浙江省2020高考物理二轮复习非选择题标准练五含解析 8页

非选择题标准练(五)‎ 三、非选择题(本题共7小题，共55分)‎ ‎17．(5分)(2018·高考天津卷)某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，所用器材有：方木板一块，白纸，量程为5 N的弹簧测力计两个，橡皮条(带两个较长的细绳套)，刻度尺，图钉(若干个)．‎ ‎(1)具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的有________．‎ A．橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上 B．重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同 C．使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度 D．用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力 ‎(2)该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如下图所示．其中对于提高实验精度最有利的是________．‎ 解析：(1)由力的平行四边形定则知，橡皮条和两绳套夹角的角平分线不一定在一条直线上，两分力的大小也不一定小于合力，A、D项错误；验证力的平行四边形定则时，每次实验需保证合力与分力作用效果相同，结点O必须在同一位置，但重复实验时，可以改变合力的大小，故结点O的位置可以与前一次不同，B项正确；使用测力计测力时，施力方向应沿测力计轴线方向，读数时视线应正对测力计刻度，C项正确．‎ ‎(2)为了减小画图时表示力的方向的误差，记录各个力的方向时，需要确定相对较远的两个点，然后连线确定力的方向，A项错误；根据纸张大小，选择合适的标度，使图尽量大，所以B项正确，C、D项错误．‎ 答案：(1)BC　(2)B ‎18．(5分)某同学对电阻丝的电阻与哪些因素有关进行了实验探究，现有如下器材：‎ 电源E(电动势为4 V，内阻约为1 Ω)；‎ 电流表A1(量程为5 mA，内阻约为10 Ω)；‎ 电流表A2(量程为0.6 A，内阻约为1 Ω)；‎ 电压表V1(量程为3 V，内阻约为1 kΩ)；‎ 电压表V2(量程为15 V，内阻约为3 kΩ)；‎ 滑动变阻器R1(0～2 Ω)；‎ 滑动变阻器R2(0～20 Ω)；‎ - 8 -‎ 开关及导线若干．‎ 他对电阻丝做了有关测量，数据如下表所示：‎ 编号 金属丝直 径D/mm 金属丝直径的 二次方/mm2‎ 金属丝长 度L/cm 电阻R/Ω ‎1‎ ‎0.280‎ ‎0.078 4‎ ‎100.00‎ ‎16.30‎ ‎2‎ ‎0.280‎ ‎0.078 4‎ ‎50.00‎ ‎8.16‎ ‎3‎ ‎0.560‎ ‎0.313 6‎ ‎100.00‎ ‎4.07‎ ‎(1)如图是他测量编号为2的电阻丝电阻时备选的原理图，则该同学应选择电路________(选填“A”或“B”)进行测量，其中电流表应选________，电压表应选__________，滑动变阻器应选________．‎ ‎(2)请你认真分析表中数据，写出电阻R与L、D间的关系式：R＝________(比例系数用k表示)，并求出比例系数k＝________Ω·m(结果保留两位有效数字)．‎ 答案：(1)A　A2　V1　R2　(2)k　1.0×10－6‎ ‎19．(9分)为了研发超高速的新型交通工具Hyperloop One，某公司完成了图示的轨道测试，现简化为下述过程．轨道全长1 000 m，在轨道之后铺设了450 m减速沙堆，车辆全程保持悬浮，车辆质量为260 kg.忽略轨道和空气产生的阻力．车辆从轨道的一端由静止启动，在电磁作用下加速，加速度大小为2g，直到达到最大速度540 km/h后关闭动力，最后在沙堆的阻力作用下减速，恰好停在减速沙堆的中点．视车辆为质点，取g＝10 m/s2.在这次测试中：‎ ‎(1)求该车的“百公里加速时间”(从静止加速到100 km/h的时间)；‎ ‎(2)求该车从启动到停下的总时间；‎ ‎(3)求该车在沙堆上所受到的平均阻力．