新高考物理二輪復(fù)習(xí)過(guò)關(guān)練習(xí)第3部分 考前特訓(xùn) 小綜合練(三) (含解析)

小綜合練(三)1．(2022·海南海口市一模)雨滴在空中下落的過(guò)程中，由于受到空氣阻力，其運(yùn)動(dòng)的速度－時(shí)間圖像如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A．雨滴最終做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．雨滴受到的空氣阻力逐漸減小C．雨滴加速階段的平均速度等于1.5m/sD．雨滴加速階段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)答案A解析由題圖可知雨滴最終做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A正確；雨滴加速階段做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律有mg－Ff＝ma，可知雨滴受到的空氣阻力逐漸增大，當(dāng)雨滴最終勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的空氣阻力不變，故B、D錯(cuò)誤；設(shè)雨滴加速階段的時(shí)間為t，則加速階段的位移x＞eq\f(t,2)×3m/s，平均速度eq\x\to(v)＝eq\f(x,t)＞1.5m/s，故C錯(cuò)誤．2．(2022·江蘇南京市模擬)在某一帶有活塞的密閉容器內(nèi)質(zhì)量為10g的理想氣體在27℃時(shí)的p－V圖線為圖中的曲線乙．若X為此容器內(nèi)充滿質(zhì)量為10g的該理想氣體在溫度為327℃時(shí)的曲線；Y為此容器內(nèi)充滿20g該理想氣體在溫度為27℃時(shí)的曲線．分子平均動(dòng)能與熱力學(xué)溫度關(guān)系為eq\x\to(E)k＝eq\f(3kT,2)，k是一個(gè)常數(shù)；理想氣體狀態(tài)方程pV＝nRT，n為氣體物質(zhì)的量，R為理想氣體常數(shù)．下列說(shuō)法中正確的是()A．X、Y均為曲線丁B．X為曲線丙，Y為曲線丁C．在同一體積時(shí)，氣體分子單位時(shí)間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的次數(shù)，X曲線代表的氣體較Y曲線代表的氣體多D．曲線X與曲線Y代表的氣體在相同體積時(shí)，溫度均加熱至1200K，則壓強(qiáng)之比為1∶2答案D解析X理想氣體的熱力學(xué)溫度為600K，Y理想氣體的熱力學(xué)溫度為300K，原有理想氣體的熱力學(xué)溫度為300K，X、Y、原有理想氣體的物質(zhì)的量之比為1∶2∶1，根據(jù)pV＝nRT可知，X、Y理想氣體pV乘積為原有理想氣體的2倍，由圖像可知，X、Y均為曲線丙，故A、B錯(cuò)誤；由于X、Y理想氣體的物質(zhì)的量之比為1∶2，則在同一體積時(shí)，X理想氣體的分子數(shù)是Y理想氣體的一半，氣體分子單位時(shí)間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的次數(shù)，X曲線代表的氣體較Y曲線代表的氣體少，故C錯(cuò)誤；根據(jù)pV＝nRT可知，由于X、Y理想氣體的物質(zhì)的量之比為1∶2，則曲線X與曲線Y代表的氣體在相同體積時(shí)，溫度均加熱至1200K，則壓強(qiáng)之比為1∶2，故D正確．3．(2022·湖南省三模)如圖所示，固定在豎直平面內(nèi)半徑為R的四分之一圓弧軌道與水平軌道相切于最低點(diǎn)B，質(zhì)量為m的小物塊(視為質(zhì)點(diǎn))從圓弧軌道的頂端A點(diǎn)由靜止滑下，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后滑上水平軌道，最后停在C點(diǎn)．若B、C兩點(diǎn)間的距離為eq\f(R,2)，物塊與兩軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，重力加速度大小為g，則物塊到達(dá)B點(diǎn)前瞬間受到的摩擦力大小為()A．μ(1＋μ)mg B．μ(1＋2μ)mgC．2μmg D．3μmg答案A解析從B到C根據(jù)動(dòng)能定理得－μmg·eq\f(R,2)＝0－eq\f(1,2)mvB2，在B點(diǎn)根據(jù)牛頓第二定律得FN－mg＝meq\f(vB2,R)，物塊到達(dá)B點(diǎn)前瞬間受到的摩擦力大小Ff＝μFN，聯(lián)立解得Ff＝μ(1＋μ)mg，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．4．(2022·河南鄭州市二模)如圖所示，垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t均勻變化，磁場(chǎng)方向取垂直紙面向里為正方向．