2024年新教材高考物理第二轮专题
选择题专项练(四)
一、单项选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2023湖南长沙联考)微重力环境是指在重力的作用下,系统的表观重力远小于其实际重力的环境。产生微重力环境最常用的方法有4种:落塔、飞机、火箭和航天器。中国科学院微重力落塔与落仓如图所示,在落仓开始下落到停止运动的过程中,能够产生3.26 s时长的微重力环境,根据提供的信息,下列说法正确的是( )
A.在微重力环境中,落仓中的体验者几乎不会受到重力的作用
B.要形成微重力环境,落仓要以非常接近重力加速度g的加速度下落
C.落仓下落过程,落仓内的体验者一直处于失重状态
D.落仓速度最大时,落仓内的体验者的加速度也最大
2.火灾自动报警器具有稳定性好、安全性高的特点,应用非常广泛。如图所示,火灾自动报警器的工作原理为放射源处的镅Am放出α粒子,α粒子使壳内气室空气电离而导电,当烟雾进入壳内气室时,α粒子被烟雾颗粒阻挡,导致工作电路的电流减小,于是蜂鸣器报警。则( )
A.发生火灾时温度升高Am的半衰期变短
B.这种报警装置应用了α射线贯穿本领强的特点
C.Am发生α衰变的核反应方程是PuAm+e
D.Am发生α衰变的核反应方程是AmNp+He
3.(2023山东潍坊模拟)中国空间站绕地球的运动可看作匀速圆周运动,由于地球的自转,空间站的飞行轨道在地球表面的投影如图所示,图中标明了空间站相继飞临赤道上空所对应的地面的经度。设空间站绕地球飞行的轨道半径为r1,地球同步卫星飞行的轨道半径为r2,则r2与r1的比值最接近的值为( )
A.10 B.8 C.6 D.4
4.(2023河北唐山模拟)某古法榨油中的一道工序是撞榨,即用重物撞击楔子压缩油饼。如图所示,质量为50 kg的重物用一轻绳与固定点O连接,O与重物重心间的距离为4 m,某次将重物移至轻绳与竖直方向成37°角处,由静止释放,重物运动到最低点时与楔子发生碰撞,若碰撞后楔子移动的距离可忽略,重物反弹,上升的最大高度为0.05 m,重物与楔子作用时间约为0.05 s,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,整个过程轻绳始终处于伸直状态,则碰撞过程中重物对楔子的作用力约为( )
A.4 000 N B.5 000 N
C.6 000 N D.7 000 N
5.(2023江苏南京三模)眼睛发生病变时,会使眼球内不同部位对光的折射率发生变化。现用一个玻璃球模拟眼球,研究对光传播的影响。玻璃球用两个折射率不同、半径均为R的半球左右拼合在一起,拼合面为MN,球心为O,Q为MO的中点,PQ垂直MN交左半球于P点。一束复色光从P点以60°的入射角射入,分成a、b两束光,如图所示。若左、右半球对a光的折射率分别为,真空中的光速为c。下列说法正确的是( )
A.a光从右半球射出时的出射角也为60°
B.a光在该玻璃球中传播的时间为+3)
C.a、b两束光分别通过同一装置发生双缝干涉时,b光的条纹间距大
D.a、b两束光分别照射同一光电管时,a光使其逸出的光电子最大初动能大
6.(2023重庆北碚模拟)如图所示,O为抛物线OM的顶点,A、B为抛物线上的两点,O点的切线水平。从A、B两点分别以初速度v1、v2水平抛出两质量相等的小球,同时击中O点,不计空气阻力,则两小球( )
A.必须同时抛出
B.击中O点时重力的瞬时功率相等
C.初速度v1与v2相等
D.击中O点时速度大小相等
7.(2023浙江金华三模)甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播,波速均为5 cm/s,两列波在t=0时的部分波形如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲的波长为6 cm、乙的波长为5 cm
B.甲、乙两列波能在介质中发生干涉
C.t=0时刻,相邻的两个位移为8 cm的质点间距是30 cm
D.从t=0开始,0.1 s后介质中第一次出现位移为-8 cm的质点
