2024年高三物理試卷練習(xí)題及答案（六）

一、選擇題1．人類和平利用核能始于二十世紀五十年代，核能的開發(fā)和應(yīng)用是解決能源問題的重要途徑之一．下列關(guān)于核反應(yīng)的描述或判斷正確的是()A.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是核聚變B.eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(

0,－1)e是α衰變C.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是β衰變D.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n是核裂變【答案】D【解析】α衰變放出的是氦核，這是α衰變，故A錯誤；α衰變放出的是氦核，β衰變放出的是電子，該核反應(yīng)為β衰變，故B錯誤；幾個原子核聚合成一個原子核的過程為核聚變，這是氫原子核聚變?yōu)楹ぴ雍?，故C錯誤；核裂變是一個原子核分裂成幾個原子核的變化，質(zhì)量較大的原子核才能發(fā)生核裂變，所以該核反應(yīng)為核裂變方程，故D正確．2．2018年12月8日我國“嫦娥四號”探測器成功發(fā)射，實現(xiàn)人類首次在月球背面無人軟著陸．通過多次調(diào)速讓探月衛(wèi)星從近地環(huán)繞軌道經(jīng)地月轉(zhuǎn)移軌道進入近月環(huán)繞軌道．已知地球與月球的質(zhì)量之比及半徑之比分別為a、b，則下列關(guān)于近地衛(wèi)星與近月衛(wèi)星做勻速圓周運動的判斷正確的是()A．加速度之比約為eq\f(b,a)B．周期之比約為eq\r(\f(b3,a))C．速度之比約為eq\r(\f(b,a))D．從近地軌道進入到地月轉(zhuǎn)移軌道，衛(wèi)星必須減速【答案】B【解析】根據(jù)a＝eq\f(GM,r2)可知，eq\f(a地,a月)＝eq\f(M地R\o\al(,月2),M月R\o\al(,地2))＝eq\f(a,b2)，選項A錯誤；由T＝2πeq\r(\f(r3,GM))可得，eq\f(T地,T月)＝eq\r(\f(R\o\al(,地3)M月,R\o\al(,月3)M地))＝eq\r(\f(b3,a))，選項B正確；根據(jù)v＝eq\r(\f(GM,r))可得eq\f(v地,v月)＝eq\r(\f(M地R月,M月R地))＝eq\r(\f(a,b))，選項C錯誤；從近地軌道進入到地月轉(zhuǎn)移軌道，衛(wèi)星需要加速，選項D錯誤．3．圖1甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，A為理想交流電流表．線圈繞垂直于磁場的水平軸OO′沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的圖象如圖乙所示．已知發(fā)電機線圈電阻為10Ω，外接一只阻值為90Ω的電阻，不計電路的其他電阻，則()圖1A．電流表的示數(shù)為0.31AB．線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50πrad/sC．0.01s時線圈平面與磁場方向平行D．在線圈轉(zhuǎn)動一周過程中，外電阻發(fā)熱約為0.087J【答案】D【解析】在交流電路中電流表的示數(shù)為有效值，E有效＝eq\f(Em,\r(2))＝22V，電流表的示數(shù)I＝eq\f(E有效,R總)＝eq\f(22,100)A＝0.22A，A錯誤；由題圖圖象可知線圈轉(zhuǎn)動的周期為0.02s，則線圈轉(zhuǎn)動的角速度ω＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s，B錯誤；0.01s時線圈的電壓為0，因此線圈在中性面處，C錯誤；電阻發(fā)熱應(yīng)用電流的有效值進行計算，則發(fā)熱量Q＝I2Rt＝(0.22)2×90×2×10－2J≈0.087J，D正確．4．