四川2018（春）高考物理課外系列練題（10）及解析答案一、選擇題1．(2017·杭州市二模)(多選)如圖甲所示是中學物理實驗室常用的感應起電機，它是由兩個大小相等、直徑約30cm的感應玻璃盤起電的．其中一個玻璃盤通過從動輪與手搖主動輪連接如圖乙所示．現玻璃盤以100r/min的轉速旋轉，已知主動輪的半徑約為8cm，從動輪的半徑約為2cm，P和Q是玻璃盤邊緣上的兩點，若轉動時皮帶不打滑．下列說法正確的是()A．P、Q的線速度相同B．玻璃盤的轉動方向與搖把轉動方向相反C．P點的線速度大小約為1.6m/sD．搖把的轉速約為400r/min解析：選BC.線速度也有一定的方向，P、Q兩點的線速度的方向一定不同；若主動輪做順時針轉動，從動輪通過皮帶的摩擦力帶動轉動，所以從動輪逆時針轉動，所以玻璃盤的轉動方向與搖把轉動方向相反；玻璃盤的直徑是30cm，轉速是100r/min，所以線速度：v＝ωr＝2nπr＝2×eq\f(100,60)×π×eq\f(0.3,2)m/s＝0.5πm/s≈1.6m/s；從動輪邊緣的線速度；v從＝ω·r從＝2×eq\f(100,60)×π×0.02m/s＝eq\f(1,15)πm/s.由于主動輪的邊緣各點的線速度與從動輪邊緣各點的線速度的大小相等，即v主＝v從，所以主動輪的轉速：n2＝eq\f(ω主,2π)＝eq\f(\f(v主,r主),2π)＝eq\f(\f(1,15)π,2π×0.08)＝eq\f(1,2.4)r/s＝25r/min.2．(2017·萍鄉市二模)(多選)如圖所示，一個可視為質點的小物塊從坐標原點O沿x軸正方向以1m/s的速度水平飛出，擊中右下側擋板上的P點．擋板的形狀滿足方程y＝x2－6(單位：m)，不計一切摩擦和空氣阻力，取g＝10m/s2，則下列說法正確的是()A．小物塊從O點運動到P點的時間為1sB．P點的坐標為(2，－2)C．小物塊剛到P點時速度方向與水平方向的夾角的正切值等于10D．小物塊到達P點時速度的大小為10m/s解析：選AC.由題意可知，小物塊從O點水平拋出后滿足：y＝－eq\f(1,2)gt2①x＝vt②又有y＝x2－6③聯立①②③式，代入數據解得：t＝1s，故A正確．將t＝1s代入②③得x＝1m，y＝－5m，所以P點的坐標為(1，－5)，故B錯誤．到達P點時豎直分速度vy＝gt＝10×1m/s＝10m/s，則P點的速度vP＝eq\r(1＋100)m/s＝eq\r(101)m/s，速度方向與水平方向夾角的正切值tanα＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(10,1)＝10，故C正確，D錯誤．3．(2017·寶雞模擬)如圖所示，垂直紙面放置的兩根平行長直導線分別通有方向相反的電流I1和I2，且I1＞I2，紙面內的一點H到兩根導線的距離相等，則該點的磁感應強度方向可能為圖中的()A．B4 B．B3C．B2 D．B1解析：選B.根據題述，I1＞I2，根據判斷直線電流的安培定則，I1在H點產生的磁感應強度方向為垂直于H和I1連線，指向右下，且較大．I2在H點產生的磁感應強度方向為垂直于H和I2連線，指向左下，且較小．該點磁感應強度為兩者產生的磁場的疊加，該點的磁感應強度方向可能為圖中的B3，選項B正確．4．(2017·安徽模擬)如圖所示，厚度均勻的木板放在水平地面上，木板上放置兩個相同的條形磁鐵，兩磁鐵的N極正對．在兩磁鐵豎直對稱軸上的C點固定一垂直于紙面的長直導線，并通一垂直紙面向里的恒定電流，木板和磁鐵始終處于靜止狀態，則()A．導線受到的安培力豎直向上，木板受到地面的摩擦力水平向右B．導線受到的安培力豎直向下，木板受到地面的摩擦力水平向左C．導線受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向右D．導線受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力為零解析：選C.條形磁鐵的磁場在C處的磁感應強度方向豎直向上，由左手定則可知，長直導線所受的安培力水平向右．把木板和條形磁鐵看成整體，由牛頓第三定律可知，木板和條形磁鐵所受安培力向左．對木板和條形磁鐵，由平衡條件可知，木板受到地面的摩擦力水平向右，選項C正確．5．(2017·福建省福州第一中學高三下學期模考)在物理學的發展中，建立概念，總結規律都離不開一大批辛勤攀登科學高峰的物理學家們．下面有關科學家的發現正確的是()A．為了建立天體運動規律，開普勒利用自己的行星觀測數據，建立了開普勒行星運動定律B．為了描述物體的運動，伽利略首先建立了平均速度、加速度的概念C．“某個量是守恒的”，把這個量叫做能量，這是牛頓有關能量的描述D．“閉合電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量變化率成正比”，這是法拉第在對理論和實驗資料嚴格分析后得出的法拉第電磁感應定律的內容解析：選B.為了建立天體運動規律，開普勒利用第谷的行星觀測數據，建立了開普勒行星運動定律，故A錯誤；為了描述物體的運動，伽利略首先建立了平均速度、加速度的概念，故B正確；“某個量是守恒的”，把這個量叫做能量，這是焦耳有關能量的描述，故C錯誤；法拉第發現了電磁感應現象，但“閉合電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量變化率成正比”，并不是法拉第在對理論和實驗資料嚴格分析后得出的法拉第電磁感應定律的內容．