高考物理二轮复习 选择、实验题(10＋2)定时训练(三)

选择、实验题(10＋2)定时训练(三)(限时：40分钟)一、单项选择题(共7小题，每小题4分，共28分)1.(2021·广州市高三综合测试)广东大亚湾核电站是我国首座利用核裂变发电的大型商用核电站。核裂变反应方程eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋aX中()A.X为电子，a＝1 B.X为质子，a＝3C.X为质子，a＝2 D.X为中子，a＝3答案D解析核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，则有235＋1＝144＋89＋aA，92＋0＝56＋36＋aZ，解得X的电荷数Z＝0，故X为中子，则X的质量数A＝1，故a＝3，A、B、C项错误，D项正确。2.(2021·四川德阳市三诊)2020年7月23日，中国首个火星探测器“天问一号”在海南文昌卫星发射中心发射升空。该探测器经过多次变轨，进入环火轨道，预计5月中旬，将择机开展着陆、巡视等任务，进行火星科学探测。假设在火星表面完成下面的实验：在固定的竖直光滑圆轨道内部最低点静止放置一个质量为m的小球(可视为质点)，如图1所示，当给小球一水平向右的瞬时冲量I时，小球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动。若已知圆轨道半径为r，火星的半径为R、万有引力常量为G，则火星的质量为()图1A.eq\f(I2r,Gm2R2) B.eq\f(I2r,5Gm2R2)C.eq\f(I2R2,Grm2) D.eq\f(I2R2,5Grm2)答案D解析由动量定理得I＝mv0，小球从最低点到最高点的过程机械能守恒，则eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝2mgr＋eq\f(1,2)mv2，小球恰能经过最高点，则mg＝eq\f(mv2,r)，对火星表面的物体有Geq\f(m0M,R2)＝m0g，解得M＝eq\f(I2R2,5Grm2)，故选项D正确。3.[2021·广东省学业水平选择考模拟(二)]高铁在高速行驶时，受到的阻力f与速度v的关系为f＝kv2(k为常量)。若某高铁以160km/h的速度匀速行驶时机车的输出功率为P，则该高铁以320km/h的速度匀速行驶时机车的输出功率为()A.8P B.4PC.2P D.P答案A解析当高铁匀速行驶时，牵引力F与阻力f大小相等，由题意可知当高铁以v1＝160km/h行驶时机车的输出功率为P＝Fv1＝kveq\o\al(3,1)，所以当高铁以v2＝320km/h行驶时机车的输出功率为P′＝F′v2＝kveq\o\al(3,2)＝8kveq\o\al(3,1)＝8P，选项A正确。4.(2021·广州市高三模拟)如图2为电容式话筒的原理图，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为电容器两金属极板。人对着P说话，P振动而Q不动。在P、Q间距离减小的过程中()图2A.电容器的电容不变 B.通过R的电流为零C.Q极板的带电荷量变大 D.R中有从M流向N的电流答案C解析由平行板电容器电容的决定式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，P、Q间距减小，即板间距离d减小时，电容器的电容C增大，A项错误；电容器与电源保持连接，其两端电压不变，由Q＝CU可知，电容器带电荷量变大，C正确；电容器带电荷量变大，故电容器充电，有电流由N经过电阻R到M，B、D项错误。5.(2021·河南六市第二次联合调研)用以金属铷为阴极的光电管观测光电效应现象的实验装置如图3甲所示，实验中测得铷的遏止电压Uc。与入射光频率ν之间的关系图像如图乙所示，图线与横坐标轴交点的坐标为5.15×1014Hz。已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，则下列说法中正确的是()图3A.欲测遏止电压，应选择电源左端为正极B.如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能约为Ek＝1.23×10－19JC.增大入射光的强度，产生的光电子的最大初动能一定增大D.