四川2018（春）高考物理課外系列練題（13）及解析答案一、選擇題1．(多選)2017年4月12日19時，我國首顆高通量通信衛星——實踐十三號衛星由長征三號B運載火箭在西昌衛星發射中心發射升空，這也是我國首次基于Ka頻段多波束寬帶通信系統的全新通信衛星．若該衛星發射后繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑為r，運動周期為T，引力常量為A．衛星繞地球運行的線速度B．衛星繞地球運行的加速度C．地球的質量D．地球表面處的重力加速度解析：選ABC.衛星繞地球運行的線速度的大小v＝eq\f(2πr,T)，因r、T已知，所以可以求出線速度，選項A正確；衛星繞地球運行的加速度的大小a＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2r，因r、T已知，所以選項B正確；設地球質量為M，衛星的質量為m，衛星運行時地球對衛星的萬有引力提供向心力，eq\f(GMm,r2)＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2r，可得M＝eq\f(4π2r3,GT2)，因r、T、G均已知，所以選項C正確；由萬有引力定律可知，地球表面的重力加速度為g＝Geq\f(M,R2)，地球的半徑未知，也就不能求出地球表面處的重力加速度，所以選項D錯誤．2．我國的北斗衛星導航系統計劃由若干靜止軌道衛星、中地球軌道衛星組成，其中靜止軌道衛星均定位在距離地面約為3.6×104km的地球同步軌道上，中地球軌道衛星距離地面的高度約為2.16×104km，已知地球半徑約為6.4×103A．線速度大于第一宇宙速度B．線速度小于靜止軌道衛星的線速度C．加速度約是靜止軌道衛星的2.3倍D．加速度約是靜止軌道衛星的2.8倍解析：選C.根據Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)得，v＝eq\r(\f(GM,r))，因為中地球軌道衛星的軌道半徑大于第一宇宙速度的軌道半徑，則中地球軌道衛星的線速度小于第一宇宙速度；中地球軌道衛星的軌道半徑小于靜止軌道衛星的軌道半徑，則線速度大于靜止軌道衛星的線速度，故A、B錯誤．根據Geq\f(Mm,r2)＝ma得，加速度a＝eq\f(GM,r2)，中地球軌道衛星的軌道半徑大約是靜止軌道衛星軌道半徑的0.66倍，則加速度約為靜止軌道衛星的2.3倍，故C正確，D錯誤．故選C.3．下列說法正確的是()A．氡的半衰期是3.8天，所以10個氡原子核經過3.8天一定還剩5個B．太陽輻射的能量主要來自太陽內部的核裂變反應C．核子憑借核力結合在一起構成原子核D．溫度越高，放射性元素衰變越快解析：選C.半衰期對大量的原子核適用，對少量的原子核不適用，故A錯誤；太陽輻射的能量主要來自太陽內部的核聚變反應，選項B錯誤；核子憑借核力結合在一起構成原子核，選項C正確；半衰期與外界條件無關，選項D錯誤；故選C.4．游樂場中，從離水面一定高度的A處到水面B處有兩條長度相同的光滑軌道，如圖所示，甲、乙兩名小孩沿不同軌道同時從A處自由滑向B處，則兩名小孩在全部滑行過程中的速率v隨時間t變化的下列圖象，正確的是()解析：選B.根據牛頓第二定律可知甲的加速度逐漸減小，乙的加速度逐漸增加，而v－t圖線的斜率等于加速度；兩物體的位移相同，圖線與坐標軸圍成的面積相等，故選項B正確．5．關于物理學的研究方法，以下說法不正確的是()A．伽利略開創了運用邏輯推理和實驗相結合進行科學研究的方法B．卡文迪許在利用扭秤實驗裝置測量萬有引力常量時，應用了放大法C．電場強度是用比值法定義的，因而電場強度與電場力成正比，與試探電荷的電量成反比D．“合力與分力”、“總電阻”、“交流電的有效值”用的是等效替代的方法解析：選C.