高考物理二轮复习讲练(新高考版) 第3部分 考前热身练 小综合练(五)（含解析）

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小综合练(五)1．(2020·三湘名校教育联盟高三第二次大联考)中国核学会发布消息称，截至2019年6月底，中国大陆在运核电机组47台，装机容量4 873万千瓦，位居全球第三．铀核(U)是获得核能的主要原料之一，其中一种核反应方程为U＋n→X＋Sr＋2n并释放核能，下列说法正确的是(　　)A．该核反应是重核裂变，产物的结合能之和大于铀核(U)的结合能B．该核反应在中子的轰击下发生，核反应为人工转变C．X原子核中的核子数为140个，中子数为84个D．因为裂变时释放能量，根据E＝mc2，所以裂变后的总质量数减少答案　A解析　根据核反应时质量数守恒与电荷数守恒可知，铀核裂变的产物为氙核和锶核，并会释放能量，则裂变产物的结合能之和一定大于铀核的结合能，故A正确；该核反应为重核裂变，不是人工转变，故B错误；X原子核中的核子数为(235＋1)－(94＋2)＝140个，中子数为140－(92－38)＝86个，故C错误；裂变时释放能量，出现质量亏损，但是总质量数不变，故D错误．2.(2020·北京市延庆区3月模拟)如图1所示，两束单色光a、b分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光P，下列说法正确的是(　　)图1A．a光一个光子的能量小于b光一个光子的能量B．a光的折射率大于b光的折射率C．实验条件完全相同的情况下做双缝干涉实验，b光比a光条纹间距大D．若用b光照射某种金属时能发生光电效应现象，则用a光照射该金属也一定能发生光电效应现象答案　A解析　由题图可知，a光的入射角要比b光的入射角要大，它们的折射角相同．根据n＝(此处θ1指的是折射角，θ2指的是入射角)可知b光的折射率大，所以b光的频率大，根据公式ε＝hν，可知a光光子的能量小于b光光子的能量，故A正确，B错误；因为b的频率大于a的频率，所以b的波长小于a光的波长，根据条纹间距公式Δx＝λ可知b光比a光条纹间距小，故C错误；光的频率越大光子能量越大，越容易发生光电效应，因为b光的频率大于a光的频率，所以b光照射某种金属时能发生光电效应现象，a光不一定能发生光电效应现象，故D错误．3．(2020·江西九江市高三第二次模拟)如图2，正方形线框PQNM由四根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接，已知导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框PQNM受到的安培力大小为(　　)图2A．2F  B.F  C.F  D．0答案　B解析　由已知条件可知MPQN边的有效长度与MN相同，等效后的电流方向也与MN相同，MPQN边的电阻等于MN边的电阻的3倍， 两者为并联关系，设MN中的电流为I, 则MPQN边中的电流为，设MN的长为L，由题意知F＝BIL所以MPQN边所受安培力为F′＝B·L＝＝方向与MN边所受安培力的方向相同，故有F合＝F＋F′＝F，故选B.4．(多选)(2020·云南昆明市高三“三诊一模”测试)如图3所示，一物块从倾角为θ的斜面底端以初速度v0沿足够长的斜面上滑，经时间t速度减为零，再经2t时间回到出发点，下列说法正确的是(　　)图3A．物块上滑过程的加速度大小是下滑过程加速度大小的2倍B．物块返回斜面底端时的速度大小为C．物块与斜面之间的动摩擦因数为tan θD．物块与斜面之间的动摩擦因数为tan θ答案　BC解析　物块上滑过程逆向可看做以初速度为0，从上滑的最高点加速运动到出发点的过程．