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1、選擇題滿分練四
一、選擇題(本題共8小題,每小題6分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中,第14~18題只有一項(xiàng)符合題目要求,第19~21題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分。)
14.(2018·重慶聯(lián)考)現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展極大地促進(jìn)了人們對原子、原子核的認(rèn)識,下列有關(guān)原子、原子核的敘述正確的是
A.盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)說明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)
B.天然放射現(xiàn)象表明原子核內(nèi)部有電子
C.輕核聚變反應(yīng)方程有:H+HHe+n
D.氫原子從n=3能級躍遷到n=1能級和從n=2能級躍遷到n=1能級,前者躍遷輻射出的光子波長比后者的長
解析 盧瑟福通過α粒子
2、散射實(shí)驗(yàn)提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型,天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu),A、B錯誤;輕核聚變方程電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒,C正確;氫原子從n=3能級躍遷到n=1能級放出的光子能量比從n=2能級躍遷到n=1能級的大,由公式E=,可知前者躍遷輻射出的光子波長比后者的短,D錯誤。
答案 C
15.有一理想的降壓變壓器,四個標(biāo)稱均為“6 V、6 W”的小燈泡a、b、c、d以及理想電壓表接在變壓器上,電路如圖1所示。在1、2兩端接交流電源(電壓有效值為U)時,四個小燈泡均能正常發(fā)光。則下列說法正確的是
圖1
A.電壓表的示數(shù)為24 V
B.電源電壓U=24 V
C.變壓器原、副線圈的匝數(shù)
3、比為4∶1
D.變壓器原線圈的輸入功率為24 W
解析 由題意可知流過每個小燈泡的電流均為I0== A=1 A,則副線圈的電流為I2=3I0=3 A,原線圈的電流為I1=I0=1 A,則由==,知C錯誤;副線圈兩端的電壓為U2=6 V,則由=,可得原線圈兩端的電壓為U1=18 V,即電壓表的示數(shù)為18 V,A錯誤;電源電壓為U=U0+U1=24 V,B正確;變壓器的輸入功率等于輸出功率,即小燈泡b、c、d消耗的功率之和18 W,D錯誤。
答案 B
16.(2018·鄭州一模)美國物理學(xué)家勞倫斯于1932年發(fā)明的回旋加速器,應(yīng)用帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的特點(diǎn),能使帶電粒子在較小的空間范
4、圍內(nèi)經(jīng)過電場的多次加速獲得較大的能量,使人類在獲得較高能量帶電粒子方面前進(jìn)了一步。下圖為一種改進(jìn)后的回旋加速器的示意圖,其中盒縫間的加速電場的場強(qiáng)大小恒定,且被限制在A、C板間。如圖2所示,帶電粒子從P0處以速度v0沿電場線方向射入加速電場,經(jīng)加速后再進(jìn)入D型盒中的勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動,對于這種改進(jìn)后的回旋加速器,下列說法正確的是
圖2
A.帶電粒子每運(yùn)動一周被加速兩次
B.帶電粒子每運(yùn)動一周P1P2=P2P3
C.加速粒子的最大速度與D形盒的尺寸有關(guān)
D.加速電場方向需要做周期性的變化
解析 因加速電場被限制在AC板之間,故可知,粒子在運(yùn)動過程中,只有在AC板間時才被加速,
5、即每運(yùn)動一周加速一次,所以選項(xiàng)A錯誤;根據(jù)牛頓第二定律可知Bqv=m,故可知P1P2=2(R2-R1)=(v2-v1),同理P2P3=2(R3-R2)=(v3-v2),根據(jù)動能定理可知Uq=mv-mv=mv-mv,故可知選項(xiàng)B錯誤;粒子的最大速度vmax=∝R,故可知選項(xiàng)C正確;因每次粒子在電場中的運(yùn)動方向一樣,故電場方向無需變化,所以選項(xiàng)D錯誤。
