熱點4　環(huán)境保護類 2025年高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計二輪專題物理H課后習(xí)題熱點情境練含答案

熱點4環(huán)境保護類2025年高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計二輪專題物理H課后習(xí)題熱點情境練含答案熱點四環(huán)境保護類選擇題:每小題8分,共32分1.福島第一核電站的核污水含銫、鍶、氚等多種放射性物質(zhì),排海會對太平洋造成長時間的污染。已知氚(13H)有放射性,會發(fā)生β衰變并釋放能量,其半衰期為12.43年,衰變方程為X+-10A.ZAXB.13H衰變前的質(zhì)量大于衰變后

ZAXC.自然界現(xiàn)有的

13H將在24.D.13答案B解析根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可得,ZAX的電荷數(shù)為2,質(zhì)量數(shù)為3,則

ZAX的中子數(shù)為1,故A錯誤;根據(jù)題意可知,衰變過程釋放能量,有質(zhì)量虧損,則

13H衰變前的質(zhì)量大于衰變后

ZAX和

-10e的總質(zhì)量,故B正確;自然界現(xiàn)有的

13H將在24.86年后,即兩個半衰期后,衰變至現(xiàn)有的142.為了節(jié)能環(huán)保,地鐵站的進(jìn)出軌道通常設(shè)計成不是水平的,列車進(jìn)站時就可以借助上坡減速,而出站時借助下坡加速。如圖所示,為某地鐵兩個站點之間節(jié)能坡的簡化示意圖(左右兩邊對稱,每小段坡面都是直線)。在一次模擬實驗中,一滑塊(可視為質(zhì)點)以初速度v0從A站M處出發(fā)沿著軌道運動,恰能到達(dá)N處?；瑝K在兩段直線軌道交接處平穩(wěn)過渡,能量損失忽略不計,滑塊與各段軌道之間的動摩擦因數(shù)均相同,不計空氣阻力。重力加速度為g,則根據(jù)圖中相關(guān)信息,若要使滑塊恰能到達(dá)B站P處,該滑塊初速度的大小應(yīng)調(diào)整為()A.4B.2C.4D.2答案B解析質(zhì)量為m的物體在長度為s、傾角為θ的粗糙斜面上滑行時,克服摩擦力做功Wf=μmgcosθ×s=μmgscosθ,scosθ是斜面底邊的長度,則滑塊從M恰好到N由動能定理得mgh1-μmg(2l1+2l2+l3)=0-12mv02,解得μ=v02+2gh12g[2(l1+l2)+l3],若要使滑塊從M恰能到達(dá)B站P處,設(shè)該滑塊初速度的大小應(yīng)調(diào)整為v,由動能定理得-μmg3.(2024全國聯(lián)考一模)風(fēng)力發(fā)電是一種綠色環(huán)保、清潔無污染的發(fā)電方式,近幾年多地部署了風(fēng)力發(fā)電裝置。如圖所示,某風(fēng)力發(fā)電裝置呈現(xiàn)風(fēng)車外形,由三個葉片構(gòu)成,風(fēng)垂直吹向葉片驅(qū)動風(fēng)輪機轉(zhuǎn)動,風(fēng)輪機帶動內(nèi)部線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交流電。已知葉片轉(zhuǎn)動時可形成半徑為60m的圓面,某日平均風(fēng)速為6m/s,風(fēng)能向電能轉(zhuǎn)化的效率為30%。發(fā)電機組輸出電壓為690V,經(jīng)過變電站理想變壓器將電壓升為10kV遠(yuǎn)距離輸送?？諝饷芏葹?.3kg/m3,則下列說法正確的是()A.