《高考快车道》选择题专项练2（课后习题）（教师版）高三 二轮专题复习讲义 物理

选择题专项练(二)
一、单项选择题
1.科学家发现某星球周围存在着环状物质,为了测定环状物质是该星球的组成部分,还是环绕该星球的卫星群,用天文望远镜观察发现,该环状物质的ω2-r-3(ω为环状物质绕星球做匀速圆周运动的角速度,r为环状物质到星球中心的距离)图像如图所示,其斜率为k。引力常量为G,下列说法正确的是(　　)
A.环状物质是该星球的组成部分
B.该星球的自转周期为
C.该星球的质量为
D.该星球表面的重力加速度为k
答案 C
解析 若环状物质为卫星群,根据万有引力提供向心力有G=m2ω2r,解得ω2=Gm1·r-3,与环状物质的ω2-r-3图像对应,故环状物质为环绕该星球的卫星群,故A错误;ω2-r-3图像斜率为k,故k=Gm1,故该星球的质量为m1=,故C正确;根据牛顿第二定律得G=mg,因为不知道星球半径,故不能求出该星球表面的重力加速度,故D错误;因为环状物质为该星球的卫星群,与星球的自转的角速度不相同,故不能求出该星球的自转周期,故B错误。
2.(2025南昌模拟)如图1所示,在均匀介质中有A、B、C三点,AC=10 m,BC=8 m,AB=6 m。t=0时,位于A、C两点的两个横波波源同时开始振动,A、C两点振动图像分别如图2甲和图2乙所示,振动方向与平面ABC垂直,两列波在该介质中的传播速度均为2 m/s,下列说法正确的是(　　)
图1
图2
A.B点始终位于振幅处
B.两列波的波长均为2 m
C.A、C间有3个振动减弱点
D.t=4.5 s时B点的位移为-20 cm
答案 D
解析 由题图2甲、乙可知,A、C两点的波源振动步调相反,且两列波周期均为T=2 s,已知两列波的波速均为2 m/s,则两列波的波长均为λ=vT=2 m/s×2 s=4 m,故B错误。因为BC=8 m,AB=6 m,Δx=BC-AB=2 m=,故B点为振动加强点,但是两列波传播到B点需要一定的时间,且波传到B点时,B点也做简谐运动,故B点不是始终位于振幅处,故A错误。AC=10 m,则在AC上某点到A、C两点距离差为0≤|Δx'|<10 m,当Δx'=2n·(n=0,1,2,3,…)时,该点为振动减弱点,则 0≤2n·≤10 m,解得0≤n≤2.5,设A、C两点间的减弱点为D,当n=0时,AD=CD=5 m;当n=1时,|AD-CD|=4 m,则AD=7 m,CD=3 m或AD=3 m,CD=7 m;当n=2时,|AD-CD|=8 m,则AD=9 m,CD=1 m或AD=1 m,CD=9 m;即一共有5个振动减弱点,故C错误。A点产生的波传播到B点的时间为t1==3 s,C点产生的波传播到B点的时间为t2==4 s,故4.5 s时,A点产生的波使B点振动了1.5 s,C点产生的波使B点振动了0.5 s,由题图2甲、乙可知,t=4.5 s时,B点的合位移为y=-20 cm,故D正确。
3.一倾角α=37°的粗糙斜面,斜面顶端安装一滑轮,滑轮大小忽略不计,将斜面固定在地面上,一轻绳跨过定滑轮一端连接放在斜面上的物体A,质量为m1,另一端悬挂小球B,质量为m2。用手按住A使之静止不动,让小球B在竖直面内左右摆动,摆动稳定后,放开按住A的手,发现当小球摆动到最高点时,A恰好不下滑,当小球摆到最低点时,A恰好不上滑,如图所示,已知斜面与物体间的动摩擦因数μ=0.5,则值为(　　)