答案 C
17.(2018·長沙一模)假設(shè)宇宙中有兩顆相距無限遠(yuǎn)的行星A和B,自身球體半徑分別為RA和RB。兩顆行星各自周圍的衛(wèi)星的軌道半徑的三次方(r3)與運(yùn)行公轉(zhuǎn)周期的平方(T2)的關(guān)系如圖3所示:T0為衛(wèi)星環(huán)繞各自行星表面運(yùn)行的周期。則
6、
圖3
A.行星A的質(zhì)量小于行星B的質(zhì)量
B.行星A的密度小于行星B的密度
C.行星A的第一宇宙速度等于行星B的第一宇宙速度
D.當(dāng)兩行星周圍的衛(wèi)星的運(yùn)動軌道半徑相同時,行星A的衛(wèi)星的向心加速度大于行星B的衛(wèi)星的向心加速度
解析 根據(jù)萬有引力提供向心力得出:G=m得:M=,根據(jù)圖像可知,A的比B的大,所以行星A的質(zhì)量大于行星B的質(zhì)量,故A錯誤;根據(jù)圖像可知,在兩顆行星表面做勻速圓周運(yùn)動的周期相同,密度ρ====,所以行星A的密度等于行星B的密度,故B錯誤;第一宇宙速度v=,A的半徑大于B的半徑,衛(wèi)星環(huán)繞行星表面運(yùn)行的周期相同,則A的第一宇宙速度大于行星B的第一宇宙速度,故C錯誤;
7、根據(jù)G=ma得:a=G,當(dāng)兩行星的衛(wèi)星軌道半徑相同時,A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量,則行星A的衛(wèi)星向心加速度大于行星B的衛(wèi)星向心加速度,故D正確。
答案 D
18.一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)以速度v0做勻速直線運(yùn)動,在t=0時開始受到恒力F作用,速度大小先減小后增大,其最小值為v=0.5 v0。由此可判斷
A.質(zhì)點(diǎn)受力F作用后一定做勻變速曲線運(yùn)動
B.質(zhì)點(diǎn)受力F作用后可能做圓周運(yùn)動
C.t=0時恒力F與速度v0方向間的夾角為60°
D.t=時,質(zhì)點(diǎn)速度最小
解析 根據(jù)題述,質(zhì)點(diǎn)在恒力作用下運(yùn)動有最小速度,可知質(zhì)點(diǎn)做類斜拋運(yùn)動,質(zhì)點(diǎn)受恒力F作用后一定做勻變速曲線運(yùn)動,選項(xiàng)A正確,B錯誤。質(zhì)點(diǎn)在垂直恒
8、力F的方向上的分速度v=0.5v0,由v=v0sin θ,可知t=0時恒力F與速度方向所在直線的夾角為θ=30°,選項(xiàng)C錯誤。由F=ma,v0cos θ=at,解得t=,即t=時,質(zhì)點(diǎn)在沿恒力F的方向上的分速度減小到零,質(zhì)點(diǎn)速度最小,選項(xiàng)D正確。
答案 AD
19.已知均勻帶電球殼內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零,電勢處處相等。如圖4所示,正電荷均勻分布在半球面上,Ox為通過半球頂點(diǎn)與球心O的軸線,A、B為軸上的點(diǎn),且AO=OB,則下列判斷正確的是
圖4
A.A、B兩點(diǎn)的電勢相等
B.A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相等
C.點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場力一定做正功
D.同一個負(fù)電荷放在B點(diǎn)比放在A點(diǎn)
9、的電勢能大
解析 根據(jù)電荷產(chǎn)生電場,電場線由正電荷指向無窮遠(yuǎn)處,沿電場線方向電勢降低可知A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn),選項(xiàng)A錯誤。設(shè)半球殼上電荷在A點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為EA1,半球殼上電荷在B點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為EB1,方向均沿x軸正方向。