2022届高三理综期末训练五
一、选择題:本題共8小题,毎小題6分,共48分.在毎小题给出的四个选项中,第 14 18题只有一项符合題目要求,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,有选错或不选的得0分.
14.是核电站的重要核燃料,是铀核裂变形式之一,裂变生成物、的比结合能分别为、,则下列说法正确的是( )
A. B.
C.比更稳定 D.的结合能比的结合能大
15.如图所示,两底角分别为37°和53°的光滑三角劈固定在水平地面上,三角劈顶端装有一光滑定滑轮。质量均为1kg的物块P、Q用跨过滑轮的轻绳连接,不计滑轮质量和一切摩擦,斜面足够长,已知重力加速度g=10m/s2, sin37° =0.6,sin53° =0.8.同时由静止释放P、Q后,轻绳的拉力大小为( )
A.5N B.6N
C.7N D.8N
16.真空中四个等量点电荷位于正方形四角上,其电性如图所示。a、b、c、d分别为该正方形四边的中点,O为对角线的交点。取无穷远处的电势为零,下列说法正确的是( )
A.O点的电场强度为零,电势不为零
B.a、 c两点的电势相等、电场强度相同
C.b、d两点的电势相等、电场强度不同
D.b、c两点的电势不相等、电场强度相同
17.定点投篮时,第一次出手位置较高,篮球的速度方向与竖直方向的夹角为60°;第二次出手位置较低,篮球的速度方向与竖直方向的夹角为30°。已知两次出手的位置在同一竖直线上,结果篮球都正好垂直撞到篮板上的同一点P,如图所示。不计空气阻力,则前、后两次投出的篮球在从出手到撞板的过程中( )
A.撞击篮板时的速率相等 B.出手时的速率相等
C.运动的时间的比值为1:3 D.上升的高度的的比值为:3
18.如图所示,光滑水平面上有质量为m足够长的木板,木板上放一质量也为m、可视为质点的小木块。现分别使木块获得向右的水平初速度v0和2v0,两次运动均在木板上留下划痕,则两次划痕长度之比为( )
A.1:4 B.1:4 C.1:8 D.1:12
19.如图所示,理想变压器原线圈一端有a、b两接线柱,a是原线圈的一端点,b是原线圈的中心抽头,电压表和电流表均为理想电表。从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压,其瞬时值表达式为。则( )
A.当单刀双掷开关分别与a、b连接时,电压表的示数比为1:2
B.当t=0时,c、d间的电压瞬时值为
C.单刀双掷开关与a连接,在滑动变阻器触头P向上移动的过程中,电压表示数增大
D.当单刀双掷开关由a扳向b时,电流表的示数增大
20.如图所示,两相邻倾斜轨道I和II均与水平面平滑连接,两轨道侧视图的交叉点M距地面的高度为h,一可视为质点的物块从轨道II上的M处由静止释放,最终物块运动到水平面上的A处停止。已知物块与两倾斜轨道及水平面间的动摩擦因数均相同,重力加速度为g,倾斜导轨足够长。下列说法正确的是( )
A.若物块从轨道I上的M处由静止释放,则物块将停在水平面上A处左侧
B.若物块从A处以大小为的初速度向左运动并滑上轨道I,物块刚好能滑到M处速度减为0
C.若物块从A处以大小为的初速度向左运动并分别滑上两轨道,则物块在两轨道上速度减为0时的位置距地面的高度相同
D.若物块从A处以大小为的初速度向左运动并分别滑上两轨道,则物块在轨道I
21.在空间O点右侧存在水平方向的静电场,以O为原点,沿电场方向建立坐标系,电场强度E随坐标x的分布如图所示。质量均为m、带电荷量分别为+q、-q 的两粒子,从x=2d处由静止释放,不计粒子重力及粒子间相互作用。下列说法正确的是( )
A.由静止释放后,带正电的粒子电势能减小,带负电的粒子电势能增大
B.x=2d 与x=4d两点间的电势差为5E0d
C.粒子运动到x=3d处时的加速度大小为
D.粒子运动到x=0处时的速度大小为
二、非选择题
(一)必考题:
22.某同学验证动能定理的实验装置如图1,水平桌面上固定一气垫导轨,在气垫导轨上的A、B处固定两个光电门,一质量为M的滑块通过细绳跨过光滑的定滑轮与一个小桶相连,桶中装有细沙,桶和里面细沙的总质量为m,用d表示遮光条的宽度,通过光电计时器可以测量出遮光条通过A、B两个光电门的时间分别为tA、tB,A、B两个光电门的距离为x。忽略导轨与滑块之间的摩擦力,用g表示重力加速度。
(1)滑块从A运动到B的过程中,动能的增量ΔEk=______(用题中的字母表示),在m与M满足______的条件下,可以近似认为细绳对滑块做的总功为mgx。只需验证总功与动能的增量是否相等即可;
(2)关于此实验,下列说法正确的是______(填序号);
A.两光电门之间的距离对实验误差没有影响
B.适当增大两光电门之间的距离可以减小实验误差
C.此装置也可以拿来验证系统机械能守恒
D.遮光条的宽度大一些有利于减小实验误差
(3)实验过程中,无论怎样改变参数,经过测量和计算后发现,由于细绳对滑块的拉力实际上并不等于mg,所以总功mgx始终要 (填“略大于”“略小于”或“等于”)动能的增加量,这种误差属于 (填“系统误差”或“偶然误差”);
(4)鉴于以上第(3)问中的误差对本实验的影响,有同学提出了另外的建议,将实验装置改成如图2所示,首先调整气垫导轨的倾角,往小桶中加入适量的细沙,让滑块恰好能够静止在导轨上,然后剪断细绳,滑块开始加速下滑。该同学提出的这种操作方式合理吗? (填“合理”或“不合理”)此时M受到的合力为 。
23.利用实验室给出的下列器材测量某电池的电动势和内阻。
A.待测电池(电动势约为12V,内阻约为6Ω) B.滑动变阻器R1(最大阻值为50Ω)
C.电阻箱R2(最大阻值为9999.99Ω) D.电压表V(量程3V,内阻约2kΩ)
E.电流表A(量程0.6A,内阻为3Ω) F.开关、导线若干
(1)首先利用所给部分器材连接成如图甲所示的电路,将电压表与电阻箱R2串联改装为量程为15V的电压表。
①将滑动变阻器触头移至最右端,电阻箱R2的阻值调为零,闭合开关S,然后调节滑动变阻器R1,使电压表示数达到满偏;
②保持滑动变阻器R1接入电路的阻值不变,调节电阻箱R2(电阻箱阻值变化对电路总电阻的影响可忽略不计),使电压表示数变为 V,即可得到一个量程为15V的电压表。
(2)将虚线框内改装好的电压表(电压表的刻度没有改变)接入如图乙、图丙所示的电路,要更准确地进行测量,应选择图 (选填“乙”或“丙”)所示电路进行测量。
(3)根据测得的实验数据作出电压表示数U和电流表示数I的关系图像,如图丁所示,则该电池的电动势E= _V,内阻r= _。(结果均保留2位有效数字)
(4)在测量电源的电动势和内阻时,采用图 (选填“乙”或“丙”)会因电压表分流而产生系统误差,该系统误差会导致电源内阻的测量值r测 (选填“大于”“等于”或“小于”)电源内阻的真实值r真。
24.如图所示,某小型滑雪场的雪道倾角为,已知AB=BC=L,其中BC部分粗糙,其余部分光滑。现把滑雪车P和Q固定在雪道上,两车质量均为m且可看作质点,滑雪车P恰在A点。滑雪车P上固定一长为L的轻杆,轻杆与雪道平行,左端与滑雪车Q接触但不粘连。现同时由静止释放两滑雪车,已知滑雪车与BC段的动摩擦因数为,重力加速度为g。求:
(1)滑雪车P刚进入BC段时,轻杆所受的压力多大
(2)滑雪车Q刚离开BC段时,滑雪车P和Q之间的距离为多少
25.如图所示,一个质量为,电荷量的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,金属板长,两板间距.经过偏转电场后立即进入一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区。求
(1)微粒进入偏转电场时的速度是多大
(2)若微粒射出偏转电场的偏转角度为,则两金属板间的电压是多大;
(3)若该匀强磁场的宽度为,为使微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少为多大?