A.　　　　　　 B.
C.　　　 D.
答案 B
解析 小球摆动到最高点时,A恰好不下滑,对A分析可得m1gsin α=μm1gcos α+F1,此时对小球分析可得F1=m2gcos θ,小球摆到最低点时,A恰好不上滑,对A分析可得m1gsin α+μm1gcos α=F2,此时对小球分析可得F2-m2g=,小球从最高点运动到最低点,由动能定理可得m2gL(1-cos θ)=m2v2,联立以上各式,代入数据可得,故选B。
4.(2025成都高三质量检测)如图所示为某种光学棱镜的截面图,AB=AD,BC=CD,AB⊥BC,AD⊥CD,∠A=60°,棱镜的折射率为。细光束从E点垂直AD从真空射入棱镜,则细光束第一次从棱镜中射出时的折射角为(　　)
A.60° B.45°
C.37° D.30°
答案 A
解析 细光束在棱镜中的光路如图所示,由几何关系可知,细光束射到AB面时的入射角θ1=60°,设临界角为C,则有sin C=sin θ2=,所以细光束在BC面上不能发生全反射,设折射角为θ3,根据折射率的公式n=,解得θ3=60°,故A正确,B、C、D错误。
5.(2025西安一模)某科研小组设计了一款超重报警装置,其结构原理图如图所示,主体是导热性能良好的薄壁密闭容器,厚度和质量不计的活塞通过轻杆连接轻质平台。平台上未放重物时,内部封闭理想气体气柱长度L=0.2 m;当活塞进入预警区域时,系统会发出超重预警。横截面积S=0.01 m2,底部的预警区域深度h=0.1 m,平台上轻放质量为m的重物稳定时,活塞刚好触动报警装置。已知环境温度不变,大气压强p0=1.0×105 Pa,g取10 m/s2,不计摩擦阻力,下列说法正确的是(　　)
A.重物的质量m=200 kg
B.重物的质量m=1 000 kg
C.放上重物至活塞最终稳定的过程中,密闭气体对外界放出的热量为100 J
D.放上重物至活塞最终稳定的过程中,密闭气体对外界放出的热量为200 J
答案 D
解析 最终稳定时,封闭气体温度不变,有p0LS=p1hS,又p1=p0+,联立得m=100 kg,A、B错误;设外界大气压力和重物对封闭气体做功为W,则W=(mg+p0S)(L-h),代入数据求得W=200 J,封闭气体内能不变,根据热力学第一定律可得ΔU=W+Q,得Q=-200 J,气体对外界放出的热量为200 J,C错误,D正确。
6.(2025贵阳模拟)如图所示,△ACD为一等边三角形,两根通过电流相等的长直导线分别垂直于纸面置于A、D两个顶点,A处导线中的电流方向垂直于纸面向里,D处导线中的电流方向垂直于纸面向外。已知通电长直导线在其周围某点处产生的磁感应强度大小为B=,k为常量,r为该点到通电直导线的距离。已知C处磁感应强度大小为B0,则CD边中点E的磁感应强度大小为(　　)
A.B0 B.B0
C.B0 D.4B0
答案 C
解析 设△ACD的边长为L,则A处导线在C点产生的磁感应强度大小为B1=,D处导线在C点产生的磁感应强度大小为B2=,如图所示,C处合磁感应强度为B0=B1cos 60°+B2cos 60°=,结合上述分析可知,A处导线在E点产生的磁感应强度大小为B3=B0,D处导线在E点产生的磁感应强度大小为B4==2B0,E点的合磁感应强度为BE=B0,故选C。
7.如图为某小型水电站电能输送线路示意图,发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知发电机线圈电阻为r,产生感应电动势有效值为E。升压变压器原、副线圈匝数比为a,降压变压器原、副线圈匝数比为b,两变压器间输电线总电阻为R1,用户端总电阻为R2。电流表为理想电表,变压器为理想变压器,下列说法正确的是(　　)
A.电流表的示数I=
B.升压变压器原线圈两端的电压U1=
C.电阻R1、R2消耗的功率之比为R1∶bR2
D.若用户端负载增加,电流表示数变小
答案 B
