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1、2017 年(全国卷)选择题仿真练(建议用时：25 分钟)题号 14 15 16 17 18 19 20 21 考点 竖直面内 的圆周运动 原子物理 平衡条件 平抛与 圆周运动 磁场内的 圆周运动 万有引力 定律 电磁感应的 图象问题 磁场力 二、选择题：本题共 8 小题，每小题 6 分在每小题给出的四个选项中，第 1418 题只有一项符合题目要求，第 1921 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如图甲所示，轻杆一端与质量为 1 kg、可视为质点的小球相连，另一端可绕光滑固定轴在竖直平面内自由转动，现使小球在竖直平面内做圆周运动，经最高点
2、开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度 v 随时间 t 的变化关系如图乙所示，A、B、C 三点分别是图线与纵轴、横轴的交点、图线上第一周期内的最低点，该三点的纵坐标分别是 1、0、5g 取 10 m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是()A轻杆的长度为 05 m B小球经最高点时，杆对它的作用力方向竖直向上 CB 点对应时刻小球的速度为 3 m/s D曲线 AB 段与坐标轴所围图形的面积为 05 m 15 来自太阳的带电粒子会在地球的两极引起极光 带电粒子与地球大气层中的原子相遇，原子吸收带电粒子的一部分能量后，立即将能量释放出来就会产生奇异的光芒，形成极光极光的光谱线波长范围约为
3、3 1006 700(1 1010 m)据此推断以下说法不正确的是()A极光光谱频率的数量级约为 1014 Hz B极光出现在极地附近与带电粒子受到洛伦兹力有关 C原子在从高能级向低能级跃迁时辐射出极光 D对极光进行光谱分析可以鉴别太阳物质的组成成分 16如图所示，一件质量为 M 的衣服挂在等腰三角形的衣架上，衣架通过轻绳 OA 悬挂在天花板下衣架质量为 m，顶角 120，此时衣架底边水平不计衣服与衣架间的摩擦，重力加速度为 g，则竖直轻绳 OA 受到的拉力 FT和衣架左侧对衣服的作用力 FN大小分别为()AFTMg，FN32Mg BFTMg，FN12Mg CFT(Mm)g，FN33Mg DF
4、T(Mm)g，FN12Mg 17如图所示，竖直平面内有一固定的光滑轨道 ABCD，其中倾角 37的斜面 AB与半径为 R 的圆弧轨道平滑相切于 B 点，CD 为竖直直径，O 为圆心，质量为 m 的小球(可视为质点)从与 B 点高度差为 h 的斜面上的 A 点处由静止释放，重力加速度为 g，sin 3706，cos 3708，则下列说法正确的是()A当 h2R 时，小球过 C 点时对轨道的压力大小为275mg B当 h2R 时，小球会从 D 点离开圆弧轨道做平抛运动 C调整 h 的值，小球能从 D 点离开圆弧轨道，并能落在 B 点左侧 D调整 h 的值，小球能从 D 点离开圆弧轨道，并能恰好落在
5、 B 点 18如图所示，虚线 MN 将平面分成和两个区域，两个区域分别存在着与纸面垂直的匀强磁场一带电粒子仅在磁场力作用下由区运动到区曲线 aPb 为运动过程中的一段轨迹，其中弧 aP、弧 Pb 的弧长之比为 21，且粒子经过 a、b 点时的速度方向均水平向右，下列判断正确的是()A、区域两个磁场的磁感应强度方向相反，大小之比为 21 B粒子在、区域两个磁场中的运动半径之比为 21 C粒子通过 aP、Pb 两段弧的时间之比为 11 D弧 aP 与弧 Pb 对应的圆心角之比为 21 19目前，我国已经发射了多艘神舟号载人飞船，使我国成为继俄罗斯、美国之后世界上第三个独立掌握宇宙飞船天地往返技术的
6、国家 某载人宇宙飞船绕地球做圆周运动的周期为 T，由于地球遮挡，宇航员发现有16T 时间会经历“日全食”过程，如图所示已知地球的半径为 R，引力常量为 G，地球自转周期为 T0，太阳光可看做平行光，则()A宇宙飞船离地球表面的高度为 2R B一天内飞船经历“日全食”的次数为TT0 C宇航员观察地球的最大张角为 60 D地球的平均密度为 24GT2 20如图甲所示，闭合矩形导线框 abcd 固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度 B 随时间 t 变化的规律如图乙所示规定垂直纸面向外为磁场的正方向，线框中顺时针电流的方向为感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向关于线框中的
7、感应电流 i 与 ad 边所受的安培力 F 随时间 t 变化的图象，下列选项正确的是()21如图所示，三根通电长直导线 A、B、C 互相平行，其横截面为等腰直角三角形的三个顶点，三根导线中通入的电流大小相等，且 A、C 中电流方向垂直于纸面向外，B 中电流方向垂直于纸面向内；已知通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度 BkIr，其中 I 为通电导线的电流强度，r 为到通电直导线的距离，k 为常量下列说法正确的是()AA 所受磁场作用力的方向与 B、C 所在平面垂直 BB 所受磁场作用力的方向与 A、C 所在平面垂直 CA、B 单位长度所受的磁场作用力大小之比为 12 DA、B 单位长度所受的磁