当电源左端为正极时，滑动变阻器的滑片向右滑动时电流表的示数一定持续增大答案B解析欲测遏止电压，光电管两端应接反向电压，即应选择电源右端为正极，选项A错误；由图乙可知金属铷的极限频率为ν0＝5.15×1014Hz，如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能约为Ek＝hν－hν0＝1.23×10－19J，选项B正确；由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，选项C错误；当电源左端为正极时，滑动变阻器的滑片向右滑动时，光电管所加电压增大，光电流增大。当光电流达到饱和值后，光电流不再增大，即电流表的示数先增大，后不变，选项D错误。6.(2021·山东泰安市二轮检测)如图4所示，质量为m的滑环套在足够长的光滑水平杆上，质量为M＝3m的小球(可视为质点)用长为L的轻质细绳与滑环连接。滑环固定时，给小球一个水平冲量I，小球摆起的最大高度为h1(h1<L)；滑环不固定时，仍给小球以同样的水平冲量I，小球摆起的最大高度为h2。则h1∶h2()图4A.6∶1 B.4∶1C.2∶1 D.4∶3答案B解析滑环固定时，设小球获得冲量I对应的初速度为v0，根据机械能守恒定律，有Mgh1＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,0)，即h1＝eq\f(veq\o\al(2,0),2g)，滑环不固定时，物块初速度仍为v0，在物块摆起最大高度h2时，它们速度都为v，在此过程中物块和滑环组成的系统机械能守恒，在水平方向动量守恒，则Mv0＝(m＋M)v，eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)(m＋M)v2＋Mgh2，由以上各式可得h2＝eq\f(veq\o\al(2,0),8g)，联立可得h1∶h2＝4∶1，故选项B正确。7.(2021·山东日照市第二次模拟)喷墨打印机的结构原理如图5所示，其中墨盒可以发出半径为1×10－5m的墨汁微粒。此微粒经过带电室时被带上负电，带电的多少由计算机按字体笔画高低位置输入信号加以控制。带电后的微粒以一定的初速度进入偏转电场，经过偏转电场发生偏转后，打到纸上，显示出字体。无信号输入时，墨汁微粒不带电，沿直线通过偏转电场而注入回流槽流回墨盒。设偏转极板长L1＝1.6cm，两板间的距离d＝0.50cm，偏转板的右端到纸的距离L2＝2.4cm。若一个墨汁微粒的质量为1.6×10－10kg，所带电荷量为1.25×10－12C，以20m/s的初速度垂直于电场方向进入偏转电场，打到纸上的点距原射入方向的距离是1.0mm(不计空气阻力和墨汁微粒的重力，可以认为偏转电场只局限在平行板电容器内部，忽略边缘电场的不均匀性)()图5A.墨汁从进入偏转电场到打在纸上，做类平抛运动B.两偏转板间的电压是2.0×103VC.两偏转板间的电压是5.0×102VD.为了使纸上的字体放大10%，可以把偏转电压降低10%答案C解析墨汁在偏转电场中做类平抛运动，出偏转电场后做匀速直线运动，选项A错误；墨汁出偏转电场后做匀速直线运动，且反向延长线平分水平位移，如图所示：由图可知tanθ＝eq\f(vy,v0)，tanθ＝eq\f(y,\f(L1,2)＋L2)，又eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(vy＝at＝\f(qU,md)t,t＝\f(L1,v0)))联立解得两偏转板间的电压是U＝5.0×102V，选项B错误，C正确；由以上式子整理得y＝eq\f(qUL1（L1＋2L2）,2mdveq\o\al(2,0))，为了使纸上的字体放大10%，可以把偏转电压提高10%，选项D错误。二、多项选择题(共3小题，每小题6分，共18分)8.(2021·天津市学业水平等级性考试模拟)空间某一静电场的电势φ在x轴的分布如图6所示，A、B、C、D是x轴上的四点，电场强度在x方向上的分量大小分别是EA、EB、EC、ED，则()图6A.EA<EBB.EC<EDC.A、D两点在x方向上的电场强度方向相反D.同一负点电荷在A点时的电势能小于在B点时的电势能答案BCD解析在φ－x图像中，斜率的绝对值代表电场强度的大小，由于A点的斜率的绝对值大于B点的斜率的绝对值，所以EA>EB，故A错误；同理由于C点的斜率的绝对值比D点的斜率的绝对值小，所以EC<ED，故B正确；由于A点的斜率为负，D点的斜率为正，所以A、D两点在x方向上的场强方向相反，故C正确；由图可知，A点的电势大于B点的电势，根据电势能与电势的关系Ep＝qφ可知，同一负点电荷在A点时的电势能小于在B点时的电势能，故D正确。9.