解析 降压变压器等效电阻为R3=b2R2,升压变压器等效电阻为R4=a2(R1+b2R2),电流表的示数I1=,故A错误;升压变压器原线圈两端的电压U1=I1R4=,故B正确;根据P=I2R,电阻R1、R2消耗的功率之比为P1∶P2=I2R1∶I2R3=R1∶b2R2,故C错误;若用户端负载增加,用户端总电阻R2减小,电流表示数变大,故D错误。
二、多项选择题
8.篮球是以手为中心的身体对抗性体育运动,是奥运会比赛项目之一。一名同学某次在篮球上升的最高点竖直向下拍球,如图所示,手与篮球的作用距离为0.25 m(还没到达地面),篮球离手瞬间的速度为5 m/s,篮球的质量为0.4 kg,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,则本次拍球(　　)
A.人对篮球做的功为5.0 J
B.人对篮球做的功为4.0 J
C.手给篮球的冲量大小为2.5 kg·m/s
D.手给篮球的冲量小于2.0 kg·m/s
答案 BD
解析 该同学拍篮球的过程,由动能定理得mgh+W=mv2,解得该同学对篮球做的功为W=4.0 J,故A错误,B正确;该同学拍篮球的过程,取竖直向下为正方向,由动量定理得I+mgΔt=mv=0.4×5 kg·m/s=2.0 kg·m/s,因mgΔt>0,则I<2.0 kg·m/s,手给篮球的冲量小于2.0 kg·m/s,故C错误,D正确。
9.甲、乙两质点沿同一直线运动,其中甲做匀变速直线运动,乙以大小为5 m/s的速度做匀速直线运动,在t=3 s时,两质点相遇,它们的位置随时间变化及相遇时切线数据如图所示,在0~3 s时间内,下列判断正确的是(　　)
A.相遇时甲质点的速度大小为3 m/s
B.甲质点的初速度大小为7 m/s
C.甲质点的加速度大小为2 m/s2
D.在t=1.5 s时,甲、乙两质点相距最远
答案 BC
解析 x-t图像的斜率表示速度,则两质点相遇时甲质点的速度大小为v3= m/s=1 m/s,故A错误;设甲质点的初速度大小为v0,加速度大小为a,有v3=v0-at,x=v0t-at2=3×5 m-3 m,解得v0=7 m/s,a=2 m/s2,故B、C正确;甲、乙两质点速度相等时,两质点相距最远,有v0-at1=v,解得t1=1 s,故D错误。
10.如图为某一科研设备中对电子运动范围进行约束的装置简化图。现有一足够高的圆柱形空间,其底面半径为R,现以底面圆心为坐标原点,建立空间直角坐标系Oxyz。在圆柱形区域内存在着沿z轴负向的匀强磁场和匀强电场,在x>R的区域内存在着沿x轴正向的匀强电场。坐标为的P点有一电子源,在xOy平面内同时沿不同方向向圆柱形区域内发射了一群质量为m、电荷量为-q的电子,速度大小均为v0。已知磁感应强度的大小为,不计电子的重力,则从电子发射到完全离开圆柱形区域的过程中,下列说法正确的是(　　)
A.电子完全离开圆柱形区域时速度方向均不相同
B.电子完全离开圆柱形区域时的速度方向均平行于xOy平面
C.所有电子在磁场中运动的总时间均相同
D.最晚和最早完全离开圆柱形区域的电子的时间差为
答案 AC
解析 如图所示,电子在磁场中做匀速圆周运动,有Bqv0=m,解得R'=R,由于电子的轨迹圆半径和原磁场半径相同,故电子在xOy平面内将先后经历磁发散、进入电场做匀变速直线运动、返回磁场磁聚焦三个过程,最终从xOy平面内的Q点离开,但是速度方向均不相同,它们在z方向上做匀加速直线运动,离开圆柱形区域时的速度方向不可能平行于xOy平面,故A正确,B错误;电子在磁场中均经历了半个周期,因此在磁场中运动总时间相同,故C正确;当电子从P点沿x轴正向发射时,电子在xOy平面内运动时间最长,相较于运动时间最短的电子,其多走的路程为2R,故时间差Δt=,故D错误。
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