小综合练(一)(含解析)—2024年高考物理三轮冲刺考前热身练
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1.(2023·江苏省海安高级中学月考)a、b两束单色光的波长分别为λa和λb,通过相同的单缝衍射实验装置得到如图所示的图样,则这两束单色光( )
A.b单色光的波动性比a单色光强
B.在水中的传播速度va<vb
C.光子动量pa<pb
D.a、b两束单色光射向同一双缝干涉装置,其干涉条纹间距Δxa<Δxb
2.如图所示,两个体积相同的容器,甲一直敞口,乙在中午盖上盖子密封。到了夜间温度降低。若大气压强保持不变,容器导热性良好,下列说法正确的是( )
A.夜间甲容器中分子数增加
B.夜间乙容器中气体的内能增大
C.夜间甲容器中气体分子单位时间撞击单位面积器壁的次数减少
D.从中午到夜间,乙容器中气体从外界吸收热量
3.(2023·江苏无锡市期末)如图所示,一球员将足球从球门正前方某处踢出,在竖直平面内经位置1、2、3后落地,位置1、3等高,位置2在最高点。所受空气阻力不变,不考虑足球的旋转,则足球( )
A.经过位置2时,重力的功率最大
B.由位置1运动到位置3过程中,合力做功为0
C.在位置2的加速度比位置3的加速度小
D.由位置1运动到位置2的时间小于由位置2运动到位置3的时间
4.(2023·江苏省海安高级中学月考)如图所示,一完整绝缘球体球心为O1,由A、B两部分组成,其中B是球心为O2的小球体,A均匀带正电,且带电荷量为+Q,B均匀带有等量的负电,带电荷量为-Q。M、N为两球心连线上两点,P、Q连线过球心O1且与M、N连线垂直,且M、N、P、Q四点到O1距离相等。取无穷远处电势为零。则( )
A.M、N两点电场强度相等
B.M、N两点电势相等
C.将+q从N点移至P点静电力做负功
D.电子在M点的电势能比在N点的大
5.(2023·江苏扬州市高邮中学模拟)河外星系中两黑洞A、B的质量分别为M1和M2,它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动。为研究方便简化为如图所示的示意图,黑洞A和黑洞B均可看成球体,OA>OB,下列说法正确的是( )
A.两黑洞质量之间的关系一定是M1>M2
B.黑洞A的运行角速度小于黑洞B的运行角速度
C.人类要把航天器发射到距黑洞A较近的区域进行探索,发射速度一定大于第三宇宙速度
D.若两黑洞间的距离一定,把黑洞A上的物质移到黑洞B上,它们运行的周期变大
6.如图所示,一弹性绳原长为L0,一端固定在天花板上P点,另一端穿过光滑小环后与小铁块M相连,小环固定在P点正下方Q处,P、Q距离等于L0。铁块从水平面上a处由静止释放,在弹性绳的拉动下,经过Q点正下方的O处,运动到b处速度减为0。已知 Oa大于Ob,弹性绳遵循胡克定律,铁块与水平面间的动摩擦因数处处相同。以O为坐标原点沿铁块运动方向建立x轴,从a到b过程铁块的动能Ek、系统(铁块和弹性绳)机械能E随位置坐标变化的图像较符合实际的是( )
7.(2023·江苏省一模)某实验小组用图甲所示装置测量木块与木板间的动摩擦因数μ。
实验操作步骤如下:①取若干个完全相同的钩码,将部分钩码悬挂在细线下,剩余的钩码放在木块凹槽中,记录悬挂钩码的个数n;②保持长木板水平,释放木块后打点计时器打出纸带;③将木块凹槽中的钩码逐个添加到细线下端,重复多次打出纸带。
(1)如图乙所示用刻度尺测量纸带上点的位置,其第4点读数为________ cm。
(2)已知打点周期为T=0.02 s,第5点的瞬时速度为________ m/s。(结果保留两位有效数字)
(3)测得悬挂钩码个数n与相应的加速度a如下表,请根据表中数据在图丙作出a-n图像。已知当地重力加速度g=9.8 m/s2,由图线可求得木块与木板间的动摩擦因数μ=________。(结果保留两位有效数字)
(4)实验中发现木板未调节水平,右端偏高,考虑到此因素的影响,μ的测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
