2025年高考二轮复习物理考前热身练能力题提分练12

能力题提分练(一)一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.(2024河南开封二模)正方体abcda1b1c1d1的上表面水平,沿中心线O1O2放置一根通有恒定电流I的长直导线,现使一闭合金属小圆环沿不同方向以相同速率做匀速直线运动,运动过程中小圆环平面始终水平。下列说法正确的是()A.a1点与c点的磁感应强度相同B.小圆环的圆心从ad边的中点竖直向上运动时,小圆环中无感应电流C.小圆环的圆心从b1移到c1过程中,穿过小圆环的磁通量先增加后减少D.小圆环的圆心从a移到d与从a移到c,两次移动小圆环产生的平均感应电动势相等答案B解析由右手定则可知,a1点与c点的磁感应强度大小相等,但方向相反,故A错误;小圆环的圆心在ad边的中点时,其磁通量为零,在其竖直向上运动过程中,通过小圆环的磁通量始终为零,所以通过小圆环的磁通量未发生变化,即小圆环中无感应电流,故B正确;小圆环在b1位置时,其磁通量不为零,在到达导线正下方时,其磁通量为零,在c1点时小圆环的磁通量也不为零,所以整个过程穿过小圆环的磁通量是先减小后增加,故C错误;由于小圆环运动的速度大小不变,而从a移动到d与从a移动到c的过程其位移不同,所以两次运动所用时间不同,由右手定则可知,小圆环在c点和d点的磁通量相同,所以小圆环在两次移动过程中,磁通量的变化量相同,根据E=ΔΦΔt可知,2.(2024河北一模)如图所示的电路中,R0为定值电阻,电压表和电流表均为理想电表,闭合开关S,滑动变阻器的滑片从b端向a端缓慢滑动的过程中,下列说法正确的是()A.电压表V的示数先变小后变大B.电压表V的示数一直变大C.电流表A的示数一直变小D.电流表A的示数先变小后变大答案C解析滑片缓慢从b端向a端滑动的过程中,滑动变阻器上下两部分、电压表并联,滑动变阻器滑片上、下两部分并联后的阻值先增大后减小,干路电流先减小后增大,路端电压先增大后减小,根据闭合电路欧姆定律可得电压表V的示数U=EI(R0+r),则电压表V的示数先变大后变小,故A、B错误;滑动变阻器的滑片从b滑到正中间的过程,回路总电阻增加,干路电流减小,滑动变阻器上半部分所在支路分配的电压增大,通过滑动变阻器上半部分的电流增大,可知电流表A的示数变小,滑片从正中间滑到a的过程,滑动变阻器上、下两部分并联电阻减小,电压表示数减小,滑动变阻器下半部分电阻增加,可知电流表A的示数继续变小,故C正确,D错误。3.如图所示,理想变压器接在电压为U0的交流电源上,三个定值电阻R1、R2、R3的阻值相等,调节滑动变阻器R4的滑片,使其阻值与定值电阻相等,此时两个理想电压表的示数相同,下列说法正确的是()A.变压器原、副线圈匝数比为1∶2B.电压表的示数为UC.变压器的输入功率为R1消耗功率的7倍D.向下移动滑动变阻器的滑片,两电压表的示数都变大答案B解析设此时电压表的示数为U,通过R1、R3、R4的电流都为I1=I3=I4=UR,通过R2的电流为I2=I3+I4=2UR,变压器原、副线圈匝数比n1n2=I2I1=21,A错误;原线圈的输入电压U1=U0U,副线圈的输出电压U2=2U+U=3U,根据n1n2=U1U2可得U=U07,B正确;变压器的输入功率P入=P出=I2U2=6U2R,R1消耗功率P1=U2R,则P入P1=6,C错误;设副线圈的总电阻为R总,U2=I2R总,U1=n1n2I2R总,I1=n2n1I2,U0=I1R+U1=n2n1I4.(2024江苏镇江模拟)如图所示,abc为均匀带电半圆环,O为其圆心,O处的电场强度大小为E,将一试探电荷从无穷远处移到O点,电场力做功为W。