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1、(江蘇專用)2022高考物理總復(fù)習(xí) 優(yōu)編題型增分練:小綜合練(六)
一、單項選擇題
1.(2018·鹽城中學(xué)質(zhì)檢)如圖1所示,一內(nèi)壁光滑、質(zhì)量為m、半徑為r的環(huán)形細圓管(管的內(nèi)徑相對于環(huán)半徑可忽略不計)用硬桿豎直固定在地面上.有一質(zhì)量為m的小球可在圓管中運動(球直徑略小于圓管直徑,可看做質(zhì)點),小球以速率v0經(jīng)過圓管最高點時,恰好對管壁無壓力,當(dāng)球運動到最低點時,求硬桿對圓管的作用力大小為( )
圖1
A.m B.2mg+m
C.6mg D.7mg
答案 D
2.如圖2所示,質(zhì)量不計的彈簧豎直固定在水平面上,t=0時刻,將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放,
2、小球接觸彈簧并將彈簧壓縮至最低點(形變在彈性限度內(nèi)),然后又被彈起離開彈簧,上升到一定高度后又下落,如此反復(fù).通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器,測出該過程中彈簧彈力F隨時間t變化的圖象如圖乙所示,則( )
圖2
A.運動過程中小球的機械能守恒
B.t2時刻小球的加速度為零
C.t1~t2這段時間內(nèi),小球的動能在逐漸減小
D.t2~t3這段時間內(nèi),小球的動能與重力勢能之和在增加
答案 D
解析 由題圖看出,彈簧的彈力在變化,說明運動過程中彈簧的彈性勢能在變化,而小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒,則知小球的機械能不守恒,故A錯誤.t2時刻,彈簧彈力最大,彈簧的壓縮量最大,小球運動到
3、最低點,合力不等于零,合力方向向上,所以加速度不等于零,故B錯誤;t1~t2這段時間內(nèi),小球先向下做加速度減小的加速運動,然后做加速度增大的減速運動,動能先增大后減小,故C錯誤;t2~t3這段時間內(nèi),小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒,彈簧的彈性勢能不斷減小,則小球的動能與重力勢能之和在增加,故D正確.
二、多項選擇題
3.如圖3所示,小球A、B、C的質(zhì)量分別為m、m、2m,A與BC間通過鉸鏈用輕桿連接,桿長為L,B、C置于水平地面上.現(xiàn)讓兩輕桿并攏,將A由靜止釋放下降到最低點的過程中,A、B、C在同一豎直平面內(nèi)運動,忽略一切摩擦,重力加速度為g.則( )
圖3
A.A、B、C組成的
4、系統(tǒng)水平方向動量守恒
B.A、C之間的輕桿始終對C做正功
C.A與桌面接觸時具有水平方向的速度
D.A與桌面接觸時的速度大小為
答案 AD
解析 A、B、C組成的系統(tǒng)水平方向受到的合力為零,則水平方向動量守恒,選項A正確;系統(tǒng)初動量為零,水平方向末動量也為零,因A與桌面接觸時,三個球的水平速度相等,則根據(jù)水平方向動量守恒可知三個球的水平方向的速度均為零,選項C錯誤;小球C的速度先增大后減小,則A、C之間的輕桿對C先做正功后做負功,選項B錯誤;豎直方向,當(dāng)A與桌面接觸時,小球A的重力勢能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的動能,因B、C的速度為零,則mgL=mv2,解得v=,選項D正確.
三、實驗題
4.
5、(2018·泰州中學(xué)等綜合評估)要測量某種合金的電阻率.
圖4
(1)若合金絲長度為L,直徑為D,阻值為R,則其電阻率ρ=________.
用螺旋測微器測合金絲的直徑如圖4甲所示,讀數(shù)為________ mm.
(2)圖乙是測量合金絲阻值的原理圖,S2是單刀雙擲開關(guān).根據(jù)原理圖在圖丙中將實物連線補充完整.
(3)閉合S1,當(dāng)S2處于位置a時,電壓表和電流表的示數(shù)分別為U1=1.35 V,I1=0.30 A;當(dāng)S2處于位置b時,電壓表和電流表的示數(shù)分別為U2=0.92 V,I2=0.32 A.根據(jù)以上測量數(shù)據(jù)判斷,當(dāng)S2處于位置________(選填“a”或“b”)時,測量相
6、對準(zhǔn)確,測量值Rx=________ Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
答案 (1) 0.650 (2)見解析圖 (3)b 2.9
解析 (1)金屬絲電阻:R=ρ=ρ,
則電阻率:ρ=;
圖示螺旋測微器讀數(shù)為:0.5 mm+15.0×0.01 mm=0.650 mm;
(2)實物連線如圖所示:
(3)根據(jù)=≈0.32,
而=≈0.07,
可知,使用電流表外接法測量相對準(zhǔn)確,即S2處于位置b,
根據(jù)歐姆定律,則有:Rx= Ω≈2.9 Ω.
四、計算題
5.(2018·泰州中學(xué)模擬)如圖5所示,MN是一段在豎直平面內(nèi)半徑為1 m的光滑的四分之一圓弧軌道,軌道上存在水平向右的勻
7、強電場,軌道的右側(cè)有一垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B1=0.1 T.現(xiàn)有一帶電荷量為0.1 C、質(zhì)量為10 g的帶正電小球從M點由靜止開始自由下滑,恰能沿NP方向做直線運動.已知EF板間的電壓為UFE=2 V,板間距離d=2 m,EF板間存在有方向垂直紙面向里、范圍足夠大的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B2.ABCD是一邊長為L=1 m的正方形盒,各邊均為光滑絕緣板,盒的AB邊恰好與磁場的左邊界重合.在AB邊的中點有一小孔Q,小孔Q與N、P在同一條水平直線上,帶電小球恰能從小孔Q進入正方形盒內(nèi),帶電小球與絕緣板碰撞時不損失動能,但速度反向(g取10 m/s2),求:
圖5
(1)小
8、球運動到N點時的速度v的大?。?
(2)小球運動到N點時,重力和電場力的功率分別為多少?
(3)為保證帶電小球與正方形盒的壁發(fā)生多次碰撞后,仍能從小孔Q離開,則右側(cè)勻強磁場的磁感應(yīng)強度B2的大小為多少?
答案 見解析
解析 (1)小球沿NP做直線運動,由平衡條件可得mg=qvB1,代入數(shù)據(jù)解得v=10 m/s.
(2)小球從M點到N點的過程中,由動能定理得:mgR+qER=mv2,
代入數(shù)據(jù)解得:E=4 N/C.
在N點,重力與速度垂直,則重力的功率為:PG=0
電場力的方向與速度同向,則電場力的功率為:PE=Eqv=4×0.1×10 W=4 W.
(3)在板間復(fù)合場中小球受電場力為:=0.1 N=mg,與重力平衡.
故小球做勻速圓周運動,設(shè)運動半徑為R′,由qvB2=m得:R′=,
欲使粒子仍能從Q孔處射出,粒子的運動軌跡可能是有兩種情況.
①根據(jù)幾何關(guān)系知:R′==,(n=0,1,2,…)
解得:B2===4n+2(T)(n=0,1,2,…)
②根據(jù)幾何關(guān)系知:R′==,(k=1,2,…)
解得:B2===4k(T)(k=1,2,…).