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选择题——思维、满分练(2)
一、单项选择题
14.(2023·新课标卷)2023年5月,世界现役运输能力最大的货运飞船天舟六号,携带约5 800 kg的物资进入距离地面约400 km(小于地球同步卫星与地面的距离)的轨道,顺利对接中国空间站后近似做匀速圆周运动。对接后,这批物资( )
A.质量比静止在地面上时小
B.所受合力比静止在地面上时小
C.所受地球引力比静止在地面上时大
D.做圆周运动的角速度大小比地球自转角速度大
D 解析:物体在低速(速度远小于光速)宏观条件下质量保持不变,A错误;设空间站离地面的高度为h,这批物资在地面上静止时所受合力为零,在空间站所受合力为万有引力,即F=,在地面受地球引力为F1=,因此有F1>F,B、C错误;物资绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,则=mω2r,解得ω=,这批物资在空间站内的轨道半径小于同步卫星的轨道半径,因此这批物资的角速度大于同步卫星的角速度,同步卫星的角速度等于地球自转的角速度,则这批物资的角速度大于地球自转的角速度,D正确。
15.(2023·湖南长沙长郡中学二模)一个小球用细线悬挂在天花板上,处于静止状态。第一次如图甲所示,用一个水平向右的拉力F1作用在小球上,使小球缓慢移动至细线与竖直方向的夹角为θ的位置;第二次如图乙所示,用一个始终与细线垂直且在同一竖直面内的拉力F2作用在小球上,也使小球缓慢移动至细线与竖直方向的夹角为θ的位置,则下列判断正确的是( )
A.两个过程中,拉力F1、F2都不断增大
B.两个过程中,细线的张力都不断增大
C.第一次拉力F1做的功比第二次拉力F2做的功多
D.细线与竖直方向的夹角为θ时,F1小于F2
A 解析:题图甲中根据力的平衡有F1=mg tan θ,细线的拉力为FT1=;题图乙中根据力的平衡有F2=mg sin θ,细线的拉力为FT2=mg cos θ;在小球缓慢运动的过程中,随着θ的增大,F1、F2都在不断增大,题图甲中细线的拉力不断增大,而题图乙中细线的拉力不断减小,A正确,B错误;根据动能定理有WF+WG=0,两次克服重力做的功相同,因此拉力F1、F2做的功相等,C错误;由F1=mg tan θ和F2=mg sin θ可知,F1=,因此细线与竖直方向的夹角为θ时,F1大于F2,D错误。
16.(2023·河南开封二模)如图甲,在某电场中的O点先后无初速度释放两个正点电荷Ⅰ和Ⅱ,电荷仅在电场力的作用下沿直线向A运动,两电荷的动能Ek随位移x变化的关系如图乙。若Ⅰ的电荷量为q,则可知( )
A.电荷Ⅱ的电荷量为
B.电荷Ⅱ受到的电场力大小为FⅡ=
C.此电场一定为匀强电场且场强大小E=
D.选O点为电势零点,则A点的电势为φA=
C 解析:由动能定理可知,电荷的动能Ek随位移x的变化图线的斜率表示该电荷所受的电场力,故电荷Ⅰ和Ⅱ所受的电场力分别为F1=,FⅡ=,故B错误;由图可知,电场力为恒力,即电场强度的大小和方向均不变,为匀强电场,根据F=qE可知,匀强电场的电场大小E==,故C正确;又FⅡ=2FⅠ,所以电荷Ⅱ的电荷量为2q,故A错误;电荷Ⅰ由O到A的过程中,有qUOA=Ek0,解得UOA=,选O点为电势零点,则A点的电势φA=-,故D错误。
17.(2023·重庆模拟)如图所示为某款手机充电器,其铭牌标识如下:“输入:AC、220 V、50 Hz”,“输出:DC、3 V、6 V、9 V、12 V”,“电流:1 000~1 500 mA”,该充电器正常工作时,下列说法正确的是( )
A.输入电压的最大值为220 V,频率为50 Hz
B.充电器输出功率的变化范围为3~18 W
C.充电器内部变压器的原线圈匝数小于副线圈匝数
D.充电器内部变压器输入电压的频率大于输出电压的频率
B 解析:根据铭牌标识可知输入电压的有效值为220 V,频率为50 Hz,A错误;由输出功率P=UI,且由题干中“输出:DC、3 V、6 V、9 V、12 V”,“电流:1 000~1 500 mA”,代入数据得当输出电压为3 V,电流为1 000 mA时输出功率最小,当输出电压为12 V,电流为1 500 mA时输出功率最大,代入数据得3 W≤P出≤18 W,B正确;原、副线圈的匝数之比等于原、副线圈电压之比,即=,且原线圈中输入电压值大于副线圈的输出电压值,所以原线圈匝数大于副线圈匝数,C错误;由变压器的原理可知,输入电压的频率等于输出电压的频率,D错误。
二、多项选择题
18.(2023·辽宁沈阳模拟)图甲是某体操运动员在比赛中完成“单臂大回环”的高难度动作时的场景:用一只手抓住单杠,伸展身体,以单杠为轴做圆周运动,运动员运动到最高点时,运动员与单杠间弹力大小为F,运动员在最高点的速度大小为v。其Fv2图像如图乙所示,g取1