新教材2024高考物理二轮专题复习第三编高考夺分许练选择题专项练1
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2024届高三二轮复习联考(三)全国卷理综物理核心考点试题(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32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)(共8题)第(1)题明代宋应星在《天工开物》一书中描述了测量弓力的方法:“以足踏弦就地,秤钧搭挂弓腰,弦满之时,推移秤锤所压,则知多少。
”如图所示,假设弓满时,弓弦弯曲的夹角为,秤钩与弦之间的摩擦不计,弓弦的拉力即弓力,满弓时秤钩的拉力大小为,则下列说法正确的是( )A.F一定,越小,弓力越大B.一定,弓力越大,越小C.弓力一定,越大,越大D.一定,越大,弓力越大第(2)题如题图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比,和为完全相同的定值电阻,电压表为理想电表,原线圈两端加电压(V),则电压表的示数为( )A.220V B.110V C.D.55V第(3)题下列说法正确的是()A.光的偏振现象证明了光是纵波B.不同长度的钢片安装在同一支架上制成的转速计,是利用了共振的原理C.主动降噪技术利用的是波的衍射原理D.机械波和光波一样都需要传播介质第(4)题某同学绕濠河跑步健身。
如图所示,该同学从A位置出发,途经B、C位置后到达D位置,智能手机显示用时,运动的路程为。
该同学从A位置运动到D位置的过程中( )A.位移大小为B.平均速度大小为C.平均速率为D.任意位置的速率均为第(5)题如图所示,竖直平面内的光滑金属细圆环半径为R,质量为m的带孔小球穿于环上,一长为R的轻杆一端固定于球上,另一端通过光滑的铰链连接于圆环最低点,重力加速度为g。
当圆环以角速度绕竖直直径转动时,轻杆对小球的作用力大小和方向为( )A.,沿杆向上B.,沿杆向下C.,沿杆向上D.,沿杆向下第(6)题杆秤是我国古代劳动人民智慧的结晶,也是公平公正的象征。
如图所示,四根长度均为的轻绳将一半径为R的金属圆盘吊起,四根轻绳一端分别固定在圆柱上端圆面边缘的四个等分点处,另一端汇聚在挂钩上,金属圆盘的质量为m,重力加速度为g,则每根轻绳的受力大小为( )A.B.C.D.第(7)题如图所示,A的质量为m A=2kg,B的质量m B=0.5kg,倾角α=30°,斜面固定,整个装置处于静止状态,现使B的质量逐步增加到1.5kg,但整个装置仍处于静止状态。
2024届高三二轮复习联考(三)全国卷理综全真演练物理试题(基础必刷)学校:_______ 班级:__________姓名:_______ 考号:__________(满分:100分时间:75分钟)总分栏题号一二三四五六七总分得分评卷人得分一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32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)(共8题)第(1)题图甲表示某金属丝的电阻随摄氏温度变化的情况。
把这段金属丝与电池、电流表串联起来(图乙),用这段金属丝做测温探头,把电流表的刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简易温度计。
下列说法正确的是( )A.应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系B.应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系C.应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系D.应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系第(2)题当温度降低到一定程度时,某些导体的电阻可以降为零,这种现象叫做超导现象。
实验发现,在磁场作用下,超导体表面会产生一个无损耗的感应电流。
1933年,德国物理学家迈斯纳和奥森赛尔德,对锡单晶球超导体做磁场分布实验时发现,当其在磁场中进入超导态后,超导体内的磁场线立即被排斥出去,使超导体内的磁感应强度等于零,也就是说超导体具有完全抗磁性,称为迈斯纳效应。
这种特性与我们学过的电场中的导体内部场强处处为零相类似。
根据以上描述,当导体处于超导状态时,下列说法正确的是( )A.超导体中的超导电流会产生焦耳热B.超导体中出现的电流能在超导体的内部流动C.超导体处在恒定的磁场中时,它的表面不会产生感应电流D.超导体处在均匀变化的磁场中时,它的表面将产生均匀变化的感应电流第(3)题一定质量的理想气体从状态A经过状态B和C又回到状态A,其压强p随体积V的变化图线如图所示,其中A到B为绝热过程。
C到A为等温过程。
下列说法错误的是( )A.A→B过程,气体分子平均动能减小B.B→C过程,气体向外界放热C.C→A过程,气体向外界放热D.A→C过程气体对外界做的功小于C→A过程外界对气体做的功第(4)题如图所示,理想变压器原线圈接在的交流电源上,副线圈接三个阻值相同的电阻R,不计电表内电阻影响。
选择题专项练(三)一、单项选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2023广东广州模拟)核电池是利用放射性同位素衰变放出载能粒子(如α粒子、β粒子和γ射线)并将其能量转换为电能的装置。
人造心脏的放射性同位素动力源用的燃料是钚238,其衰变方程为238Pu U+X+γ。
下列说法正确的是()94A.92234U不具有放射性B.该衰变为α衰变C.原子核X和γ射线均属于实物粒子D.94238Pu的比结合能比92234U的比结合能大2.(2023福建福州模拟)2022年11月30日,神舟十五号载人飞船与天和核心舱成功对接,6名航天员首次实现“太空会师”。
如图所示,对接前神舟十五号飞船在圆形轨道Ⅰ运行,天和核心舱在距地面400 km高度的轨道Ⅱ运行。
神舟十五号飞船从轨道Ⅰ加速到达轨道Ⅱ与天和核心舱对接,对接后共同沿轨道Ⅱ运行,则下列说法正确的是()A.对接后神舟十五号飞船的运行速度小于7.9 km/sB.对接后天和核心舱的运行周期将增大C.考虑稀薄大气阻力,若天和核心舱不进行干预,运行速度将越来越大D.神舟十五号飞船在轨道Ⅰ与地心连线和在轨道Ⅱ与地心连线在相同时间内扫过的面积相等3.(2023河北邢台模拟)海面上有一列沿x轴正方向传播的简谐横波,t=0时刻波源O从平衡位置开始振动,图甲是该列波在t=0.6 s时的部分波形图,图乙是该列波上x=14 m处的质点振动的图像,下列说法正确的是()A.波源的起振方向向上B.t=0.6 s时,波一定刚传到x=10 m处C.该列波的波速一定为20 m/sD.0~0.7 s内海面上x=2 m处的一片树叶运动的路程为20 cm4.如图所示,两个体积相同的容器,甲一直敞口,乙在中午盖上盖子密封。
到了夜间温度降低。
若大气压强保持不变,容器导热性良好,下列说法正确的是()A.夜间甲容器中分子数减少B.夜间乙容器中气体的内能减小C.夜间甲容器中气体分子单位时间撞击单位面积器壁的次数减少D.从中午到夜间,乙容器中气体从外界吸收热量5.(2023江西南昌模拟)两名同学在篮球场进行投篮练习,投篮过程如图所示,篮球抛出点P距离篮筐初始位置的水平距离为L=1.8 m、竖直高度为H=0.6 m。
2024届高三二轮复习联考(三)全国卷理综全真演练物理试题(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32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)(共8题)第(1)题如图所示,小球在拉力F和重力的作用下沿虚线OM在竖直平面内做匀速直线运动,OM与水平方向成30°角。
在小球经过Р点时改变拉力的大小和方向,要使小球仍沿OM做直线运动,则拉力的最小值为()A.B.C.D.第(2)题如图所示,理想变压器电路原线圈匝数可调,调节触头为S,副线圈电路中r为光敏电阻,光敏电阻的阻值随光照的增强而减小,滑动变阻器R与灯泡L并联在电路中,关于电路变化问题,下列说法正确的是( )A.保持S位置和光照强度不变,将P向上滑,灯泡L变亮B.保持S位置和光照强度不变,将P向下滑,电流表示数变小C.保持P位置和光照强度不变,将S向下滑,光敏电阻的功率变小D.保持P位置和S位置不变,使光线变暗,原线圈的输入功率变大第(3)题如图所示,固定于水平面上的金属架abcd处在竖直方向的匀强磁场中,初始时的磁感应强度为B0导体棒MN以恒定速度v向右运动,从图示位置开始计时,为使棒MN中不产生感应电流,磁感应强度B随时间t变化的示意图应为( )A.B.C.D.第(4)题如图所示,条形磁铁用细线悬挂在O点。
O点正下方固定一个水平放置的铝线圈。
让磁铁在竖直面内摆动,下列说法中正确的是( )A.在一个周期内,线圈内感应电流的方向改变2次B.磁铁始终受到感应电流磁场的斥力作用C.磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力D.磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力第(5)题如图轻质支架A、B固定在竖直墙上,C点通过细绳悬挂一重物,则重物对C点的拉力按效果分解正确的是()A.B.C.D.第(6)题某容器中一定质量的理想气体,从状态A开始经状态B到达状态C,其p-V图像如图所示,A、B、C三个状态对应的温度分别是T A、T B、T C,用N A、N B、N C分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数,则( )A.B.C.D.第(7)题1834年,洛埃利用单面镜同样得到了杨氏双缝干涉实验的结果,利用的基本装置如图所示,单色缝光源S与平面镜M平行。
课时提升训练11 电磁感应规律及其应用一、单项选择题1.[2023·湖北卷]近场通信(NFC)器件应用电磁感应原理进行通讯,其天线类似一个压平的线圈,线圈尺寸从内到外逐渐变大.如图所示,一正方形NFC线圈共3匝,其边长分别为1.0cm、1.2cm和1.4cm,图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘.若匀强磁场垂直通过此线圈,磁感应强度变化率为103T/s,则线圈产生的感应电动势最接近( )A.0.30VB.0.44VC.0.59VD.4.3V2.[2023·浙江模拟预测]如图甲,金属环a放置在垂直环面向里的匀强磁场中.如图乙,环形导线c与导轨、导体棒构成闭合回路,导体棒在匀强磁场中向右运动,金属环b 与环形导线c共面共心.下列说法正确的是( )A.当图甲中匀强磁场减弱,a中产生沿逆时针方向的电流,且有收缩的趋势B.当图甲中匀强磁场增强,a中产生沿顺时针方向的电流,且有扩张的趋势C.当图乙中的导体棒向右减速运动,环b中产生顺时针方向的电流,且有收缩的趋势D.当图乙中的导体棒向右匀速运动,环b中产生逆时针方向的电流,且有扩张的趋势3.[2023·北京卷]如图所示,L是自感系数很大、电阻很小的线圈,P、Q是两个相同的小灯泡,开始时,开关S处于闭合状态,P灯微亮,Q灯正常发光,断开开关( )A.P与Q同时熄灭B.P比Q先熄灭C.Q闪亮后再熄灭D.P闪亮后再熄灭4.[2023·浙江绍兴适应考]如图所示,右端为N极的磁铁置于粗糙水平桌面上并与轻质弹簧相连,弹簧一端固定在竖直墙面上,当弹簧处于原长时,磁铁的中心恰好是接有一盏小灯泡的竖直固定线圈的圆心.用力将磁铁向右拉到某一位置,撤去作用力后磁铁穿过线圈来回振动,有关这个振动过程,以下说法正确的是( )A.灯泡的亮暗不会发生变化B.磁铁接近线圈时,线圈对磁铁产生排斥力C.从左往右看线圈中的电流一直沿逆时针方向D.若忽略摩擦力和阻力,磁铁振动的幅度不会减小5.[2023·广东统考二模]如图甲所示,驱动线圈通过开关S与电源连接,发射线圈放在绝缘且内壁光滑的发射导管内.闭合开关S后,在0~t0内驱动线圈的电流i ab随时间t 的变化如图乙所示.在这段时间内,下列说法正确的是( )A.驱动线圈内部的磁场水平向左B.发射线圈内部的感应磁场水平向左C.t=0时发射线圈所受的安培力最大D.t=t0时发射线圈中的感应电流最大6.[2023·北京卷]如图所示,光滑水平面上的正方形导线框,以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终完全穿出.线框的边长小于磁场宽度.下列说法正确的是( ) A.线框进磁场的过程中电流方向为顺时针方向B.线框出磁场的过程中做匀减速直线运动C.线框在进和出的两过程中产生的焦耳热相等D.线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等7.[2023·北京市育才学校三模]如图所示,一沿水平方向的匀强磁场分布在竖直高度为2L的某矩形区域内(宽度足够大),该区域的上下边界MN、PS是水平的.有一边长为L 的正方形导线框abcd从距离磁场上边界MN的某高处由静止释放下落而穿过该磁场区域.已知当线框的ab边到达MN时线框刚好做匀速直线运动(以此时开始计时),以MN处为坐标原点,取如图坐标轴x,并规定逆时针方向为感应电流的正方向,则关于线框中的感应电流与ab边的位置坐标x间的以下图线中,可能正确的是( )二、多项选择题8.[2023·广东统考二模]如图,两金属棒ab、cd放在磁场中,ab棒置于光滑水平金属导轨上,并组成闭合电路,当cd棒向下运动时,ab棒受到向左的安培力.则以下说法正确的有( )A.图中Ⅱ是S极B.图中Ⅱ是N极C.cd的速度越大,ab的速度变化越快D.cd的速度越大,ab的速度变化越慢9.[2023·浙江省强基联盟高三4月统测]电磁学知识在科技生活中有广泛的应用,下列相关说法正确的是( )A.图甲中动圈式扬声器的工作原理是电磁感应B.图乙中线圈产生的自感电动势有时会大于原来电路中的电源电动势C.图丙中自制金属探测器是利用地磁场来进行探测的D.图丁中磁电式仪表,把线圈绕在铝框骨架上,目的是增加电磁阻尼的作用10.[2023·广东模拟预测]如图甲所示,金属圆环静止在绝缘水平桌面上,垂直桌面施加竖直方向的交变磁场,取竖直向下为正方向,磁感应强度B的变化规律如图乙所示(不考虑金属圆环的自感),下列说法正确的是( )A .在0~T4时间内,从上往下看感应电流沿逆时针方向B .在T 4~3T4时间内,感应电流先增大后减小,方向不变C .在T 4~T2时间内,圆环有扩张的趋势D .在T 2~3T4时间内,磁场对圆环上任一小段导线的作用力逐渐减小11.[2023·河北省唐山市三模]如图所示,光滑水平面上静止放置一质量为m 、总电阻为r 、边长为l 的正方形导线框,导线框前方l 处平行于AB 边的两虚线间存在竖直向下的匀强磁场,磁场宽度L =74l ,磁感应强度大小为B .某时刻导线框在水平恒力F 作用下开始运动.已知导线框的AB 边进、出磁场时的速度大小相等,则导线框在整个运动过程中,下列说法正确的是( )A .导线框在通过磁场区域时先做加速度减小的减速运动后做匀加速运动B .导线框在通过磁场区域时先做加速度增大的减速运动后做匀加速运动C .CD 边进入磁场时的速度是AB 边进入磁场时速度的12D .导线框进入磁场所用的时间为B 2l 3Fr -ml 2F三、非选择题 12.[2023·河北统考二模]如图所示,有足够长的光滑水平导轨CDC ′D ′和EFE ′F ′,各段导轨均平行,左侧部分间距为0.5m ,右侧部分间距为1m ,两部分导轨间有磁感应强度大小为B =10T ,方向相反的匀强磁场.有两根相同的金属棒a 、b ,质量均为2kg 且分布均匀,电阻与棒长成正比.将金属棒a 、b 分别垂直放在左右两部分导轨上,开始时a 棒位于图中DD ′位置,b 棒位于EE ′位置.b 棒用足够长的绝缘细线绕过光滑定滑轮和一物块c 相连.物块c 的质量为3kg ,开始时c 距地面的高度为h =8.55m .物块c 由静止开始下落,触地后不反弹.物块c 触地时a 、b 两棒速率之比为1∶3,物块c 下落过程中b 棒上产生的焦耳热为30J ,设两棒始终在磁场中运动,整个过程中导轨和金属棒接触良好,且导轨光滑,电阻不计,g =10m/s 2.求:(1)物块c 触地时,b 棒的速度大小;(2)从b 棒开始运动到c 落地的过程中通过棒的电荷量;(3)从物块c触地后开始,到两棒匀速运动过程中系统产生的热量.13.[2023·福建省福州市质检]如图,足够长的固定粗糙绝缘斜面,倾角为θ=37°,平行于斜面底边的边界PQ下侧有垂直斜面向下的匀强磁场,磁感应强度B=1T.一质量为M =0.2kg的U型金属框MM′NN′静置于斜面上,其中MN边长L=0.4m,处在磁场中与斜面底边平行,框架与斜面间的动摩擦因数为μ=0.75,框架电阻不计且足够长.