40分钟专练(5)(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(五) (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.核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应,释放出大量核能。UnBaKr+aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种,X是某种粒子,a是X粒子的个数,用mU、mBa、mKr分别表示U、Ba、Kr核的质量,mX表示X粒子的质量,c为真空中的光速。以下说法正确的是 (　 ) A.X为中子,a=2 B.太阳就是一个巨大的铀核裂变反应堆 C.上述核反应中放出的核能ΔE=(mU-mBa-mKr-2mX)c2 D.铀块体积必须达到临界体积,有质子通过时,才能发生链式反应 解析:选C　由电荷数守恒知X的电荷数为0,故X为中子,由质量数守恒知a=3,故A错误;太阳中发生的是轻核聚变,所以太阳是一个巨大的热核反应堆,故B错误;由题意知,核反应过程中的质量亏损Δm=mU+mX-mBa-mKr-3mX,由质能方程可知,释放的核能ΔE=Δmc2=(mU-mBa-mKr-2mX)c2,故C正确;根据链式反应的条件可知,铀块体积必须达到临界体积,有中子通过时,才能发生链式反应,故D错误。 2.(2024·唐山一模)一同学在练习乒乓球削球技术时,使乒乓球竖直下落,在球与球拍接触的瞬间,保持球拍板面水平向上,并沿水平方向挥动球拍,如图所示。已知乒乓球与球拍接触时间极短,接触前后乒乓球在竖直方向的速度大小分别为5 m/s和4 m/s,乒乓球与球拍之间的动摩擦因数为0.3。若乒乓球可视为质点且不计空气阻力,g取10m/s2,则乒乓球在与球拍接触后获得的水平速度大小为 (　 ) A.1.2 m/s B.1.5 m/s C.2.0 m/s D.2.7 m/s 解析:选D　设竖直向上为正方向,由动量定理有(N-mg)Δt=mv2-m(-v1),水平方向有μNΔt=mv水,乒乓球与球拍接触时间极短,则重力的冲量可忽略不计,则解得v水=μ(v2+v1)=2.7 m/s,故选D。 3.(2024·临沂二模)如图(a)所示,太阳系外行星M、N均绕恒星Q做同向匀速圆周运动。由于N的遮挡,行星M被Q照亮的亮度随时间做如图(b)所示的周期性变化,其中T0为N绕Q运动的公转周期。则两行星M、N运动过程中相距最近时的距离与相距最远时的距离之比为 (　 ) A.1∶4 B.3∶8 C.1∶2 D.3∶5 解析:选D　设M绕Q运动的公转周期为T,由题图(b)可知Δt===-=,解得T=8T0,设行星M、N绕Q运动的半径分别为rM、rN,根据开普勒第三定律可得=,解得==,则两行星M、N运动过程中相距最近时的距离与相距最远时的距离之比为=,故选D。 4.如图所示,某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以v0=2 m/s的速度水平向右飞行,经过倾角为45°的斜面底端O点正上方的A点时,释放了一个小球,结果小球打在斜面上的C点。已知A点与O点的距离h=24 m,无人机的飞行速度不变,空气阻力忽略不计,重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是 (　 ) A.增大v0,小球落到斜面的速度方向不变 B.小球打在C点时,无人机恰好飞到斜面上的B点 C.小球打在C点前瞬间的速率为22 m/s D.小球从A点运动到C点用时2 s 解析:选D　增大v0,则小球下落到斜面所用时间减小,根据vy=gt,可知小球落到斜面时的竖直速度减小,根据tan θ=,则小球落到斜面时的速度方向改变,故A错误;小球的运动轨迹如图所示,小球的水平速度与无人机的速度相等,小球打在C点时,无人机刚好在C点正上方F点,故B错误;设小球从A点到C点的运动时间为t,则hAE=gt2,xEC=v0t,由几何关系可知tan 45°==1,解得t=2 s,故D正确;小球打在C点前瞬间的速率v== m/s,故C错误。 