(2021·河北唐山市二模)如图7所示，宽度为1m光滑平行导轨位于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为1T，将质量均为1kg的导体棒M、N垂直放在导轨上，轨道电阻与摩擦均不计，每根导体棒电阻为1Ω。现给导体棒M施加大小为10N的平行于导轨的外力，导体棒M、N始终垂直于导轨，导体棒运动稳定后，下列说法正确的是()图7A.导体棒M的加速度为5m/s2 B.导体棒M的速度为5m/sC.回路中感应电动势为5V D.流过导体棒M的电流为5A答案AD解析导体棒运动稳定后，两棒具有恒定的速度差，因而加速度相等，则对M、N由牛顿第二定律得F－BIL＝maM，BIL＝maN，两式相加得F＝maM＋maN，解得aM＝aN＝5m/s2，所以I＝eq\f(maN,BL)＝5A，故A、D正确；由闭合电路的欧姆定律可得E＝I(r＋R)＝5A×2Ω＝10V，故C错误；运动稳定后，导体棒依然具有加速度，所以运动速度是不断变化的，故B错误。10.[2021·东北三省四市教研联合体模拟(二)]如图8乙所示，两个完全相同的物块A和B(均可视为质点)放在水平圆盘上，它们分居圆心两侧，用不可伸长的轻绳相连，两物块质量均为1kg。与圆心距离分别为RA和RB，其中RA<RB且RA＝1m。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘以不同角速度ω绕轴OO′匀速转动时，绳中弹力FT与ω2的变化关系如图甲所示，重力加速度g＝10m/s2。下列说法正确的是()图8A.物块与圆盘间的动摩擦因数μ＝0.1B.物块B与圆心距离RB＝2mC.当角速度为1rad/s时圆盘对A的静擦力指向圆心D.当角速度为eq\r(2)rad/s时，A恰好要相对圆盘发生滑动答案ABD解析角速度较小时，物块各自受到的静摩擦力f充当向心力，绳中无拉力。根据牛顿第二定律有f＝mω2R，因为RA＜RB，所以物块B与圆盘间的静摩擦力先达到最大值，随着角速度增大，轻绳出现拉力，拉力FT和最大静摩擦力的合力充当向心力。对物块B分析：FT＋μmg＝mω2RB，则FT＝mω2RB－μmg，则根据图像中斜率和截距的数据解得RB＝2m，μ＝0.1，故选项A、B正确；当ω＝1rad/s时，由上述方程得绳子中拉力大小FT＝1N，再对A分析，由牛顿第二定律得FT＋f＝mω2RA，解得f＝0，故选项C错误；当A恰好要相对圆盘发生滑动时，其摩擦力为最大值且方向沿半径向外，对A分析：FT－μmg＝mω2RA，此时对B分析：FT＋μmg＝mω2RB，联立解得ω＝eq\r(2)rad/s，故选项D正确。三、实验题(共2小题，共16分)11.(7分)(2021·山东日照市第二次模拟)(1)下列三个装置图都可以用来探究平抛运动的规律。a.用图9甲装置实验时，要获得钢球的平抛轨迹，每次一定要将钢球从斜槽上________(选填“同一位置”或“不同位置”)由静止释放；b.用图乙装置实验时，为了获得稳定的细水柱以显示平抛轨迹，竖直管上端A一定要________(选填“高于”或“低于”)水面；图9(2)某同学用图甲所示的实验装置进行实验，得到如图丙所示的平抛运动轨迹的一部分，重力加速度g＝10m/s2，由图中信息可求得小球平抛的初速度大小为v0＝________m/s(结果保留2位有效数字)，小球平抛起点的位置坐标为(________cm，________cm)。答案(1)同一位置低于(2)2.0－20－5解析(1)a.用图甲装置实验时，要获得钢球的平抛轨迹，每次一定要将钢球从斜槽上同一位置由静止释放；b.用图乙装置实验时，为了获得稳定的细水柱以显示平抛轨迹，竖直管上端A一定要低于水面，这样在管口处的压强是恒定不变的，则水流速度不变。(2)根据Δh＝gT2可得T＝eq\r(\f(Δh,g))＝eq\r(\f(（25－15）×10－2,10))s＝0.1s则水平速度v0＝eq\f(x,T)＝eq\f(0.2,0.1)m/s＝2.0m/s因竖直方向两段相等时间的位移之比为15∶25＝3∶5，根据初速度为零的匀变速运动相邻相等时间的位移之比为1∶3∶5…，可知从抛出点开始的第一段相等时间的竖直位移为5cm，则抛出点的坐标为(－20cm，－5cm)。12.(9分)(2021·山东泰安市二轮检测)多用电表是实验室必备仪器，某实验小组把一欧姆挡等效为一个直流电源，用一个滑动变阻器和一个电压表测量该多用电表内电源电动势和欧姆“×1”挡内部总电阻，他所采用的实验电路如图10甲所示。图10实验器材：待测多用电表(欧姆挡部分刻度