高中物理第四章章末复习教案必修1

第四章牛顿运动定律

2019-2020学年高考物理模拟试卷

一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的

1．在图示电路中，理想变压器原线圈的匝数为220，副线圈的匝数可调，L1、L2、L3和L4是四个相同的灯

泡。当在a、b两端加上瞬时值表达式为220

2sin100π

u t

=(V)的交变电压时，调节副线圈的匝数，使四个灯泡均正常发光。下列说法正确的是（）

A．变压器副线圈的匝数为440

B．灯泡的额定电压为55V

C．变压器原线圈两端电压为220V

D．穿过变压器原线圈的磁通量变化率的最大值为0.1V

2．一根重为G的金属棒中通以恒定电流，平放在倾角为30°光滑斜面上，如图所示为截面图。当匀强磁场

的方向垂直斜面向上时，金属棒处于静止状态，此时金属棒对斜面的压力为F N1，安培力大小为F1

，保持磁感应强度的大小不变，将磁场的方向改为竖直向上时，适当调整电流大小，使金属棒再次处于平衡状态，此时金属棒对斜面的压力为F N2，安培力大小为F2。下列说法正确的是（）

A．金属棒中的电流方向垂直纸面向外

B．金属棒受到的安培力之比1

3 2

= C．调整后电流强度应比原来适当减小

D．N1

N24 3

3．甲、乙两汽车在同一平直公路上做直线运动，其速度时间（v－t）图像分别如图中a、b两条图线所示，其中a图线是直线，b图线是抛物线的一部分，两车在t1时刻并排行驶。下列关于两车的运动情况，判断正确的是（）

A ．甲车做负方向的匀速运动

B ．乙车的速度先减小后增大

C ．乙车的加速度先减小后增大

D ．在t 2时刻两车也可能并排行驶

4．如图（a ）所示，在倾角37θ=的斜面上放置着一个金属圆环，圆环的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场（未画出）中，磁感应强度的大小按如图（b ）所示的规律变化。释放圆环后，在08t t =和09t t =时刻，圆环均能恰好静止在斜面上。假设圆环与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin 370.6=，则圆环和斜面间的动摩擦因数为（）

A ．

B ．

1516

C ．

1920

D ．

2728

5．在某种介质中，一列沿x 轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图（a ）所示，此时质点A 在波峰位置，质点D 刚要开始振动，质点C 的振动图像如图（b ）所示；t=0时刻在D 点有一台机械波信号接收器（图中未画出），正以2m/s 的速度沿x 轴正向匀速运动。下列说法正确的是（）

A ．质点D 的起振方向沿y 轴负方向

B ．t=0.05s 时质点B 回到平衡位置

C ．信号接收器接收到该机械波的频率小于2.5Hz

D ．若改变振源的振动频率，则形成的机械波在该介质中的传播速度也将发生改变

6．甲、乙两汽车在两条平行且平直的车道上行驶，运动的v —t 图象如图所示，已知t=0时刻甲、乙第一次并排，则（）

A．t=4s时刻两车第二次并排

B．t=6s时刻两车第二次并排

C．t=10s时刻两车第一次并排

D．前10 s内两车间距离的最大值为12m

7．如图所示，图甲是旋转磁极式交流发电机简化图，其矩形线圈在匀强磁场中不动，线圈匝数为10匝，内阻不可忽略。产生匀强磁场的磁极绕垂直于磁场方向的固定轴OO′（O′O沿水平方向）匀速转动，线圈中的磁通量随时间按如图乙所示正弦规律变化。线圈的两端连接理想变压器，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=2∶1，电阻R1=R2=8Ω。电流表示数为1A。则下列说法不正确的是（）

A．abcd线圈在图甲所在的面为非中性面

B．发电机产生的电动势的最大值为102V

C．电压表的示数为10V

D．发电机线圈的电阻为4Ω

8．如图所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面呈水平，在水平面上放一个小球B，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )

A．沿斜面向下的直线

B．竖直向下的直线

C．无规则曲线

D ．抛物线

9．如图所示，质量不计的细直硬棒长为2L ，其一端O 点用铰链与固定转轴连接，在细棒的中点固定质量为2m 的小球甲，在细棒的另一端固定质量为m 小球乙。将棒置于水平位置由静止开始释放，棒与球组成的系统将在竖直平面内做无阻力的转动。则该系统在由水平位置转到竖直位置的过程中（）

A ．系统的机械能不守恒

B ．系统中细棒对乙球做正功

C ．甲、乙两球所受的向心力不相等

D ．乙球转到竖直位置时的速度比甲球小

10．运动员从高山悬崖上跳伞，伞打开前可看成做自由落体运动，开伞后减速下降，最后匀速下落.

