2025版衡水中学学案高考物理二轮专题与专项第4部分选择题保分练(三)含答案及解析

选择题保分练(三)一、单项选择题1.已知锶90的半衰期为28年，其衰变方程为eq\o\al(90,38)Sr→eq\o\al(90,39)Y＋X，eq\o\al(90,39)Y是一种非常稳定的元素，关于上述衰变过程，下列说法正确的是()A．衰变方程中的X为质子B．eq\o\al(90,38)Sr的比结合能小于eq\o\al(90,39)Y的比结合能C．此反应的实质是Sr原子发生电离D．经过84年，会有eq\f(2,3)的锶90发生衰变【答案】B【解析】根据质量数和电荷数守恒，可知X为电子，A项错误；衰变反应是放能反应，衰变产物eq\o\al(90,39)Y是一种更稳定的元素，可知其比结合能大于eq\o\al(90,38)Sr的比结合能，B项正确；β衰变的实质是原子核内部的一个中子转变为质子，同时释放出一个电子，C项错误；根据半衰期公式，经过84年即3个半衰期还剩下eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))3＝eq\f(1,8)的锶90没有发生衰变，即会有eq\f(7,8)的锶90发生衰变，D项错误。2.(2024·山东青岛三模)如图，多辆车在路口停止线后依次排列等候绿灯，第一辆车的前端刚好与路口停止线相齐，且每辆车的尾部与相邻后车的前端距离均为1m。为了安全，前车尾部与相邻后车前端距离至少为5m时后车才能开动。已知车长均为4m，开动后车都以2m/s2的加速度做匀加速直线运动直到离开路口。绿灯亮起瞬间，第一辆车立即开动，下列说法正确的是()A．第二辆车刚开动时，第一辆车已行驶的时间至少为eq\r(5)sB．第六辆车前端刚到达停止线时的速度大小为2eq\r(30)m/sC．从绿灯刚亮起到第六辆车刚开动所需时间至少为12sD．从绿灯刚亮起到第六辆车前端与停止线相齐所需最短时间为15s【答案】D【解析】当第一辆车向前行驶4m时，第二辆车开始启动，根据位移时间关系可得x1＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,1)，代入数据解得t1＝2s，故A错误；第六辆车前端距离停止线25m，根据速度位移关系可得v2＝2ax6，解得v＝10m/s，故B错误；前面一辆车开始启动2s后，后面一辆车开始启动，所以从绿灯刚亮起到第六辆车刚开动所需时间至少为t′＝5×2s＝10s，故C错误；由于第六辆车前端距离停止线25m，根据位移时间关系可得x6＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,6)解得t6＝5s，从绿灯刚亮起到第六辆车前端与停止线相齐所需最短时间为t′＋t6＝15s，故D正确。3.(2024·河南模拟)如图所示，一横截面为圆环形的玻璃砖，外径为内径的2倍，O为圆心。一束单色光由A点射入玻璃砖，当入射角为α时，折射光线恰好不能透过内壁进入内圆(不考虑折射光线经外界面反射的光线)。已知玻璃砖的折射率为eq\r(2)，则α等于()A．75° B．60°C．45° D．30°【答案】D【解析】当入射角为α时，光路如图所示，根据折射定律知有n＝eq\f(sinα,sinθ)，由题意，此时折射光线刚好在内壁表面发生全反射，故sinC＝eq\f(1,n)，对△AOB，由正弦定理得eq\f(2R,sin180°－C)＝eq\f(R,sinθ)，联立得sinα＝eq\f(1,2)，解得α＝30°，故选D。4.(2024·广东深圳模拟)将压瘪的乒乓球(未漏气)浸泡在热水中，一段时间后乒乓球便恢复原状，然后将其从热水中拿出，乒乓球内部气体(视为理想气体)经历了由A→B→C→D的变化过程，V－T图像如图所示，T为热力学温度，已知理想气体的内能与热力学温度成正比，则下列结论正确的是()A．状态A、B的压强之比为3∶2B．A→D过程，球内气体从外界吸收的热量为零C．在状态C、D时气体分子无规则运动的平均速率之比为2∶1D．