力和牛顿第二定律．木块和木板之间相对静止时，所受的摩擦力为静摩擦力．在达到最大静摩擦力前，木块和木板以相同加速度运动，根据牛顿第二定律a1＝a2＝.木块和木板相对运动时，a1＝恒定不变，a2＝－μg.所以选A项．14．(2018·乐山模拟)如图甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为55∶6，其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈通过电流表与负载电阻R＝48Ω相连．若交流电压表和交流电流表都是理想电表，则下列说法中正确的是(　　)A．变压器输入电压的最大值是220VB．若电流表的示数为0.50A，变压器的输入功率是12WC．原线圈输入的正弦交变电流的频率是50HzD．电压表的示数是24V答案　BC解析　A项，由图乙可知交流电压最大值Um＝220V，故A项错误；B项，理想变压器原、副线圈匝数之比为55∶6，电阻R的电压为U2＝·U1＝×220V＝24V，电压表的示数是24V．电阻为48Ω，所以流过电阻中的电流为0.5A，变压器的输入功率是：P入＝P出＝＝W＝12W．故B项正确，D项错误；C项，由图乙可知交流电周期T＝0.02s，可由周期求出正弦交变电流的频率是50Hz，故Cn项正确．故选B、C两项．15．(2018·资阳模拟)如图所示，半径为R的圆形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，一带正电粒子以速度v1从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过t1时间射出磁场．另一相同的带电粒子以速度v2从距离直径AOB的距离为的C点平行于直径AOB方向射入磁场，经过t2时间射出磁场．两种情况下，粒子射出磁场时的速度方向与初速度方向间的夹角均为60°.不计粒子受到的重力，则(　　)A．v1∶v2＝∶1B．v1∶v2＝∶1C．t1＝t2D．t1>t2答案　AC解析　A、B项，如图由几何知识知R1＝Rtan60°，R2＝R，根据牛顿运动定律知Bqv＝m知r＝与v成正比，故v1∶v2＝R1∶R2＝Rtan60°∶R＝∶1，故A项正确，B项错误；由周期T＝知两粒子周期相同，在磁场中运动的时间为t＝T决定于角度，角度θ相同，则时间相同，故C项正确，D项错误．故选A、C两项．16.图示为一个内、外半径分别为R1和R2的圆环状均匀带电平面，其单位面积带电量为σ.取环面中心O为原点，以垂直于环面的轴线为x轴．设轴上任意点P到O点的距离为x，P点电场强度的大小为E.下面给出E的四个表达式(式中k为静电力常量)，其中只有一个是合理的．你可能不会求解此处的场强E，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断．根据你的判断，E的合理表达式应为(　　)A．E＝2πkσ(－)xB．E＝2πkσ(－)xnC．E＝2πkσ(＋)xD．E＝2πkσ(＋)x答案　B解析　本题为电场类题目，考查的知识点抽象，题型新颖，要求学生具有一定的分析判断能力，大部分学生乍一看题目就感到无从下手．但本题若采用极限法和单位法进行分析，便可快速作答．由单位法，可知A、C项等号两边单位不一致，故排除A、C项．用极限知识若取x→∞时E→0，而D项中化简得E→4πκσ故排除D项；所以，由极限法知正确的只能为B项．17.如图所示，有两个相邻的有界匀强磁场区域，磁感应强度的大小均为B，磁场方向相反，且与纸面垂直，磁场区域在x轴方向宽度均为a，在y轴方向足够长．现有一高为a的正三角形导线框从图示位置开始向右沿x轴方向匀速穿过磁场区域．若以逆时针方向为电流的正方向，在选项图中，线框中感应电流i与线框移动的位移x的关系图像正确的是(　　)答案　C解析　线圈向右开始运动后，在0～a这段位移内，穿过线圈的磁场向里且磁通量增加，根据楞次定律可判断出感应电流为逆时针，在a～2a这段位移内，向里穿过线圈的磁通量减少，且向外穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律可判断出感应电流为顺时针，在2a～3a位移内，穿过线圈的磁通量向外且减少，由楞次定律可判断出感应电流为逆时针，C项正确．18．(2018·江苏南京二模)如图所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角n，M、P两端接一阻值为R的定值电阻，阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其他部分电阻不计．整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下．t＝0时对金属棒施一平行于导轨的外力F，金属棒由静止开始沿导轨向上做匀加速直线运动．下列关于穿过回路abPMa的磁通量变化量ΔΦ、磁通量的瞬时变化率、通过金属棒的电荷量q随时间t变化以及a、b两端的电势差U随时间t变化的图像中，正确的是(　　)答案　BD解析　设加速度为a，运动的位移x＝at2，磁通量变化量ΔΦ＝BLx＝BLat2，ΔΦ∝t2，A项错误；感应电动势E＝＝BLat，故∝t，B项正确；U＝＝t；U∝t，D项正确；电荷量q＝，因为ΔΦ∝t2，所以q∝t2，C项错误．19．(2018·山东省烟台市高三)如图所示，同一竖直面内的正方形导线框a、b的边长均为l，电阻均为R，质量分别为2m和m.它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，在两导线框之间有一宽度为2l、磁感应强度大小为B、方向垂直竖直面的匀强磁场区域．开始时，线框b的上边与匀强磁场的下边界重合，线框a的下边到匀强磁场的上边界的距离为l.现将系统由静止释放，当线框b全部进入磁场时，a、b两个线框开始做匀速运动．不计摩擦和空气阻力，则(　　)nA．a、b两个线框匀速运动的速度大小为B．线框a从下边进入磁场到上边离开磁场所用时间为C．从开始运动到线框a全部进入磁场的过程中，线框a所产生的焦耳热为mglD．从开始运动到线框a全部进入磁场的过程中，两线框共克服安培力做功为2mgl答案　BC解析　当线框b全部进入磁场时，a的下边刚进入磁场，则此时两线圈匀速运动，则mg＋F安＝2mg，而F安＝，解得v＝，A项错误；线框a从下边进入磁场到上边离开磁场的过程，两线圈一直做匀速运动，则所用的时间t＝＝，故B项正确；从开始运动到线框a全部进入磁场的过程中，因为两线圈匀速运动，故线框a所产生的焦耳热等于两线圈的重力势能的减小量：Q＝ΔEp＝2mgl－mgl＝mgl，C项正确；从开始运动到线框a全部进入磁场的过程中，两线框共克服安培力做功等于产生的电能，即大小大于mgl而小于2mgl，D项错误；故选B、C两项．20.(2017·辽宁省沈阳市)如图所示，初始时刻静止在水平面上的两物体A、B堆叠在一起，现对A施加一水平向右的拉力F，下列说法正确的是(　　)A．若地面光滑，无论拉力F为多大，两物体一定不会发生相对滑动B．若地面粗糙，A向右运动，B是否运动取决于拉力F的大小C．若两物体一起运动，则A、B间无摩擦力D．若A、B间发生相对滑动，则物体B的加速度大小与拉力F无关答案　D解析　若地面光滑，两物体间接触也是光滑的，则A、B间一定有相对滑动，A、C项错误；n若地面粗糙，A向右运动，B是否运动取决于AB间摩擦力的大小，B项错误；若A、B间发生相对滑动，A对B的作用是滑动摩擦力，其大小与F无关，所以B的加速度大小与F无关，D项正确；故选D项．