2016高考物理 力电综合检测(A)

力电综合检测(A)一、单项选择题1．(2015·温州高三测试)如图所示，一只可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢地从底部爬到a 处，则下列说法正确的是()A ．在a 点碗对蚂蚁的支持力大于在b 点的支持力B ．在a 点碗对蚂蚁的摩擦力大于在b 点的摩擦力C ．在a 点碗对蚂蚁的作用力大于在b 点的作用力D ．在a 点蚂蚁受到的合力大于在b 点受到的合力解析：选B.由题意知，蚂蚁在半球形碗内爬行过程中受到竖直向下的重力、碗的支持力和摩擦力，设支持力方向与竖直方向的夹角为θ，蚂蚁的质量为m ，因蚂蚁缓慢爬行，则由力的平衡条件知蚂蚁受到的支持力和摩擦力分别为F N ＝mg cos θ、F f ＝mg sin θ，由于θa >θb ，因此F N a <F N b ，F f a >F f b ，即在a 点碗对蚂蚁的支持力小于在b 点的支持力，在a 点碗对蚂蚁的摩擦力大于在b 点的摩擦力，故选项A 错误，B 正确；碗对蚂蚁的作用力是支持力和摩擦力的合力，与重力大小相等，方向相反，即在a 点碗对蚂蚁的作用力等于在b 点的作用力，在a 点蚂蚁受到的合力等于在b 点受到的合力，皆为0，故选项C 、D 错误．2.如图所示，从倾角为θ的斜面上的M 点水平抛出一个小球，小球的初速度为v 0，最后小球落在斜面上的N 点，则下列说法错误的是(重力加速度为g )()A ．可求M 、N 之间的距离B ．可求小球落到N 点时速度的大小和方向C ．可求小球到达N 点时的动能D ．可以断定，当小球速度方向与斜面平行时，小球与斜面间的距离最大解析：选C.设小球从抛出到落到N 点经历时间t ，则有tan θ＝12gt 2v 0t ＝gt 2v 0，t ＝2v 0tan θg ，因此可求出d MN ＝v 0tcos θ＝2v 20tan θg cos θ，v N ＝（gt ）2＋v 20，方向：tan α＝gt v 0，故A 、B 项正确；但因小球的质量未知，因此小球在N 点的动能不能求出，C 项错误；当小球速度方向与斜面平行时，小球垂直斜面方向的速度为零，此时小球与斜面间的距离最大，D 项正确．3.如图所示，三个相同的灯泡a 、b 、c 和电阻不计的线圈L 与内阻不计的电源连接，下列判断正确的是()A ．K 闭合的瞬间，b 、c 两灯亮度不同B ．K 闭合足够长时间以后，b 、c 两灯亮度相同C ．K 断开的瞬间，a 、c 两灯立即熄灭D ．K 断开之后，b 灯突然闪亮以后再逐渐变暗 解析：选D.K 闭合的瞬间，L 上发生自感现象，对电流的阻碍很大，此时b 与c 串联，再与a 并联，故P b ＝P c ＜P a ，b 、c 亮度相同，且a 最亮，选项A 错误；K 闭合足够长时间以后，b 熄灭，所以选项B 错误；K 断开的瞬间，L 因发生自感，产生E 感，此时，电路连接如图所示，故选项D 正确，C 错误．4．光滑水平轨道abc 、ade 在a 端很接近但是不相连，bc 段与de 段平行，尺寸如图所示．轨道之间存在磁感应强度为B 的匀强磁场．初始时质量为m 的杆放置在b 、d 两点上，除电阻R 外，杆和轨道电阻均不计．用水平外力将杆以初速度v 0向左拉动，运动过程中保持杆中电流不变，在杆向左运动位移L 内，下列说法正确的是( )A ．杆向左做匀加速运动B ．杆向左运动位移L 的时间为Δt ＝3L4v 0C ．杆向左运动位移L 的时间内电阻产生的焦耳热为Q ＝2B 2L 3v 03RD ．杆向左运动位移L 的时间内水平外力做的功为W ＝32mv 2解析：选B.因为电流不变，所以E ＝ΔΦΔt ＝BLv 0是一定值，Δt ＝ΔΦBLv 0＝3L4v 0，而速度是不断增大的，但不是匀加速，所以A 错误，B 正确；杆向左运动位移L 的时间内电阻产生的焦耳热为Q ＝I 2R Δt ，解得Q ＝3B 2L 3v 04R，即C 错误；杆向左运动位移L 的时间内水平外力做的功为W ＝12m (2v 0)2－12mv 20＋Q ＝3B 2L 3v 04R ＋32mv 20，所以D 错误．二、不定项选择题5.(2015·贵州省七校联考)如图所示，小车上固定一水平横杆，横杆左端的固定斜杆与竖直方向成α角，斜杆下端连接一质量为m 的小球；同时横杆右端用一根细线悬挂相同的小球．当小车沿水平面做直线运动时，细线与竖直方向间的夹角β(β≠α)保持不变．设斜杆、细线对小球的作用力分别为F 1、F 2，下列说法正确的是( )A ．