（重慶專(zhuān)用）2018年高考物理一輪訓(xùn)練（15）及詳細(xì)解析一、選擇題1、如圖所示為某示波管內(nèi)的聚焦電場(chǎng)，實(shí)線和虛線分別表示電場(chǎng)線和等勢(shì)線。兩電子分別從a、b兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，設(shè)電場(chǎng)力對(duì)兩電子做的功分別為Wa和Wb，a、b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為Ea和Eb，則()A．Wa＝Wb，Ea>Eb B．Wa≠Wb，Ea>EbC．Wa＝Wb，Ea<Eb D．Wa≠Wb，Ea<Eb解析：選A由題圖可知a、b兩點(diǎn)處于同一等勢(shì)線上，故兩電子分別從a、b兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做功相同，即Wa＝Wb，故B、D項(xiàng)錯(cuò)；a點(diǎn)處電場(chǎng)線比b點(diǎn)處電場(chǎng)線更密集，故Ea＞Eb，C項(xiàng)錯(cuò)，A項(xiàng)對(duì)。2、下列選項(xiàng)中的各eq\f(1,4)圓環(huán)大小相同，所帶電荷量已在圖中標(biāo)出，且電荷均勻分布，各eq\f(1,4)圓環(huán)間彼此絕緣。坐標(biāo)原點(diǎn)O處電場(chǎng)強(qiáng)度最大的是()解析：選B根據(jù)對(duì)稱(chēng)性和矢量疊加，D項(xiàng)O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，C項(xiàng)等效為第二象限內(nèi)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)，大小與A項(xiàng)的相等，B項(xiàng)正、負(fù)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向互相垂直，合場(chǎng)強(qiáng)是其中一個(gè)的eq\r(2)倍，也是A、C項(xiàng)場(chǎng)強(qiáng)的eq\r(2)倍，因此B項(xiàng)正確。3、均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場(chǎng)等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場(chǎng)。如圖所示，在半球面AB上均勻分布正電荷，總電荷量為q，球面半徑為R，CD為通過(guò)半球頂點(diǎn)與球心O的軸線，在軸線上有M、N兩點(diǎn)，OM＝ON＝2R。已知M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E，則N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為()A.eq\f(kq,2R2)－E B.eq\f(kq,4R2)C.eq\f(kq,4R2)－E D.eq\f(kq,4R2)＋E解析：選A設(shè)在O點(diǎn)的球殼為完整的帶電荷量為2q的帶電球殼，則在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為E0＝eq\f(k·2q,2R2)＝eq\f(kq,2R2)。題圖中左半球殼在M點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為E，則右半球殼在M點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為：E′＝E0－E＝eq\f(kq,2R2)－E，由對(duì)稱(chēng)性知，左半球殼在N點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為eq\f(kq,2R2)－E，A正確。4.(多選)如圖所示，電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R0、滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，已知R0＝r，滑動(dòng)變阻器的最大阻值是2r。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P由a端向b端滑動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是()A．電路中的電流變大B．電源的輸出功率先變大后變小C．滑動(dòng)變阻器消耗的功率變小D．定值電阻R0上消耗的功率先變大后變小[思路點(diǎn)撥](1)電源的輸出功率的變化情況由外電阻與內(nèi)電阻的大小關(guān)系來(lái)判斷。(2)分析R上功率變化時(shí)，將R視為外電阻，把R0＋r視為電源內(nèi)阻。(3)根據(jù)電流的變化判斷R0上功率的變化情況。[解析]電路中電流I＝eq\f(E,R0＋R＋r)，R減小，所以I變大，A正確；由于R0＝r，在P由a端向b端滑動(dòng)時(shí)，R外逐漸減小至R0，剛好等于內(nèi)阻r，所以電源的輸出功率逐漸增大，B錯(cuò)誤；將R0視為等效電源內(nèi)阻的一部分，在P由a端向b端滑動(dòng)時(shí)，等效外電阻由2r變?yōu)?，R消耗的功率為等效電源的輸出功率，逐漸變小，C正確；由PR0＝I2R0可知，I變大，PR0變大，D錯(cuò)誤。[答案]AC[備考錦囊]電源的輸出功率隨外電路電阻R的變化關(guān)系當(dāng)R＝r時(shí)電源的輸出功率最大，為Pm＝eq\f(E2,4r)當(dāng)R>r時(shí)隨R的增大，電源的輸出功率越來(lái)越小當(dāng)R<r時(shí)隨R的增大，電源的輸出功率越來(lái)越大當(dāng)P出<Pm時(shí)每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)外電阻阻值R1和R2，且R1R2＝r25.