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(重庆专用)2018年高考物理一轮训练(13)及详细解析

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(重庆专用)2018      年高考物理一轮训练(13)及详细解析
一、选择题
1、如图所示,AC、BD         为圆的两条互相垂直的直径,圆心为               O,半径为     R。电荷量均为+
Q 的点电荷分别放在圆周上           M、N  两点,M、N      关于  AC 对称,M     与 O 点的连线和     OC 间
的夹角为    60°,AC  与  MN 的交点为     F。下列说法正确的是(  )
                         Q
    A.O  点的场强大小为       kR2,方向由     O 指向  A
                             Q
    B.F  点的场强大小为       2k Rsin 60° 2,方向由   F 指向  O
                        3kQ
    C.A  点的场强大小为       3R2 ,方向沿    OA  方向
                        3kQ
    D.C  点的场强大小为        R2 ,方向沿    FC 方向

    解析:选    AC 根据点电荷的电场强度公式和电场叠加原理,O                     点的场强大小为       E0=
   Q         Q
2kR2cos 60°=kR2,方向由    O 指向   A,选项   A 正确;F    点的场强大小为零,选项           B 错误;
                                               Q            3kQ
                  3                            3R 2
M、A   之间的距离为       R,A  点的场强大小为        EA=2k        cos 30°= 3R2 ,方向沿   OA 方
                                                           Q          Q

向,选项    C 正确;M、C      之间的距离为      R,C  点的场强大小为       EC=2kR2cos 60°=kR2,方
向沿   FC 方向,选项     D 错误。

                                                          -8
2、  (2017·东阳期中)如图所示,真空中有两个点电荷                Q1=+4.0×10      C 和 Q2=-

1.0×10-8 C,分别固定在      x 坐标轴的    x=0 和  x=6 cm 的位置上。关于       x 坐标轴上的点的
场强,下列说法正确的是(  )


    A.x=12 cm   的位置场强为零
    B.在   x 坐标轴上场强为零的点有两处
    C.x  坐标轴上所有点的场强都沿            x 轴正方向
    D.x  坐标轴上    x>12 cm 所有点的场强都沿        x 轴正方向

    解析:选    AD 某点的电场强度是正电荷             Q1 和负电荷   Q2 在该处产生的电场的合场强。
                       kQ

根据点电荷的场强公式          E=  r2 ,要使电场强度为零,那么正电荷             Q1 和负电荷    Q2 在该处产

生的场强大小相等、方向相反。不会在                 Q1 的左边,因为     Q1 的电荷大于     Q2,也不会在

Q1Q2 之间,因为它们电荷电性相反,在              Q1Q2 之间的电场方向都是一样的。所以,只能在
                                        kQ1     kQ2
                                         +
Q2 右边。设该位置距        Q2 的距离是   L,所以 0.06     L 2=  L2 ,解得   L=6 cm;所以    x 坐标
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轴上   x=12 cm 的位置场强为零,故         A 正确,B   错误;正电荷      Q1 和负电荷    Q2 在 Q1Q2 之间
产生的场强方向沿        x 轴正方向,所以合场强也是沿            x 轴正方向;根据点电荷的场强公式得,
x 坐标轴大于     12 cm 区域的电场强度方向沿         x 轴正方向,所以       x 坐标轴上电场强度方向沿
x 轴正方向的区域是(0,6 cm)和(12 cm,∞),故          C 错误,D    正确。

3、  (2017·彭泽县一模)空间有       a、b 两个带有相等电荷量的点电荷产生的电场,其中                     a 不动,
b 以恒定速度运动,现在与          a 的距离为    d 的位置   p 观测如图    1,在  p 点测得场强大小随时间

的变化如图     2,水平线     E=E0 为图线的渐近线,k        为静电力常量。下列说法正确的是(  )