p F E 合、、和E 分别表示速度、合外力、重力势能和机械能.其中t h 、分别表示下落的时间和高度，在整

个过程中，下列图象可能符合事实的是( )

A ．

B ．

C ．

D ．

二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分

11．电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的杀伤武器。下图是电磁炮的原理示意图，与电源的正、负极相连的水平平行金属轨道位于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道所在平面向上，通电的导体滑块将在磁场中向右加速，下列说法正确的是（）

A ．a 为电源正极

B ．仅增大电源电动势滑块出射速度变大

C ．仅将磁场反向，导体滑块仍向右加速

D ．仅减小弹体质量，其速度变化率增大

12．在医学上，常用钴60产生的γ射线对患有恶性肿瘤的病人进行治疗。钴60的衰变方程为

，下列说法正确的是（）

A ．钴60发生的是β衰变，X 是电子

B ．γ射线比β射线的穿透能力强

C ．X 粒子是钴60原子核的组成部分

D ．该衰变过程释放的核能全部转化为γ射线的能量

13．在水平地面上有一质量为m 的物体，物体所受水平外力F 与时间t 的关系如图A ，物体速度v 与时间t 的关系如图B ，重力加速度g 已知，m 、F 、v 0均未知，则（）

A ．若v 0已知，能求出外力F 的大小

B ．可以直接求得外力F 和阻力f 的比值

C ．若m 已知，可算出动摩擦因数的大小

D ．可以直接求出前5s 和后3s 外力F 做功之比

14．如图所示，两根相互平行，间距为0.4m L =足够长的金属导轨固定在水平面上，导轨间存在0.2T B =的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向里，导轨上的金属杆ab 、cd 所受滑动摩擦力均为0.2N ，两杆电阻均为0.1Ω，导轨电阻不计，已知ab 受恒力F 的作用，ab 和cd 均向右做匀速直线运动，下列说法正确的是（）

A ．恒力0.4N F =

B ．两杆的速度差大小为6.25m /s

C ．此时回路中电流大小为2A

D ．ab 杆克服安培力做功功率等于回路中产生焦耳热的功率

15．如图所示，空间分布着匀强电场，电场中有与其方向平行的四边形ABCD ，其中M 为AD 的中点，

N 为BC 的中点. 将电荷量为q +的粒子，从A 点移动到B 点，电势能减小1E ；将该粒子从D 点移动到C

点，电势能减小2E . 下列说法正确的是（）

A ．D 点的电势一定比A 点的电势高

B ．匀强电场的电场强度方向必沿D

C 方向

C ．若A B 、之间的距离为d ，则该电场的电场强度的最小值为1

E qd

D ．若将该粒子从M 点移动到N 点，电场力做功12

E E + 三、实验题：共2小题

16．某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，A 、B 为固定在铁架台上的光电门，计时电脑记录小球通过光电门的时间，使用该装置研究小球下落运动过程中的机械能情况。计时电脑记录小球通过A 、B 两光电门的遮光时间分布是1t 和2t ，当地的重力加速度为g 。

(1)用20分度游标卡尺测量小球直径d ，刻度线如图乙所示，则d =______cm ； (2)为了验证小球自A 到B 过程中机械能是否守恒，还需要进行哪些实验测量____ A ．用天平测出小球的质量

B ．测出小球到光电门A 的竖直高度0h

C ．A 、B 光电门中点间的竖直高度h

(3)根据实验测得的物理量，如果满足________关系，即能证明小球在自A 到B 过程中机械能守恒； (4)若计时电脑还记录了小球自A 到B 的时间t ?，本实验还可以测量当地的重力加速度，则重力加速度

g =________。（使用d 、1t 、2t 和t ?表示）

17．小明想要粗略验证机械能守恒定律。把小钢球从竖直墙某位置由静止释放，用数码相机的频闪照相功能拍摄照片如图所示。已知设置的频闪频率为f ，当地重力加速度为g 。

(1)要验证小钢球下落过程中机械能守恒，小明需要测量以下哪些物理量______（填选项前的字母）。 A ．墙砖的厚度d B ．小球的直径D C ．小球的质量m (2)照片中A 位置______（“是”或“不是”）释放小球的位置。

(3)如果表达式___________（用题设条件中给出的物理量表示）在误差允许的范围内成立，可验证小钢球下落过程中机械能守恒。四、解答题：本题共3题

18．如图所示，嫦娥四号着陆器为了寻找月面上的平坦的着陆区，可以悬停在月面附近，已知着陆器在月面附近的重力为G ，忽略悬停过程由于喷气而引起的重力变化，燃气的喷射速度为v ，求着陆器悬停时单位时间内喷出燃气的质量。