如圖2所示，小球從斜面的頂端A處以大小為v0的初速度水平拋出，恰好落到斜面底部的B點，且此時的速度大小vB＝eq\r(5)v0，空氣阻力不計，該斜面的傾角為()圖2A．60°B．45°C．37°D．30°【答案】B【解析】根據(jù)平行四邊形定則知，落到底端時豎直分速度為：vy＝eq\r(v\o\al(,B2)－v\o\al(,02))＝2v0，則運動的時間為：t＝eq\f(vy,g)＝eq\f(2v0,g)，設(shè)斜面的傾角為θ，則有tanθ＝eq\f(\f(1,2)gt2,v0t)＝eq\f(gt,2v0)＝1，解得θ＝45°，B正確．5．A、B兩小車在同一直線上運動，它們運動的位移x隨時間t變化的圖象如圖3所示，已知A車的x－t圖線為拋物線的一部分，第7s末圖線處于最高點，B車的圖線為直線，則下列說法正確的是()圖3A．A車的初速度為7m/sB．A車的加速度大小為2m/s2C．A車減速過程運動的位移大小為49mD．10s末兩車相遇時，B車的速度較大【答案】BC【解析】A車做勻變速直線運動，設(shè)A車的初速度為v0，加速度大小為a，由圖可知t＝7s時，速度為零，由運動學(xué)公式可得v7＝v0－7a＝0，根據(jù)圖象和運動學(xué)公式可知t＝10s時的位移為x10＝40m－0＝40m，x10＝v0t－eq\f(1,2)at2＝10v0－50a，聯(lián)立解得a＝2m/s2，v0＝14m/s，故選項B正確，A錯誤；A車減速過程運動的位移大小為x7＝eq\f(v0＋0,2)t＝eq\f(0＋14,2)×7m＝49m，故選項C正確；位移－時間圖象的斜率表示速度，10s末兩車相遇時B車的速度大小為vB＝|eq\f(Δx,Δt)|＝4m/s，A車的速度為vA＝v0－at＝－6m/s，則10s末兩車相遇時，A車的速度較大，故選項D錯誤．5．在粗糙水平面上，水平外力F作用在物塊上，t＝0時刻物塊開始向右做直線運動，外力F始終不為零，其速度—時間圖象如圖4所示．則()圖4A．在0～1s內(nèi)，外力F不斷增大B．在3s時，物體向右運動C．在3～4s內(nèi)，外力F不斷減小D．在3～4s內(nèi)，外力F的功率不斷減小【答案】BD【解析】設(shè)物體受到的阻力為Ff，根據(jù)牛頓第二定律得：F－Ff＝ma，根據(jù)圖象分析，物體在0～1s內(nèi)加速度逐漸減小，所以外力F逐漸減小，A錯誤；向右為正方向，3s前后速度始終為正值，始終是正方向，向右運動，B正確；根據(jù)牛頓第二定律得：F－Ff＝ma，根據(jù)圖象分析，物體在3～4s內(nèi)加速度不變，所以外力不變，C錯誤；外力功率P＝Fv，F(xiàn)不變，而3～4s內(nèi)速度減小，所以功率減小，D正確．6．如圖5甲，螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加磁場，以圖中箭頭所示方向為其正方向．螺線管與導(dǎo)線框abcd相連，導(dǎo)線框內(nèi)有一閉合小金屬圓環(huán)，圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi)．當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強度B隨時間t按圖乙所示規(guī)律變化時()圖5A．在0～t1時間內(nèi)，環(huán)有收縮趨勢B．在t1～t2時間內(nèi)，環(huán)有擴張趨勢C．在t1～t2時間內(nèi)，環(huán)內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流D．