高三物理高考前拓展思维精华版习题一（有解析）

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高三物理高考前拓展思维精华版习题一
一、单选题
1．一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度的方向相同，但加速度的大小逐渐减小直至为零，在此过程中（　　）
A．速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最小值
B．速度逐渐增大，当加速度减小到零时，速度达到最大值
C．位移逐渐增大，当加速度减小到零时，位移将不再增大
D．位移逐渐增大，当加速度减小到零时，位移达到最小值
2．如图所示，光滑绝缘水平面上有质量分别为m和3m的小球A、B，两小球带等量异种电荷．水平外力F作用在小球B上，当两小球A、B间的距离为L时，两小球保持相对静止．若仅将作用在小球B上的外力的大小改为 ，要使两小球保持相对静止，两小球A、B间的距离为（　　）
A．2L B．3L C． D．
3．某实验小组用同一光电管完成了光电效应实验，得到了光电流与对应电压之间的关系图像甲、乙、丙，如图所示。则下列说法正确的是（　　）
A．甲光的频率大于乙光的频率
B．乙光的波长大于丙光的波长
C．甲光的光强大于丙光的光强
D．甲光和丙光产生的光电子的最大初动能不相等
4．2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置（HL－2M）在成都建成并首次实现利用核聚变放电。下列是核聚变反应的是（　　）
A．
B．
C．
D．
5．如图所示，竖直向下的匀强磁场磁感应强度为，边长为的正方形线框绕边从水平位置Ⅰ顺时针转至竖直位置Ⅱ，再转过至位置Ⅲ，则下列说法中正确的是（　　）
A．在位置Ⅱ线框磁通量最大
B．从位置Ⅰ转至位置Ⅲ，线框磁通量不断减小
C．从位置Ⅱ转至位置Ⅲ，线框磁通量增大了
D．在位置Ⅲ，线框磁通量大小为
6．在水平路面上安全转弯的汽车，提供其向心力的是(　　)
A．重力和支持力的合力 B．重力、支持力和牵引力的合力
C．汽车与路面间的静摩擦力 D．汽车与路面间的滑动摩擦力
7．如图所示，一足够大的正方形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，其顶点在直线上，且与的夹角为一边长为的正方形导线框从图示位置沿直线以速度匀速穿过磁场区域。规定逆时针方向为感应电流的正方向，下列表示整个过程导线框中感应电流随时间以为单位变化的图像中，正确的是（　　）
A． B．
C． D．
8．跳伞运动员以10m/s的速度竖直匀速降落，在离地面h=15m的地方掉落一随身小物品，不计空气对小物品的阻力，跳伞运动员比随身小物品晚落地的时间为（取重力加速度大小）（　　）
A．1.5s B．1s C．0.5s D．s
9．放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象分别如图甲、乙所示．下列说法正确的是（　　）
A．0～6内物体的位移大小为36m
B．0～6内拉力做的功为55J
C．合力在0～6s内做的功大于0～2s内做的功
D．滑动摩擦力的大小为 N
10．目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小．若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是（　　）
A．卫星的动能逐渐减小
B．由于地球引力做正功，引力势能一定减小
C．于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变
D．卫星克服气体阻力做的功小于动能的增加
二、填空题
11．在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为　 　mm，合金丝的直径为　 　mm．
12．氦﹣氖激光器发出波长为633nm的激光，此激光光子的能量为　 　J （保留3位有效数字）；此激光照到极限频率为4.55×1014Hz的金属铯表面，产生的光电子的最大初动能为　 　J （保留3位有效数字）．（普朗克常量h=6.63×10﹣34J s，真空光速c=3.00×108m/s）