19．（6分）某空间存在一竖直向下的匀强电场和圆形区域的匀强磁场，磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里，如图所示．一质量为m ，带电量为+q 的粒子，从P 点以水平速度v 0射入电场中，然后从M 点沿半径射入磁场，从N 点射出磁场．已知，带电粒子从M 点射入磁场时，速度与竖直方向成30°角，弧MN 是圆周长的1/3，粒子重力不计．求：

（1）电场强度E 的大小．（2）圆形磁场区域的半径R ．

（3）带电粒子从P 点到N 点，所经历的时间t ．

20．（6分）如图所示，U

形管右管内径为左管内径的2倍，管内水银在左管内封闭了一段长为76 cm 、温度为300 K 的空气柱，左右两管水银面高度差为6 cm ，大气压为 76 cmHg ．

（1）给左管的气体加热，则当U 形管两边水面等高时，左管内气体的温度为多少？

（2）在（1）问的条件下，保持温度不变，往右管缓慢加入水银直到左管气柱恢复原长，问此时两管水银面的高度差．

参考答案

一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的 1．B 【解析】【详解】

A ．四个灯泡均正常发光，说明变压器原、副线圈中的电流相同，根据

I n I n = 可得变压器副线圈的匝数

12220n n ==

故A 错误；

BC ．a 、b 两端电压的有效值

2202

U =

设每个灯泡的额定电压为U 0，原线圈两端电压为U 1，则有 U=2U 0+U 1

结合

1102

2U n

U n = 可得

U 0=55V ，U 1=110V 故B 正确，C 错误； D ．原线圈两端电压的最大值

121102m U U ==V

根据法拉第电磁感应定律有1

m U n t

?Φ

=?，解得穿过原线圈的磁通量变化率的最大值为 2

t ?Φ=

?V 故D 错误。故选B 。 2．B 【解析】【分析】【详解】

A ．根据题意可知，当匀强磁场的方向垂直斜面向上时，金属棒受到的安培力沿着斜面向上，根据左手定则可知，金属棒中的电流方向垂直纸面向里，故A 错误；

BD ．当匀强磁场的方向垂直斜面向上时，金属棒受到的力如图所示

根据平衡条件可知

1sin 302

F G =??=

N13cos30G

F G =??=

当磁场的方向改为竖直向上时，金属棒受力如图所示，

根据三角形定则有

23tan 30G F G =??=

N223cos303

G G

F =

? 所以有

123F F =，

N1N2

4F F = 故B 正确，D 错误；

C ．根据以上分析可知F 1＜F 2，所以I 1＜I 2，故C 错误。故选B 。 3．C 【解析】【分析】【详解】

A ．甲车向正方向做匀减速运动，选项A 错误；

B ．由图像可知，乙车的速度先增大后减小，选项B 错误；

C ．图像的斜率等于加速度，可知乙车的加速度先减小后增大，选项C 正确；

D ．因t 1到t 2时间内乙的位移大于甲的位移，可知在t 2时刻两车不可能并排行驶，选项D 错误。故选C 。 4．D 【解析】【详解】

根据楞次定律可知，00

8t 时间内感应电流的方向沿顺时针方向，由左手定则可知圆环上部受安培力沿斜

面向下，设圆环半径为r ，电阻为R ，在

08t t =时

有

220101

ππ216B B E r r t t t Φ=

=??=，11E I R

= 此时圆环恰好静止由平衡得

01sin 2cos mg B I r mg θμθ+?=

同理在

09t t =时

圆环上部分受到的安培力沿斜面向上

020π2B E r t t ?Φ=

=?，22E I R

= 圆环此时恰好静止，由平衡得

02sin cos 2mg mg B I r θμθ+=?

联立以上各式得

2728

μ=

故ABC 错误，D 正确。故选D 。 5．C 【解析】【分析】【详解】

A ．因t=0时刻质点C 从平衡位置向下振动，可知波沿x 轴正向传播，则质点D 的起振方向沿y 轴正方向，选项A 错误；

B ．波速为

m/s=10m/s 0.4

v T

当质点B 回到平衡位置时，波向右至少传播1.5m ，则所需时间为

1.5

0.15s 10

t =

= 选项B 错误；

C ．机械波的频率为2.5Hz ，接收器远离波源运动，根据多普勒效应可知，信号接收器接收到该机械波的频率小于2.5Hz ，选项C 正确；

D ．机械波的传播速度只与介质有关，则若改变振源的振动频率，则形成的机械波在该介质中的传播速度不变，选项D 错误。

故选C 。 6．C 【解析】【详解】

AB.由图像可知，在前8s 内，甲的位移 x′=vt=48m 乙的位移 x″=

+·12m=48m 说明t=8s 时刻两车第二次并排，选项AB 均错误；

C.两车第二次并排后，设经过△t 时间两车第三次并排，有： v·△t=v 1·△t-

221

a t ?? 解得△t=2s ，两车恰好在乙速度为零时第三次并排，第三次两车并排的时刻为t=10s ，选项C 正确； D.由图像可知，前10s 内两车在t=4s 时刻两车距离最大（图像上左侧的梯形面积）， △x=