8.(2023·江苏南通市期末)如图所示,开口向上竖直放置的玻璃管长为5h,质量为m、高为h的水银柱将一段空气柱封在管内,被封空气柱的温度为T0,水银柱上端到管口的距离为h。现给玻璃管加热,水银柱缓慢上升至管内剩余一半水银,此过程中空气柱的内能增加了ΔU,已知水银柱的横截面积为S,大气压强为p0,重力加速度为g,忽略空气柱向外界传递的能量,求:
(1)水银柱上升至管口时,空气柱的温度T;
(2)水银柱上升过程中,空气柱需要吸收的热量Q。
9.(2023·江苏省三模)如图所示,在足够长的粗糙水平面上放一长为L=2.5 m、质量为m=1 kg、左右挡板厚度不计的不带电U形盒子P(盒子内底面水平),盒子P与水平面间的动摩擦因数为μ=0.5。在盒子的左端放一质量为M=4 kg的物块Q(可看作质点),Q的带电荷量始终为q=+2×10-2 C。整个装置始终处在一个水平向右的匀强电场中,电场强度大小为E=1×103 N/C,Q与盒子内表面无摩擦,物块放开后即在盒内向右运动与右挡板碰撞,设碰撞时间极短且碰撞过程中没有机械能损失,重力加速度g取10 m/s2。
(1)求物块与盒子发生第一次碰撞后,P、Q的速度大小;
(2)物块与盒子发生第一次碰撞后至第二次碰撞前,求Q与盒子右挡板间的最大距离(结果可用分数表示);
(3)P最终是否会停止?若P不能停止,求第一次碰后,20秒内P前进的路程;若P会停止,求P前进的总路程。
小综合练(一)
1.C [在相同的单缝衍射实验装置的条件下,光的波长越长,其衍射现象越显著,中央亮条纹越宽。从图中可知光束a的衍射现象比光束b更加显著,故可知λa>λb,b单色光的波动性比a单色光弱,故A错误;波长长,则频率低,折射率小,根据v=eq \f(c,n),可知在水中的传播速度va>vb,故B错误;光子动量p=eq \f(h,λ),所以pa<pb,故C正确;a、b两束单色光射向同一双缝干涉装置,其干涉条纹间距Δx=λeq \f(L,d),则Δxa>Δxb,故D错误。]
2.A [夜间温度降低,甲容器敞口,压强不变,容器的体积不变,由eq \f(pV,T)=C可知,相比中午,容器中“原来的气体”体积变小,会再进入一部分气体,则容器内的分子数增加,A正确;乙容器中气体分子数不变,夜间温度降低,分子平均动能减小,内能减小,B错误;气体压强p=eq \f(F,S)=eq \f(I,St),等于气体分子单位时间对单位面积器壁的冲量,夜间温度降低,分子平均动能减小,平均每次撞击对器壁的冲量变小,又甲容器中气体压强不变,所以气体分子单位时间撞击单位面积器壁的次数增加,C错误;由热力学第一定律ΔU=W+Q,从中午到夜间,乙容器中气体内能减小,气体体积不变,外界对其不做功,可知气体向外界放热,D错误。]
3.D [足球经过最高点位置2时,竖直方向速度vy减为零,由pG=mgvy得,此时重力的功率最小,A错误;由于足球运动的过程中受到空气阻力作用,阻力做负功,则足球从位置1运动到位置3过程中,合力做负功,B错误;空气阻力方向与速度方向相反,足球在位置2时,竖直速度为零,阻力与重力成90°夹角;在位置3时,阻力方向斜向上,阻力与重力夹角大于90°,阻力与重力的合力一定小于位置2,由牛顿第二定律有F合=ma,可得足球在位置2的加速度比位置3的加速度大,C错误;由于运动时间由竖直方向的运动决定,则对竖直方向受力分析,从位置1到位置2,由牛顿第二定律mg+Ff1=ma1,从位置2到位置3,由牛顿第二定律mg-Ff2=ma2,比较可得,上升阶段的加速度a1大于下降阶段的加速度 a2,即a1>a2,位移相同时,由h=eq \f(1,2)at2可得,由位置1运动到位置2的时间小于由位置2运动到位置3的时间,D正确。]
4.C [将A看成完整的均匀带正电荷的小球,将B看成完整的均匀带负电荷的小球,两球带电荷量相等,将其等效为位于球心的点电荷,因为具体比例不清楚,无法判断两点电场强度,故A错误;完整球体A在M、N两点电势相等,而对于B来说,则靠近N点,所以φN<φM,故B错误;同理φN<φP,将+q从N点移至P点,电势能Ep=φq增大,静电力做负功,故C正确;φN<φM,则电子在M点的电势能比在N点的小,故D错误。]
