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(八)選擇題快速練七　綜合 1.物塊A置于傾角為30的斜面上,用輕彈簧、細(xì)繩跨過定滑輪與物塊B相連,彈簧軸線與斜面平行,A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示。A、B重力分別為10 N和4 N,不計滑輪與細(xì)繩間的摩擦,則(　　) A.彈簧對A的拉力大小為6 N B.彈簧對A的拉力大小為10 N C.斜面對A的摩擦力大小為1 N D.斜面對A的摩擦力大小為6 N 2.(多選)用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象,當(dāng)用光子能量為2.5 eV的光照射到光電管上時,電流表G的示數(shù)為0.2 mA。移動變阻器的觸點c,當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于0.7 V時,電流表示數(shù)為0。則(　　) A.光電管陰極的逸出功為1.8 eV B.開關(guān)K斷開后,沒有電流流過電流表G C.光電子的最大初動能為0.7 eV D.改用光子能量為1.5 eV的光照射,電流表G也有電流,但電流較小 3.如圖,豎直平面內(nèi)有一段圓弧MN,小球從圓心O處水平拋出。若初速度為va,將落在圓弧上的a點;若初速度為vb,將落在圓弧上的b點。已知Oa、Ob與豎直方向的夾角分別為α、β,不計空氣阻力,則(　　) 　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 A.vavb=sinαsinβ B.vavb=cosβcosα C.vavb=cosβcosαsinαsinβ D.vavb=sinαsinβcosβcosα 4.(多選)已知人造航天器在月球表面上空繞月球做勻速圓周運動,經(jīng)過時間t(t小于航天器的繞行周期),航天器運動的弧長為s,航天器與月球的中心連線掃過角度為θ,引力常量為G,則　(　　) A.航天器的軌道半徑為θs B.航天器的環(huán)繞周期為2πtθ C.月球的質(zhì)量為s3Gt2θ D.月球的密度為3θ24Gt2 5.(多選)如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2=4∶1,原線圈接圖乙所示的正弦交流電,副線圈與理想電壓表、理想電流表、熱敏電阻Rt(阻值隨溫度的升高而減小)及報警器P組成閉合電路,回路中電流增加到一定值時報警器P將發(fā)出警報聲。則以下判斷正確的是(　　) A.變壓器副線圈中交流電的頻率為50 Hz B.電壓表示數(shù)為9 V C.Rt處溫度升高到一定值時,報警器P將會發(fā)出警報聲 D.Rt處溫度升高時,變壓器的輸入功率變小 6.(多選)如圖所示,平行金屬板M、N之間有豎直向下的勻強(qiáng)電場,虛線下方有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場,質(zhì)子和α粒子分別從上板中心S點由靜止開始運動,經(jīng)電場加速后從O點垂直磁場邊界進(jìn)入勻強(qiáng)磁場,最后從a、b兩點射出磁場(不計重力),下列說法正確的是(　　) A.磁場方向垂直紙面向外 B.從a點離開的是α粒子 C.從b點離開的粒子在磁場中運動的速率較大 D.粒子從S出發(fā)到離開磁場,由b點離開的粒子所用時間較長 7.如圖所示,放在光滑水平桌面上的A、B兩小木塊中部夾一被壓縮的輕彈簧,當(dāng)輕彈簧被放開時,A、B兩小木塊各自在桌面上滑行一段距離后,飛離桌面落在地面上。若mA=3mB,則下列結(jié)果正確的是(　　) A.若輕彈簧對A、B做功分別為W1和W2,則有W1∶W2=1∶1 B.在與輕彈簧作用過程中,兩木塊的速度變化量之和為零 C.若A、B在空中飛行時的動量變化量分別為Δp1和Δp2,則有Δp1∶Δp2=1∶1 D.若A、B同時離開桌面,則從釋放輕彈簧開始到兩木塊落地的這段時間內(nèi),A、B兩木塊的水平位移大小之比為1∶3 8.(多選)兩根足夠長的光滑導(dǎo)軌豎直放置,間距為L,底端接阻值為R的電阻。將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端,金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直,如圖所示。除電阻R外其余電阻不計?，F(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放,則(　　) A.金屬棒向下運動時,流過電阻R的電流方向為a→b B.釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度g C.金屬棒的速度為v時,所受的安培力大小為F=B2L2vR D.電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少量 答案精解精析 1.C　彈簧對A的拉力等于B的重力,即F=GB=4 N,故A、B錯誤;對A分析,根據(jù)共點力平衡得GA sin 30=f+F,解得斜面對A的摩擦力f=GA sin 30-F=1012 N-4 N=1 N,故C正確,D錯誤。 