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- 2021-06-01 发布
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选择题专练(六)
(限时:20分钟)
二、选择题:本题共8小题,每小题6分,共48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.物理关系式不仅反映了物理量之间的关系,也确定了单位间的关系.如关系式U=IR既反映了电压、电流和电阻之间的关系,也确定了V(伏)与A(安)和Ω(欧)的乘积等效,现有物理量单位:m(米)、s(秒)、J(焦)、W(瓦)、C(库)、F(法)、A(安)、Ω(欧)和T(特),由它们组合的单位与电压单位V(伏)不等效的是( )
A.J/C B.C/F
C.C·T·m/s D.W·Ω
答案 C
解析 由电场力做功的公式W=qU,知U=,所以单位J/C与电压单位V等效,选项A不符合题意;由U=可知,C/F是和电压单位V等效的,选项B不符合题意;由F=qvB知,C·T·m/s是力的单位,是与N等效的,选项C符合题意;由P=可得U=,所以W·Ω是和电压的单位等效的,选项D不符合题意.
15.甲、乙两汽车同向匀速行驶,乙在前,甲在后.某时刻两车司机听到警笛提示,同时开始刹车,结果两车刚好没有发生碰撞,如图1为两车刹车后匀减速运动的v-t图象.以下分析正确的是( )
图1
A.甲车刹车的加速度的大小为0.5 m/s2
B.两车开始刹车时的距离为100 m
C.两车刹车后间距一直在减小
D.两车都停下来后相距25 m
答案 B
解析 由题图可知,两车速度相等时,经历的时间为20 s,甲车的加速度a1= m/s2=-1 m/s2,
乙车的加速度a2=- m/s2=-0.5 m/s2,
此时甲车的位移
x甲=v甲t+a1t2=25×20 m-×1×400 m=300 m,
乙车的位移
x乙=v乙t+a2t2=15×20 m-×0.5×400 m
=200 m,
两车刚好没有发生碰撞,则开始刹车时两车的距离Δx=300 m-200 m=100 m,故A错误,B正确;两车刹车后甲的速度先大于乙的速度,两者距离减小,后甲的速度小于乙的速度,两者距离增大,故C错误;20 s时,甲、乙的速度都为v=v甲+a1t=25 m/s-20 m/s=5 m/s,根据图象与坐标轴围成的面积表示位移可知,两车都停下来后相距Δx′=×(30-25)×5 m=12.5 m,故D错误.
16.(2018·安徽省安庆市二模)如图2所示,物块A放在木板B上,A、B的质量均为m,A、B之间的动摩擦因数为μ,B与地面之间的动摩擦因数为.若将水平力作用在A上,使A刚好要相对B滑动,此时A的加速度为a1;若将水平力作用在B上,使B刚好要相对A滑动,此时B的加速度为a2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则a1与a2的比为( )
图2
A.1∶1 B.2∶3
C.1∶3 D.3∶2
答案 C
解析 当水平力作用在A上,使A刚好要相对B滑动,临界情况是A、B的加速度相等,隔离对B分析,B的加速度为:aB=a1==μg,当水平力作用在B上,使B刚好要相对A滑动,此时A、B间的摩擦力刚好达到最大,A、B的加速度相等,有:aA=a2==μg,可得:a1∶a2=1∶3,故选项C正确.
17.如图3所示为一半径为R的均匀带电细环,环上单位长度带电荷量为η,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到原点O的距离为x,
以无限远处为零电势点,P点的电势为φ.则下面给出的四个表达式中只有一个是合理的,这个合理的表达式是(式中k为静电力常量)( )
图3
A.φ= B.φ=
C.φ= D.φ=x
答案 B
解析 电势的高低与圆环带电荷量的大小η·2πR有关,A表达式显然与圆环的电荷量无关,因此A错误;无论圆环带什么电荷,圆环中心处的电势均不为零,因此x=0时,电势不为零,故D错误;C中当x=R时电势为无穷大,也不可能,故C错误,故只有B正确.
18.下列生活中的现象和物理学内容,说法正确的是( )
A.击钉时不用橡皮锤,仅仅是因为橡皮锤太轻
B.电子被发现的意义在于使人类认识到原子有核式结构
C.动量相同的两个物体受相同的制动力的作用,质量小的先停下来
D.元电荷e的数值最早是密立根测得的,这也是他获得诺贝尔物理奖的重要原因
答案 D
解析 击钉时不用橡皮锤,主要是因为橡皮锤太软,在动量的变化相同时,作用时间较长,作用力小,选项A错误;电子被发现的意义在于使人类认识到原子有复杂的结构,选项B错误;根据动量定理Ft=Δp=mv,则动量相同的两个物体受相同的制动力的作用,一块停下来,选项C错误;元电荷e的数值最早是密立根测得的,这也是他获得诺贝尔物理奖的重要原因,选项D正确.
