专题(22)全国Ⅰ卷选择题增分练(二)(解析版)

2021年高考物理二轮重点专题整合强化练专题（22）全国Ⅰ卷选择题增分练（二）（解析版）本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第14～17题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．) 14．(2020·广西桂林市调研)材料相同质量不同的两滑块，以相同的初动能在同一水平面上运动，最后都停了下来．下列说法正确的是()A．质量大的滑块摩擦力做功多B．质量大的滑块运动的位移大C．质量大的滑块运动的时间长D．质量大的滑块摩擦力冲量大【答案】D【解析】滑块做匀减速直线运动直到停下的过程，根据动能定理有W f＝－μmgx＝0－E k，得x＝E kμmg，故摩擦力做功相同，质量大的滑块运动的位移小，故A、B错误；根据动量定理有I＝－μmgt＝0－2mE k，可得t＝1μg 2E k m，故质量大的滑块摩擦力冲量大，运动时间短，故C错误，D正确．15.(2020·湖北武汉市高三质检)如图1所示，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用竖直向下的力F作用在P上，使其向下做匀加速直线运动，在弹簧的弹性限度内，下列表示力F和运动时间t之间关系的图象，正确的是()图1第1页共8页第 2 页 共 8 页【答案】D【解析】设物块P 的质量为m ，加速度为a ，系统静止时弹簧的压缩量为x 0，物块放在弹簧上处于静止状态时，由平衡条件得mg ＝kx 0力F 作用之后，设物块向下做匀加速直线运动的位移为x ，根据牛顿第二定律有F ＋mg －k (x 0＋x )＝ma根据运动学公式有x ＝12at 2 联立可得F ＝ka 2t 2＋ma ，即F 随时间变化的图象为D ，所以D 正确，A 、B 、C 错误． 16．(2020·云南昆明市高三“三诊一模”测试)如图2所示，一直角三角形acd 在竖直平面内，同一竖直面内的a 、b 两点关于水平边cd 对称，点电荷Q 1、Q 2固定在c 、d 两点．一质量为m 、带负电的小球P 在a 点且处于静止状态，重力加速度为g ，下列说法正确的是( )图2A ．Q 2对P 的静电力大小为32mg B ．Q 1、Q 2的电荷量之比为33 C ．将P 从a 点移到b 点，电场力做正功D ．将P 从a 点沿直线移到b 点，电势能先增大后减小【答案】B第 3 页 共 8 页【解析】设a 、c 间的距离为r ，则a 、d 间的距离为3r ，因为小球在P 点处于静止状态，由平衡条件可得：kQ 1q r 2cos 60°＝kQ 2q 3r 2cos 30°，kQ 1q r 2sin 60°＋kQ 2q 3r 2sin 30°＝mg 联立解得：Q 1Q 2＝33，kQ 2q 3r 2＝12mg ，故A 错误，B 正确． 因为a 、b 两点关于cd 对称，所以这两点的电势相等，而电场力做功只与初末位置的电势有关，与其经过的路径无关，所以将P 从a 点移到b 点，电场力做功为零，故C 错误．由题可知，小球P 在a 点受到的电场力方向竖直向上，在cd 上方受电场力方向竖直向下，所以将P 从a 点沿直线移到b 点过程中，电场力先做正功后做负功，则电势能先减小后增大，故D 错误．17．(2020·河南焦作市高三第三次模拟)如图3所示，一正方形金属线框abcd 静止在光滑的水平桌面上，线框右侧两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向竖直向上．cd 边与磁场边界平行，磁场虚线间距大于正方形金属线框边长．现给线框一水平向右的初速度，线框能通过磁场区域并继续向右运动，下列说法错误的是( )图3A ．