统考版2024届高考物理二轮专项分层特训卷第三部分模拟许综合练5

模拟小卷练5(8＋2实验)(时间35分钟，满分63分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一个选项符合题目要求，第19～21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．核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设．核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高患癌症的风险．已知钚的一种同位素eq\o\al(\s\up1(239),\s\do1())94Pu的半衰期为24100年，其衰变方程为eq\o\al(\s\up1(239),\s\do1())94Pu→X＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋γ.下列有关说法正确的是()A．X原子核中含有92个中子B．100个eq\o\al(\s\up1(239),\s\do1())94Pu原子核经过24100年后一定还剩余50个C．由于衰变时释放巨大能量，根据E＝mc2，衰变过程总质量增加D．衰变发出的γ射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力15．[2023·江苏苏州高新区三模]如图所示，边长为2L的等边三角形区域abc内部的匀强磁场垂直纸面向里，b点处于x轴的坐标原点O处；一直角闭合金属线框ABC与三角形区域abc等高，∠ABC＝60°，BC边在x轴上，在B点恰好位于原点O的位置时，让金属线框ABC沿x轴正方向以恒定的速度v穿过磁场．规定逆时针方向为线框中感应电流的正方向，在下列四个i­x图象中，能正确表示线框中感应电流随位移变化关系的是()16．[2023·南京三模]如图甲所示，一儿童站在平板小车中间，与小车一起沿水平地面匀速向右运动，儿童突然走向小车一端，此过程中儿童和小车的速度—时间关系图象如图乙所示，不计地面的摩擦力．以下说法正确的是()A．儿童的质量小于小车的质量B．儿童走向小车左端C．儿童和小车的总动能减少D．小车对儿童的冲量方向水平向右17．静电透镜是电子透镜的一种，它被广泛应用于电子器件(如阴极射线示波管)中．如图所示，虚线是某电子透镜中电场的等差等势线，一电子在该电场中的运动轨迹如图中实线所示，A、B、C分别是轨迹与等势线的交点．已知A点的电势为零，电子在A点的动能为32eV，在B点的电势能为－15eV，不计电子重力，下列说法正确的是()A．电子一定是从A点运动到C点B．电子在经过等势线c时的动能为42eVC．电子在经过等势线c时的动能为40eVD．电子在关于等势线d对称的两点所受电场力相同18．一匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，其边界如图中虚线所示，eq\o(ab,\s\up8(︵))为半圆，ac、bd与直径ab共线，a、c间的距离等于半圆的半径．一束质量为m、电荷量均为－q(q>0)的粒子，在纸面内从c点垂直于ac射入磁场，这些粒子具有各种速率．不计重力，不计粒子之间的相互作用．在磁场中运动时间最短的粒子运动时间为()A．eq\f(4πm,3qB)B．eq\f(2πm,3qB)C．eq\f(πm,3qB)D．eq\f(πm,4qB)19．与光电效应有关的四个图象如图所示，下列说法正确的是()A．根据图甲装置，若先让锌板带负电，再用紫外线照射锌板，则验电器的张角可能变小B．根据图乙可知，黄光越强，则饱和电流越大，说明光子的能量与光强有关C．由图丙可知，ν2为该金属的截止频率D．由图丁可知E等于该金属的逸出功20．2020年7月23日12时41分，长征五号遥四运载火箭将“天问一号”探测器发射升空，至2021年2月10日19时52分，探测器顺利进入近火点高度约400千米，周期约10个地球日，倾角约10°的大椭圆环火轨道，成为中国第一颗人造火星卫星．环绕火星任务获得成功标志着我国实现了“绕、着、巡”第一步“绕”的目标．如图所示为这一过程的示意图，则以下说法正确的是()A．“天问一号”在轨道Ⅱ和轨道Ⅲ上经过B点时的加速度相同B．“天问一号”在轨道Ⅱ和轨道Ⅲ上经过B点时加速度不同C．“天问一号”在B点点火减速由轨道Ⅱ进入轨道ⅢD．“天问一号”在A点点火加速由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ21．