在状态C、D时气体分子无规则运动的平均速率之比为1∶2【答案】C【解析】根据理想气体状态方程可知eq\f(pA·\f(V0,2),T0)＝eq\f(pBV0,3T0)，解得pA∶pB＝2∶3，A错误；A→D的过程中，温度不变，故内能不变，气体体积增大，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，B错误；由题意可知，气体的平均动能Ek＝ε·T(ε>0)，Ek＝eq\f(1,2)meq\x\to(v)2，可得eq\x\to(v)C∶eq\x\to(v)D＝eq\r(TC)∶eq\r(TD)＝2∶1，C正确，D错误。5.(2024·湖北模拟)图甲为平行放置的带等量异种电荷的绝缘环，一不计重力的带正电粒子以初速度v0从远离两环的地方(可看成无穷远)沿两环轴线飞向圆环，恰好可以穿越两环。已知两环轴线上的电势分布如图乙所示，若仅将带电粒子的初速度改为2v0，其他条件不变，则带电粒子飞过两环过程中的最小速度与最大速度之比为()A．eq\r(2) B．eq\r(3)C．2 D．eq\f(\r(15),5)【答案】D【解析】设＋Q和－Q圆环的圆心分别为O1和O2，带正电的粒子从右侧沿水平轴线飞来的过程中，在O1点的右侧受到的电场力的方向向右，电场力做负功，从O1点的左侧到O2点的右侧受到的电场力的方向向左，电场力做正功，在O2点左侧电场力做负功，则带电粒子在穿过两个圆环飞向另一侧的过程中，速度先减小，后增加，再减小，在O1点电势最高设为φm，在O2点电势最低设为－φm，由能量关系可知，在O1点处电势能最大，动能最小，在O2点电势能最小，动能最大，在无穷远处电势为零，根据题意得eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝qφm，当速度为2v0时，有eq\f(1,2)m(2v0)2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(max2)＋qφm，eq\f(1,2)m(2v0)2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(max2)－qφm，联立解得vmin＝eq\r(3)v0，vmax＝eq\r(5)v0，则可得eq\f(vmin,vmax)＝eq\f(\r(3),\r(5))＝eq\f(\r(15),5)，故选D。6.(2024·山东烟台三模)北京时间2024年1月5日19时20分，我国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲运载火箭，成功将天目一号气象星座15－18星(以下简称天目星)发射升空，天目星顺利进入预定轨道，至此天目一号气象星座阶段组网完毕。天目星的发射变轨过程可简化为如图所示，先将天目星发射到距地面高度为h1的圆形轨道Ⅰ上，在天目星经过A点时点火实施变轨进入椭圆轨道Ⅱ，最后在椭圆轨道的远地点B点再次点火将天目星送入距地面高度为h2的圆形轨道Ⅲ上，设地球半径为R，地球表面重力加速度为g，则天目星沿椭圆轨道从A点运动到B点的时间为()A．eq\f(π,2R)eq\r(\f(h1＋h2＋R3,2g)) B．eq\f(π,2R)eq\r(\f(h1＋h2＋2R3,2g))C．eq\f(π,R)eq\r(\f(h1＋h2＋2R3,2g)) D．eq\f(π,R)eq\r(\f(h1＋h2＋2R3,g))【答案】B【解析】根据万有引力与重力的关系Geq\f(Mm,R2)＝mg，在圆形轨道Ⅰ上，根据万有引力提供向心力Geq\f(Mm,R＋h12)＝meq\f(4π2,T\o\al(2,1))(R＋h1)，椭圆轨道Ⅱ的半长轴为a＝eq\f(2R＋h1＋h2,2)，根据开普勒第三定律eq\f(R＋h13,T\o\al(2,1))＝eq\f(a3,T\o\al(2,2))，解得天目星沿椭圆轨道Ⅱ运动的周期为T2＝eq\f(π,R)eq\r(\f(h1＋h2＋2R3,2g))，天目星沿椭圆轨道从A点运动到B点的时间为t＝eq\f(1,2)T2＝eq\f(π,2R)eq\r(\f(h1＋h2＋2R3,2g))，故选B。7.(2024·广东广州模拟)如图所示，甲、乙两物体间夹有一轻质弹簧(不拴接)，在外力作用下静止在水平桌面上，甲的质量大于乙的质量，两物体与桌面间的动摩擦因数相等。现同时释放甲和乙，它们与弹簧分离的过程中与桌面间因摩擦产生的热量分别为Q甲、Q乙，不考虑空气阻力，对于该过程，下列说法正确的是()A．甲、乙一直加速B．甲的加速度为0时，乙在减速C．