選擇、實驗題(10＋2)定時訓(xùn)練(三)(限時：40分鐘)一、單項選擇題(共7小題，每小題4分，共28分)1.(2021·廣州市高三綜合測試)廣東大亞灣核電站是我國首座利用核裂變發(fā)電的大型商用核電站。核裂變反應(yīng)方程eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋aX中()A.X為電子，a＝1 B.X為質(zhì)子，a＝3C.X為質(zhì)子，a＝2 D.X為中子，a＝3答案D解析核反應(yīng)過程中遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，則有235＋1＝144＋89＋aA，92＋0＝56＋36＋aZ，解得X的電荷數(shù)Z＝0，故X為中子，則X的質(zhì)量數(shù)A＝1，故a＝3，A、B、C項錯誤，D項正確。2.(2021·四川德陽市三診)2020年7月23日，中國首個火星探測器“天問一號”在海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。該探測器經(jīng)過多次變軌，進入環(huán)火軌道，預(yù)計5月中旬，將擇機開展著陸、巡視等任務(wù)，進行火星科學(xué)探測。假設(shè)在火星表面完成下面的實驗：在固定的豎直光滑圓軌道內(nèi)部最低點靜止放置一個質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點)，如圖1所示，當(dāng)給小球一水平向右的瞬時沖量I時，小球恰好能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動。若已知圓軌道半徑為r，火星的半徑為R、萬有引力常量為G，則火星的質(zhì)量為()圖1A.eq\f(I2r,Gm2R2) B.eq\f(I2r,5Gm2R2)C.eq\f(I2R2,Grm2) D.eq\f(I2R2,5Grm2)答案D解析由動量定理得I＝mv0，小球從最低點到最高點的過程機械能守恒，則eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝2mgr＋eq\f(1,2)mv2，小球恰能經(jīng)過最高點，則mg＝eq\f(mv2,r)，對火星表面的物體有Geq\f(m0M,R2)＝m0g，解得M＝eq\f(I2R2,5Grm2)，故選項D正確。3.[2021·廣東省學(xué)業(yè)水平選擇考模擬(二)]高鐵在高速行駛時，受到的阻力f與速度v的關(guān)系為f＝kv2(k為常量)。若某高鐵以160km/h的速度勻速行駛時機車的輸出功率為P，則該高鐵以320km/h的速度勻速行駛時機車的輸出功率為()A.8P B.4PC.2P D.P答案A解析當(dāng)高鐵勻速行駛時，牽引力F與阻力f大小相等，由題意可知當(dāng)高鐵以v1＝160km/h行駛時機車的輸出功率為P＝Fv1＝kveq\o\al(3,1)，所以當(dāng)高鐵以v2＝320km/h行駛時機車的輸出功率為P′＝F′v2＝kveq\o\al(3,2)＝8kveq\o\al(3,1)＝8P，選項A正確。4.(2021·廣州市高三模擬)如圖2為電容式話筒的原理圖，E為電源，R為電阻，薄片P和Q為電容器兩金屬極板。人對著P說話，P振動而Q不動。在P、Q間距離減小的過程中()圖2A.電容器的電容不變 B.通過R的電流為零C.Q極板的帶電荷量變大 D.R中有從M流向N的電流答案C解析由平行板電容器電容的決定式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，P、Q間距減小，即板間距離d減小時，電容器的電容C增大，A項錯誤；電容器與電源保持連接，其兩端電壓不變，由Q＝CU可知，電容器帶電荷量變大，C正確；電容器帶電荷量變大，故電容器充電，有電流由N經(jīng)過電阻R到M，B、D項錯誤。5.