選擇、實驗題(10＋2)定時訓練(七)(限時：40分鐘)一、單項選擇題(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運動，若水平面粗糙程度相同，則下列幾種運動中拉力最大的是()圖1A.以3m/s的速度勻速運動 B.以4m/s的速度勻速運動C.以1m/s2的加速度勻加速運動 D.以2m/s2的加速度勻加速運動答案D解析當勻速拉動雪橇時，F(xiàn)＝μmg；當雪橇勻加速運動時，由牛頓第二定律有F－μmg＝ma，解得F＝m(μg＋a)，可見勻加速運動時拉力大于勻速運動時拉力，且加速度越大，拉力越大，D項正確，A、B、C項錯誤。2.(2021·河北唐山市二模)法國物理學家貝克勒爾發(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)。一個靜止的eq\o\al(238,92)U原子核衰變一個新核eq\o\al(234,90)Th，同時放出一個帶電粒子，該粒子的動能大小為E，動量大小為p。下列說法正確的是()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的動量大小為eq\f(2P,117) D.eq\o\al(234,90)Th的動能大小為eq\f(2E,117)答案D解析寫出核反應(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A錯誤；α衰變過程釋放能量，所以eq\o\al(238,92)U的結(jié)合能比eq\o\al(234,90)Th大，選項B錯誤；核反應(yīng)前后動量守恒有pTh－pHe＝0，即pTh＝pHe＝p，選項C錯誤；eq\o\al(234,90)Th的動能EkTh＝eq\f(peq\o\al(2,Th),2mTh)＝eq\f(p2,2×234)，eq\o\al(4,2)He的動能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中，某同學將輕質(zhì)圓形鋁板用細棉線懸掛在固定點O上，鋁板可以繞O點自由擺動，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回拉動(與鋁板始終不相碰)，若空氣流動對鋁板的影響可忽略不計，則下列對這個實驗結(jié)果的判斷正確的是()圖2A.鋁板內(nèi)不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢B.鋁板內(nèi)能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢但不會產(chǎn)生感應(yīng)電流C.鋁板可以在安培力的作用下擺動起來D.鋁板始終保持靜止不動答案C解析當條形磁鐵靠近和遠離鋁板時，鋁板切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，故A錯誤；因鋁板各部分切割磁感線的密集程度不同，磁通量的改變量不同，故各部分產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不同，由此能產(chǎn)生感應(yīng)電流，B錯誤；鋁板產(chǎn)生感應(yīng)電流后，可以在安培力的作用下擺動起來，故C正確，D錯誤。4.(2021·山東泰安市二輪檢測)2021年2月24日10時22分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征四號”丙運載火箭，成功將遙感三十一號03組衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星進入預(yù)定圓形軌道。如圖3所示為該衛(wèi)星繞地球運行示意圖，測得衛(wèi)星在t時間內(nèi)沿逆時針從P點運動到Q點，這段圓弧所對的圓心角為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)真空中有兩個固定的等量異種點電荷A、B，過直線AB延長線上的O點作AB的垂線，以O(shè)點為圓心的圓與AB的延長線和垂線分別交于a、c和b、d四點，如圖4所示。下列說法正確的是()圖4A.a點的電勢高于b點的電勢B.a點的電場強度大于b點的電場強度C.帶負電的試探電荷在a點的電勢能小于在b點的電勢能D.帶正電的試探電荷在c點的電勢能小于在d點的電勢能答案B解析電場線的分布如圖所示，由于沿電場線方向電勢逐漸降低，a點的電勢低于b點的電勢，選項A錯誤；由于等勢線與電場線垂直，畫出過b點的等勢線，可知b、d兩點的電勢相等，而電場線的疏密表示電場強度的大小，可得a點的電場強度大于b點的電場強度，選項B正確；帶負電的試探電荷從a點移到b1點的過程中電場力做正功，電勢能減小，即帶負電的試探電荷在a點的電勢能大于在b點的電勢能，選項C錯誤；帶正電的試探電荷從c點移到b1點的過程中電場力做正功，電勢能減小，即帶正電的試探電荷在c點的電勢能大于在d點的電勢能，選項D錯誤。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摩擦力。下列說法中正確的是()圖5A.小球受到墻壁的彈力大小為eq\f(1,2)mgB.斜劈對小球的支持力為2mgC.斜劈與地面間的動摩擦因數(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答案C解析對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斜劈對小球的支持力為FN2＝eq\f(mg,cosθ)，所以A、B錯誤；對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M＝m時，斜劈與地面間的動摩擦因數(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FN1＝mgtanθ>fm＝μ(M＋m)g時，斜劈將向右滑動，所以D錯誤。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磁場，BC＝CD＝2AB＝2L。高為2L、寬為L的矩形金屬閉合線圈由圖中位置以向右的恒定速度勻速通過磁場區(qū)域，其長邊始終與CD平行。以線圈中逆時針方向為電流正方向，線圈在通過磁場過程中電流隨時間變化的關(guān)系為()圖6答案C解析線圈進入磁場過程中磁通量向里增加，根據(jù)楞次定律可得電流方向為逆時針(為正)。在線圈左邊沒有進入磁場過程中，有效切割長度逐漸增大，根據(jù)i＝eq\f(Blv,R)可知感應(yīng)電流逐漸增大；當線圈左邊進入磁場后，右邊沒有離開磁場前，有效切割長度不變，則感應(yīng)電流不變；當線圈右邊離開磁場后，線圈內(nèi)的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流方向為順時針(負值)，且有效切割長度逐漸增大，感應(yīng)電流逐漸增大。