（重慶專用）2018年高考物理一輪訓練（16）及詳細解析一、選擇題1、如圖所示，在水平向左的勻強電場中，傾角α＝53°的固定光滑絕緣斜面，高為H。一個帶正電的物塊(可視為質點)受到的電場力是重力的eq\f(4,3)倍，現將其從斜面頂端由靜止釋放，重力加速度為g，則物塊落地的速度大小為()A．2eq\r(5gH) B．2eq\r(gH)C.eq\f(5,3)eq\r(2gH) D．2eq\r(2gH)解析：選C對物塊受力分析知重力和電場力的合力F合＝eq\r(mg2＋qE2)＝eq\f(5,3)mg，設合力與水平方向夾角為β，tanβ＝eq\f(mg,qE)＝eq\f(3,4)，則物塊沿合力方向斜向下做勻加速直線運動，由動能定理F合eq\f(H,sinβ)＝eq\f(1,2)mv2－0，解得v＝eq\f(5,3)eq\r(2gH)，故選項C正確。2．(2015·安徽高考)由庫侖定律可知，真空中兩個靜止的點電荷，帶電荷 量分別為q1和q2，其間距離為r時，它們之間相互作用力的大小為F＝keq\f(q1q2,r2)，式中k為靜電力常量。若用國際單位制的基本單位表示，k的單位應為()A．kg·A2·m3 B．kg·A－2·m3·s－4C．kg·m2·C－2 D．N·m2·A－2解析：選B由公式F＝keq\f(q1q2,r2)得，k＝eq\f(Fr2,q1q2)，故k的單位為eq\f(N·m2,C2)，又由公式q＝It得1C＝1A·s，由F＝ma可知1N＝1kg·m·s－2，故1eq\f(N·m2,C2)＝1kg·A－2·m3·s－4，選項B正確。3.如圖所示是一對等量異種點電荷的電場線分布圖，圖中兩點電荷P、Q連線長度為r，M點、N點到兩點電荷P、Q的距離都為r，S點到點電荷Q的距離也為r，由此可知()A．M點的電場強度為2keq\f(q,r2)B．M、N、S三點的電勢可能相等C．把同一試探電荷放在M點，其所受電場力等于放在S點所受的電場力D．沿圖中虛線，將一試探電荷從N點移到M點，電場力一定不做功解析：選D點電荷P、Q在M點產生的電場強度大小均為E＝keq\f(q,r2)，這兩個點電荷在M點形成的合場強的大小為E′＝2keq\f(q,r2)·cos60°＝keq\f(q,r2)，方向水平向左，A錯誤；S點的電勢大于零，而M點、N點的電勢為零，B錯誤；由于兩點電荷在S點產生的場強方向水平向右，因此同一試探電荷在S點、M點時所受的電場力方向不同，C錯誤；由于M、N所在直線為零勢能線，試探電荷從N點移到M點，電場力不做功，D正確。4.(2017·南通模擬)如圖所示，直線A為某電源的U-I圖線，曲線B為某小燈泡的U-I圖線的一部分，用該電源和小燈泡組成閉合電路，下列說法中正確的是()A．此電源的內阻為0.5ΩB．電源的總功率為10WC．電源的輸出功率為8WD．由于小燈泡的U-I圖線是一條曲線，所以歐姆定律不適用[思路點撥](1)電源的U-I圖像與縱軸的交點表示電動勢，圖像斜率的絕對值表示電源的內阻。(2)電阻的U-I圖像與電源的U-I圖像的交點坐標的含義是用該電源和該電阻組成電路時的路端電壓和電流值，縱坐標與橫坐標的比值表示此時的外電阻，縱坐標與橫坐標的乘積等于此時的輸出功率。[解析]由電源的U-I圖線A可知，此電源的電動勢為4V，內阻為0.5Ω，選項A正確；用該電源和小燈泡組成閉合電路，電源輸出電流為2A，電源的總功率為P總＝EI＝8W，電源的輸出功率為P出＝UI＝6W，選項B、C錯誤；小燈泡的U-I圖線是一條曲線，但是歐姆定律仍適用，選項D錯誤。