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1、2022年高考物理二輪復習 特色專題訓練“7+2+3”全真模擬(四)
一、選擇題(本題共4小題,每小題6分.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的.)
14.許多科學家對物理學的發(fā)展作出了巨大貢獻,也創(chuàng)造出了許多物理學方法,如理想實驗法、控制變量法、極限思想法、建立物理模型法、類比法和科學假設法等.以下關于物理學史和所用物理學方法的敘述正確的是( )
A.加速度a=是采用比值法定義的
B.伽利略為了說明力是維持物體運動的原因用了理想實驗法
C.在不需要考慮物體本身的形狀和大小時,用質點來代替物體的方法叫假設法
D.在推導勻變速直線運動位移公式時,把整個運動過程劃分成很
2、多小段,每一小段近似看做勻速直線運動,然后把各小段的位移相加之和代表物體的位移,這里采用了微元法
15.真空中有一正四面體ABCD,如圖,M、N分別是AB和CD的中點.現(xiàn)在A、B兩點分別固定電荷量為+Q、-Q的點電荷,下列說法中不正確的是( )
A.將試探電荷+q從C點移到D點,電場力做正功,試探電荷+q的電勢能降低
B.將試探電荷-q從M點移到N點,電場力不做功,試探電荷-q的電勢能不變
C.C、D兩點的電場強度大小相等
D.N點的電場強度方向平行AB且跟CD垂直
16.如圖所示,將一光滑圓軌道固定豎直放置,其中A點為圓軌道的最低點,B點為圓水平直徑與圓弧的交點.一個質量為m的
3、物體靜置于A點,現(xiàn)用始終沿軌道切線方向、大小不變的外力F作用于物體上,使其沿圓軌道到達B點,隨即撤去外力F,要使物體能在豎直圓軌道內維持圓周運動,外力F至少為( )
A. B.
C. D.
17.如圖所示,abcd為一邊長為l、具有質量的剛性導線框,位于水平面內,bc邊串接有電阻R.虛線表示一勻強磁場區(qū)域的邊界,它與線框ab邊平行,磁場區(qū)域的寬度為2l,磁場方向豎直向下.線框在一垂直于ab邊的水平恒定拉力F作用下,沿光滑水平面運動,直到通過磁場區(qū)域.已知ab邊剛進入磁場時,線框做勻速運動,下面定性畫出的回路中電流i大小與位移x圖象一定錯誤的是( )
4、二、選擇題(本題共3小題.在每小題給出的四個選項中,至少有一個選項是符合題目要求的.全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分.)
18.如圖所示,在傾角為α的光滑斜面上,水平放置一根長為L、質量為m的直導體棒,當通以圖示方向電流I時,欲使導體棒靜止在斜面上,可加一平行于紙面的勻強磁場,當外加勻強磁場的磁感應強度B的方向由垂直斜面向上沿逆時針方向轉至水平向左的過程中,下列說法中正確的是( )
A.此過程中磁感應強度B先增大后減小
B.此過程中磁感應強度B先減小后增大
C.此過程中磁感應強度B的最小值為
D.此過程中磁感應強度B的最大值為
19.如圖所示,在建筑工地上
5、一建筑工人兩手對稱用水平力將兩長方形水泥制品P和Q夾緊、并以加速度a豎直向上搬起,P和Q質量分別為2m和3m,水平力為F,P和Q間動摩擦因數(shù)為μ,在此過程中( )
A.P受到Q的摩擦力方向一定豎直向下
B.P受到Q的摩擦力大小為2μF
C.P受到Q的摩擦力大小為0.5m(g+a)
D.P受到Q的摩擦力大小為1.5m(g+a)
“7+2+3”全真模擬(四)答題卡
選擇題部分 (每題6分,共42分)
題號
14
15
16
17
18
19
20
答案
非選擇題部分 (共78分)
21.(10分)(1)__________
6、__
(2)____________ ____________
(3)____________
22.(10分)(1)____________
(2)
(3)①____________?、踎___________
(4)____________ ____________
23.(16分)
24.(20分)
25.(22分)
20.如圖甲所示,滑塊A的質量m=1 kg,靜止在光滑水平面上、上表面的長度為L的平板車B的質量為M.某時刻滑塊A以向右的初速度v0=3 m/s滑上平板車B的上表面,忽略滑塊A的
7、大?。畯幕瑝KA剛滑上平板車B開始計時,之后它們的速度隨時間變化的圖象如圖乙所示,t0是滑塊A在車上運動的總時間,測得t0=1 s.以下說法中正確的是(重力加速度g=10 m/s2)( )
A.平板車B上表面的長度L=2 m
B.滑塊A與平板車B上表面的動摩擦因數(shù)μ=0.1
C.平板車B的質量M=1 kg
D.t0時間內滑塊A所受摩擦力做功的平均功率為10 W
非選擇題部分 (共78分)
21.(10分)某同學利用如圖甲所示的裝置做“探究彈力大小與其長度的關系”的實驗.