质量m=0.1kg,电阻R=0.6Ω的金属棒ab横放在U形金属框架上从静止释放,释放位置与边界PQ上方距离为d=0.75m.已知金属棒在框架上无摩擦地运动,且始终与框架接触良好,设框架与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:(1)金属棒ab刚进入磁场时,通过框架MN边的电流大小和方向;(2)金属棒ab刚进入磁场时,框架的加速度大小a;(3)金属棒ab进入磁场最终达到稳定运动时,金属棒重力的功率P.14.[2023·新课标卷]一边长为L、质量为m的正方形金属细框,每边电阻为R0,置于光滑的绝缘水平桌面(纸面)上.宽度为2L的区域内存在方向垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,两虚线为磁场边界,如图(a)所示.(1)使金属框以一定的初速度向右运动,进入磁场.运动过程中金属框的左、右边框始终与磁场边界平行,金属框完全穿过磁场区域后,速度大小降为它初速度的一半,求金属框的初速度大小.(2)在桌面上固定两条光滑长直金属导轨,导轨与磁场边界垂直,左端连接电阻R1=2R0,导轨电阻可忽略,金属框置于导轨上,如图(b)所示.让金属框以与(1)中相同的初速度向右运动,进入磁场.运动过程中金属框的上、下边框处处与导轨始终接触良好.求在金属框整个运动过程中,电阻R 1产生的热量.课时提升训练111.解析:根据法拉第电磁感应定律可知E =ΔΦΔt =ΔBS Δt=103×(1.02+1.22+1.42)×10-4V =0.44V 故选B. 答案:B2.解析:当图甲中的匀强磁场减弱时,根据楞次定律可知,金属环a 中产生沿顺时针方向的感应电流,根据左手定则可知,金属环a 所受的安培力指向环外,有扩张的趋势,A 错误;同理,当题图甲中的匀强磁场增强时,金属环a 中产生沿逆时针方向的感应电流,且有收缩的趋势,B 错误;当题图乙中导体棒向右减速运动时,根据右手定则可知,导线c 中有顺时针方向且减小的感应电流,根据楞次定律可知,金属环b 产生顺时针方向的感应电流,再根据同向电流相互吸引,导线c 对金属环b 的安培力指向圆心,金属环b 有收缩的趋势,C 正确;当题图乙中的导体棒向右匀速运动时,根据右手定则可知,导线c 中产生顺时针方向的感应电流,且导线c 中的感应电流恒定,产生的磁场也恒定,金属环b 中不会产生感应电流,D 错误.答案:C3.解析:由题知,开始时,开关S 闭合时,由于L 的电阻很小,Q 灯正常发光,P 灯微亮,断开开关前通过线圈L 的电流远大于通过P 灯的电流,断开开关时,Q 所在电路没有闭合路径,立即熄灭,由于自感,L 中产生感应电动势,与P 组成闭合回路,故P 灯闪亮后再熄灭.故选D.答案:D4.解析:以S 极靠近线圈分析,速度增大,且靠近线圈时磁感应强度增大,则穿过线圈磁通量变化率增大,感应电流增大,灯泡会变亮,A 错误;根据楞次定律“来拒去留”可知磁铁靠近线圈时,线圈对磁铁产生排斥力,B 正确;当S 极靠近线圈时,根据楞次定律可知,线圈中的电流沿逆时针方向,当S 极向右运动远离线圈时,根据楞次定律可知,线圈中的电流沿顺时针方向,C 错误;若忽略摩擦力和阻力,磁铁的振幅也会越来越小,因为弹簧和磁铁的机械能逐渐转化为焦耳热,D 错误.答案:B5.解析:根据安培定则,驱动线圈内的磁场方向水平向右,A 错误;由图乙可知,通过发射线圈的磁通量增大,根据楞次定律,发射线圈内部的感应磁场方向水平向左,B 正确;t =0时驱动线圈的电流变化最快,则此时通过发射线圈的磁通量变化最快,产生的感应电流最大,但此时磁场最弱,安培力不是最大值;同理,t =t 0时发射线圈中的感应电流最小,CD 错误.故选B.答案:B6.解析:线框进磁场的过程中由楞次定律知电流方向为逆时针方向,A 错误; 线框出磁场的过程中,根据E =BLvI =E R联立有F A =B 2L 2v R ,又由牛顿第二定律F A =ma 得B 2L 2vR=ma由于线框出磁场过程中由左手定则可知线框受到的安培力向左,则v 减小,故a 减小,线框做加速度减小的减速运动,B 错误;由能量守恒定律得线框产生的焦耳热 Q =F A L其中线框进出磁场时均做减速运动,但其进磁场时的速度大,安培力大,产生的焦耳热多,C 错误;线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量q =I t其中I =ER,E =BL x t则联立有q =BL Rx由于线框在进和出的两过程中线框的位移均为L ,则线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等,故D 正确.故选D.答案:D7.解析:由于ab 边向下运动,由右手定则可以判断出,线框在进入磁场时,其感应电流的方向为abcd ,沿逆时针方向,故在图像中,0~L 的这段距离内,电流为正;x 在L ~2L 内线框完全进入磁场,穿过线框的磁通量没有变化,故其感应电流为0;x 在2L ~3L 内,当线框的ab 边从磁场的下边出来时,由于其速度要比ab 边刚入磁场时的速度大,故其感应电流要比I 0大,根据楞次定律知感应电流的方向与ab 边刚入磁场时相反;由于ab 边穿出磁场时其速度较大,产生的感应电流较大,且其电流与线框的速度成正比,再由安培力公式得,即线框受到的安培力与线框的速度也成正比,与刚入磁场时线框受到的平衡力做对比,发现线框受到的合外力方向是向上的,即阻碍线框的下落,且合外力是变化的,故线框做的是变减速直线运动,产生的电流也是非均匀变化的,故AB 错误;再就整体而言,线框穿出磁场时的动能不小于进入磁场时的动能,故穿出时的电流不小于I 0,所以C 错误,D 正确.答案:D 8.解析:当cd 棒向下运动时,ab 棒受到向左的安培力,由左手定则,感应电流a →b ,由右手定则,图中Ⅱ是N 极,A 错误,B 正确;由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律E =BLv ,I =E Rcd 的速度越大,感应电流越大,由F =BIL 可知 安培力越大,由牛顿第二定律F =ma加速度越大,ab 的速度变化越快,C 正确,D 错误.故选BC. 答案:BC9.解析:A.图甲中动圈式扬声器的工作原理是电流的磁效应,故A 错误;B .图乙中线圈产生的自感电动势有时会大于原来电路中的电源电动势,故B 正确;C .图丙中自制金属探测器是利用金属探测器中变化电流产生变化的磁场来进行探测的,故C 错误.D .图丁中磁电式仪表,把线圈绕在铝框骨架上,目的是增加电磁阻尼的作用,故D 正确.故选BD. 答案:BD10.解析:在0~T4时间内,交变磁场方向竖直向上,磁感应强度增大,根据楞次定律可知,从上往下看感应电流沿顺时针方向,A 错误;在T 4~3T 4时间内,根据I =E R ,E =ΔΦΔt =S ΔB Δt 则有I =S R ·ΔB Δt根据图乙可知,在T 4~3T4时间内,磁感应强度的变化率,即图线切线的斜率先增大后减小,则感应电流先增大后减小,根据楞次定律可以判断,该段时间内,从上往下看感应电流的方向始终沿逆时针方向,方向不变,B 正确;在T 4~T2时间内,磁场方向竖直向上,磁感应强度减小,根据楞次定律可知,感应电流的效果是要阻碍磁通量的减小,即交变磁场对感应电流的安培力作用使得圆环有扩张的趋势,C 正确;在T 2~3T 4时间内,由于I =S R ·ΔB Δt可知,感应电流逐渐减小为0,即在3T4时刻感应电流为0,则此时刻磁场对圆环上任一小段导线的作用力为0,又由于在T2时刻,交变磁场的磁感应强度为0,则此时刻磁场对圆环上任一小段导线的作用力也为0,可知,在T 2~3T4时间内,磁场对圆环上任一小段导线的作用力先增大后减小,D 错误.答案:BC11.解析:由L =74l >l 可知,线圈在磁场中运动时,有一段时间线圈全部处于磁场中,磁通量没有发生变化,没有感应电流,线圈不受安培力作用,此过程线圈做匀加速直线运动,即导线框的AB 边进、出磁场之间的某一段过程做匀加速直线运动,由于导线框的AB 边进、出磁场时的速度大小相等,可知导线框在通过磁场区域时先做减速运动后有可能到达匀速做匀加速运动,最后做减速运动同样可能匀速,在减速过程安培力大于水平恒力,速度减小感应电动势减小,感应电流减小,安培力减小,加速度减小,即导线框在通过磁场区域时先做加速度减小的减速运动,有可能达到匀速,后做匀加速运动,最后做加速度减小的减速运动,有可能最后匀速,AB 错误;设AB 边进、出磁场时的速度大小为v 0,CD 边进磁场速度大小为v 1,则有F =ma ,v 20 =2al ,v 20 -v 21 =2a (74l -l ),解得v 1=12v 0,C 正确;导线框进入磁场过程的感应电动势的平均值为E -=Bl 2t ,感应电流I -=E -r =q t,根据动量定理有Ft -B I -lt =mv 1-mv 0,结合上述解得t =B 2l 3Fr -ml2F,D 正确.故选CD. 答案:CD 12.解析:(1)设a 、b 棒的有效长度为L 和2L ,则接入电路的阻值分别为R 和2R ,流过两棒的电流相等,所以Q a =12Q b =15J ;根据能量守恒定律有m c gh =12mv 2a +12(m +m c )v 2b +Q a +Q b ;v a ∶v b =1∶3;解得v a =3m/s ,v b =9m/s(2)对a 棒,根据动量定理有B I -L ·Δt =mv a -0;q =I -·Δt ;解得q =1.2C(3)物块c 触地后,a 棒向左做加速运动,b 棒向右做减速运动,最终两棒匀速时回路中的电流为零,即两棒切割磁感线产生的感应电动势大小相等,即BLv ′a =B ·2Lv ′bB I -L ·t =mv ′a -mv a-B I -·2L ·t =mv ′b -mv b 联立解得v ′a =6m/s ,v ′b =3m/s 根据能量守恒定律有Q =12mv 2a +12mv 2b -12mv ′2a -12mv ′2b解得Q =45J 答案:(1)9m/s (2)1.2C (3)45J 13.解析:(1)金属棒在框架上无摩擦地运动,设刚进入磁场的速度为v 0,根据动能定理得mgd sin θ=12mv 20 -0解得v 0=3m/s进入磁场后,根据法拉第电磁感应定律E =BLv 0 根据闭合电路欧姆定律I =E R解得I =2A电流方向:由N 流向M .(2)框架受到斜面的摩擦力方向沿斜面向上,大小为f =μ(M +m )g cos37°=1.8N 框架MN 边受到的安培方向沿斜面向下,大小为F 安=BIL =0.8N 框架的加速度为a ,根据牛顿第二定律得Mg sin θ+F 安-f =Ma代入数据解得a =1m/s 2(3)因金属棒和框架整体的重力沿斜面向下的分力与斜面对框架的摩擦力平衡,故金属棒和框架整体沿斜面方向动量守恒,最终金属棒ab 与框架分别以v 1、v 2的速度做匀速运动mv 0=mv 1+Mv 2此时回路的电动势为E ′=BL (v 1-v 2) 电流I ′=E ′R金属棒ab 匀速运动时,由力的平衡条件得 mg sin θ-BI ′L =0联立解得v 1=2.5m/s ,v 2=0.25m/s金属棒ab 重力的功率P =mgv 1sin θ=1.5W 答案:(1)2A 电流方向:由N 流向M(2)1m/s 2(3)1.5W14.解析:(1)金属框进入磁场过程中有E -=BL L t则金属框进入磁场过程中流过回路的电荷量为q 1=E -4R 0t =BL 24R 0则金属框穿过磁场区域的过程中流过回路的电荷量为q =BL 22R 0设金属框的初速度为v 0 则有-BqL =mv 02-mv 0联立有v 0=B 2L 3mR 0(2)金属框进入磁场的过程,有 -B I -′Lt ′=mv 1-mv 0 闭合电路的总电阻R 总=R 0+11R 1+1R 0=53R 0 通过线框的电流I -′=E -′R 总根据法拉第电磁感应定律有E -′=BL 2t ′解得v 1=2B 2L35mR 0金属框完全在磁场中时继续做加速度逐渐减小的减速运动,金属框的右边框和左边框为电源,两电源并联给外电路供电,假设金属框的右边框没有出磁场右边界,则有-B I -″Lt ″=-mv 1通过金属框的电流I -″=E -″R 1+R 02根据法拉第电磁感应定律有E -″=BLx t ″解得x =L故假设成立,金属框的右边框恰好停在磁场右边界处 对金属框进入磁场过程分析,由能量守恒定律有 Q 总=12mv 20 -12mv 21电阻R 1产生的热量Q 1=23R 0R 总·R 0R 1+R 0Q 总 金属框完全在磁场中运动过程,有Q ′总=12mv 21 电阻R 1产生的热量为Q ′1=R 1R 1+R 02Q ′总 电阻R 1产生的总热量为Q 1总=Q 1+Q ′1解得Q 1总=3B 4L 625mR 20答案:(1)B 2L 3mR 0 (2)3B 4L 625mR 20。
1全国第三批新高考2024-2024年高效提分物理压轴计算题汇编(基础必刷)学校:_______ 班级:__________姓名:_______ 考号:__________(满分:100分时间:75分钟)总分栏题号一二三四五六七总分得分评卷人得分一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32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)(共8题)第(1)题如图所示为一种简易“千斤顶”的示意图,竖直轻杆被套管P限制,只能在竖值方向运动,轻轩上方放置质量为m的重物,轻杆下端通过小滑轮放在水平面上的斜面体上,对斜面体施加水平方向的推力F即可将重物缓慢顶起,若斜面体的倾角为θ,不计各处摩擦和阻力,为了顶起重物,下列说法正确的是( )A.θ越大,需要施加的力F越大B.θ越大,需要施加的力F越小C.θ越大,系统整体对地面的压力越大D.θ越大,系统整体对地面的压力越小第(2)题如图甲所示,海平面下方的核潜艇在某次训练中,其顶部光源S发出两束同种颜色的光,光路图如图乙所示。
一束光经过海平面的a点发生折射,折射光线为ab,另一束光经过海平面的c点恰好发生全反射,b点在c点的正上方,海平面的d点在光源S的正上方,已知,,光源S与d点间的距离为H,,光在真空中的传播速度为c,则此种颜色光从S到a的传播时间为( )A.B.C.D.第(3)题如图所示,甲、乙、丙、丁所示是四种常见的磁场,下列分析不正确的是( )A.矩形线框放置在甲图中异名磁极间所制成的磁电式电表,表盘刻度均匀B.矩形线圈在乙图两异名磁极间转动,可产生正弦式交流电C.图丙中马蹄形磁铁的两个异名磁极之间,除边缘外可认为是匀强磁场D.图丁中相距一定距离的两个平行放置的线圈通电时,其中间区域的磁场不可以认为是匀强磁场第(4)题如图所示,真空中两点电荷和以相同的角速度绕中轴线匀速转动,两点电荷与O点始终在一条直线上。
下列说法正确的是( )A.O点的磁感应强度方向由O点指向点B.O点的磁感应强度方向由点指向O点C.O点的磁感应强度方向由正点电荷指向负点电荷D.O点的磁感应强度为零第(5)题“世界上第一个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户,他把47个自制的火箭绑在椅子上,自己坐在椅子上,双手举着大风筝,设想利用火箭的推力,飞上天空,然后利用风筝平稳着陆。
2024届高三二轮复习联考(三)全国卷理综物理试题一、单选题 (共6题)第(1)题目前我国在学校、车站等公共场所,都配备了自动体外除颤仪(AED),挽救了宝贵的生命。
除颤仪工作时的电功率相当大,用电池直接供电无法达到,也超过了一般家庭的用电功率。
某除颤仪的储能装置是一个电容为70μF的电容器,工作时先通过电子线路把电池供电的电压升高到约5000V对电容器进行充电,然后电容器在约2ms的时间内放电,使100~300J的电能通过病人的心脏部位,从而对病人进行抢救。
根据上述信息并结合所学知识,可以推断下列说法错误的是( )A.该除颤仪工作时的电功率在50~150kW之间B.该除颤仪工作时通过人体的电流可达30AC.该除颤仪中的电容器充电后储存的能量约为1750JD.除颤仪开机工作时施救人员身体不可与病人身体接触第(2)题如图所示,竖直放置的“”形光滑导轨宽为L,矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d,磁感应强度为B。
质量为m的水平金属杆由静止释放,进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等。
金属杆在导轨间的电阻为R,与导轨接触良好,其余电阻不计,重力加速度为g。
则金属杆( )A.刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下B.穿过磁场Ⅰ的时间等于在两磁场之间的运动时间C.穿过两磁场产生的总热量为4mgdD.释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于第(3)题2023年1月16日时速600公里的常导磁悬浮列车亮相《奇妙中国》,传说中的贴地飞行梦想成真,如图所示为常导磁悬浮列车进站时的图像,进站过程可视为匀变速直线运动。