[答案]A[備考錦囊]閉合電路中幾種常見圖像的比較類型公式圖像特例I-R圖線I＝eq\f(E,R＋r)短路R＝0，I＝eq\f(E,r)，圖像始端斷路R＝∞，I＝0，圖像末端U-R圖線U＝eq\f(ER,r＋R)短路R＝0，U＝0，U內＝E斷路R＝∞，U＝E，U內＝0U-I圖線U＝E－Ir短路R＝0，I＝eq\f(E,r)，U＝0斷路R＝∞，I＝0，U＝EP-R圖線P＝eq\f(E2,r＋R2)R短路I＝eq\f(E,r)，P出＝0，斷路I＝0，P出＝0，當R＝r時，P出最大，Pm＝eq\f(E2,4r)P-I圖線P＝EI－I2r短路I＝eq\f(E,r)，P出＝0，斷路I＝0，P出＝0，當I＝eq\f(E,2r)時，P出最大，Pm＝eq\f(E2,4r)5.如圖所示為吹風機的工作電路圖，其中M和A分別為電動機和電阻絲，且rM為電動機的內阻、R為電阻絲A的電阻。已知該吹風機有兩個擋位，電源電壓恒為220V，低擋消耗的電功率為120W，高擋消耗的電功率為1000W。則下列關于對該電路的分析正確的是()A．兩電鍵均閉合時吹風機為低擋位B．rM＝eq\f(1210,3)ΩC．R＝55ΩD．低擋位時，電阻絲每秒產生的焦耳熱為880J解析：選C兩電鍵均閉合時，電動機、電阻絲均工作，吹風機為高擋位，A錯誤；由于電動機為非純電阻元件，所以rM不能用P低＝eq\f(U2,rM)求解，B錯誤；對電阻絲由P＝eq\f(U2,R)得，R＝eq\f(U2,P高－P低)＝eq\f(2202,1000－120)Ω＝55Ω，C正確；吹風機為低擋位時，電鍵S1處于斷開狀態，沒有電流流過電阻絲，因此其產生的焦耳熱為0，D錯誤。6、(2017·江蘇南通3月自主練習)中車青島四方機車廠，試驗出時速高達605公里的高速列車。已知列車運行時的阻力包括車輪與軌道摩擦的機械阻力和車輛受到的空氣阻力，若認為機械阻力恒定，空氣阻力和列車運行速度的平方成正比，當列車以時速200公里行駛的時候，空氣阻力占總阻力的70%，此時列車功率為1000kW，則高速列車在時速為600公里時的功率大約是()A．10000kW B．20000kWC．30000kW D．40000kW解析：選B當車速為200km/h時，受到的總阻力功率為P＝fv，解得f＝eq\f(P,v)，故f機＝30%f，f阻＝kv2＝70%f，當列車速度達到600km/h，P′＝(f機＋kv′2)v′，聯立解得P′≈20000kW，B正確。7、.(2017·太倉模擬)一輛跑車在行駛過程中的最大輸出功率與速度大小的關系如圖所示，已知該車質量為2×103kg，在某平直路面上行駛，阻力恒為3×103N。若該車從靜止開始以恒定加速度2m/s2做勻加速運動，則此勻加速過程能持續的時間大約為()A．8s B．14sC．26s D．38s解析：選B由題圖可知，該車的最大功率約為P＝200kW，在勻加速階段由牛頓第二定律可知：F－F阻＝ma即F＝F阻＋ma＝3000N＋2000×2N＝7000N，再由P＝Fv可知：v＝eq\f(P,F)＝eq\f(200×103,7000)m/s＝eq\f(200,7)m/s，由v＝at，解得t＝eq\f(100,7)s≈14s，故選項B正確。