(2021·河南六市第二次聯(lián)合調(diào)研)用以金屬銣為陰極的光電管觀測光電效應(yīng)現(xiàn)象的實驗裝置如圖3甲所示，實驗中測得銣的遏止電壓Uc。與入射光頻率ν之間的關(guān)系圖像如圖乙所示，圖線與橫坐標(biāo)軸交點的坐標(biāo)為5.15×1014Hz。已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，則下列說法中正確的是()圖3A.欲測遏止電壓，應(yīng)選擇電源左端為正極B.如果實驗中入射光的頻率ν＝7.00×1014Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動能約為Ek＝1.23×10－19JC.增大入射光的強度，產(chǎn)生的光電子的最大初動能一定增大D.當(dāng)電源左端為正極時，滑動變阻器的滑片向右滑動時電流表的示數(shù)一定持續(xù)增大答案B解析欲測遏止電壓，光電管兩端應(yīng)接反向電壓，即應(yīng)選擇電源右端為正極，選項A錯誤；由圖乙可知金屬銣的極限頻率為ν0＝5.15×1014Hz，如果實驗中入射光的頻率ν＝7.00×1014Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動能約為Ek＝hν－h(huán)ν0＝1.23×10－19J，選項B正確；由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)，選項C錯誤；當(dāng)電源左端為正極時，滑動變阻器的滑片向右滑動時，光電管所加電壓增大，光電流增大。當(dāng)光電流達(dá)到飽和值后，光電流不再增大，即電流表的示數(shù)先增大，后不變，選項D錯誤。6.(2021·山東泰安市二輪檢測)如圖4所示，質(zhì)量為m的滑環(huán)套在足夠長的光滑水平桿上，質(zhì)量為M＝3m的小球(可視為質(zhì)點)用長為L的輕質(zhì)細(xì)繩與滑環(huán)連接?；h(huán)固定時，給小球一個水平?jīng)_量I，小球擺起的最大高度為h1(h1<L)；滑環(huán)不固定時，仍給小球以同樣的水平?jīng)_量I，小球擺起的最大高度為h2。則h1∶h2()圖4A.6∶1 B.4∶1C.2∶1 D.4∶3答案B解析滑環(huán)固定時，設(shè)小球獲得沖量I對應(yīng)的初速度為v0，根據(jù)機械能守恒定律，有Mgh1＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,0)，即h1＝eq\f(veq\o\al(2,0),2g)，滑環(huán)不固定時，物塊初速度仍為v0，在物塊擺起最大高度h2時，它們速度都為v，在此過程中物塊和滑環(huán)組成的系統(tǒng)機械能守恒，在水平方向動量守恒，則Mv0＝(m＋M)v，eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)(m＋M)v2＋Mgh2，由以上各式可得h2＝eq\f(veq\o\al(2,0),8g)，聯(lián)立可得h1∶h2＝4∶1，故選項B正確。7.(2021·山東日照市第二次模擬)噴墨打印機的結(jié)構(gòu)原理如圖5所示，其中墨盒可以發(fā)出半徑為1×10－5m的墨汁微粒。此微粒經(jīng)過帶電室時被帶上負(fù)電，帶電的多少由計算機按字體筆畫高低位置輸入信號加以控制。帶電后的微粒以一定的初速度進入偏轉(zhuǎn)電場，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場發(fā)生偏轉(zhuǎn)后，打到紙上，顯示出字體。無信號輸入時，墨汁微粒不帶電，沿直線通過偏轉(zhuǎn)電場而注入回流槽流回墨盒。設(shè)偏轉(zhuǎn)極板長L1＝1.6cm，兩板間的距離d＝0.50cm，偏轉(zhuǎn)板的右端到紙的距離L2＝2.4cm。