2018年高考物理三月課外編選題（七）及解析

2018年高考物理三月課外編選題（七）及解析1.如圖所示,在一個(gè)邊長(zhǎng)為a的正六邊形區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),三個(gè)相同帶正電的粒子比荷為,先后從A點(diǎn)沿AD方向以大小不等的速度射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,粒子在運(yùn)動(dòng)過程中只受磁場(chǎng)力作用;已知編號(hào)為①的粒子恰好從F點(diǎn)飛出磁場(chǎng)區(qū)域;編號(hào)為②的粒子恰好從E點(diǎn)飛出磁場(chǎng)區(qū)域;編號(hào)為③的粒子從ED邊上的某一點(diǎn)垂直邊界飛出磁場(chǎng)區(qū)域,則()A.編號(hào)為①的粒子進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的初速度大小為B.編號(hào)為②的粒子在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間T=C.編號(hào)為③的粒子在ED邊上飛出的位置與E點(diǎn)的距離為(23)aD.三個(gè)粒子在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間依次減少并且為4∶2∶1【解析】選A、C、D。三個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。設(shè)編號(hào)為①的粒子在正六邊形區(qū)域磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r1,初速度大小為v1,則qv1B=m,由幾何關(guān)系可得r1=,解得v1=,在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)了120°運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1==,選項(xiàng)A正確;設(shè)編號(hào)為②的粒子在正六邊形區(qū)域磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r2,線速度大小為v2,周期為T2=,由幾何關(guān)系可得,粒子在正六邊形區(qū)域磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)過程中轉(zhuǎn)過的圓心角為60°,則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2==,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;設(shè)編號(hào)為③的粒子在正六邊形區(qū)域磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r3,在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)了30°,t3==,由幾何關(guān)系可得AE=2acos30°=a,r3==2a,O3E==3a,EG=r3O3E=(23)a,選項(xiàng)C正確;t1∶t2∶t3=∶∶=4∶2∶1,選項(xiàng)D正確。【總結(jié)提升】帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的“四點(diǎn)、六線、三角”(1)四個(gè)點(diǎn):分別是入射點(diǎn)﹑出射點(diǎn)﹑軌跡圓心和入射速度直線與出射速度直線的交點(diǎn)。(2)六條線:兩條軌跡半徑,入射速度直線和出射速度直線,入射點(diǎn)與出射點(diǎn)的連線,圓心與兩條速度直線交點(diǎn)的連線。前面四條邊構(gòu)成一個(gè)四邊形,后面兩條為四邊形的對(duì)角線。(3)三個(gè)角:速度偏轉(zhuǎn)角﹑圓心角﹑弦切角,其中偏轉(zhuǎn)角等于圓心角,也等于弦切角的兩倍。2、(2017·全國(guó)卷Ⅱ)如圖,虛線所示的圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),P為磁場(chǎng)邊界上的一點(diǎn),大量相同的帶電粒子以相同的速率經(jīng)過P點(diǎn),在紙面內(nèi)沿不同方向射入磁場(chǎng),若粒子射入速率為v1,這些粒子在磁場(chǎng)邊界的出射點(diǎn)分布在六分之一圓周上;若粒子射入速率為v2,相應(yīng)的出射點(diǎn)分布在三分之一圓周上,不計(jì)重力及帶電粒子之間的相互作用,則v2∶v1為()A.∶2 B.∶1C.∶1 D.3∶【解析】選C。