在t2～t3時間內(nèi)，環(huán)內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流【答案】BC【解析】在0～t1時間內(nèi)，B均勻增加，則在線圈中產(chǎn)生恒定的感生電動勢，在導(dǎo)線框dcba中形成穩(wěn)定的電流，故此時環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，環(huán)也沒有收縮趨勢，選項A錯誤；在t1～t2時間內(nèi)，B的變化率逐漸減小，則螺線管中的感應(yīng)電流方向為從下到上且逐漸減小，在導(dǎo)線框abcd中的磁通量為向外減小，穿過環(huán)的磁通量向外減小，根據(jù)楞次定律可知，環(huán)內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流，且有擴張趨勢，選項B、C正確；在t2～t3時間內(nèi)，B的方向向下，且B的變化率逐漸減小，則螺線管中的感應(yīng)電流方向為從上到下且逐漸減小，在導(dǎo)線框abcd中的磁通量為向里減小，穿過環(huán)的磁通量向里減小，根據(jù)楞次定律可知，環(huán)內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流，選項D錯誤．7．如圖6所示，兩塊水平放置的平行正對的金屬板a、b與恒壓電源相連，在距離兩板等距的M點有一個帶電液滴處于靜止狀態(tài)．若將a板向下平移一小段距離，但仍在M點上方，穩(wěn)定后，下列說法中正確的是()圖6A．液滴將向下加速運動B．M點電勢升高，液滴在M點的電勢能將降低C．M點的電場強度變小了D．在a板移動前后兩種情況下，若將液滴從a板移到b板，電場力做功相同【答案】BD【解析】極板始終與電源連接，電壓不變，d減小，由E＝eq\f(U,d)可知，電場強度E增大，則帶電液滴所受電場力增大，液滴將向上加速運動，故A、C錯誤；b點電勢為零，UMb＝φM－φb＝φM＝EdMb，場強增大，M點電勢升高，由題意，液滴處于靜止狀態(tài)，可知液滴所受電場力方向向上，所以液滴帶負電，液滴在M點電勢能降低，故B正確；在a板移動前后兩種情況下，若將液滴從a板移到b板，由于電壓相同，電場力做功qU相同，故D正確．8．某同學(xué)用如下方法測量重力加速度g.圖7(1)用游標卡尺測量圖7所示的“工”字形擋光片的寬度L1和兩擋光片之間的距離L2；(2)自由釋放“工”字形擋光片，用光電計時器測出光線被擋光片擋住的時間t1、t2;(3)若L1?L2，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝________；由于擋光片有一定的寬度，導(dǎo)致重力加速度g的測量值與真實值相比________(選填“偏大”“偏小”或“相等”)．【答案】eq\f(L\o\al(,12)t\o\al(,12)－t\o\al(,22),2t\o\al(,12)t\o\al(,22)L2)偏大【解析】“工”字形擋光片經(jīng)過光電門時的速度分別為：v1＝eq\f(L1,t1)；v2＝eq\f(L1,t2)；根據(jù)veq\o\al(,22)－veq\o\al(,12)＝2gL2，解得g＝eq\f(v\o\al(,22)－v\o\al(,12),2L2)＝eq\f(\f(L1,t2)2－\f(L1,t1)2,2L2)＝eq\f(L\o\al(,12)t\o\al(,12)－t\o\al(,22),2t\o\al(,12)t\o\al(,22)L2)；由于擋光片有一定的寬度，則實際上“工”字形擋光片下落的高度大于L2，則導(dǎo)致重力加速度g的測量值與真實值相比偏大．9．實驗臺上備有下列器材：A．電流表(量程500μA，內(nèi)阻約為300Ω)；B．電流表(量程100μA.內(nèi)阻約為1kΩ)；C．電壓表(量程15V，內(nèi)阻約100kΩ)；D．電壓表(量程6V，內(nèi)阻約6kΩ)；E．直流電源(15V，允許最大電流1A)；F．滑動變阻器(最大阻值100Ω，額定功率1kW)G．電鍵和導(dǎo)線若干．某同學(xué)用供選器材設(shè)計了測一個阻值約30kΩ電阻的實驗，電路如圖8所示(電路還沒有完全接好)．(1)實驗中所用的電流表應(yīng)選________，電壓表應(yīng)選________．(填器材前的字母)(2)請用筆畫線代替導(dǎo)線將尚未連接好的電壓表連入下圖的電路中．圖8(3)開關(guān)閉合前，滑動變阻器觸頭P應(yīng)置于________(填“a”或“b”)處．