理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比約為69∶10000B.該風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率約為476kWC.該風(fēng)力發(fā)電機的日發(fā)電量約為3.8×104kW·hD.若遠(yuǎn)距離輸電線上損耗的功率不能超過5%,則輸電線的電阻不能超過15Ω答案B解析根據(jù)n1n2=U1U2=690V10000V可知,理想變壓器的匝數(shù)比應(yīng)為n1∶n2=69∶1000,故A錯誤;由題意知,發(fā)電機的輸出功率為P=12(Δm)v2Δt×30%=12ρv(Δt)πr2v2Δt×30%=320ρπr2v3=476kW,故B正確;日發(fā)電量為Q=Pt=1.1×4.(多選)(2024廣東一模)為了減少污染,根據(jù)相關(guān)規(guī)定,加油站必須進(jìn)行“油氣回收”,操作如下:油槍從封閉油罐中吸取體積為V的汽油加到汽車油箱,同時抽取油槍周圍體積為1.2V的油氣(可視為理想氣體),壓入封閉油罐(壓至體積為V)。假設(shè)油罐及加油槍導(dǎo)熱良好且環(huán)境溫度不變,則將油氣壓入油罐的過程中,油氣()A.壓強增大B.對外做正功C.向環(huán)境放熱D.從環(huán)境吸熱答案AC解析油氣壓入油罐的過程中,體積減小,外界對氣體做功,由于油罐及加油槍導(dǎo)熱良好且環(huán)境溫度不變,則氣體的內(nèi)能不變,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知油氣向環(huán)境放熱,C正確,B、D錯誤;油氣壓入油罐的過程中,體積減小,溫度不變,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知壓強增大,A正確。5.(12分)(1)探險隊路過一化工廠外用區(qū)域時,發(fā)現(xiàn)一個正在偷排污水的水平管口,如圖甲所示,實測管口離落水點的高度差為h=80cm,污水水平射程為x=160cm。求污水流出管口時的速度大小。(2)如圖乙所示,探險隊遇到一寬為d=6m,水流很急的小河。實測水流速度恒為v1=5m/s,所帶的氣墊船在靜水中的速度為v2=3m/s,假設(shè)兩河岸相互平行,要以最短路程渡河,則氣墊船與上游河岸成多少夾角行駛?此過程的渡河時間為多少?(已知sin37°=0.6)答案(1)4m/s(2)53°2.5s解析(1)根據(jù)平拋運動規(guī)律,豎直方向上有h=12gt解得t=0.4s水平方向上有x=vt解得v=4m/s。(2)解法1:水流速度v1大于氣墊船在靜水中的速度v2,故氣墊船合速度的方向無法與河岸垂直,如圖所示,以v1的矢量末端為圓心、v2大小為半徑畫圓,當(dāng)v合與圓相切時,氣墊船渡河路程最短設(shè)氣墊船與上游河岸為θ角,有cosθ=v則θ=53°則渡河時間t=dv2sinθ=2.解法2:設(shè)氣墊船與上游河岸成θ角渡河,合速度與河岸成α角。渡河時速度關(guān)系如圖所示設(shè)路程為s,滿足sinα=d有s=d故sinα越大,路程s越小,而v則有sinα=v2v1取β=90°,sinβ=1則有sinα=0.6即α=37°此時s最小,此時θ=53°則渡河時間t=dv2sinθ=2.6.(16分)(2024北京西城期末)在許多工業(yè)生產(chǎn)過程中,會產(chǎn)生包含粉塵的廢氣,為了減少粉塵對空氣的污染,通常會讓廢氣經(jīng)過除塵室后再排放。如圖甲所示,除塵室中有一矩形通道,其前、后板使用絕緣材料,上、下板使用金屬材料,并與電壓恒定的高壓直流電源相連。如圖乙所示是該裝置的截面圖。