選擇、實(shí)驗(yàn)題(10＋2)定時(shí)訓(xùn)練(七)(限時(shí)：40分鐘)一、單項(xiàng)選擇題(共7小題，每小題4分，共28分)1.(2021·東北三省四城市聯(lián)考)如圖1所示，一只雪橇在水平拉力F的作用下沿水平面向右做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，若水平面粗糙程度相同，則下列幾種運(yùn)動(dòng)中拉力最大的是()圖1A.以3m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng) B.以4m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)C.以1m/s2的加速度勻加速運(yùn)動(dòng) D.以2m/s2的加速度勻加速運(yùn)動(dòng)答案D解析當(dāng)勻速拉動(dòng)雪橇?xí)r，F(xiàn)＝μmg；當(dāng)雪橇勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律有F－μmg＝ma，解得F＝m(μg＋a)，可見(jiàn)勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力大于勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力，且加速度越大，拉力越大，D項(xiàng)正確，A、B、C項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(2021·河北唐山市二模)法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)自然界中有一些物質(zhì)具有天然放射現(xiàn)象，能夠發(fā)生衰變反應(yīng)。一個(gè)靜止的eq\o\al(238,92)U原子核衰變一個(gè)新核eq\o\al(234,90)Th，同時(shí)放出一個(gè)帶電粒子，該粒子的動(dòng)能大小為E，動(dòng)量大小為p。下列說(shuō)法正確的是()A.放出的帶電粒子為電子 B.eq\o\al(234,90)Th的結(jié)合能比eq\o\al(238,92)U大C.eq\o\al(234,90)Th的動(dòng)量大小為eq\f(2P,117) D.eq\o\al(234,90)Th的動(dòng)能大小為eq\f(2E,117)答案D解析寫(xiě)出核反應(yīng)方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He，放出的粒子為α粒子，不是電子，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；α衰變過(guò)程釋放能量，所以eq\o\al(238,92)U的結(jié)合能比eq\o\al(234,90)Th大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；核反應(yīng)前后動(dòng)量守恒有pTh－pHe＝0，即pTh＝pHe＝p，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；eq\o\al(234,90)Th的動(dòng)能EkTh＝eq\f(peq\o\al(2,Th),2mTh)＝eq\f(p2,2×234)，eq\o\al(4,2)He的動(dòng)能EkHe＝eq\f(peq\o\al(2,He),2mHe)＝eq\f(p2,2×4)＝E，聯(lián)立解得EkTh＝eq\f(2E,117)，選項(xiàng)D正確。3.(2021·廣省汕頭市高三下第一次模擬考試)在物理興趣小組的活動(dòng)中，某同學(xué)將輕質(zhì)圓形鋁板用細(xì)棉線(xiàn)懸掛在固定點(diǎn)O上，鋁板可以繞O點(diǎn)自由擺動(dòng)，如圖2所示。在平行于鋁板的豎直面內(nèi)將一豎放的條形磁鐵在鋁板附近左右來(lái)回拉動(dòng)(與鋁板始終不相碰)，若空氣流動(dòng)對(duì)鋁板的影響可忽略不計(jì)，則下列對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的判斷正確的是()圖2A.鋁板內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)B.鋁板內(nèi)能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)但不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流C.鋁板可以在安培力的作用下擺動(dòng)起來(lái)D.鋁板始終保持靜止不動(dòng)答案C解析當(dāng)條形磁鐵靠近和遠(yuǎn)離鋁板時(shí)，鋁板切割磁感線(xiàn)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故A錯(cuò)誤；因鋁板各部分切割磁感線(xiàn)的密集程度不同，磁通量的改變量不同，故各部分產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不同，由此能產(chǎn)生感應(yīng)電流，B錯(cuò)誤；鋁板產(chǎn)生感應(yīng)電流后，可以在安培力的作用下擺動(dòng)起來(lái)，故C正確，D錯(cuò)誤。4.(2021·山東泰安市二輪檢測(cè))2021年2月24日10時(shí)22分，我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用“長(zhǎng)征四號(hào)”丙運(yùn)載火箭，成功將遙感三十一號(hào)03組衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星進(jìn)入預(yù)定圓形軌道。如圖3所示為該衛(wèi)星繞地球運(yùn)行示意圖，測(cè)得衛(wèi)星在t時(shí)間內(nèi)沿逆時(shí)針從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，這段圓弧所對(duì)的圓心角為θ。