高考物理自我提升综合能力系列含答案提升练习九 13页

高考物理自我提升综合能力系列（含答案）-提升练习（九）‎ 一、选择题 ‎1、如图甲，一带电物块无初速度地放上皮带轮底端，皮带轮以恒定大小的速率沿顺时针传动，该装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，物块由底端E运动至皮带轮顶端F的过程中，其v﹣t图象如图乙所示，物块全程运动的时间为4.5s，关于带电物块及运动过程的说法正确的是（　　）‎ A．该物块带负电 B．皮带轮的传动速度大小一定为1m/s C．若已知皮带的长度，可求出该过程中物块与皮带发生的相对位移 D．在2s～4.5s内，物块与皮带仍可能有相对运动 ‎2、如图所示，质量为m，电量为q的带正电的物体，在磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，沿动摩擦因数为μ的水平面向左运动，则（　　）‎ A．若另加一个电场强度为，方向水平向右的匀强电场，物体做匀速运动 B．若另加一个电场强度为，方向竖直向上的匀强电场，物体做匀速直线运动 C．物体的速度由v减小到零所用的时间等于 D．物体的速度由v减小到零所用的时间小于 ‎3、如图所示，一个带正电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场中，现给滑环一个水平向右的瞬时作用力，使其由静止开始运动，则滑环在杆上运动情况不可能的是（    ）‎ A、始终做匀速运动 B、始终做减速运动，最后静止于杆上 C、先做加速运动，最后做匀速运动 D、先做减速运动，最后做匀速运动 ‎4、如图所示，一个质量为3.0kg的物体，放在倾角为θ=30°的斜面上静止不动．若用竖直向上的力F=5.0N提物体，物体仍静止，（g=10m/s2）下述结论正确的是（  ）‎ A．物体受到的摩擦力不变     B．物体对斜面的作用力减小5.0 N C．斜面受到的压力减小5.0 N   D．物体受到的合外力减小5.0 N ‎5、如图所示，在水平向右做匀加速直线运动的平板车上有一圆柱体，其质量为m且与竖直挡板及斜面间均无摩擦．当车的加速度a突然增大时，斜面对圆柱体的弹力F1和挡板对圆柱体的弹力F2的变化情况是(斜面倾角为θ)(　　)‎ A．F1增大，F2不变  B．F1增大，F2增大 C．F1不变，F2增大  D．F1不变，F2减小 二、多项选择 ‎6、如图所示，两相同物块分别放置在对接的两固定斜面上，物块处在同一水平面内，之间用细绳连接，在绳的中点加一竖直向上的拉力F，使两物块处于静止状态，此时绳与斜面间的夹角小于90°.当增大拉力F后，系统仍处于静止状态，下列说法正确的是(　　)‎ A．绳受到的拉力变大 B．物块与斜面间的摩擦力变小 C．物块对斜面的压力变小 D．物块受到的合力不变 ‎7、用具有一定动能的电子轰击大量处于基态的氢原子，使这些氢原子被激发到量子数为n（n＞2）的激发态。此时出现的氢光谱中有N条谱线，其中波长的最大值为。现逐渐提高入射电子的动能，当动能达到某一值时，氢光谱中谱线数增加到N′条，其中波长的最大值变为。下列各式中可能正确的是：‎ A．N′= N ＋n    B．N′= N ＋n－1     C．＞       D．＜‎ ‎8、在如图所示电路中，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合电键S，当R2的滑动触片P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电流表、电压表的示数分别用I、U1、U2、U3表示，它们示数变化量的大小分别用△I、△U1、△U2和△U3表示．则下列分析判断正确的是（ ）                                                  ‎ ‎　   A． 不变，不变    B． 变大，变大 ‎　   C． 变大，不变    D． 变大，不变 ‎9、如图1－5－10所示，水平固定的小圆盘A，其带电荷量为Q，电势为零，从圆盘中心O处由静止释放一个质量为m、带电荷量为＋q的小球，由于电场的作用，小球竖直上升的高度可达圆盘中心竖直线上的c点，O到 c之间距离为h而到圆盘中心竖直线上的b点时，小球速度最大，因此可知在Q所形成的电场中，可以确定的物理量是(　　)‎ 图1－5－10‎ A．b点场强                      B．c点场强 C．