正方形硬質(zhì)金屬框abcd放置在磁場(chǎng)中，金屬框平面與磁場(chǎng)方向垂直，電阻R＝0.1Ω，邊長(zhǎng)L＝0.2m，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．在t＝0到t＝0.1s時(shí)間內(nèi)，金屬框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0.08VB．在t＝0.05s時(shí)，金屬框ab邊受到的安培力的大小為0.016NC．在t＝0.05s時(shí)，金屬框ab邊受到的安培力的方向垂直于ab向右D．在t＝0到t＝0.1s時(shí)間內(nèi)，金屬框中電流的電功率為0.064W答案C解析根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝eq\f(NΔΦ,Δt)，金屬框的面積不變，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化，故在t＝0.05s時(shí)，ab受到的安培力為F＝BIL＝0.1×0.8×0.2N＝0.016N，故B正確；根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流阻礙磁通量的變化，磁通量隨磁感應(yīng)強(qiáng)度的減小而減小，線框有擴(kuò)大的趨勢(shì)，故ab受到的安培力水平向左，故C錯(cuò)誤；電功率為P＝EI＝0.08×0.8W＝0.064W，故D正確．5．(多選)(2022·山東德州市二模)我國(guó)的天宮空間站正常運(yùn)行時(shí)在地面上空大約400千米的高度上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng).2021年7月1日和10月21日，美國(guó)某公司的星鏈衛(wèi)星突然接近正常運(yùn)行的天宮空間站，為預(yù)防碰撞事件發(fā)生，天宮空間站進(jìn)行了緊急變軌規(guī)避．不計(jì)稀薄空氣的阻力，以下說(shuō)法正確的是()A．天宮空間站若向前加速可規(guī)避至較高軌道B．天宮空間站不消耗能量就可規(guī)避至較低軌道C．天宮空間站正常運(yùn)行時(shí)的周期大于24小時(shí)D．天宮空間站正常運(yùn)行時(shí)的速度小于地球的第一宇宙速度答案AD解析天宮空間站從低軌道調(diào)整到高軌道運(yùn)行，則空間站需要做離心運(yùn)動(dòng)，根據(jù)eq\f(GMm,R2)＝meq\f(v2,R)，空間站做離心運(yùn)動(dòng)，需要發(fā)動(dòng)機(jī)向后噴氣體使得天宮空間站速度增加，A正確；天宮空間站不消耗能量無(wú)法改變動(dòng)能，則速度不變，軌道不變，B錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律有Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(4π2,T2)r，解得T＝2πeq\r(\f(r3,GM))，同步衛(wèi)星的周期為24小時(shí)，天宮空間站的軌道半徑比同步衛(wèi)星的軌道半徑小，故周期小于24小時(shí)，C錯(cuò)誤；第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最大線速度，而空間站的軌道半徑較大，故其運(yùn)行速度小于第一宇宙速度，D正確．6．(多選)一群處于第4能級(jí)的氫原子，向低能級(jí)躍遷過(guò)程中能發(fā)出6種不同頻率的光，將這些光分別照射到圖甲電路陰極K的金屬上，只能測(cè)得3條電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示，已知?dú)湓拥哪芗?jí)圖如圖丙所示，則下列推斷正確的是()A．圖乙中的a光是氫原子由第4能級(jí)向基態(tài)躍遷發(fā)出的B．圖乙中的b光光子能量為12.09eVC．動(dòng)能為1eV的電子不能使處于第3能級(jí)的氫原子電離D．陰極金屬的逸出功可能為W0＝1.75eV答案ABC解析由題圖乙可知，a光的遏止電壓最大，由eUc＝eq\f(1,2)mv02＝hν－W0可知，a光的頻率最高，是由第4能級(jí)向基態(tài)躍遷發(fā)出的，A正確；b光是由第3能級(jí)向基態(tài)躍遷發(fā)出的，其能量值為Eb＝E3－E1＝－1.51eV－(－13.6eV)＝12.09eV，B正確；由題圖丙可知，第3能級(jí)的能量值為－1.51eV，電離能為1.51eV，由玻爾理論可知，動(dòng)能為1eV的電子不能使處于第3能級(jí)的氫原子電離，C正確；由第2能級(jí)向基態(tài)躍遷輻射的光子能量為Ec＝E2－E1＝10.2eV，輻射能量第4大的光子能量為E4－E2＝2.55eV，由于只測(cè)得3條電流隨電壓變化的圖像，故陰極金屬的逸出功介于2.55～10.2eV之間，不可能是1.75eV，D錯(cuò)誤．