設(shè)圓形區(qū)域磁場(chǎng)半徑為R,根據(jù)題意,當(dāng)粒子出射點(diǎn)分布在六分之一圓周上時(shí),根據(jù)幾何關(guān)系可知軌道半徑r1=Rsin30°,由洛倫茲力提供向心力,得到r1=,當(dāng)粒子相應(yīng)的出射點(diǎn)分布在三分之一圓周上時(shí),根據(jù)幾何關(guān)系:r2=Rsin60°,又因?yàn)閞2=,則v2∶v1為∶1,故選C。3、A、B為兩等量異號(hào)點(diǎn)電荷,圖中水平虛線為A、B連線的中垂線?，F(xiàn)將另兩個(gè)等量異號(hào)的檢驗(yàn)電荷a、b用絕緣細(xì)桿連接后,從離A、B無窮遠(yuǎn)處沿中垂線平移到A、B的連線上,平移過程中兩檢驗(yàn)電荷始終關(guān)于中垂線對(duì)稱。若規(guī)定離A、B無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,則下列說法中正確的是()A.在A、B連線上a所處的位置的電勢(shì)φa<0B.a、b整體在A、B連線處具有的電勢(shì)能Ep=0C.整個(gè)移動(dòng)過程中,靜電力對(duì)a做正功D.整個(gè)移動(dòng)過程中,靜電力對(duì)b做負(fù)功【解析】選D。平移過程中,a或者b處于等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線的分布特點(diǎn),a和b受到的電場(chǎng)力的方向均有沿水平方向向右的分量,所以平移過程中,電場(chǎng)力對(duì)它們都做負(fù)功,它們的電勢(shì)能都要增加,在A、B連線上,Ep>0,選項(xiàng)D正確,B、C錯(cuò)誤。等量異種點(diǎn)電荷的中垂線上電勢(shì)為零,而AB連線上,電場(chǎng)強(qiáng)度方向由A指向B,所以φA>0,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。4、(多選)如圖所示,在空間存在平行于xOy平面的勻強(qiáng)電場(chǎng),一簇質(zhì)子(重力及質(zhì)子間作用力均不計(jì))從P點(diǎn)出發(fā),可以到達(dá)以原點(diǎn)O為圓心、R=10cm為半徑的圓上任意位置,其中質(zhì)子到達(dá)A點(diǎn)時(shí)動(dòng)能增加量最大,最大動(dòng)能增量為32eV,A點(diǎn)是圓與x軸正半軸的交點(diǎn)。已知∠OAP=37°且A點(diǎn)電勢(shì)為零,圖中B點(diǎn)為圓周與y軸負(fù)半軸的交點(diǎn),PA=PB,則下列說法正確的是()導(dǎo)學(xué)號(hào)49294167A.該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向一定沿y軸負(fù)方向B.該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為250V/mC.勻強(qiáng)電場(chǎng)中P、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為32VD.質(zhì)子從P點(diǎn)到B點(diǎn)過程中電勢(shì)能減小24eV【解析】選B、D。因質(zhì)子從P點(diǎn)到A點(diǎn)時(shí)動(dòng)能增量最大,所以等勢(shì)線在A點(diǎn)必與圓相切(否則一定還可以在圓周上找到比A點(diǎn)電勢(shì)低的點(diǎn),質(zhì)子到達(dá)該點(diǎn)時(shí)動(dòng)能增量將大于到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能增量),即等勢(shì)線與y軸平行,又由質(zhì)子從P點(diǎn)到A點(diǎn)電場(chǎng)力做正功,所以電場(chǎng)強(qiáng)度方向必沿x軸正方向,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由W=qU=ΔEk知UPA=32V,由題圖知PA=2Rcos37°=0.16m,所以E==250V/m,B項(xiàng)正確;又因UPB=E·PB·sin37°=24V,C項(xiàng)錯(cuò)誤;質(zhì)子從P點(diǎn)到B點(diǎn)過程中電場(chǎng)力做正功,其大小為W′=qUPB=24eV,D項(xiàng)正確。5.(2017·濟(jì)寧一模)如圖甲所示,靜止在水平地面上的物塊A,受到水平拉力F的作用,F與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示。設(shè)物塊與地面間的最大靜摩擦力Ffm的大小與滑動(dòng)摩擦力大小相等,則t1～t3時(shí)間內(nèi)()導(dǎo)學(xué)號(hào)49294145A.t1時(shí)刻物塊的速度為零B.t2時(shí)刻物塊的加速度最大C.t3時(shí)刻物塊的動(dòng)能最大D.t1～t3時(shí)間內(nèi)F對(duì)物塊先做正功后做負(fù)功【解析】選A、B、C。