b点电势                      D．c点电势 三、实验,探究题 ‎10、有一个小灯泡上标有“4.8V  2W”的字样，现在测定小灯泡在不同电压下的电功率，并作出小灯泡的电功率P与它两端电压的平方U2的关系曲线．有下列器材可供选用：‎ A．电压表V1（0～3V，内阻3kΩ）　　      B．电压表V2（0～15V，内阻15kΩ）‎ C．电流表A（0～0.6A，内阻约1Ω）       D．定值电阻R1＝3kΩ E．定值电阻R2＝15kΩ                            F．滑动变阻器R（10Ω，2A）‎ G．学生电源（直流6V，内阻不计）‎ H．开关、导线若干 ‎（1）实验中所用电压表应选用     ，定值电阻应选用     （均用序号字母填写）；‎ ‎（2）为尽量减小实验误差，并要求从零开始多取几组数据，且各电表指针偏转角度大于满偏的1/3，请在方框内画出满足实验要求的电路图；‎ ‎（3）利用上述实验电路图测出的电压表读数UV与此时小灯泡两端电压U的定量关系是   ,下图的四个图象中可能正确的是    ．‎ ‎11、某同学将铜片和锌片插入水果中制成一个“水果电池”，该同学利用下列所给器材测量水果电池的电动势E和内阻r。‎ A. 电流表（内阻，满偏电流）‎ B. 电流表（量程20mA，内阻约2）‎ C. 滑动变阻器（）‎ D. 电阻箱（0~9999.9）‎ E. 待测水果电池（电动势E约4V，内阻r约）‎ F. 开关S，导线若干 ‎（1）实验中用电流表改装成量程的电压表，需串联一个阻值为____的电阻；‎ ‎（2）用电流表和改装成的电压表测量水果电池的电动势和内阻，为尽量减小实验的误差，请在虚线方框中画出实验电路图；‎ ‎（3）该同学实验中记录的6组对应的数据如下表，试根据表中数据在下图中描点画出图线；由图线可得，水果电池的电动势E=________V，内电阻r=___________；‎ ‎4.0‎ ‎5.0‎ ‎8.0‎ ‎10.0‎ ‎12.0‎ ‎14.0‎ U/V ‎3.04‎ ‎2.85‎ ‎2.30‎ ‎1.90‎ ‎1.50‎ ‎1.14‎ ‎（4）实验测得的水果电池的电动势与真实值相比，____________（选填“大于”、“小于”或“等于”）。‎ 四、综合题 ‎12、如图1所示，宽度为d的竖直狭长区域内(边界为L1、L2)，存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图2所示)，电场强度的大小为E0，E>0表示电场方向竖直向上．t＝0时，一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度v射入该区域，沿直线运动到Q点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的N2点．Q为线段N1N2的中点，重力加速度为g.上述d、E0、m、v、g为已知量．‎ ‎(1)求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小．‎ ‎(2)求电场变化的周期T.‎ ‎(3)改变宽度d，使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域，求T的最小值．‎ ‎13、如图所示，让摆球从图中的C点由静止开始摆下，摆到最低点D处，摆线刚好被拉断，小球在粗糙的水平面上由D点向右做匀减速运动，到达A孔进入半径R=0.3m的竖直放置的光滑圆弧轨道，当摆球进入圆轨道立即关闭A孔。已知摆线长L=2m，θ=60°，小球质量为m=0.5kg，D点与小孔A的水平距离s=2m，g取10m/s2。试求：‎ ‎（1）求摆线能承受的最大拉力为多大？‎ ‎（2）要使摆球能进入圆轨道并且不脱离轨道，求粗糙水平面摩擦因数μ的范围？‎ ‎14、如图甲所示，一光滑绝缘板组成的直角支架MLK，水平板LK长为l=0.91m，距离水平地面高为h=2m，竖直板ML足够长，两板连接处有一小孔．水平板上方存在E1=2N/C的匀强电场，电场方向与水平方向成θ角，指向右上方，θ为45°至90°的某一确定值．竖直线MQ左侧有电场和磁场（甲图中均未画出），已知竖直方向的电场E2分布在MQ左侧整个空间，与纸面垂直的磁场只分布在NP与MQ两平行线之间，区间水平宽度为d=1m，磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示，规定磁场垂直纸面向里为正方向．