5.在如图所示的理想降压变压器电路中,在a、b之间加上电压稳定的交流电源,R1为定值电阻,P为滑动变阻器的滑动触头,滑动变阻器的总电阻R2>R1,电压表、电流表均为理想电表。当滑动触头P由d端向c端滑动过程中,下列说法正确的是 (　 ) A.电流表的示数一定变大 B.电压表的示数保持不变 C.R1的功率一直变大 D.滑动变阻器的功率先增大后减小 解析:选D　当滑动触头P由d端向c端滑动时,滑动变阻器的阻值由0开始增加,假设副线圈的电压U2不变,根据欧姆定律I2=,可知电流表示数减小,又=,在匝数比不变的情况下,原线圈电流I1减小,根据ΔU=I1R1可知R1的电压减小,根据P1=R1可知R1功率减小,根据U1=U-ΔU可知原线圈的电压增大,根据=可知副线圈电压U2增大,即电压表的示数增大,故A、B、C均错误;将副线圈电路中的电阻等效到原线圈电路上,如图所示,由于=,=,可知R等效===Rp,由于n1>n2,R2>R1,则R等效m>R1,将R1看作电源的内阻,此时R等效的功率即为电源的输出功率,随着滑动触头P由d端向c端滑动,R等效的电阻从0开始逐渐增加,可知R等效的功率先增大再减小,且当R等效=R1时有最大功率,则滑动变阻器的功率先增大后减小,故D正确。 二、多项选择题(共3小题,每小题5分,共15分) 6.利用光的干涉可以检查工件表面的平整度,其装置如图甲所示,将一块标准平板玻璃放置在待检测平板玻璃之上,在一端夹入两张纸片,从而在两片玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜,当光垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹可能如图乙、丙所示。以下说法正确的是 (　 ) A.若要使干涉条纹变密,可以增加垫的纸张数量 B.若要使干涉条纹变密,可以使用波长更长的单色光 C.若要使干涉条纹变密,可以向左移动纸片 D.图丙条纹弯曲处对应着待检测平板玻璃有凹陷 解析:选AC　经空气薄膜上下表面分别反射的两列光是相干光源,其光程差Δx=2d,即光程差是空气薄膜厚度的2倍,当光程差Δx=nλ,此处出现亮条纹,因此相邻亮条纹之间的空气薄膜厚度差一定为,增加纸张数量后,空气薄膜的倾角变大,则相邻亮条纹(或暗条纹)之间的间距变小,因此干涉条纹变密,A正确;使用波长更长的单色光,相邻亮条纹(或暗条纹)之间的间距变大,因此干涉条纹变疏,B错误;向左移动纸片,空气薄膜的倾角变大,则相邻亮条纹(或暗条纹)之间的间距变小,因此干涉条纹变密,C正确;同一级条纹对应的空气薄膜厚度相等,则题图丙条纹弯曲处对应着待检测平板玻璃有凸起,D错误。 7.如图所示,质量为m=0.1 kg、带电量大小为0.1 C的小球Q处在距地面高度h=3 m的空中,周围空间存在竖直向下的匀强电场以及垂直纸面向里的匀强磁场,在小球Q正下方地面处有另一不带电的小球P。初始时小球Q获得竖直向下v0=2 m/s的初速度,开始做匀速圆周运动,同时小球P以v=8 m/s的初速度竖直向上抛出,两小球在空中恰好能够相遇,不计空气阻力,g=10 m/s2,则下列说法正确的是 (　 ) A.电场强度E=10 N/C B.小球Q可能带正电,也可能带负电 C.两球从开始运动到相遇经过的时间可能为0.3 s D.磁感应强度B的大小可能为2π T 解析:选AD　小球Q获得竖直向下v0=2 m/s的初速度,开始做匀速圆周运动,则小球Q受到的重力与电场力平衡,电场力向上,则小球Q带负电,由平衡条件有qE=mg,解得E=10 N/C,故A正确,B错误;两球应在小球Q释放的位置相遇,小球Q的运动周期为T=,对小球P,设其与小球Q相遇所用时间为t,有h=vt-gt2,又t=nT,解得t= s或t=1 s,B=2πnT或B=T,所以磁感应强度B的大小可能为2π T,故C错误,D正确。 8.如图所示,一竖直轻弹簧静止放在水平面上,将质量分别为2m和m的a、b两物体叠放在轻弹簧上并处于静止状态。