下列说法正确的是( )A.常导磁悬浮列车在时的速度为B.阴影部分的面积表示常导磁悬浮列车在时间内通过的位移C.常导磁悬浮列车在时刻安全停靠到站台D.常导磁悬浮列车进站时的加速度大小为第(4)题一质点以大小为4m/s的水平初速度开始做加速直线运动,其加速度a与时间t的关系图像如图所示。
已知a1+a2=4m/s2,质点前6s 内的位移为56.6m,则加速度a2的大小为( )A.B.C.D.第(5)题利用发波水槽得到的水面波形如图所示,则( )A.图a、b均显示了波的干涉现象B.图a、b均显示了波的衍射现象C.图a显示了波的干涉现象,图b显示了波的衍射现象D.图a显示了波的衍射现象,图b显示了波的干涉现象第(6)题常用的温差发电装置的主要结构是半导体热电偶。
2024届高三二轮复习联考(三)全国卷理综物理核心考点试题(基础必刷)学校:_______ 班级:__________姓名:_______ 考号:__________(满分:100分时间:75分钟)总分栏题号一二三四五六七总分得分评卷人得分一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32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)(共8题)第(1)题如图所示,斜面静止在水平地面上,斜面顶端装有光滑定滑轮O,轻绳跨过滑轮一端连接斜面上的物块M,另一端竖直悬挂物块N,两物块均处于静止状态。
现在ON间的某点Q施加与细绳OQ段始终垂直的外力F,使N缓慢上升,直到OQ处于水平,该过程中斜面和M始终静止,则此过程中( )A.外力F先增大后减小B.OQ段绳子拉力逐渐增大C.物块M所受摩擦力一直增大D.斜面受到地面的摩擦力先增大后减小第(2)题一列横波的波速为2m/s,其中某质点从平衡位置起动,1s后再一次回到平衡位置,则该波的波长可能为( )A.5m B.3m C.0.5m D.0.3m第(3)题粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍,两粒子均带正电。
让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动。
已知磁场方向垂直纸面向里。
以下四个图中,能正确表示两粒子运动轨迹的是()A.B.C.D.第(4)题在如图所示的电路中,、为两个完全相同的灯泡,为自感线圈,为电源,为开关,关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序,下列说法正确的是()A.合上开关,先亮,后亮;断开开关,、同时熄灭B.合上开关,先亮,后亮;断开开关,先熄灭,后熄灭C.合上开关,先亮,后亮;断开开关,、同时熄灭D.合上开关,、同时亮;断开开关,先熄灭,后熄灭第(5)题用α粒子轰击铍Be时会得到新的原子核C并同时放出一种射线,该射线是( )A.质子流B.电子流C.中子流D.光子流第(6)题如图为小球和轻弹簧组成的系统,系统沿光滑斜面由静止开始下滑瞬间的势能为E p1,弹簧刚接触到斜面底端挡板时系统势能为E p2,小球运动到最低点时系统势能为E p3。
2024届高三二轮复习联考(三)全国卷理综高效提分物理试题一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32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)(共8题)第(1)题如图所示,两个单匝圆形线圈甲和乙相隔一定距离竖直固定在水平面上,通过甲线圈的电流大于乙线圈的电流,虚线为两线圈的中轴线,O、、、M、N都在中轴线上,、分别为甲、乙线圈的圆心,O为连线的中点,为MO的中点,为ON的中点,下列说法正确的是( )A.两线圈之间存在相互排斥的作用力B.O点处的磁感应强度方向沿轴线向右C.O、M、N三点中O点处磁感应强度最大D.乙线圈在O点产生的磁感应强度大于甲线圈在O点产生的磁感应强度第(2)题如图,教学用的可拆变压器有两个线圈A、B,线圈匝数已经无法分辨,某同学为测定A、B两个线圈的匝数进行了如下操作。
他先把漆包线比较细的线圈A接到的低压交流电源上,用交流电压表测得线圈B的输出电压为8 V;然后拆下线圈B,在线圈B原来匝数的基础上,用漆包线加绕10匝,然后重复上一步操作,发现电压表的示数为8.8 V,若可拆变压器可看成理想变压器,则A、B两个线圈原来的匝数分别为( )A.200,100B.160,80C.108,54D.128,64第(3)题物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科,在物理学的探索和发现过程中科学家们运用了许多研究方法,例如:理想化模型法、控制变量法、极限思维法、等效法微元法、放大法等等。
以下关于物理学研究方法的叙述中误的是( )A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法是理想化模型法B.在探究加速度与力、质量三者之间的关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系再保持力不变研究加速度与质量的关系,该实验运用了控制变量法C.根据速度定义式,当→0时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义运用了极限思维法D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,再把各小段位移相加,这里运用了等效法第(4)题宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子,中子与大气中的氮14会产生以下核反应:,产生的能自发进行衰变,其半衰期为5730年,利用碳14的衰变规律可推断古木的年代。
2024届高三二轮复习联考(三)全国卷理综全真演练物理试题(基础必刷)学校:_______ 班级:__________姓名:_______ 考号:__________(满分:100分时间:75分钟)总分栏题号一二三四五六七总分得分评卷人得分一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32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)(共8题)第(1)题如图甲为一玻璃半球的截面图,其半径为R,O为球心,AB为直径,现有均匀分布的红光垂直入射到半球的底面。
已知球冠(不含圆底面)的表面积为(如图乙,其中R为球的半径为球冠的高),光在真空中传播的速度为c,玻璃对红光的折射率为,若只考虑首次射到球面的光,则下面说法正确的是( )A.从半球面射出的光中,在玻璃内的传播时间最短为B.整个半球面透光的面积为C .所有射入到半球底面的光,有的会发生全反射D.若将入射光由红光换成紫光,则半球面透光的面积增大第(2)题大量处于n=4轨道的氢原子,向低能级跃迁时可辐射出不同频率的光的种数为( )A.3B.4C.6D.10第(3)题物理学中通常运用大量的科学方法建立概念,如“理想模型”、“等效替代法”、“控制变量法”等等,下列选项均用到“等效替代”方法的是概念是()A.“合力与分力”、“质点”、“电场强度”B.质点、平均速度、点电荷C.点电荷、总电阻、电场强度D.合力与分力、平均速度、总电阻第(4)题如图所示,高速摄像机记录了一名魔术师的发牌过程,虚线是飞出的扑克牌的运动轨迹。
则扑克牌在图示位置所受合力F与速度v的方向关系正确的是( )A.B.C.D.第(5)题如图所示,一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下,其能量的变化情况是( )A.重力势能减少,动能不变,机械能减少B.重力势能减少,动能增加,机械能减少C.重力势能减少,动能增加,机械能增加D.重力势能减少,动能增加,机械能守恒第(6)题通电直导线放在匀强磁场中,磁感应强度B的方向如图所示,“×”表示磁场方向垂直纸面向里,“·”表示磁场方向垂直纸面向外。
第二部分 专项增分练 专项增分练1 思维方法练【1.逆向思维法】1.[2023·山东枣庄模拟]如图所示,完全相同的三块木块并排固定在水平地面上,一颗子弹以速度v 1水平射入,若子弹在木块中做匀减速直线运动且穿过第三块木块后速度恰好为零,则下列说法中正确的是( )A .子弹依次射入每块木块时的速度之比为v 1∶v 2∶v 3=3∶2∶1B .子弹依次射入每块木块时的速度之比为v 1∶v 2∶v 3=3∶2∶1C .子弹穿过每块木块所用时间之比为t 1∶t 2∶t 3=1∶2∶ 3D .子弹穿过每块木块所用时间之比为t 1∶t 2∶t 3=1∶(2-1)∶(3-2)2.如图所示,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H .上升第一个H 4所用的时间为t 1,第四个H 4所用的时间为t 2.不计空气阻力,则t 2t 1满足( )A .1<t 2t 1<2B .2<t 2t 1<3C .3<t 2t 1<4D .3<t 2t 1<53.[2023·浙江模拟]如图甲所示,抚州市两名消防员在水平地面A 、B 两处使用相同口径的喷水枪对高楼着火点进行灭火.喷水枪喷出水的运动轨迹简化为如图乙所示,假设两喷水枪喷出的水均能垂直击中竖直楼面上的同一位置P 点.不计空气阻力,则( )A .A 处水枪喷出的水在空中运动的时间较长B .A 处水枪喷口每秒喷出水的体积较大C .B 处水枪喷出的水击中墙面的速度较大D .B 处水枪喷口喷出水的初速度较大【2.微元法】4.用水平拉力拉着物块沿半径为R 的水平圆轨道运动一周,如图所示,已知物块与轨道间的动摩擦因数为μ,物块质量为m ,重力加速度为g ,则此过程中摩擦力所做的功为( )A .-2μmg πRB .2μmg πRC .μmg πRD .0 5.[2023·北京石景山模拟]如图所示,一个均匀的带电圆环,带电量为+Q ,半径为R ,放在绝缘水平桌面上.圆心为O 点,过O 点做一竖直线,在此线上取一点A ,使A 到O 点的距离为R ,在A 点放一检验电荷+q ,则+q 在A 点所受的静电力为( )A .2kQq 4R 2,方向向下B .kQqR 2,方向向上 C .kQq R 2,方向向下D .2kQq 4R2,方向向上 6.[2023·福建泉州一模]水刀(如图所示),即以水为刀,本名高压水射流切割技术,以其冷切割不会改变材料的物理化学性质而备受青睐.目前在中国,“水刀”的最大压强已经做到了420MPa.“水刀”在工作过程中,将水从细喷嘴高速喷出,直接打在被切割材料的表面上,假设高速水流垂直打在材料表面上后,立刻沿材料表面散开没有反弹,已知水的密度为ρ=1.0×103kg/m 3,试估算要达到我国目前的“水刀”压强,则该“水刀”喷出的水流速度约为 ( )A .600m/sB .650m/sC .700m/sD .750m/s7.[2023·陕西汉中模拟](多选)如图所示,相距为l 的平行光滑导轨ABCD 和MNPQ 两侧倾斜、中间水平,且电阻不计,在导轨的两端分别连有电阻R 1和R 2,且电阻R 1=R 2=r ,左侧倾角为θ,在ABNM 区域内存在垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B 0,水平部分虚线ef 和gi 之间的矩形区域内,有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度也为B 0.一质量为m 、电阻为r 、长度也为l 的金属导体棒,从距水平轨道h 高处由静止释放,滑到底端时的速度为v 0,第一次穿过efig 磁场区域后速度变为13v 0.已知导轨和金属棒始终接触良好,倾斜部分轨道和水平部分平滑连接,则下列说法正确的有( )A.导体棒从静止开始下滑到底端BN 过程中,电阻R 1上产生的热量为13(mgh -12mv 20 )B .导体棒第一次通过水平区域磁场过程中通过导体棒的电荷量为2mv 03B 0lC .虚线ef 和gi 之间的距离mv 0rB 20 l 2D .导体棒最终可能停在水平磁场ef 处【3.对称法】8.[2023·云南丽江模拟](多选)如图所示,边长为2a 的正方形ABCD 的中心在直角坐标系xOy 的原点O ,AD 平行于x 轴,电荷量为-Q 的点电荷固定在G 点(-2a ,0),电荷量为+Q 的点电荷固定在H 点(2a ,0).电荷量为+q 的点电荷在外力作用下从A 点沿AD 运动到D 点,再沿DC 运动到C 点.则( )A .A 、B 两点的电场强度大小相等 B .A 、B 两点的电场强度方向相同C .点电荷+q 从A 到D 的过程中,电势能增大 D .点电荷+q 从D 到C 的过程中,电势能保持不变9.[2023·浙江模拟]如图,电荷量为q 的点电荷与均匀带电薄板相距2d ,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心.若图中A 点的电场强度为0,则图中B 点的电场强度的大小为( )A .0B .kq d 2C .8kq 9d 2D .10kq9d210.如图,一束单色光射入一玻璃球体,入射角为60°.已知光线在玻璃球内经一次反射后,再次折射回到空气中时与入射光线平行.此玻璃的折射率为( )A . 2B .1.5C . 3D .211.(多选)如图是某鱼漂的示意图,O 、M 、N 为鱼漂上的三个点.当鱼漂静止时,点O 恰好在水面.用手将鱼漂向下压,使点M 到达水面,松手后,鱼漂会上下运动,上升到最高处时,点N 到达水面,鱼漂的运动可看成简谐运动.下列说法正确的是( )A.点O 到达水面时,鱼漂的速度最大B .点M 到达水面时,鱼漂具有向下的加速度C .松手后,当鱼漂由下往上运动时,速度先变大后变小D .一个周期内,鱼漂的点O 只有一次到达水面【4.补偿法】12.如图所示,有一个质量为M ,半径为R ,密度均匀的大球体.从中挖去一个半径为R2的小球体,并在空腔中心放置一质量为m 的质点,则大球体的剩余部分对该质点的万有引力大小为(已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零)( )A .G Mm R2B .0 C .4G Mm R 2D .G Mm2R213.如图所示,半径为R 的绝缘细圆环上均匀分布着电荷量为Q 的正电荷,A 、B 、C 三点将圆周三等分.取走A 、B 处弧长均为ΔL 的圆弧上的电荷(ΔL ≪R ),静电力常量为k ,此时圆心O 处电场强度( )A .方向沿CO ,大小为k Q ΔL2πR3B .方向沿OC ,大小为k Q ΔL2πR3C .方向沿CO ,大小为k Q ΔLπR 3 D .方向沿OC ,大小为kQ ΔLπR3 【5.等效法】14.如图所示,一段导线abcd 弯成半径为R 、圆心角为90°的部分扇形形状,置于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直.线段ab 和cd 的长度均为R2.流经导线的电流为I ,方向如图中箭头所示.则导线abcd 所受到的安培力为( )A .方向沿纸面向上,大小为2BIR2B .方向沿纸面向上,大小为(π-2)BIR2C .方向沿纸面向下,大小为2BIR2D .方向沿纸面向下,大小为(π-2)BIR215.如图所示为一双线摆,它是在一水平天花板上用两根等长细绳悬挂一小球而构成的,绳的质量可以忽略,设图中的l 和α为已知量,当小球垂直于纸面做简谐振动时,周期为( )A .2πl sin αg B .2πl gC .πlgD .2πl cos αg16.[2023·重庆渝中模拟]如图所示,固定的光滑竖直杆上套着一个滑块,滑块用轻绳系着绕过光滑的定滑轮O (滑轮大小可忽略).现以大小不变的拉力F 拉绳,使滑块从A 点起由静止开始上升.滑块运动到C 点时速度最大.已知滑块质量为m ,滑轮O 到竖直杆的距离为d ,∠OAO ′=37°,∠OCO ′=53°,重力加速度为g .下列说法正确的是( )A .拉力F 的大小为54mgB .滑块做匀加速运动C .滑块由A 到C 过程中拉力F 做的功为2536mgdD .滑块由A 到C 的过程中拉力F 做功为56mgd17.[2023·河南联考](多选)如图所示,倾角为30°的光滑斜面上固定有光滑圆弧轨道,a 、c 点分别为最高和最低点,b 、d 两点与圆心等高,斜面上有平行于斜面的水平匀强电场,一质量为m ,电量为q 的带正电小球(视为质点),从b 点无初速释放,球沿轨道运动最远到达c 点;现在b 点将小球以速度v 0沿斜面向下弹出,小球恰好能沿轨道做圆周运动而不脱离,重力加速度为g ,以下说法正确的是( )A .