已知地球的半徑為R，地球表面重力加速度為g，則這顆衛(wèi)星離地球表面的高度為()圖3A.eq\r(3,\f(gR2t2,θ2)) B.eq\r(3,\f(gR2θ2,t2))C.eq\r(3,\f(gR2t2,θ2))－R D.eq\r(3,\f(gR2θ2,t2))－R答案C解析該衛(wèi)星的角速度為ω＝eq\f(θ,t)，在地球表面有mg＝Geq\f(mM,R2)，對(duì)于衛(wèi)星，有Geq\f(mM,（R＋h）2)＝mω2(R＋h)，聯(lián)立解得h＝eq\r(3,\f(gR2t2,θ2))－R，故選項(xiàng)C正確。5.(2021·遼寧省撫順市六校協(xié)作體高三下4月一模)真空中有兩個(gè)固定的等量異種點(diǎn)電荷A、B，過(guò)直線(xiàn)AB延長(zhǎng)線(xiàn)上的O點(diǎn)作AB的垂線(xiàn)，以O(shè)點(diǎn)為圓心的圓與AB的延長(zhǎng)線(xiàn)和垂線(xiàn)分別交于a、c和b、d四點(diǎn)，如圖4所示。下列說(shuō)法正確的是()圖4A.a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)B.a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度C.帶負(fù)電的試探電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能D.帶正電的試探電荷在c點(diǎn)的電勢(shì)能小于在d點(diǎn)的電勢(shì)能答案B解析電場(chǎng)線(xiàn)的分布如圖所示，由于沿電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)逐漸降低，a點(diǎn)的電勢(shì)低于b點(diǎn)的電勢(shì)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于等勢(shì)線(xiàn)與電場(chǎng)線(xiàn)垂直，畫(huà)出過(guò)b點(diǎn)的等勢(shì)線(xiàn)，可知b、d兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，而電場(chǎng)線(xiàn)的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，可得a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，選項(xiàng)B正確；帶負(fù)電的試探電荷從a點(diǎn)移到b1點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，即帶負(fù)電的試探電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；帶正電的試探電荷從c點(diǎn)移到b1點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，即帶正電的試探電荷在c點(diǎn)的電勢(shì)能大于在d點(diǎn)的電勢(shì)能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6.(2021·河北唐山市二模)斜劈是生活中常用的一種小工具，它可以增加物體的穩(wěn)定性。如圖5，將斜劈墊在光滑小球的下端，可以使小球靜止在光滑豎直墻壁和斜劈之間。若小球的質(zhì)量為m，斜劈尖端的角度為θ，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。下列說(shuō)法中正確的是()圖5A.小球受到墻壁的彈力大小為eq\f(1,2)mgB.斜劈對(duì)小球的支持力為2mgC.斜劈與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)可能為eq\f(tanθ,2)D.增大小球的質(zhì)量，斜劈不可能向右滑動(dòng)答案C解析對(duì)小球受力分析如圖所示，由平衡條件可得小球受到墻壁彈力大小為FN1＝mgtanθ斜劈對(duì)小球的支持力為FN2＝eq\f(mg,cosθ)，所以A、B錯(cuò)誤；對(duì)整體受力分析如圖所示由平衡條件可得斜劈與地面間的摩擦力為f＝FN1＝mgtanθ，當(dāng)M＝m時(shí)，斜劈與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)可能為μ＝eq\f(f,FN)＝eq\f(mgtanθ,（M＋m）g)＝eq\f(tanθ,2)，所以C正確；增大小球的質(zhì)量，當(dāng)FN1＝mgtanθ>fm＝μ(M＋m)g時(shí)，斜劈將向右滑動(dòng)，所以D錯(cuò)誤。7.(2021·河北唐山市二模)如圖6所示，在直角梯形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，BC＝CD＝2AB＝2L。高為2L、寬為L(zhǎng)的矩形金屬閉合線(xiàn)圈由圖中位置以向右的恒定速度勻速通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，其長(zhǎng)邊始終與CD平行。以線(xiàn)圈中逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏髡较?，線(xiàn)圈在通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中電流隨時(shí)間變化的關(guān)系為()圖6答案C解析線(xiàn)圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中磁通量向里增加，根據(jù)楞次定律可得電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針(為正)。在線(xiàn)圈左邊沒(méi)有進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，有效切割長(zhǎng)度逐漸增大，根據(jù)i＝eq\f(Blv,R)可知感應(yīng)電流逐漸增大；當(dāng)線(xiàn)圈左邊進(jìn)入磁場(chǎng)后，右邊沒(méi)有離開(kāi)磁場(chǎng)前，有效切割長(zhǎng)度不變，則感應(yīng)電流不變；當(dāng)線(xiàn)圈右邊離開(kāi)磁場(chǎng)后，線(xiàn)圈內(nèi)的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針(負(fù)值)，且有效切割長(zhǎng)度逐漸增大，感應(yīng)電流逐漸增大。