内容正文:
选择题专项练——思维满分练(1)
一、单项选择题
1.(2024·山东东营二模)铑106的半衰期约370天,衰变方程为Rh―→Pd+X,下列说法正确的是( )
A.根据题中方程式无法判断X粒子的种类
B.采取低温冷冻的措施可适当降低辐射风险和辐射剂量
C.Pd的比结合能比Rh的比结合能大,衰变时释放能量
D.任意370天中,1 000个Rh原子核将会有500个发生衰变
C 解析:根据质量数守恒,X粒子的质量数为0,由电荷数守恒,X粒子的电荷数为-1,可知X粒子为e,A错误;温度与辐射剂量没有关系,也不能降低辐射风险,B错误;衰变后新核更稳定,即新核比结合能更大,则Pd的比结合能比Rh的比结合能大,且衰变时释放能量,C正确;半衰期描述的是统计规律,只有对大量原子核才有意义,D错误。
2.(2024·浙江温州三模)2024年3月20日,我国“鹊桥二号”卫星发射成功,多次调整后进入周期为24 h的环月椭圆轨道运行,并与在月球上开展探测任务的“嫦娥四号”进行通讯测试。已知月球自转周期为27.3天,下列说法正确的是( )
A.月球处于“鹊桥二号”椭圆轨道的中心位置
B.“鹊桥二号”在近月点和远月点的加速度大小相同
C.“鹊桥二号”在远月点的运行速度小于月球第一宇宙速度
D.“鹊桥二号”与月心连线和“嫦娥四号”与月心连线在相等时间内分别扫过的面积相等
C 解析:由开普勒第一定律可知,月球处于“鹊桥二号”椭圆轨道的一个焦点上,A错误;“鹊桥二号”在近月点距离月球最近,受到的万有引力最大,加速度最大,在远月点距离月球最远,受到的万有引力最小,加速度最小,故“鹊桥二号”在近月点和远月点的加速度大小不相同,B错误;月球第一宇宙速度为近月卫星的环绕速度,故“鹊桥二号”在远月点的运行速度小于月球第一宇宙速度,C正确;由开普勒第二定律可知,同一颗卫星与月球的连线在相同时间扫过的面积相等,但是“鹊桥二号”与 “嫦娥四号”是两颗轨道不同的卫星,相同时间扫过的面积不相等,D错误。
3.(2024·江西南昌二模)如图所示,昌昌同学为了测量某溶度糖水折射率,将圆柱形透明薄桶放在水平桌面上,倒入半桶糖水;再将圆柱体竖直插入水中,圆柱体的中轴线与圆桶的中轴线重合;用刻度尺测量圆柱体在糖水中成的像的直径d2=5.80 cm;已知圆柱体截面直径为d1=4.00 cm,透明圆桶直径为d3=10.00 cm。则该糖水的折射率为( )
A.1.45 B.1.72 C.2.00 D.2.50
A 解析:作出对应的光路图如图所示,根据几何关系可得sin i=,sin r=,则该糖水折射率为n====1.45,A正确。
4.(2024·山西临汾二模)一个单摆在竖直平面内摆动(摆角θ较小),摆球运动到最高点时对细线的拉力大小为F1、摆动的周期为T1;保持摆长不变,让该小球在水平面内做圆锥摆运动,摆线偏离竖直方向的夹角也为θ,运动过程中摆球对细线的拉力大小为F2、摆动的周期为T2。则( )
A.=cos θ,=cos θ
B.=cos2θ,=cos-θ
C.=cosθ,=cos-θ
D.=cos2θ,=cosθ
B 解析:设摆球质量为m,摆长为L,对单摆有F1=mg cos θ,T1=2π,对圆锥摆有F2cos θ=mg,F2sin θ=mL sin θ,联立以上四式可得=cos2θ,=cos-θ,B正确。
5.(2024·山东德州三模)如图所示,开口向右的绝热汽缸,用绝热光滑活塞封闭一定质量的理想气体,轻绳左端连接活塞,另一端跨过光滑定滑轮连接质量为m的小桶,小桶静止,气体处于状态1。现接通电热丝一段时间后断电,活塞向右移动L后静止,气体处于状态2。由状态1到状态2气体内能增加量为ΔU。重力加速度大小为g,外界大气压强不变。下列说法正确的是( )
A.状态2相比状态1,每个分子的速率都增大
B.状态2相比状态1,分子单位时间内撞击单位面积器壁上的次数减少
C.由状态1到状态2,气体内能的增加量等于电热丝释放的热量
D.电热丝释放的热量为ΔU-mgL
B 解析:由状态1到状态2气体内能增加,温度升高,分子平均动能增大,分子热运动平均速率增大,不是每个分子的运动速率都增大,A错误;状态2相比状态1压强不变,温度升高,分子平均动能增大,体积增大,分子数密度减小,由压强的微观解释可知,分子单位时间内撞击单位面积器壁上的次数减少,B正确;由状态1到状态2,由热力学第一定律可知,气体内能的增加量等于电热丝释放的热量减去气体对外做的功,C错误;设大气压强为p0,活塞的横截面积为S,气体压强为p,由平衡方程有p0S=mg+pS,解得pS=p0S-mg,活塞向右移动L过程中,对外做功为W=pS=(p0S-mg)L,由热力学第一定律得ΔU=Q-W,得气体吸收的热量即电热丝释放的热量为Q=ΔU+(p0S-mg)L,D错误。
6.(2024·河南周口模拟)如图所示,劲度系数为k的轻弹簧,一端固定于倾角为θ的光滑绝缘斜面顶端的挡板上,另一端连接绝缘带正电可视为质点的小球A,小球的质量为m,所带电荷量为q,弹簧处于原长时小球在O点。在空间中加一平行于斜面向上的匀强电场,电场强度大小为E,将小球从O点由静止释放,小球沿斜面运动至M点时加速度为零,重力加速度为g,则小球从O点运动至M点的过程中,小球的( )
