2014届高三高考预测汇编(新课标)物理试题 Word版含参考答案及解析
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2014届预测汇编
物理
1.如图所示,由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框,垂直磁场放置,将AB 两点接入电压恒定的电源两端,通电时,线框受到的安培力为F ,若将AB 边移走,则余下线框受到的安培力大小为 ( )
A .23F
B .12F
C .13F
D .14
F 【答案】C 【解析】设每条边长为l ,电阻为r ,则电路为ACB 电阻丝与AB 电阻丝并联,ACB 边的等效长度为l ,等效电阻为2r ,则有闭合电路欧姆定律和安培力公式可得:322E E F Bl
Bl BlE r r r =+=;移走AB 后,电路中只有ACB 电阻丝,则同理可得:2E F Bl r '=,比较可得13
F F '=,故C 正确。
2.研究表明,蜜蜂是依靠蜂房、采蜜地点和太阳三个点来定位的,蜜蜂飞行时就是根据这三个位置关系呈8字型运动来告诉同伴蜜源的方位。
某兴趣小组用带电粒子在如图所示的电场和磁场中模拟蜜蜂的8字形运动,即在y >0的空间中和y <0的空间内同时存在着大小相等,方向相反的匀强电场,上、下电场以x 轴为分界线,在y 轴左侧和图中竖直虚线MN 右侧均无电场,但有方向垂直纸面向里、和向外的匀强磁场,MN 与y 轴的距离为2d .一重力不计的负电荷从y 轴上的P (0,d )点以沿x 轴正方向的初速度v 0开始运动,经过一段时间后,电子又以相同的速度回到P 点,则下列说法正确的是 ( )
A .电场与磁场的比值为0υ
B .电场与磁场的比值为02υ
C .带电粒子运动一个周期的时间为0
022d
d πυυ+ D .带电粒子运动一个周期的时间为0042d d πυυ+
【答案】BD 【解析】作出粒子运动的“8”字形轨迹如图所示,则有图可知,qE a m
=;212d at =;0d t υ=;联立得:202m E qd
υ=;粒子在磁场中的运动半径为r d =;由200m q B d υυ=,得0m B qd
υ=,则0:2E B υ=;由图可知粒子的运动周期为:0042d
d T πυυ=+,故BD 正确。
3.如图所示,表面光滑的斜面体固定在匀速上升的升降机上,质量相等的A 、B 两物体用一轻质弹簧连接着,B 的上端用一平行斜面的细线拴接在斜面上的固定装置上,斜面的倾角为30,当升降机突然处于完全失重状态时,则此瞬时AB 两物体的瞬时加速度为别为( )
A .12g 、g
B .g 、12g
C .32g 、g
D .32
g 、0 【答案】C 【解析】由于整个装置突然处于失重状态,根据完全失重状态的特点可知,AB 两物体与斜面体之间的弹力会突然消失,而弹簧在这一瞬间,长度不会立即变化,故此时弹簧对A 物体的作用力不变,由平衡状态时的受力特点可知,A 受到弹簧的作用力大小为sin mg θ,由于失重时A 物体本身重力不变,故在此瞬间,A 同时受到弹簧的弹力(sin mg θ)和重力作用,根据力的合成特点可知此二力的合力为cos mg θ,故其瞬时加速度为32
g ;而对B 受力分析可知,完全失重瞬间,B 受到弹簧的作用总和细线的上
弹力相等(此二力的合力为0),则此时B 的合力就是其重力,所以B 的瞬时加速度为g ,所以C 正确。
4.如图所示,在水平面上运动的小车内,有一质量为M 的物块与两根劲度系数分别为k 1、k 2的弹簧连接,小车向右以加速度a 的大小做匀加速直线运动。
已知两根弹簧的形变量总和均为△x ,不计物体与小车间的摩擦。
则图中物块的加速度a 等于 ( ) A .k 1k 2△x (k 1+k 2)M
B .(k 1+k 2)M k 1k 2△x
C .(k 1+k 2)△x k 1k 2M
D .(k 1+k 2)M k 1k 2△x
【答案】A
【解析】设两弹簧的形变量分别为x 1和x 2,依题意有k 1x 1=k 2x 2,△x =x 1+x 2故x 1=k 2△x k 1+k 2
,x 2=k 1△x k 1+k 2,由牛顿第二定律:k 1x 1=k 2x 2=Ma ,故a =k 1k 2△x (k 1+k 2)M
,A 选项正确。
5.2013年12月2日,“长征三号乙”运载火箭将“嫦娥三号”月球探测器成功送入太空,12月6日“嫦娥三号”由地月转移轨道进入100公里环月轨道,12月10日成功变轨到近月点为15公里的椭圆轨道,12月14日从15公里高度降至月球表面成功实现登月。
则关于“嫦娥三号”登月过程的说法正确的是 ( )
A.“嫦娥三号”由地月转移轨道需要减速才能进入100公里环月轨道
B.“嫦娥三号”在近月点为15公里的椭圆轨道上各点的速度都大于其在100公里圆轨道上的速度
C.“嫦娥三号”在100公里圆轨道上运动的周期大于其在近月点为15公里的椭圆轨道上运动的周期
D.从15公里高度降至月球表面过程中,“嫦娥三号”处于失重状态
【答案】A
【解析】“嫦娥三号”由地月转移轨道实施近月制动才能进入100公里环月圆轨道上,A 正确;由卫星变轨条件可知近月点为15公里的椭圆轨道上远月点的速度小于圆轨道上的速
度;由开普勒第三定律可得“嫦娥三号”在100公里圆轨道上运动的周期大于其在椭圆轨道上运动的周期,C 正确;从15公里高度降至月球表面过程“嫦娥三号”需要减速下降,处于超重状态,D 错误。
6.边长为l 的光滑正方形线圈置于水平桌面上,水平桌面上有竖直向下匀强磁场,磁感应强度为B ,线框左边接一电阻R (体积可忽略),右端接一电容为C 的电容器,其余电阻不计,如图所示。
一长度大于l 、电阻忽略不计的金属棒ab 中部接有一理想二极管(导通时电阻为0,截止时电阻无穷大),现用垂直于棒的水平外力作用于金属棒,使其从贴近电阻R 处以速度υ匀速运动到正方形中点处停止。
(1)分析此过程外力变化特点
(2)求此过程中通过R 的电量是多少?