F 1、F 2大小不相等B．F1、F2方向相同C．小车加速度大小为g tan αD．小车加速度大小为g tan β解析：选BD.两球受重力和拉力作用，其中重力相同，由加速度相同可知两球所受合外力相同，由平行四边形定则可知，拉力相同，A项错误，B项正确；因为绳对小球拉力沿绳收缩方向，合力水平向右，由平行四边形定则可知mg tan β＝ma，即a＝g tan β，C项错误，D项正确．6．如图所示，圆环套在水平棒上可以滑动，轻绳OA的A端与圆环(重力不计)相连，O 端与质量m＝1 kg的重物相连；定滑轮固定在B处，跨过定滑轮的轻绳，两端分别与重物m、重物G相连，当两条细绳间的夹角φ＝90°，OA与水平杆的夹角θ＝53°时圆环恰好没有滑动，不计滑轮大小，整个系统处于静止状态，已知sin 53°＝0.8；cos 53°＝0.6，滑动摩擦力等于最大静摩擦力．则下列说法正确的是( )A．圆环与棒间的动摩擦因数μ＝0.75B．棒对环的支持力为1.6 NC．重物G的质量M＝0.6 kgD．圆环与棒间的动摩擦因数μ＝0.6解析：选AC.因为圆环将要开始滑动，所受的静摩擦力刚好达到最大值，有F f＝μF N.对环进行受力分析，则有：μF N－F T cos θ＝0，F N－F T sin θ＝0，F T＝F′T＝mg sin θ，代入数据解得：μ＝cot θ＝34，F N＝6.4 N，A正确，B、D错误；对重物m：Mg＝mg cos θ，得：M＝m cos θ＝0.6 kg，C正确．7.如图所示是A、B两物体从同一点出发的x－t图象，由图象可知，下列说法正确的是( )A．0～t1时间内A物体的速度大于B物体的速度B．t2时刻A、B两物体相遇C．0～t2时间内A的平均速度大于B的平均速度D．在0～t2时间内，t1时刻A、B两物体相距最远解析：选ABD.位移图象的斜率代表速度，A正确；t2时刻两物体运动的位移相同，所以0～t2时间内平均速度相同，B正确，C错误；在0～t2时间内，t1时刻A、B两物体相距最远，D正确．8.将一小球从高处水平抛出，最初2 s内小球动能E k随时间t变化的图线如图所示，不计空气阻力，重力加速度g＝10 m/s2.根据图象信息，可以确定的物理量是( )A ．小球的质量B ．小球的初速度C ．最初2 s 内重力对小球做功的平均功率D ．小球抛出时的高度解析：选ABC.根据图象可以知道小球在2 s 内动能由E k0＝5 J 增加到E k ＝30 J ，因为小球做平抛运动，2 s 内下落的高度h ＝12gt 2＝20 m ，小球在2 s 时间内由动能定理有：mgh＝E k －E k0，所以：m ＝E k －E k0gh＝0.125 kg ，A 正确；由P －G ＝mg v －可以得出最初2 s 内重力对小球做功的平均功率P －G ＝12.5 W ，C 正确；据E k0＝12mv 20可得v 0＝4 5 m/s ，B 正确；因为小球抛出的总时间未知，故不能确定小球抛出时的高度，D 错误．9.在xOy 平面内有一匀强电场，场强为E ，方向未知，电场线跟x 轴的负方向夹角为θ，电子在坐标平面xOy 内，从原点O 以大小为v 0、方向沿x 正方向的初速度射入电场，最后打在y 轴上的M 点，如图所示．(已知电子的质量为m ，电荷量为e ，重力不计)则( )A ．O 点电势低于M 点电势B ．运动过程中电子在M 点电势能最多C ．运动过程中，电子的电势能先减少后增加D ．电场力对电子先做负功，后做正功 解析：选AD.由电子的运动轨迹知，电子受到的电场力方向斜向上，故电场方向斜向下，M 点电势高于O 点，A 正确；电子在M 点电势能最少，B 错误；运动过程中，电子先克服电场力做功，后电场力对电子做正功，故C 错误，D 正确．10.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD 、EF ，导轨上放有一金属棒MN .现从t ＝0时刻起，给棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比，即I ＝kt ，其中k 为常量，金属棒与导轨始终垂直且接触良好．下列关于棒的速度v 、加速度a 随时间t 变化的关系图象，可能正确的是( )解析：选BD.由左手定则可知，金属棒所受安培力垂直纸面向里，随着电流增大，安培力增大，滑动摩擦力增大，金属棒开始做加速度逐渐减小的加速运动，后来做加速度逐渐增大的减速运动．