(2017·江蘇名校大聯(lián)考)如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝10V，內(nèi)阻r＝1Ω，R1＝3Ω。電鍵S斷開(kāi)時(shí)，R2的功率為4W，電源的輸出功率為4.75W，電鍵S閉合后，電流表的讀數(shù)為2A。則()A．電鍵S斷開(kāi)時(shí)，電流表的讀數(shù)為1AB．電阻R2＝16ΩC．電阻R3＝3ΩD．電鍵S閉合后，電源的路端電壓為6V解析：選B電鍵S斷開(kāi)時(shí)，電源的輸出功率為U1I1＝4.75W，而U1＝E－I1r，聯(lián)立解得I1＝0.5A，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)R2的功率為I12R2＝4W，解得R2＝16Ω，選項(xiàng)B正確；電鍵S閉合后，電源的路端電壓為U2＝E－I2r＝8V，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；電阻R3兩端電壓U＝U2－I2R1＝2V，電阻R3＝eq\f(U,I2－\f(U,R2))＝eq\f(16,15)Ω，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。6、(多選)(2017·南京師大附中聯(lián)考)如圖是滑雪場(chǎng)的一條雪道。質(zhì)量為70kg的某滑雪運(yùn)動(dòng)員由A點(diǎn)沿圓弧軌道滑下，在B點(diǎn)以5eq\r(3)m/s的速度水平飛出，落到了傾斜軌道上的C點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)。不計(jì)空氣阻力，θ＝30°，g＝10m/s2，則下列判斷正確的是()A．該滑雪運(yùn)動(dòng)員騰空的時(shí)間為1sB．B、C兩點(diǎn)間的高度差為5eq\r(3)mC．落到C點(diǎn)時(shí)重力的瞬時(shí)功率為3500eq\r(7)WD．若該滑雪運(yùn)動(dòng)員從更高處滑下，落到C點(diǎn)時(shí)速度與豎直方向的夾角不變解析：選AD運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后開(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng)，在平拋運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，水平位移為x＝v0t，豎直位移為y＝eq\f(1,2)gt2，落地時(shí)：tanθ＝eq\f(y,x)，聯(lián)立解得t＝1s，y＝5m，故A正確，B錯(cuò)誤；落地時(shí)沿豎直方向的速度：vy＝gt＝10×1m/s＝10m/s，所以，落到C點(diǎn)時(shí)重力的瞬時(shí)功率為：P＝mg·vy＝70×10×10W＝7000W，故C錯(cuò)誤；根據(jù)落地時(shí)速度方向與水平方向之間的夾角的表達(dá)式：tanα＝eq\f(gt,v0)＝eq\f(2y,x)，可知落到C點(diǎn)時(shí)速度與豎直方向的夾角與平拋運(yùn)動(dòng)的初速度無(wú)關(guān)，故D正確。7、(2017·豐縣模擬)質(zhì)量為m的汽車(chē)在平直路面上啟動(dòng)，啟動(dòng)過(guò)程的速度—時(shí)間圖像如圖所示，從t1時(shí)刻起汽車(chē)的功率保持不變，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汽車(chē)所受阻力恒為Ff，則()A．0～t1時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)的牽引力等于meq\f(v1,t1)B．t1～t2時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)的功率等于Ffv1C．汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的最大速度等于eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(mv1,Fft1)＋1))v1D．t1～t2時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)的平均速度小于eq\f(v1＋v2,2)[解析]由題圖可知，汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的最大速度為v2，則有P＝Ffv2。在0～t1時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a＝eq\f(v1,t1)，由牛頓第二定律可得F－Ff＝ma，汽車(chē)的牽引力F＝Ff＋ma＝Ff＋meq\f(v1,t1)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；t1～t2時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)的功率保持不變，汽車(chē)功率P＝Ffv2，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；題圖上A點(diǎn)和B點(diǎn)都對(duì)應(yīng)汽車(chē)功率P＝Fv1＝Ffv2，而F＝Ff＋meq\f(v1,t1)，聯(lián)立解得v2＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(mv1,Fft1)＋1))v1，選項(xiàng)C正確；根據(jù)速度—時(shí)間圖像的面積表示位移，t1～t2時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)的位移為曲邊梯形ABt2t1的面積，汽車(chē)的平均速度大于eq\f(v1＋v2,2)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。