選項(xiàng)C正確。二、多項(xiàng)選擇題(共3小題，每小題6分，共18分)8.(2021·廣西柳州市第三次模擬)如圖7所示，一質(zhì)量不計(jì)的豎直圓盤(pán)可繞固定的水平軸O在豎直平面內(nèi)無(wú)摩擦地轉(zhuǎn)動(dòng)。圓盤(pán)上固定著質(zhì)量均為m的小球A和B，且OA＝eq\r(3)a，OB＝a，OA與OB垂直。當(dāng)OA處于水平位置靜止釋放，則在圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的有()圖7A.轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中A、B球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B.當(dāng)A球位于O點(diǎn)正下方時(shí)，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度達(dá)到最大C.圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，圓盤(pán)始終對(duì)A球不做功D.圓盤(pán)沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)到角速度為0時(shí)OA與豎直方向成30°角答案AD解析圓盤(pán)在豎直平面內(nèi)無(wú)摩擦地轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)于A(yíng)、B球組成的系統(tǒng)，只有重力做功，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故A正確；A、B球組成系統(tǒng)的重心位于兩者連線(xiàn)的中點(diǎn)，當(dāng)系統(tǒng)的重心到達(dá)O點(diǎn)正下方時(shí)，系統(tǒng)重力勢(shì)能減少量最大，動(dòng)能的增加量最大，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度最大。所以，當(dāng)A球位于O點(diǎn)正下方時(shí)，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度不是最大，故B錯(cuò)誤；圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，B的機(jī)械能是變化的，由系統(tǒng)機(jī)械能守恒知A的機(jī)械能是變化的，再由功能關(guān)系可知圓盤(pán)對(duì)A球要做功，故C錯(cuò)誤；設(shè)圓盤(pán)沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)到角速度為0時(shí)OA與豎直方向成α角，根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒知，從開(kāi)始釋放到圓盤(pán)角速度為0的過(guò)程中，A的機(jī)械能減少量等于B的機(jī)械能增加量，即mg·eq\r(3)acosα＝mga(1＋sinα)，解得α＝30°，故D正確。9.(2021·湖南永州市第三次模擬)如圖8所示，一豎直放置的輕彈簧一端固定于地面上，另一端與質(zhì)量為3kg的物體B拴接在一起，質(zhì)量為1kg的物體A置于物體B上?，F(xiàn)用外力壓縮彈簧到某一位置，撤去外力后A和B一起豎直向上運(yùn)動(dòng)，在A(yíng)、B分離后，當(dāng)A上升0.2m到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，B的速度方向向下，且彈簧處于原長(zhǎng)。從A、B分離起至A到達(dá)最高點(diǎn)的這一過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(g取10m/s2)()圖8A.A、B分離時(shí)B的加速度為gB.彈簧的彈力對(duì)B做負(fù)功C.B的動(dòng)量變化量為零D.彈簧的彈力對(duì)B的沖量大小為6N·s答案AD解析由分離的條件可知，A、B兩物體分離時(shí)二者的速度、加速度均相等，二者之間的相互作用力為0，對(duì)A分析可知，A的加速度aA＝g，所以B的加速度為g，故A正確；A、B兩物體分離時(shí)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)，A到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)彈簧又恢復(fù)原長(zhǎng)，從A、B分離起至A到達(dá)最高點(diǎn)的這一過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能變化為零，所以彈簧的彈力對(duì)B做的功為零，故B錯(cuò)誤；當(dāng)兩者分離時(shí)，B向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)A運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，B向下運(yùn)動(dòng)，故B動(dòng)量變化不為零，總的動(dòng)量變化向下，故C錯(cuò)誤；分離的瞬間，兩個(gè)物塊速度、加速度均相同，之后A做豎直上拋運(yùn)動(dòng)達(dá)到最高點(diǎn)，這段距離可求出其初速度v＝eq\r(2gh)＝2m/s，則t＝eq\r(\f(2h,g))＝0.2s，在此過(guò)程中對(duì)B，由動(dòng)量定理得mBgt＋I(xiàn)N＝mBv－(－mBv)，代入數(shù)據(jù)解得IN＝6N·s，故D正確。10.(2021·河北唐山市二模)某空間區(qū)域的豎直平面內(nèi)存在電場(chǎng)，其中一條豎直電場(chǎng)線(xiàn)如圖9甲所示，一帶正電小球從O點(diǎn)以初速度v0開(kāi)始沿電場(chǎng)線(xiàn)向上運(yùn)動(dòng)，以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，取豎直向上為x軸正方向，小球的速度與時(shí)間的關(guān)系如圖乙中實(shí)線(xiàn)所示。