电场方向由b 指向dB .电场强度大小为mg2qC .圆弧轨道半径为(32+2)v 27gD .小球电势能最大时动能为11-6214mv 20 18.如图所示,在竖直平面内有水平向左的匀强电场,在匀强电场中有一根长为L 的绝缘细线,细线一端固定在O 点,另一端系一质量为m 的带电小球.小球静止时细线与竖直方向成θ角,此时让小球获得初速度且恰能绕O 点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动,重力加速度为g ,不考虑空气阻力.下列说法正确的是( )A.匀强电场的电场强度E =mg sin θqB .小球做圆周运动过程中动能的最小值为E kmin =mgL2cos θC .小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小D .小球从初始位置开始,在竖直平面内运动一周的过程中,其电势能先减小后增大 19.[2023·江西新余模拟](多选)如图所示,在光滑的水平地面上方,有两个磁感应强度大小均为B 、方向相反的水平匀强磁场,PQ 为两个磁场的边界,磁场范围足够大.一个半径为a 、质量为m 、电阻为R 的金属圆环垂直磁场方向,以速度v 从图示位置(实线所示)开始运动,当圆环运动到直径刚好与边界线PQ 重合时(虚线所示),圆环的速度变为v2,则下列说法正确的是( )A .此时圆环的电功率为2B 2a 2v2RB .此时圆环的加速度大小为8B 2a 2v mRC .此过程中通过圆环截面的电荷量为πBa 2RD .此过程中回路产生的电能为0.75mv 220.(多选)原子中的电子绕原子核的圆周运动可以等效为环形电流.设氢原子的电子以速率v 在半径为r 的圆周轨道上绕核转动,周期为T .已知电子的电荷量为e 、质量为m ,静电力常量为k ,则其等效电流大小为( )A .e TB .ev2πr C .e2πrk mr D .e 22πr k mr【6.类比法】21.类比是学习和研究物理的一种重要思维方法.我们已经知道,在磁感应强度为B 的匀强磁场中,垂直于磁场方向放置一面积为S 的平面,穿过它的磁通量Φ=BS ;与之类似,我们也可以定义电通量.在真空中有一电荷量为+Q 的点电荷,其电场线和等势面分布如图所示,等势面M ,N 到点电荷的距离分别为r 1,r 2,通过等势面M ,N 的电通量分别为Φ1,Φ2,已知r 1∶r 2=1∶2,则Φ1∶Φ2为( )A .1∶4B.1∶2 C .1∶1D.4∶122.如图所示,在竖直平面内,两质量均为m 、电荷量均为+q 的小球(视为质点)P 、Q 用一段绝缘细线连接,整个装置始终处在垂直纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场中.让小球P 固定不动,将细线水平拉直后由静止释放小球Q ,当绳与水平方向夹角为α(小于90°)时,小球的加速度大小为( )A.2g sinαB.g cosαC.g3sin2α+1D.g4-3sin2α【7.整体法和隔离法】23.[2023·辽宁大连模拟]中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”,为国际抗疫贡献了中国力量.某运送防疫物资的班列由30节质量相等的车厢组成,在车头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第2节车厢对第3节车厢的牵引力为F.若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为( )A 114F B.1415FC.F D.115F24.[2023·江西宜春模拟](多选)如图所示,倾角为θ=30°的斜面体放置在水平面上,其底面粗糙、斜面部分光滑,斜面体上的物块在大小为F0的水平拉力作用下保持静止,现将拉力顺时针转过一定角度α后,拉力大小仍为F0,物块仍能保持静止.整个过程斜面体始终处于静止状态,则在拉力水平和转过角度α后两种情况下( )A.物块对斜面的压力大小之比为2∶1B.物块对斜面的压力大小之比为3∶1C.斜面体与水平面间摩擦力大小之比为2∶1D.斜面体与水平面间摩擦力大小之比为2∶125.[2023·河北廊坊模拟](多选)如图所示,质量为4kg的长木板A放在光滑水平地面上,质量为2kg的物块B静止在木板上,A、B之间的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度大小为g=10m/s2,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.现用水平向右的拉力F作用在长木板上,下列说法中正确的是( )A.F=6N时,B受到A的摩擦力为2N,方向水平向右B.F=10N时,A、B之间会发生相对滑动C.F=14N时,B的加速度大小为2m/s2D.若A与地面动摩擦因数为μ2=0.3,当F=25N时,A、B没有相对滑动【8.临界值法】26.[2023·浙江台州模拟](多选)如图,两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO′的距离为L,b与转轴的距离为2L.木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g.若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用ω表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是( )A .a 、b 所受的摩擦力始终相等B .b 一定比a 先开始滑动C .ω=kg2L是b 开始滑动的临界角速度 D .当ω=2kg3L时,a 所受摩擦力的大小为kmg 27.[2023·湖南常德模拟](多选)如图所示,直角三角形abc 区域内(含边界)存在垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B 的匀强磁场,顶点a 处有一离子源,沿ac 方向同时射出一群速度大小不同的正离子,离子的质量均为m 、电荷量均为q ,已知∠bac =30°,bc 边长为L ,不计离子的重力及离子间的相互作用力,则下列说法正确的是( )A .从ab 边界射出的离子,一定同时平行射出B .从bc 边界射出的离子在磁场中运动的时间均不小于πm3qBC .从bc 边界射出的离子的速度均不小于3BqLmD .当某离子垂直于bc 边界射出时,磁场中的所有离子都在与ab 边界成15°角的一条直线上28.[2023·四川成都高一统考]如图所示,小球A 可视为质点,装置静止时轻质细线AB 水平,轻质细线AC 与竖直方向的夹角37°.已知小球的质量为m ,细线AC 长l ,B 点距C 点的水平和竖直距离相等.装置能以任意角速度绕竖直轴转动,且小球始终在BO ′O 平面内,那么在角速度ω从零缓慢增大的过程中( )(重力加速度g 取10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)A.两细线张力均增大B .细线AB 中张力一直变小,直到为零C .细线AC 中张力一直增大D .当AB 中张力为零时,角速度可能为5g 4l[答题区]专项增分练1 思维方法练1.解析:将匀减速直线运动看做初速度为零的匀加速直线运动的逆运动,由初速度为零的匀加速直线运动可知v =2ax ,则v 1∶v 2∶v 3=2a·3x∶2a·2x∶2a·x=3∶2∶1,A 错误,B 正确;由位移公式x =12at 2得t =2xa,从右往左依次穿过木块的时间之比为t 右∶t 中∶t 左=2x a∶2·2xa∶2·3xa=1∶2∶3,则穿过每块木块所用时间之比为t 1∶t 2∶t 3=(3-2)∶(2-1)∶1,C 、D 都错误.答案:B2.解析:运动员起跳到达最高点的瞬间速度为零,又不计空气阻力,故可逆向处理为自由落体运动.则根据初速度为零匀加速运动,相等相邻位移时间关系,有1∶(2-1)∶(3-2)∶(2-3),因此t 2t 1=12-3=3+2≈3.732s ,故t 2t 1满足3<t 2t 1<4,C 正确.答案:C3.解析:由于两喷水枪喷出的水均能垂直击中竖直楼面上的同一位置P 点,则该运动可以等效为反方向的平抛运动,根据h =12gt 2可知,高度相等,则两处水枪喷出的水在空中运动的时间相等,A 错误;根据x =v 0t ,v y =2gh ,v =v 20 +v 2y ,结合上述可知,时间相等,A 处水枪喷出的水的水平位移大一些,则A 处水枪喷出的水的水平分初速度大一些,高度相等,则竖直分速度相等,可知,A 处水枪喷出的水的初速度v 大一些,则A 处水枪喷口每秒喷出水的体积较大,B 正确,D 错误;水被喷出后,在水平方向做匀速直线运动,根据上述,A 处水枪喷出的水的水平分初速度大一些,即A 处水枪喷出的水击中墙面的速度较大,C 错误.答案:B 4.解析:在整个过程中物块受到的摩擦力大小f =μmg 不变,方向时刻变化,是变力.我们可以把圆周分成无数小微元段,每一小段可近似看成直线,且每小段的摩擦力与运动方向始终相反,则W 1=-μmgs 1,W 2=-μmgs 2,W 3=-μmgs 3,…,W n =-μmgs n ,物块运动一周,摩擦力做功为W =W 1+W 2+W 3+…+W n =-μmg(s 1+s 2+s 3+…+s n )=-2μmg πR ,A 正确.答案:A5.解析:取长度为Δx 的微元,微元的带电量为q 0=Q2πR ·Δx ,微元对A 点的+q 在竖直方向上的分力为F y =kqq 0(2R )2cos 45°,根据对称性可知,圆环对电荷在水平方向上的分力相互平衡,则+q 在A 点所受的静电力为F =2πR Δx ·F y =2kQq4R 2,方向向上,D 正确.答案:D6.解析:设水流速度为v ,横截面积为s ,在极短时间Δt 内的质量Δm =ρvs Δt ,由动量定理得Δmv =ps Δt ,解得v =650m /s ,B 正确.答案:B7.解析:设此过程整个装置产生的热量为Q ,R 1上产生的热量为Q 1,根据能量守恒得mgh =Q +12mv 20 ,因为电阻R 1=R 2=r ,所以通过导体棒的电流是R 1或R 2的2倍,根据焦耳定律可知导体棒产生的热量是R 1或R 2产生热量的4倍,所以Q 1=12Q r +r 2·r 2=Q 6=16(mgh -12mv 20 ),A 错误;设ef 和gi 之间的距离为x ,穿过磁场过程流过导体棒的电荷量为q 1,根据动量定理可得-B 0I -l·Δt =m·13v 0-m·v 0,又I -Δt =q 1,所以q 1=m·v 0-m ·13v 0B 0l =2mv 03B 0l,B 正确;根据欧姆定律有ΔΦΔt R 总=I -=q 1Δt ,又R 总=r +12r =32r ,ΔΦ=B 0lx ,联立解得x =mv 0rB 20 l2,C 正确;设导体棒在ef 和gi 之间的磁场区经过的总路程为s ,通过导体棒的电荷量为q 2,根据动量定理得-B 0lq 2=0-m·v 0,又B 0lsΔt 32r =q 2Δt ,解得s =3mv 0r 2B 20 l 2=32x ,故导体棒最终停在水平磁场的正中间,D 错误.答案:BC 8.解析:根据等量异种电荷电场线分布的对称性,可知A 点与B 点电场强度大小相等,A 正确;根据等量异种电荷电场线分布的对称性,可知A 点与B 点电场强度的方向不相同,A 点电场强度方向沿向左偏下方向,B 点电场强度方向沿向左偏上方向,B 错误;根据对称性可知,ABCD 四个点的电势大小关系是φD =φC >φA =φB ,点电荷+q 从低电势A 到高电势D 的过程中,电场力做负功,因此电势能增加,C 正确;点电荷+q 从D 到C 的过程中,电势先增大后减小,电场力先做负功后做正功,故电势能先增大后减小,但初末态的电势能相等,D 错误.答案:AC9.解析:由于图中A 点的电场强度为0,表明薄板带负电,且薄板在A 点的电场强度大小为E A =k q (3d )2=k q9d 2,根据对称性,薄板在B 点的电场强度大小与薄板在A 点的相等,方向相反,则B 点的电场强度的大小为E B =k q 9d 2+k q d 2=10kq9d2,D 正确.答案:D10.解析:据题意,由于出射光线和入射光线平行,则光线AB 和光线BC 关于法线BO对称,则法线与出射光线和入射光线平行,所以∠ABO=30°,则折射角r =∠OAB=30°,据折射定律有:n =sin 60°sin 30°=3,C 正确.答案:C11.解析:当鱼漂静止时,点O 恰好在水面,则O 点与水面重合时的位置为简谐运动的平衡位置,此时浮力与重力大小相等,则点O 到达水面时,鱼漂的速度最大,A 正确;点M 到达水面时,浮力大于重力,鱼漂的加速度方向向上,B 错误;松手后,当鱼漂由下往上运动时,先靠近平衡位置,后远离平衡位置,速度先变大后变小,C 正确;根据简谐运动的周期性,一个周期内,鱼漂的点O 有两次到达水面,D 错误.答案:AC12.解析:若将挖去的小球体用原材料补回,可知剩余部分对m 的吸引力等于完整大球体对m 的吸引力与挖去小球体对m 的吸引力之差,挖去的小球体球心与m 重合,对m 的万有引力为零,则剩余部分对m 的万有引力等于完整大球体对m 的万有引力;以大球体球心为中心分离出半径为R 2的球,其质量为18M ,则剩余均匀球壳对m 的万有引力为零,故剩余部分对m 的万有引力等于分离出的球对其的万有引力,根据万有引力定律F =G 18mM (R 2)2=G Mm2R 2,D 正确.答案:D13.解析:由于圆环所带电荷量均匀分布,所以长度为ΔL 的小圆弧所带电荷量q =Q ΔL2πR,没有取走电荷时圆心O 点的电场强度为零,取走A 、B 两处的电荷后,圆环剩余电荷在O 点产生的电场强度大小等于A 、B 处弧长为ΔL 的小圆弧所带正电荷在O 点产生的场强的叠加,方向相反,即有E 剩=2kq R 2cos 60°,解得E 剩=kQ ΔL 2πR3,方向沿CO ,A 正确;B 、C 、D 错误.答案:A14.解析:图中导线的等效长度为a 到d 的直线距离,由几何关系可知,等效长度L =2(R -12R)=22R ,由安培力计算公式F =BIL =22BIR ,由左手定则可知,方向向上,A 正确.答案:A15.解析:如题图所示,等效摆长为l sin α,由于小球做简谐运动,由单摆的振动周期为T =2πl sin αg,A 正确. 答案:A16.解析:滑块到C 点时速度最大,其所受合力为零,则有F cos 53°-mg =0,解得F =53mg ,A 错误;滑块运动过程中,设绳子与竖直杆的夹角为θ,根据牛顿第二定律知F cos θ-mg =ma ,解得a =F cos θm -g ,滑块向上运动过程中,θ变化,加速度大小也变化,滑块做非匀变速运动,B 错误;滑轮与A 间绳长L 1=d sin 37°,滑轮与C 间绳长L 2=dsin 53°,滑轮右侧绳子增大的长度ΔL =L 1-L 2=5d12,由能量守恒定律可知,拉力F 做的功等于轻绳拉力F′对滑块做的功,拉力做功W =F ΔL =2536mgd ,C 正确,D 错误.答案:C17.解析:从b 点无初速释放,球沿轨道运动最远到达c 点,带正电小球是克服电场力做功,故电场方向由d 指向b ,A 错误;从b 点无初速释放,球沿轨道运动最远到达c 点过程中由动能定理得mgr sin 30°=qEr ,解得E =mg2q ,B 正确;由题意可知小球圆周运动的等效最高点为ad 弧的中点,在b 点将小球以速度v 0沿斜面向下弹出,小球恰好能沿轨道做圆周运动而不脱离,说明小球恰能到达等效最高点,由牛顿运动定律可得2mg sin 30°=m v2r ,由动能定理得-2mg sin 30°(r+22r)=12mv 2-12mv 20 ,两式联立解得r =(32-2)v 20 7g ,C错误;小球在d 点电势能最大,从b→d 由动能定理可得-qE·2r=E k d -12mv 20 ,代入数据解得E k d =11-6214mv 20 ,D 正确.答案:BD18.解析:小球静止时细线与竖直方向成θ角,对小球进行受力分析,如图所示,由平衡关系可知tan θ=qE mg ,解得E =mg tan θq ,A 错误;小球静止时细线与竖直方向成θ角,则A 点为小球绕O 点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动的等效最高点,如图所示,A 点时小球的速度最小,动能最小,由牛顿第二定律可知mg cos θ=mv 2min L ,最小动能E kmin =12mv 2min ,联立解得E kmin =mgL2cos θ,B 正确;由功能关系可知,机械能的变化量等于除重力和弹簧弹力之外的其他力做的功,此处即电场力做的功.由题意可知,当小球运动到最左边与O 点等高时,电场力做负功最多,机械能最小,C 错误;小球从初始位置开始,在竖直平面内运动一周的过程中,电场力先做正功后做负功再做正功,所以电势能先减小后增大再减小,D 错误.