13．电场中有O、A、B、C几个固定点，一电量为-q、质量为m的带电粒子仅受电场力作用，从O点由静止开始做直线运动，其v-t图像如图。粒子在t1时刻运动到A点，其速率为v1；t2时刻运动到B点，其速率为0；t3时刻运动到C点，其速率为v2。由图可推断，A、B、C三点中，　 　点的电势最高；A、C两点的电势差UAC＝　 　。
三、计算题
14．如图所示，水平传输带以4m/s的速度匀速运动，传输带两端A、B间的距离为20m，将一质量为2kg的木块无初速地放在A端，木块与传输带间的动摩擦因数为 =0.2．试求：木块从A端运动到B端所用的时间？
15． 如图，倾角为的足够长斜面上放一木板，木板与斜面间动摩擦因数为。现将可视为质点的物块置于木板上A端，静止开始释放物块，经1s物体进入BC段。物块在AB段与木板的动摩擦因数为，在BC段与木板的动摩擦因数，木板与物块的质量均为10kg，木板长度14m，求：（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，，)
（1）在时间内物块、木板加速度；
（2）0.5s末物块的速度大小；
（3）物块离开木板时的速度。
四、实验探究题
16．有一根细而均匀的圆柱体导体棒样品（如图甲所示），电阻约为100Ω，为了测量其电阻率ρ，可先测其电阻Rx，现提供以下实验器材：
A.10分度的游标卡尺
B．螺旋测微器
C．电流表A1（量程50mA，内阻r1为100Ω）
D．电流表A2（量程100mA，内阻r2约为40Ω）
E.电流表A3（量程1A，内阻r3约为0.1Ω）
F.滑动变阻器R1（20Ω，额定电流1A）
G.滑动变阻器R2（0~2kΩ，额定电流0.1A）
H.直流电源E（12V，内阻不计）
I.圆柱体导体棒样品Rx（电阻Rx约为100Ω）
J.开关一只，导线若干
（1）用游标卡尺测得该样品的长度如图乙所示，其示数L=　 　cm；用螺旋测微器测得该样品的直径如图丙所示，其示数D=　 　mm。
（2）为了尽可能精确地测量原件电阻Rx，电路原理图如下所示，图中甲电流表应选　 　；乙电流表应选　 　。（用器材前的序号表示）
（3）闭合开关，测量出需要测量的物理量。需要测量的物理量是　 　。
（4）根据(1) (3)步测量的数据字母，表示出电阻率ρ=　 　。
五、综合题
17．如图甲所示，螺线管线圈的匝数n=1500匝，横截面积S=20cm2，导线的总电阻r=2.0Ω，R1=3.0Ω，R2=25Ω。穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按图乙所示规律变化，求：
（1）线圈产生的感应电动势大小；
（2）R2消耗的电功率。
18．一辆汽车以 的速度在平直公路上行驶。某时刻突然紧急刹车，若刹车时汽车做匀减速运动，加速度为 ，求：
（1）汽车从开始刹车到停下来所用时间；
（2）刹车后汽车行驶的最大距离。
19．足够长的木板C静止在足够大的光滑水平面上，距C的左端处的P点放有一物块B，物块A以大小的水平初速度滑上木板的左端，如图所示。A、B（均视为质点）的质量均为，C的质量，A、B与木板C间的动摩擦因数均为，A、B间的碰撞为弹性碰撞，碰撞时间极短，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。求：
（1）A、B碰撞前的瞬间，A的速度大小；
（2）最终B与P点间的距离x；
（3）整个过程中因摩擦产生的热量Q。
20．如图所示，倾角为的斜面，与半径为的光滑圆弧轨道相切于点C，轻弹簧一端固定在斜面底端A处，另一端自然伸长至B处，将一质量为的小滑块P沿着斜面下推并压缩弹簧至某一位置E（图中未标出）由静止释放，滑块沿斜面上滑并以速度通过圆弧轨道最高点D，已知斜面段光滑，长为的段粗糙，动摩擦因数为，A、C、D处于同一竖直平面内，弹簧劲度系数为，弹簧所具有的弹性势能与弹簧形变量x间满足关系。求：
（1）小滑块P通过圆弧轨道最高点时对轨道的压力；
（2）弹簧初始形变量x的大小；
（3）若将斜面段改为的材料，小滑块P从C点以一定的初速度沿斜面下滑，摩擦产生的热量最多时，小滑块P最终将停在距离C点多远处？（小滑块始终不脱离轨道）
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】因加速度与速度方向相同，故物体速度要增加，只是速度增加变慢一些，最后速度达到最大值．因质点沿直线运动方向不变，所以位移一直增大.
