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选择题专项练——思维满分练(3)
一、单项选择题
1.(2024·广东佛山二模)2023年8月15日,游客在新疆吐鲁番的沙漠上游玩时,头发突然竖了起来。当时无风,但头顶乌云密布。下列相关说法正确的是( )
A.这是一种电磁感应现象
B.这是一种静电感应现象
C.此时人的头与脚带异种电荷
D.此时人应躺下或蹲下,并向高处撤离
B 解析:游客在沙漠上游玩时,头顶乌云密布,头发突然竖了起来。这是由于乌云带了电,对人体产生了静电感应现象,头与云带异种电荷,由于脚与大地接触,脚不带电,此时人应躺下或蹲下,并向低洼处撤离,避免发生尖端放电现象,B正确。
2.(2024·山东济南三模)2024年3月20日,“鹊桥二号”中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空。如图所示,“鹊桥二号”临近月球时,先在周期为24小时的环月大椭圆冻结轨道 Ⅰ 上运行一段时间,而后在近月点P变轨,进入周期为12小时的环月大椭圆冻结轨道 Ⅱ 。已知轨道 Ⅰ 的近月点P距离月球表面的高度为h1,远月点Q距离月球表面的高度为h2,月球半径为R,≈0.6,忽略地球引力的影响,则轨道 Ⅱ 的远月点Q′距离月球表面的高度为( )
A. B.
C. D.
A 解析:设“鹊桥二号”在轨道 Ⅰ 上的周期为T1,在轨道 Ⅱ 上的周期为T2,Q′到月球表面高度为h,根据开普勒第三定律有=,解得h=,A正确。
3.(2024·广西南宁二模)图甲为光导纤维的示意图,图乙表示单色光从上方射入一端夹着两张纸片的两块平板玻璃,下列说法正确的是( )
A.光导纤维中,内芯的折射率小于外套的折射率
B.光导纤维中,若光源是白光,则从光导纤维中射出的光一定是彩色的
C.图乙中,从上往下看,能看到明暗相间的条纹,是因为光发生了衍射现象
D.图乙中,从上往下看,能看到明暗相间的条纹,是因为光发生了干涉现象
D 解析:光导纤维利用全反射现象传输信号,内层是光密介质即内层的折射率大于外套的折射率;若光源是白光,如果所有颜色光在光导纤维均能发生全反射,则所有颜色光的传播路径完全相同,从光导纤维中射出的光仍然是白光,A、B错误;图乙中,从上往下看,能看到明暗相间的条纹,是因为光发生了干涉现象,C错误,D正确。
4.(2024·浙江杭州高二期末)如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压,负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户,两条输电线的总电阻用R0表示,变阻器R代表用户用电器的总电阻,当用电器增加时,相当于R的值减小(滑动片向下移)。如果变压器上的能量损失可以忽略,当用户的用电器增加时,有关图中各表的读数变化判断正确的是( )
A.A2读数变小 B.A1读数变大
C.V1读数变大 D.V3读数不变
B 解析:由于变压器原线圈的输入电压U1不变,则V1读数不变,C错误;根据=可知,副线圈的输出电压U2不变,当用户的用电器增加时,则R减小,副线圈回路总电阻减小,根据欧姆定律可知,副线圈电流I2增大,则A2读数变大,A错误;根据=可知,原线圈电流I1增大,则A1读数变大,B正确;由于通过R0的电流增大,R0两端电压增大,根据U2=UR0+U3可知V3读数变小,D错误。
5.(2024·四川成都模拟)气压传动是指以压缩空气为工作介质来传递能量和信号,从而实现生产自动化。如图所示为某气压传动装置的原理示意图,面积为2S的轻质活塞A,通过压缩气体顶起面积为S的轻质活塞B和上方管道内高h的液柱(液体的密度为ρ,重力加速度为g),开始活塞A静止,无推力,现用力缓慢向右推动活塞A,最终活塞B和液体上升的高度为L。已知大气压强为p0,不计摩擦和忽略细弯管中的气体体积,汽缸中理想气体的温度始终不变,下列说法正确的是( )
A.推动活塞A的过程中,对封闭气体做功,故气体内能增加
B.整个过程中,活塞A对汽缸内气体做的功小于气体向外界放出的热量
C.最终汽缸内气体的压强大小为p2=p0-ρgh
D.横截面积为2S的汽缸内气体的长度L′=-
D 解析:整个过程中,温度不变,内能不变,故活塞A对封闭气体做的功等于气体对外放出的热量与活塞B对封闭气体做的负功之和,A、B错误;最终汽缸内封闭气体的压强大小为p2=p0+ρgh,C错误;对汽缸内封闭气体,由等温变化有p0L·2S=(p0+ρgh)·(L′·2S+LS),可得面积为2S的汽缸内气体长度为L′=-,D正确。
6.(2024·山东枣庄三模)如图所示,质量为0.1 kg的小球用轻弹簧悬挂并静止在坐标原点O,Ox竖直向下。某时刻给小球施加一竖直向下的力F,力F大小满足表达式F=(-x) N,弹簧的劲度系数为0.5 N/m。小球运动过程中弹簧始终在弹性限度内,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.在x=0.2 m处小球加速度最大
B.小球运动到最低点时的加速度大小为2 m/s2
C.下降过程弹簧弹性势能增加了0.04 J
D.下降过程小球与弹簧组成的系统机械能增加了0.02 J
