2023年ft高中物理培优题(八)84.pdf

高中物理培优题（八）一、单选题 1 如图甲所示，光滑平行金属导轨 MN、PQ 所在平面与水平面成 角，M、P 两端接一阻值为 R 的定值电阻，阻值为 r 的金属棒ab 垂直导轨放置，其他部分电阻不计。整个装置处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。t0 时对金属棒施一平行于导轨的外力 F，金属棒由静止开始沿导轨向上运动，通过 R 的感应电流随时间 t 变化的关系如图乙所示。下图中关于穿过回路 abPMa 的磁通量 和磁通量的瞬时变化率t以及 a、b 两端的电势差 Uab和通过金属棒的电荷量 q 随时间 t 变化的图线，正确的是()2如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为 U，带电粒子以某一初速度 v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的 M、N 两点间的距离 d 随着 U 和 v0的变化情况为()Ad 随 v0增大而增大，d 与 U 无关 Bd 随 v0增大而增大，d 随 U 增大而增大 Cd 随 U 增大而增大，d 与 v0无关 Dd 随 v0增大而增大，d 随 U 增大而减小 二、多选题 3如图，两根相同的轻质弹簧，沿足够长的光滑斜面放置，下端固定在斜面底部挡板上，斜面固定不动。质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端。现用外力作用在物块上，使两弹簧具有相同的压缩量，若撤去外力后，两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧，则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程，两物块 A最大速度相同 B最大加速度不同 C上升的最大高度不同 D重力势能的变化量不同 4如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上。A、B 间 的动摩擦因数为，B与地面间的动摩擦因数为12。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F，则 A当F 3 mg 时，A相对B滑动 D无论F为何值，B的加速度不会超过12g 三、实验题 5实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为 1.0mm2，查得铜的电阻率为m8107.1，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻 Rx，从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有：电流表：量程 0.6A，内阻约为 0.2；电压表：量程 3V，内阻约 9K；滑动变阻器 R1：最大阻值 5；滑动变阻器 R2：最大阻值 20；定值电阻：30R；电源：电动势 6V，内阻可不计；开关、导线若干。回答下列问题：（1）实验中滑动变阻器应选_（填“R1”或“R2”），闭合开关 S 前应将滑片移至_端（填“a”或“b”）.（2）在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接。（3）调节滑动变阻器，当电流表的读数为 0.50A 时，电压表示数如图乙所示，读数为_V。（4）导线实际长度为_m（保留 2 位有效数字）四、计算题 6如图，水平面内有一光滑金属导轨，其 MN、PQ 边的电阻不计，MP 边的电阻阻值 R=1.5，MN 与 MP 的夹角为 1350，PQ 与 MP 垂直，MP边长度小于 1m。将质量 m=2kg，电阻不计的足够长直导体棒搁在导轨上，并与 MP 平行。棒与 MN、PQ 交点 G、H 间的距离 L=4m。空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T。在外力作用下，棒由 GH 处以一定的初速度向左做直线运动，运动时回路中的电流强度始终与初始时的电流强度相等。(1)若初速度v1=3m/s，求棒在GH处所受的安培力大小FA。(2)若初速度 v2=1.5m/s，求棒向左移动距离 2m 到达 EF 所需时间 t。(3)在棒由 GH 处向左移动 2m 到达 EF 处的过程中，外力做功 W=7J，求初速度 v3 VAxR0RabES图甲0123V图乙A0123051015V0123051015解析与答案 1设导轨间距为 L，通过 R 的电流 IERrBLvRr，因通过 R 的电流 I 随时间均匀增大，即金属棒 ab 的速度 v 随时间 t 均匀增大，金属棒 ab 的加速度 a 为恒量，故金属棒ab 做匀加速运动。磁通量 0BS0BL12at20BLat22，和 t2成线性关系，而不是和 t 成线性关系，A 错误；t12BLat，tt，B 错误；因 UabIR，且 It，所以 Uabt，C 正确；qIttRrtRrBLat22Rr，qt2，所以选项 D 错误。答案 C 2解析：选 A 设粒子从 M 点进入磁场时的速度大小为 v，该速度与水平方向的夹角为，故有 vv0cos。粒子在磁场中做匀速圆周运动半径为 rmvqB。而 MN 之间的距离为 d2rcos。联立解得 d2mv0qB，故选项 A 正确。3【答案】BC 【解析】撤去外力后，两物块受到重力、弹力和支持力作用，在斜面上做往复运动，当弹簧弹力等于重力沿斜面向下的分力时，速度最大，根据牛顿第二定律和动能定理，有：sinmgk x，2max1=2Wmv合 质量较小的物块平衡位置较高，合力做功较大，物块的最大速度较大，A 项错误；初位置时物块具有的加速度最大，由于弹簧的压缩量一定，所以最大弹力相同，根据牛顿第二定律有：sink xmgma 得=sink xagm，由于质量不同，所以最大加速度也不同，B 项正确；由于弹簧相同，两个物块的质量不同，所以速度最大时的位置不同，C 项正确；速度为零时，物块的动能也为零，减少的弹性势能全部转化为物块的重力势能，D 项错误。4【答案】BCD 【解析】由题意可知 AB 间的最大静摩擦力12fFmg，B 与地面间的最大静摩擦力2132fFmg，所以当 F 逐渐增大至32mg时，B 与地面间先发生相对滑动，A 项错误；F 继续增大，AB 间摩擦力也逐渐增大，当间摩擦力增大至2 mg时，AB 恰要发生相对滑动，此时对 B：12ffFFma，可以解得12ag；对 A：12fFFma，解得3Fmg，C 项正确；F 继续增大，B 受到两个不变的滑动摩擦力，加速度始终为12g，D 项正确；当52Fmg，AB 正在一起匀加，对整体：23fFFma，解得13ag，B 正确。5【答案】(1)R2 a(2)如图所示。(3)2.30(2.29、2.31 均正确)(4)94(93、95 均正确)【解析】(1)根据电阻定律估算得铜导线的电阻大约为RxlS1.7，而 R0Rx4.7 ，根据电路图，电压表的量程是 3 V，电源的电动势为 6 V，所以滑动变阻器连入电路的电阻最小为 4.7 为了多测几组数据，以保证实验结果的准确性，滑动变阻器应选 R2(2)如图所示。(3)电压表最小刻度表示 0.1 V，应该按照110估读进行读数，所以读数为 2.30 V(4)因为 RxUIR0lS，所以 lUIR0S94 m 6、【答案】（1）8N；（2）1s；（3）1m/s【解析】（1）棒在 GH 处速度为 v1，因此1=E BLv，11BLvIR由此得2218NAB L vFR；（2）设棒移动距离a，由几何关系EF间距也为a，磁通量变化1=()2a aL B。题设运动时回路中电流保持不变，即感应电动势不变，有：2=E BLv 因此 ()=2a aL BEtt 解得 2()=1s2a aLtLv（3）设外力做功为 W，克服安培力做功为 WA，导体棒在 EF 处的速度为 v3 由动能定理：223311-=22AW Wmvmv 克服安培力做功：2A3=WI R t 式中33BLvIR 3()=2a aLtLv 联立解得：23()=2Aa aL B LvWR 由于电流始终不变，有：33Lvva 因此 222332()1=+(1)22a aL B LvLWmvRa A0123051015V0123051015代入数值得 2333+470vv 解得 31m/sv 或37m/s3v（舍去）