33.[物理——选修3-3]
(1)(5分)下列说法正确的是 。
A.在完全失重的环境中,空中的水滴是个标准的球体
B.气体的内能是分子热运动的平均动能与分子势能之和
C.晶体有固定的熔点且物理性质具有各向异性
D.气体的温度变化时,气体分子的平均动能一定也变化
E.金属是多晶体,在各个方向具有相同的物理性质
(2)(10分)如图,一根粗细均匀内壁光滑竖直放置的玻璃管下端密封,上端封闭但留有一抽气孔。管内下部被活塞封闭住一定量的理想气体,开始抽气孔打开与大气相连,大气压为P0,活塞下方气体温度为T,体积为V,活塞上方气体体积为3V,活塞因重力而产生的压强为0.5P0.
①若把活塞上方气体抽真空后封闭气孔,活塞下方气体温度达到多少T时活塞刚好碰到玻璃管顶部?
②若把活塞上方的气体抽出一部分后,活塞刚好静止在玻璃管中间,求抽出的气体质量占活塞上方气体原来质量的百分比。(设抽气过程温度不变)
参考答案
14.C AB.根据质量数和电荷数守恒可知故AB错误;
C.裂变生成物、的比结合能分别为、,则比的比结合能大,则比更稳定,故C正确;D.核子数与比结合能的乘积为原子核的结合能,由此可知,的结合能比的结合能小,故D错误。故选C。
15.C 16.C A.根据场强叠加可知,O点的电场强度为零;电势也为零,选项A错误; B.因ac连线为等势面,可知a、 c两点的电势相等,但是电场强度方向相反,选项B错误;C.同理,b、d两点的电势相等、电场强度方向不同,选项C正确;D.b、c两点的电势相等,均为零、电场强度方向不相同,选项D错误。故选C。
17.B 18.A 木块从开始到相对长木板静止的过程中,木块和木板系统水平方向动量守恒,取向右为正方向,则有,解得;根据能量守恒定律,
解得划痕长度,同理,当木块的初速度为2v0时,则划痕长度为
故两次划痕长度之比为,故A正确,BCD错误。故选A。
19.AD A.当单刀双挪开关与a连接时,原线圈的匝数为n1,则有,当与b连接时,原线圈的匝数为,则有,联立得,故电压表的示数比为1:2,故A正确;B.当t=0s时,c、d间的电压瞬时值为u1=Usin(100π×0)=0V,故B错误;C.单刀双掷开关与a连接,滑动变阻器触片向上移,电阻变大,副线圈的电压由匝数和输入电压决定,电压表的示数不变,故C错误;D.单刀双掷开关由a扳向b,原线圈的匝数变小,副线圈的电压变大,则电压表示数变大,电阻不变,故电流表的示数也变大,故D正确。故选AD。
20.BD 依题意,设M点投影在水平面上为B点,轨道II与水平面相交处为C点,可作出物块下滑过程中的运动情景图如图,A.物块从轨道II上的M处由静止释放到达A点静止,设轨道II与水面夹角为,由动能定理得从过程,有
,又因为
即有,所以可得,同理,若从轨道I上的M处由静止释放,h相等,一样,显然可知物块仍能到达A点,故A错误;
B.若物块从A处以大小为的初速度向左运动并滑上轨道I,假设物块能到达M点,则由动定理可得,结合,,可求得,所以,物块刚好能滑到M处速度减为0,故B正确;CD.假设物块沿两轨道可到达同一高度,II轨道到达的速度为0,I轨道到点(如上图),根据功能关系可知,因为初动能相同,重力做功相同,由前面选项分析可知,显然由于I轨道摩擦力做的功比II轨道的小,所以在轨道I上点速度不可能为0,还要继续上滑,所以物块在轨道I上速度减为零时的位置距地面的高度较大,故D正确。故选BD。
21.BC A.由E-x图像可知,电场强度沿Ox方向,场强大小先增加后减小,粒子从x=2d处由静止释放后,带正电的粒子沿x轴正向运动,电场力做正功,电势能减小,带负电的粒子沿x轴负向运动,电场力做正功,电势能减小,选项A错误;B.根据U=Ed,可知E-x图像的面积等于电势差,则x=2d 与x=4d两点间的电势差为,选项B正确;C.粒子运动到x=3d处时的加速度大小为,选项C正确;D.粒子运动到x=0处时由动能定理,解得速度大小为选项D错误。故选BC。
22.(1) (2)BC (3)略大于 系统误差 (4)合理 mg