    A.两个点电荷一定是带同种电荷
                         4E0d2
    B.点电荷所带电荷量为           k2

    C.0~2t0  时间内,除电场力之外的力对            b 先做正功再做负功
    D.a  一定带正电
    解析:选    AC 由题图知,p       点的合场强先减小后增大,说明两个点电荷一定带同种电
荷,否则当两个电荷最近时,p             点的合场强应最大,故          A 正确;根据图像可知,当时间趋
向于无穷大的时候,说明           b 离得很远,此时产生电场的电荷只有               a,由题图可知,此时
                                                                Q

p 点的场强为     E0,设电荷的电荷量为         Q,根据点电荷的场强公式可得             E0=kd2,解得    Q=
E0d2

  k ,故  B 错误;0~2t0   时间内,两个电荷先靠近后远离,电场力对                   b 先做负功后做正功,
由于   b 做匀速运动,动能不变,外力对             b 做的总功为零,则知除电场力之外的力对                 b 先做
正功再做负功,故        C 正确;由题只能判断出两个点电荷带同种电荷,不能判断出其电性,
故  D 错误。

    4.(2017·南通一模)如图所示的电路,R1          是定值电阻,R2      是滑
动变阻器,L      是小灯泡,C     是电容器,电源内阻为          r。开关   S 闭合
后,在滑动变阻器触头          P 向上移动过程中(  )
    A.小灯泡变亮
    B.电容器所带电荷量增大
    C.电压表示数变小
    D.电源的总功率变大

    解析:选    B 闭合开关     S 后,当滑动变阻器触头          P 向上移动时,R2     增大,外电路总电
阻增大,干路中电流减小,则小灯泡亮度变暗。电源的内电压减小,路端电压增大,则电
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压表的示数变大,故         A、C  错误;电路稳定时电容器的电压等于                R2 的电压,根据串联电路

电压分配规律可知,R2         增大,电容器的电压增大,则电容器所带电荷量增大,故                        B 正确;
电源的总功率为       P=EI,干路电流      I 减小,则电源的总功率变小,故             D 错误。

    5.(2017·镇江一模)如图所示,开关           S 闭合后,带电质点       P 在平行金属板中处于静止
状态。则(  )


    A.质点    P 一定带正电
    B.滑片向     a 端移动时,两只电表的示数均增大
    C.滑片向     a 端移动时,质点      P 将向上板运动
    D.若将开关      S 断开,质点    P 将向下板运动

    解析:选    C 由题图可知,开关         S 闭合后,R2    与 R4 串联后与    R3 并联,再与    R1 串联,
电容器与并联部分并联;电容器的上极板带正电,板间场强向下,质点处于平衡状态,则
知受到的电场力向上,故质点             P 一定带负电,故       A 错误;滑片向      a 端移动时,滑动变阻器
接入电阻增大,则总电阻增大,总电流减小,内电压减小,由闭合电路的欧姆定律可知路

端电压增大,R1      两端的电压减小,故并联部分电压增大;电容器两端的电压增大,质点

P 所受的电场力增大,则质点            P 将向上板运动;因并联部分电压增大,则                 R3 中的电流增大,

而干路电流减小,故电流表中的电流减小;并联部分电压增大,即                            R2 与 R4 两端的总电压

增大;而由于电流表示数减小,由欧姆定律可知                    R2 两端的电压减小,故         R4 两端的电压增
大,电压表示数增大,故           B 错误,C   正确;若将开关        S 断开,电容器两端的电压等于电源
的电动势,电容器两端电压增大,板间场强增大,质点                       P 受到的电场力变大,质点           P 将向
上板运动,故      D 错误。

    6、(2017·瓦房店期末)如图所示,细线的一端固定于                 O 点,另
一端系一小球,在水平拉力            F 作用下,小球以恒定速率在竖直平面
内沿圆周由点      B 运动到点    A。下列说法正确的是(  )
    A.小球所受合力为零
    B.细线张力      T 做负功
    C.重力的功率       P 逐渐增大
    D.水平拉力      F 逐渐减小
    解析:选    D 小球以恒定的速率在竖直平面内沿圆周运动,由于合力提供向心力,则
合力不为零,故       A 错误;细线的张力        T 方向与速度方向始终垂直,则细线张力                T 不做功,

故  B 错误;重力的方向与速度方向的夹角               α 越来越大,根据       P=mgvcos α 知,重力的功率
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P 逐渐减小,故      C 错误;小球做匀速圆周运动,垂直细线方向所受合力为零,设细线与竖
直方向的夹角为       θ,则:Fcos θ=mgsin θ,解得:F=mgtan θ,θ        逐渐减小,则水平拉力
F 逐渐减小,故      D 正确。

