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2019高考物理江苏专用优编题型增分练:小综合练(3)含解析

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2019  高考物理江苏专用优编题型增分练:小综合练(3)含
解析

小综合练(三)

一、单项选择题

1.如图  1 所示,一质量为      0.5 kg 的一块橡皮泥自距小车上表面            1.25 m 高处由静止下落,恰
好落入质量为      2 kg、速度为    2.5 m/s 沿光滑水平地面运动的小车上,并与小车一起沿水平地
面运动,取     g=10 m/s2,不计空气阻力,下列说法正确的是(  )


                                     图 1
A.橡皮泥下落的时间为          0.3 s
B.橡皮泥与小车一起在水平地面上运动的速度大小为                      3.5 m/s
C.橡皮泥落入小车的过程中,橡皮泥与小车组成的系统动量守恒
D.整个过程中,橡皮泥与小车组成的系统损失的机械能为                        7.5 J
答案 D
                                 2h   2 × 1.25
解析 橡皮泥做自由落体运动,故              t=  g =    10   s=0.5  s,A 错误;橡皮泥落在小车上
时,水平方向上的速度为零,两者在水平方向上动量守恒,在竖直方向上动量不守恒,以小
                                                                   Mv0
                                                                    +
车原来的运动方向为正方向,根据动量守恒定律可得                      Mv0=(M+m)v,解得      v=M   m=
2 × 2.5

                                                      2
 2.5  m/s=2  m/s,B、C    错误;橡皮泥刚落到小车上时有:v1              =2gh,整个过程中系统损
                 1      1     1

                     2      2         2
失的机械能为      ΔEk=2Mv0  +2mv1 -2(M+m)v   =7.5 J,D 正确.

2.(2018·海安中学开学考)电动势为          E、内阻为     r 的电源与定值电阻       R1、R2 及滑动变阻器
R 连接成如图     2 所示的电路.当滑动变阻器的触头由中点滑向                  b 端时,下列说法正确的是(  )


                                     图 2
                  中国现代教育网     www.30edu.com  全国最大教师交流平台

A.电压表和电流表读数都减小
B.电压表和电流表读数都增大
C.电压表读数增大,电流表读数减小
D.电压表读数减小,电流表读数增大
答案 B
二、多项选择题
3.(2018·如东调研)研究表明,地球自转周期在逐渐改变,3                    亿年前地球自转的周期约为

22 小时.假设这种趋势会持续下去,且地球的质量、半径都不变,则经过若干亿年后(  )
A.近地卫星的向心加速度比现在大
B.近地卫星的运行周期与现在相等
C.同步卫星的向心加速度比现在小
D.同步卫星的运行速度比现在大
答案 BC
                        Mm                             GM

解析 对近地卫星,据          F=G  R2 =ma 近知,     向心加速度     a 近= R2 ,地球的质量和半径都
                                             Mm     4π2R
不变,故向心加速度大小不变,故              A 错误;    据  F=G  R2 =m  T2 知,近地卫星的运行周期
    4π2R3
T=   GM  ,因质量不变,转动半径不变,故周期不变,故                    B 正确;万有引力提供同步卫星
                                                       GMT2       GM
                          Mm     4π2r  v2             3
                                                         4π2       r
做圆周运动的向心力,有           F=G  r2 =m T2 =m  r =ma 同,则   r=      ,v=      ,a  同=
GM
r2 ,由于地球自转周期变慢,故同步卫星的轨道半径                     r 变大,则同步卫星的向心加速度和
运行速度都变小,故         C 正确,D   错误.
三、实验题
4.(2018·徐州市模拟)某学习小组用如图            3 甲所示的实验装置验证机械能守恒定律,电火花

计时器的电源为       50 Hz 的交流电.他们将细线穿过定滑轮后分别与两个质量不等的重物                          A、
B 相连,重物     B 的下边再连接一条纸带.将重物由静止释放后,A                    下降,B   上升,与重物
B 相连的纸带就记录下它们的运动情况.
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                                     图 3
(1)关于这个实验,下列说法正确的是________
A.电火花计时器所用电源的电压是               220 V
B.电火花计时器两限位孔的连线应竖直
C.重物   B 的初始位置离电火花计时器远一些较好
D.在释放两个重物的同时接通电火花计时器的电源
(2)如图乙所示为该小组在实验中得到的一条纸带,他们确定一合适的点为                             O 点,每隔一个
计时点取一个计数点,标为            1、2、…、6.用刻度尺量出各计数点到              O 点的距离,记录在纸

带上.则打计数点“1”时,重物             B 的速度大小     v1=________m/s.(结果保留两位有效数字)
(3)该小组想研究在计数点“1”、“5”之间系统的机械能是否守恒.他们测出了打计数点

“1”、“5”时重物        B 的速度大小     v1、v5 和这两点之间的距离        h,还需测量出________(请
写出待测物理量及字母),重力加速度               g 已知.在误差允许的范围内,若等式________成立,
就可说明本次实验中系统机械能守恒.