設(shè)想另一完全相同的帶電半球殼與該帶電半球殼構(gòu)成完整的帶電球殼,由對稱性可知,另一完全相同的帶電半球殼在A、B兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為EA2=EB1,EB2=EA1,方向均沿x軸負(fù)方向。根據(jù)題述均勻帶電球殼內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零可知,EA1-EA2=0,即EA1=EB1,選項(xiàng)B正確。正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),電場力做正功,負(fù)點(diǎn)電荷從A運(yùn)動到B點(diǎn),電場力做負(fù)功,選項(xiàng)C錯誤。根據(jù)電勢
10、與電勢能的關(guān)系可知,同一個負(fù)電荷放在B點(diǎn)比放在A點(diǎn)的電勢能大,選項(xiàng)D正確。
答案 BD
20.如圖5所示,質(zhì)量為m=0.04 kg、邊長l=0.4 m的正方形導(dǎo)體線框abcd放置在一光滑絕緣斜面上,線框用一平行斜面的細(xì)線系于O點(diǎn),斜面傾角為θ=30°。線框的一半處于磁場中,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化關(guān)系為B=2+0.5 t(T),方向垂直于斜面向上。已知線框電阻為R=0.5 Ω,重力加速度為g=10 m/s2。則
圖5
A.線框中的感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcda
B.t=0時,細(xì)線拉力大小F=0.2 N
C.線框中感應(yīng)電流大小為I=80 mA
D.經(jīng)過一段時間t,線框可能沿斜面向上
11、運(yùn)動
解析 根據(jù)楞次定律,線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcba,選項(xiàng)A錯誤。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=·=0.5×0.08 V=0.04 V,感應(yīng)電流I==0.08 A,t=0時磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=2 T,bc邊所受安培力FA=B0Il=2×0.08×0.4 N=0.064 N,由左手定則可判斷出安培力方向沿斜面向上。對線框由平衡條件F+FA=mgsin 30°,解得細(xì)線中拉力F=0.136 N,選項(xiàng)B錯誤,C正確。由安培力FA′=BIl=(2+0.5t)×0.08×0.4 N=(0.064+0.016t)N,可知經(jīng)過一段時間t,安培力增大至大于線框重力沿斜面向下的分力時,線框
12、沿斜面向上運(yùn)動,選項(xiàng)D正確。
答案 CD
21.(2018·銀川一模)引力波探測于2017年獲得諾貝爾物理學(xué)獎。雙星的運(yùn)動是產(chǎn)生引力波的來源之一,假設(shè)宇宙中有一雙星系統(tǒng)由P、Q兩顆星體組成,這兩顆星繞它們連線的某一點(diǎn)在二者萬有引力作用下做勻速圓周運(yùn)動,測得P星的周期為T,P、Q兩顆星的距離為l,P、Q兩顆星的軌道半徑之差為Δr(P星的軌道半徑大于Q星的軌道半徑),萬有引力常量為G,則
A.Q、P兩顆星的質(zhì)量差為
B.P、Q兩顆星的線速度大小之差為
C.P、Q兩顆星的運(yùn)動半徑之比為
D.P、Q兩顆星的質(zhì)量之比為
解析 雙星系統(tǒng)靠相互間的萬有引力提供向心力,角速度大小相等,則周期相等,所以Q星的周期為T;根據(jù)題意可知,rP+rQ=l,rP-rQ=Δr,解得:rP=,rQ=,則P、Q兩顆星的運(yùn)動半徑之比,選項(xiàng)C錯誤;雙星系統(tǒng)靠相互間的萬有引力提供向心力,角速度大小相等,向心力大小相等,則有:G=mPrPω2=mQrQω2,解得mP=;mQ=,則Q、P兩顆星的質(zhì)量差為Δm=mQ-mP==,選項(xiàng)A正確;P、Q兩顆星的線速度大小之差為Δv=vP-vQ=-=,選項(xiàng)B正確;P、Q兩顆星的質(zhì)量之比為==,選項(xiàng)D正確。
答案 ABD
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