(3)若将电容C 换成一个电阻为r 的直流电动机,则金属棒仍以速度υ匀速运动时,此时的拉力是在原电路中拉力最小值的4倍,求电动机的输出功率?
【答案】(1)外力先逐渐减小到某一值后保持不变;(2)22Bl CBl R
υ+;(3)22223(3)B l R r R υ- 【解析】(1)导体棒在切割磁感应线运动时,棒中感应电动势自下而上,故二极管处于导通状态(1分);
导体棒相当于电源,同时向电阻R 和电容器C 供电,电容器充电过程中电压逐渐升高,电流逐渐减小,当电压升高到与导体棒两端电压相等时,导体棒仅向R 供电,故其电流保持不变,所以通过导体棒中总电流是逐渐减小到某一值后保持不变
由平衡条件可得此过程所受外力与安培力始终相等,即A F F BIl ==,故外力也是逐渐减小到某一值后保持不变
(2)根据电磁感应定律可得:E t ∆Φ=∆(1分);且E q It t R
== 则导体棒在切割磁感应线运动过程中通过R 的电量:2
12B S Bl q R R
∆== 由图中可以看出导体棒在切割磁感应线运动时电阻R 和电容是并联的,所以此过程中电容器的最大电压与导体棒切割电动势相等,即c U lB υ=
电容器稳定时所带的电荷量为:2c q U C ClB υ==
当导体棒静止时,电容器向整个电路放电,此时导体棒中的电流方向与二极管极性相反,故二极管处于截止状态,放电电流全部通过电阻R
所以通过电阻R 的总电量为:2
122Bl q q q CBl R
υ=+=+ (3)在原电路中拉力最小时电容器充电已结束,电路中电流恒定,设电路中的电流为I , 则有安培力公式可得:F BIl =
当拉力增加4倍,根据上式可知通过导体棒中的电流变为原来的4倍,即有4I I '= 则通过电动机的电流为:3M I I I I '=-=
由电磁感应、欧姆定律得:E lB υ=;E I R =;即3M lB I R
υ= 则电动机的输出功率为:2M M P E I I r =⨯-出
联立以上各式可得:222
2
3(3)B l P R r R υ=-出 7.2013年12月2日,嫦娥三号探测器成功发射。
“玉兔”登上了距离地球大约m 8100.3⨯的月球表面,将开展探测:观天、看地、测月工作,它能够在自动导航系统的控制下行走,且每隔10秒向地球发射一次信号。
探测器上还装着两个相同的减速器(其中一个是备用的),这种减速器可提供的最大加速度为0.5m/s 2。
若某次探测器的自动导航系统出现故障,从而使探测器只能匀速前进而不再能自动避开障碍物。
此时地球上的科学家必须对探测器
进行人工遥控操作,已知电磁波在太空中传播速度为s m /100.38⨯。
下表为控制中心的显
示屏的数据:
已知控制中心的信号发射与接收设备工作速度极快。
科学家每次分析数据并输入命令需要3秒。
问:(1)经过数据计算分析,你认为减速器是否执行了减速命令?(2)假如你是控制中心的工作人员,应采取怎样的措施?加速度需要满足什么条件?请计算说明。
【答案】(1)没有执行命令(2)2/05.0s m a ≥
【解析】设在地球和月球之间传播电磁波需要的时间为t 0,s c s t 10==
从前两次收到的信号可知:探测器的速度)/(2.010
4.34.51s m v =-= 从后两次收到的信号可知探测器的速度)/(2.010
4.14.3s m v =-= 可见,探测器速度没有改变,并没有执行命令。
则减速器出现故障。
(2)应启用另一个备用的减速器。
再经过3秒分析数据和1秒接收时间,探测器在9时10分44秒执行命令。
地面上的控制器9时10分40秒收到的信号,是探测器在9时10收到信号时刻 与前方障碍物的距离(单位:米)
9时10分20秒 5.4
9时10分30秒 3.4
发射信号时刻 给减速器设定的加速度(单位:m/s 2)
9时10分33 秒 0.1
收到信号时刻 与前方障碍物距离(单位:米)
9时10分40秒 1.4
分39秒发出的,此时探测器与前方的障碍物的距离为1.4米,经历时间5秒后探测器距前方障碍物的距离为s=1.4-0.2×5=0.4(m)。
设定减速器的加速度为a, 则有4.022
≤=a
v s ,可得:2/05.0s m a ≥ 即只要设定加速度2/05.0s m a ≥,便可使探测器不与障碍物相碰。
8.光滑的4
3圆轨道,半径为R ,质量为m 可视为质点的小球从P 点静止释放,P A 距离2R ,不计空气阻力.
