【配套K12】四川省邻水坛同中学2018年高考物理二轮选练题(4)

四川邻水坛同中学2018年高考（人教）物理二轮选练题（4）及答案
一、选择题
1、如图所示，一个质量为4 kg的半球形物体A放在倾角为θ＝37°的斜面B上静止不动。

若用通过球心的水平推力F＝10 N作用在物体A上，物体A仍静止在斜面上，斜面仍相对地面静止。

已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2，则( )
A．物体A受到斜面B的摩擦力增加8 N
B．物体A对斜面B的作用力增加10 N
C．地面对斜面B的弹力不变
D．地面对斜面B的摩擦力增加10 N
解析：选CD 若用通过球心的水平推力F＝10 N作用在物体A上，物体A仍静止在斜面上，将该力沿斜面方向和垂直斜面方向分解，由平衡条件可得：F cos 37°＋F f＝mg sin 37°，解得摩擦力F f＝16 N。

物体A受到斜面B的摩擦力减小ΔF f＝24 N－16 N＝8 N，选项A错误；没有施加水平力F时，根据平衡条件，A受斜面作用力与重力等大反向，即大小为40 N，根据牛顿第三定律，物体A对斜面的作用力为40 N，方向竖直向下。

施加水平力F后，物体A 对斜面的作用力如图，F′＝102＋402 N＝1017 N，物体A对斜面B的作用力增加(1017－40)N，选项B错误；把物体A和斜面B看作整体，分析受力，由平衡条件可知，地面对斜面B 的弹力不变，摩擦力增加10 N，选项C、D正确。

2、[多选]光滑斜面上，当系统静止时，挡板C与斜面垂直，弹簧、轻杆均与斜面平行，
A、B质量相等。

在突然撤去挡板的瞬间( )
A．两图中两球加速度均为g sin θ
B．两图中A球的加速度均为零
C．图甲中B球的加速度为2g sin θ
D．图乙中B球的加速度为g sin θ
解析：选CD 撤去挡板前，对整体分析，挡板对B球的弹力大小为2mg sin θ，因弹簧弹力不能突变，而杆的弹力会突变，所以撤去挡板瞬间，图甲中A球所受合力为零，加速度为零，B球所受合力为2mg sin θ，加速度为2g sin θ；图乙中杆的弹力突变为零，A、B球所受合力均为mg sin θ，加速度均为g sin θ，故C、D正确，A、B错误。

3、如图所示，在斜面顶端A以速度v水平抛出一小球，经过时间t1恰好落在斜面的中点P；若在A点以速度2v水平抛出小球，经过时间t2完成平抛运动。

不计空气阻力，则( )
A．t2>2t1 B．t2＝2t1
C．t2<2t1 D．落在B点
4、如图所示，曲线Ⅰ是一颗绕地球做圆周运动卫星轨道的示意图，其半径为R；曲线Ⅱ是一颗绕地球做椭圆运动卫星轨道的示意图，O点为地球球心，AB为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，已知在两轨道上运动的卫星的周期相等，万有引力常量为G，地球质量为M，下列说法正确的是( )
A．椭圆轨道的长轴长度为R
B．卫星在Ⅰ轨道的速率为v0，卫星在Ⅱ轨道B点的速率为v B，则v0<v B
C．卫星在Ⅰ轨道的加速度大小为a0，卫星在Ⅱ轨道A点加速度大小为a A，则a0<a A
D．若OA＝0.5R，则卫星在B点的速率v B> 2GM 3R
5、用长为l 、不可伸长的细线把质量为m 的小球悬挂于O 点，将小球拉至悬线偏离竖直方向α角后放手，运动t 时间后停在最低点。