通道長L、寬b,上下板間距離d,電源電壓U,其中L和b已知,且不可調(diào),d和U可調(diào)。質(zhì)量為m、電荷量為-q(q>0)、分布均勻的帶電粉塵以水平速度v進(jìn)入矩形通道,當(dāng)帶負(fù)電的塵埃碰到下板后其所帶電荷被中和,同時粉塵被收集。不計粉塵重力、空氣阻力及粉塵間的相互作用。(1)若電源電壓為U1、上下板間距離為d1時,部分粉塵沒有被收集,求貼近上板進(jìn)入通道的粉塵離開通道時,沿垂直于上下板方向偏移的距離y0。(2)若電源電壓為U2、上下板間距離為d2時,進(jìn)入通道的粉塵的收集率η=64%。為使收集率達(dá)到100%,應(yīng)如何調(diào)整裝置?請分析說明,并給出具體的調(diào)整方案。(寫出一種方案即可)(3)若粉塵恰好能夠被完全收集,請定性畫出某段時間t0內(nèi),下板沿通道長度方向單位長度收集到的粉塵數(shù)量P隨距通道入口距離x變化的趨勢圖線,并簡要說明作圖依據(jù)。答案(1)U(2)增大電源電壓見解析(3)見解析解析(1)根據(jù)題意可知,帶電粉塵在通道內(nèi)做類平拋運動,水平方向上有L=vt豎直方向上有U1qd1=ma1,y0=1聯(lián)立解得y0=U1(2)根據(jù)題意可知,進(jìn)入通道的粉塵的收集率η=64%,則離下極板距離為0.64d2的粒子恰好從右端飛出,貼近上板進(jìn)入的粉塵不會被收集,離開通道時沿垂直于上下板方向偏移的距離y2=0.64d2由(1)分析可知y2=U若僅改變電源電壓,要使收集率達(dá)到100%,需要使電源電壓U增大,若僅改變電源電壓,則y2'=U要使收集率達(dá)到100%,則有y2'=d2代入解得U2'=2516U即在其他條件不變的情況下,使電源電壓調(diào)為2516U2,可以實現(xiàn)收集率達(dá)到100%(3)由于粉塵分布均勻且恰好被收集,設(shè)某粉塵顆粒豎直位移大小為y,水平位移大小為x,由(1)問推導(dǎo)可得y=12·又因為粉塵分布均勻,則可設(shè)在一定時間內(nèi)落在下板上的粉塵顆粒數(shù)量N=ky=k'x2若將下板分成等長的2段,則前后兩段板在相同時間內(nèi)落入的塵埃數(shù)量之比N1∶N2=1∶3若將下板分成等長的4段,則前后四段板在相同時間內(nèi)落入的塵埃數(shù)量之比N1∶N2∶N3∶N4=1∶3∶5∶7若將下板分成等長的n段,則前后n段板在相同時間內(nèi)落入的塵埃數(shù)量之比N1∶N2∶N3∶N4∶…∶Nn=1∶3∶5∶7∶…∶(2n-1)類比自由落體運動相同時間間隔內(nèi)的位移關(guān)系以及速度變化規(guī)律,可推得相同時間內(nèi)在單位長度收集的粉塵數(shù)量P=ΔNΔx與x熱點五體育運動類選擇題:每小題6分,共24分1.(2024河北唐山一模)一同學(xué)在練習(xí)乒乓球削球技術(shù)時,使乒乓球豎直下落,在球與球拍接觸的瞬間,保持球拍板面水平向上,并沿水平方向揮動球拍,如圖所示。已知乒乓球與球拍接觸時間極短,接觸前、后乒乓球在豎直方向的速度大小分別為5m/s和4m/s,乒乓球與球拍之間的動摩擦因數(shù)為0.3。若乒乓球可視為質(zhì)點且不計空氣阻力,重力加速度g取10m/s2,則乒乓球在與球拍接觸后獲得的水平速度大小為()A.1.2m/s B.1.5m/sC.2.0m/s D.2.7m/s答案D解析取豎直向上為正方向,由動量定理(N-mg)Δt=mv2-m(-v1),水平方向μNΔt=mv水,乒乓球與球拍接觸時間極短,則重力的沖量可忽略不計,解得v水=μ(v2+v1)=2.7m/s,故選D。2.