根据匀变速直线运动公式得：x＝at2，则：a＝，物块上滑、下滑过程x相同，t是2倍关系，则物块上滑过程的加速度大小是下滑过程加速度大小的4倍，故A错误；根据匀变速直线运动公式得：v＝，则物块上滑过程的初速度大小是返回斜面底端时的速度大小的2倍，故B正确；以沿斜面向下为正方向，上滑过程，由牛顿第二定律得：mgsin θ＋μmgcos θ＝ma1下滑过程，由牛顿第二定律得：mgsin θ－μmgcos θ＝ma2又a1＝4a2联立解得：μ＝tan θ故C正确，D错误．5．(多选)(2020·湖南衡阳市高三一模)某探究小组利用图4甲所示的电路探究一标签模糊的理想变压器的原、副线圈匝数比．R为定值电阻，L1、L2为两只标有“5 V　2 A”的相同小灯泡，在输入端加如图乙所示的交变电压．开关S断开时，灯泡L1正常发光，测得电阻R两端的电压与灯泡L1两端电压相等，则下列说法正确的是(　　)图4A．理想变压器原副线圈的匝数比为2∶1B．理想变压器原副线圈的匝数比为3∶1C．定值电阻的阻值为7.5 ΩD．闭合开关S后，灯泡L1变暗答案　BCD解析　由题图乙可知，变压器输入端电压的有效值为20 V，断开S，灯泡L1正常发光，故灯泡两端的电压为5 V，灯泡中的电流为2 A，即副线圈输出电压为5 V，又因电阻R两端的电压为5 V，故变压器原线圈的输入电压为15 V，原、副线圈的匝数比＝＝，故A错误，B正确；由原、副线圈中的电流之比＝，解得电阻R中的电流为 A，由闭合电路欧姆定律可知R＝＝7.5 Ω，故C正确；开关S闭合后，电路的总电阻减小，设副线圈输出电压保持不变，则副线圈输出电流增大，原线圈输入电流增大，电阻R两端电压增加，则变压器原线圈输入电压减小，故副线圈输出电压减小，灯泡L1两端电压降低，灯泡L1变暗，故D正确．6.(多选)质量均为m的三个带电小球A、B、C用三根长度均为l的绝缘丝线相互连接，放置在光滑绝缘的水平面上，A球的电荷量为＋q.在C球上施加一个水平向右的恒力F之后，三个小球一起向右运动，三根丝线刚好都伸直且没有弹力，F的作用线的反向延长线与A、B间的丝线相交于丝线的中点，如图5所示．已知静电力常量为k，下列说法正确的是(　　)图5A．B球的电荷量可能为＋2qB．C球的电荷量为－2qC．三个小球一起运动的加速度为D．恒力F的大小为答案　BC解析　根据对称性可知，A球的电荷量和B球的电荷量相同，故A错误；设C球的电荷量大小为qC，以A球为研究对象，B球对A球的库仑斥力为FBA＝，C球对A球的库仑引力为FCA＝，由题意可得一起运动的加速度方向与F的作用线平行，则有：FCAsin 30°＝FBA，FCAcos 30°＝ma，解得：qC＝2q，a＝，C球带负电，故C球的电荷量为－2q，故B、C正确；以三个小球整体为研究对象，根据牛顿第二定律可得：F＝3ma＝，故D错误．  7．某校学生在“验证Fn＝m”的实验中，设计了如下实验步骤：图6第1步：先用粉笔在地上画一个直径为2L的圆，如图6；第2步：通过力传感器，用绳子绑住一质量为m的物块，人站在圆内，手拽住绳子离物块距离为L的位置，用力甩绳子，使物块做匀速圆周运动，调整位置，让转动物块的手肘的延长线刚好通过地上的圆心，量出手拽住处距离地面的高度为h，记下力传感器的读数为F；第3步：转到一定位置时，突然放手，让物块自由抛出去；第4步：另一个同学记下物块的落地点C，将通过抛出点A垂直于地面的竖直线在地面上的垂足B与落地点C连一条直线，这条直线近似记录了物块做圆周运动时的地面上的投影圆在B处的运动方向，量出BC间的距离为s.第5步：保持物块做圆周运动的半径不变，改变物块做圆周运动的线速度，重复上述操作．试回答：(用题中的m、L、h、s和重力加速度g表示)(1)放手后，物块在空中运动的时间t＝________.(2)物块做圆周运动的线速度v0＝________.(3)物块落地时的速度v＝________.(4)在误差范围内，有F＝________.答案　(1)　(2)s　(3)　(4)解析　(1)物块飞出后做平抛运动，根据h＝gt2得，物块在空中运动的时间t＝.(2)物块做圆周运动的线速度v0＝＝s；(3)物块落地时的竖直分速度vy＝，根据平行四边形定则知，物块落地时的速度v＝＝(4)绳子的拉力提供物块做圆周运动的向心力，则拉力F＝Fn＝m＝.8．