则在时间t 内( )
A ．小球重力做功为mgl (1－cos α)
B ．空气阻力做功为－mgl cos α
C ．小球所受合力做功为mgl sin α
D ．细线拉力做功的功率为
mgl －cos α
t
6、(多选)如图7所示，竖直光滑杆固定不动，套在杆上的弹簧下端固定，将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至离地高度h ＝0.1m 处，滑块与弹簧不拴接.现由静止释放滑块，通过传感器测量到滑块的速度和离地高度h 并作出滑块的E k －h 图象，其中高度从0.2m 上升到0.35m 范围内图象为直线，其余部分为曲线，以地面为零势能面，取g ＝10m/s 2
，由图象可知( )
图7
A.小滑块的质量为0.2kg
B.弹簧最大弹性势能为0.32J
C.轻弹簧原长为0.2m
D.小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.18J 答案 AC
解析 从0.2m 上升到0.35m 的范围内，ΔE k ＝－ΔE p ＝－mg Δh ，图线的斜率绝对值为：k ＝
ΔE k
Δh ＝
0－0.3
0.35－0.2
＝－2N ＝－mg ，所以：m ＝0.2kg ，故A 正确；根据能的转化与守恒可知，当滑块
上升至最大高度时，增加的重力势能即为弹簧最大弹性势能，所以E pm ＝mg Δh ＝0.2×10×(0.35－0.1) J ＝0.5J ，故B 错误；在E k －h 图象中，图线的斜率表示滑块所受的合外力，由于高度从0.2m 上升到0.35m 范围内图象为直线，其余部分为曲线，说明滑块从0.2m 上升到0.35m 范围内所受作用力为恒力，所以h ＝0.2m ，滑块与弹簧分离，弹簧的原长为0.2m ，故C 正确；由图可知，当h ＝0.18m 时的动能最大；在滑块整个运动过程中，系统的动能、重力势能和弹性势能之间相互转化，因此动能最大时，滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小，根据能的转化和守恒可知，E pmin ＝E －E km ＝E pm ＋mgh －E km ＝0.5J ＋0.2×10×0.1J－0.32J ＝0.38J ，故D 错误.
7、[多选]如图所示，平行板电容器AB 两极板水平放置，A 在上方，B 在下方，现将其和二极管串联接在电源上，已知A 和电源正极相连，二极管具有单向导电性，一带电小球从AB 间的某一固定点水平射入，打在B 极板上的N 点，小球的重力不能忽略，现通过上下移动A 板来改变两极板AB 间距(两极板始终平行)，则下列说法正确的是( )
A ．若小球带正电，当A
B 间距增大时，小球打在N 点的右侧 B ．若小球带正电，当AB 间距减小时，小球打在N 点的左侧
C ．若小球带负电，当AB 间距减小时，小球可能打在N 点的右侧
D ．若小球带负电，当AB 间距增大时，小球可能打在N 点的左侧
解析：选BC 若小球带正电，当AB 间距d 增大时，电容减小，但Q 不可能减小，根据E ＝U
d
＝
Q Cd ＝4πkQ εS
，E 不变，所以电场力不变，小球仍然打在N 点，故A 错误。

若小球带正电，当d 减小时，电容增大，Q 增大，根据E ＝U d ＝Q Cd ＝
4πkQ
εS
，所以d 减小时E 增大，所以电场力变大，
小球在竖直方向加速度增大，运动时间变短，打在N 点左侧，故B 正确。

若小球带负电，当
AB 间距d 减小时，电容增大，则Q 增大，根据E ＝U d ＝Q Cd ＝4πkQ
εS
，所以d 减小时E 增大，所
以电场力变大，若电场力小于重力，小球在竖直方向上的加速度减小，运动时间变长，小球
将打在N 点的右侧，故C 正确。

若小球带负电，当AB 间距d 增大时，电容减小，但Q 不可能减小，根据E ＝U d ＝Q Cd ＝
4πkQ
εS
，E 不变，所以电场力大小不变，小球在竖直方向上的加速度不
变，运动时间不变，小球仍落在N 点，故D 错误。

8、[多选]如图，S 为一离子源，MN 为长荧光屏，S 到MN 的距离为L ，整个装置处在范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B 。