故答案为：B
【分析】加速度是衡量物体速度变化快慢的物理量，当加速度与速度同向时，速度会不断增加。
2．【答案】A
【解析】【解答】当水平外力F作用在小球B上时，对A、B整体有 ，对A有 ，当水平外力大小改为 时，对A、B整体有 ，对A有 综上可解得 ，A符合题意
故答案为：A
【分析】分别对两个物体进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程，两个物体相对静止，即具有相同的加速度，联立求解即可。
3．【答案】C
【解析】【解答】A．根据eUc=Ek=hv-W0，入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大。甲光的遏止电压小于乙光，所以甲光频率小于乙光的频率，A不符合题意；
B．丙光的遏止电压小于乙光的遏止电压，所以丙光的频率小于乙光的频率，则乙光的波长小于丙光的波长，B不符合题意；
C．由于甲光的饱和光电流大于丙光饱和光电流，两光频率相等，所以甲光的强度高于丙光的强度，C符合题意；
D．甲光的遏止电压等于丙光的遏止电压，由Ekm=e U遏可知，甲光对应的光电子最大初动能等于丙光的光电子最大初动能。D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】光电效应中，当外界的光子能量比较大时，电子获得的能量就大，溢出电子的动能利用公式Ekm=hν﹣W求解即可。其中W是材料的逸出功，v是光子的频率。
4．【答案】A
【解析】【解答】A． 属于核聚变。A符合题意；
B． 属于 衰变。B不符合题意；
C． 属于重核的裂变。C不符合题意；
D． 属于原子核的人工转变。D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】核聚变是小的原子核变成大的原子核，核裂变是大的原子核变成小的原子核。
5．【答案】C
【解析】【解答】ABD. 在位置Ⅰ时，线框平面与磁感线垂直，磁通量大小为
在位置Ⅱ时，线框平面与磁感线平行，磁通量的大小为，在位置Ⅲ时，磁通量的大小为
从位置Ⅰ转至位置Ⅲ，线框磁通量先减小后增大，故ABD不符合题意；
C. 从位置Ⅱ转至位置Ⅲ，线框磁通量变化量为
故C符合题意。
故答案为：C
【分析】根据（为磁场方向与线框所在平面的夹角）分析判断。
6．【答案】C
【解析】【分析】汽车在水平路面上转弯时，竖直方向受力平衡，水平方向牵引力方向与速度方向相同与半径方向垂直，不提供向心力，故由指向圆心的静摩擦力来提供向心力。
故选C
【点评】本题的关键知道汽车在水平路面上拐弯，重力和支持力平衡，静摩擦力提供圆周运动的向心力。理解向心力的来源，向心力可以由合力提供，也可以由合力在指向圆心方向上的分量来提供。
7．【答案】C
【解析】【解答】根据右手定则，可知线框进入磁场时产生的感应电流为逆时针方向，离开磁场时产生的感应电流为顺时针方向，当线框运动时间为时，感应电流为零。
故答案为：C。
【分析】确定线框在运动过程中分为几个运动阶段，并明确各阶段线框切割磁感线的有效长度的变化情况。再根据右手定则确定产生的感应电流的变化情况。
8．【答案】C
【解析】【解答】由题意知，小物品做初速度为10m/s，加速度为g的匀加速运动，根据位移公式可得 ，解得小物品落地时间为 ，跳伞运动员匀速运动，落地时间为 ，跳伞运动员比随身小物品晚着陆时间为
故答案为：C。
【分析】利用位移公式可以求出物体下落的时间，结合位移公式可以求出运动员下落的时间。
9．【答案】D
【解析】【解答】解：A、0～6s内物体的位移大小x= =30m．故A错误．
B、在0～2s内，物体的加速度a= =3m/s2，由图，当P=30W时，v=6m/s，得到牵引力为：F= = =5N．
在0～2s内物体的位移为：x1=6m，则拉力做功为：W1=Fx1=5×6J=30J．
2～6s内拉力做的功为：W2=Pt=10×4J=40J．所以0～6s内拉力做的功为：W=W1+W2=70J．故B错误．
C、在2～6s内，物体做匀速运动，合力做零，则合外力在0～6s内做的功与0～2s内做的功相等．C不符合题意．
D、在2～6s内，v=6m/s，P=10W，物体做匀速运动，摩擦力f=F，得到：f=F= = = N．D符合题意．