若在cd处再放置一段14圆的均匀带电圆环,如图中虚线所示,其单位长度所带电荷量与abc相同,电性与abc不同,则此时O点电场强度大小及将同样的试探电荷从无穷远处移到O点电场力做功分别为(A.102E,1B.22E,3C.34E,3D.52E,1答案A解析把半圆环等分为两段,即每段为14圆环,设每段在O点的电势为φ0,电场强度为E0,且方向分别与E夹角为θ=45°,根据电场强度的叠加原理可知E0=22E,因为电势是标量,每段导体在O点的电势为φ=φ02,同理,在cd处再放置一段14圆的均匀带电圆环后,可等分为3个14圆环,由于电性与abc相反,根据电场强度叠加可知O点的电场强度大小为E'=2×222E2+222E2=102E二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。5.(2024广东江门一模)数据表明,在电动车事故中,佩戴头盔可防止85%的头部受伤,大大减小损伤程度。头盔内部的缓冲层与头部的撞击时间延长至6ms以上,人头部的质量约为2kg,则下列说法正确的是()A.头盔减小了驾驶员头部撞击过程中的动量变化率B.头盔减少了驾驶员头部撞击过程中撞击力的冲量C.事故中头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量大小相等D.若事故中头部以6m/s的速度水平撞击缓冲层,则头部受到的撞击力最多为2000N答案ACD解析根据F·Δt=Δp,可得F=ΔpΔt,依题意,头盔内部的缓冲层与头部的撞击时间延长了,头盔减小了驾驶员头部撞击过程中的动量变化率,故A正确;同理,可知头盔并没有减少驾驶员头部撞击过程中撞击力的冲量,故B错误;根据I=F·Δt,头盔对头部的作用力与头部对头盔的作用力等大反向,作用时间相同,所以事故中头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量大小相等,故C正确;由以上分析可得F=2×66×10-3N=2000N,可知事故中头部以6m/s6.(2024河南周口二模)质量m0=2.0kg、长度L=1.0m的木板静止在足够长的光滑水平面上,右端静置一质量m=1.0kg的物块(可视为质点),如图甲所示。现对木板施加一水平向右的作用力F,Ft图像如图乙所示。物块与木板间的动摩擦因数μ=0.3,重力加速度g取10m/s2。则()A.6s末,物块刚好与木板分离B.0~4s内,物块与木板不发生相对滑动C.0~6s内,物块与木板组成的系统机械能守恒D.4~6s内,拉力F做功等于物块与木板系统动能的增量答案AB解析物块的最大加速度为μmg=ma,解得a=3m/s2,当F=6N时,假设木板和物块相对静止,则有F=(m0+m)a1,解得a1=2m/s2<a,则物块可以与木板相对静止,当F=10N时,木板的加速度为Fμmg=m0a2,解得a2=3.5m/s2>a,物块与木板在4s末的速度相等,根据运动学公式得12a2t'212at'2=L,代入数据解得t'=2s,所以6s末,物块刚好与木板分离,故A、B正确;0~6s内,物块与木板组成的系统受拉力做功,机械能不守恒,故C错误;根据功能关系可知,4~6s内,拉力F做功等于物块与木板系统动能增量与系统摩擦生热之和,故三、非选择题:本题共4小题,共34分。7.(8分)(2024山东聊城二模)“饮酒不开车”是司机必须遵守的交通法规。现要利用一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器组装一个酒精测试仪,此传感器的电阻Rx随酒精气体浓度的变化规律如图甲所示。提供的器材有:二氧化锡半导体型酒精传感器;直流电源(电动势为4V,内阻不计);一只电压表(量程为0~3V,内阻非常大,作为浓度表使用);电阻箱(最大阻值为999.9Ω);定值电阻R1(阻值为50Ω);定值电阻R2(阻值为10Ω);单刀双掷开关一个,导线若干。(1)电路中R应选用定值电阻(选填“R1”或“R2”);