若一個墨汁微粒的質(zhì)量為1.6×10－10kg，所帶電荷量為1.25×10－12C，以20m/s的初速度垂直于電場方向進入偏轉(zhuǎn)電場，打到紙上的點距原射入方向的距離是1.0mm(不計空氣阻力和墨汁微粒的重力，可以認(rèn)為偏轉(zhuǎn)電場只局限在平行板電容器內(nèi)部，忽略邊緣電場的不均勻性)()圖5A.墨汁從進入偏轉(zhuǎn)電場到打在紙上，做類平拋運動B.兩偏轉(zhuǎn)板間的電壓是2.0×103VC.兩偏轉(zhuǎn)板間的電壓是5.0×102VD.為了使紙上的字體放大10%，可以把偏轉(zhuǎn)電壓降低10%答案C解析墨汁在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動，出偏轉(zhuǎn)電場后做勻速直線運動，選項A錯誤；墨汁出偏轉(zhuǎn)電場后做勻速直線運動，且反向延長線平分水平位移，如圖所示：由圖可知tanθ＝eq\f(vy,v0)，tanθ＝eq\f(y,\f(L1,2)＋L2)，又eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(vy＝at＝\f(qU,md)t,t＝\f(L1,v0)))聯(lián)立解得兩偏轉(zhuǎn)板間的電壓是U＝5.0×102V，選項B錯誤，C正確；由以上式子整理得y＝eq\f(qUL1（L1＋2L2）,2mdveq\o\al(2,0))，為了使紙上的字體放大10%，可以把偏轉(zhuǎn)電壓提高10%，選項D錯誤。二、多項選擇題(共3小題，每小題6分，共18分)8.(2021·天津市學(xué)業(yè)水平等級性考試模擬)空間某一靜電場的電勢φ在x軸的分布如圖6所示，A、B、C、D是x軸上的四點，電場強度在x方向上的分量大小分別是EA、EB、EC、ED，則()圖6A.EA<EBB.EC<EDC.A、D兩點在x方向上的電場強度方向相反D.同一負(fù)點電荷在A點時的電勢能小于在B點時的電勢能答案BCD解析在φ－x圖像中，斜率的絕對值代表電場強度的大小，由于A點的斜率的絕對值大于B點的斜率的絕對值，所以EA>EB，故A錯誤；同理由于C點的斜率的絕對值比D點的斜率的絕對值小，所以EC<ED，故B正確；由于A點的斜率為負(fù)，D點的斜率為正，所以A、D兩點在x方向上的場強方向相反，故C正確；由圖可知，A點的電勢大于B點的電勢，根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系Ep＝qφ可知，同一負(fù)點電荷在A點時的電勢能小于在B點時的電勢能，故D正確。9.(2021·河北唐山市二模)如圖7所示，寬度為1m光滑平行導(dǎo)軌位于豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為1T，將質(zhì)量均為1kg的導(dǎo)體棒M、N垂直放在導(dǎo)軌上，軌道電阻與摩擦均不計，每根導(dǎo)體棒電阻為1Ω?，F(xiàn)給導(dǎo)體棒M施加大小為10N的平行于導(dǎo)軌的外力，導(dǎo)體棒M、N始終垂直于導(dǎo)軌，導(dǎo)體棒運動穩(wěn)定后，下列說法正確的是()圖7A.導(dǎo)體棒M的加速度為5m/s2 B.導(dǎo)體棒M的速度為5m/sC.回路中感應(yīng)電動勢為5V D.流過導(dǎo)體棒M的電流為5A答案AD解析導(dǎo)體棒運動穩(wěn)定后，兩棒具有恒定的速度差，因而加速度相等，則對M、N由牛頓第二定律得F－BIL＝maM，BIL＝maN，兩式相加得F＝maM＋maN，解得aM＝aN＝5m/s2，所以I＝eq\f(maN,BL)＝5A，故A、D正確；由閉合電路的歐姆定律可得E＝I(r＋R)＝5A×2Ω＝10V，故C錯誤；運動穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒依然具有加速度，所以運動速度是不斷變化的，故B錯誤。10.