伽利略開創了運用邏輯推理和實驗相結合進行科學研究的方法，即理想實驗，選項A正確；扭秤實驗裝置應用了放大法，選項B正確；在定義電場強度時應用了比值法，因而電場強度與電場力和試探電荷的電量無關，選項C錯誤；等效替代法是在保證某種效果相同的前提下，將實際的、復雜的物理問題和物理過程轉化為等效的、簡單的、易于研究的物理問題和物理過程來研究和處理的方法，合力與分力、總電阻、交流電的有效值用的是“等效替代”的方法，選項D正確．6．如圖所示，傾角為θ的斜面正上方有一小球以初速度v0水平拋出．若小球到達斜面的位移最小，重力加速度為g，則飛行時間t為()A．t＝v0tanθ B．t＝eq\f(2v0cotθ,g)C．t＝eq\f(v0cotθ,g) D．t＝eq\f(2v0tanθ,g)解析：選B.過拋出點作斜面的垂線AB，如圖所示：當質點落在斜面上的B點時，位移最小，設運動的時間為t，則水平方向：x＝v0t豎直方向：y＝eq\f(1,2)gt2.根據幾何關系有eq\f(x,y)＝tanθ則eq\f(v0t,\f(1,2)gt2)＝tanθ解得：t＝eq\f(2v0,gtanθ)＝eq\f(2v0cotθ,g).故B正確，ACD錯誤．故選B.二、非選擇題1．(2017·鹽城市阜寧中學高三下學期模擬考試)如圖甲所示，在水平面上固定有長為L＝2m、寬為d＝0.5m的光滑金屬“U”形導軌，導軌右端接有R＝1Ω的電阻，在“U”形導軌右側l＝1m范圍內存在垂直紙面向里的勻強磁場，且磁感應強度隨時間變化規律如圖乙所示．在t＝0時刻，質量為m＝0.1kg、內阻r＝1Ω導體棒ab以v0＝1m/s的初速度從導軌的左端開始向右運動，導軌的電阻忽略不計，g取10m/s2.(1)求第一秒內流過ab電流的大小及方向；(2)求ab棒進磁場瞬間的加速度大小；(3)導體棒最終停止在導軌上，求全過程回路中產生的焦耳熱．解析：(1)第一秒內磁場隨時間均勻變化，由法拉第電磁感應定律有E1＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ldΔB,Δt)＝0.5V所以流過ab的電流I1＝eq\f(E1,R＋r)＝0.25A，方向：由a流向b(2)依題意可知ab棒在1s末時刻進入磁場(速度仍為v0)，此后磁感應強度保持不變則E2＝Bdv0＝0.5VI2＝eq\f(E2,2R)＝0.25AF＝BI2d由牛頓第二定律，有BI2d＝ma所以a＝1.25m/s2(3)Q1＝Ieq\o\al(2,1)(R＋r)t1＝0.125J.Q2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝0.05J.全過程回路產生的焦耳熱Q＝Q1＋Q2＝0.175J答案：(1)0.25A方向：由a流向b(2)1.25m/s2(3)0.175J2．在光滑的冰面上放置一個截面為四分之一的圓弧，圓弧的半徑足夠大且為光滑自由曲面．一個坐在冰車上的小孩手扶一小球靜止在冰面上．已知小孩和冰車的總質量為m1，小球的質量為m2，曲面質量為m3，某時刻小孩將小球以v0的速度向曲面推出(如圖所示)．(1)求小球在圓弧面上能上升的最大高度；(2)若m1＝40kg，m2＝2kg，小孩將小球推出后還能再接到小球，試求曲面質量m3應滿足的條件．解析：(1)小球在曲面上運動到最大高度時兩者共速，速度為v，小球與曲面的水平方向上系統動量守恒，機械能也守恒，有m2v0＝(m2＋m3)veq\f(1,2)m2veq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)(m2＋m3)v2＋m2gh解得h＝eq\f(m3v\o\al(2,0),2m2＋m3g).(2)小孩推球的過程中動量守恒，即0＝m2v0－m1v1，代入數據得：v1＝eq\f(v0,20)對于球和曲面，根據動量守恒定律和機械能守恒定律有m2v0＝－m2v2＋m3v3eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)＋eq\f(1,2)m3ve