B 解析:开始物体平衡时有mg=kx0,当小球的位移为x时受的合外力为F合=mg+F-F弹=mg+-x-k(x+x0)=0.2-x,则小球的运动类似简谐振动,开始时的加速度最大,即当x=0时的加速度最大,为am== m/s2=2 m/s2,在x=0.2 m时F合=0,此时加速度为零;由对称性可知,当x=0.4 m时到达最低点,此时加速度方向竖直向上且达到最大,大小为2 m/s2,A错误,B正确;开始时弹簧伸长量为x0==2 m,到最低点时弹簧伸长量为x1=2.4 m,则根据Ep=kx2可得,下降过程中弹簧增加的弹性势能为ΔEp=×0.5×(2.42-22) J=0.44 J,C错误;下降过程中,重力势能减少,有ΔEp′=mg(x1-x0)=0.4 J,由于弹簧增加的弹性势能为0.44 J,则机械能增加0.04 J,D错误。
7.(2024·江西南昌一模)如图所示,在PM和QK之间有大量相同带电粒子以同一速度沿水平方向射入以O为圆心的圆形匀强磁场区域,磁场半径为R,该圆形磁场方向垂直纸面向外,PM与圆心O在同一水平直线上,PM和QK间距离为0.5R,已知所有粒子均从O点正下方的N点射出圆形磁场区域,立即进入下方垂直于纸面向里的匀强磁场,并都能打到水平挡板的下表面,挡板的左侧紧贴N点,已知下方磁场的磁感应强度是上方磁场的两倍,不计粒子重力及粒子间的相互作用。则挡板下表面有粒子打到的区域长度为( )
A.R B.R
C.R D.R
C 解析:由于所有粒子均从O点正下方的N点射出圆形磁场区域,画出粒子的运动轨迹,如图所示。根据qvB=m解得v=,粒子进入下方磁场,则R′==R,由几何关系可得,挡板下表面有粒子打到的区域长度为ΔL=2R′-2R′sin 60°=R,C正确。
二、多项选择题
8.(2024·山东德州三模)小明同学在滨海国际风筝放飞场放风筝,风筝静止于空中且风筝平面与水平面夹角始终为30°,风速水平,与风筝作用后,垂直风筝平面的风速减为零,平行风筝平面的风速大小不变。风筝的质量为m,风筝线质量不计,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.若风筝线与水平方向夹角为30°,则风对风筝的作用力大小为mg
B.若风筝线与水平方向夹角为30°,则线对风筝的作用力大小为mg
C.风筝线长度不变,若风速缓慢变大,则线与水平方向夹角变大
D.风筝线长度不变,若风速缓慢变大,则风筝的机械能减小
BC 解析:当风筝线与水平方向夹角为30°时,对风筝受力分析如图甲所示,平衡时则有T cos 30°=F cos 60°,F sin 60°=mg+T sin 30°,解得T=mg,F=mg,A错误,B正确;当风速缓慢增大时,垂直作用在风筝上的力F逐渐增大,作出其矢量三角形,如图乙所示,由图可知,风速缓慢增大时,则线与水平方向夹角变大,C正确;风速缓慢增大时,风筝线的长度不变,由C项分析可知线与水平方向夹角变大,风筝高度缓慢增大,机械能应增加,D错误。
9.(2024·广东中山二模)如图所示,甲将排球从离地面高为1 m的O位置由静止击出并沿轨迹①运动,当排球运动到离地面高为2.8 m的P位置时,速度大小为10 m/s,此时,被乙击回并以水平速度18 m/s沿轨迹②运动,恰好落回到O位置。已知排球的质量约为0.3 kg,g取10 m/s2,忽略空气阻力,则( )
A.排球沿轨迹②运动的时间为0.6 s
B.O、P两位置的水平距离为10.8 m
C.甲对排球做的功约为20 J
D.乙对排球做的功约为15 J
ABC 解析:排球沿轨迹②运动时做平抛运动,有h=gt2,解得其运动时间为t== s=0.6 s,A正确;水平位移为x=v′t=18×0.6 m=10.8 m,B正确;从O到P点,设排球在O点的速度为v0,到P点的速度为v,根据动能定理有-mgh=mv2-mv,解得mv=mgh+mv2=20.4 J,根据动能定理有W甲=mv=20.4 J,C正确;对于乙将排球击回的过程,设乙将排球击出的速度为v′,则W乙=mv′2-mv2=33.6 J,D错误。
10.(2024·山东临沂二模)如图所示为某品牌汽车在一次起步时汽车牵引力与速度的关系,汽车的速度达到25 m/s时电动机功率达到最大值256 kW。此后车载智能系统逐渐降低电动机功率,当电动机功率降至最大功率的50%时,汽车达到最大速度。已知汽车及乘员的总质量为1 600 kg,汽车行驶过程中受到的阻力与速度的关系为f=kv2(k=1.024 N·s2/m2),则汽车在起步直至达到最大速度的过程中,下列说法正确的是( )
A.汽车的加速度始终在减小
B.汽车的加速度先不变后减小
C.该汽车能达到的最大速度是100 m/s
D.汽车速度为25 m/s时的加速度为6 m/s2
AD 解析:汽车的速度达到25 m/s前的过程,根据牛顿第二定律有a==,可知随着汽车速度的增大,汽车的加速度逐渐减小;汽车的速度达到25 m/s到最大速度的过程中,根据牛顿第二定律有a′==,可知随着汽车速度的增大,牵引力的减小,汽车的加速度继续逐渐减小,A正确,B错误;设汽车能达到的最大速度为vm,此时牵引力等于阻力,电动机功率降至最大功率的50%时,则50%Pm=fvm=kv,解得vm== m/s=50 m/s,C错误;汽车速度为25 m/s时,根据牛顿第二定律有a==,又=f=kv=2 560 N,联立解得a= m/s2=6 m/s2,D正确。
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