(1)在安裝刻度尺時,必須使刻度尺保持________狀態(tài).
(2)他通過實驗得到如圖乙所示的彈力大
8、小F與彈簧長度x的關系圖線.由此圖線可得該彈簧的原長x0=________cm,勁度系數(shù)k=________N/m.
(3)他又利用本實驗原理把該彈簧做成一個彈簧測力計,當彈簧測力計上的示數(shù)如圖丙所示時,該彈簧的長度x=________cm.
22.(10分)實驗室進了一批用來做螺線管用的金屬導線,某同學想通過實驗測定該材料的電阻率.
(1)實驗中他找來一定值電阻來保護電表不被燒毀,為確定該產品是否可作保護電阻,他用多用電表粗測其電阻:將選擇開關打到歐姆擋的“×10”倍率擋,測量結果如圖甲所示,則定值電阻為________Ω.
(2)通過測量確定該定值電阻可作保護電阻,他便設計了如
9、圖乙所示原理圖,根據(jù)圖乙將實物圖丙連接好.
(3)其主要實驗步驟如下:
①用螺旋測微器測金屬絲的直徑,測量結果如圖丁所示,則金屬絲的直徑D=________mm.
②適當取出一段樣品材料,然后按原理圖連接好實驗器材.
③用毫米刻度尺測量出接入實驗電路中金屬絲的長度,某次測量刻度尺的示數(shù)如圖戊所示,則金屬絲長度的測量值為L=________cm.
④改變接入電路中金屬絲的長度,重復實驗多次.
(4)根據(jù)實驗中的數(shù)據(jù),最后得到了如圖己所示的R-L 圖象,由圖象可求得金屬絲的電阻率ρ=________Ω·m,用來作為保護電阻的定值電阻R0=________Ω.
23.(16
10、分)南海艦隊某潛艇在遠航巡邏中,遭遇海水密度突變造成的“斷崖”掉深,該艇急速下沉,全艇官兵在能見度幾乎為零的水霧環(huán)境中,關閉了近百個閥門和開關,操縱了幾十種儀器,成功將險情化解,創(chuàng)下了同類潛艇大深度自救成功的新記錄!假設總質量為M=3.45×106 kg的潛艇正在深度為h1=150 m,密度為ρ1=1.029×103 kg/m3的水下緩慢水平潛航,突然進入密度為ρ2=1.008×103 kg/m3區(qū)域發(fā)生“斷崖”,潛艇沿豎直方向從靜止開始勻加速下沉,經一系列操作在很短的時間排出一定量的水后,潛艇轉為勻減速下沉,當速度減為0時到達最大深度h2=330 m,整個過程歷時t=90 s.設潛艇在下沉中
11、只受重力與浮力的作用,忽略排水的時間及潛艇體積的變化,取g=9.8 m/s2,求:
(1)潛艇勻加速下沉的時間;
(2)緊急排出水的質量.
24.(20分)如圖所示,兩根豎直固定的足夠長的金屬導軌ab和cd相距L=0.2 m,另外兩根水平金屬桿MN和PQ的質量均為m=1×10-2 kg,可沿導軌無摩擦地滑動,MN桿和PQ桿的電阻均為R=0.2 Ω(豎直金屬導軌電阻不計),PQ桿放置在水平絕緣平臺上,整個裝置處于垂直導軌平面向里的磁場中,g取10 m/s2.
(1)若將PQ桿固定,讓MN桿在豎直向上的恒定拉力F=0.18 N的作用下由靜止開始向上運動,磁感
12、應強度B0=1.0 T,桿MN的最大速度為多少?
(2)若將MN桿固定,MN和PQ的間距為d=0.4 m,現(xiàn)使磁感應強度從零開始以=0.5 T/s的變化率均勻地增大,經過多長時間,桿PQ對地面的壓力為零?
25.(22分)如圖所示,在Ⅰ區(qū)里有方向豎直向上的勻強電場,場強大小為E=4×105 N/C,在Ⅱ區(qū)里有垂直于紙面向外的勻強磁場,電場和磁場的寬度d相等,d=0.4 m.比荷=2.5×109 C/kg的帶正電的粒子以初速度v0=2×107 m/s從PQ邊界上的O點垂直PQ射入電場.若電場和磁場在豎直方向上足夠長,不計粒子的重力.