线框进入磁场的过程中，cd 边受到的安培力方向水平向左B ．线框通过磁场的整个过程中，cd 边两端的电压始终不变C ．线框进入磁场和离开磁场的过程中，通过线框的电荷量相等D ．线框进入磁场和离开磁场的过程中，线框速度的变化量相等【答案】B【解析】根据楞次定律的另一种表述可知，感应电流总是阻碍线框与磁场的相对运动，线框进入磁场的过程中，cd 边受到的安培力方向水平向左，A 正确；线框进入磁场的过程中，cd 边相当于电源，cd 边两端的电压为路端电压第 4 页 共 8 页U 1＝34Blv 1 线框完全进入磁场后，电路中没有感应电流，cd 边两端的电压为E ＝Blv 2，线框离开磁场的过程中，ab 边相当于电源，cd 边两端的电压为U 3＝14Blv 3， 且v 1>v 2>v 3所以线框通过磁场的整个过程中，cd 两端的电压会发生变化，B 错误；线框进入磁场和离开磁场的两个过程中，磁通量的变化量相等，根据公式q ＝ΔΦR，分析可知两个过程中通过线框横截面的电荷量相等，C 正确； 根据动量定理得，线框进入磁场的过程中，有B I 1Lt 1＝m Δv 1离开磁场的过程中，有B I 2Lt 2＝m Δv 2又因为I 1t 1＝I 2t 2所以Δv 1＝Δv 2，D 正确．18.(2020·内蒙古呼伦贝尔市海拉尔区高考模拟)如图4所示，一个小球(视为质点)从H ＝12 m 高处，由静止开始沿光滑弧形轨道AB 下滑，进入半径R ＝4 m 的竖直圆环，且与圆环间动摩擦因数处处相等，当到达环顶C 时，对轨道压力刚好为零；沿CEB 圆弧滑下后，进入光滑弧形轨道BD ，且到达高度为h 的D 点时的速度为零，则h 的值可能为(取g ＝10 m/s 2，所有高度均相对B 点而言)( )图4A ．12 mB ．10 mC ．8.5 mD ．7 m【答案】C【解析】小球从高度12 m 处运动到C 点由动能定理得：mg (H －2R )－W f1＝12mv 2，小球在C 点时有：mg＝第 5 页 共 8 页m v 2R ，联立解得W f1＝12mgR ，在小球从静止运动到D 点的整个过程中，对小球，由动能定理得mg (H －h )－W f1－W f2＝0，即mg (H －h )＝W f1＋W f2.因为小球在CEB 弧运动时速度小于在BFC 弧运动时的速度，正压力减小，摩擦力减小，所以W f2<W f1＝12mgR ，12mgR <W f1＋W f2<mgR ，即12mgR <mg (H －h )<mgR ，所以8 m<h <10 m ，故选C.19．金属圆盘置于方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A 相连．套在铁芯下部的线圈B 引出两根导线接在两根水平导轨上如图5所示，导轨上有一根金属棒ab 处在垂直于纸面向外的匀强磁场中，下列说法正确的是( )图5A ．圆盘顺时针加速转动时，ab 棒将向右运动B ．圆盘顺时针减速转动时，ab 棒将向右运动C ．圆盘逆时针减速转动时，ab 棒将向右运动D ．圆盘逆时针加速转动时，ab 棒将向右运动【答案】BD【解析】由右手定则可知，圆盘顺时针加速转动时，产生的感应电流方向为顺时针，线圈A 中产生的磁场方向向下且磁场增强，由楞次定律可知，线圈B 中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，ab 棒中感应电流方向由a →b ，由左手定则可知，ab 棒受到的安培力方向向左，ab 棒将向左运动，故A 错误；同理可知，若圆盘顺时针减速转动时，ab 棒将向右运动，故B 正确；由右手定则可知，圆盘逆时针减速转动时，产生的感应电流方向为逆时针，线圈A 中产生的磁场方向向上且磁场减弱，由楞次定律可知，线圈B 中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，ab 棒中感应电流方向由a →b ，由左手定则可知，ab 棒受到的安培力方向向左，ab 棒将向左运动，故C 错误；同理可知，若圆盘逆时针加速转动时，ab 棒将向右运动，故D 正确．