高三上学期物理寒假作业限时训练（九）

2024届高三物理寒假作业限时训练（九）一、单项选择题1.镅241(eq\o\al(241,95)Am)是火灾自动报警器等设备内重要的放射源．其制备途径的核反应过程表示为X＋eq\o\al(239,94)Pu→eq\o\al(240,94)Pu，X＋eq\o\al(240,94)Pu→eq\o\al(241,94)Pu，eq\o\al(241,94)Pu→Y＋eq\o\al(241,95)Am.关于此制备过程，下列说法中正确的是()A.X是质子 B.X是电子C.Y是质子 D.Y是电子2.电容式传感器可以将非电学量的微小变化转换成电容变化．如图所示是一种利用电容式传感器测量油箱中油量的装置．当开关S闭合后，油量减少时()A.电容器的电容增大B.电容器的带电荷量减小C.电流向上经过G表D.G表示数为零时，油箱中油量为零3.如图所示为演员手握长杆正在“走钢丝”，演员从A端缓慢走到B端过程先“下坡”，后“上坡”，图中钢丝固定且不变形，下列说法中正确的是()A.演员“下坡”过程对钢丝的压力越来越小B.演员“下坡”过程受到滑动摩擦力，且越来越小C.演员“上坡”过程所受摩擦力方向与运动方向相同D.演员“上坡”过程钢丝对他的作用力方向不断改变4.如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动．下列说法中正确的是()A.卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量B.卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度C.不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的速度都相同D.不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同5.如图所示，空间有一圆锥OBB′，点A、A′分别是两母线的中点．现在顶点O处固定一带正电的点电荷，下列说法中正确的是()A.A、A′两点的电场强度相同B.将一带负电的试探电荷从B点沿直径移到B′点，其电势能先减小，后增大C.平行于底面且圆心为O1的截面为等势面D.若B′点的电势为φB′，A′点的电势为φA′，则BA连线中点C处的电势φC＝eq\f(φB′＋φA′,2)6.如图所示，从离地面某一高度的喷水口同时喷出完全相同的三个水滴A、B、C，已知三个水滴的初速度大小相等，水滴B初速度方向水平，A、C初速度方向与水平面夹角均为θ，三个水滴落于同一水平地面，忽略空气阻力，则()A.水滴A、C同时落地B.水滴C落地时速度最大C.水滴B落地时重力的瞬时功率最大D.运动过程中，重力对水滴A的冲量最大7.“水流导光”装置如图所示，长直开口透明塑料瓶内装有清水，在其底侧开一小孔，水从小孔流出，形成弯曲不散开的水流，把细激光束透过塑料瓶水平射向该小孔，则()A.减小激光的强度，“水流导光”现象更明显B.改用频率更低的激光，“水流导光”现象更明显C.改用折射率更大的液体，“水流导光”现象更明显D.随着瓶内清水高度的降低，“水流导光”现象更明显二、多项选择题8.某风力发电设备利用风力带动风车叶片旋转，再通过齿轮箱将发电机线圈转速提升，以此发电．当叶轮转速在某一区间范围内时，线圈转速为某一固定数值，某次产生的交流电动势的图像如图所示．已知线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动，线圈匝数为n、面积为S.下列说法中正确的是()A.线圈的转速为eq\f(1,T)B.eq\f(T,2)时刻线圈平面与中性面垂直C.穿过线圈的磁通量最大值为eq\f(E0T,2π)D.在eq\f(T,2)～T时间内，线圈中感应电动势的平均值为eq\f(E0,2)9.如图所示，两条平行虚线间存在一垂直纸面向外的匀强磁场，磁场宽度为0.2m，磁感应强度为0.4T．边长为0.1m的正方形导线框(粗细均匀)abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行．已知导线框在磁场左边以3m/s的速度向右匀速运动，导线框完全穿出磁场时的速度为1m/s.下列说法中正确的是()A.导线框中感应电流的方向一直沿着abcdaB.c、d两点间的最大电压为0.09VC.导线框进入磁场的过程中，受到的安培力逐渐减小D.导线框进入磁场和离开磁场的过程中，通过导线框横截面的电荷量不同10.