答案:B19.解析:当圆环的直径与边界线重合时,圆环左右两半环均产生感应电动势,切割磁感线的有效长度均为2a ,故圆环中的感应电动势为E =2B×2a×v2=2Bav ,圆环的电功率P=E 2R =4B 2a 2v 2R ,A 错误;此时圆环产生的感应电流I =E R =2Bav R ,受到的安培力F =2BI×2a=2B×2Bav R ×2a=8B 2a 2v R ,由牛顿第二定律可得,加速度a =F m =8B 2a 2v mR ,B 正确;圆环中的平均电动势为E -=ΔΦΔt ,通过圆环截面的电荷量Q =I -Δt =E -R Δt =ΔΦR =B πa 2R ,C 正确;此过程中回路产生的电能等于动能的减少量E =12mv 2-12m(v 2)2=38mv 2=0.375mv 2,D 错误.答案:BC20.解析:根据电流的定义式可得等效电流为I =q t =eT ,A 正确;电子运动的周期表达式为T =2πr v ,根据电流的定义式可得等效电流为I =q t =ev2πr ,B 正确;原子中的电子绕原子核的圆周运动可以等效为环形电流,氢原子的电子的速率v ,根据库仑力提供向心力k e2r 2=m 4π2r T 2,解得T =2πr erm k ,形成的电流为I =e T =e 22πrkmr,C 错误,D 正确. 答案:ABD21.解析:根据库仑定律,距离点电荷r 1的球面处的电场强度为E 1=k Qr 21 ,距离点电荷r 1的球面处球面的面积为S 1=4πr 21 ,则通过半径为r 1的球面的电通量为Φ1=E 1S 1=k Q r 21×4πr 21 =4πkQ ;同理,距离点电荷r 2的球面处的电场强度为E 2=kQr 22,距离点电荷r 2的球面处球面的面积为S 2=4πr 22 ,通过半径为r 2的球面的电通量为Φ2=E 2S 2=kQ r 22×4πr 22 =4πkQ ,则Φ1∶Φ2=1∶1,C 正确.答案:C 22.解析:小球Q 在运动中与小球P 的距离保持不变,所以小球Q 所处的电势大小不变,所以电场力不做功,洛伦兹力时刻指向圆心,与速度方向垂直,所以洛伦兹力不做功.所以只有重力做功,设当绳与水平方向夹角为α(小于90°)时,小球速度为v ,由动能定理可得mgR sin α=12mv 2-0,对小球Q 受力分析,沿绳方向和垂直于绳的方向建立平面直角坐标系,将重力正交分解,分解为垂直于绳方向的G 1,和沿绳方向的G 2.沿绳方向的合力充当向心力,所以沿绳方向的合力F =mv 2R ,沿绳方向的加速度a 1=Fm ,联立解得a 1=2g sin α,垂直于绳的方向的力G 1=mg cos α,垂直于绳方向加速度a 2=G 1m =g cos α,小球Q 的加速度a =a 22 +a 21 =g 3sin 2α+1,C 正确. 答案:C23.解析:把后28节车厢看成整体,由牛顿第二定律有F -28f =28ma ,设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为F′,对最后两节车厢,由牛顿第二定律有F′-2f =2ma ,解得F′=114F ,A 正确.答案:A 24.解析:根据平衡条件,两种情况下物块受力关系如图所示,拉力水平时斜面对物块的支持力F N 1=mgcos 30°,在拉力大小不变时为使物体仍能静止,拉力方向应顺时针转过60°角,由几何关系可知F N 2=F 0=mg tan 30°,根据牛顿第三定律可得物块对斜面的压力大小之比为F N 1′∶F N 2′=F N 1∶F N 2=2∶1,A 正确,B 错误;对斜面体和物块整体分析,在水平方向上合力为零,拉力水平时,水平面对斜面体的摩擦力F f 1=F 0,拉力方向顺时针转过60°角时,水平方向有F f 2=F 0cos 60°,根据牛顿第三定律可得斜面体与水平面的摩擦力大小之比为F f 1′∶F f 2′=F f 1∶F f 2=2∶1,C 正确,D 错误.答案:AC25.解析:F =6N 时,假设A 、B 一起加速运动,共同加速度为a =F m A +m B=1m /s 2,B 受到A 的摩擦力为f =m B a =2N <μm B g =4N ,假设成立,A 正确;取A 、B 之间发生相对滑动的临界状态来研究,对B 有μm B g =m B a 1,对整体F 1=(m A +m B )a 1,联立解得F 1=12N ,B 错误;由以上分析知F =14N 时,A 、B 已经发生相对滑动,所以对B 有μm B g =m B a 1,解得a 1=2m /s 2,C 正确;假设A 、B 没有相对滑动,则对整体F -μ2(m A +m B )g =(m A +m B )a 2,解得a 2=76m /s 2<a 1=2m /s 2,假设成立,D 正确.答案:ACD26.解析:a 、b 两物体一起随圆盘转动时,静摩擦力提供向心力f =mrω2,因为a 、b 半径不同故摩擦力不同,A 错误;当a 、b 两物体一起随圆盘转动时,ω相同,b 物体的半径是a 的2倍,故b 物体的静摩擦力是a 的2倍,随着角速度的增加,b 物体先达到最大静摩擦,故b 先滑动,B 正确;当b 恰好滑动时有kmg =m2Lω2,得ω=kg2L,C 正确;当a 恰好滑动时kmg =mLω2,得ω=kg L ,kg L >2kg3L,故a 物体还没达到最大静摩擦,D 错误.答案:BC27.解析:由题意可知,离子的入射角度相同,转过的圆心角也相同,则出射角相同,同时由T =2πmBq 可得,当磁场强度、离子质量和所带电荷相同时,离子在磁场中的运动时间也相同,故离子会同时平行射出,A 正确;当从a 中射入的离子从bc 边垂直射出时,由几。
1全国第三批新高考2024-2024年高效提分物理压轴计算题汇编(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32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)(共8题)第(1)题如图所示是一种电容式键盘,键盘上每个键子下面都连有一块小金属片,与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块固定的小金属片,这样两块金属片就组成一个小电容器.该电容器的电容可用公式计算,其中为一常量,S表示金属片的正对面积,d表示两金属片间的距离。
连接电源,按下某个键时,与之相连的电子线路就给出与该键相关的信号,此时该电容器的()A.电容不变B.极板所带的电荷量变大C.极板间的电压变小D.极板间的场强不变第(2)题如图所示半圆形玻璃砖,圆心为O,半径为R。
某单色光由空气从OB边界的中点A垂直射入玻璃砖,并在圆弧边界P点发生折射,该折射光线的反向延长线刚好过B点,空气中的光速可认为是,则( )A.该玻璃对此单色光的临界角为B.该玻璃对此单色光的折射率为C.光从A传到P的时间为D.玻璃的临界角随入射光线位置变化而变化第(3)题一台小型发电机与交流电压表、小灯泡按图甲所示连接,发电机产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示,发电机内阻不可忽略,交流电压表视为理想电压表。
则( )A.发电机产生的交变电流的电动势的最大值为440VB.交流电压表V的示数为220VC.发电机产生的交变电流的电动势表达式为D.任意时刻穿过线圈的磁通量为第(4)题在天然放射性现象中发现的是( )A.阴极射线B.β射线C.质子D.中子第(5)题如图为氢原子的能级示意图。
若使处于基态的氢原子被激发后,可辐射能量为的光,则激发氢原子的光子能量可能为( )A.B.C.D.第(6)题2024年1月17日22时37分,天舟七号货运飞船发射升空,顺利进入近地点200km、远地点363km的近地轨道(LEO)。
如图所示,飞船在LEO轨道M点喷火加速后顺利进入转移轨道,经转移轨道与位于离地高度400km的正圆轨道上运行的中国空间站完成对接,整个过程历时约3小时,飞船喷火前后可认为质量不变。
2024届高三二轮复习联考(三)全国卷理综高效提分物理试题(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32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)(共8题)第(1)题如图所示是某一交变电流的图像,曲线部分为正弦函数的一部分,则该交变电流的有效值为( )A.B.C.D.第(2)题2023年5月,天舟六号货运飞船在长征七号遥七运载火箭的喷薄托举下腾空九霄、进入太空,次日飞船成功完成与空间站核心舱后向对接,给空间站运送物资。
据悉天舟六号作为一艘货运飞船,其硬核能力——货物装载能力在航天史上首次突破了7吨。
假设和空间站对接前飞船在某条轨道绕地球做匀速圆周运动,轨道离地面高度为h,飞船运行周期为T,引力常量为G,地球表面重力加速度为g,根据以上信息()A.可求得飞船的质量B.可求得地球的半径C.可求得地球与飞船间的万有引力D.不能求得以上任一物理量第(3)题下列说法正确的是( )A.晶体一定具有各向异性B.温度升高物体的内能一定增大C.布朗运动是液体分子的无规则运动D.自由下落的水滴呈球形是液体表面张力作用的结果第(4)题马蹄灯是上世纪在中国生产并在民间广泛使用的一种照明工具。
它以煤油作灯油,再配上一根灯芯,外面罩上玻璃罩子,以防止风将灯吹灭。
当熄灭马蹄灯后,灯罩内空气温度逐渐降低,下列关于灯罩内原有空气的说法中正确的是()(设外界大气压恒定)A.所有气体分子运动的速率都减小B.压强减小C.体积不变D.内能减小第(5)题香海大桥为广东省重点交通项目,已于2022年全线通车,其与江珠高速公路有相交点,可进一步促进大湾区内珠中江地区融合发展,已知大桥全长,其中主线长,支线长,支线路段限速为。
若一辆汽车以加速度从静止开始驶入支线,先直线加速到后保持匀速率行驶,则下列说法正确的是()A.汽车加速时间为B.指的是位移C.指的是平均速度D.汽车通过支线的时间小于9分钟第(6)题图为一辆某建设工地上运送沙石的厢式自卸车,到达目的地后准备卸下车厢内的沙子,此时车头朝前,车厢在液压顶作用下缓慢抬高,车厢与水平面的夹角逐渐增大,整个卸沙过程汽车车轮相对地面始终静止。
计算题专项练(1)1.[2023·广东珠海模拟]现在很多公路上所画的行车线和交通指示标志都使用了能将光“逆向反射”的反光膜,从而使得在夜间行车没有路灯的情况下,能看清道路和交通标志,如图甲所示.这种反光膜的结构如图乙所示,它是由透明保护层1、单层排列的玻璃微珠2、反射层3、胶合层4等组成.当有光照射到这些玻璃微珠上时,经折射后射到其后面的反射面上,然后沿原入射方向被反向射回.若玻璃微珠是半径为R的小球,为保证一束平行光照射到这样的交通标志上能有足够强度的光被“反向射回”,要求入射光与“反向射回”的光之间的距离应小于3R,则制作玻璃微球材料的折射率应满足什么条件?2.[2023·湖南湘潭模拟]如图是一可以加热的饭盒,饭盒盖上有一排气口,且密封性良好,可将其简化成一导热的长方体容器,饭盒内部横截面积为S,质量、厚度均不计的饭盒盖与玻璃饭盒底部之间封闭了一定质量的理想气体,饭盒盖与玻璃饭盒底部之间的距离为L,且饭盒盖固定不动,气体的初始温度T0=300K,初始压强为大气压强p0,现缓慢加热饭盒使气体温度达到330K.(1)求此时封闭气体的压强;(2)打开排气口,设此过程中饭盒内气体温度不变,放出部分气体,使得饭盒内气体压强与外界大气压强相等,求排出气体与原有气体的质量比.3.2022年北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台比赛中,中国队运动员谷爱凌力压世界排名第一的选手,最后一跳以向左偏轴转体1620°的动作完美逆转(如图1),获得个人首金.大跳台比赛场地分为助滑区、起跳台、着陆坡和终点区域四个部分.图2是某技术公司对谷爱凌夺冠一跳的“高度-时间”分析.已知谷爱凌及身上的装置总质量为m =65kg.根据这些信息回答下述问题:(1)不考虑运动员转体的动作,将运动员看做质点. ①设助滑出发区距地面高度为h 1,运动员从静止出发,从起跳台起跳后能达到的最大高度距地面为h 2,不计人体能量的消耗、不计一切摩擦,求运动员在最高点的速度大小v (用字母表示);②请你根据图2中的信息,估算v 大小;③运动员落到着陆坡时,垂直坡面方向的速度在极短时间内减为0,因此运动员要承受极大的冲击力.设运动员在最高点速度约为v =20m/s ,落到着陆坡时的速度方向与水平方向成α=45°,着陆坡的倾角θ=36°,雪板与坡面经大约Δt =0.05s 的撞击时间后继续滑行.请根据以上条件估算运动员受到的冲击力.(保留1位有效数字)(可能会用到数据:sin36°=0.59,cos36°=0.81,sin9°=0.16,sin81°=0.99)(提示,先写表达式,再代数).(2)考虑运动员的转体动作.①若谷爱凌在空中腾空的时间约为3s ,在空中转动的角速度几乎不变,求她在空中转动的角速度大小;②物体转动动能可以理解为各部分绕轴转动的动能之和.已知物体转动的惯性用物理量I 来描述,它的名称为“转动惯量”,物体转动的快慢用角速度ω描述.请类比质点动能表达式E k =12mv 2,写出物体转动动能表达式;③若将谷爱凌在空中转动,理想化为一个半径约为0.20m 的圆柱体的转动,已知圆柱体的转动惯量为I =12mR 2(m 为圆柱体质量,R 为圆柱体半径),并假设谷爱凌在冲出跳台的瞬间(约0.02s)内获得足够的角速度,请问她瞬间转体爆发的功率大约多大?(保留1位有效数字).4.某离子束实验装置的基本原理如图1所示,在半径为R 的圆柱形底面建立空间直角坐标系,坐标原点与圆柱底面圆心重合.圆柱形区域内存在沿z 轴负方向、电场强度为E 的匀强电场,圆柱形区域正上方存在沿x 轴负方向、磁感应强度为B 0的匀强磁场.如图2所示,从离子源不断飘出电荷量为q 、质量为m 的正离子,经电场加速后从圆柱形边界正上方沿y 轴负方向进入磁场,恰好在圆柱顶面圆心处与y 轴正方向成θ角斜向下射出磁场,进入圆柱形区域内的电场中,最后落在圆柱底面上坐标为(0,R ,0)的D 点(图中未画出),不计离子重力.(1)求加速装置的电压U ; (2)求圆柱形区域的高度h ;(3)在离子进入圆柱形区域时,在圆柱形区域内加一个磁感应强度大小为B 0、方向沿z 轴周期性变化的磁场,以z 轴正方向为正方向,离子进入圆柱形区域的时刻为计时起点,磁场的变化如图3所示.已知磁场方向变化的周期为4πmqB 0,tan θ=2,求该离子打在圆柱形底面的位置坐标.计算题专项练(1)1.解析:依题意画出光路,如图所示入射光与“反向射回”的光之间的距离等于3R 时,由几何关系可知AC =3R2,i =θ=2r又因sin θ=AC R =32所以i =60°,r =30°根据折射定律可知,玻璃材料的折射率为n =sin isin r = 3即玻璃材料的所射率应满足n ≥ 3 答案:n ≥ 32.解析:(1)加热饭盒时,玻璃饭盒内气体体积不变,由查理定律有p 0T 0=p 1T 1解得p 1=1.1p 0(2)设最后气体在大气压强下的体积为V 1,则V 0=SL 有p 1V 0=p 0V 1 解得V 1=1.1SL同温度、同压强下同种气体的质量比等于体积比,设排出气体的质量为Δm ,气体原来的质量为m 0,则Δm m 0=V 1-V 0V 1联立解得Δm m 0=111答案:(1)1.1p 0 (2)1113.解析:(1)①根据机械能守恒,mgh 1=mgh 2+12mv 2,解得v =2(h 1-h 2)g②根据图像可得h 1=52m ,h 2=32m ,解得v =19.7m/s③从最高点到斜坡的运动为平抛运动,则落到斜坡时v v ′=cos45°,速度垂直斜坡的分量为v ″=v ′sin81°根据动量定理-F Δt =0-mv ″,解得F ≈4×104N(2)①角速度ω=ΔθΔt =9π3rad/s =3πrad/s②转动动能E k =12Iω2③根据动能定理有,Pt =12Iω2,解得P =3×103W答案:(1)①2(h 1-h 2)g ②19.7m/s ③4×104N(2)①3πrad/s ②12Iω2 ③3×103W4.解析:(1)设离子进入磁场的速度为v ,根据动能定理,有qU =12mv 2离子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,有qvB 0=m v 2r根据几何关系,有sin θ=R r解得v =qB 0Rm sin θ,U =qB 20 R 22m sin 2θ(2)离子在圆柱形区域内的电场中沿y 轴正方向做匀速直线运动,沿z 轴负方向做匀加速直线运动,则沿y 轴正方向有R =v y t =vt cos θ沿z 轴负方向有h =v z t +12at 2其中a =qE m,v z =v sin θ解得h =R tan θ+mE tan 2θ2qB 2(3)在圆柱形区域内加磁场后,离子沿z 轴负方向做与第(2)问相同的匀加速直线运动,由(2)可知离子在圆柱形区域内运动的时间t =m qB 0tan θ=2m qB 0由磁场方向变化的周期为4πmqB 0可知,离子在圆柱形区域内运动时,磁场方向一直沿z轴负方向在垂直电场方向,即离子的运动在圆柱底面的投影运动为匀速圆周运动,该匀速圆周运动的线速度大小v y =v cos θ,设该匀速圆周运动的轨迹半径为r ′,周期为T ,则qv y B 0=m v 2y r ′,T =2πr ′v y解得r ′=Rtan θ=R 2,T =2πm qB 0设离子做圆周运动转过的圆心角α,如图所示,则t =α2πT解得α=2rad设该离子打在圆柱形底面的位置坐标为(x ,y ,0),根据几何关系可知x =-r ′-r ′cos (π-α)=-R2(1-cos2)y =r ′sin(π-α)=R2sin2则坐标为[-R 2(1-cos2),R2sin2,0]答案:(1)qB 20 R 22m sin 2θ (2)R tan θ+mE tan 2θ2qB 2(3)[-R 2(1-cos2),R2sin2,0]。