[2021·東北三省四市教研聯(lián)合體模擬(二)]如圖8乙所示，兩個完全相同的物塊A和B(均可視為質(zhì)點)放在水平圓盤上，它們分居圓心兩側(cè)，用不可伸長的輕繩相連，兩物塊質(zhì)量均為1kg。與圓心距離分別為RA和RB，其中RA<RB且RA＝1m。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，當(dāng)圓盤以不同角速度ω繞軸OO′勻速轉(zhuǎn)動時，繩中彈力FT與ω2的變化關(guān)系如圖甲所示，重力加速度g＝10m/s2。下列說法正確的是()圖8A.物塊與圓盤間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1B.物塊B與圓心距離RB＝2mC.當(dāng)角速度為1rad/s時圓盤對A的靜擦力指向圓心D.當(dāng)角速度為eq\r(2)rad/s時，A恰好要相對圓盤發(fā)生滑動答案ABD解析角速度較小時，物塊各自受到的靜摩擦力f充當(dāng)向心力，繩中無拉力。根據(jù)牛頓第二定律有f＝mω2R，因為RA＜RB，所以物塊B與圓盤間的靜摩擦力先達(dá)到最大值，隨著角速度增大，輕繩出現(xiàn)拉力，拉力FT和最大靜摩擦力的合力充當(dāng)向心力。對物塊B分析：FT＋μmg＝mω2RB，則FT＝mω2RB－μmg，則根據(jù)圖像中斜率和截距的數(shù)據(jù)解得RB＝2m，μ＝0.1，故選項A、B正確；當(dāng)ω＝1rad/s時，由上述方程得繩子中拉力大小FT＝1N，再對A分析，由牛頓第二定律得FT＋f＝mω2RA，解得f＝0，故選項C錯誤；當(dāng)A恰好要相對圓盤發(fā)生滑動時，其摩擦力為最大值且方向沿半徑向外，對A分析：FT－μmg＝mω2RA，此時對B分析：FT＋μmg＝mω2RB，聯(lián)立解得ω＝eq\r(2)rad/s，故選項D正確。三、實驗題(共2小題，共16分)11.(7分)(2021·山東日照市第二次模擬)(1)下列三個裝置圖都可以用來探究平拋運動的規(guī)律。a.用圖9甲裝置實驗時，要獲得鋼球的平拋軌跡，每次一定要將鋼球從斜槽上________(選填“同一位置”或“不同位置”)由靜止釋放；b.用圖乙裝置實驗時，為了獲得穩(wěn)定的細(xì)水柱以顯示平拋軌跡，豎直管上端A一定要________(選填“高于”或“低于”)水面；圖9(2)某同學(xué)用圖甲所示的實驗裝置進行實驗，得到如圖丙所示的平拋運動軌跡的一部分，重力加速度g＝10m/s2，由圖中信息可求得小球平拋的初速度大小為v0＝________m/s(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)，小球平拋起點的位置坐標(biāo)為(________cm，________cm)。答案(1)同一位置低于(2)2.0－20－5解析(1)a.用圖甲裝置實驗時，要獲得鋼球的平拋軌跡，每次一定要將鋼球從斜槽上同一位置由靜止釋放；b.用圖乙裝置實驗時，為了獲得穩(wěn)定的細(xì)水柱以顯示平拋軌跡，豎直管上端A一定要低于水面，這樣在管口處的壓強是恒定不變的，則水流速度不變。(2)根據(jù)Δh＝gT2可得T＝eq\r(\f(Δh,g))＝eq\r(\f(（25－15）×10－2,10))s＝0.1s則水平速度v0＝eq\f(x,T)＝eq\f(0.2,0.1)m/s＝2.0m/s因豎直方向兩段相等時間的位移之比為15∶25＝3∶5，根據(jù)初速度為零的勻變速運動相鄰相等時間的位移之比為1∶3∶5…，可知從拋出點開始的第一段相等時間的豎直位移為5cm，則拋出點的坐標(biāo)為(－20cm，－5cm)。12.(9分)(2021·山東泰安市二輪檢測)多用電表是實驗室必備儀器，某實驗小組把一歐姆擋等效為一個直流電源，用一個滑動變阻器和一個電壓表測量該多用電表內(nèi)電源電動勢和歐姆“×1”擋內(nèi)部總電阻，他所采用的實驗電路如圖10甲所示。圖10實驗器材：待測多用電表(歐姆擋部分刻度