‎ 解析：(1)由t＝＝ s≈1.39 s.‎ ‎(2)s1＝＝562.5 m(其中vm＝150 m/s)‎ t1＝＝ s＝7.5 s 而关闭动力后匀速运动s2＝437.5 m，t2＝≈2.92 s - 8 -‎ 减速阶段t3＝＝＝3 s t＝t1＋t2＋t3＝13.42 s.‎ ‎(3)a′＝50 m/s2，则f＝ma′＝13 000 N.‎ 答案：见解析 ‎20．(12分)(2019·丽水一模)如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上，一轻质弹簧两端连接两个质量均为m＝1 kg的物块B和C.物块C紧靠着挡板P，物块B通过一跨过光滑定滑轮的轻质细绳与质量m0＝8 kg，可视为质点的小球A相连，与物块B相连的细绳平行于斜面，小球A在外力作用下静止在对应圆心角为60°，半径R＝2 m的光滑圆弧轨道的最高点a处，此时细绳恰好伸直且无拉力，圆弧轨道的最低点b与光滑水平轨道bc相切．现由静止释放小球A，当小球A滑至b点时，物块B未到达a点，物块C恰好离开挡板P，此时细绳断裂．已知重力加速度g取10 m/s2，弹簧始终处于弹性限度内，细绳不可伸长，定滑轮的大小不计．求：‎ ‎(1)弹簧的劲度系数；‎ ‎(2)在细绳断裂后的瞬间，小球A对圆弧轨道的压力大小．‎ 解析：(1)小球A位于a处时，绳无张力且物块B静止，故弹簧处于压缩状态 对B由平衡条件有kx＝mgsin 30°‎ 当C恰好离开挡板P时，C的加速度为0，故弹簧处于拉伸状态 对C由平衡条件有kx′＝mgsin 30°‎ 由几何关系知R＝x＋x′‎ 代入数据解得k＝＝5 N/m.‎ ‎(2)物块A在a处与在b处时，弹簧的形变量相同，弹性势能相同，A、B系统的机械能相等，有 m0gR(1－cos 60°)＝mgRsin 30°＋m0v＋mv 将A在b处的速度分解，由速度分解关系有vAcos 30°＝vB 代入数据解得vA＝＝4 m/s 在b处，对A由牛顿定律有N－m0g＝m0 - 8 -‎ 代入数据解得N＝m0g＋m0＝144 N 由牛顿第三定律，小球A对圆轨道的压力大小为N′＝144 N.‎ 答案：(1)5 N/m　(2)144 N ‎21．(4分)(2019·湖州模拟)如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距d＝0.20 mm的双缝屏．然后，接通电源使光源正常工作．已知像屏与双缝屏间的距离L＝700 mm.‎ ‎(1)已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺(游标尺)上有20分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和游标尺的示数如图丙所示，则此示数为________ mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐，测得A条纹到B条纹间的距离为8.40 mm.利用上述测量结果，经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长λ＝________ m(保留2位有效数字)．‎ ‎(2)另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象很明显．若他对实验装置进行改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加．以下改动可能会实现这个效果的是________．‎ A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间 B．仅将单缝与双缝间距增大少许 C．仅将单缝与双缝的位置互换 D．仅将红色滤光片换成绿色滤光片 解析：(1)测量头上示数为5×0.05 mm＝0.25 mm；A条纹与B条纹间的中心距离为8.40 mm，共5个条纹间隔，则相邻条纹间隔Δx＝1.68 mm，由Δx＝λ，解得经滤光片射向双缝的色光的波长λ＝4.8×10－7 m.‎ ‎(2)根据条纹间隔公式Δx＝λ知，若要使观察到清晰的条纹数目增加，即减小条纹间距，则可以减小滤光片射向双缝的色光的波长λ，即可以将红色滤光片换成绿色滤光片，选项D正确．