故D錯誤．6．請用學過的物理知識判斷，下列說法正確的是()A．物體的加速度大小不能瞬間改變，但加速度的方向可以瞬間發生變化B．安培力是大量運動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現C．做圓周運動的物體受到的合外力一定指向圓心D．牛頓第一、二、三定律都可以用實驗的方式加以驗證解析：選B.A、加速度的大小方向都可以瞬間改變，A錯誤；B、安培力是通電導體在磁場中受到的力，洛倫茲力是運動電荷在磁場中受到的力，而電荷的定向移動就能形成電流，因此安培力是大量運動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現，而且安培力和洛倫茲力的方向都是通過左手定則判斷，B正確；C、做勻速圓周運動的物體受到的合外力才一定指向圓心，如果是非勻變速圓周運動，受到的合外力就不指向圓心，C錯誤；D、牛頓第一定律不能用實驗驗證，因為找不到物體不受力作用的實驗條件，D錯誤；故選：B.二、非選擇題1．(2017·南陽市一中第四次模擬)如圖所示，在無限長的豎直邊界AC和DE間，上、下部分分別充滿方向垂直于ADEC平面向外的勻強磁場，上部分區域的磁感應強度大小為B0，OF為上、下磁場的水平分界線．質量為m、帶電荷量為＋q的粒子從AC邊界上與O點相距為a的P點垂直于AC邊界射入上方區域，經OF上的Q點第一次進入下方區域，Q與O點的距離為3a.不考慮粒子重力．(1)求粒子射入時的速度大小；(2)要使粒子不從AC邊界飛出，求下方區域的磁感應強度應滿足的條件；(3)若下方區域的磁感應強度B＝3B0，粒子最終垂直DE邊界飛出，求邊界DE與AC間距離的可能值．解析：(1)設粒子在OF上方做圓周運動半徑為R，由幾何關系可知：R2－(R－a)2＝(3a)2，R＝5a由牛頓第二定律可知：qvB0＝meq\f(v2,R)，解得：v＝eq\f(5aqB0,m)；(2)當粒子恰好不從AC邊界飛出時，設粒子在OF下方做圓周運動的半徑為r1，由幾何關系得：r1＋r1cosθ＝3a，cosθ＝eq\f(3,5)，所以r1＝eq\f(15a,8)，根據qvB1＝eq\f(mv2,r1)解得：B1＝eq\f(8B0,3)，當B1＞eq\f(8B0,3)時，粒子不會從AC邊界飛出．(3)當B＝3B0時，粒子在OF下方的運動半徑為：r＝eq\f(5,3)a，設粒子的速度方向再次與射入磁場時的速度方向一致時的位置為P1，則P與P1的連線一定與OF平行，根據幾何關系知：eq\x\to(PP)1＝4a；所以若粒子最終垂直DE邊界飛出，邊界DE與AC間的距離為：L＝neq\x\to(PP)1＝4na(n＝1,2,3…)；答案：(1)eq\f(5aqB0,m)(2)B1＞eq\f(8B0,3)時粒子不會從AC邊界飛出(3)L＝4na(n＝1,2,3…)2．(2017·安徽師大附中高考物理最后一卷)如圖甲所示，工廠利用傾角θ＝30°的皮帶傳輸機，將每個質量為m＝5kg的木箱從地面運送到高為h＝5.25m的平臺上，機械手每隔1s就將一個木箱放到傳送帶的底端，傳送帶的皮帶以恒定的速度順時針轉動且不打滑．木箱放到傳送帶上后運動的部分v-t圖象如圖乙所示，已知各木箱與傳送帶間的動摩擦因數都相等．若最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2.求：(1)木箱與傳送帶間的動摩擦因數μ；(2)傳送帶上最多有幾個木箱同時在向上輸送；(3)皮帶傳輸機由電動機帶動，從機械手放上第一個木箱開始計時的10分鐘內，因為木箱的放入，電動機需要多做的功．解析：(1)由乙圖可知，木箱運動的加速度為：a＝eq\f(1,1)＝1m/s2，皮帶勻速運動的速度為：v＝1m/s，根據牛頓第二定律得：μmgcosθ－mgsinθ＝ma解得：μ＝eq\f(2\r(3),5).(2)木箱加速運動的位移為：x1＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,1)＝0.5m，木箱相對皮帶靜止后，相鄰兩個木箱之間的距離都相等，有：ΔL＝vt＝1m傳送帶的長度為：L＝eq\f(h,sin30°)＝2h＝10.5m，L＝10ΔL＋x1，所以傳送帶上最多同時存在的木箱個數為11個．(3)木箱在傳送帶上運動時，和皮帶間的相對位移為：Δx＝vt－x1＝1×1－0.5＝0.5m，和皮帶間的摩擦產生的熱量為：Q1＝μmgcosθ·Δx＝15J木箱最終增加的動能為：Ek1＝eq\f(1,2)mv2＝2.5J，木箱到達平臺增加的重力勢能為：Ep＝mgh＝262.5J，從開始的10分鐘內共傳送木箱的個數N＝10×60＝600個，其中590個已經到達平臺，還有10個正在傳送帶上，到達平臺的590個，電動機做的功為：W1＝590(Q1＋Ek1＋Ep1)＝165200J，在傳送帶上的已經開始運動得10個木箱增加的動能為：10Ek1＝25J，10個木箱的摩擦生熱為：10Q1＝150J,10個木箱增加的重力勢能共為：Ep′＝10mgΔxsin30°＋mgΔLsin30°＋2mgΔLsin3