图甲是一种名为“魔力陀螺”的玩具，这种陀螺能在圆轨道外侧旋转不脱落，其原理类似于图乙所示的模型，半径为R的磁性圆轨道竖直固定，质量为m的铁球(视为质点)沿轨道外侧运动，a、b分别为轨道的最低点和最高点，轨道对铁球的磁性引力始终指向圆心且大小不变，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g.下列说法中正确的是() 甲 乙A.铁球可能绕轨道做匀速圆周运动B.铁球绕轨道运动过程中机械能守恒C.铁球在b点的最小速度为eq\r(gR)D.若铁球不脱轨，轨道对铁球的磁力至少为5mg三、非选择题11.小明同学家里装修水电．装修公司为厨房规划了如图甲所示的一种标称四平方的铜线(即铜线的横截面积为4mm2).小明为了鉴定铜线的品质，将一盘长100m的铜线带到学校实验室． 甲 乙(1)用螺旋测微器多次测量铜线直径发现粗细基本均匀，某次测量读数如图乙所示，则该铜线的直径为________mm，该铜线的粗细与标称是否一致？________(填“是”或“否”).(2)为了进一步确定该铜线是否为杂质较多的再生铜，小明同学设计了如图丙所示的测量电路，把100m的铜线都接入电路，电流表和电压表读数如图丁所示，则电流表读数为________A，电压表读数为________V，已知电流表内阻为0.1Ω，定值电阻R0为2.0Ω，纯铜的电阻为1.7×10-8Ω·m.小明同学根据实验数据估算得出该铜线________(填“是”或“不是”)纯铜．丙丁12.某可显示温度的水杯容积为500mL，倒入200mL热水后，拧紧杯盖，此时显示温度为87℃，压强与外界相同．已知外界大气压强p0＝1.0×105Pa，温度为27℃.杯中气体可视为理想气体，不计水蒸气产生的压强，取0K＝－273℃.(1)求杯内温度降到27℃时，杯内气体的压强．(2)杯内温度降到27℃时稍拧松杯盖，外界空气进入杯中，直至稳定．求此过程中外界进入水杯中的空气体积．13.图甲是U形雪槽，某次滑板表演，在开始阶段，表演者在同一竖直平面内运动，可以把该场地简化为图乙的凹形场地：两端是eq\f(1,4)光滑圆弧面，半径均为L，中间是长为4L的粗糙水平面．表演者M的质量(含滑板)为m，从光滑圆弧面的A处滑下，进入水平面后，与质量(含滑板)为2m且静止在水平面中点O处的表演者N碰撞，碰后M以碰前速度的eq\f(1,4)反弹，M、N在O处发生碰撞后，恰好不再发生第二次碰撞，且停在O、C间的某处．假设M、N在粗糙水平面上运动时，所受阻力与压力的比分别为μ1、μ2(μ1和μ2都是未知量)，且已知eq\f(μ1,μ2)＝k(0<k<1)，表演者的动作不影响自身的速度，滑板的长度忽略不计，重力加速度为g.(1)求M与N碰撞后瞬间M、N的速度大小之比．(2)以O为起点，求M、N碰撞后在粗糙水平面上滑过的路程之比．(3)试讨论k在不同取值范围时，M甲乙寒假作业（九）参考答案1.D【解析】由质量数和电荷数守恒可知X是中子eq\o\al(1,0)n，Y是电子eq\o\al(0,－1)e，故D正确，A、B、C错误．2.B【解析】油箱中油量变化，则电容器间的电介质变化，油量减少时，电介质的相对介电常数减小，根据C＝eq\f(εrS,4πkd)得C减小，A错误；电容器两端的电压不变，根据C＝eq\f(Q,U)可得Q减小，B正确；由于电容器带电荷量减少，电容器放电，所以经过G表的电流是向下的，C错误；G表示数为零时，电容器既不充电，也不放电，油箱中的油量不变，D错误．3.C【解析】设钢丝与水平面夹角为θ，由平衡条件可知N＝mgcosθ，f＝mgsinθ，演员“下坡”过程θ越来越小，所以N越来越大，静摩擦力f越来越小，故A、B错误；演员“上坡”过程θ越来越大，所以静摩擦力f越来越大且与运动方向相同，故C正确；演员“上坡”过程钢丝对他的作用力与重力是一对平衡力，方向竖直向上，保持不变，故D错误．4.D【解析】动量是矢量，沿轨道2运动，速度大小不变，但方向变化，则动量不同，故A错误；加速度是矢量，具有方向，卫星在轨道1的任何位置具有的加速度方向不同，故B错误；卫星要由轨道1进入轨道2，在P点必须点火加速，做离心运动，所以在轨道1和在轨道2运行经过P点的速度不同，故C错误；在P点受万有引力产生加速度，受力相同，则加速度相同，故D正确．5.B【解析】A、A′两点的电场强度大小相同，方向不同，故A错误；将带负电的试探电荷从B点沿直径移到B′点过程中，电场力先做正功，后做负功，电势能先减小，后增大，故B正确；O处固定的带正电的点电荷产生的等势面是以O为圆心的球面，不是以O1为圆心的截面，故C错误；由于CB间的场强小于AC间的场强，由U＝eq\x\to(E)d得CB间的电势差小于AC间的电势差，又因为A、A′到O点的距离相等，所以φA＝φA′，同理可得φB＝φB′，C为AB中点，则有φC<eq\f(φB′＋φA′,2)，故D错误．