一、单选题二、多选题1. “蹦极”运动中,长弹性绳的一端固定,另一端绑在人身上,人从几十米高处跳下。
将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。
从绳恰好伸直,到人第一次下降至最低点的过程中,若不计空气阻力,下列分析正确的是( )A .绳对人的冲量始终向上,人的动量一直减小B .绳对人的拉力始终做负功,人的动能一直减小C .绳恰好伸直时,人的动能最大D .人的动量最大时,绳对人的拉力等于人所受的重力2. “祝融号”火星探测器着陆后,在火星表面上静止时,探测器对火星表面的压力F与火星表面对探测器的支持力的关系为( )A.B.C .方向相反D .方向相同3. 如图所示,某同学将质量相同的三个物体从水平地面上的A 点以同一速率沿不同方向抛出,运动轨迹分别为图上的1、2、3。
若忽略空气阻力,在三个物体从抛出到落地过程中,下列说法正确的是( )A .轨迹为1的物体在最高点的速度最大B .轨迹为3的物体在空中飞行时间最长C .轨迹为1的物体所受重力的冲量最大D .三个物体单位时间内速度变化量不同4. 人们对“光的本性”的认识,经历了漫长的发展过程.下列符合物理学史实的是( )A .牛顿提出光是一种高速粒子流,并能解释一切光的现象B .惠更斯认为光是机械波,并能解释一切光的现象C .为了解释光电效应,爱因斯坦提出了光子说D .为了说明光的本性,麦克斯韦提出了光的波粒二象性5.氢原子能级图如图所示,处于基态的一群氢原子被频率为的单色光照射后,发出3种频率的光,频率关系为,则( )A.B.C.D.6. 如图甲,一物块在t =0时刻滑上一固定斜面其运动的v - t 图线如图乙所示。
图中的v 0、v 1、t 1均为已知量,则( )A .物块向上滑动时加速度的数值大于向下滑动的数值B .物块向上滑动时加速度的数值小于向下滑动的数值C.物块沿斜面向上滑行的最大位移是D.物块沿斜面向上滑行的最大位移是2024高考物理二轮复习冲刺全真模拟试卷精选必刷题(新高考)专项训练版三、实验题7. 如图所示,等腰直角三角形abc 区域内(包含边界)有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小为B ,在bc 的中点O 处有一粒子源,可沿与ba 平行的方向发射大量速率不同的同种粒子,这些粒子带负电,质量为m ,电荷量为q ,已知这些粒子都能从ab 边离开abc 区域,ab =2l ,不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用.关于这些粒子,下列说法正确的是A.速度的最大值为B.速度的最小值为C.在磁场中运动的最短时间为D.在磁场中运动的最长时间为8. 如图所示,两对金属板A 、B 和C 、D 分别竖直和水平放置,A 、B 接在电路中,C 、D 板间电压为U 。
一、单选题二、多选题1. 汽车从山脚行驶到山顶的过程中,下列说法正确的是( )A .重力对汽车做正功B .牵引力对汽车做正功C .支持力对汽车做正功2. 在地月系统中,若忽略其他星球的影响,可以将月球和地球看成在引力作用下都绕它们连线上的某点做匀速圆周运动,我们称为“模型一”,月球运行的周期记为;但在近似处理问题时,常常认为月球是绕地心做圆周运动,我们称为“模型二”,月球绕地心做圆周运动的的运行周期记为。
已知月球和地球的质量分别为m 和M ,则为( )A.B.C.D.3. 为保障市民安全出行,有关部门规定:对乘坐轨道交通的乘客所携带的物品实施安全检查。
如图所示为乘客在进入地铁站乘车前,将携带的手提包轻放到安检机的水平传送带上接受检查时的情景,假设绷紧的传送带始终以恒定的速率运行,手提包在t 2时刻通过安检机, 以下图像可能正确反映出提包在通过安检机上的运动情况和所受摩擦力的是( )A.B.C.D.4. 位于贵州的“中国天眼”是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜(FAST).通过FAST 测得水星与太阳的视角为(水星、太阳分别与观察者的连线所夹的角),如图所示,若最大视角的正弦C 值为,地球和水星绕太阳的运动视为匀速圆周运动,则水星的公转周期为A .年B .年C .年D .年5. 如图所示,单摆摆球的质量为m ,摆球从最大位移处由静止释放,摆球运动到最低点时的速度大小为v ,重力加速度为g ,不计空气阻力。
则摆球从A 运动到B的过程中( )A.摆线拉力所做的功为B.重力的最大瞬时功率为C .重力的冲量为0D .合力的冲量大小为mv6. 下列说法正确的是:( )A .单晶体和多晶体在物理性质上均表现为各向异性B .墨水滴入水中出现扩散现象,这是分子无规则运动的结果C .不可能从单一热源吸收热量全部用来做功D .缝衣针漂浮在水面上是表面张力作用的结果7. 如图所示,小车的上面固定一个光滑弯曲圆管道,整个小车(含管道)的质量为3m ,静止在光滑的水平面上.现有一个可以看作质点的小球,质量为m ,半径略小于管道半径,以水平速度v 从左端滑上小车,小球恰好能到达管道的最高点,然后从管道左端滑离小车.关于这个2024高考物理二轮复习冲刺全真模拟试卷精选必刷题(新高考)提分版三、实验题过程,下列说法正确的是( )A .小球滑离小车时,小车回到原来位置B.小球滑离小车时小车的速度大小为C.车上管道中心线最高点的竖直高度为D.小球从滑进管道到滑到最高点的过程中,小车的动量变化大小是8. 如图所示,小球A 、B 用一根长为L 的轻杆相连,竖直放置在光滑水平地面上,小球C 挨着小球B 放置在地面上。
课时提升训练6 力学三大观点的综合应用一、单项选择题1.如图甲所示,一光滑圆管轨道由相互连接的两个半圆轨道及一个四分之一圆轨道组成,圆管轨道竖直固定(管内直径可以忽略),右侧底端与直轨道相切于M 点,直轨道粗糙,圆管轨道的半径R =0.2m .质量m 1=0.1kg 的物块A ,自圆管左端开口的正上方高h =4.8m 处自由下落,沿切线落入圆管轨道,经过竖直圆管轨道后与M 点处静止的质量m 2=0.3kg 的物块B 发生碰撞(碰撞时间极短),碰后物块B 在直轨道上滑行过程的x t 图像如图乙所示.已知A 、B 与直轨道间的动摩擦因数相同,A 、B 均可视为质点,不计空气阻力,取g =10m/s 2.则( )A .最终A 静止的位置到M 点的距离为1mB .A 、B 碰后瞬间B 的速度大小为2m/sC .A 滑过竖直圆管轨道P 、Q 两点时受到管壁的弹力大小之差为6ND .A 、B 与直轨道间的动摩擦因数为0.15 二、多项选择题 2.[2023·重庆第二次调研]如图,光滑平行轨道abcd 的曲面部分是半径为R 的四分之一圆弧,水平部分位于竖直向上、大小为B 的匀强磁场中,导轨Ⅰ部分两导轨间距为L ,导轨Ⅱ部分两导轨间距为L2,将质量均为m 的金属棒P 和Q 分别置于轨道上的ab 段和cd 段,且与轨道垂直.P 、Q 棒电阻均为r ,导轨电阻不计.Q 棒静止,让P 棒从圆弧最高点静止释放,当P 棒在导轨Ⅰ部分运动时,Q 棒已达到稳定运动状态.下列说法正确的是( )A .P 棒到达轨道最低点瞬间对轨道压力的大小为2mgB .Q 棒第一次稳定运动时速度大小为2gR2C .Q 棒从开始运动到第一次速度达到稳定,该过程通过P 棒的电荷量为4m 2gR5BLD .从P 棒进入导轨Ⅱ运动到再次稳定过程中,P 、Q 棒中产生的总热量为150mgR3.[2023·广东省广州市执信中学测试]如图甲所示,质量为m =0.1kg 的滑块(可视为质点),在内壁光滑、固定的水平筒内压缩弹簧,弹簧原长小于筒长,且弹簧与滑块不拴接.滑块由静止释放,离开筒后立即滑上位于水平面上的木板左端,此后木板的速度-时间图像如图乙所示,已知木板质量M =0.2kg ,最终滑块恰好没有离开木板,重力加速度g 取10m/s 2,则( )A.滑块与木板之间的动摩擦因数为0.1B.木板长度为0.75mC.释放滑块时弹簧的弹性势能为0.45JD.木板与水平面间因摩擦产生的热量为0.375J三、非选择题4.[2023·陕西省咸阳市高三下学期模拟检测]如图甲所示,一轻质短弹簧被夹在质量均为m=0.10kg的两小木块A、B之间,弹簧长度被锁定,将此装置放在水平支撑面上.若解除锁定,木块B能上升的最大高度h=2.5m.g取10m/s2,忽略空气阻力.(1)求弹簧解锁前的弹性势能E p;(2)若撤去A的支撑面同时解除锁定,此时B的加速度大小为a1=8.0m/s2,求此时A的加速度大小a2;(3)图乙为同一竖直平面内两个四分之一光滑圆弧MP和QN与光滑水平面PQ组成的轨道,M、N与圆心O1、O2等高,圆弧MP和QN半径均为R=1.8m.若将图甲中装置由轨道M端静止释放,第一次滑至水平面时,解除锁定,求木块到达N点后还能上升的最大高度H.5.[2023·浙江省台州市模试]如图所示,在水平面上静置一质量M=450g的滑块,滑块上表面是一个半径R=0.2m的四分之一圆弧,圆弧最低点A与水平地面相切.现给质量m =50g的小球一个大小v0=4m/s的水平初速度,小球经B点离开滑块时,随即撤去滑块.小球于C点第一次着地,小球每次与地面碰撞前后,水平速度保持不变,竖直速度大小减半,方向反向.A点始终与地面接触,忽略小球通过各轨道连接处的能量损失,不计一切摩擦和空气阻力,求:(1)小球刚运动到滑块最低点A时,对滑块的压力;(2)小球离开滑块后所能到达的最大高度;(3)要使小球能水平进入接收器最低点P,P与C间的最小距离为多大.课时提升训练61.解析:在A 从开始至运动到P 点的过程中,由机械能守恒定律可得:m 1g (R +h )=12m 1v 2P ,可得v P =10m/s.A 在P 点时,由牛顿第二定律可得F N -m 1g =m 1v 2P R,解得F N =51N ;在A 从P 点运动到Q 点的过程中,由机械能守恒定律可得:12m 1v 2P =2m 1gR +12m 1v 2Q ,A 在Q点时,由牛顿第二定律可得F ′N +m 1g =m 1v 2QR,解得F ′N =45N ,A 滑过竖直圆管轨道P 、Q两点时受到管壁的弹力差为ΔF N =F N -F ′N =51N -45N =6N ,故C 正确;由机械能守恒定律可知,A 与B 碰前瞬间A 的速度为v 0=v P =10m/s.碰后B 做匀减速运动,由其x t 图像和运动学公式得:x t =v 2+02=63m/s =2m/s解得A 、B 碰后瞬间B 的速度大小为v 2=4m/s ,故B 错误; 碰后B 运动的过程,由动能定理得:-μm 2gx =0-12m 2v 22解得A 、B 与直轨道间的动摩擦因数为μ=215,故D 错误;A 与B 碰撞过程,取向右为正方向,由动量守恒定律得:m 1v 0=m 1v 1+m 2v 2,解得碰后A 的速度:v 1=-2m/s设A 最终位置到M 点的距离为x 1.由动能定理得:-μm 1gx 1=0-12m 1v 21 ,解得A 静止的位置到M 点的距离x 1=1.5m ,故A 错误.答案:C2.解析:P 棒到达轨道最低点时速度大小设为v 0,根据机械能守恒定律得mgR =12mv 2根据牛顿第二定律得F N -mg =mv 2R解得F N =3mg由牛顿第三定律可得,P 棒到达轨道最低点瞬间对轨道压力的大小为3mg ,故A 错误;设Q 棒第一次稳定运动时的速度为v Q ,P 棒的速度为v P ,则有BLv P =B ·L2·v QQ 棒从开始运动到第一次速度达到稳定过程中,对P 、Q 棒分别分析,由动量定理可得 B I -Lt =mv 0-mv P ,B I -·L 2·t =mv Q 又因q =I -t解得v P =152gR ,v Q =252gR ,q =4m 2gR5BL,故B 错误,C 正确;从P 棒进入导轨Ⅱ运动后,两棒速度稳定时,速度相同,设稳定速度为v .由动量守恒定律得mv P +mv Q =2mv由能量守恒定律得P 、Q 棒中产生的总热量为Q =12mv 2P +12mv 2Q -12·2mv 2解得Q =150mgR ,故D 正确.故选CD.答案:CD3.解析:设木板与地面之间的摩擦因数为μ2,木板做匀减速的加速度为a 3,根据牛顿第二定律得μ2(M +m )g =(M +m )a 3根据图像得a 3=0.51.0-0.5m/s 2=1m/s 2,解得μ2=0.1设滑块与木板之间的摩擦因数为μ1,木板做匀加速的加速度为a 2,根据牛顿第二定律得μ1mg -μ2(M +m )g =Ma 2根据图像得a 2=0.50.5m/s 2=1m/s 2解得μ1=0.5,滑块与木板之间的动摩擦因数为0.5,A 错误; 设滑块的加速度为a 1,根据牛顿第二定律得μ1mg =ma 1解得a 1=5m/s 2根据逆向思维,滑块滑上木板时的速度为v 0=0.5+a 1×0.5=3m/s 木板长度为L =3+0.52×0.5m-0.5×0.52m =0.75m ,B 正确;根据机械能守恒定律得,释放滑块时弹簧的弹性势能为E p =12mv 20 =0.45J ,C 正确;木板与水平面间因摩擦产生的热量为Q =μ2(M +m )g ×1×0.52=0.075J ,D 错误.答案:BC 4.解析:(1)由机械能守恒定律有E p =mgh 代入数据解得E p =2.5J. (2)对B 有F -mg =ma 1 对A 有F +mg =ma 2代入数据解得a 2=28.0m/s 2.(3)设木块A 、B 滑至水平面时的速度为v 0,则2mgR =12×2mv 2设解除锁定后,两木块A 、B 离开水平面PQ 前的速度分别为v A 、v B ,则由动量守恒定律有2mv 0=mv A +mv B由机械能守恒定律有12×2mv 20 +E p =12mv 2A +12mv 2B同理有mg (R +H )=12mv 2A代入数据解得H =4.25m.答案:(1)2.5J (2)28.0m/s 2(3)4.25m 5.解析:M =450g =0.45kg ;m =50g =0.05kg(1)小球刚运动到滑块最低点A 时,对小球受力分析,根据牛顿第二定律可得:F N -mg =mv 2R解得:F N =4.5N由牛顿第三定律可知,小球对滑块的压力F ′N =F N =4.5N ,方向竖直向下.(2)小球滑上滑块到运动至最高点的过程中,小球和滑块组成的系统水平方向动量守恒,设小球运动到最高点h 时,滑块和小球水平方向的速度大小相等,设为v 共,选择水平向右的方向为正方向,根据动量守恒定律和能量守恒定律可得:mv 0=(M +m )v 共mv 20 2=(M +m )v 2共2+mgh联立解得:h =0.72m.(3)设小球第一次着地前瞬间,竖直方向的速度大小设为v y 1,初次着地后经t 时间,小球与地面发生第n +1次碰撞时与C 点的距离为x ,则根据运动学公式可得:v 2y 1 =2gh x =v 共t解得:t =v y 1g ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1+12+⎝ ⎛⎭⎪⎫122+⎝ ⎛⎭⎪⎫123+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n 当n →∞时t =2v y 1g此时x =1212510m即要使小球能水平进入接收器最低点P ,P 与C 间的最小距离为1212510m.答案:(1)4.5N 方向竖直向下 (2)0.72m (3)1212510m.。