A.机械能一直增加
B.机械能先增大后减小
C.位移大小为x=
D.电势能的增加量等于重力势能的减少量
C 解析:小球沿斜面运动至M点时加速度为零,该过程中弹力和静电力均做负功,所以机械能减小,A、B错误;在M点时有mg sin θ=Eq+kx,解得位移大小为x=,C正确;根据能量守恒可知,电势能和弹性势能的增加量等于重力势能的减少量,D错误。
7.(2024·北京朝阳区二模)一个电子以某速度从a点出发,通过两个方向垂直纸面的有界匀强磁场区域 Ⅰ 、 Ⅱ 到达b点,路径如图所示,电子在每个区域内的轨迹都是半圆。下列说法正确的是( )
A.两个磁场的方向相同
B.电子在区域 Ⅰ 中运动的时间较长
C.电子以相同的速度大小从b点反向出发可返回a点
D.质子以与电子大小相同的动量从b点反向出发可到达a点
D 解析:由左手定则知区域 Ⅰ 磁场方向垂直纸面向里,区域 Ⅱ 磁场方向垂直纸面向外,A错误;洛伦兹力不做功,所以电子在两磁场中运动的速度大小相等,由洛伦兹力提供向心力有Bqv=m,解得r=,由图可知,电子在区域 Ⅱ 磁场中的运动半径较大,则区域 Ⅱ 磁场磁感应强度较小,由T=,解得T=,可知电子在区域 Ⅱ 磁场中运动的周期较大,因为电子在两磁场区域中的运动轨迹都是半圆,所以运动时间都为t=,可知电子在区域 Ⅱ 磁场中运动的时间较长,B错误;电子以相同的速度大小从b点反向出发,经过区域 Ⅱ 时由左手定则可知受到的洛伦兹力向下,所以电子不能返回a点,C错误;质子与电子的电荷量相等,若质子以与电子大小相同的动量进入磁场,由Bqv=m,解得r=,可知它们在磁场运动的半径相等,所以质子从b点反向出发可到达a点,D正确。
二、多项选择题
8.(2024·河南百师联盟模拟)某同学为了研究雨滴下落的规律查阅资料,了解到:较大的雨滴是从大约1 000 m的高空形成并下落的,到达地面的速度大小大约为4 m/s,假设雨滴做直线运动,它运动过程的v-t图像如图所示,只考虑雨滴的重力和空气阻力。下列说法正确的是( )
A.雨滴加速运动的过程中,处于失重状态
B.雨滴加速运动的过程中,所受的空气阻力逐渐减小
C.雨滴加速运动的过程中,速度变化率逐渐减小
D.雨滴最终匀速运动时,所受重力和空气阻力是一对相互作用力
AC 解析:由v-t图像可知雨滴做竖直向下的加速度逐渐减小的加速运动,速度变化率逐渐减小,处于失重状态,A、C正确;根据牛顿第二定律有G-f=ma,加速度逐渐减小,可知雨滴所受空气阻力逐渐增大,B错误;雨滴最终匀速运动时有G=f,所受重力和空气阻力是一对平衡力,D错误。
9.(2024·天津河东区测试)有一种很火的益智玩具——“磁悬浮陀螺”,依靠磁场力可以让旋转的陀螺悬浮在空中,如图所示。对处于悬浮状态的陀螺,下列说法正确的是( )
A.陀螺上各质点均处于平衡状态
B.陀螺处于完全失重状态
C.距离陀螺中心越远的质点,线速度越大
D.若陀螺绕其中心的转速为20 r/s,则陀螺上距离中心1 cm处质点的向心加速度大小约为160 m/s2
CD 解析:陀螺做圆周运动,陀螺上各质点所受合力为向心力,各质点受力不平衡,A错误;陀螺悬浮在空中,陀螺在竖直方向上受力平衡,B错误;陀螺上各点属于同轴运动,距离中心越远的点,运动半径越大,线速度越大,C正确;质点的角速度为ω=2πn=40π rad/s,向心加速度大小为a=ω2r=(40π)2×1×10-2 m/s2≈160 m/s2,D正确。
10.(2024·福建南平三模)新能源汽车在某些情况下可利用“动能回收”装置将机械能转化为电能。某次质量为2 t的电动车以1.0×105 J的初动能沿平直斜坡向下运动。若关闭发动机,让车自由滑行时,其动能—位移关系如图直线①所示;若关闭发动机同时开启“动能回收”装置,其动能—位移关系如图线②所示。假设机械能回收效率为90%,则( )
A.图线①中,电动车受到的合外力大小为500 N
B.图线②中,电动车行驶到150 m处的速度大小为16 m/s
C.图线②中,电动车行驶到150 m处电能的回收转化功率为4 000 W
D.图线②中,电动车行驶200 m过程中回收转化了1.224×105 J的电能
AD 解析:根据Ek-x图像的斜率表示物体所受合外力可知,图线①的斜率为k==500(N),A正确;开启“动能回收”装置后从图线②读取动能数值,利用动能定义可知Ek=mv2,解得速度为v=8 m/s,B错误;在150 m处,自由滑行时所受合外力为F=500 N,动能回收时,匀速直线运动,即产生电能的力为F′=F=500 N,电能回收转化功率的计算应考虑效率90%,正确的回收转化功率为P=F′v×90%=3 600 W,C错误;回收转化的电能为两条图像在200 m处动能差值乘以效率90%,则E电=(Ek1-Ek2)×90%=1.224×105 J,D正确。
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