40分钟专练(3)(Word教师用书)-【创新方案】2025年高考物理二轮复习专题辅导与测试

40分钟专练(三) (本检测满分60分) 　　　　　　　　　　　　　　　　 一、单项选择题(共5小题,每小题5分,共25分) 1.某新能源汽车开启最新技术的“隐私声盾”功能后,司机将无法听到后排乘客说话的内容。“隐私声盾”系统能采集后排乘客的声音信号,并通过司机头枕音箱发出自适应的抵消声波,将对话声音抵消,从而屏蔽90%以上的后排对话信息,提高驾驶员的专注度,同时保护后排乘客的隐私。下列说法正确的是 (　 ) A.“隐私声盾”技术运用了多普勒效应 B.抵消声波与后排乘客说话声波的频率相同 C.抵消声波比后排乘客说话声波的传播速度快 D.抵消声波与后排乘客说话声波的相位差为零 解析:选B　“隐私声盾”利用的是两列声波相互干涉的原理,故A错误;由于两列声波需要相互干涉,故抵消声波与后排乘客说话声波的频率相同,故B正确;机械波的传播速度与介质有关,故抵消声波与后排乘客说话声波的传播速度一样快,故C错误;抵消声波与后排乘客说话声波相互抵消,在干涉点处的振动相位差为π的奇数倍,故D错误。 2.某兴趣小组对劈尖干涉条纹进行研究时将两平板玻璃叠放,在右端夹入一薄片,如图所示。当波长为λ的可见光从玻璃板正上方入射后可观察到明暗相间的条纹,a、b两点均为暗条纹中心位置,a、b间共有n条亮条纹,则a、b两处空气劈的厚度差为 (　 ) A. B. C.nλ D.(n-1)λ 解析:选A　劈尖干涉的原理是上、下玻璃的表面的反射光在上方玻璃的表面发生干涉,则光程差为空气劈厚度的2倍,又a、b两点均为暗条纹中心位置,则a、b两点空气劈的厚度均满足d=λ(k=0,1,2,…),由于a、b间共有n条亮条纹,所以a、b两处空气劈的厚度差Δd=λ-λ=λ,A正确。 3.电荷量为Q的场源点电荷形成的电场如图所示,一电荷量为q、质量为m的带电粒子只在电场力作用下沿虚线所示轨迹从A点运动到B点,A点的速度vA垂直于电场线,以下判断正确的是 (　 ) A.带电粒子带负电 B.带电粒子运动过程中加速度减小 C.A点到场源电荷的距离大于 D.A点到场源电荷的距离小于 解析:选D　由于粒子从A点运动到B点做向心运动,则电场力指向粒子运动轨迹凹侧,粒子在电场中的受力方向如图所示,说明粒子带正电,A错误;根据电场线的疏密程度,可知从A点到B点电场强度增大,带电粒子受到的电场力增大,带电粒子的加速度增大,B错误;电荷量为q、质量为m的带电粒子在电荷量为Q的场源点电荷形成的电场中,做向心运动,则有k>m,求得r<, C错误,D正确。 4.(2024·青岛三模)如图所示,多辆车在路口停止线后依次排列等候绿灯,第一辆车的前端刚好与路口停止线相齐,且每辆车的尾部与相邻后车的前端距离均为1 m。为了安全,前车尾部与相邻后车前端距离至少为5 m时后车才能开动。已知车长均为4 m,开动后车都以2 m/s2的加速度做匀加速直线运动直到离开路口。绿灯亮起瞬间,第一辆车立即开动,下列说法正确的是 (　 ) A.第二辆车刚开动时,第一辆车已行驶的时间至少为 s B.第六辆车前端刚到达停止线时的速度大小为2 m/s C.从绿灯刚亮起到第六辆车刚开动所需时间至少为12 s D.从绿灯刚亮起到第六辆车前端与停止线相齐所需最短时间为15 s 解析:选D　当第一辆车向前行驶4 m时,第二辆车开始启动,根据位移时间关系可得x1=a,代入数据解得t1=2 s,故A错误;第六辆车前端距离停止线25 m,根据速度位移关系可得v2=2ax6,解得v=10 m/s,故B错误;前面一辆车开始启动2 s 后,后面一辆车开始启动,所以从绿灯刚亮起到第六辆车刚开动所需时间至少为t'=5×2 s=10 s,故C错误;由于第六辆车前端距离停止线25 m,根据位移时间关系可得x6=a,解得t6=5 s,从绿灯刚亮起到第六辆车前端与停止线相齐所需最短时间为t'+t6=15 s,故D正确。 5.