故答案为：D．
【分析】根据速度时间图像的物理意义，结合功率时间图像进行判断。
10．【答案】B
【解析】【解答】解：A、卫星做圆周运动时，由G =m 可知，v= ，可见，卫星的速度随轨道半径的减小而增大，则卫星的动能逐渐增大，A不符合题意；
B、由于卫星高度逐渐降低，所以地球引力对卫星做正功，引力势能减小，B符合题意；
C、由于气体阻力做负功，所以卫星与地球组成的系统机械能减少，C不符合题意；
D、根据动能定理可知地球引力和气体阻力所做的总功等于卫星动能的增加，地球引力对卫星做正功，气体阻力做负功，则不能确定卫星克服气体阻力做的功与动能的增加大小关系．D不符合题意．
故答案为：B
【分析】卫星在高度降低的过程中，不满足机械能守恒，做圆周运动的，向心力由万有引力提供。
11．【答案】0.007；0.636～0.640
【解析】【解答】解：按照螺旋测微器的读数原则，校零时的读数为0.007 mm，测量合金丝时的读数为0.5+0.01×14.5=0.645mm
合金丝的直径为d=0.645 mm﹣0.007 mm=0.638 mm（在0.636 mm～0.640 mm都算正确）．
故答案为：0.007，0.636～0.640
【分析】本题考查螺旋测微器的读数。螺旋测微器的读数=固定刻度读数+可动刻度读数×0.01mm。
12．【答案】3.14×10﹣19；1.23×10﹣20
【解析】【解答】解：光子的能量：E= = J=3.14×10﹣19J
根据光电效应方程：Ekm=hγ﹣hγ0=E=hγ0=3.14×10﹣19﹣6.63×10﹣34×4.55×10﹣14=1.23×10﹣20J
故答案为：3.14×10﹣19，1.23×10﹣20
【分析】求出每个光子的能量，每秒内发出的光子数与每个光子能量的乘积是激光器每秒做的功，每个光子的能量E=hγ．
13．【答案】A；
【解析】【解答】由 v-t图像可以看出，从O点到A点，带电粒子做加速运动，因为粒子带负电，故从O点到A点粒子逆着电场线运动，则电势升高，即
同理可以看出从A点到B点粒子做减速运动，则从A点到B点粒子顺着电场线运动，则电势降低，即
同理可以看出从B点到C点粒子做反方向的加速运动，即从B点到C点粒子逆着电场线运动，则电势升高，即
而由图像可以看出，则说明
故电势最高的是A点；
因为带电粒子仅受电场力作用，则从A点到C点由动能定理得
所以AC两点的电势差为
【分析】根据v-t图像得出OA之间的运动情况，并得出电场力的做功情况，同时得出电势的高低；从A到C运动的过程中根据动能定理得出AC两点电势差。
14．【答案】对物体受力分析，由牛顿第二定律得a= = g=2 m/s2 ，
由速度公式 v=at1
解得加速运动的时间 t1=2s
在加速运动过程中物体通过的位移是 x1= t1=4 m，
所以匀速运动的位移是 x2=L﹣x1=16 m，
匀速运动的时间 t2= =4 s
所以木块从A端运动到B端所用的时间为t=t1+t2=6s．
答：木块从A端运动到B端所用的时间为6s．
【解析】【分析】物体从水平传送带的左端到达右端的过程可以分为两部分，先是匀加速运动，后是匀速运动，物体受到的合力就是传送带对物体的摩擦力，由牛顿第二定律列方程就可以求得加速度，再由运动规律求得加速运动和匀速运动的时间．
15．【答案】（1）内，物块在AB段做匀加速运动
解得
对木板
解得
（2）0.5s末物块速度为
（3）物块到达B点时速度为
物块在AB段的位移
物块在BC段做匀加速运动
解得
木板做匀加速运动
解得
由位移关系
解得
或（舍去）
物块离开C点时速度
【解析】【分析】（1）由于1s后物块进行BC段，故物块与木板之间发生相对滑动。确定物块受力情况所受摩擦力方向，根据力的分解及牛顿第二定律确定物块的加速度。同理假设木板在斜面上滑动，确定木板受力情况，根据力的分解及牛顿第二定律进行解答。
（2）根据速度与时间的关系进行解答即可；
（3）根据力的分解及牛顿第二定律分别确定物块及木板在物块在BC段运动的加速度。再根据不同阶段物块和木板的运动情况，根据运动规律确定物块和木板的运动位移，再根据两者位移与板长的关系进行解答。
16．【答案】（1）5.00；1.600
（2）C；D