19.如图4甲所示,假设某星球表面上有一倾角为θ=30°的固定斜面,一质量为m的小物块从斜面底端沿斜面向上运动,其速度—时间图象如图乙所示.已知小物块和斜面间的动摩擦因数为μ=,该星球半径为R=6×104 km,引力常量为G=6.67×10-11 N·m2/kg2,下列说法正确的是( )
图4
A.该星球的第一宇宙速度v1=3.0×104 m/s
B.该星球的质量M=8.1×1026 kg
C.该星球的自转周期T=1.3×104 s
D.该星球的密度ρ=895 kg/m3
答案 ABD
解析 上滑过程中,根据牛顿第二定律,在沿斜面方向上有μmg0cos θ+mg0sin θ=ma1,
下滑过程中,在沿斜面方向上有
mg0sin θ-μmg0cos θ=ma2,
又知v-t图象的斜率表示加速度,则上滑和下滑过程中的加速度大小分别为:
a1= m/s2=10 m/s2,
a2= m/s2=5 m/s2,
联立解得g0=15 m/s2,故该星球的第一宇宙速度为
v== m/s=3.0×104 m/s,
A正确;
根据黄金替代公式GM=g0R2可得该星球的质量为
M== kg≈8.1×1026 kg,B正确;根据所给条件无法计算自转周期,C错误;该星球的密度ρ===≈895 kg/m3,D正确.
20.如图5所示,足够长的木板P静止于光滑水平面上,小滑块Q位于木板P的最右端,木板P与小滑块Q之间的动摩擦因数μ=0.2,木板P与小滑块Q质量相等,均为m=1 kg.用大小为6 N、方向水平向右的恒力F拉动木板P加速运动1 s后将其撤去,系统逐渐达到稳定状态,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是( )
图5
A.木板P与小滑块Q所组成的系统的动量增加量等于拉力F的冲量
B.拉力F做功为6 J
C.小滑块Q的最大速度为3 m/s
D.整个过程中,系统因摩擦而产生的热量为3 J
答案 ACD
解析 对系统由动量定理:Ft=mvP+mvQ=2mv共,
即木板P与小滑块Q组成的系统的动量增量一定等于拉力F的冲量,选项A正确;若木板P与小滑块Q相对静止一起加速运动,则拉力F不能超过·2m=4 N,拉力F为6 N,大于4 N,故二者发生相对滑动,对木板P由牛顿第二定律:F-μmg=ma,解得a=4 m/s2,1 s内木板P的位移x=at2=2 m,拉力F做功W=Fx=12 J,选项B错误;二者共速时,小滑块Q的速度最大,Ft=2mv共,解得v共=3 m/s,选项C正确;整个过程中,对系统由能量守恒可知W=×2mv+Q,解得Q=3 J,选项D正确.
21.如图6所示,绝缘中空轨道竖直固定,圆弧段COD光滑,对应圆心角为120°,C、D两端等高,O为最低点,圆弧圆心为O′,半径为R;直线段AC、HD粗糙,与圆弧段分别在C、D端相切;整个装置处于方向垂直于轨道所在平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中,在竖直虚线MC左侧和ND右侧分别存在着场强大小相等、方向水平向右和向左的匀强电场.现有一质量为m、电荷量恒为q、直径略小于轨道内径、可视为质点的带正电小球,从轨道内距C点足够远的P点由静止释放.若PC=L,小球所受电场力等于其重力的倍,重力加速度为g.则( )
图6
A.小球第一次沿轨道AC下滑的过程中,先做加速度减小的加速运动,后做匀速运动
B.小球在轨道内受到的摩擦力可能大于mg
C.经足够长时间,小球克服摩擦力做的总功是mgL
D.小球经过O点时,对轨道的弹力可能为2mg-qB
答案 AD
解析 小球第一次沿轨道AC
下滑的过程中,由题意可知,电场力与重力的合力方向恰好沿着斜面AC,则刚开始小球与管壁无作用力,当从静止运动后,由左手定则可知,洛伦兹力导致球对管壁有作用力,从而导致滑动摩擦力增大,而重力与电场力的合力大小为F==mg,不变,故根据牛顿第二定律可知,做加速度减小的加速运动,当摩擦力等于两个力的合力时,做匀速运动,故A正确;当小球的摩擦力与重力及电场力的合力相等时,小球做匀速直线运动,小球在轨道内受到的摩擦力最大,为mg,不可能大于mg,故B错误;取从静止开始到最终速度为零,根据动能定理得,摩擦力做功与重力及电场力做功之和为零,则摩擦力总功为mgL,故C错误;对小球在O点受力分析,且由C向D运动,由牛顿第二定律,则有:FN-mg+Bqv=m,由C到O点,机械能守恒,则有:mgRsin 30°=mv2,联立解得FN=2mg-qB,由牛顿第三定律知,当小球由C向D运动时,对轨道的弹力可能为2mg-qB,故D正确.