课时提升训练14 近代物理一、单项选择题1.[2023·海南卷]钍元素衰变时会放出β粒子,其中β粒子是( ) A .中子B .质子 C .电子D .光子2.[2023·上海卷]关于α粒子散射实验正确的是( ) A .实验要在真空中进行B .荧光屏是为了阻挡α粒子C .实验中显微镜必须正对放射源D .证明了原子核中有质子存在3.[2023·北京卷]下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是( ) A .23592 U +10 n→14456 Ba +8936 Kr +( ) B .23892 U→23490 Th +( ) C .14 7N +42 He→178O +( ) D .14 6C→147N +( )4.[2023·天津卷]关于太阳上进行的核聚变,下列说法正确的是( ) A .核聚变需要在高温下进行 B .核聚变中电荷不守恒 C .太阳质量不变D .太阳上进行的核反应为23592 U +10 n ―→14456 Ba +8936 Kr +310 n5.[2023·全国甲卷]在下列两个核反应方程中X +147 N ―→Y+178 O 、Y +73 Li ―→2X,X 和Y 代表两种不同的原子核,以Z 和A 分别表示X 的电荷数和质量数,则( )A .Z =1,A =1B .Z =1,A =2C .Z =2,A =3D .Z =2,A =46.[2023·新课标卷]铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定的频率,铯原子钟利用的两能级的能量差量级为10-5eV ,跃迁发射的光子的频率量级为(普朗克常量h =6.63×10-34J·s,元电荷e =1.60×10-19C)( )A .103HzB .106HzC .109HzD .1012Hz7.[2023·浙江1月]被誉为“中国天眼”的大口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉冲星,领先世界.天眼对距地球为L 的天体进行观测,其接收光子的横截面半径为R .若天体射向天眼的辐射光子中,有η(η<1)倍被天眼接收,天眼每秒接收到该天体发出的频率为ν的N 个光子.普朗克常量为h ,则该天体发射频率为ν光子的功率为( )A .4NL 2hνR 2ηB .2NL 2hνR 2ηC .ηL 2hν4R 2ND .ηL 2hν2R 2N8.[2024·福建漳州一模]2022年8月9日,中核集团漳州核电2号机组反应堆压力容器顺利吊装就位,向投产发电迈出了重要一步,该核电项目投产后核反应堆中存在如下核反应,23592U+1n→A56Ba+8936Kr+31n,则( )A.该核反应为核聚变反应B.该核反应过程没有质量亏损C.该核反应方程式中A=144D.23592U的质子数是235,中子数是929.[2023·湖北卷]2022年10月,我国自主研发的“夸父一号”太阳探测卫星成功发射.该卫星搭载的莱曼阿尔法太阳望远镜可用于探测波长为121.6nm的氢原子谱线(对应的光子能量为10.2eV).根据如图所示的氢原子能级图,可知此谱线来源于太阳中氢原子( )A.n=2和n=1能级之间的跃迁B.n=3和n=1能级之间的跃迁C.n=3和n=2能级之间的跃迁D.n=4和n=2能级之间的跃迁10.“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空,对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义.如图所示为某原子钟工作的四能级体系,原子吸收频率为ν0的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激发态能级Ⅱ,然后自发辐射出频率为ν1的光子,跃迁到钟跃迁的上能级2,并在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级1,实现受激辐射,发出钟激光,最后辐射出频率为ν3的光子回到基态.该原子钟产生的钟激光的频率ν2为( )A.ν0+ν1+ν3B.ν0+ν1-ν3C.ν0-ν1+ν3D.ν0-ν1-ν311.[2023·浙江1月]宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子,中子与大气中的氮14会产生核反应:147 N+1n―→146C+11H,产生的146C能自发进行β衰变,其半衰期为5730年,利用碳14的衰变规律可推断古木的年代.下列说法正确的是( )A.146 C发生β衰变的产物是157NB.β衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子C.近年来由于地球的温室效应,引起146C的半衰期发生微小变化D.若测得一古木样品的146 C含量为活体植物的14,则该古木距今约为11460年二、多项选择题12.[2024·广东省惠州市高三调研]图中甲、乙、丙、丁四幅图涉及不同的原子物理知识,其中说法正确的是( )A.图甲说明大量电子的运动表现为波动性,少量电子的运动表现为粒子性B.图乙的α粒子散射实验中,当显微镜放在D位置时,荧光屏上观察不到闪光C.图丙中A、B、C分别表示不同能级间跃迁时释放出的光子,频率最低的是C光子D.图丁中轧制钢板时需要动态监测钢板的厚度,探测器接收到的可能是α射线13.如图为氢原子的能级图.现有两束光,a光由图中跃迁①发出的光子组成,b光由图中跃迁②发出的光子组成,已知a光照射x金属时刚好能发生光电效应,则下列说法正确的是( )A.a光的频率大于b光的频率B.x金属的逸出功为2.86eVC.氢原子发生跃迁①后,原子的能量将减小3.4eVD.用b光照射x金属,打出的光电子的最大初动能为7.34eV14.[2023·辽宁省大连市高三上学期期末]下列叙述正确的是( )A.图甲是α粒子散射实验装置,卢瑟福和他的学生在该实验中发现了质子和中子B.利用图乙研究光电效应,滑动变阻器的滑片从中点向右移动,电流表示数变小C.图丙是氢原子能级图,用动能为12.5eV的电子轰击处于基态的氢原子,氢原子可能发生能级跃迁D.由图丁可知比结合能越大,平均核子质量越小,原子核越稳定15.[2023·陕西省西安市长安区质量检测]碳14是宇宙射线撞击空气中的氮14原子所产生的,具有放射性,碳14原子核发生β衰变转变为氮14.生物存活期间需要呼吸,其体内的碳14含量大致不变;生物停止呼吸后,体内的碳14开始减少.可以根据死亡生物体内残余碳14含量来推断它的死亡时间.碳14各个半衰期所剩原子比例如图所示,某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的三分之一.下列说法正确的是( )A.碳14的衰变方程为146 C―→147N+0-1eB.该古木的年代距今小于11460年C.14C和14N中含有的中子个数相等D.如果古木处于高温、高压下测量结果可能有较大误差16.[2023·广东模拟预测]地铁靠站时列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器.如图甲所示,若光线被乘客阻挡,电流发生变化,工作电路立即报警.如图乙所示,光线发射器内大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁时,辐射出的光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子,图丙所示为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线.已知光电管阴极材料的逸出功为 2.55eV,可见光光子的能量范围是1.62eV~3.11eV,下列说法正确的是( )A.光线发射器中发出的光有一种为可见光B.题述条件下,光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为9.54eVC.题述a光为氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时发出的光D.若部分光线被遮挡,光电子飞出阴极时的最大初动能变小,光电流减小课时提升训练141.解析:由教材知识可知,β粒子为电子,C对.答案:C2.解析:为避免其它空气粒子的干扰,α粒子散射实验应在真空中进行,A正确;荧光屏是为了接收α粒子,α粒子打在荧光屏上会发出闪光,方便显微镜观察记录,B错误;为观察不同方向α粒子的射出情况,带荧光屏的显微镜要在水平面内不同方向移动,C错误;卢瑟福通过α粒子的散射实验说明了原子的核式结构模型,D错误.答案:A3.解析:根据电荷数和质量数守恒知,核反应方程为23592 U+1n―→14456Ba+8936Kr+3(1n),故A符合题意;根据电荷数和质量数守恒知,核反应方程为23892 U―→23490Th+(42He),故B不符合题意;根据电荷数和质量数守恒知,核反应方程为14 7N+42 He―→17 8O+(11H),故C不符合题意;根据电荷数和质量数守恒知,核反应方程为14 6C―→147 N+(0-1e),故D不符合题意.故选A.答案:A4.解析:因为高温时原子核的热运动剧烈,使得一部分原子核具有足够的动能,可以克服库仑斥力,碰撞时十分接近,发生聚变,故聚变也叫热核反应,需要在高温下进行,A正确;由于核反应过程遵循质量数守恒以及电荷数守恒,因此核聚变中电荷数是守恒的,即电荷也是守恒的,B 错误;轻核聚变释放出巨大的能量,由爱因斯坦质能方程可知核聚变存在质量亏损,所以太阳进行核聚变时,其质量减小,C 错误;太阳上进行的是核聚变,而23592U +10 n ―→14456 Ba +8936 Kr +310 n 是重核的裂变反应,故D 错误.答案:A5.解析:设Y 电荷数和质量数分别为m 和n ,根据核反应方程质量数和电荷数守恒可知第一个核反应方程的核电荷数和质量数满足,A +14=n +17,Z +7=m +8,第二个核反应方程的核电荷数和质量数满足,n +7=2A ,m +3=2Z ,联立解得,Z =2,A =4,故选D.答案:D6.解析:铯原子利用的两能级的能量差量级对应的能量为ε=10-5eV =10-5×1.6×10-19J =1.6×10-24J由光子能量的表达式ε=hν可得,跃迁发射的光子的频率量级为ν=εh =1.6×10-246.63×10-34Hz≈2.4×109Hz跃迁发射的光子的频率量级为109Hz.故选C. 答案:C 7.解析:设天体的发射功率为P ,则t 时间内该天体向外辐射的光子的总能量为E =Pt ,以天体为圆心、L 为半径的球面面积为S 1=4πL 2,则地球上单位面积接收到的光子的能量为E 0=E S 1=Pt 4πL 2,又天眼的接收面积为S 2=πR 2,所以t 时间内天眼接收的光子能量为E ′=ηE 0S 2=ηPtR 24L2,又由题意可知t 时间内天眼接收的光子能量也可表达为E ′=Nhνt ,解得P =4NhνL 2ηR2,A 正确,BCD 错误.答案:A8.解析:该反应为核裂变反应,A 错误;核裂变会产生大量能量,则该核反应过程发生质量亏损,B 错误;根据质量数相同235+1=A +89+3,解得A =144,故C 正确;23592 U 的质子数是92,核子数为235,则中子数为143,D 错误.答案:C9.解析:由图中可知n =2和n =1的能级差之间的能量差值为ΔE =E 2-E 1=-3.4eV -(-13.6eV )=10.2eV ,与探测器探测到的谱线能量相等,故可知此谱线来源于太阳中氢原子n =2和n =1能级之间的跃迁.故选A.答案:A10.解析:原子吸收频率为ν0的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激发态能级Ⅱ时有E Ⅱ-E Ⅰ=hν0且从激发态能级Ⅱ向下跃迁到基态Ⅰ的过程有 E Ⅱ-E Ⅰ=hν1+hν2+hν3 联立解得ν2=ν0-ν1-ν3 故选D. 答案:D11.解析:由题意可知146 C 能自发进行β衰变,则其核反应方程为146 C ―→0-1 e +147 N ,所以产物为147 N ,A 错误;β衰变辐射出的电子是核内的中子转变成质子的同时向外释放的,B 错误;146 C 的半衰期不受外界因素的影响,与环境的压强、温度等无关,因此温室效应不会引起146 C 的半衰期发生变化,C 错误;若测得一古木样品的146 C 含量为活体植物的14,由m=m 0·(12)n可知n =2,则经过了两个半衰期,即11460年,D 正确.答案:D12.解析:图甲说明大量光子的行为表现为波动性,个别光子的行为表现出粒子性,A 正确;图乙的α粒子散射实验中,当显微镜放在D 位置时,荧光屏上能观察到闪光(次数较少),B 错误;图丙中A 、B 、C 分别表示不同能级间跃迁时释放出的光子,频率最低的是从第四能级跃迁到第三能级释放出的光子,即C 光子,C 正确;图丁中轧制钢板时需要动态监测钢板的厚度,探测器接收到的可能是γ射线,D 错误.故选C.答案:AC13.解析:a 光子的能量值E a =E 5-E 2=-0.54eV -(-3.4)eV =2.86eV ,a 光照射x 金属时刚好能发生光电效应,则金属的逸出功为2.86eV ,b 光子的能量E b =E 2-E 1=-3.4eV -(-13.6)eV =10.2eV ,a 的能量值小,则a 的频率小,故A 错误,B 正确;氢原子辐射出α光子后,氢原子的能量减小了E a =2.86eV ,故C 错误;用b 光光子照射x 金属,打出的光电子的最大初动能为E km =E b -W =(10.2-2.86)eV =7.34eV ,故D 正确.答案:BD14.解析:图甲是α粒子散射实验装置,卢瑟福通过用α粒子轰击氮原子放出氢核,发现了质子;他的学生查德威克研究发现了中子,选项A 错误;利用图乙研究光电效应,滑动变阻器的滑片从中点向右移动,导致正向电压增大,根据光电效应的特点可知,在光照强度一定的条件下,电路中的电流随着光电管两端的正向电压的增大而增大,直到达到电路中的饱和光电流,再增大两端电压,饱和光电流保持不变,故电流表示数不可能减小,选项B 错误;图丙是氢原子能级图,用动能为12.5eV 的电子轰击,处于基态的氢原子,由于E 2-E 1=-3.4eV -(-13.6eV )=10.2eV可知氢原子可以吸收电子的一部分能量发生能级跃迁,选项C 正确;原子核的比结合能越大,则原子核中核子的平均核子质量越小,原子核越稳定,选项D 正确.答案:CD15.解析:根据质量数守恒和电荷数守恒,又因为碳14发生β衰变,所以衰变方程为146C ―→147 N + 0-1 e ,故A 正确;根据图像可知,剩余三分之一,时间应该大于5730年小于11460年,故B 正确;由元素序数知碳14中子数为8,氮14中子数为7,故C 错误;半衰期与温度、压强无关,故D 错误.答案:AB16.解析:光线发射器中发出的光子的能量分别为 E 1=-1.51eV -(-13.6)eV =12.09eV E 2=-3.40eV -(-13.6)eV =10.2eV E 3=-1.51eV -(-3.40)eV =1.89eV可见光光子的能量范围是1.62eV ~3.11eV ,光线发射器中发出的光有一种为可见光,A正确;根据E1=W0+E km光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为E km=9.54eV,B正确;由图丙可知,a光遏止电压小于b光遏止电压,由E=W0+E km,eU c=E km得a光能量小于b光能量,则题述a光为氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级时发出的光,C错误;部分光线被遮挡,不改变光子能量,则光电子飞出阴极时的最大初动能不变.因为光子数量减少,则光电子数量减小,光电流变小,D错误.答案:AB。
2024届高三二轮复习联考(三)全国卷理综高效提分物理试题(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32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)(共8题)第(1)题如图甲所示为准备发射星舰,这是第一个可完全重复使用的火箭,图乙是回收的火箭在着陆前喷气减速的情景,则此时( )A.火箭处于失重状态B.喷气推力对火箭做正功C.火箭的重力势能在减小D.火箭的机械能在增大第(2)题如图所示,两半径相同的通电圆环导线互相垂直地竖直放置,圆心都在O点,通过的电流方向如图,电流大小都为I,其中直径AB恰好沿东西方向,则关于圆心O点的磁感应强度B的方向说法正确的是( )A.水平面内朝东偏北45°方向B.水平面内朝东偏南45°方向C.与正东成45°斜向下方向D.与正南成45°斜向下方向第(3)题有一条捕鱼小船停靠在湖边码头,小船又窄又长(估计一吨左右)。
一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量。
他进行了如下操作:首先将船平行码头自由停泊,轻轻从船尾上船,走到船头后停下来,而后轻轻下船。
用卷尺测出船后退的距离为d,然后用卷尺测出船长L,已知他自身的质量为m,则渔船的质量为( )A.B.C.D.第(4)题下列关于重力的说法中,正确的是( )A.只有静止的物体才受到重力作用B.重力的方向总是竖直向下的C.重力只有受力物体,没有施力物体D.物体受到的重力与质量无关第(5)题微型核电池的体积很小,只有一个硬币的厚度,电力极强,可用于手机充电。
微型核电池利用微型和纳米级系统研发出了一种超微型电源设备,这种电池通过放射性物质的衰变,释放出带电粒子,从而获得持续电流。