6.D【解析】水滴C最先落地，水滴A最后落地，故A错误；由机械能守恒定律可知eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＋mgh＝eq\f(1,2)mv2，水滴A、B、C落地速度大小相等，故B错误；由瞬时功率P＝mgvcosθ可知，水滴B落地时重力的瞬时功率最小，故C错误；运动过程中，水滴A的运动时间最长，即重力对水滴A的冲量I＝mgt最大，故D正确．7.C【解析】减小激光的强度，激光全反射的临界角不变，现象不改变，故A错误；改用频率更低的激光，激光全反射的临界角变大，“水流导光”现象变得不明显，故B错误；改用折射率较大的液体，激光全反射的临界角变小，“水流导光”现象更明显，故C正确；随着瓶内清水高度的降低，从孔中射出的水流速度变小，水流轨迹变得弯曲，激光在水和空气界面处的入射角变小，“水流导光”现象变得不明显，故D错误．8.AB【解析】由图像可知，交流电动势周期为T，则线圈的转速为eq\f(1,T)，故A正确；由图像可知，eq\f(T,2)时刻感应电动势最大，则此时磁通量变化率最大、磁通量最小，线圈平面与中性面垂直，故B正确；由图像可知Emax＝E0＝nBSω＝eq\f(nBS·2π,T)＝eq\f(nΦmax·2π,T)，得Φmax＝eq\f(E0T,2nπ)，故C错误；由图像可知，在eq\f(T,2)与T时刻感应电动势最大，两时刻的磁通量都为0，则在eq\f(T,2)～T时间内，磁通量的变化量为0，由E＝neq\f(ΔΦ,Δt)可知，线圈中感应电动势的平均值为0，故D错误．9.BC【解析】线框进入磁场时电流方向沿着abcda，离开磁场时电流方向沿着adcba，A错误；由闭合电路欧姆定律可得，cd边的电压为U＝eq\f(R,R＋r)·BLv，则cd边刚进入磁场时，v最大，外电阻最大，cd的电压最大，最大值U＝eq\f(3BLv0,4)＝0.09V，B正确；导线框进入磁场的过程中，受到的安培力F＝eq\f(B2L2v,R总)，随着速度的减小，受到的安培力逐渐减小，C正确；由于eq\o(E,\s\up6(－))＝eq\f(ΔΦ,Δt)，eq\o(I,\s\up6(－))＝eq\f(E,R总)，q＝eq\o(I,\s\up6(－))Δt，则q＝eq\f(ΔΦ,R总)，由于进入磁场和离开磁场过程中，穿过线圈的磁通量的变化大小相同，因此通过导线框横截面的电荷量相同，D错误．10.BD【解析】铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，其中铁球受轨道的磁力始终指向圆心且大小不变，支持力的方向过圆心，它们都始终与运动的方向垂直，所以磁力和支持力都不对铁球做功，只有重力对铁球做功，所以铁球的机械能守恒，在最高点的速度最小，可能为零，在最低点的速度最大，铁球不可能做匀速圆周运动，B正确，A、C错误；铁球在最高点的速度恰好为0，到达最低点时的速度符合mg·2R＝eq\f(1,2)mv2，轨道对铁球的支持力恰好等于0，则磁力与重力的合力提供向心力，即F－mg＝meq\f(v2,R)，解得F＝5mg，若铁球不脱轨，轨道对铁球的磁力至少为5mg，D正确．11.(1)2.260(2.258～2.262均可)是(2)0.381.20不是【解析】(1)由螺旋测微器的读数规则可知铜线的直径为2.0mm＋0.01×26.0mm＝2.260mm；面积为S＝eq\f(1,4)πd2≈4.0mm2，故该铜线的粗细与标称是一致的．(2)由电流表和电压表的读数规则可知电流表读数为0.38A，电压表读数为1.20V，金属丝的电阻Rx＝eq\f(U,I)－RA－R0＝1.06Ω，由ρ＝eq\f(RxS,l)代入数据有ρ≈4.2×10-8Ω·m，故该铜线不是纯铜．12.(1)8.3×104Pa(2)50mL【解析】(1)杯内气体做等容变化，有eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)其中p1＝p0＝1.0×105Pa，T1＝(273＋87)K＝360KT2＝(273＋27)K＝300K解得p2＝8.3×104Pa(2)设打开杯盖后进入杯内的气体在大气压强下的体积为ΔV，以杯内原有气体为研究对象，则p2V2＝p0V3ΔV＝V2－V3其中V2＝(50