另一不帶電小球由O點(diǎn)以相同初速度開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，速度與時(shí)間關(guān)系如圖中虛線(xiàn)所示，不計(jì)空氣阻力，從O到x1過(guò)程中()圖9A.電場(chǎng)強(qiáng)度豎直向上 B.電勢(shì)逐漸升高C.小球A所受電場(chǎng)力變小 D.小球A電勢(shì)能減小答案AD解析對(duì)于不帶電小球根據(jù)動(dòng)能定理有0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝－mgx1，對(duì)于帶電小球有eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝W電－mgx1，由于帶電小球到x1處還有動(dòng)能，電場(chǎng)力做正功，又因?yàn)樾∏驇д?，所以電?chǎng)方向與運(yùn)動(dòng)方向一致，豎直向上，選項(xiàng)A正確；沿電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)降低，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律有a＝eq\f(mg－qE,m)，v－t圖線(xiàn)的斜率變小，說(shuō)明加速度變小，所以小球A所受電場(chǎng)力變大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于電勢(shì)降低，根據(jù)Ep＝qφ，可知帶正電的小球電勢(shì)能減小，選項(xiàng)D正確。三、實(shí)驗(yàn)題(共2小題，共16分)11.(7分)(2021·山東濰坊市二模)某實(shí)驗(yàn)小組利用圖10甲所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，氣墊導(dǎo)軌上有平行于導(dǎo)軌的標(biāo)尺，在導(dǎo)軌上架設(shè)兩個(gè)光電門(mén)1、2，滑塊上側(cè)固定一豎直遮光條，滑塊左側(cè)所掛細(xì)線(xiàn)繞過(guò)定滑輪與鉤碼相連，細(xì)線(xiàn)與導(dǎo)軌平行，光電門(mén)1固定，其中心與標(biāo)尺的0刻度線(xiàn)對(duì)齊。實(shí)驗(yàn)操作如下：圖10(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度如圖乙所示，則遮光條的寬度為_(kāi)_______mm。(2)滑塊不掛細(xì)線(xiàn)、鉤碼，接通氣源后，給滑塊一個(gè)向左的初速度，使它從導(dǎo)軌右端向左運(yùn)動(dòng)，通過(guò)調(diào)整氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕P、Q，直到使滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)1、2時(shí)遮光時(shí)間相等。(3)在滑塊上掛上細(xì)線(xiàn)與鉤碼，接通氣源，將滑塊從導(dǎo)軌右端由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)1、2的時(shí)間分別為t1、t2，由標(biāo)尺讀出光電門(mén)2中心所在位置的刻度x。(4)用天平測(cè)出滑塊和遮光條的總質(zhì)量M及鉤碼質(zhì)量m，遮光條的寬度用d表示，重力加速度為g，滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中鉤碼始終未著地。用以上物理量寫(xiě)出驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的關(guān)系式___________________________________________________。圖11(5)多次改變光電門(mén)2的位置，重復(fù)(3)的步驟，實(shí)驗(yàn)中，M＝0.9kg，m＝0.1kg，利用所測(cè)數(shù)據(jù)，做出eq\f(d2,teq\o\al(2,2))－x關(guān)系圖像如圖11所示，則當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮開(kāi)_______m/s2(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。答案(1)7.75(4)mgx＝eq\f(1,2)(M＋m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d2,teq\o\al(2,2))－\f(d2,teq\o\al(2,1))))(5)9.68解析(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為7mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為15×0.05mm＝0.75mm，則最終讀數(shù)為7.75mm。(4)滑塊通過(guò)兩光電門(mén)的瞬時(shí)速度v1＝eq\f(d,t1)，v2＝eq\f(d,t2)，則系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量ΔEp＝mgx，系統(tǒng)動(dòng)能的增加量ΔEk＝eq\f(1,2)(M＋m)(veq\o\al(2,2)－veq\o\al(2,1))＝eq\f(1,2)(M＋m)d2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,teq\o\al(2,2))－\f(1,teq\o\al(2,1))))所以驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的關(guān)系式為mgx＝eq\f(1,2)(M＋m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d2,teq\o\al(2,2))－\f(d2,teq\o\al(2,1))))。(5)根據(jù)以上分析eq\f(d2,teq\o\al(2,2))＝eq\f(d2,teq\o\al(2,1))＋eq\f(2mgx,M＋m)則k＝eq\f(2mg,M＋m)＝eq\f(1.2,0.62)解得g＝9.68m/s2。12.(9分)(2021·1月廣東學(xué)業(yè)水平選擇考適應(yīng)性測(cè)試，12