现用一恒力F竖直向上拉a,将a、b视为质点,重力加速度为g,弹簧劲度系数为k且弹簧始终处于弹性限度内,不计空气阻力,则下列说法中正确的是 (　 ) A.若F=mg,则a、b分离时弹簧处于压缩状态 B.若F=mg,则b的最大速度为g C.若F=2mg,则a、b分离时弹簧恰好恢复原长 D.若F≥6mg,则a、b在初始位置分离 解析:选BD　若F很小,则a、b可能做简谐振动不分离,假设a、b不分离,则振幅A=,最大位移为xm=2A=;若F很大,则a、b会分离,设位移为x时a、b分离,则此时=,解得x=,当F取临界值F0时,a、b恰好可以分离,则有=,所以F0=mg;若F=mg<F0,则a、b一起做简谐振动不会分离,且在平衡位置处速度最大,由动能定理有·3mv2-0=·,解得v=g,故A错误,B正确;若F=2mg>F0,则a、b会分离,分离时a不受b的作用力,故a的合力为0,加速度为0,b的加速度也为0,弹簧处于压缩状态,故C错误;当x==0时,解得F=6mg,即F≥6mg时,a、b在初始位置分离,故D正确。 三、实验题轮训 9.(8分)利用数字电压表可替代普通指针式电压表,数字电压表有很多优点,比如读数直接明了、不怕超量程等,最突出的优点是数字电压表内电阻极大,几乎没有分流作用,可以说是现实中的“理想电压表”。如图甲是利用数字电压表测量金属丝电阻率的电路图,Rx是被测金属丝,定值电阻阻值为R0,S2是一只单刀双掷开关。 (1)用毫米刻度尺测得金属丝接入电路的长度为25.00 cm,用螺旋测微器测量金属丝直径d,测量结果如图乙所示,则d=　　　　 mm。  (2)闭合S1,将单刀双掷开关S2的闸刀掷于“a”,记录下此时数字电压表的读数UA,滑动变阻器触头不动,将单刀双掷开关S2的闸刀掷于“b”,记录下此时数字电压表的读数UB,则通过被测金属丝的电流I=　　　　,金属丝电阻的测量值Rx=　　　　。(均用UA、UB、R0表示)  (3)为了减小偶然误差,通过调整滑动变阻器触头,得到多组UA、UB数据,测得金属丝的电阻Rx=6.25 Ω,则金属丝的电阻率ρ=　　　　 Ω·m。(保留3位有效数字)  解析:(1)螺旋测微器的精确值为0.01 mm,由题图乙可知金属丝的直径为d=0 mm+40.0×0.01 mm=0.400 mm。 (2)根据欧姆定律可得=R0+Rx,=Rx,联立可得I=,Rx=R0。 (3)根据Rx=ρ=ρ,可得金属丝的电阻率为 ρ== Ω·m≈3.14×10-6 Ω·m。 答案:(1)0.400　(2)　R0 (3)3.14×10-6 四、计算题轮训 10.(12分)如图,边长为a的等边三角形ABC是一中空玻璃棱镜的横截面,中空部分是圆心在三角形垂心O处、半径为a的圆。让一束激光从AB边的D点以45°的入射角射入棱镜,光线恰能沿平行于BC边的直线,经O点后从AC边射出。 (1)求玻璃的折射率n; (2)若保持入射角45°不变,使入射点沿AB边向A点缓慢移动,当入射点移至E点(图中未画出)时,恰好没有光线进入中空部分,最终光从玻璃棱镜的边界上的I点射出(图中未画出)。请规范画出光在玻璃棱镜中传播的光路图,并求A、E两点间的距离x1和A、I两点间的距离x2。 解析:(1)根据几何关系可得折射角为 θ=90°-60°=30° 根据折射定律,玻璃的折射率为n==。 (2)当入射点移至E点,入射光线EG在边界上发生全反射,恰好没有光线进入中空部分,作出光路图如图所示。临界角满足sin C=,解得C=45°, 反射光线GF在AB界面的入射角为60°,大于临界角C,发生全反射,反射光线FI垂直AC边界射出。 O为等边三角形的垂心,则OA=a 根据几何关系有∠GOH=∠OGH=C=45° 则OH=GH=rsin 45°=a AH=OA-OH=a A、E两点间的距离x1== 根据几何关系有 EG=EH-GH=·sin 30°-a=a 则EF==a 又AF=AE-EF=a A、I两点间的距离x2=AFcos 60°=a。 答案:(1)　(2)见解析图　　a 学科网（北京）股份有限公司 $$