(4)该小组改变重物      A、B  的质量,多次重复以上实验发现,系统减少的重力势能                       ΔEp 总是略

大于增加的动能       ΔEk,且  A、B  的质量相差越大,ΔEp-ΔEk         就越大.你认为出现这种现象的
原因可能是______________________.
                                                          1

                                                                    2    2
答案 (1)AB (2)0.60 (3)重物     A、B  的质量   mA、mB (mA-mB)gh=2(mA+mB)(v5    -v1 ) 
(4)系统减少的重力势能有一部分会转化为定滑轮转动的动能
解析 (1)电火花计时器所用电源的电压是                220  V,故  A 正确;电火花计时器两限位孔的连
线应竖直,故      B 正确;重物     B 的初始位置离电火花计时器近一些较好,故                  C 错误;先接通
电火花计时器的电源,再释放两个重物,故                  D 错误.
                                 x02  0.048

(2)根据匀变速直线运动的特点有:v1=             2T =4 × 0.02 m/s=0.60 m/s
                                                          1

                                                                      2   2
(3)系统减小的重力势能转化为系统增加的动能,即有:(mA-mB)gh=2(mA+mB)( v5                      -v1 );

故测出了打计数点“1”、“5”时重物               B 的速度大小     v1、v5 和这两点之间的距离         h,还需要
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测量重物    A、B  的质量   mA、mB;
                                                        1

                                                                   2   2
重力加速度     g 已知.在误差允许的范围内,若等式:(mA-mB)gh=2(mA+mB)( v5                 -v1 )成立,
就可说明本次实验中系统机械能守恒.
(4)系统减少的重力势能有一部分会转化为定滑轮转动的动能.
四、计算题

5.如图  4 所示,在   xOy 坐标系内存在一个以(a,0)为圆心、半径为              a 的圆形磁场区域,方向垂
直纸面向里,磁感应强度大小为             B;另在    y 轴右侧有一方向向左的匀强电场,电场强度大小
为 E,分布于     y≥a 的范围内.O     点为质子源,其出射质子的速度大小相等、方向各异,但
质子的运动轨迹均在纸面内.已知质子在磁场中的偏转半径也为                           a,设质子的质量为        m、电
荷量为   e,重力及阻力忽略不计.求:


                                     图 4
(1)出射速度沿    x 轴正方向的质子,到达         y 轴所用的时间;
(2)出射速度与    x 轴正方向成     30°角(如图中所示)的质子,到达           y 轴时的位置;
(3)质子到达   y 轴的位置坐标的范围;
答案 见解析
                                                                 mv2
解析 (1)质子在磁场中做匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力得:evB=                              a ,即:v=
Bea
m  .
                             1
出射速度沿     x 轴正方向的质子,经4圆弧后以速度              v 垂直于电场方向进入电场,在磁场中运
               T  πa  πm

动的时间为:t1=4=2v=2eB.
质子进入电场后做类平抛运动,沿电场方向运动                    a 后到达   y 轴,由匀变速直线运动规律有:
   eEt22
a=  2m ,
        2ma
        eE
即:t2=      .
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                      πm    2ma
                             eE
故所求时间为:t=t1+t2=2eB+            .
(2)质子转过   120°角后离开磁场,再沿直线到达图中               P 点,最后垂直电场方向进入电场,做
类平抛运动,并到达         y 轴,运动轨迹如图所示.


由几何关系可得       P 点距  y 轴的距离为:x1=a+asin 30°=1.5a.

                                                    eEt32       3ma
                                                                 eE
设在电场中运动的时间为           t3,由匀变速直线运动规律有:x1=             2m ,即  t3=     ,
                                                      3ea
                                                      mE
质子在   y 轴方向做匀速直线运动,到达            y 轴时有:y1=vt3=Ba        ,
                                         3ea
                                         mE
所以质子在     y 轴上的位置为:y=a+y1=a+Ba             .
(3)若质子在   y 轴上运动最远,应是质子在磁场中沿右边界向上直行,垂直进入电场中做类
平抛运动,此时       x′=2a,

                                           ea
                                          mE
质子在电场中沿       y 轴方向运动的距离为:y2=2Ba             ,
                                         ea
                                        mE
质子离坐标原点的距离为:ym=a+y2=a+2Ba                  ,
由几何关系可证得,此题中凡进入磁场中的粒子,从磁场穿出时速度方向均与                                y 轴平行,且
只有进入电场中的粒子才能打到              y 轴上,因此质子到达          y 轴的位置坐标的范围应是(a,

       ea
a+2Ba  mE).
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