‎ 答案：(1)0.25　4.8×10－7　(2)D - 8 -‎ ‎22．(10分)如图所示，在空间XOY的第一象限内存在一沿－X轴方向，大小为E的匀强电场．现有一质量为m，电荷量为＋q的带电微粒(重力不计)，在A(L，L)点无初速度释放，通过Y轴上的P点进入第二象限，在第二象限内存在沿－Y轴方向的匀强电场，带电微粒最终从C(－2L，0) 点离开第二象限．‎ ‎(1)求第二象限内电场强度大小？带电微粒从C点离开的速度是多少？‎ ‎(2)若第二象限内仅存在垂直纸面的匀强磁场，要使带电微粒仍从C(－2L，0)点离开，求磁感应强度大小？‎ ‎(3)若改变带电微粒释放点的位置，使微粒仍从P点进入第二象限，在第二象限仅有垂直纸面的圆形匀强磁场，要使得微粒从C点离开的速度与只存在电场时完全相同，则第二象限内圆形匀强磁场的磁感应强度最小是多少？此时圆形匀强磁场的面积是多少？‎ 解析：画出粒子运动轨迹，结合动能定理和平抛公式即可解题；做圆周运动到达C点，根据洛伦兹力提供向心力结合几何关系即可求出磁感应强度大小；因在磁场中速度大小不变，故改变带电微粒释放点的位置到P点时速度已经达到vC，画出粒子运动轨迹，根据洛伦兹力提供向心力结合几何知识即可求出磁感应强度和圆形匀强磁场的面积．‎ ‎(1)粒子运动轨迹如图所示：‎ 在第一象限内：根据动能定理得：qEL＝mv 进入第二象限，在水平方向：2L＝vPt 在竖直方向：L＝at2‎ 加速度为：a＝ 联立可得：E′＝E，vP＝ 在C点的竖直速度为：vCY＝at 水平速度为：vCX＝vP - 8 -‎ 联立可得：vC＝ 方向与－X轴夹角45°.‎ ‎(2)做圆周运动到达C点，如图所示：‎ 半径满足：R2＝4L2＋(R－L)2，解得：R＝2.5L 根据洛伦兹力提供向心力：qBvP＝m，可得 B＝.‎ ‎(3)因在磁场中速度大小不变，故改变带电微粒释放点的位置后，微粒到P点时速度已经达到 vP＝vC＝ 要使磁感应强度B最小，则半径最大，如图所示：‎ 粒子进入第二象限时就进入磁场，从D点离开，过C点速度的反向沿长线过水平位移的中点，由几何关系有，＝＝＝L，＝＝L 所以轨迹半径：R＝(＋1)L 根据洛伦兹力提供向心力：qBvP＝m 所以可得：B＝ - 8 -‎ 圆形磁场的半径为r＝L 所以面积为：S＝πL2.‎ 答案：(1)E　，方向与－X轴夹角45°‎ ‎(2)　(3)　πL2‎ ‎23．(10分)如图所示，平行金属导轨PQ、MN相距d＝2 m，导轨平面与水平面夹角α＝30°，导轨上端接一个R＝6 Ω的电阻，导轨电阻不计，磁感应强度B＝0.5 T 的匀强磁场垂直导轨平面向上，一根质量为m＝0.2 kg、电阻r＝4 Ω的金属棒ef垂直导轨PQ、MN静止放置，距离导轨底端x1＝3.2 m，另一根绝缘塑料棒gh与金属棒ef平行放置，绝缘塑料棒gh从导轨底端以初速度v0＝10 m/s沿导轨上滑并与金属棒正碰(碰撞时间极短)，此后绝缘塑料棒gh沿导轨下滑，金属棒ef沿导轨上滑x2＝0.5 m后停下，在此过程中电阻R上产生的热量为Q＝0.36 J，已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为μ＝，g取10 m/s2，求：‎ ‎(1)绝缘塑料棒gh与金属棒ef碰撞前瞬间，绝缘塑料棒的速率；‎ ‎(2)碰撞后金属棒ef向上运动过程中的最大加速度；‎ ‎(3)金属棒ef向上运动过程中通过电阻R的电荷量．‎ 解析：(1)绝缘塑料棒与金属棒相碰前，做匀减速直线运动．根据牛顿第二定律可得Mgsin 30°＋μMgcos 30°＝Ma1‎ 根据运动学公式可得v－v＝2a1x1‎ 解得v1＝6 m/s.‎ ‎(2)设金属棒刚开始运动时速度为v，由能量守恒定律可得Q＋mgx2sin 30°＋μmgx2cos 30°＝mv2‎ 解得v＝4 m/s 金属棒刚开始运动时加速度最大，此时感应电动势 E＝Bdv＝4 V 感应电流I＝＝0.4 A 安培力F＝BdI＝0.4 N - 8 -‎ 由牛顿第二定律可得 mgsin 30°＋μmgcos 30°＋F＝mam 解得am＝12 m/s2.‎ ‎(3)通过电阻R的电荷量为q＝＝＝0.05 C.‎ 答案：(1)6 m/s　(2)12 m/s2　(3)0.05 C - 8 -‎