水平板LK上表面右边缘处有一质量m=0.1kg、电荷量q=0.1C的带负电小球，以初速度V0=0.6m/s向左对准小孔运动．通过小孔后进入左侧空间恰好作匀速圆周运动．小球刚进入磁场时记作t=0时刻．假定小球与竖直板碰撞时间极短，且无动能损失，小球可视为质点，小球电量保持不变，g=10m/s2．求：‎ ‎（1）电场强度E2的大小和方向．‎ ‎（2）在θ的取值范围内，小球在磁场中运动的时间最短为多少？‎ ‎（3）在θ的取值范围内，小球在P点左侧的水平地面上的落点与P点的最大距离？（计算结果可以用根号表示）．‎ ‎15、如图所示，水平面的动摩擦因数，一轻质弹簧，左端固定在点，自然状态时其右端位于点。水平面右侧有一竖直光滑圆形轨道在点与水平面平滑连接，圆心，半径。另一轻质弹簧一端固定在点的轴上，一端拴着一个小球，弹簧的原长为，劲度系数。用质量的物块将弹簧缓慢压缩到点（物体与弹簧不拴接），释放后物块恰运动到点停止，间距离。换同种材料、质量的物块重复上述过程。（物块、小球均视为质点，）求：‎ ‎（1）物块到点时的速度大小；‎ ‎（2）若小球的质量也为，若物块与小球碰撞后交换速度，论证小球是否能通过最高点。若能通过，求出轨道最高点对小球的弹力；若不能通过，求出小球离开轨道时的位置和连线与竖直方向的夹角；‎ ‎（3）在（2）问的基础上，若将拴着小球的弹簧换为劲度系数，再次求解。‎ ‎16、如图所示，可看成质点的A物体叠放在上表面光滑的B物体上，一起以v0的速度沿光滑的水平轨道匀速运动，与静止在同一光滑水平轨道上的木板C发生完全非弹性碰撞，B、C的上表面相平且B、C不粘连，A滑上C后恰好能到达C板的最右端，已知A、B、C质量均相等，木板C长为L，求 ‎①A物体的最终速度 ‎②A在木板C上滑行的时间 参考答案 一、选择题 ‎1、解：由图乙可知，物块做加速度逐渐减小的加速运动．物块的最大速度是1m/s．‎ A、对物块进行受力分析可知，开始时物块受到重力、支持力和摩擦力的作用，设动摩擦因数为μ，沿斜面的方向：‎ μFN﹣mgsinθ=ma  ①‎ 物块运动后，又受到洛伦兹力的作用，加速度逐渐减小，由①式可知，物块的加速度逐渐减小，一定是FN逐渐减小，而开始时：FN=mgcosθ，后来：FN′=mgcosθ﹣f洛，即洛伦兹力的方向是向上的．物块沿传送带向上运动，由左手定则可知，物块带正电．故A错误；‎ B、D、物块向上运动的过程中，洛伦兹力越来越大，则受到的支持力越来越小，结合①式可知，物块的加速度也越来越小，当加速度等于0时，物块达到最大速度，此时：‎ mgsinθ=μ（mgcosθ﹣f洛）   ②‎ 由②可知，只要传送带的速度大于等于1m/s，则物块达到最大速度的条件与传送带的速度无关，所以传送带的速度可能是1m/s，有可能是大于1m/s，物块可能相对于传送带静止，有可能相对于传送带不静止．故B错误，D正确；‎ C、由以上的分析可知，传送带的速度不能判断，所以若已知皮带的长度，也不能求出该过程中物块与皮带发生的相对位移．故C错误．‎ 故选：D ‎2、解：A、对物体受力分析，受重力、支持力，洛伦兹力和滑动摩擦力；根据左手定则，洛伦兹力向下．‎ 若另加一个水平向右的电场，电场力的方向向右，与摩擦力方向相同，合外力不为零，滑块不可能做匀速直线运动．故A错误；‎ B、若另加一个竖直向上的电场，电场力的方向向上，当qE=（mg+qvB），即E=时，支持力为零，摩擦力为零，则合外力为零，滑块可能做匀速直线运动．故B正确；‎ CD、由于合力向右，物体向左做减速运动；由于摩擦力f=μ（mg+qvtB），随速度的减小不断减小，摩擦力f不断减小，加速度不断减小，不是匀变速运动，故物体的速度由v减小到零所经历的时间t，由动量定理得 ‎﹣ft=0﹣mv．‎ 得 t=＞．故CD错误；‎ 故选：B．‎ ‎3、C ‎ ‎4、B ‎ ‎5、C ‎ 二、多项选择 ‎6、ACD ‎ ‎7、AC ‎8、ACD ‎ ‎9、AD ‎ 三、实验,探究题 ‎10、A（1分），D（1分）‎ ‎（2）电路图如图（2分） （3）（1分），C（1分）‎ ‎11、（1）1985（2分）‎ ‎（2）如下图所示（图中直接画电压表代替和，同样给分；电路中有错不给分）（2分）‎ ‎（3）图略（2分），（2分，填3.70V~3.95V均给分），（2分，填均给分）‎ ‎（4）等于（2分）‎ 四、综合题 ‎12、 解析：(1)微粒做直线运动，则mg＋qE0＝qvB①‎ 微粒做圆周运动，则mg＝qE0②‎ 联立①、②得q＝③‎ B＝④‎ ‎(2)设微粒从N1运动到Q的时间为t1，做圆周运动的周期为t2，则＝vt1⑤‎ qvB＝m⑥‎ ‎2πR＝vt2⑦‎ 联立③④⑤⑥⑦得t1＝；t2＝⑧‎ 电场变化的周期T＝t1＋t2＝＋⑨‎ ‎(3)若微粒能完成题述的运动过程，要求d≥2R⑩‎ 联立③④⑥得R＝⑪‎ 设在N1Q段直线运动的最短时间为t1 min，由⑤⑩⑪得t1 min＝‎ 因t2不变，T的最小值Tmin＝t1 min＋t2＝.