2.AC　該裝置所加的電壓為反向電壓,發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于0.7 V時,電流表示數(shù)為0,則知光電子的最大初動能為0.7 eV,根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0,得逸出功W0=1.8 eV,故A、C正確;當(dāng)開關(guān)K斷開后,用光子能量為2.5 eV的光照射到光電管上時發(fā)生了光電效應(yīng),有光電子逸出,則有電流流過電流表,故B錯誤;改用光子能量為1.5 eV的光照射,由于光子的能量小于逸出功,不能發(fā)生光電效應(yīng),無光電流,D錯誤。 3.D　小球水平拋出,其做平拋運動,由平拋運動規(guī)律求解。 若落到a點,則有 xa=vata　R sin α=vata ha=12gta2　R cos α=12gta2 得va=gR2cosαsin α 若落到b點,則有 xb=vbtb　R sin β=vbtb hb=12gtb2　R cos β=12gtb2 得vb=gR2cosβ sin β 則vavb=sinαsinβcosβcosα 故D正確。 4.BC　根據(jù)幾何關(guān)系得r=sθ,故A錯誤;經(jīng)過時間t,航天器與月球的中心連線掃過角度為θ,則:tT=θ2π,得:T=2πtθ,故B正確;由萬有引力提供向心力而做勻速圓周運動,所以GMmr2=mr4π2T2,M=4π2r3GT2=s3Gt2θ,故C正確;人造航天器在月球表面上空繞月球做勻速圓周運動,月球的半徑等于r,則月球的體積V=43πr3,月球的密度為ρ=MV=3θ24πGt2,故D錯誤。 5.AC　由題圖乙知周期為0.02 s,所以頻率為50 Hz,A正確;原線圈兩端電壓有效值為U1=U1m2=36 V,因變壓器原、副線圈中的電壓之比等于匝數(shù)比,故副線圈兩端電壓為9 V,電壓表兩端電壓小于9 V,選項B錯誤;Rt處溫度升高到一定值時其電阻減小,副線圈中電流變大,則報警器P將會發(fā)出警報聲,根據(jù)P=IU可知,變壓器輸出功率變大,輸入功率變大,選項C正確,D錯誤。 6.AD　質(zhì)子和α粒子都帶正電荷,由左手定則可知,磁場方向垂直紙面向外,選項A正確。粒子在勻強(qiáng)電場中加速,由動能定理有qU=12mv2,解得v=2qUm,進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中,洛倫茲力提供向心力,qvB=mv2R,聯(lián)立解得R=1B2mUq,由此可知,α粒子的軌道半徑較大,從a點離開的是質(zhì)子,從b點離開的是α粒子,α粒子在磁場中運動的速率較小,選項B、C錯誤。質(zhì)子和α粒子在電場中加速,α粒子末速度是質(zhì)子末速度的22,在電場中運動時間是質(zhì)子的2倍,而質(zhì)子和α粒子在磁場中運動時間都是半個周期,由周期公式T=2πmqB,可知α粒子在磁場中運動時間是質(zhì)子在磁場中運動時間的2倍,可知,粒子從S出發(fā)到離開磁場,由b點離開的α粒子所用時間較長,選項D正確。 7.D　彈簧彈開木塊過程中,兩木塊及彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒,取水平向左為正方向,由動量守恒定律得mAvA-mBvB=0,則速度之比vA∶vB=1∶3,根據(jù)動能定理得,輕彈簧對A、B做功分別為W1=12mAvA2,W2=12mBvB2,聯(lián)立解得W1∶W2=1∶3,故A錯誤。根據(jù)動量守恒定律得知,在與輕彈簧作用過程中,兩木塊的動量變化量之和為零,即mAΔvA+mBΔvB=0,可得,ΔvA+ΔvB≠0,故B錯誤。A、B離開桌面后都做平拋運動,它們拋出點的高度相同,運動時間相等,設(shè)為t,由動量定理得,A、B在空中飛行時的動量變化量分別為Δp1=mAgt,Δp2=mBgt,所以Δp1∶Δp2=3∶1,故C錯誤。平拋運動水平方向的分運動是勻速直線運動,由x=v0t知,t相等,則A、B兩木塊的水平位移大小之比等于vA∶vB=1∶3,又從釋放輕彈簧到兩木塊到達(dá)桌面邊緣的過程中,兩木塊的速度大小之比始終為1∶3,則兩木塊在桌面上的位移大小之比為1∶3,故D正確。 8.BC　金屬棒下落過程中切割磁感線,回路中形成電流,根據(jù)右手定則可知,流過電阻R的電流方向為b→a,故A錯誤;金屬棒釋放瞬間,速度為零,感應(yīng)電流為零,由于彈簧處于原長狀態(tài),因此金屬棒只受重力作用,故其加速度大小為g,故B正確;當(dāng)金屬棒的速度為v時,F安=BIL=BBLvRL=B2L2vR,故C正確;當(dāng)金屬棒下落到最低端時,重力勢能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能和焦耳熱,所以R上產(chǎn)生的總熱量小于金屬棒重力勢能的減少量,故D錯誤。