20．(2020·山东潍坊市二模)在宇宙中，当一颗恒星靠近黑洞时，黑洞和恒星可以相互绕行，从而组成双星系统．在相互绕行的过程中，质量较大的恒星上的物质会逐渐被吸入到质量较小的黑洞中，从而被吞噬掉，第 6 页 共 8 页黑洞吞噬恒星的过程也被称之为“潮汐瓦解事件”．天鹅座X －1就是这样一个由黑洞和恒星组成的双星系统，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，如图6所示．在刚开始吞噬的较短时间内，恒星和黑洞的距离不变，则在这段时间内，下列说法正确的是( )图6A ．它们之间的万有引力大小变大B ．它们之间的万有引力大小不变C ．恒星做圆周运动的线速度变大D ．恒星做圆周运动的角速度变大【答案】AC【解析】设初始时恒星和黑洞的质量分别为m 1、m 2，且m 1>m 2，与旋转中心点的距离分别为r 1、r 2，恒星和黑洞的距离为L ，由万有引力定律得：F ＝G m 1m 2L2，由于m 1＋m 2为定值，所以当m 1＝m 2时，m 1与m 2的乘积最大，故开始吞噬的较短时间内，它们之间的万有引力增大．对恒星：G m 1m 2L 2＝m 14π2T 2r 1，对黑洞：G m 1m 2L 2＝m 24π2T2r 2， 得r 1r 2＝m 2m 1，T ＝2πL 3G m 1＋m 2，由于m 1＋m 2不变，开始吞噬的较短时间内，L 不变，故T 不变，ω不变，恒星质量变小，做圆周运动的半径变大，v ＝ωr ，故恒星做圆周运动的线速度变大．故选A 、C.21．(2020·陕西汉中市高三第二次教学质量检测)如图7所示，粗糙绝缘的水平面附近存在一平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x 轴平行，在x 轴上的电势φ与坐标x 的关系如图中曲线所示，曲线过(0.1,4.5)和(0.15,3)两点，图中虚线为该曲线过点(0.15,3)的切线．现有一质量为0.20 kg 、电荷量为＋2.0×10－8 C 的滑块P (可视为质点)，从x ＝0.10 m 处由静止释放，其与水平面间的动摩擦因数为0.02，取重力加速度g ＝10 m/s 2.则下列说法中正确的是( )第 7 页 共 8 页图7A ．滑块P 运动过程中的电势能逐渐减小B ．滑块P 运动过程中的加速度逐渐增大C ．x ＝0.15 m 处的电场强度大小为2.0×106 N/CD ．滑块P 运动的最大速度为0.5 m/s【答案】AC【解析】在φ－x 图象中，图线的斜率表示电场强度，由题图可知，滑块P 运动过程中，电场方向不变，电场力始终做正功，则电势能逐渐减小，故A 正确；由题图知，x ＝0.15 m 处的场强为E ＝ΔφΔx ＝3×1050.3－0.15N/C ＝2.0×106 N/C 则此时的电场力大小为F ＝qE ＝2.0×10－8×2.0×106 N ＝0.04 N滑动摩擦力大小为F f ＝μmg ＝0.02×0.20×10 N ＝0.04 N则在x ＝0.15 m 处电场力与滑动摩擦力大小相等，由题图可知图线斜率逐渐减小，故在x ＝0.15 m 之前，电场力大于摩擦力，滑块做加速运动，加速度逐渐减小，在x ＝0.15 m 之后，电场力小于摩擦力，滑块做减速运动，加速度逐渐增大，所以在x ＝0.15 m 时，滑块的速度最大，根据动能定理得qU －F f x ＝12mv 2－0 由题图可知x ＝0.10 m 处和x ＝0.15 m 处的电势差为1.5×105 V ，代入解得最大速度为v ＝0.1 m/s ，故B 、D错误，C正确．第8页共8页。