由題圖乙知,t1時(shí)刻F=Ffm,物塊A剛要?jiǎng)?所以速度為零,故A選項(xiàng)正確。A一旦動(dòng)起來由牛頓第二定律知FFfm=ma,則t2時(shí)刻a最大,故B選項(xiàng)正確。t1～t3時(shí)間內(nèi),F>Ffm,加速運(yùn)動(dòng),故t3時(shí)刻動(dòng)能最大,C選項(xiàng)正確。t1～t3時(shí)間內(nèi),F的方向與位移的方向相同,一直做正功,故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。6.(2017·淮南一模)a、b為緊靠著的、且兩邊固定的兩張相同薄紙,如圖所示。一個(gè)質(zhì)量為1kg的小球從距紙面高為60cm的地方自由下落,恰能穿破兩張紙。若將a紙的位置升高,b紙的位置不變,在相同條件下要使小球仍能穿破兩張紙,則a紙距離b紙可能是()A.15cm B.20cmC.30cm D.60cm【解析】選A、B、C。小球穿過兩張紙時(shí),由動(dòng)能定理得mgh2W=0,將a紙向上移,若恰能穿過第一張紙,則mgh′W=0,解得下落的高度h′=h,因此兩張紙的距離不能超過h=30cm,選項(xiàng)A、B、C正確。7.元宵節(jié)焰火晚會(huì)上,萬發(fā)禮花彈點(diǎn)亮夜空,如圖所示為焰火燃放時(shí)的精彩瞬間。假如燃放時(shí)長(zhǎng)度為1m的炮筒豎直放置,每個(gè)禮花彈約為1kg(燃放前后看作質(zhì)量不變),當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?0m/s2,爆炸后的高壓氣體對(duì)禮花彈做功900J,離開炮筒口時(shí)的動(dòng)能為800J,禮花彈從炮筒底部豎直運(yùn)動(dòng)到炮筒口的過程中,下列判斷正確的是()A.重力勢(shì)能增加800JB.克服阻力(炮筒阻力及空氣阻力)做功90JC.克服阻力(炮筒阻力及空氣阻力)做功無法計(jì)算D.機(jī)械能增加800J【解析】選B。禮花彈在炮筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過程中,克服重力做功mgh=10J,則重力勢(shì)能增加量ΔEp=10J,根據(jù)動(dòng)能定理ΔEk=WW阻WG可知W阻=WΔEkWG=900J800J10J=90J,機(jī)械能的增加量ΔE=ΔEk+ΔEp=800J+10J=810J,故B正確。8.(2017·六盤水一模)一根質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻鏈條一半放在光滑的水平桌面上,另一半懸在桌邊,桌面足夠高,如圖a所示。若將一個(gè)質(zhì)量為m的小球分別拴在鏈條左端和右端,如圖b、c所示,約束鏈條的擋板光滑,三種情況均由靜止釋放,當(dāng)整根鏈條剛離開桌面時(shí),關(guān)于它們的速度關(guān)系,下列判斷正確的是()A.va=vb=vcB.va<vb<vcC.vc>va>vbD.va>vb>vc【解析】選C。圖a中,當(dāng)整根鏈條離開桌面時(shí),根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得mg·=m,解得va=;圖b中,當(dāng)整根鏈條離開桌面時(shí),根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得mg·=·2m,解得vb=;圖c中,當(dāng)整根鏈條離開桌面時(shí),根據(jù)機(jī)械能守恒定律有mg·+mg=·2m,解得vc=,故vc>va>vb,C正確。9.(2017·寧德一模)已知質(zhì)量相同的兩個(gè)物體發(fā)生彈性正碰時(shí)速度交換。如圖“牛頓擺”,由五個(gè)相同的鋼球緊挨著懸掛在同一水平線上。當(dāng)拉起最左側(cè)的球1并釋放,由于相鄰球間的碰撞,導(dǎo)致最右側(cè)的球5被彈出,碰撞時(shí)動(dòng)能不損失。則()A.相鄰球間碰撞屬于非彈性碰撞B.球5被彈起時(shí),球4速度不為零C.球5被彈起時(shí),球1速度等于零D.五個(gè)鋼球組成的系統(tǒng)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)量守恒【解析】選C。因?yàn)榕鲎矔r(shí)動(dòng)能不損失,則各個(gè)小球之間的碰撞均為完全彈性碰撞,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因?yàn)閮汕蚺鲎矔r(shí)交換速度,則球5被彈起時(shí),球4速度為零,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;1球落下后與2球碰撞,1、2兩球交換速度,以后以此類推,當(dāng)球5被彈起時(shí),球1、2、3、4速度都等于零,選項(xiàng)C正確;五個(gè)鋼球組成的系統(tǒng)只在水平方向碰撞過程中動(dòng)量守恒,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。