鋼架雪車是一項精彩刺激的冬奧會比賽項目,運動員在起跑區(qū)推動雪車起跑后俯臥在雪車上,再經(jīng)出發(fā)區(qū)、滑行區(qū)和減速區(qū)的一系列直道、彎道后到達(dá)終點,用時少者獲勝。圖甲是比賽中一運動員在滑行區(qū)某彎道的圖片,假設(shè)可視為質(zhì)點的人和車的總質(zhì)量m=90kg,其在彎道上P處做水平面內(nèi)圓周運動的模型如圖乙所示,車在P處既無側(cè)移也無切向加速度,速率v=30m/s,彎道表面與水平面成θ=53°,不計摩擦力和空氣阻力,重力加速度g取10m/s2,sin53°=0.8。則在P處()A.車對彎道的壓力大小為900NB.人對車的壓力大小為1500NC.人和車做圓周運動的半徑為67.5mD.人和車的加速度大小為7.5m/s2答案C解析對人和車受力分析,如圖所示,根據(jù)幾何關(guān)系有FN=mgcosθ=1500N,根據(jù)牛頓第三定律可得,車對彎道的壓力大小為1500N,故A錯誤;由于不知道人的質(zhì)量,所以無法確定人對車的壓力,故B錯誤;根據(jù)牛頓第二定律可得mgtanθ=mv2r=ma,解得r=67.5m,a=13.33m/s2,故3.(多選)(2024山東棗莊三模)藝術(shù)體操運動員在“帶操”表演中,手持細(xì)棒抖動彩帶一端,彩帶會像波浪般翻卷,如圖甲所示。t=0時刻彩帶上的波形如圖乙所示,E、F是彩帶上的兩個點。已知F點的縱坐標(biāo)為yF=-102cm,E點的振動方程為y=20sin(2πt)cm,關(guān)于彩帶上各點的運動,下列說法正確的是()A.該波的波長為1.6mB.t=0時刻F點向上運動C.E點的平衡位置位于(-0.1m,0)處D.F點的振動方程為y=20sin2π答案ABD解析周期T=2πω=1s,E點的振動方程為y=20sin(2πt)cm,當(dāng)t=78s時y=-102cm,即E、F兩點平衡位置處的距離為18λ,則34λ-18λ=1m,得λ=1.6m,故A正確;t=0時刻E點向上運動,則此時F點向上運動,故B正確;E、F兩點平衡位置處的距離為x=18λ=0.2m,則E點的平衡位置位于(-0.2m,0)處,故C錯誤;設(shè)F點的振動方程為y=20sin(2πt+φ)cm,當(dāng)t=0時yF=-102cm,解得φ=-π4,所以F點的振動方程為4.(多選)如圖甲所示的后排進(jìn)攻是排球比賽中一種重要進(jìn)攻手段。假設(shè)某次后排進(jìn)攻可簡化為如圖乙所示模型,A運動員以極短的時間Δt=0.01s完成擊球,將初速度為零的排球從O點以水平速度擊出,球恰好打到攔網(wǎng)隊員B的手指P后飛出。已知排球質(zhì)量m=0.26kg,O、P的水平距離L=3m,O、P的高度差h=7.2cm。球視為質(zhì)點,忽略空氣阻力,重力加速度g取10m/s2。則可知()A.球被A運動員擊出時的速率約為72km/hB.球被A運動員擊出時的速率約為90km/hC.A運動員對球的平均作用力大小約為650ND.A運動員對球的平均作用力大小約為520N答案BC解析球被A運動員擊出后做平拋運動,設(shè)球被擊出時的速率為v0,運動時間為t,則有L=v0t,h=12gt2,聯(lián)立解得v0=25m/s=90km/h,故A錯誤,B正確;A運動員完成擊球的時間Δt=0.01s,設(shè)擊球時對球的平均作用力大小為F,由動量定理得FΔt=mv0-0,將已知量代入上式可解得F=650N,故C正確,D錯誤。故選B、C5.(8分)某登山運動員在攀登一座超過8000m的山峰,在接近山頂時他裸露在手腕上的防水手表的表盤玻璃突然爆裂了,而手表沒有受到任何撞擊。假設(shè)27℃時表內(nèi)氣體壓強為1.0×105Pa(常溫下的海平面的大氣壓強值),當(dāng)內(nèi)外壓強差超過6.0×104Pa時表盤玻璃將爆裂。