(1)求粒子經過電場和磁場的邊界MN時的
13、速度及豎直方向上的位移大??;
(2)若要使粒子在磁場區(qū)域運動時不穿過RS邊界(RS邊界上有磁場),求磁感應強度B的取值范圍;
(3)在第(2)問的條件下,求粒子在電場和磁場中的最長運動時間.
“7+2+3”全真模擬(四)
14.解析:選D.加速度的定義式為a=,A錯誤;伽利略不是為了說明力是維持物體運動的原因做實驗,B錯誤;在不需要考慮物體本身的形狀和大小時,用質點來代替物體的方法屬于模型法,C錯誤;把整個運動過程劃分成很多小段,屬于微元法,D正確.
15.解析:選A.由幾何知識可判斷,AB垂直面DMC,且M點為AB的中點,則面DMC與AB的中垂面重合,故
14、DMC為一等勢面,則φD=φC=φN=φM,A項錯誤,B項正確;由電場的空間分布特點可判斷C、D項正確.
16.解析:選D.物體由A點運動到B點的過程中,由動能定理可得WF-mgR=mv①;因F是變力,對物體的運動過程分割,將劃分成許多小段,則當各小段弧長Δs足夠小時,在每一小段上,力F可看做恒力,且其方向與該小段上物體位移方向一致,有WF=FΔs1+FΔs2+…+FΔsi+…=F(Δs1+Δs2+…+Δsi+…)=F·R②;從B點起撤去外力F,物體的運動遵循機械能守恒定律,由于在最高點維持圓周運動的條件是mg≤m,即在圓軌道最高點處速度至少為.故由機械能守恒定律得mv=mgR+m③;聯(lián)立①
15、②③式得F=.選項D正確.
17.解析:選C.由題意知,當線框在x=0至x=l間運動時電流恒為i0;當線框在x=l至x=2l間運動時,磁通量不變化,故i=0,線框做勻加速運動;當ab邊剛出磁場(x=2l)時,線框的速度大于剛進磁場時的速度,cd邊切割磁感線產生的電流i>i0,同時受到的安培力大于F,線框做減速運動,隨著速度的減小,安培力變小,加速度變小,故選項C錯;當cd邊剛出磁場時,線框速度可能還沒減速到ab邊剛進磁場時的速度,故選項B對;也可能恰好減速到ab邊剛進磁場時的速度,故選項D對;還可能早就減速到ab邊剛進磁場時的速度以后做勻速運動,故選項A對.
18.解析:
選CD.導
16、體棒受重力G、支持力FN、安培力F作用而處于平衡狀態(tài),當外加勻強磁場的磁感應強度B的方向由垂直斜面向上沿逆時針方向轉至水平向左的過程中,安培力由沿斜面向上轉至豎直向上,導體棒受力的動態(tài)變化如圖所示,則由圖知安培力逐漸增大,即此過程中磁感應強度B逐漸增大,A、B錯誤;剛開始安培力F最小,有sin α=,所以此過程中磁感應強度B的最小值為,C正確;最后安培力最大,有F=mg,即此過程中磁感應強度B的最大值為,D正確.
19.解析:選AC.設每只手與水泥制品的摩擦力大小均為Ff1,設P受到Q的摩擦力大小為Ff,方向豎直向上.對PQ整體、P分別應用牛頓第二定律有2Ff1-5mg=5ma、Ff1+Ff
17、-2mg=2ma,聯(lián)立解得Ff=-0.5m(g+a),說明P受到Q的摩擦力向下,選項A、C對,選項B、D錯.
20.解析:選ABC.題圖乙中梯形的面積代表滑塊相對平板車的位移,也就是平板車的長度L,即為L=t0=v0t0=2 m,A正確;對滑塊運用牛頓第二定律有-μmg=ma,而a=,解得μ==0.1,B正確;由題圖乙可知滑塊、平板車的加速度大小相等,使它們產生加速度的合力就是兩者間的滑動摩擦力,因此它們的質量相等,C正確;滑塊所受摩擦力Ff=μmg=1 N,由題圖乙可知,滑塊從t=0到t=t0過程中相對地面的位移x塊=t0=2.5 m,t0時間內滑塊所受摩擦力做功W=Ffx塊=2.5 J,
18、所以t0時間內滑塊所受摩擦力做功的平均功率為P=W/t0=2.5 W,D錯誤.