(4)正確連接電路后，無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，電壓表和電流表示數(shù)均不能取到較小值，其原因可能是導(dǎo)線________(填圖中導(dǎo)線代號)沒有連接好．【答案】(1)AC(2)(3)b(4)④【解析】(1)待測電阻Rx的阻值約為30kΩ，直流電源電動勢為15V，經(jīng)粗略計算電路中的最大電流約為Imax＝eq\f(E,R)＝500μA，所以電流表選擇A；由于電壓表D的量程不足，所以電壓表選擇C.(2)在題圖所示電路中，電流表內(nèi)阻為300Ω，電壓表內(nèi)阻為100kΩ，由串、并聯(lián)電路規(guī)律得，電流表的分壓作用小于電壓表的分流作用，故電流表應(yīng)采用內(nèi)接的方法，實物連線如圖所示：(3)實驗前，分壓電路的電壓應(yīng)該是0，故滑動變阻器的滑動觸頭P應(yīng)置于b端．(4)實驗中無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，電壓表和電流表示數(shù)均不能取到較小值，是由于滑動變阻器接成限流式，因此是導(dǎo)線④沒有連接好．10．如圖1所示，豎直平面xOy，其x軸水平，在整個平面內(nèi)存在沿x軸正方向的勻強電場E，在第三象限內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B＝0.2T．現(xiàn)有一比荷為eq\f(q,m)＝25C/kg的帶電微粒，從第三象限內(nèi)某點以速度v0向坐標原點O做直線運動，v0與x軸之間的夾角為θ＝45°，取重力加速度g＝10m/s2.求：圖1(1)微粒的電性及速度v0的大??；(2)帶電微粒在第一象限內(nèi)運動時所到達的最高點的坐標．【答案】(1)正電2eq\r(2)m/s(2)(0.6m,0.2m)【解析】(1)帶電微粒在第三象限內(nèi)做直線運動，受到重力、電場力和洛倫茲力三個力的作用，并且合力為零，即微粒做勻速直線運動，所以微粒受到的洛倫茲力垂直于速度方向斜向左上方，由左手定則可判斷微粒帶正電；對帶電微粒受力分析，如圖所示，根據(jù)平衡條件可得：Bqv0＝eq\r(2)mg解得：v0＝2eq\r(2)m/s；(2)帶電微粒進入第一象限后做曲線運動，設(shè)最高點為M，從O到M所用的時間為t，則將微粒從O到M的運動分解為沿x軸方向上的勻加速直線運動和沿y軸方向上的勻減速直線運動y軸方向上：0＝v0sin45°－gty＝eq\f(v0sin45°,2)tx軸方向上：qE＝mgtan45°＝maxx＝v0cos45°t＋eq\f(1,2)axt2解得x＝0.6m，y＝0.2m.即帶電微粒在第一象限內(nèi)運動時所達到的最高點的坐標為(0.6m,0.2m)11.如圖2，為某碰撞模擬實驗簡圖．在水平地面上固定傾角為θ的足夠長的光滑斜面，中間帶孔的槽固定在斜面上．一輕直桿平行于斜面，一端與輕彈簧相連，另一端穿在槽中，直桿與槽間的最大靜摩擦力為Ff＝2mgsinθ.現(xiàn)將直桿用銷釘固定．一質(zhì)量為m的滑塊從距離彈簧上端L處由靜止釋放，其下滑過程中的最大速度vm＝eq\r(3gLsinθ).已知彈簧的勁度系數(shù)k＝eq\f(mgsinθ,L)，彈簧的彈性勢能與其形變量的平方成正比．滑動g.圖2(1)求滑塊下滑速度為vm時彈簧的彈性勢能Ep；(2)若取下銷釘，使滑塊仍從原位置由靜止釋放，求直桿下滑的最大距離s；并分析說明滑塊此后是否能與彈簧分離，若能，請求出滑塊與彈簧分離時的速度大小v；若不能，請說明理由．(3)若取下銷釘，使滑塊從距離彈簧上端2L處由靜止釋放，請分析說明滑塊此后是否能與彈簧分離，若能，請求出滑塊與彈簧分離時的速度大小v′；若不能，請說明理由．【答案】(1)eq\f(1,2)mgLsinθ(2)滑塊不能與彈簧分離(3)仍然不能分離，理由見【解析】【解析】(1)設(shè)滑塊達到最大速度vm時彈簧形變量為x，則有：mgsinθ＝kx解得x＝L此過程系統(tǒng)機械能守恒，有mg(L＋x)sinθ＝eq\f(1,2)mvm2＋Ep代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得Ep＝eq\f(1,2)mgLsinθ；(2)當(dāng)彈力大小等于Ff時直桿開始滑動，設(shè)此時彈簧形變量為x′，則有2mgsinθ＝kx′可得x′＝2L依題意有Ep′＝4Ep設(shè)此時滑塊速度為v1，則根據(jù)機械能守恒定律有：mg(L＋x′)sinθ＝eq\f(1,2)mv12＋Ep′之后滑塊與直桿將一起做勻減速運動，直至速度減為零．