[答案]C[備考錦囊]分析機(jī)車(chē)啟動(dòng)應(yīng)注意的三個(gè)問(wèn)題(1)機(jī)車(chē)啟動(dòng)的方式不同，運(yùn)動(dòng)的規(guī)律就不同，即其功率、加速度、牽引力等物理量的變化規(guī)律不同，分析圖像時(shí)應(yīng)注意坐標(biāo)軸的意義及圖像變化所描述的規(guī)律。(2)在公式P＝Fv中，F(xiàn)是機(jī)車(chē)的牽引力而不是機(jī)車(chē)所受合力，因此F＝Ff時(shí)，牽引力與阻力平衡，機(jī)車(chē)達(dá)到最大運(yùn)行速度。(3)解決機(jī)車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題一定要分清機(jī)車(chē)是勻加速啟動(dòng)還是以恒定功率啟動(dòng)。①勻加速啟動(dòng)過(guò)程中，機(jī)車(chē)功率是不斷改變的，但該過(guò)程中的最大功率是額定功率，勻加速運(yùn)動(dòng)階段的最大速度小于機(jī)車(chē)所能達(dá)到的最大速度，達(dá)到額定功率后，機(jī)車(chē)做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)。②以恒定功率啟動(dòng)的過(guò)程中，機(jī)車(chē)做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律不適用，速度最大值等于eq\f(P,Ff)，牽引力是變力，牽引力做的功可用W＝Pt求解，但不能用W＝Flcosθ求解。二、非選擇題8、(2016·上海高考)如圖，質(zhì)量為m的帶電小球A用絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，處于靜止?fàn)顟B(tài)。施加一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)后，A向右擺動(dòng)，擺動(dòng)的最大角度為60°，則A受到的電場(chǎng)力大小為_(kāi)_______。在改變電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向后，小球A的平衡位置在α＝60°處，然后再將A的質(zhì)量改變?yōu)?m，其新的平衡位置在α＝30°處，A受到的電場(chǎng)力大小為_(kāi)_______。[審題指導(dǎo)](1)向右擺動(dòng)，最大擺角為60°，應(yīng)用動(dòng)能定理求解。(2)平衡位置，應(yīng)用平衡方程求解。[解析]根據(jù)題意，帶電小球受到電場(chǎng)力后擺動(dòng)的最大角度為60°，末速度為0，此過(guò)程中電場(chǎng)力F對(duì)小球做正功，重力G做負(fù)功，細(xì)線拉力T不做功，根據(jù)動(dòng)能定理有：Flsinα－mgl(1－cosα)＝0，解得電場(chǎng)力為：F＝eq\f(\r(3),3)mg；改變電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向后，平衡位置在α＝60°處時(shí)，根據(jù)正弦定理有：eq\f(F′,sin60°)＝eq\f(mg,sin180°－60°－γ)，平衡位置在α＝30°處時(shí)，由正弦定理有：eq\f(F′,sin30°)＝eq\f(2mg,sin180°－30°－γ)，解得：γ＝60°，F(xiàn)′＝mg。[答案]eq\f(\r(3),3)mgmg[備考錦囊](1)求解庫(kù)侖力作用下帶電體的平衡問(wèn)題的方法①確定研究對(duì)象。如果有幾個(gè)物體相互作用時(shí)，要依據(jù)題意，靈活應(yīng)用整體法或隔離法。②對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，注意多了電場(chǎng)力eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(F＝k\f(q1q2,r2)或F＝qE))。③列平衡方程F合＝0或Fx＝0，F(xiàn)y＝0。(2)三個(gè)自由電荷相互平衡的規(guī)律9、(2017·蘇錫常一模)如圖所示，一本大字典置于桌面上，一張A4紙(質(zhì)量和厚度均可忽略不計(jì))夾在字典最深處。假設(shè)字典的質(zhì)量分布均勻，同一頁(yè)紙上的壓力分布也均勻，字典總質(zhì)量M＝1.5kg，寬L＝16cm，高H＝6cm，A4紙上下表面與書(shū)頁(yè)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ1＝0.3，字典與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2＝0.4，各接觸面的最大靜摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g取10m/s2。(1)水平向右拉動(dòng)A4紙，要使字典能被拖動(dòng)，A4紙對(duì)字典的總摩擦力至少多大？(2)上題中，求A4紙夾在字典中離桌面的最大高度h0；(3)若將A4紙夾在離桌面高度為3cm處，要將A4紙從字典中水平向右抽出，拉力至少做多少功？解析：(1)字典恰好能被拉動(dòng)，A4紙對(duì)字典的摩擦力f＝f桌，又f桌＝μ2Mg，得f＝6N。(2)設(shè)此時(shí)A4紙上方紙張質(zhì)量為m，則有：2μ1mg＝f代入數(shù)據(jù)可得m＝1kg，此時(shí)A4紙的位置離桌面高為：h0