5.C [黑洞A与黑洞B绕O点在相同时间内转过的角度相同,所以,二者的角速度相等,设它们相距为L,角速度为ω,根据牛顿第二定律得Geq \f(M1M2,L2)=M1ω2·OA,Geq \f(M1M2,L2)=M2ω2·OB,联立得M1·OA=M2·OB,根据题意OA>OB,所以M1
7.(1)10.30 (2)0.85 (3)见解析图 0.35 (4)小于
解析 (1)刻度尺的分度值为0.1 cm,需要估读到分度值的下一位,第4点读数为10.30 cm。
(2)v5=eq \f(x46,2T)=eq \f(13.70-10.30,2×0.02)×10-2 m/s=0.85 m/s。
(3)根据表中数据作出a-n图像如图所示
设每个钩码的质量均为m,所有钩码质量的之和为M,木块质量为m0,当细线下端挂有n个钩码时,对这n个钩码,根据牛顿第二定律有
nmg-FT=nma,
对木块及剩余钩码,根据牛顿第二定律有FT-μ(M+m0-nm)g=(M+m0-nm)a
联立解得a=eq \f(mg1+μ,M+m0)n-μg
根据图像可得-μg=-3.4
解得μ=0.35
(4)实验中发现木板未调节水平,右端偏高,设木板与水平面夹角为θ,根据(3)分析,纵轴截距为μgcs θ=b
则μ=eq \f(b,gcs θ),若仍按照μ=eq \f(b,g)计算,则μ的测量值小于真实值。
8.(1)eq \f(4,3)T0 (2)ΔU+eq \f(3,2)p0Sh+eq \f(11,8)mgh
解析 (1)水银柱上升至管口时,封闭气体内部压强不变,均为p1=p0+eq \f(mg,S)
空气柱为等压变化,有eq \f(3hS,T0)=eq \f(4hS,T)
解得T=eq \f(4,3)T0
(2)在水银柱上升至管口时,空气柱对水银做功为W1=(p0S+mg)h
在水银柱上升至管口并只剩下一半水银时,空气柱对水银做功W2=eq \x\t(F)·eq \f(h,2)=eq \f(p0S+mg+p0S+\f(mg,2),2)·eq \f(h,2)
故整个过程,空气柱对水银做功为
W=W1+W2=(eq \f(3,2)p0S+eq \f(11,8)mg)h
根据热力学第一定律ΔU=Q-W
解得Q=ΔU+eq \f(3,2)p0Sh+eq \f(11,8)mgh。
9.(1)8 m/s 3 m/s (2)eq \f(5,12) m (3)P终将停止,P前进的总路程为10 m
解析 (1)设Q与P第一次碰撞前的速度为v0,碰后P、Q的速度分别为vP和vQ,
由动能定理得qEL=eq \f(1,2)Mv02-0
碰撞过程动量守恒Mv0=MvQ+mvP
碰撞过程机械能守恒
eq \f(1,2)Mv02=eq \f(1,2)MvQ2+eq \f(1,2)mvP2
代入数据解得v0=5 m/s,vP=8 m/s,vQ=3 m/s
(2)碰后Q匀加速运动的加速度大小
aQ=eq \f(qE,M)=5 m/s2
碰后P匀减速运动的加速度大小
aP=eq \f(μM+mg,m)=25 m/s2
设物块Q与盒子P速度相等时经过时间为t0,
则有vQ+aQt0=vP-aPt0
解得t0=eq \f(1,6) s
物块Q与盒子P速度相等时Q与盒子右挡板间的距离最大,最大距离为二者相对位移,即
Δx=xP-xQ=(vPt0-eq \f(1,2)aPt02)-(vQt0+eq \f(1,2)aQt02)=eq \f(5,12) m,Δx=eq \f(5,12) m
停止时,Q在P的右端,设P前进的总路程为s,由能量守恒定律有
qE(s+L)=μ(M+m)gs
解得s=10 m。
a/(m·s-2)
0.60
1.30
1.96
2.62
3.30
n/个
6
7
8
9
10
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