10.如圖所示,水平光滑地面上停放著一輛質(zhì)量為M的小車,其左側(cè)有半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道AB,軌道最低點(diǎn)B與水平軌道BC相切,整個(gè)軌道處于同一豎直平面內(nèi)。將質(zhì)量為m的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)無初速度釋放,物塊沿軌道滑行至軌道末端C處恰好沒有滑出。重力加速度為g,空氣阻力可忽略不計(jì)。關(guān)于物塊從A位置運(yùn)動(dòng)至C位置的過程,下列說法中正確的是()導(dǎo)學(xué)號(hào)49294155A.小車和物塊構(gòu)成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B.摩擦力對(duì)物塊和軌道BC所做功的代數(shù)和為零C.物塊的最大速度為D.小車的最大速度為【解析】選D。小車和物塊組成的系統(tǒng)水平方向所受合外力為零,水平方向動(dòng)量守恒,系統(tǒng)整體所受合外力不為零,系統(tǒng)動(dòng)量不守恒,故A錯(cuò)誤;摩擦力對(duì)物塊和軌道BC所做功的代數(shù)和等于摩擦力與相對(duì)位移的乘積,摩擦力做功的代數(shù)和不為零,故B錯(cuò)誤;如果小車固定不動(dòng),物塊到達(dá)水平軌道時(shí)速度最大,由機(jī)械能守恒定律得:mgR=mv2,v=,現(xiàn)在物塊下滑時(shí),小車向左滑動(dòng),物塊的速度小于,故C錯(cuò)誤;小車與物塊組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒,物塊剛下滑到B點(diǎn)時(shí),小車具有最大速度,物塊下滑過程,以向右為正方向,由動(dòng)量守恒定律得:mv1Mv2=0,由機(jī)械能守恒定律得:m+M=mgR,解得:v2=,故D正確。二、非選擇題1、(2017·南昌一模)在傾角θ=37°的粗糙斜面上有一質(zhì)量m=2kg的物塊,受如圖甲所示的水平方向恒力F的作用,物塊靜止不動(dòng)。t=0時(shí)刻物塊以某一速度從斜面上A點(diǎn)沿斜面下滑,在t=4s時(shí)滑到水平面上,此時(shí)撤去F,在這以后的一段時(shí)間內(nèi)物塊運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化關(guān)系vt圖象如圖乙所示,已知A點(diǎn)到斜面底端的距離x=18m,物塊與各接觸面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,不考慮轉(zhuǎn)角處機(jī)械能損失,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:導(dǎo)學(xué)號(hào)49294123(1)物塊在A點(diǎn)的速度。(2)水平恒力F的大小。【解析】(1)在斜面上,逆向看物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a1,方向沿斜面向上,則:x=vt+a1t2解得:a1=0.25m/s2物塊在A點(diǎn)的速度為:v0=v+a1t=5m/s(2)設(shè)物塊與接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,物塊在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí),由牛頓第二定律得:μmg=ma2由圖線可知:a2=2m/s2解得:μ=0.2物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),設(shè)受的摩擦力為f,由牛頓第二定律得:Fcosθmgsinθ+f=ma1f=μN(yùn)N=mgcosθ+Fsinθ解得:F==10.1N答案:(1)5m/s(2)10.1N2、一小物塊隨足夠長(zhǎng)的水平傳送帶一起運(yùn)動(dòng),被一水平向左飛行的子彈擊中并從物塊中穿過,如圖甲所示。固定在傳送帶右端的位移傳感器記錄了小物塊被擊中后的位移x隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示(圖象前3s內(nèi)為二次函數(shù),3～4.5s內(nèi)為一次函數(shù),取向左運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较?,已知傳送帶的速度v1保持不變,g取10m/s2。(1)求傳送帶速度v