7．伽利略斜面實(shí)驗(yàn)被譽(yù)為物理學(xué)史上最美實(shí)驗(yàn)之一．某研究小組嘗試使用等時(shí)性良好的“節(jié)拍法”來(lái)重現(xiàn)伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)，研究物體沿斜面運(yùn)動(dòng)的規(guī)律．實(shí)驗(yàn)所用節(jié)拍的頻率是每秒2拍，實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示．在光滑傾斜的軌道上裝有若干可沿軌道移動(dòng)的框架，框架上懸掛輕薄小金屬片，滑塊下滑撞擊金屬片會(huì)發(fā)出“叮”的聲音(金屬片對(duì)滑塊運(yùn)動(dòng)的影響可忽略)．實(shí)驗(yàn)步驟如下：①?gòu)哪澄恢?記為A0)靜止釋放滑塊，同時(shí)開(kāi)始計(jì)拍；調(diào)節(jié)框架的位置，使相鄰金屬片發(fā)出的“?！甭暻『瞄g隔1個(gè)拍，并標(biāo)記框架在軌道上的位置A1、A2、A3、……；②測(cè)量A1、A2、A3、……到A0的距離s1、s2、s3、……如圖(b)所示．③將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄于下表，并將節(jié)拍數(shù)n轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)時(shí)間t的平方．n123456s/cm9.538.586.2153.2240.3346.4t2/s20.251.00_C_4.006.259.00(1)表格中“C”處的數(shù)據(jù)應(yīng)為_(kāi)_______；(2)由表中數(shù)據(jù)分析可得，s與t2成________關(guān)系(選填“線性”或“非線性”)；(3)滑塊的加速度大小為_(kāi)_______m/s2(結(jié)果保留2位小數(shù))．答案(1)2.25(2)線性(3)0.77解析(1)由于實(shí)驗(yàn)中所用節(jié)拍的頻率是每秒2拍，即頻率為f＝2Hz，周期為T(mén)＝eq\f(1,f)＝0.5s，表格中“C”處對(duì)應(yīng)的是3拍，對(duì)應(yīng)時(shí)間是t3＝3T＝1.5s，則有t32＝1.52s2＝2.25s2.(2)根據(jù)圖表可以得出n＝1時(shí)的位移與時(shí)間平方之比eq\f(s1,t12)＝eq\f(9.5,0.25)m/s2＝38m/s2n＝2時(shí)的位移與時(shí)間平方之比eq\f(s2,t22)＝eq\f(38.5,1.00)m/s2＝38.5m/s2n＝3時(shí)的位移與時(shí)間平方之比eq\f(s3,t32)＝eq\f(86.2,2.25)m/s2＝38.3m/s2n＝4時(shí)的位移與時(shí)間平方之比eq\f(s4,t42)＝eq\f(153.2,4.00)m/s2＝38.3m/s2表中s與t2的比值近似為一常數(shù)，所以s與t2成線性關(guān)系．(3)根據(jù)逐差法可得加速度為a＝eq\f(346.4－86.2－86.2×0.01m,3T2)≈0.77m/s2.8．(2022·浙江麗水市高三期末)如圖甲所示是2022年北京冬奧會(huì)的冰壺比賽場(chǎng)景，比賽過(guò)程簡(jiǎn)化為如圖乙所示，在左端發(fā)球區(qū)的運(yùn)動(dòng)員從投擲線MN中點(diǎn)P將冰壺?cái)S出，冰壺沿水平冰道中心線PO向右端的圓形營(yíng)壘區(qū)滑行．若冰壺以v0＝4m/s的速度被擲出后，恰好停在營(yíng)壘區(qū)中心O，PO間距離為x＝40m．已知冰壺的質(zhì)量為m＝19kg，冰壺自身大小可忽略，冰壺在冰道上的運(yùn)動(dòng)可視為勻減速直線運(yùn)動(dòng)．在比賽中，運(yùn)動(dòng)員可以用毛刷擦拭冰壺運(yùn)行前方的冰面，使冰壺與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)減小為一確定值．(1)求沒(méi)有擦拭冰壺冰面時(shí)冰壺與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)在某次比賽中冰壺投擲速度v0＝3m/s，從MN前方12.5m處開(kāi)始不停擦拭冰面，直至冰壺正好停在營(yíng)壘區(qū)中心O點(diǎn)．求擦拭冰面后冰壺的加速度大小；(3)求(2)問(wèn)中，從投出冰壺到冰壺停止運(yùn)動(dòng)這個(gè)過(guò)程中冰壺受到摩擦阻力的沖量．