如图所示,一光滑的正三角形斜面体OAB放在光滑的水平地面上,不可伸长的轻绳两端分别栓接质量为m1、m2的两物体,轻绳跨过固定在O点的光滑滑轮,m1、m2分别放在OA、OB面上,两部分轻绳与斜面均平行。作用在斜面体上的恒力使斜面体向右做匀加速运动,m1、m2与斜面体保持相对静止,且m1恰好没有离开斜面,则m1、m2的比值为 (　 ) A.1∶2 B.1∶1 C.3∶4 D.2∶1 解析:选A　对m1、m2受力分析如图所示,因为m1恰好没有离开斜面,故其与斜面之间无弹力,可知绳上的弹力T=m1g,对m1,根据牛顿第二定律有Tsin30°=m1a,解得整体的加速度a=g,对m2,根据牛顿第二定律有N-T=m2a,根据竖直方向受力平衡有N+T=m2g,联立解得m1∶m2=1∶2,故选A。 二、多项选择题(共3小题,每小题5分,共15分) 6.如图所示为氢原子的能级图。大量处于n1、n2、n3、n4能级的氢原子向低能级跃迁时分别辐射出x1、x2、x3、x4种不同频率的光子。已知x4-x3=2(x2-x1)>0,则 (　 ) A.n1一定等于2 B.若n1=3,则可能有n4=7 C.若大量氢原子从n=3能级跃迁到基态发出的光有两种可使某金属发生光电效应,则大量氢原子从n=4能级跃迁到基态发出的光可能有4种可使该金属发生光电效应 D.一个处于n=5能级的氢原子向基态跃迁,最多可辐射5种频率的光 解析:选BC　根据=,大量氢原子从n=2至n=7能级向基态跃迁时分别能发出1、3、6、10、15、21种不同频率的光子,则有10-6=2×(3-1),即x1=1,n1=2;21-15=2×(6-3),即x1=3,n1=3,n4=7,故A错误,B正确;大量氢原子从n=3能级跃迁到基态发出3种光,有两种可使某金属发生光电效应,则该金属的逸出功满足E3-E2<W0<E2-E1,即1.89 MeV<W0<10.2 MeV,则大量氢原子从n=4能级跃迁到基态发出的光可能有4种可使该金属发生光电效应,故C正确;一个处于n=5能级的氢原子向基态跃迁,最多可辐射4种频率的光,故D错误。 7.如图所示,有方向垂直于光滑绝缘水平桌面的两匀强磁场,磁感应强度的大小分别为B1=B、B2=5B,PQ为两磁场的边界,磁场范围足够大,桌面上边长为a、质量为m、电阻为R的单匝正方形金属线框,以初速度 v垂直磁场方向从图示位置开始向右运动,当线框恰有一半进入右侧磁场时速度为 ,则 (　 ) A.在虚线位置时线框中的电流方向为顺时针 B.此时线框的加速度大小为 C.初速度 v= D.从初始位置到虚线位置过程中产生的热量为 解析:选AD　由右手定则可知,在虚线位置时线框中的电流方向为顺时针,选项A正确;此时线框的感应电动势E=Ba+5Ba=2Bav,感应电流I=,加速度大小为 a0==,选项B错误;从线框的右边到达虚线位置到线框一半进入PQ右侧磁场,由动量定理有-(BaΔt+5BaΔt)=m-mv,其中Δt===,解得初速度 v=,选项C错误;从初始位置到虚线位置过程中产生的热量为Q=mv2-m=,选项D正确。 8.(2024·重庆三模)未来6G将成为卫星互联网技术的重要应用,2023年12月30日,我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭成功将卫星互联网技术试验卫星发射升空。卫星绕地球运动的T-图像如图所示,其斜率为k。已知地球的半径为R,引力常量为G,卫星绕地球的运动可看作匀速圆周运动。下列说法正确的是 (　 ) A.地球的质量为 B.地球的密度为 C.地球的第一宇宙速度为 D.若卫星的运动周期为T1,则卫星离地球表面的高度为-R 解析:选BCD　根据万有引力提供向心力有G=m=mr,解得v=,T=2πr,则图线的斜率为k=Tv3=2πGM,所以,地球的质量为M=,故A错误;地球的体积为V=πR3,则地球的密度为ρ==,故B正确;设地球的第一宇宙速度为v1,则G=m,解得v1=,故C正确;若卫星的运动周期为T1,设卫星离地球表面的高度为h,则G=m(R+h),解得h=-R,故D正确。 