8、场作用力大小之比为 1 2 参考答案与解析 14 解析：选 B.设杆的长度为 L，小球从 A 到 C 的过程中机械能守恒，得：12mv2A2mgL12mv2C，解得 Lv2Cv2A4g（5）21240 m0.6 m，故 A 错误若小球在 A 点恰好对杆的作用力是 0，则有 mgmv20L，解得 v0 gL 6 m/svA1 m/s.由于小球在 A 点的速度小于临界速度，所以小球做圆周运动需要的向心力小于重力，杆对小球的作用力的方向向上，故是竖直向上的支持力，故 B 正确小球从 A 到 B 的过程中机械能守恒，得12mv2AmgL12mv2B，所以 vB v2A2gL 12100.6 m/s 1
9、3 m/s，故 C 错误由于 y 轴表示的是小球在水平方向的分速度，所以曲线 AB 段与坐标轴所围图形的面积表示 A 到 B 的过程小球在水平方向的位移，大小等于杆的长度，即 0.6 m，故 D 错误 15 解析：选D.由极光的波长3.11076.7107 m，c得极光的频率为4.510149.71014 Hz，A 正确；带电粒子在洛伦兹力作用下向极地附近偏转，B 正确；原子从高能级向低能级跃迁时辐射出光子，C 正确；极光为地球大气中原子的发射光谱，可以鉴别地球周围大气层中物质的组成，D 错误 16解析：选 C.以整体为研究对象可知，竖直轻绳 OA 受到的拉力 FT等于衣服和衣架的总重力，即
10、FT(Mm)g；分析衣服的受力情况：重力、衣架两侧的支持力，根据对称性知衣架两侧对衣服的支持力大小相等，设为 FN.根据几何关系得 FN与竖直方向的夹角为30，由平衡条件得 2FNcos 30Mg，得 FN33Mg，C 正确 17解析：选 A.当 h2R 时，从 A 点到 C 点的过程，根据机械能守恒可得 mg(hRRcos)12mv2C，过 C 点时有 FNmgmv2CR，解得 FN275mg，根据牛顿第三定律可知小球过 C 点时对轨道的压力大小为275mg，A 正确；若小球恰好从 D 点离开圆弧轨道，则 mgmv20R，mg(h0RRcos)12mv20，解得 v0 gR，h02.3R2R
11、，所以当 h2R 时，小球在运动到 D 点前已经脱离轨道，不会从 D 点做平抛运动，B 错误；若小球以速度 v0从 D 点离开后做平抛运动，有 RRcos 12gt20，解得 t06R10g，且 xv0t06R100.6R，C、D 错误 18解析：选 B.粒子在磁场中运动，洛伦兹力不做功，所以在两个区域内粒子的速率相等由两弧长之比为 21，速率相等，可知时间之比为 21，故 C 错误；由于粒子经过a、b 点时的速度方向均水平向右，可知粒子在磁场中运动的圆心角相等，故 D 错误；根据t 知角速度之比为 12，由 vr 可知半径之比为 21，故 B 正确；根据 qvBmv2r得，rmvBq，所以磁
12、感应强度大小之比为 12，且根据运动方向可知两个磁场的方向相反，故 A错误 19 解析：选 CD.设飞船距离地面的高度为 h，因宇航员发现有16T 时间会经历“日全食”过程，则圆心角为 60，由几何关系得：(hR)sin 30R，解得：hR，故 A 错误；地球自转一圈时间为 T0，飞船绕地球一圈时间为 T，飞船绕一圈会有一次“日全食”，所以每过时间 T 就有一次“日全食”，得一天内飞船经历“日全食”的次数为T0T，故 B 错误；如图所示，可知宇航员观察地球的最大张角 60，故 C 正确；由万有引力提供向心力，则有：GMmr2m42T2r，又轨道半径 rRh2R，则地球质量为 M42r3GT23
13、22R3GT2，则地球密度为 M43R324GT2，故 D 正确 20解析：选 BC.由题图 Bt 图象可知，01 s 时间内，B 增大，增大，由楞次定律可知，线框中感应电流为顺时针方向，为正值；12 s 磁通量不变，无感应电流；23 s 内，B 的方向垂直纸面向外，B 减小，减小，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，为负值；34 s 内，B 的方向垂直纸面向里，B 增大，增大，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，为负值；由左手定则可知，在 01 s 内，ad 受到的安培力方向水平向右，是正的，12 s 无感应电流，不受安培力，23 s 时间内，安培力水平向左，是负的，34 s时间内，安培
14、力水平向右，是正的；由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势 EtBtS，感应电流 IERSBRt，由 Bt 图象可知，在每一时间段内，Bt是定值，在各时间段内I 是定值，ad 边受到的安培力 FBIL，I、L 不变，B 均匀变化，则安培力 F 均匀变化，不是定值，故 B、C 正确，A、D 错误 21解析：选 BC.由安培定则可知：A 处的合磁场方向沿 AC 方向指向 C，所以 A 所受磁场作用力的方向与 A、C 所在平面垂直，A 错；由安培定则可知：B 处的合磁场方向沿 AC方向指向 C，所以 B 所受磁场作用力的方向与 A、C 所在平面垂直，B 对；通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度 BkIr，根据磁场的叠加知：A 处的磁感应强度大小为2kI2r，而B 处的磁感应强度为 2kIr，所以 A、B 单位长度所受的磁场作用力大小之比为 12，C 对，D 错