二、多项选择题:每小题有多个选项符合题目要求。
8.(2022湖南常德模拟)在某一高度用细绳提着一质量m=0.2 kg的物体,由静止开始沿竖直方向运动,运动过程中物体的机械能与位移关系的E-x图像如图所示,图中两段图线都是直线。g取10 m/s2,则下列说法正确的是( )
A.物体在x=2 m时的加速度比物体在x=6 m时的加速度小
B.物体在x=4 m时的速度大小为2 m/s
C.物体在0~4 m过程中合力做功为10 J
D.物体在x=2 m时的动能可能比物体在x=6 m时的动能大
9.(2023贵州黔东南三模)如图所示,AB、CD是两条半径为L1的四分之一光滑金属圆弧轨道,轨道的圆心分别为O1、O2,用长为L2的金属杆BD连接AB、CD,轨道及金属杆BD均不计电阻,整个装置放置在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中(图中没有画出)。一阻值为R,质量为m的金属杆PQ从轨道顶端AC处由静止释放,当金属杆PQ运动到PQ与圆心O1、O2所在的面PQO2O1与水平面夹角θ=30°时,金属杆PQ的速度为v,金属杆PQ始终与轨道垂直且接触良好,则该过程中( )
A.金属杆PQ所受安培力的方向与运动方向相反
B.回路产生的焦耳热为
C.通过回路的电荷量为
D.当θ=30°时,金属杆PQ所受安培力的大小为
10.(2023江西井冈山二模)如图所示,在与匀强电场平行的平面内有一以O为圆心、R为半径的圆形区域,竖直虚线为圆与电场方向垂直的直径,从该直径顶端沿直径向下射出两粒子a、b,两粒子a、b分别从圆形边界上的C、D点离开圆形区域,且经过C、D时的速率分别为v1、v2,CD为圆形区域的直径,与竖直直径间的夹角为θ=37°。sin 37°=0.6,忽略粒子重力和粒子间的相互作用,则下列说法正确的是( )
A.若两粒子比荷相同,则粒子a、b初速率之比为1∶10
B.若两粒子比荷相同,则v1∶v2=∶3
C.若两粒子初速率相同,则粒子a、b的比荷之比为9∶1
D.若两粒子初速率相同,则v1∶v2=3
选择题专项练(四)
1.B 在微重力环境中,落仓中的体验者仍会受到重力的作用,几乎所有的重力提供体验者运动的加速度,故A错误;在微重力环境中,落仓对体验者的支持力几乎为零,可知落仓下落的加速度非常接近重力加速度g,故B正确;落仓下落过程,加速度先向下后向上,落仓内的体验者先处于失重状态后处于超重状态,故C错误;落仓速度最大时,其加速度为零,故D错误。
2.D 半衰期不因外界环境的温度而改变,A错误;这种报警装置应用了α射线电离能力强的特点,B错误;α衰变释放出氦核,故核反应方程是AmNpHe,C错误,D正确。
3.C 由图可知,空间站每绕地球运动一圈,地球自转的角度为22.5°,设空间站绕地球做匀速圆周运动的周期为T,地球自转周期为T0,则有T=T0=T0,卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力得=mr,得r=,则有=4=6,故选C。
4.B 根据机械能守恒定律有mgL(1-cos 37°)=,碰撞后重物上升过程,有mgh=,根据动量定理有Ft=mv2-(-mv1),联立解得F=5 000 N,由牛顿第三定律可知重物对楔子的作用力约为5 000 N,故选B。
5.B 根据题意可知,a光在左半球的折射角等于在右半球的入射角,由于a光在左、右半球的折射率不同,则a光从右半球射出时的出射角不等于60°,故A错误;根据题意,由公式n=可得,a光在左半球的传播速度为v1=c,a光在右半球的传播速度为v2=c,由几何关系可知,a光在左、右半球的传播距离均为R,则a光在该玻璃球中传播的时间为t==(3+,故B正确;根据折射定律,由图可知,a光在左半球的折射率小于b光在左半球的折射率,则a光的频率小于b光的频率,a光的波长大于b光的波长,由Ekm=hν-W0可知,a、b两束光分别照射同一光电管时,a光使其逸出的光电子最大初动能小,由Δx=λ可知,a、b两束光分别通过同一装置发生双缝干涉时,b光的条纹间距小,故C、D错误。