21.解析:(1)安裝刻度尺時,必須使刻度尺豎直放置.(2)由題圖乙F-x圖象知,彈簧原長x0=4 cm;k== N/m=50 N/m. (3)由題圖丙知,彈簧測力計示數(shù)為3.0 N,則Δx==0.06 m=6 cm,則x=x0+Δx=10 cm.
答案:(1)豎直(2分) (2)4(2分) 50(3分) (3)10(3分)
22.解析:(1)由多用電表示數(shù)及選擇倍率可知定值電阻為5×10 Ω=50 Ω.(3)①由螺旋測微器的讀數(shù)方法可得金屬絲的直徑為D=0.252 mm.③金屬絲的長度為L=70.50 cm
19、-10.00 cm=60.50 cm.(4)由部分電路的歐姆定律得R==R0+R金屬絲,由電阻定律得R金屬絲=ρ,由以上兩式得R=·L+R0,可知題圖己的斜率k=,所以金屬絲的電阻率為ρ=kS,圖線在縱軸上的截距表示保護電阻的阻值.為求直線的斜率可在直線上取兩個距離較遠的點,如(40,63)和(100,78),則k== Ω/m=25 Ω/m,金屬絲的橫截面積為S=π≈4.99×10-8 m2,由圖象斜率的物理意義可求得金屬絲的電阻率為ρ=kS≈1.25×10-6 Ω·m.圖線在縱軸上的截距表示定值電阻的阻值R0=53 Ω.
答案:(1)50(1分) (2)如圖所示(3分)
(3)①0.
20、252(1分)?、?0.50(1分)
(4)1.25×10-6(2分) 53(2分)
23.解析:(1)設潛艇下沉的最大速度為vm,勻加速下沉的時間為t1,加速度大小為a1,則
h2-h(huán)1=t(2分)
vm=a1t1(2分)
設潛艇體積為V,未排水時
ρ1Vg=Mg(2分)
Mg-ρ2Vg=Ma1(2分)
解得t1=20 s.(2分)
(2)設勻減速下沉的加速度大小為a2,緊急排出水的質量為m
vm=a2(t-t1)(2分)
ρ2Vg-(M-m)g=(M-m)a2(2分)
解得m=9.0×104 kg.(2分)
答案:(1)20 s (2)9.0×104 kg
24
21、.解析:(1)MN桿切割磁感線產生的電動勢為:
E1=B0Lv①(2分)
由閉合電路歐姆定律得:I1=②(2分)
MN桿所受安培力大小為:F安=B0I1L③(2分)
對MN桿應用牛頓第二定律得:F-mg-F安=ma④(2分)
當MN桿速度最大時,MN桿的加速度為零,聯(lián)立①②③④得MN桿的最大速度為:
vm== m/s
=0.8 m/s.(2分)
(2)感生電動勢為:E2==⑤(2分)
由閉合電路歐姆定律得:I2=⑥(2分)
t時刻的磁感應強度為:B=t⑦(2分)
PQ桿受力平衡:mg=BI2L⑧(2分)
聯(lián)立⑤⑥⑦⑧得時間t為:
t== s=10 s.(2分)
答案
22、:(1)0.8 m/s (2)10 s
25.解析:(1)設粒子在電場中運動的時間為t1,粒子經過MN邊界時的位置與O點的豎直距離為y,則:
在v0方向:d=v0t1(2分)
在豎直方向:y=at(2分)
由牛頓第二定律得:Eq=ma(1分)
聯(lián)立解得:t1=2×10-8 s(1分)
y=0.2 m(1分)
粒子經過邊界MN時在豎直方向上的分速度為
vy=at1=2×107 m/s(1分)
粒子經過邊界MN時的速度大小為
v==2×107 m/s(1分)
與v0方向的夾角為θ=arctan=45°.(1分)
(2)要使粒子不穿過RS邊界,粒子在磁場區(qū)域運動的臨界軌跡如圖所示,設粒子做勻速圓周運動的軌跡半徑為r,則
由幾何知識得:r+r≤d(2分)
由牛頓第二定律得:qvB=m(2分)
聯(lián)立解得:B≥(2+2)×10-2 T.(2分)
(3)由(2)知B=(2+2)×10-2 T時,粒子在磁場中的運動時間最長,再進入電場時向下偏離的距離最遠(2分)
當B=(2+2)×10-2 T時,粒子在Ⅱ區(qū)里做勻速圓周運動轉過的圓心角θ=,則
t2==3(-1)π×10-8 s=3.9×10-8 s(2分)
粒子在電場和磁場中運動的最長時間
t=2t1+t2=7.9×10-8 s.(2分)
答案:見解析