根據(jù)動能定理有：mgssinθ－Ffs＝0－eq\f(1,2)mv12聯(lián)立以上各式可得s＝L此后直桿保持靜止．假設(shè)滑塊能與彈簧分離，即滑塊還需向上運動2L的距離．根據(jù)機械能守恒定律有：Ep′＝2mgLsinθ＋eq\f(1,2)mv2聯(lián)立可得v＝0可見，此后滑塊將繼續(xù)下滑，來回做往復(fù)運動．綜上，滑塊此后不能與彈簧分離．(3)若滑塊從距離彈簧2L處由靜止釋放，根據(jù)(2)中的分析可知，直桿下滑的距離將增加，但Ep′保持不變，因而滑塊仍然不能與彈簧分離．13．一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a經(jīng)狀態(tài)b、c到狀態(tài)d，其體積V與熱力學(xué)溫度T關(guān)系如圖3所示，O、a、d三點在同一直線上，ab和cd平行于橫軸，bc平行于縱軸，則下列說法正確的是______________．圖3A．從狀態(tài)a到狀態(tài)b，氣體吸收熱量B．從狀態(tài)a到狀態(tài)b，每個氣體分子的動能都增大C．從狀態(tài)b到狀態(tài)c，氣體對外做功，內(nèi)能減小D．從狀態(tài)c到狀態(tài)d，氣體的密度不變E．從狀態(tài)a到狀態(tài)d，氣體的內(nèi)能增加(2)(10分)如圖4所示，長L＝55cm的薄壁玻璃管與水平面成30°角傾斜放置，玻璃管粗細均勻，底端封閉、另一端開口．現(xiàn)用長l＝10cm的水銀柱封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，氣體溫度為306K，且水銀面恰與管口齊平．現(xiàn)將管口緩慢轉(zhuǎn)到豎直向上位置，并將水銀緩慢注入管中，直到水銀面再次與管口齊平，已知大氣壓強p＝75cmHg.求：圖4①水銀面再次與管口齊平時，管中氣體的壓強；②對豎直玻璃管緩慢加熱，若管中剛好剩下5cm高的水銀柱，氣體溫度升高了多少．【答案】(1)ADE(2)①90cmHg②340K【解析】(1)由狀態(tài)a到狀態(tài)b過程中，氣體體積不變，則W＝0，溫度升高，則ΔU>0，根據(jù)ΔU＝W＋Q可知氣體吸收熱量，選項A正確；由狀態(tài)a到狀態(tài)b過程中，氣體的溫度升高，則氣體分子的平均動能變大，但不是每個氣體分子的動能都會增大，選項B錯誤；從狀態(tài)b到c，氣體溫度不變，內(nèi)能不變，體積變大，則氣體對外做功，選項C錯誤；從狀態(tài)c到d，氣體體積不變，則氣體的密度不變，選項D正確；從狀態(tài)a到狀態(tài)d，氣體溫度升高，則內(nèi)能增加，選項E正確．(2)①設(shè)玻璃管的橫截面積為S，水銀密度為ρ，重力加速度為g，初態(tài)時，管內(nèi)氣體的溫度為T1＝306K，體積V1＝45S壓強為p1＝p0＋ρglsin30°＝80cmHg當(dāng)玻璃管豎直，水銀面再次與管口齊平時，設(shè)水銀柱高為H，則V2＝(55－H)S壓強為p2＝p0＋ρgH＝(75＋H)cmHg由玻意耳定律，p1V1＝p2V2代入數(shù)據(jù)解得：H＝15cm故p2＝p0＋ρgH＝90cmHg②設(shè)溫度升至T2時，管中水銀柱高為5cm，氣體體積V3＝50S氣體壓強為p3＝p0＋ρgH＝80cmHg由理想氣體狀態(tài)方程：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p3V3,T2)代入數(shù)據(jù)得：T2＝340K.14．圖5(a)為一列簡諧橫波在t＝2s時的波形圖，圖(b)為平衡位置在x＝0.5m處的質(zhì)點P的振動圖象，M是平衡位置在x＝2m的質(zhì)點．下列說法正確的是________．圖5A．波的傳播方向向