+×6m=18m 选项D 错误。 7．C 【解析】【分析】【详解】

A.线圈位于中性面时，磁通量最大，由图甲可知，此时的磁通量最小，为峰值面，故A 正确不符合题意；

B.由图乙知

πWb 100

m BS Φ==

，0.02s T = 角速度为

2π

100πrad/s T

ω=

= 电动势的最大值

m E nBS ω==

故B 正确不符合题意；

C.根据欧姆定律以及变压器原副线圈电压关系的

1222

12R R U I R R =+，

U n U n = 解得U 1=8V ，故C 错误符合题意； D.由闭合电路的欧姆定律得

11E U I r =+

解得 r=4Ω

故D 正确不符合题意。故选C 。 8．B 【解析】【详解】

楔形物体A 释放前，小球受到重力和支持力，两力平衡；楔形物体A 释放后，由于楔形物体A 是光滑的，则小球水平方向不受力，根据牛顿第一定律知，小球在水平方向的状态不改变，即仍保持静止状态．而竖直方向：楔形物体A 对B 的支持力将小于小球的重力，小球将沿竖直方向做加速运动，所以小球在碰到斜面前的运动是竖直向下的加速运动，其运动轨迹是竖直向下的直线，故B 正确。故选B 。 9．B 【解析】【详解】

A ．以系统为研究对象，由于只有重力做功，只发生重力势能和动能相互转化，故系统的机械能守恒，A 错误；

B ．在转动过程中，甲、乙两球的角速度相同，设转到竖直位置时，甲球的速度为v 1，乙球的速度为v 2，由

v r ω=

同轴转动ω相等，可得

212v v =

由系统的机械能守恒知系统减少的重力势能等于增加的动能，可得

22121122222

mgL mg L mv mv +?+=

? 解得

1v =

2v =设细棒对乙球做的功为W ，根据动能定理得

2122

W mg L mv +?=

解得

W mgL =

可见，系统中细棒对乙球做正功，B 正确； C ．甲、乙两球所受的向心力分别为

112v F m L

F 2＝m 222v L ＝m ()2

122v L

＝2m 21v L 则

12F F =

C 错误；

D ．由上分析知，乙球转到竖直位置时的速度比甲球大，D 错误。故选B 。 10．B 【解析】【分析】

运动员从高山悬崖上跳伞，伞打开前可看作是自由落体运动，即空气阻力忽略不计，开伞后减速下降，空气阻力大于重力，故合力向上，当阻力减小到等于重力时，合力为零，做匀速直线运动．【详解】

A ．运动员从高山悬崖上跳伞，伞打开前可看作是自由落体运动，开伞后减速下降，最后匀速下落；图象中加速度有突变，而速度不可能突变，故A 错误；

B ．运动员从高山悬崖上跳伞，伞打开前可看作是自由落体运动，即空气阻力忽略不计，故只受重力；开伞后减速下降，空气阻力大于重力，故合力向上，当阻力减小到等于重力时，合力为零，做匀速直线运动；即合力先等于重力，然后突然反向变大，且逐渐减小到零，故B 正确；

C ．重力势能逐渐减小，E p =mgH=mg （H 0-h ），即重力势能与高度是线性关系，故C 错误；

D ．机械能的变化等于除重力外其余力做的功，故自由落体运动过程机械能守恒，故D 错误；故选B ．

二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分 11．BD 【解析】【分析】【详解】

A ．根据左手定则可知，受到的安培力向右，电流方向由下向上流过滑块，则b 为电源正极，故A 错误；

B ．仅增大电源电动势，流过滑块的电流增大，安培力增大，加速度增大，速度变化增大，故B 正确；

C ．仅将磁场反向，根据左手定则可知，滑块向左加速，故C 错误；

D ．仅减小弹体质量，滑块的合力不变，根据牛顿第二定律可知，加速度增大，速度变化量增大，故D 正确。故选BD 。 12．AB 【解析】【详解】

A ．由核反应的质量数和电荷数守恒可知，X 的质量数为0，电荷数为-1，则钴60发生的是β衰变，X 是电子，选项A 正确；

B ．射线比β射线的穿透能力强，选项B 正确；

C ．X 粒子是电子，不是钴60原子核的组成部分，选项C 错误；

D ．该衰变过程释放的核能一部分转化为新核的动能，一部分转化为射线的能量，选项D 错误。 13．BD 【解析】【分析】【详解】

A ．若v 0已知，根据速度图象可以求出加速运动的加速度大小

1115

v v a t ?=

=? 还能够求出减速运动的加速度大小

2223

v v a t ?=

=? 根据牛顿第二定律可得

1F f ma -=