‎ 答案：(1)q＝　B＝　(2)＋　(3)‎ ‎13、（1）mg(L-Lcosθ)=mvD2  ；  Fm-mg=m   得：Fm =2mg=10N ‎（2）要保证小球能达到A孔，-μ1mgs=0-mvD2     可得：μ1=0.5‎ 小球不脱圆轨道分两种情况：①若进入A孔的速度较小，那么将会在圆心以下做等幅摆动，其临界情况为到达圆心等高处速度为零，由机械能守恒可得： mvA2=mgR 由动能定理可得：-μ2mgs=mvA2-mvD2   可求得：μ2=0.35‎ ‎②若小球能过圆轨道的最高点则不会脱离轨道，在圆周的最高点：mg=m 由动能定理可得：-μ3mgs-2mgR= mv2-mvD2            解得：μ3=0.125‎ 综上所以摩擦因数μ的范围为：0.35≤μ≤0.5或者μ≤0.125‎ ‎（1）10N  （2）0.35≤μ≤0.5或者μ≤0.125‎ ‎14、（1）小球在MQ左侧做匀速圆周运动，重力与电场力合力为零，即：qE2=mg，‎ 代入数据解得：E2=10N/C，电场力竖直向上，小球带负电，场强竖直向下；‎ ‎（2）小球在平台上向右做匀加速运动，由动能定理得：‎ qE1Lcosθ=mv2﹣mv02，45°≤θ≤90°，‎ 代入数据解得：vmax=2m/s，‎ 小球通过MN后的速度为：0.6m/s≤v≤2m/s，‎ 小球在MQ右侧磁场区域做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m，‎ 解得：R=，‎ 粒子做圆周运动的半径：0.15m≤R1≤0.5m，0.6m≤R2≤2m；‎ 小球做圆周运动的周期：T=，T1==，T2==2π，‎ 小球进入磁场后向左瞬时针方向的匀速圆周运动，运动时间：t1==T1，‎ 然后与ML碰撞，碰撞后小球速度水平向左，然后沿逆时针方向做匀速圆周运动，当小球速度最大为2m/s时逆时针做圆周运动的轨道半径最大为2m，此时小球在磁场中转过的圆心角θ最小，运动时间最短，有：sinθ==，‎ 得：θ=30°，‎ 粒子的运动时间为：t2=T2=，‎ 粒子的最短运动时间为：t=t1+t2=s；‎ ‎（3）小球以最大速度离开磁场时落地点的水平距离最大，‎ vx=v最大cosθ=2cos30°=m/s，‎ vy=v最大sinθ=2sin30°=1m/s，‎ 在竖直方向，小球所受重力与电场力合力为零，小球做匀速直线运动，有：‎ h+2R1最大﹣（R2最大﹣R2最大cosθ）=vyt，‎ 解得：t=（1+）s，‎ 小球在P点左侧的水平地面上的落点与P点的最大距离为：x=vxt=（3+）m；‎ 答：（1）电场强度E2的大小为10N/C，方向：竖直向下．‎ ‎（2）在θ的取值范围内，小球在磁场中运动的时间最短为s；‎ ‎（3）在θ的取值范围内，小球在P点左侧的水平地面上的落点与P点的最大距离为（3+）m．‎ ‎15、解析：（1）从B到C的过程：（2分）‎ 从B到C的过程：（2分）‎ 联立解得：（1分）‎ ‎（2）碰后交换速度，小球以向上运动，假设能到高点，从C到D的过程：‎ ‎（2分）‎ 解得：‎ 对D点：（2分）‎ 解得：，求解结果的合理性，说明假设是正确的，小球可以通过最高点（2分）‎ ‎（3）假设能到高点，最高点弹力：‎ 解得：，求解结果的不合理，说明假设是错误的，小球不可以通过最高点（2分）‎ 小球离开轨道时的位置E和连线与竖直方向的夹角，此时小球速度 由动能定理：（2分）‎ 对E点：（2分）‎ 联立解得：，即（1分）‎ ‎16、【答案解析】：①v0；②．解析：①设、、的质量为， 、碰撞过程中动量守恒，‎ 令、碰后的共同速度为，则，解得，   ‎ ‎、共速后以的速度滑上,滑上后，、脱离 ‎、相互作用过程中动量守恒，设最终、的共同速度，‎ 则       解得  ②在、相互作用过程中，根据功能关系有 ‎（为、间的摩擦力）   代入解得·    此过程中对，根据动量定理有 ‎      代入相关数据解得   ‎