三、实验题轮训 9.(8分)如图(a)所示,光电门1、2固定在气垫导轨上,滑块A静置于光电门1左侧,滑块B静置于光电门1、2之间,现用该装置验证A、B碰撞前后系统动量守恒。 (1)实验原理 若气垫导轨水平,A、B质量分别为mA、mB;A向右运动,遮光片通过光电门1的遮光时间为Δt1,A、B碰后粘在一起运动,遮光片通过光电门2的遮光时间为Δt2。当=　　　　(用mA、mB表示)时,系统动量守恒得到验证。  (2)实验操作 ①调节气垫导轨水平:接通气源,仅将A放置于光电门1的左侧,轻推A,若遮光片通过光电门1的遮光时间大于通过光电门2的遮光时间,则需要适当　　　　(选填“升高”或“降低”)导轨左端,反复调节使气垫导轨水平;  ②再将A、B如图(a)放置,轻推A,使A、B碰撞并粘在一起,记录Δt1、Δt2的值; ③重复步骤②,多次实验,记录多组Δt1、Δt2数据。 (3)实验数据处理 把记录的数据在图(b)中描点连线,作出Δt1-Δt2图线,其斜率k=　　　　(保留两位有效数字);已知mA=176.0 g,mB=177.8 g,若相对误差δ=×100%≤5%是实验误差允许范围,则该实验是否验证了A、B碰撞前后系统动量守恒?　　　　(选填“是”或“否”);理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  解析:(1)设遮光片的宽度为d,则A碰前的速度为vA=,A、B碰后的速度vAB=,若系统动量守恒,则有mAvA=(mA+mB)vAB,联立解得=。 (2)①若遮光片通过光电门1的遮光时间大于通过光电门2的遮光时间,则A通过光电门1的速度小于其通过光电门2的速度,可知光电门1比光电门2高,所以需要适当降低导轨左端。 (3)根据题图(b)可知,k=≈0.49;根据以上分析,k真==≈0.50,所以实验的相对误差δ=×100%=2%<5%,由于实验误差在允许范围内,故可以验证A、B碰撞前后系统动量守恒。 答案:(1)　(2)①降低　(3)0.49(0.48~0.50均可)　是　图线斜率k的值与的值相对误差小于5% 四、计算题轮训 10.(12分)(2024·绵阳模拟)如图所示,一开口竖直向下、导热良好的玻璃管用水银柱封闭一定质量的空气。水银柱的长度为15 cm,下端刚好与玻璃管溢出口平齐;被封闭的空气柱长度为30 cm。此时周围环境温度为27 ℃,大气压强为75 cmHg。现将玻璃管缓慢旋转至开口竖直向上(水银没溢出玻璃管),然后再加热至231 ℃。求: (1)玻璃管刚好旋转至开口向上时管内空气柱的长度; (2)将玻璃管加热至231 ℃时空气柱的长度。 解析:(1)设玻璃管的横截面积为S,开口向下时管内空气压强为p1,由平衡条件可知p1S+ρShg=p0S 解得p1=60 cmHg 管内空气柱的体积V1=h1S 将玻璃管缓慢旋转至开口向上,设稳定后管内空气压强为p2,由平衡条件可知p2S=p0S+ρShg 解得p2=90 cmHg 设此时管内空气柱的长度为h2,则V2=h2S 根据玻意耳定律可得p1V1=p2V2 解得h2=20 cm。 (2)假设加热过程中,水银未溢出。将玻璃管加热至231 ℃的过程中管内气体做等压变化,设玻璃管空气柱的高度为h3,则V3=h3S 由盖-吕萨克定律得= 由单位换算可得T1=300 K,T2=504 K 解得h3=33.6 cm>30 cm 故有部分水银溢出,此结果不符合假设,需要舍弃。 设水银溢出后,水银柱的高度为h',则由平衡条件可知ρgh'S+p0S=p3S 设温度加热到T3时,水银柱上端正好与溢出口平齐且不溢出,则由盖-吕萨克定律得= 解得T3=450 K 水银柱上端正好与溢出口平齐后再继续加热到T2=504 K,则= 又空气柱与水银柱的总长度L=30 cm+15 cm=45 cm 解得h'=9 cm 则空气柱的长度h4=L-h'=36 cm。 答案:(1)20 cm　(2)36 cm 学科网（北京）股份有限公司 $$