（3）电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2
（4）
【解析】【解答】(1)由图示螺旋测微器可知，其示数：L=50mm+0×0.1mm=50.0mm=5.00cm
由图示螺旋测微器可知，其示数D=1.5mm+10.0×0.01mm=1.600mm
(2)实验没有电压表，可以用已知内阻的电流表A1与待测电阻并联测电压，电流表甲选择C；乙电流表应选D；
(3)待测电阻阻值
实验需要测量：电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2。
(4)由电阻定律可知
电阻率 ；
【分析】 (1) 根据螺旋测微器读数法则读数，注意mm为单位小数点后保留三位。
(2) 已知内阻的电流表A1与待测电阻并联当电压表使用。电流表应选D。
(3) 根据待测电阻表达式确定需要测量物理量。
(4) 由电阻定律求电阻率。
17．【答案】（1）解：由法拉第电磁感应定律可得
螺线管中感应电动势为：
（2）解：根据闭合电路欧姆定律可得：
R2消耗的电功率为：
【解析】【分析】（1）利用法拉第电磁感应定律可以求出感应电动势的大小；
（2）利用欧姆定律结合热功率的表达式可以求出电阻消耗的功率大小。
18．【答案】（1）解：由速度时间公式得
解得
（2）解：由速度位移公式得
解得
【解析】【分析】（1）根据匀变速直线运动的速度与时间的关系得出汽车从开始刹车到停下来所用时间；
（2）根据匀变速直线运动的位移与速度的关系求出刹车后汽车行驶的最大距离。
19．【答案】（1）解：从A滑上C到A、B碰撞前的瞬间，A做匀减速直线运动，加速度大小为
B、C整体做匀加速直线运动，加速度大小为
设从A滑上C到A、B碰撞的时间为t1，根据匀变速直线运动的规律，结合几何关系有
解得
根据速度时间关系有
解得
（2）解：A、B碰撞前的瞬间，B、C的共同速度大小
设A、B碰撞后的瞬间，A、B的速度大小分别为vA2与vB2，根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得 ，
此后，B做匀减速直线运动，A、C一起做匀加速直线运动，最终三者速度相等，根据动量守恒定律有
解得
A、B碰撞后，B做匀减速直线运动的加速度大小为
A、B碰撞后，B通过的位移大小为
A、B碰撞后，A、C一起做匀加速直线运动的加速度大小为
A、B碰撞后，C通过的位移大小为
所以
（3）解：A、B碰撞前，A、C间因摩擦产生的热量为
A、B碰撞后，B、C间因摩擦产生的热量为
所以
【解析】【分析】（1） 从A滑上C到A、B碰撞前 ，利用牛顿第二定律得出A的加速度和BC整体的加速度，利用匀变速直线运动的位移与时间的关系得出 从A滑上C到A、B碰撞的时间 ，利用速度与时间的关系得出 A的速度 ；
（2）利用匀变速直线运动的的速度与时间的关系得出BC的共同速度，结合动量守恒定律和机械能守恒定律得出AB碰撞后AB的速度，B与AC碰撞的过程利用动量守恒得出三者共同的速度，通过匀变速苏直线运动能够的位移与时间的关系以及牛顿第二定律得出 最终B与P点间的距离 ；
（3）利用恒力做功得出整个过程中因摩擦产生的热量 。
20．【答案】（1）解：分析圆弧轨道最高点D的状态
可得
根据牛顿第三定律可得小滑块P通过圆弧轨道最高点时对轨道的压力为，方向竖直向上
（2）解：分析E至D的过程，有
得到
（3）解：由于滑动动摩擦力大于重力沿斜面向下的分力，故小滑块速度减为0时若未接触弹簧，则即可静止，要使摩擦产生的热量最多，则需滑块第一次接触弹簧并反弹后可以运动至圆弧轨道右侧与O点等高处位置，且此时速度为0，否则滑块会脱离轨道，假设滑块之后返回时，可以再次运动至B点，则有
可得
故滑块再次返回时刚好运动至B点速度减为0，然后可静止，小滑块P最终将停在距离C点处。
【解析】【分析】（1）在圆弧轨道最高点根据合力提供向心力得出小滑块P通过圆弧轨道最高点时对轨道的压力；
（2）小球从E到D的过程中根据动能定理得出弹簧初始形变量x；
（3）滑块之后返回时，可以再次运动至B点， 根据动能定理得出到B点的速度，从而得出滑块P最终将停在距离C点的位置。
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