某时刻离子源S 一次性沿平行纸面的各个方向均匀地射出大量的正离子，各离子的质量m ，电荷量q ，速率v 均相同，不计离子的重力及离子间的相互作用力，则( )
A ．当v <qBL
2m
时所有离子都打不到荧光屏上 B ．当v <
qBL
m
时所有离子都打不到荧光屏上 C ．当v ＝qBL m 时，打到荧光屏MN 的离子数与发射的离子总数比值为512 D ．当v ＝
qBL m 时，打到荧光屏MN 的离子数与发射的离子总数比值为12
解析：选AC 根据半径公式R ＝mv
qB
，当v <
qBL 2m 时，R <L
2
，直径2R <L ，所有离子都打不到荧光屏上，选项A 正确；根据半径公式R ＝mv
qB
，当v <
qBL m 时，R <L ，当半径非常小时，即R <L
2
时肯定所有离子都打不到荧光屏上；当L
2≤R <L ，有离子打到荧光屏上，选项B 错误；当v ＝qBL
m 时，
根据半径公式R ＝mv
qB
＝L ，离子运动轨迹如图所示，离子能打到荧光屏的范围是N ′M ′，由几何知识得：PN ′＝3r ＝3L ，PM ′＝r ＝L ，打到N ′点的离子离开S 时的初速度方向和打到
M ′的离子离开S 时的初速度方向夹角θ＝56
π，能打到荧光屏上的离子数与发射的离子总数
之比k ＝θ2π＝56π2π＝5
12
，选项C 正确，D 错误。

二、非选择题
1、正方形木板水平放置在地面上，木板的中心静置一小滑块(可视为质点)，如图12所示为俯视图，为将木板从滑块下抽出，需要对木板施加一个作用线通过木板中心点的水平恒力F .已知木板边长L ＝22m 、质量M ＝3kg ，滑块质量m ＝2kg ，滑块与木板、木板与地面间的动摩擦因数均为μ＝0.2，g 取10m/s 2
，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求：
图12
(1)要将木板抽出，水平恒力F 需满足的条件；
(2)当水平恒力F ＝29N 时，在木板抽出时滑块能获得的最大速率. 答案 (1)F ≥20N (2)43
3
m/s
解析 (1)能抽出木板，滑块与木板发生相对滑动，当滑块达到随木板运动的最大加速度时，拉力最小.
由：12a 1t 2－12μgt 2
＝22
L
v max ＝μgt
联立解得：
v max ＝
43
3
m/s 2、目前，我国的高铁技术已处于世界领先水平，它是由几节自带动力的车厢(动车)加几
节不带动力的车厢(拖车)组成一个编组，称为动车组。

若每节动车的额定功率均为1.35×104
kW ，每节动车与拖车的质量均为5×104
kg ，动车组运行过程中每节车厢受到的阻力恒为其重力的0.075倍。

若已知1节动车加2节拖车编成的动车组运行时的最大速度v 0为466.7 km/h 。

我国的沪昆高铁是由2节动车和6节拖车编成动车组来工作的，其中头、尾为动车，中间为拖车。

当列车高速行驶时会使列车的“抓地力”减小不易制动，解决的办法是制动时，常用“机械制动”与“风阻制动”配合作用，所谓“风阻制动”就是当检测到车轮压力非正常下降时，通过升起风翼(减速板)调节其风阻，先用高速时的风阻来增大“抓地力”将列车进行初制动，当速度较小时才采用机械制动。

求：(所有结果保留2位有效数字)
(1)沪昆高铁的最大时速v 为多少？
(2)当动车组以加速度1.5 m/s 2
加速行驶时，第3节车厢对第4节车厢的作用力为多大？ (3)沪昆高铁以题(1)中的最大速度运动时，测得此时风相对于运行车厢的速度为100 m/s ，已知横截面积为1 m 2
的风翼上可产生1.29×104
N 的阻力，此阻力转化为车厢与地面阻力的效率为90%。

沪昆高铁每节车厢顶安装有2片风翼，每片风翼的横截面积为1.3 m 2
，求此情况下“风阻制动”的最大功率为多大？
由上述两式得：F ＝kmg ＋ma ＝
P 3v 0
＋ma ＝1.1×105
N 。

(3)由风阻带来的列车与地面的阻力为：
F m ＝1.29×104×1.3×2×8×0.9 N＝2.4×105 N
“风阻制动”的最大功率为
P ＝F m v m ＝2.4×105×
350 0003 600
W ＝2.3×107
W 。

答案：(1)3.5×102
km/h (2)1.1×105
N (3)2.3×107
W。