系统一定受到向右的冲量D．Q甲可能等于初始时弹簧的弹性势能【答案】C【解析】释放甲和乙，它们与弹簧分离的过程中弹簧弹力随着形变量的减小而减小，甲、乙两物体所受摩擦力大小保持不变，由牛顿第二定律kx－f＝ma可知它们的加速度先减小至零然后反向增大。所以二者均为先加速再减速，故A错误；根据f＝μmg可知甲所受摩擦力较大，弹簧对两物块的弹力大小相等，由牛顿第二定律可知，当甲的加速度为0时，乙在加速，故B错误；对系统受力分析可知合力方向向右，由I＝Ft可知一定受到向右的冲量，故C正确；根据能量守恒Ep＝Q甲＋Q乙＋Ek甲＋Ek乙可知Q甲小于初始时弹簧的弹性势能，故D错误。二、多项选择题8.(2024·河北保定二模)如图所示，三个小孩分别坐在三辆碰碰车(可看成质点)上，任意一个小孩加上自己的碰碰车后的总质量都相等，三辆碰碰车在一光滑水平面上排成一直线，且初始时彼此隔开相等的距离。具有初动能E0的碰碰车1向右运动，依次与两辆静止的碰碰车2、3发生碰撞，碰撞时间很短且碰后连为一体，最后这三辆车粘成一个整体成为一辆“小火车”，下列说法正确的是()A．三辆碰碰车整体最后的动能等于eq\f(1,3)E0B．碰碰车1运动到2的时间与2运动到3的时间之比为2∶3C．碰碰车第一次碰撞时损失的机械能和第二次碰撞时损失的机械能之比为3∶1D．碰碰车第一次碰撞时损失的机械能和第二次碰撞时损失的机械能之比为3∶2【答案】AC【解析】由系统动量守恒，可得mv0＝3mv，其中E0＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，则三辆碰碰车整体最后的动能等于Ek＝eq\f(1,2)×3mv2＝eq\f(1,3)E0，故A正确；设相邻两车间的距离为x，碰碰车1运动到2的时间为t1＝eq\f(x,v0)，依题意，碰碰车1与静止的碰碰车2碰撞过程，动量守恒，有mv0＝2mv12，则碰碰车2运动到3的时间为t2＝eq\f(x,v12)＝eq\f(2x,v0)，可得t1∶t2＝1∶2，故B错误；碰碰车第一次碰撞时损失的机械能为ΔE1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)×2mveq\o\al(2,12)＝eq\f(1,4)mveq\o\al(2,0)，第二次碰撞时损失的机械能为ΔE2＝eq\f(1,2)×2mveq\o\al(2,12)－eq\f(1,2)×3mv2＝eq\f(1,12)mveq\o\al(2,0)，可得ΔE1∶ΔE2＝3∶1，故C正确；D错误。故选AC。9.(2024·辽宁辽阳模拟)如图所示，直金属棒折成“<”形导轨AOC固定在绝缘水平桌面上，三角形AOC为边长为L的等边三角形，一根足够长的金属棒PQ放在导轨上并与导轨接触良好，整个空间中有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨及金属棒单位长度的电阻均为r。不计一切摩擦。金属棒初始时紧靠O点。给金属棒一个水平向右的拉力，使金属棒从O点开始以大小为v的速度向右匀速运动，金属棒始终与AC平行，则金属棒在导轨上运动过程中，下列说法正确的是()A．回路中的电流保持不变B．回路中的电热功率保持不变C．拉力的大小随时间均匀增大D．整个过程，拉力的冲量大小为eq\f(\r(3)B2L2,4r)【答案】AC【解析】当金属棒从O点向右运动距离为x时，金属棒切割磁场的有效长度为l＝2xtan30°，产生的感应电动势E＝Blv，感应电流I＝eq\f(E,3lr)＝eq\f(Bv,3r)，A正确；回路中电流不变，但电阻不断增大，因此电热功率不断增大，B错误；拉力等于安培力，即F＝BIl＝eq\f(2B2v2tan30°,3r)t，即拉力的大小随时间均匀增大，C正确；整个过程，运动的时间为t＝eq\f(\r(3)L,2v)，拉力的最大值为Fm＝eq\f(B2Lv,3r)，则整个过程拉力的冲量I＝eq\f(1,2)Fmt＝eq\f(\r(3)B2L2,12r)，D错误。故选AC。10.(2024·湖北武汉模拟)如图所示，一光滑刚性绝缘圆筒内存在着平行于轴的匀强磁场，磁感应强度大小为B，筒上P点和Q点开有小孔，过P的横截面是以O为圆心的圆，PQ为直径。质量为m、电量为q的带正电粒子从P点沿PO入射，与筒壁发生3次碰撞后