(2020·湖北宜昌市高三年级3月线上统一调研测试)如图7，将质量为 m、导热性良好的薄壁圆筒开口向下竖直缓慢地放入水中，筒内封闭了一定质量的气体(可视为理想气体)．当筒底与水面相平时，圆筒恰好静止在水中．此时水的温度t1＝27 ℃，筒内气柱的长度 h1＝1 m．已知大气压 p0＝1.0×105 Pa，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，重力加速度大小g取10 m/s2.图7(1)水温缓慢升高至42 ℃，求筒底露出水面的高度Δh为多少？(2)若水温保持 42 ℃不变，用手竖直向下缓慢压圆筒(封闭气体没有溢出)，到某一深度后松手，圆筒刚好静止(悬浮)在水中，求此时圆筒底部距离水面距离h.答案　(1)0.05 m　(2)0.55 m解析　(1)以筒内封闭气体为研究对象，初始时筒内气体温度T1＝ K＝300 K，长度h1＝1 m，水温升高至T2＝ K＝315 K过程，气体做等压变化，设筒的横截面积为S，由盖－吕萨克定律有＝①得Δh＝0.05 m(2)初始时筒内气体压强为p1，则有p1＝p0＋ρgh1②得p1＝1.1×105 Pa移动圆筒后，圆筒内气体长度仍为h1，即气体体积不变，设此时气体压强为p，由查理定律有：＝③得p＝1.155×105 Pa设圆筒内液面距离水面高度为h2，则有p＝p0＋ρgh2④得h2＝1.55 m所以h＝h2－h1⑤得h＝0.55 m.9．如图8所示，质量为mc＝2mb的物块c静止在倾角均为α＝30°的等腰固定斜面上E点，质量为ma的物块a和质量为mb的物块b通过一根不可伸长的轻质细绳相连，细绳绕过斜面顶端的光滑轻质定滑轮并处于松弛状态，按住物块a使其静止在D点，让物块b从斜面顶端C由静止下滑，刚下滑到E点时释放物块a，细绳恰好伸直且瞬间张紧绷断，之后物块b与物块c立即发生弹性碰撞，碰后a、b都经过t＝1 s同时到达斜面底端．已知A、D两点和C、E两点的距离均为l1＝0.9 m，E、B两点的距离为l2＝0.4 m．斜面上除EB段外其余都是光滑的，物块b、c与EB段间的动摩擦因数均为μ＝，空气阻力不计，细绳张紧时与斜面平行，物块a未与滑轮发生碰撞，取g＝10 m/s2.求：图8(1)物块b由C点下滑到E点所用时间；(2)物块a能到达离A点的最大高度；(3)物块a、b的质量之比.答案　(1)0.6 s　(2)0.578 m　(3)解析　(1)物块b在斜面上光滑段CE运动的加速度为a1＝gsin α＝5 m/s2由l1＝a1t12解得：t1＝＝ s＝0.6 s(2)取沿AC方向为正方向，对物块a有－l1＝v1t－a1′t2，t＝1 s，a1′＝gsin α＝5 m/s2解得v1＝1.6 m/s物块a沿斜面上滑的距离为s＝＝0.256 m所以物块a能到达离A点的最大高度h＝(l1＋s)sin α＝0.578 m(3)设绳断时物块b的速度为v2，b与c相碰后b的速度为v2′，c的速度为vc，以沿CB方向为正方向，则mbv2＝mbv2′＋mcvcmbv22＝mbv2′2＋mcvc2mc＝2mb联立解得v2′＝－v2，v2＝vc因vc的方向沿斜面向下，故v2的方向沿斜面向下，v2′的方向沿斜面向上．物块b在EB段上的加速度为a2＝gsin α－μgcos α＝10×(－×) m/s2＝0，故物块b在EB段上做匀速运动．物块b和物块c相碰后物块b先向上滑再下滑到E点时的速度为v2″＝|v2′|，则v2″(t－2t2)＝l2t2＝代入数据，得2v2″2－5v2″＋2＝0解得v2″＝0.5 m/s，或v2″＝2 m/s物块b刚下滑到E点时的速度为v0＝＝ m/s＝3 m/s若取v2″＝2 m/s，则v2的大小为6 m/s>v0＝3 m/s，与事实不符，所以舍去．取v2″＝0.5 m/s，则v2＝1.5 m/s，方向沿斜面向下．设细绳对物块a和b的冲量大小均为I，由I＝mav1－I＝mb(v2－v0)解得＝＝＝.