當(dāng)時登山運動員攜帶的溫度計的讀數(shù)是-18℃,未爆裂前手表內(nèi)氣體體積的變化可忽略不計,請通過計算判斷手表的表盤玻璃是向外爆裂還是向內(nèi)爆裂及當(dāng)時外界的大氣壓強值是多少?答案向外爆裂2.5×104Pa解析以表內(nèi)氣體為研究對象,初狀態(tài)的壓強為p1=1.0×105Pa,溫度為T1=300K,某狀態(tài)的壓強為p2,溫度為T2=255K根據(jù)查理定律,有p解得p2=8.5×104Pa如果手表的表盤玻璃是向內(nèi)爆裂的,則外界的大氣壓強為p0=8.5×104Pa+6×104Pa=1.45×105Pa大于山腳下的大氣壓強(即常溫下的大氣壓強),這顯然是不可能的,所以可判斷手表的表盤玻璃是向外爆裂的當(dāng)時外界的大氣壓強為p3=p2-6.0×104Pa=2.5×104Pa。6.(8分)我國南方某些城市中秋節(jié)仍保留著秋千表演節(jié)目。如圖所示,某次甲從繩子與地面平行的位置由靜止擺下,在秋千踏板擺到最低點時迅速將地面上的乙向上一拉,乙豎直躍上秋千,然后一起站著并向上擺。當(dāng)再次返回最低點時,乙從秋千上水平跳出,甲繼續(xù)擺到繩子與豎直方向成33°角時速度為零。已知秋千踏板擺到最低點時與地面平行,且距離地面1.8m;甲、乙站立在秋千上時重心與繩上端距離為3.2m,甲、乙質(zhì)量相等,甲、乙始終保持身體直立,cos33°≈0.84,g取10m/s2,忽略空氣阻力和踏板質(zhì)量。求:(1)當(dāng)甲、乙一起再次返回最低點時,甲、乙的共同速度大小。(2)乙的落地點距踏板在最低點時的水平距離。答案(1)4m/s(2)2.88m解析(1)設(shè)甲第一次擺到最低點時,速度為v0,由機械能守恒定律得mgL=1解得v0=8m/s設(shè)甲將乙拉上瞬間共速為v1,甲將乙拉上的過程,水平方向動量守恒有mv0=2mv1解得v1=4m/s所以,當(dāng)甲、乙一起回到最低點時速度為4m/s。(2)設(shè)乙水平跳出瞬間,甲的速度為v2,乙的速度為v3,由動量守恒定律得2mv1=mv2+mv3甲擺到最高點過程,由機械能守恒定律得12mv22=mgL聯(lián)立解得v2=3.2m/s,v3=4.8m/s乙做平拋運動,有12gt2乙落地時與踏板在最低點時的水平距離為s=v3t解得s=2.88m。7.(8分)(2024山東青島二模)如圖所示,單杠比賽中運動員身體保持筆直繞杠進(jìn)行雙臂大回環(huán)動作,此過程中運動員以單杠為軸做圓周運動,重心到單杠的距離始終為d=1m。當(dāng)運動員重心運動到A點時,身體與豎直方向間的夾角為α,此時雙手脫離單杠,此后重心經(jīng)過最高點B時的速度vB=1.5m/s,最后落到地面上,C點為落地時重心的位置。已知A、B、C在同一豎直平面內(nèi),運動員的質(zhì)量m=60kg,A、C兩點間的高度差h=1.2m,重力加速度g取10m/s2,tanα=103,109=(1)運動員重心在A點時單杠對每只手的拉力大小F;(2)A、C兩點間的水平距離L。答案(1)903.66N(2)1.8m解析(1)運動員由A到B做斜拋運動,則運動員由A到B水平方向上做勻速直線運動,即vB=vAcosα運動員在A點時,設(shè)單杠對人的作用力為F1,根據(jù)牛頓第二定律F1-mgcosα=mv解得F1=1807.32N則運動員重心在A點時單杠對每只手的拉力大小F=F12=903.66(2)運動員在A點時豎直方向的分速度為vAy=vBtanα=5m/s運動員由A到C點在豎直方向上做豎直上拋運動,取豎直向上為正方向,則-h=vAyt-12gt解得t=1.2s在水平方向上做勻速直線運動,則L=vBt=1.8m。8.(12分)(2024天津和