    7、(2015·海南高考)假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机
的输出功率变为原来的          2 倍,则摩托艇的最大速率变为原来的(  )
    A.4  倍                            B.2  倍

    C. 3 倍   D. 2 倍
    解析:选    D 设   f=kv,当阻力等于牵引力时,速度最大,输出功率变化前,有                        P=
Fv=fv=kv·v=kv2,变化后有        2P=F′v′=kv′·v′=kv′2,联立解得            v′=   2v,D  正
确。

    二、非选择题

    1.(2017·太原模拟)质量均为        m 的三个带电小球       A、B、C   放置

在光滑绝缘的水平面上,相邻球间的距离均为                    L,A  球带电荷量     qA=+10q;B   球带电荷量

qB=+q。若在     C 球上加一个水平向右的恒力            F,如图所示,要使三球能始终保持               L 的间距
向右运动,则:

    (1)C 球带电性质是什么?
    (2)外力  F 为多大?
    解析:(1)由于     A、B  两球均带正电,它们互相排斥,所以               C 球对  A、B   两球都吸引,
才能保证系统向右加速运动,故              C 球带负电。
    (2)以三球为整体,由牛顿第二定律得:F=3ma,
              kqAqC   kqAqB
    对 A 球有:    4L2  -  L2  =ma,
              kqAqB  kqBqC
    对 B 球有:     L2 +   L2  =ma,
              q2
    解得  F=70kL2。
                       q2
    答案:(1)负电 (2)70kL2
    2、如图所示,光滑水平面           AB 与半圆形轨道在       B 点相切,轨道
位于竖直平面内,其半径为            R。一个质量为      m 的物块将弹簧压缩至
A 点后由静止释放,在弹力作用下物块获得一向右的速度,然后脱
离弹簧,当它经过        B 点进入轨道瞬间对轨道的压力为其重力的                 7 倍,之后向上运动恰能沿
半圆形轨道到达       C 点。不计空气阻力,重力加速度为               g。
    (1)求弹簧弹力对物块做的功;
    (2)求物块从    B 点运动到    C 点克服阻力做的功;
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    (3)如果半圆形轨道也是光滑的,其他条件不变,物块由                      A 经 B 运动到   C,然后落到水
平面上,落点为       D(题中   D 点未标出,且水平面足够长),求             D 点与  B 点间的距离。
    [思路点拨] 本题可按以下思路进行分析:
    物块在各阶段       各阶段力对物       应用动能定理
     的运动情况     →块的做功情况→           求解
    [解析] (1)物块在     B 点时,由牛顿第二定律得
              vB2

    FN-mg=m    R

    又 FN=7mg
    在物块从    A 点运动到    B 点的过程中,只有弹簧弹力做功,根据动能定理有                      W=
1

     2
2mvB ,解得    W=3mgR。
    (2)由题意可知,物块到达         C 点时只有重力提供向心力,根据牛顿第二定律有                    mg=m
vC2
 R
    物块从   B 点运动到    C 点只有重力和阻力做功,根据动能定理有
                  1      1

                       2      2
    W 阻-mg×2R=2mvC     -2mvB
                1

    解得  W  阻=-2mgR
                                          1
    故物块从    B 点运动到    C 点克服阻力做的功为2mgR。
    (3)若半圆形轨道光滑,则物块从            B 点运动到    C 点的过程中只有重力做功,根据动能定
理有
               1        1

                     2      2
    -mg×2R=2mvC′      -2mvB
               2gR
    解得  vC′=
    从 C 点到   D 点,物块做平抛运动,有
                                      1

                                         2
    水平方向:xBD=vC′t 竖直方向:2R=2gt
               2
    解得  xBD=2   R。
                      1
    [答案] (1)3mgR (2)2mgR (3)2    2R
    [备考锦囊] 
    应用动能定理求解多过程问题的五个注意事项

    (1)弄清物体的运动由哪些过程构成。
    (2)分析每个过程中物体的受力情况。
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(3)各个力做功有何特点,对动能的变化有无贡献。
(4)从总体上把握全过程,表达出总功,找出初、末状态的动能。
(5)对所研究的分过程或全过程运用动能定理列方程。
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