(1) 小球能否通过B 点,若能,求出通过B 点时,球对轨道的压力
(2)若在最高点P 给球竖直向下的初速度0v ,写出球在水平面上的落点到A 点的水平距离?
【解析】从P 到B ,根据动能定理,22
1)2(mv R R mg =-, -----2分 假设能通过最高点,且最高点轨道对球的弹力为N ,则有R
v m N m g 2
=+,-----2分 联立得mg N =,-------1分
根据牛顿第三定律,球对轨道的压力mg N =',方向竖直向下。
---------1分
(2) 最高点2022
121)2(mv v m R R mg -'=
-,--------2分 球从B 点平抛,竖直方向22
12gt R =,--------2分 水平方向t v R x '=+, ---------2分 R g R
gR v x -+=)2(220--------1分
9.如图所示,空中固定一倾角为60的斜面,物体B 从斜面上 1.6x m =处由静止下滑,斜面的动摩擦因数31μ=-,B 掉落到小车A 的最左端表面上后立即与A 以相同的水平
速度0v 向左运动,接着B 与挡板P 发生了第一次碰撞,碰后B 相对于A 静止时的位置离A 最左端的距离等于车长的4
3.此后B 又与P 发生了多次碰撞,最后B 恰未从小车上滑落.若物块与挡板发生碰撞时无机械能损失且碰撞时间极短,水平地面光滑,210/g m s =,试求:
⑴B 离开斜面时的速度v
⑵确定A 与B 的质量关系
⑶若1B m kg =,则B 从静止下落,到第一次与P 碰后相对于A 静止的过程中,合外力对B 所做的功.
【解析】⑴B 在斜面上运动的过程中,根据动能定理得
21sin 60cos 602
B B B m gx m gx m v μ-= 代入数据解得 4/v m s = ⑵设B 与A 相互作用摩擦力为f F ,第一次碰后B 与A 相对静止时速度为1v ,由动量守恒,得 001()A B A B m v m v m m v -=+
由能量守恒,得 2220011131()2242
A B f A B m v m v F l m m v +=⋅++ 多次碰撞后,B 停在A 右端,由能量守恒,得 201()2f A B F l m m v =
+ 联系以上三式,解得:3A B m m = ⑶当1B m kg =时,3A m kg =,B 掉落A 上与A 相碰的瞬间,系统在水平方向上动量守恒,得 0cos60()B A B m v m m v =+
代入数据解得 00.5/v m s = 10.25/v m s =
则B 从静止下落,到第一次与P 碰后相对于A 静止的过程中,根据动能定理得 合外力对B 所做的功 22111110.252232
B W m v J J ==⨯⨯= 10.随着中国女子冰壶队的走俏,该运动项目深受人们的喜爱,某中学物理兴趣实验小组在实验室模拟了冰壶比赛。
将队员们分成两队,各队的队员从起点O 开始用一水平恒力推动一质量为Kg m 5.0=的小车,让该恒力作用一段时间后撤走,最后小车停在MN 区域内算作有效,如图所示,所有队员都完成比赛后,有效次数多的队获胜。
已知ON 的距离为x 1=5 m ,MN 的距离为x 2=1 m ,小车与桌面间的动摩擦因数为μ=0.4,2/10s m g =。
假设某队员的水平推力为N F 20=,小车整个运动过程中始终沿直线ON 运动,小车可视为质点。
求:(1)要想使该小车有效,队员对小车作用的最长时间;(2)若要使该小车有效,队员对小车作用的最小距离。
【解析】(1)要想使小车为有效车,则当小车运动到N 点速度正好为零,力作用的时间最长,设最长作用时间为t 1,有力作用时小车做匀加速运动,设加速度为a 1, t 1时刻小车的速度为v ,力停止作用后瓶做匀减速运动,设此时加速度大小为a 2,由牛顿第二定律得: 1ma mg F =-μ
2ma mg =μ 加速运动过程中的位移1
2
012a v x = 减速运动过程中的位移2
2
022a v x = 位移关系满足: 10201x x x =+
又: 11t a v =
由以上各式解得: s t 6
11= ; (2) 要想使小车为有效车,则当小车运动到M 点速度正好为零,力作用的距离最小,设最
小距离为d ,则:212
2
1222x x a v a v -='+' d a v 122='
联立解得:d =0.4m 。