6.C 已知O为抛物线OM顶点,则以O为原点建立xOy直角坐标系,如图所示
设抛物线OM对应的表达式为y=ax2,两平抛运动在竖直方向为自由落体运动,有y1=a,y2=a,联立解得,所以在A点的小球要先抛出才能使两小球同时击中O点,两平抛运动在水平方向为匀速直线运动,有x1=v1t1,x2=v2t2,联立可得,整理可得v1=v2,故A错误,C正确;因v1=v2,但在竖直方向有v1y=gt1>v2y=gt2,故两分速度合成后可知两小球击中O点的速度不同,故D错误;两小球在O点重力瞬时功率为PG1=mgv1y>PG2=mgv2y,即两小球击中O点时重力的瞬时功率不相等,故B错误。
7.C 由图可知,甲的波长为5 cm,乙的波长为6 cm,故A错误;由公式f=可知,f甲= Hz=1 Hz,f乙= Hz,发生干涉的条件为两列波的频率相同,故甲、乙两列波在介质中不能发生干涉,故B错误;t=0时,在x=5 cm处两列波的波峰相遇,该处质点偏离平衡位置的位移为8 cm,甲、乙两列波的波峰的x坐标分别为x1=(5+k1λ甲) cm=(5+5k1) cm(k1=0,±1,±2,…),x2=(5+k2λ乙) cm=(5+6k2) cm(k2=0,±1,±2,…),解得介质中偏离平衡位置位移为8 cm的所有质点的x坐标为x=(5+30n) cm(n=0,±1,±2,…),故在t=0时刻,介质中偏离平衡位置位移为8 cm的相邻质点的距离为s=30 cm,故C正确;两列波的波谷相遇的位置的质点偏离平衡位置的位移为-8 cm,在t=0时刻,波谷之差为Δx= cm(n=±1,±2,…),整理解得Δx=(6n1-5n2+0.5) cm,波谷之间最小的距离为Δx'=0.5 cm,两列波相向传播,相对速度为2v=10 cm/s,故介质中第一次出现位移为-8 cm的质点的时间为t= s=0.05 s,故D错误。
8.AB 根据功能关系有W非重=ΔE机,即Fx=E末-E初,所以E末=Fx+E初,从表达式可以看出,图像的斜率为力F,显然x=4 m后的图像的斜率变大,所以产生的加速度大,故A正确;在0~4 m内,Fx=E末-E初,将有关数据代入得F=2.5 N,由动能定理得Fx-mgx=mv2-0,得v=2 m/s,故B正确;物体在0~4 m过程中合力做功W合=Fx-mgx=2 J,故C错误;因为物体一直做加速运动,所以动能逐渐增多,故D错误。
9.BC 当金属杆PQ下滑时,回路中磁通量减小,产生沿PQDB的感应电流,由左手定则可知,金属杆PQ所受安培力方向水平向左,故A错误;金属杆PQ从AC处由静止下滑到θ=30°过程中,由能量守恒定律得mgL1sin θ=mv2+Q,得Q=,故B正确;金属杆PQ从AC处由静止下滑到θ=30°过程中,回路中磁通量的变化为ΔΦ=BL2L1(1-cos θ),通过回路的电荷量q=Δt=,故C正确;当θ=30°时,金属杆PQ切割磁感线产生的电动势E=BL2vsin θ,感应电流I=,金属杆PQ受到的安培力为FA=BIL2=sin θ=,故D错误。
10.BD 根据题意可知,两粒子在电场中均做类平抛运动,对a粒子有ya=R-Rcos 37°=0.2R=vata,xa=Rsin 37°=0.6R=aa,aa=,对b粒子有yb=R+Rcos 37°=1.8R=vbtb,xb=Rsin 37°=0.6R=ab,ab=,若两粒子比荷相同,则有aa=ab,联立解得va∶vb=1∶9,故A错误;根据题意vax=aata,vbx=abtb,两粒子比荷相同,则有aa=ab,又由A中分析可知ta=tb,得v1∶v2=,解得v1∶v2=∶3,故B正确;由A中分析可得0.2R=va,1.8R=vb,若两粒子初速率相同,即得两粒子的比荷之比为=81∶1,故C错误;由A中分析可得va=,vb=,若两粒子初速率相同,得ta∶tb=1∶9,则有v1∶v2=,代入数据解得v1∶v2=3,故D正确。
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