(2)为便于识别测试结果,按照下列步骤调节此测试仪:①电路接通前,先将电阻箱调为Ω,然后开关接2,将电压表此时指针对应的刻度线标记为0.2mg/mL;

②逐步减小电阻箱的阻值,电压表的示数不断变大。按照图甲数据将电压表上“电压”刻度线标为“酒精浓度”,此浓度表刻度线上的浓度值是(选填“均匀”或“不均匀”)变化的。

③将开关接另一端,测试仪即可正常使用。(3)使用一段时间后,由于电源的电动势略微变小,内阻变大,则酒精浓度测量结果(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。

答案(1)R2(2)30不均匀(3)偏小解析(1)由于电压表量程为0~3V,本实验电压表并联在定值电阻两端,由欧姆定律可得,定值电阻两端的电压UR=ER由图甲可知10Ω≤Rx≤70Ω电动势为4V,电压表量程为0~3V,得URmax=4R10+R≤可得R≤30Ω故R应选用定值电阻R2。(2)开关接2,当电压表此时指针对应的刻度线为0.2mg/mL,此时Rx=30Ω,由甲图知,传感器的电阻Rx随酒精气体浓度是非均匀变化,故此浓度表刻度线上对应的浓度值是不均匀变化的。(3)使用一段时间后,由于电源的电动势略微变小,内阻变大,根据闭合电路欧姆定律可得,回路中电流减小,结合图线可知,酒精浓度测量结果偏小。8.(7分)如图甲所示,两端开口的导热汽缸水平固定,A、B是厚度不计的两轻活塞,可在汽缸内无摩擦滑动,两轻活塞用一轻杆相连,缸内封闭有理想气体。A、B静止时,缸内两部分气柱的长度分别为L和L2;现用轻质细线将活塞B与重物C连接在一起,如图乙所示。已知活塞A、B面积S1、S2的关系为S1=2S2=2S,大气压强为p0,重力加速度为g,重物C质量为m=p0S4g(1)汽缸内气体的压强;(2)活塞移动的距离x。答案(1)54p(2)L解析(1)两活塞再次静止时,对整体有p0S1+p2S2+mg=p2S1+p0S2解得p2=54p0(2)两活塞开始静止时,对整体有p0S1+p1S2=p1S1+p0S2开始静止时封闭气体的体积为V1=LS1+L2S2=5再次静止时封闭气体的体积为V2=(Lx)S1+L2+xS2由玻意耳定律得p1V1=p2V2解得x=L29.(8分)(2024河南周口二模)图甲为一种测量带电微粒速率分布的实验装置。图中直径为D的竖直圆筒壁上有一竖直狭缝S,高度为h,宽度忽略不计。紧贴圆筒内壁固定有高度为HH>43h的半圆柱面收集板,用于收集带电微粒;板的一竖直边紧贴狭缝S,上边与狭缝S上端对齐,上边缘远离狭缝的顶点为P点,另有一距P点弧长为l的点Q,俯视图如图乙所示。圆筒内存在一竖直向下的匀强电场,电场强度为E。令圆筒以角速度ω绕中心轴顺时针转动,同时由微粒源产生的微粒沿水平方向以不同的速率射入圆筒,微粒质量均为m,电荷量均为q(1)求Q点所在竖直线上收集到的微粒中,入射速率最大的微粒下落的距离。(2)为了确保收集板任一竖直线上收集到的微粒速率相同,并且能收集到所有该速率的微粒,求圆筒转动角速度ω的取值范围。答案(1)2(2)π2qE2m解析(1)打在Q点所在竖直线上的微粒,入射速率最大时,圆筒转过的角度为θ=l对应的时间为t=θ加速度为a=qE下落高度y0=12at联立得y0=2qE(2)带电微粒进入圆筒后,圆筒转过一圈的过程中,能收集到的速率最小的微粒下降的高度为y1,第一圈末时,过P点的竖直线上收集的微粒下落高度为y2,有h+y1<H<y2能收集到的速率最小的微粒对应的弧长为l0=π加速度为a=qEy1=π设圆筒周期为T=2y2=12aT联立得π2qE2m因为H>43h,所以π2qE2m(H10.(11分)(2024北京门头沟一模)2023年12月1日晚间,绚丽的极光现身北京市门头沟区。极光是由太阳抛射出的高能带电粒子受到地磁场作用,在地球南北极附近与大气碰撞产生的发光现象。从北极地区看赤道平面的地磁场,简化图如图乙所示,O为地球球心,R为地球半径,将地磁场在半径为R到3R之间的圆环区域看成是匀强磁场,磁感应强度为B。假设高能粒子的质量为m,电荷量为+q。不计粒子重力及大气对粒子运动的影响,且不考虑相对论效应。(1)若高能粒子从A点以速度v0沿切线进入磁场边界位置时,粒子恰好绕着磁场边界做圆周运动,求粒子的速度v0的大小。(2)地球磁层是保护地球的一道天然屏障,它阻挡着高能粒子直接到达地球表面,从而保护了地球上的生态环境。a.假设高能粒子从磁场边缘A点以速率v沿半径方向射入磁场时恰不能到达地球表面,求粒子的比荷qmb.高能粒子实际上可在赤道平面内向各个方向均匀地射入磁场。若高能粒子仍以速率v射入地球磁场,求到达地球粒子数与进入地磁场粒子总数比值η。(结果用反三角函数表示,例:sinθ=k,则θ=arcsink,θ为弧度)答案(1)3(2)a.v4BRb解析(1)若高能粒子从A点以速度v0沿切线进入磁场边界位置时,粒子恰好绕着磁场边界做圆周运动,可知粒子的轨道半径为r0=3R由洛伦兹力提供向心力可得qv0B=mv联立解得粒子的速度的大小为v0=3qBR(2)a.假设高能粒子从磁