镍发生衰变变为铜,用它制成的大容量核电池,续航可超百年。
下列说法正确的是( )A.衰变中粒子来源的方程为B.镍的衰变方程满足质量守恒,电荷数守恒C.升高镍的温度,可使其半衰期减小D.镍的比结合能比铜的比结合能大第(6)题磁感线可以形象地描述磁场,下列说法中不正确的是()A.磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致B.磁感线是闭合曲线C.磁感线的疏密反映磁场的强弱D.磁感线是客观存在的一系列曲线第(7)题两等量异种点电荷间电场线的分布情况是()A.B.C.D.第(8)题游乐场有一种叫做“快乐飞机”的游乐项目,模型如图所示。
2024届高三二轮复习联考(三)全国卷理综物理核心考点试题(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32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)(共8题)第(1)题如图所示为速度选择器装置,场强为E的匀强电场与磁感应强度为B的匀强磁场互相垂直,一带电量为+q,质量为m的粒子(不计重力)以速度v水平向右射入,粒子恰沿直线穿过,则下列说法正确的是( )A.若带电粒子带电量为+2q,粒子将向下偏转B.若带电粒子带电量为-2q,粒子仍能沿直线穿过C.若带电粒子速度为2v,粒子不与极板相碰,则从右侧射出时电势能一定增大D.若带电粒子从右侧水平射入,粒子仍能沿直线穿过第(2)题有种灯具俗称“冷光灯”,用它照射物体能使被照物体产生的热效应大大降低,从而被广泛应用。
这种灯降低热效应的原理是灯泡后面放置的反光镜的表面上镀有一层薄膜(如氟化镁),该膜能消除不镀膜时表面反射回来的热效应最显著的红外线,从而使热效应大大降低,该冷光灯的原理中没有用到( )A.光的干涉B.光的衍射C.光的反射D.光的折射第(3)题如图为远距离输电电路图,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压和输电线的电阻R均不变。
若输电的功率增大,则( )A.升压变压器的输出电压增大B.降压变压器的输出电压不变C.输电线上损耗的功率增大D.若发电厂输出电流增大1倍,则输电线上损耗增加为2倍第(4)题如图所示的电路中,电感线圈L的自感系数足够大且直流电阻可忽略,G为电流传感器,灯泡A与理想二极管B相连,则下列说法正确的是( )A.K闭合瞬间,灯泡A立即亮,电流传感器G电流逐渐增大,a点电势比b点低B.K闭合瞬间,灯泡A亮一下再熄灭,电流传感器G电流突然减小,a点电势比b点高C.K断开瞬间,灯泡A亮一下再熄灭,电流传感器G电流逐渐减小,a点电势比b点低D.K断开瞬间,灯泡A不亮,电流传感器G电流先增大后逐渐减小,a点电势比b点高第(5)题如图所示,为一次高校物理公开课的演示实验情境:一个锥形物件被双手提起静止在空中。
选择题专项练(1)一、单项选择题1.[2023·黑龙江哈尔滨模拟]下列说法中不正确的是( )A.晶体和非晶体在一定条件下可以发生相互转化B.热力学第二定律表明,热量不可能从低温物体传递到高温物体C.旱季宜锄松土壤,因为蓬松的土壤有利于保存地下的水分D.一定质量的理想气体保持压强不变,温度升高,单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数减少2.[2023·天津滨海一模]某同学利用太阳光和三棱镜重复了牛顿的色散实验,已知太阳光中含有红外线、可见光和紫外线.该同学发现可见光在如图B~D的范围内,下列推测不正确的是( )A.用温度计测量图中五处位置的温度,发现A处温度升高最快B.真空中B处光线与C处光线传播快慢相同C.C处光线比D处光线更容易发生全反射D.照射同一种金属,E处光线最容易使其发生光电效应3.[2023·广东汕头三模]如图1所示是某智能手表所采用的无线充电方式,其工作原理示意图(可视为理想变压器)如图2所示,在充电器线圈M中接入220V交流电,在手表线圈N中感应出5V交流电,已知手表的充电电流为2A,则手表充电时( )A.线圈M中电流为88AB.线圈N中电压最大值为52VC.线圈M和线圈N的匝数比为1∶44D.线圈M和线圈N的功率比为1∶444.[2024·北京房山区一模]一个单摆在竖直平面内沿圆弧AOB 做往复运动.某时刻摆球由A 点从静止开始摆动,如图所示摆线与竖直方向的夹角为30°,O 点为摆动的最低点,则下列说法正确的是( )A .摆球在O 点受重力、拉力、向心力B .摆球摆动到O 点时所受合外力为零C .摆球从A 点摆动到O 点的过程中,拉力不做功,动能增加D .摆球经过P 点时摆角小于10°,则摆球所受拉力与重力的合外力充当回复力5.[2023·辽宁辽阳模拟]动车组列车由动车和拖车编组而成,提供动力的车厢叫动车,不提供动力的车厢叫拖车.某动车组列车由8节车厢组成,其中第1、5节车厢为动车,其余为拖车,若各车厢的质量均相等,列车在水平直轨道上行驶时所受阻力与车重成正比,则该列车沿水平直轨道匀加速行驶时,第6、7节与第7、8节车厢间的作用力大小之比为( )A .1∶2B .2∶1C .2∶3D .3∶26.如图所示,两光滑直硬杆1、2一端固定在水平面上(两杆在同一竖直平面内),与水平面之间的夹角分别为30°、97°,轻质小环套在杆2上,质量m =0.2kg 的小球套在杆1上,轻质细线连接环和球,给小球一个沿杆1斜向上的拉力F =2.0N ,当环与球静止时,细线的弹力为T .重力加速度g =10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.则T 的大小为( )A .1.5NB .1.0NC .1.25ND .2.0N7.[2023·湖南长沙三模]如图甲所示,等高的圆柱筒Q 与小圆柱体P 同轴放置.小圆柱体P 均匀带负电荷,圆柱筒Q 内壁均匀带正电荷,小圆柱体P 与圆柱筒Q 所带电荷量相等,在两者之间形成一径向电场,俯视图如图乙所示,O 为圆心,已知径向电场的电场强度大小可表示为E =a r ,a 为正常量,r 是检测点到轴线的垂直距离.现有一氘核(21 H)和一质子(11 H)在径向电场中绕轴线做匀速圆周运动,运动轨迹半径分别为r 0、2r 0.不考虑两粒子间的相互作用及重力.下列说法正确的是( )A.在半径为r0的圆周上的电场强度相同B.质子的电势能大于氘核的电势能C.质子的动能大于氘核的动能D.质子的速度等于氘核的速度8.[2023·山东烟台模拟]如图所示,某同学在距离篮筐中心水平距离为x的地方跳起投篮.出手点离地面的高度为h,篮筐离地面的高度为H.该同学出手的瞬时速度v=8g(H-h),要使篮球到达篮筐中心时,竖直速度刚好为零.将篮球看成质点,篮筐大小忽略不计,忽略空气阻力,重力加速度为g.下列说法正确的是( )A.出手时瞬时速度与水平方向的夹角为45°B.出手时瞬时速度与水平方向的夹角为30°C.水平距离x=3(H-h)D.水平距离x=22(H-h)二、多项选择题9.[2023·海南嘉积中学一模]位于张家界的“百龙天梯”傍山而建,直插云霄,垂直高度达335m,运行高度为326m,被誉为世界上最高的户外电梯.若游客乘坐“百龙天梯”下山时,其距离天梯底部的高度h与时间t的关系简化图如图所示,图中t1~t2段为直线,忽略重力加速度的变化,则下列说法正确的是( )A.t1~t2时间内,游客所受重力的功率逐渐减小B.游客在0~t1时间内受到的支持力大于在t2~t3时间内受到的支持力C.0~t3时间内,游客的机械能逐渐减小D.0~t1时间内,游客处于失重状态;t2~t3时间内,游客处于超重状态10.[2023·广东中山模拟]市面上有一种自动计数的智能呼拉圈,深受女士喜爱.如图甲,腰带外侧带有轨道,将带有滑轮的短杆穿过轨道,短杆的另一端悬挂一根带有配重的细绳,其模型简化如图乙所示.水平固定好腰带,通过人体微小扭动,使配重做水平匀速圆周运动,计数器显示在1min 内转过的圈数,此时绳子与竖直方向夹角为θ.配重运动过程中认为腰带没有变形,下列说法正确的是( )A .若增大转速,腰受到腰带的摩擦力增大B .若增大转速,腰受到腰带的弹力增大C .保持匀速转动时,腰给腰带的作用力大小不变D .若增加配重,保持转速不变,则绳子与竖直方向夹角为θ将不变11.[2023·广东惠州一模]某科技馆设计了一种磁力减速装置,简化为如题图所示模型.在小车下安装长为L 、总电阻为R 的正方形单匝线圈,小车和线圈总质量为m .小车从静止开始沿着光滑斜面下滑s 后,下边框刚进入匀强磁场时,小车开始做匀速直线运动.已知斜面倾角为θ,磁场上下边界的距离为L ,磁感应强度大小为B ,方向垂直斜面向上,重力加速度为g ,则( )A.线圈通过磁场过程中,感应电流方向先顺时针后逆时针方向(俯视)B .线框在穿过磁场过程中产生的焦耳热为mg (2L +s )sin θC .线框刚进入磁场上边界时,感应电流的大小为BL 2gs RD .小车和线圈的总质量为B 2L 2R 2s g sin θ12.东阳横锦水库水电站的电能对外输送示意图如图甲所示,发电机的内部原理简化图如图乙所示,面积为S 的矩形线圈ABCD 共N 匝,匀速转动周期T ,匀强磁场磁感应强度B ,输电线总电阻为r ,升压变压器原、副线圈匝数分别为n 1、n 2.降压变压器原、副线圈匝数分别为n 3、n 4(变压器均为理想变压器).则下列说法正确的是( )A .从图乙位置开始计时发电机电动势的瞬时值表达式为e =2πNBS T sin 2πTt B .若升变压器线圈n 1两端电压和用电器额定电压都是220V ,需满足n 1n 2=n 3n 4C .为节约变压器制造成本,降压变压器线圈n 4可以采用比线圈n 3更细的导线绕制D .当用电高峰期用电器增多时,用电器两端电压会降低选择题专项练(1)1.解析:晶体和非晶体在一定条件下可以发生相互转化,例如天然水晶是晶体,而熔化以后再凝结的水晶(即石英玻璃)就是非晶体,故A 正确,不符合题意;热力学第二定律表明,热量不可能自发的从低温物体传递到高温物体,故B 错误,符合题意;土壤里有很多毛细管,将地面的土壤锄松后破坏了土壤里的毛细管,不再发生毛细现象,水分保留在土壤内部,故C 正确,不符合题意;一定质量的理想气体温度升高,单个分子对器壁的撞击力增大,气体保持压强不变,体积变大,分子数密度减小,所以单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数减少,故D 正确,不符合题意.答案:B2.解析:由光线在三棱镜中的偏折程度可知,五处位置中,三棱镜对A 处光线的折射率最小,则A 处光线的频率最小,波长最大,A 处为红外线,用温度计测量图中五处位置的温度,发现A 处温度升高最快,故A 正确,不满足题意要求;真空中所用光线的传播速度都相同,故B 正确,不满足题意要求;三棱镜对C 处光线的折射率小于三棱镜对D 处光线的折射率,根据全反射临界角公式sin C =1n,可知D 处光线比C 处光线更容易发生全反射,故C 错误,满足题意要求;五处位置中,三棱镜对E 处光线的折射率最大,则E 处光线的频率最大,照射同一种金属,E 处光线最容易使其发生光电效应,故D 正确,不满足题意要求.答案:C3.解析:根据理想变压器规律知线圈M 和线圈N 的功率比为1∶1,U 1I 1=U 2I 2,可得线圈M 中电流为I 1=U 2I 2U 1=5×2220A =122A ,A 、D 错误;由正弦式交变电流规律知线圈N 中电压最大值为U 2m =2U 2=52V ,B 正确;线圈M 和线圈N 的匝数比为n M n N =U M U N =2205=441,C 错误. 答案:B4.解析:摆球在O 点受重力、拉力,选项A 错误;摆球摆动到O 点时所受合外力提供向心力,合外力不为零,选项B 错误;摆球从A 点摆动到O 点的过程中,拉力不做功,重力做正功,合外力做正功,由动能定理可知,动能增加,选项C 正确;摆球经过P 点时摆角小于10°,则摆球重力沿切线方向的分力充当回复力,选项D 错误.答案:C5.解析:设动车车厢的牵引力为F ,对动车的整体2F -8kmg =8ma ,对最后的7、8节车厢T -2kmg =2ma ,解得T =F 2,对第8节车厢有T ′-kmg =ma ,解得T ′=F 4,可得T ∶T ′=2∶1,故选B.答案:B6.解析:根据对小球受力分析可知,轻质小环受力平衡则拉力T 的方向垂直于杆2,根据几何关系可知T 方向与杆1夹角为37°,小球受力平衡,对小球所受力进行正交分解,在沿杆1方向上有T cos37°+mg sin30°=F ,代入数据,解得T =1.25N故选C.答案:C7.解析:在半径为r 0的圆周上的电场强度大小相等,方向不同,均指向圆心,故A 错误;由于沿电场线方向电势降低,所以越靠近圆柱体P 电势越低,正电荷的电势能越小,所以质子的电势能大于氘核的电势能,故B 正确;根据电场力提供向心力有Eq =m v 2r ,E =a r ,所以v =aq m ,E k =12mv 2=12aq ,由于质子的比荷大于氘核的比,所以质子的速度大于氘核的速度,但二者电荷量相等,所以二者动能相等,故C 、D 错误.答案:B8.解析:篮球到达篮筐时,竖直速度刚好为零.可以看成从篮筐处开始做平抛运动.设出手时瞬时速度与水平方向的夹角为θ,由平抛运动可知x =v cos θ·t ,H -h =12gt 2,v 2y -0=2g (H -h ),v y =v sin θ,联立解得θ=30°,x =23(H -h ),故选B.答案:B9.解析:根据h t 图线的切线斜率绝对值表示速度大小可知,t 1~t 2时间内,游客的速度保持不变,根据P =mgv ,可知游客在t 1~t 2时间内重力的功率保持不变,故A 错误;根据h t 图线的切线斜率绝对值表示速度大小可知,游客在0~t 1时间内的速度增大,加速度方向向下,处于失重状态,受到的支持力小于重力;游客在t 2~t 3时间内的速度减小,加速度方向向上,处于超重状态,受到的支持力大于重力,即游客在0~t 1时间内受到的支持力小于在t 2~t 3时间内受到的支持力,故B 错误,D 正确;0~t 3时间内,天梯对游客的支持力一直做负功,游客的机械能逐渐减小,故C 正确. 答案:CD 10.解析:若增大转速,配重做匀速圆周运动的半径变大,绳与竖直方向的夹角θ将增大,竖直方向mg =F T cos θ,水平方向F T sin θ=F n ,可知配重在竖直方向平衡,拉力F T 变大,向心力F n 变大,对腰带分析如图可得竖直方向F f =Mg +F T cos θ=Mg +mg ,水平方向F N =F T sin θ=F n ,故腰受到腰带的摩擦力不变,腰受到腰带的弹力增大,故A 错误,B 正确;匀速转动时,腰给腰带的作用力是支持力F N 和摩擦力F f 的合力,两个力的大小均不变,则其合力大小不变,故C 正确;因对配重而言mg tan θ=mω2l sin θ,即cos θ=g ω2l ,则若增加配重,保持转速不变,则绳子与竖直方向夹角为θ将不变,故D 正确.答案:BCD11.解析:线框刚进入磁场上边界时,根据楞次定律可得感应电流的方向为顺时针方向(从斜面上方俯视线框),穿出磁场时,根据楞次定律可得感应电流的方向为逆时针方向,故A 正确;设线框进入磁场时的速度大小为v 0,自由下滑过程中,根据动能定理有mgs ·sin θ=12mv 20 ,解得v 0=2gs ·sin θ,根据闭合电路的欧姆定律有I =BLv 0R =BL 2gs sin θR,下边框刚进入匀强磁场时,小车开始做匀速直线运动.根据功能关系可得线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为Q =2mgL sin θ,故B 、C 错误;根据平衡条件有B 2L 2v 0R=mg sin θ,解得m =B 2L 2R 2s g sin θ,故D 正确. 答案:AD12.解析:图示位置线圈平面与磁场方向垂直,为中性面,从中性面开始计时发动机电动势瞬时值的表达式为e =E m sin ωt =NBSωsin ωt =2πNBS T sin 2πT t ,故A 正确; 由n 1n 2=U 1U 2,n 3n 4=U 3U 4而U 2=U 3+I 2r ,U 1=U 4所以n 1n 2≠n 3n 4,故B 错误;降压变压器原、副线圈匝数n 3>n 4由I 3I 4=n 4n 3知降压变压器线圈n 3的电流小于线圈n 4的电流,由R =ρl S知越细的线圈截面积S 越小,线圈电阻越大,根据P 热=I 2R电流相同情况下电阻越大发热功率越大,为节约变压器制造成本,应该电流大的线圈用粗导线,电流小的线圈用细导线,降压变压器线圈n 3可以采用比线圈n 4更细的导线绕制,故C 错误;当用电高峰期用电器增多时,总电阻减小,干路上的电流变大,线路上电阻不变,线路上损失的电压变大,另外考虑电阻,从发电机到线圈n1,从线圈n4到用电器也会有电压损失,所以当用电高峰期用电器增多时,电流增大,传输过程中的电压损失增多,用电器两端电压会降低,故D正确.答案:AD。