(1)[1]滑块从A运动到B的过程中,动能的增量为,,解得
[2]在m与M满足 的条件下,滑块的加速度才能足够小,才可以近似认为细绳的拉力等于桶和细沙的总重力,可以近似认为细绳对滑块做的总功为mgx。
(2)[3] A B.适当增大两光电门之间的距离,可以增加滑块的运动时间,增大滑块通过光电门B的速度,减小滑块通过光电门B的时间,减小通过光电门B时速度测量误差, A错误,B正确;
C.根据此装置也可以拿来验证系统机械能守恒,C正确;
D.遮光条的宽度增大,滑块通过光电门的运动时间变大,速度测量误差变大,实验误差变大,D错误。故选BC。
(3)[4]因为桶向下做加速运动,细绳对滑块的拉力略小于mg,根据动能定理,总功mgx始终要略大于动能的增量;[5]这种误差是实验原理造成的,属于系统误差;
(4)[6][7]滑块静止时,滑块的合力等于零,然后剪断细绳,滑块开始加速下滑时,M受到的合力为mg,所以这种方法合理。
23.【答案】(1)0.6 (2) 乙 (3) 12 7.0 (4) 丙 小于
【详解】(1)②[1]要使3V量程电压表的量程变为15V,则需使其量程扩大为原来的5倍,根据实验步骤,设此时电压表示数为U,则有解得
(2)[2]由于电流表内阻已知,故选择图乙进行测量比较准确。
(3)[3][4]由闭合电路欧姆定律可得结合图丁的两个特殊点有
,解得,
(4)[5]如果采用图丙电路进行测量,则流过电源的总电流应该等于流过电压表的电流与电流表电流之和,故此时电压表分流,会产生系统误差。
[6]测得的电源内阻应等于电压表内阻RV与电阻箱电阻R之和再与电源内阻r并联后的阻值,即故测量值偏小。
24.【答案】(1);(2)
(1)P车刚进入BC段时,对P和Q整体应用牛顿第二定律有
对P车分析,联立解得
(2)Q车刚进入BC段时,P车和Q车有共同速度设为v,则从两车开始释放至Q刚进入BC段的过程中,由动能定理可得,解得
Q车在BC段受力平衡,做匀速运动,故Q车匀速运动时间,
P车在t这段时间内沿坡道匀加速下滑,由牛顿第二定律和运动学规律可得,
, 由以上各式解得
25.(1);(2);(3)
(1)带电微粒经加速电场加速后速度为v,根据动能定理,
(2)带电微粒在偏转电场中只受电场力作用,做类平抛运动,水平方向,
竖直方向:加速度为a,出电场时竖直方向速度为,
, ,
得
(3)带电微粒进入磁场做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,设微粒轨道半径为R,由几何关系知,解得
微粒进入磁场时的速度为,由牛顿运动定律及运动学规律,得
得,若带电粒子不射出磁场,磁感应强度B至少为
33.(1)【答案】ADE
A.在完全失重的环境之中,由于液体的表面张力作用,空中的水滴是个标准的球体,故A正确;B.对于气体,分子间距远大于平衡距离,分子力忽略不计,故分子势能为零,故气体内能是分子热运动的平均动能之和,故B错误;C.晶体有固定的熔点,单晶体物理性质各向异性,多晶体物理性质各向同性,故C错误;D.温度是分子热运动平均动能的标志,故气体的温度变化时,气体分子的平均动能一定变化,故D正确;E.通常金属在各个方向具有相同的物理性质,它是多晶体,故E正确。
故选ADE。
(2)【答案】(1) (2)
①设上方气体抽成真空时,气体体积为V2,
由题意得变化前:p1=p0+0.5p0=1.5p0,体积为:V1=V,
变化后:p2=0.5p0,体积:,
根据玻意耳定律 得:
故活塞刚碰到玻璃管顶部时气体温度也发生变化,由理想气体状态方程:, 得:
②若把活塞上方的气体抽出一部分后,活塞刚好静止在玻璃管中间,此时上方气体的压强为p,则下方气体的压强为p+0.5p0,
根据玻意耳定律可得:p1V=(p+0.5p0)×2V, 解得:p=0.25p0;
对上方气体有:p0×3V=0.25P0×(2V+△V) , 解得:△V=10V
抽出的气体质量占活塞上方气体原来质量的百分比