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2019高考物理江苏专用优编题型增分练:小综合练(6)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(6)含
                                    解析

                              小综合练(六)

一、单项选择题
1.(2018·盐城中学质检)如图      1 所示,一内壁光滑、质量为           m、半径为     r 的环形细圆管(管的内

径相对于环半径可忽略不计)用硬杆竖直固定在地面上.有一质量为                           m 的小球可在圆管中运

动(球直径略小于圆管直径,可看做质点),小球以速率                     v0 经过圆管最高点时,恰好对管壁无
压力,当球运动到最低点时,求硬杆对圆管的作用力大小为(  )


                                     图 1
    v02                                  v02
A.m   r                        B.2mg+m    r
C.6mg                          D.7mg
答案 D
2.如图   2 所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0                   时刻,将一金属小球从弹簧正
上方某一高度处由静止释放,小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内),然
后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后又下落,如此反复.通过安装在弹簧下端的压力传

感器,测出该过程中弹簧弹力            F 随时间   t 变化的图象如图乙所示,则(  )


                                     图 2
A.运动过程中小球的机械能守恒

B.t2 时刻小球的加速度为零

C.t1~t2 这段时间内,小球的动能在逐渐减小

D.t2~t3 这段时间内,小球的动能与重力势能之和在增加
答案 D
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解析 由题图看出,弹簧的弹力在变化,说明运动过程中弹簧的弹性势能在变化,而小球和

弹簧组成的系统机械能守恒,则知小球的机械能不守恒,故                         A 错误.t2  时刻,弹簧弹力最大,
弹簧的压缩量最大,小球运动到最低点,合力不等于零,合力方向向上,所以加速度不等于

零,故   B 错误;t1~t2  这段时间内,小球先向下做加速度减小的加速运动,然后做加速度增

大的减速运动,动能先增大后减小,故                C 错误;t2~t3   这段时间内,小球和弹簧组成的系统
机械能守恒,弹簧的弹性势能不断减小,则小球的动能与重力势能之和在增加,故                                  D 正
确.

二、多项选择题

3.如图  3 所示,小球    A、B、C   的质量分别为      m、m、2m,A     与  BC 间通过铰链用轻杆连接,
杆长为   L,B、C   置于水平地面上.现让两轻杆并拢,将                 A 由静止释放下降到最低点的过程
中,A、B、C     在同一竖直平面内运动,忽略一切摩擦,重力加速度为                       g.则(  )


                                     图 3
A.A、B、C    组成的系统水平方向动量守恒
B.A、C   之间的轻杆始终对        C 做正功
C.A  与桌面接触时具有水平方向的速度
D.A  与桌面接触时的速度大小为            2gL
答案 AD
解析 A、B、C      组成的系统水平方向受到的合力为零,则水平方向动量守恒,选项                           A 正确;
系统初动量为零,水平方向末动量也为零,因                   A 与桌面接触时,三个球的水平速度相等,
则根据水平方向动量守恒可知三个球的水平方向的速度均为零,选项                             C 错误;小球     C 的速
度先增大后减小,则         A、C  之间的轻杆对      C 先做正功后做负功,选项          B 错误;竖直方向,
当 A 与桌面接触时,小球         A 的重力势能转化为系统的动能,因              B、C  的速度为零,则
     1
mgL=2mv2,解得    v=  2gL,选项    D 正确.
三、实验题
4.(2018·泰州中学等综合评估)要测量某种合金的电阻率.
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                                     图 4
(1)若合金丝长度为      L,直径为    D,阻值为     R,则其电阻率      ρ=________.
用螺旋测微器测合金丝的直径如图              4 甲所示,读数为________ mm.

(2)图乙是测量合金丝阻值的原理图,S2             是单刀双掷开关.根据原理图在图丙中将实物连线
补充完整.

(3)闭合 S1,当  S2 处于位置    a 时,电压表和电流表的示数分别为              U1=1.35  V,I1=0.30  A;

当 S2 处于位置   b 时,电压表和电流表的示数分别为               U2=0.92 V,I2=0.32 A.根据以上测量

数据判断,当      S2 处于位置________(选填“a”或“b”)时,测量相对准确,测量值                    Rx=
________ Ω.(结果保留两位有效数字)
        πRD2
答案 (1)   4L  0.650 (2)见解析图 (3)b 2.9
                              L
                        L     D
                            π 2
解析 (1)金属丝电阻:R=ρS=ρ            2   ,
            πRD2
则电阻率:ρ=       4L ;
图示螺旋测微器读数为:0.5 mm+15.0×0.01 mm=0.650 mm;
(2)实物连线如图所示:


      ΔU  1.35-0.92
(3)根据U1=     1.35  ≈0.32,
  ΔI 0.32-0.30
而I1=    0.30  ≈0.07,

可知,使用电流表外接法测量相对准确,即                  S2 处于位置   b,
                       0.92

根据欧姆定律,则有:Rx=0.32 Ω≈2.9 Ω.
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四、计算题
5.(2018·泰州中学模拟)如图        5 所示,MN   是一段在竖直平面内半径为            1  m 的光滑的四分之
一圆弧轨道,轨道上存在水平向右的匀强电场,轨道的右侧有一垂直纸面向里的匀强磁场,

磁感应强度为      B1=0.1 T.现有一带电荷量为         0.1 C、质量为    10 g 的带正电小球从       M 点由静

止开始自由下滑,恰能沿           NP 方向做直线运动.已知          EF 板间的电压为      UFE=2 V,板间距离
d=2    m,EF  板间存在有方向垂直纸面向里、范围足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为

B2.ABCD 是一边长为     L=1   m 的正方形盒,各边均为光滑绝缘板,盒的                 AB 边恰好与磁场的
左边界重合.在       AB 边的中点有一小孔        Q,小孔   Q 与  N、P  在同一条水平直线上,带电小球
恰能从小孔     Q 进入正方形盒内,带电小球与绝缘板碰撞时不损失动能,但速度反向(g                            取  10 
m/s2),求:


                                     图 5

(1)小球运动到    N 点时的速度     v 的大小.
(2)小球运动到    N 点时,重力和电场力的功率分别为多少?
(3)为保证带电小球与正方形盒的壁发生多次碰撞后,仍能从小孔                         Q 离开,则右侧匀强磁场

的磁感应强度      B2 的大小为多少?
答案 见解析

解析 (1)小球沿     NP 做直线运动,由平衡条件可得             mg=qvB1,代入数据解得        v=10 m/s.
                                                     1
(2)小球从  M 点到   N 点的过程中,由动能定理得:mgR+qER=2mv2,
代入数据解得:E=4 N/C.

在 N 点,重力与速度垂直,则重力的功率为:PG=0

电场力的方向与速度同向,则电场力的功率为:PE=Eqv=4×0.1×10 W=4 W.
                               qUFE
(3)在板间复合场中小球受电场力为:               d  =0.1 N=mg,与重力平衡.
                                              v2        mv

故小球做匀速圆周运动,设运动半径为                R′,由  qvB2=mR′得:R′=qB2,
欲使粒子仍能从       Q 孔处射出,粒子的运动轨迹可能是有两种情况.
                         L      mv
①根据几何关系知:R′=22n+1=qB2,(n=0,1,2,…)
         22n+1mv    22n+1  × 0.01 × 10

解得:B2=        qL    =       0.1 × 1     =4n+2(T)(n=0,1,2,…)
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                      L  mv
②根据几何关系知:R′=4k=qB2,(k=1,2,…)
         4kmv   4k × 0.01 × 10

解得:B2=    qL  =   0.1 × 1 =4k(T)(k=1,2,…). 
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