图甲所示电路中的理想变压器原、副线圈的匝数比为eq\f(n1,n2)＝eq\f(4,1)，原线圈接入电压按图乙所示变化的电源，电压表为理想电表．副线圈接有规格为“12.0V，6.0W”的小灯泡，电阻R1、R2均为定值电阻，其中R2＝16.0Ω，若灯泡能正常工作，下列说法正确的是()A．两电阻阻值之比为eq\f(R1,R2)＝eq\f(35,2)B．电压表V的示数为140VC．电源的输出功率为27.5WD．穿过铁芯磁通量变化率的最大值为1Wb/s二、实验题(本题共2小题，共15分)22．(5分)为准确测量某弹簧的劲度系数，某探究小组设计了如下实验，实验装置如图甲所示，其原理图如图乙所示．角度传感器与可转动的“T”形螺杆相连，“T”形螺杆上套有螺母，螺母上固定有一个力传感器，弹簧的上端挂在力传感器下端挂钩上，另一端与铁架台底座的固定点相连．当“T”形螺杆转动时，角度传感器可测出螺杆转动的角度，力传感器会随着“T”形螺杆旋转而上下平移，弹簧长度也随之发生变化．实验过程中，弹簧始终在弹性限度内．(1)已知“T”形螺杆向某一方向旋转10周(10×360°)时，力传感器上移40.0mm，则在角度传感器由0增大到270°的过程中，力传感器向上移动的距离为________mm.(保留一位小数)(2)该探究小组操作步骤如下：①旋转螺杆使初状态弹簧长度大于原长；②记录初状态力传感器示数F0、以及角度传感器示数θ0；③旋转“T”形螺杆使弹簧长度增加，待稳定后，记录力传感器的示数Fn，角度传感器的示数θn；④多次旋转“T”形螺杆，重复步骤③的操作；⑤以力传感器的示数F为纵坐标、角度传感器的示数θ为横坐标，由实验数据描绘出F­θ图象，则该图象可能为________．(3)若图象的斜率为2.5×10－4N/°，则该弹簧的劲度系数k＝________N/m.(结果保留三位有效数字)23．(10分)电子温度计的核心元件是热敏电阻．某型号的热敏电阻说明书显示的RT­t图如图甲所示．学习小组想测量该热敏电阻RT在34～42℃的阻值与温度的关系．实验器材有电源(输出电压恒为U＝12.0V)，电流表A(量程Ig＝50mA，内阻rg约为50Ω)等，实验电路图如图乙所示．主要实验步骤如下：①闭合开关S，调节滑动变阻器R，使电流表满偏；②保持滑动变阻器R接入电路的阻值不变，断开开关S，将RT做好防水处理后同温度计一起放进烧杯里，烧杯中倒入温水，当温度计示数为合适值时，读出电流表示数I；③水温逐渐降低，读出不同温度下电流表示数I，填到记录表格中．请完成以下问题：(1)有两个滑动变阻器可供选择，最大阻值分别为100Ω、200Ω，本实验应选择最大阻值为________Ω的滑动变阻器．(2)温度为42℃时电流表指针如图丙所示，读数为I＝________mA，则测得的此温度下热敏电阻的阻值RT＝________Ω(保留1位小数).(3)小组利用此热敏电阻和电磁继电器设计一个温度报警装置，环境温度低于42℃时报警指示灯不亮，达到或超过42℃时指示灯亮，电路图如图丁所示．则指示灯应连接在________间(填“AB”或“CD”).模拟小卷练5（8＋2实验）14．解析：根据电荷数守恒、质量数守恒知，X的电荷数为92，质量数为235，则有92个质子，143个中子，故A错误；半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，对少量的原子核不适用，故B错误；由于衰变时释放巨大能量，根据E＝mc2，衰变过程总质量减小，故C错误；衰变发出的γ射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力，故D正确．答案：D15．解析：线圈从0～L过程中，产生逆时针方向的感应电流，切割磁感线的有效长度从0增大到eq\f(\r(3),2)L，故感应电流逐渐变大；从L～2L过程中，产生逆时针方向的感应电流，切割磁感线的有效长度从eq\f(\r(3),2)L逐渐减小到0，感应电流逐渐变小；从2L～3L过程中，产生顺时针方向的感应电流，切割磁感线的有效长度从eq\r(3)L逐渐减小到0，感应电流逐渐变小．由以上分析可知，D正确，A、B、C错误．答案：D16．解析：小车与儿童在水平方向只受两者之间的摩擦力作用，由牛顿第二定律可知加速度与质量成反比，由速度—时间图线的斜率表示加速度并结合题图乙可知，小车的加速度大于儿童的加速度，所以儿童的质量大于小车的质量，选项A错误；小车与儿童组成的系统在水平方向不受外力，系统的动量守恒，由题图乙可以看出，儿童速度减小，相对小车向左运动，选项B正确；儿童消耗自身的化学能转化为系统的机械能，由能量转化和守恒可知，系统的总动能增大，选项C错误；由题图乙可分析出儿童的动量变化量为负值，即方向水平向左，由动量定理可知，小车对儿童的冲量方向水平向左，选项D错误．