二、非選擇題1、在場強為E的勻強電場中，取O點為圓心、r為半徑作一圓周，在O點固定一電荷量為＋Q的點電荷，a、b、c、d為相互垂直的兩條直線(其中一條沿豎直方向)和圓周的交點。當把一試探電荷＋q放在d點時恰好平衡(如圖所示)。(1)勻強電場場強E的大小、方向如何？(2)試探電荷＋q放在c點時，受力Fc的大小、方向如何？(3)試探電荷＋q放在b點時，受力Fb的大小、方向如何？[思路點撥]解答本題應注意以下兩點：(1)電場強度為矢量。(2)矢量的合成遵守平行四邊形定則。[解析](1)如圖所示，由題意可知F1＝keq\f(Qq,r2)F2＝qEF1＝F2所以qE＝keq\f(Qq,r2)，E＝keq\f(Q,r2)，場強方向沿db方向。(2)試探電荷放在c點(如圖所示)：Ec＝eq\r(E12＋E2)＝eq\r(2)E＝eq\r(2)keq\f(Q,r2)，所以Fc＝qEc＝eq\r(2)keq\f(Qq,r2)，方向與ac方向成45°角斜向左下方。(3)試探電荷放在b點(如圖所示)：Eb＝E2＋E＝2E＝2keq\f(Q,r2)，所以Fb＝qEb＝2keq\f(Qq,r2)，方向沿db方向。[答案]見解析[備考錦囊]類比法、對稱法求解疊加場的場強(1)類比法當空間某一區域同時存在兩個或兩個以上的電場(由各自獨立的場源電荷所激發)時，某點場強E等于各電場的場強在該點的矢量和，遵循平行四邊形定則，可以類比力的合成與分解。(2)對稱法2、(2017·蘇錫常模擬)乒乓球發球機的簡化模型示意圖如圖所示，發球機的機頭相當于一個長l＝20cm的空心圓柱(內徑比乒乓球的直徑略大)，水平固定在球臺邊緣O點上方H＝45cm處，可繞C軸在水平面內轉動，從而改變球的落點。球臺長為L＝3m，位于球臺中央的球網高h＝25cm，出球口離盛球容器底部的高度H0＝50cm，不考慮乒乓球的旋轉、空氣阻力和發球機軌道對球的阻力，已知一只乒乓球的質量約為3g(取重力加速度g＝10m/s2)。(1)若發球機的機頭不轉動，且出球點在O點正上方，當發球機發出的球能過網且落在球臺上，求發球機出球的速度大小范圍；(2)若發球機機頭以ω＝5rad/s按俯視圖所示方向轉動，且出球時球相對機頭的速度為9m/s。求出球點轉到O點正上方時所發出球的最后落點位置，結果用xOy坐標系中的坐標值表示；(3)在第(2)問情景下，若發球機每分鐘發出30只球，求發球機因發球而消耗的平均功率。解析：(1)根據H－h＝eq\f(1,2)gt12得：t1＝eq\r(\f(2H－h,g))＝eq\r(\f(2×0.45－0.25,10))s＝0.2s，則發球機出球的最小速度為：v1＝eq\f(\f(L,2),t1)＝eq\f(\f(3,2),0.2)m/s＝7.5m/s，根據H＝eq\f(1,2)gt22得：t2＝eq\r(\f(2H,g))＝eq\r(\f(2×0.45,10))s＝0.3s，則發球機出球的最大速度為：v2＝eq\f(L,t2)＝eq\f(3,0.3)m/s＝10m/s，發球機出球的速度大小范圍為：7．5m/s＜v＜10m/s。(2)機頭轉動的線速度為：v3＝lω＝0.2×5m/s＝1m/s，根據平行四邊形定則知，球發出后的速度為：v＝eq\r(v32＋v42)＝eq\r(1＋81)m/s＝eq\r(82)m/s，球發出后做平拋運動，在xOy坐標系中，縱坐標為：y＝v3t2＝1×0.3m＝0.3m，橫坐標為：x＝v4t2＝