答案(1)0.02(2)eq\f(4,55)m/s2(3)57N·s，方向與初速度方向相反解析(1)冰壺以v0＝4m/s的速度被擲出后，恰好停在營(yíng)壘區(qū)中心O，則有v02＝2ax，解得a＝0.2m/s2又由牛頓第二定律有μmg＝ma，解得μ＝0.02(2)冰壺投擲速度v0＝3m/s，從MN前方12.5m處，有v12－v02＝－2ax1，解得v1＝2m/s擦拭冰面后有0－v12＝－2a′(x－x1)，解得a′＝eq\f(4,55)m/s2(3)從投出冰壺到冰壺停止運(yùn)動(dòng)這個(gè)過(guò)程中由動(dòng)量定理得I＝0－mv0，解得I＝－57N·s冰壺受到摩擦阻力的沖量大小為57N·s，方向與初速度方向相反．9．(2022·福建廈門(mén)市模擬)利用電場(chǎng)與磁場(chǎng)控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)，在現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用．如圖所示，一粒子源不斷釋放質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的帶電粒子，其初速度為v0，經(jīng)過(guò)可調(diào)的加速電壓U(0≤U≤eq\f(3mv02,2q))加速后，以一定速度垂直平面MNN1M1射入邊長(zhǎng)為2L的正方體區(qū)域MNPQ－M1N1P1Q1.可調(diào)整粒子源及加速電場(chǎng)位置，使帶電粒子在長(zhǎng)方形MHIJ區(qū)域(MH＝eq\f(3L,2)，MJ＝L)內(nèi)入射，不計(jì)粒子重力及其相互作用．(說(shuō)明：本題中為了計(jì)算方便，取cos36°＝0.8，sin36°＝0.6)(1)若僅在正方體區(qū)域中加上沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，要讓所有粒子都到達(dá)平面NPP1N1，求所加勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值E0；(2)若僅在正方體區(qū)域中加上沿x軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，要讓所有粒子都到達(dá)平面M1N1P1Q1(含邊界)，求所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小滿足的條件；(3)同時(shí)加上沿x軸正方向的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，且加速電壓為零時(shí)，從M點(diǎn)射入的粒子恰好打在底面M1N1P1Q1的中心，求所加的B、E的大??；(4)同時(shí)加上沿x軸正方向的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，且電場(chǎng)強(qiáng)度為E1＝eq\f(4mv02,π2qL)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1＝eq\f(mv0,qL)，畫(huà)出在平面NPP1N1上有粒子打到的區(qū)域的邊界，并求出面積．答案(1)eq\f(4mv02,qL)(2)eq\f(mv0,Lq)(3)eq\f(4mv0,5qL)eq\f(128mv02,49π2qL)(4)見(jiàn)解析圖eq\f(6－π,4)L2解析(1)粒子經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)最大電壓U＝eq\f(3mv02,2q)加速有qU＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mv02僅加電場(chǎng)時(shí)粒子在正方體區(qū)域中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，當(dāng)M點(diǎn)射入的粒子恰好到達(dá)P點(diǎn)，則所有粒子均能達(dá)到平面NPP1N1，由類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得qE0＝ma,2L＝eq\f(1,2)at2,2L＝vt解得E0＝eq\f(4mv02,qL)(2)僅加磁場(chǎng)時(shí)粒子在正方體區(qū)域中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)從M點(diǎn)射入的粒子恰好到達(dá)Q1點(diǎn)時(shí)所加的磁場(chǎng)為最小值，加速電壓U＝eq\f(3mv02,2q)，由圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得r1＝2L，qvBmin＝meq\f(v2,r1)解得Bmin≥eq\f(mv,2Lq)＝eq\f(mv0,Lq)當(dāng)從M點(diǎn)射入的粒子恰好到達(dá)M1點(diǎn)時(shí)所加的磁場(chǎng)為最大值，加速電壓U＝0，有r2＝