安培力F 安＝BIL ＝BLkt ，金属棒所受合外力F 合＝mg －μF 安＝mg －μBLkt ，加速度a ＝g －μBLktm，选项B 、D 正确．三、非选择题11．全国多地雾霾频发，且有愈演愈烈的趋势，空气质量问题备受关注．在雾霾天气下，能见度下降，机动车行驶速度降低，道路通行效率下降，对城市快速路、桥梁和高速公路的影响很大．如果路上能见度小于200 m ，应开启机动车的大灯、雾灯、应急灯，将车速控制在60 km/h 以下，并与同道前车保持50 m 的车距；当能见度小于100 m 时，应将车速控制在40 km/h 以下，并与同道前车保持100 m 的车距．已知汽车保持匀速正常行驶时受到地面的阻力为车重的0.1，刹车时受到地面的阻力为车重的0.5，重力加速度为g ＝10 m/s 2，则：(1)若汽车在雾霾天行驶的速度为v ＝36 km/h ，则刹车后经过多长时间才会停下来？ (2)若前车因故障停在车道上，当质量为m 0＝1 500 kg 的后车距已经停止的前车为x ＝90 m 时紧急刹车，刚好不与前车相撞，则后车正常行驶时的功率为多大？解析：(1)汽车行驶的初速度：v ＝36 km/h ＝10 m/s 汽车刹车后的阻力：F f2＝0.5mg故刹车后的加速度：a 2＝F f2m＝5 m/s 2刹车时间：t ＝v a 2＝2 s.(2)由匀变速直线运动规律可知汽车刹车时的初速度：v 0＝2a 2x ＝30 m/s 刹车前汽车所受的牵引力：F 牵＝F f1＝0.1m 0g所以后车正常行驶时的功率为：P ＝F 牵v 0＝4.5×104W.答案：(1)2 s (2)4.5×104W12.如图所示，在光滑水平面上，存在着垂直纸面向外的匀强磁场Ⅰ、垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ，O 、M 、P 、Q 为磁场边界和x 轴的交点，OM ＝MP ＝L .一质量为m 、带电荷量为＋q 的带电小球，从原点O 处，以速度大小为v 0，与x 轴正向成45°射入区域Ⅰ，又从M 点射出区域Ⅰ(粒子的重力忽略不计)．(1)求区域Ⅰ的磁感应强度大小；(2)若带电小球能再次回到原点O ，则匀强磁场Ⅱ的宽度需满足什么条件？小球两次经过原点O 的时间间隔为多少？解析：(1)小球进入区域Ⅰ做匀速圆周运动，由几何知识可得：R 1＝22L 由R 1＝mv 0qB解得B ＝2mv 0qL.(2)运动轨迹如图，在区域Ⅱ做匀速圆周运动的半径为：R 2＝2L 由几何知识得d ≥(2＋1)L带电小球第一次在磁场Ⅰ中运动时间t 1＝14×2π2L 2v 0＝2πL4v 0带电小球第一次在空白区域运动时间t 2＝2Lv 0带电小球在磁场Ⅱ中运动时间 t 3＝34×2π2L v 0＝32πL2v 0小球两次经过原点O 的时间间隔为t 总＝2(t 1＋t 2)＋t 3＝22（π＋1）Lv 0.答案：见解析13．如图所示，质量为M 的导体棒ab ，垂直放在相距为l 的平行光滑金属导轨上．导轨平面与水平面的夹角为θ，并处于磁感应强度大小为B 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中．左侧是水平放置、间距为d 的平行金属板，R 和R x 分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻．(1)调节R x ＝R ，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流I 及棒的速率v ； (2)改变R x ，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m 、带电荷量为＋q 的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的R x .解析：(1)导体棒匀速下滑时， Mg sin θ＝BIl ①I ＝Mg sin θBl②设导体棒产生的感应电动势为E 0 E 0＝Blv ③由闭合电路欧姆定律得I ＝E 0R ＋R x④ 联立②③④，得 v ＝2MgR sin θB 2l 2.⑤(2)改变R x ，待棒再次匀速下滑后，由②式可知电流不变，设带电微粒在金属板间匀速通过时，板间电压为U ，电场强度大小为EU ＝IR x ⑥ E ＝U d ⑦ mg ＝qE ⑧联立②⑥⑦⑧，得R x ＝mBldqM sin θ.答案：(1)Mg sin θBl 2MgR sin θB 2l 2(2)mBldqM sin θ。