選項C正確。二、多項選擇題(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)量不計的豎直圓盤可繞固定的水平軸O在豎直平面內(nèi)無摩擦地轉(zhuǎn)動。圓盤上固定著質(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OA處于水平位置靜止釋放，則在圓盤轉(zhuǎn)動過程中，下列說法正確的有()圖7A.轉(zhuǎn)動過程中A、B球組成的系統(tǒng)機械能守恒B.當A球位于O點正下方時，圓盤轉(zhuǎn)動的角速度達到最大C.圓盤轉(zhuǎn)動過程中，圓盤始終對A球不做功D.圓盤沿順時針方向轉(zhuǎn)動到角速度為0時OA與豎直方向成30°角答案AD解析圓盤在豎直平面內(nèi)無摩擦地轉(zhuǎn)動，對于A、B球組成的系統(tǒng)，只有重力做功，則系統(tǒng)機械能守恒，故A正確；A、B球組成系統(tǒng)的重心位于兩者連線的中點，當系統(tǒng)的重心到達O點正下方時，系統(tǒng)重力勢能減少量最大，動能的增加量最大，圓盤轉(zhuǎn)動的角速度最大。所以，當A球位于O點正下方時，圓盤轉(zhuǎn)動的角速度不是最大，故B錯誤；圓盤轉(zhuǎn)動過程中，B的機械能是變化的，由系統(tǒng)機械能守恒知A的機械能是變化的，再由功能關(guān)系可知圓盤對A球要做功，故C錯誤；設(shè)圓盤沿順時針方向轉(zhuǎn)動到角速度為0時OA與豎直方向成α角，根據(jù)系統(tǒng)的機械能守恒知，從開始釋放到圓盤角速度為0的過程中，A的機械能減少量等于B的機械能增加量，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一起豎直向上運動，在A、B分離后，當A上升0.2m到達最高點時，B的速度方向向下，且彈簧處于原長。從A、B分離起至A到達最高點的這一過程中，下列說法正確的是(g取10m/s2)()圖8A.A、B分離時B的加速度為gB.彈簧的彈力對B做負功C.B的動量變化量為零D.彈簧的彈力對B的沖量大小為6N·s答案AD解析由分離的條件可知，A、B兩物體分離時二者的速度、加速度均相等，二者之間的相互作用力為0，對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兩物體分離時彈簧恢復原長，A到達最高點時彈簧又恢復原長，從A、B分離起至A到達最高點的這一過程中，彈簧的彈性勢能變化為零，所以彈簧的彈力對B做的功為零，故B錯誤；當兩者分離時，B向上運動，當A運動到最高點時，B向下運動，故B動量變化不為零，總的動量變化向下，故C錯誤；分離的瞬間，兩個物塊速度、加速度均相同，之后A做豎直上拋運動達到最高點，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，在此過程中對B，由動量定理得mBgt＋IN＝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，其中一條豎直電場線如圖9甲所示，一帶正電小球從O點以初速度v0開始沿電場線向上運動，以O(shè)點為坐標原點，取豎直向上為x軸正方向，小球的速度與時間的關(guān)系如圖乙中實線所示。另一不帶電小球由O點以相同初速度開始運動，速度與時間關(guān)系如圖中虛線所示，不計空氣阻力，從O到x1過程中()圖9A.電場強度豎直向上 B.電勢逐漸升高C.小球A所受電場力變小 D.小球A電勢能減小答案AD解析對于不帶電小球根據(jù)動能定理有0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝－mgx1，對于帶電小球有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處還有動能，電場力做正功，又因為小球帶正電，所以電場方向與運動方向一致，豎直向上，選項A正確；沿電場線方向電勢降低，選項B錯誤；根據(jù)牛頓第二定律有a＝eq\f(mg－qE,m)，v－t圖線的斜率變小，說明加速度變小，所以小球A所受電場力變大，選項C錯誤；由于電勢降低，根據(jù)Ep＝qφ，可知帶正電的小球電勢能減小，選項D正確。三、實驗題(共2小題，共16分)11.(7分)(2021·山東濰坊市二模)某實驗小組利用圖10甲所示裝置驗證機械能守恒定律，氣墊導軌上有平行于導軌的標尺，在導軌上架設(shè)兩個光電門1、2，滑塊上側(cè)固定一豎直遮光條，滑塊左側(cè)所掛細線繞過定滑輪與鉤碼相連，細線與導軌平行，光電門1固定，其中心與標尺的0刻度線對齊。實驗操作如下：圖10(1)用游標卡尺測得遮光條的寬度如圖乙所示，則遮光條的寬度為________mm。(2)滑塊不掛細線、鉤碼，接通氣源后，給滑塊一個向左的初速度，使它從導軌右端向左運動，通過調(diào)整氣墊導軌的調(diào)節(jié)旋鈕P、Q，直到使滑塊經(jīng)過光電門1、2時遮光時間相等。(3)在滑塊上掛上細線與鉤碼，接通氣源，將滑塊從導軌右端由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門1、2的時間分別為t1、t2，由標尺讀出光電門2中心所在位置的刻度x。(4)用天平測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，滑塊運動過程中鉤碼始終未著地。用以上物理量寫出驗證機械能守恒定律的關(guān)系式___________________________________________________。圖11(5)多次改變光電門2的位置，重復(3)的步驟，實驗中，M＝0.9kg，m＝0.1kg，利用所測數(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?shù)刂亓铀俣却笮開_______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)游標卡尺的主尺讀數(shù)為7mm，游標尺讀數(shù)為15×0.05mm＝0.75mm，則最終讀數(shù)為7.75mm。(4)滑塊通過兩光電門的瞬時速度v1＝eq\f(d,t1)，v2＝eq\f(d,t2)，則系統(tǒng)重力勢能的減小量ΔEp＝mgx，系統(tǒng)動能的增加量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))))所以驗證機械能守恒定律的關(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月廣東學業(yè)水平選擇考適應(yīng)性測試，12