答案：B17．解析：分析可知粒子可能是从A点运动到C点，也可能是从C点运动到A点，A错误；电子只在电场力作用下运动，则电子的电势能和动能之和不变，为32eV，又题图中为等差等势线，B点的电势为15V，A点的电势为零，则等势线c的电势为10V，则电子在经过等势线c时的动能为42eV，B正确，C错误；电子在关于等势线d对称的两点所受电场力大小一定相同，但方向不一定相同，D错误．答案：B18．解析：根据洛伦兹力提供向心力可得Bqv＝meq\f(v2,r)，粒子在磁场中运动的周期为T＝eq\f(2πr,v)＝eq\f(2πm,qB)，分析可知，当r≤0.5R（R为eq\x\to(ab)的半径）或r≥1.5R时，粒子从ac、bd边界射出磁场，运动时间等于半个周期，当0.5R＜r＜1.5R时，粒子从eq\o(ab,\s\up8(︵))射出磁场，设粒子射出磁场的位置与c点的连线与ca的夹角为β，则粒子在磁场中的运动时间为t＝eq\f(π－2β,2π)T，作出某速率的粒子运动轨迹如图所示，由几何知识可知β的最大值为βmax＝eq\f(π,6)，所以粒子在磁场中运动的最短时间为tmin＝eq\f(1,3)T＝eq\f(2πm,3qB)，选项B正确．答案：B19．解析：紫外线照射锌板能发生光电效应，锌板带正电，若先让锌板带负电，则验电器张角有可能变小，选项A正确；光子的能量只与频率有关，选项B错误；最大初功能Ek＝hν－W0，eUc＝Ek，所以Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)，因此丙图中νc为截止频率，选项C错误；图丁中的E等于该金属的逸出功，选项D正确．答案：AD20．解析：根据eq\f(GMm,r2)＝ma可知“天问一号”在轨道Ⅱ和轨道Ⅲ上经过B点时的加速度相同，选项A正确，B错误；在变轨问题中，由低轨道进入高轨道需要加速，由高轨道进入低轨道需要减速，因此“天问一号”在B点减速由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ，在A点加速由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，选项C、D正确．答案：ACD21．解析：变压器副线圈中电流为I2＝eq\f(PL,UL)＝eq\f(6,12)A＝0.5A，变压器副线圈的输出电压为U2＝UL＋I2R2＝12V＋0.5×16V＝20V，原线圈电流I1＝eq\f(n2,n1)I2＝0.125A，原线圈两端电压U1＝eq\f(n1,n2)U2＝eq\f(4,1)×20V＝80V，电压表示数为U′＝220V－U1＝140V，B正确；R1的阻值为R1＝eq\f(U′,I1)＝eq\f(140,0.125)Ω＝1120Ω，则两电阻阻值之比为eq\f(R1,R2)＝eq\f(70,1)，A错误；R2消耗的功率为PR2＝Ieq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))R2＝0.52×16W＝4.0W，R1消耗的功率为PR1＝eq\f(U′2,R1)＝eq\f(1402,1120)W＝17.5W，则电源的输出功率为P＝PR1＋PR2＋PL＝17.5W＋4.0W＋6.0W＝27.5W，C正确；副线圈两端电压最大值为U2m＝20eq\r(2)V，穿过铁芯的磁通量变化率的最大值为eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(U2m,n2)，由于不知道副线圈的匝数，故无法求出穿过铁芯磁通量变化率的最大值，D错误．答案：BC22．解析：（1）当其旋转270°时，力传感器在竖直方向移动的距离为x＝eq\f(40,10×360°)×270°mm＝3.0mm（2）⑤由于实验时旋转螺杆使初状态弹簧长度大于原长，则说明在未转动时，即θ＝0时弹簧就有弹力了，故选B.（3）角度增加Δθ时，弹簧形变量为Δx，“T”形螺杆的螺纹间距为d，则有Δx＝eq\f(dΔθ,360°)，d＝eq\f(40×360°,10×360°)mm根据胡克定律得ΔF＝kΔx，解得k＝eq\f(ΔF×360°,dΔθ)，代入数据有k＝22.5N/m.答案：（1）3.0（2）B（3）22.523．解析：