内容正文:
[选择题满分练4]
(选择题每题5分,非选择题每题10分,建议用时:40分钟)
一、单选题
1.(2025·江苏扬州模拟)如图为直升机悬停于高空时,某伞兵跳伞离机沿竖直方向运动的v t图像,图线表示( )
A.在0<t<10 s内伞兵所受的重力大于空气阻力
B.第10 s末伞兵打开降落伞,此后做匀减速运动直至第15 s末
C.在10 s<t<15 s内伞兵的速度变小,加速度变大
D.15 s后伞兵保持匀速下落,运动过程中机械能守恒
解析:选A。在0<t<10 s内伞兵竖直向下加速运动,所受合力竖直向下,所受的重力大于空气阻力,故A正确;第10 s末伞兵打开降落伞,此后做加速度减小的减速运动直至第15 s末,故B、C错误;15 s后伞兵保持匀速下落,动能不变,重力势能减小,运动过程中机械能减小,故D错误。
2.
(2025·江苏常州二模)高空抛物危害巨大。现有一重物在无风的情况下从高空被斜向下抛出,如图所示。已知重物所受空气阻力的大小与坠落速率成正比,则该重物在下落过程中重力的瞬时功率P随时间t变化的图像可能是( )
解析:选C。重物在下落过程中受到重力和空气阻力作用,随着速率的增加,空气阻力逐渐增大,重物在水平方向减速,竖直方向加速,故阻力在竖直方向的分力逐渐增大,则重物在竖直方向做加速度越来越小的加速运动,vy增大,但vy t图像的切线斜率变小,而重力的瞬时功率为P=mgvy,则P t图像的切线斜率变小,初始时刻vy不等于零,即初始时刻重力功率不为零,故C正确。
3.(2025·全国卷)“天都一号”通导技术试验卫星测距试验的成功,标志着我国在深空轨道精密测量领域取得了技术新突破。“天都一号”在环月椭圆轨道上运行时,( )
A.受月球的引力大小保持不变
B.相对月球的速度大小保持不变
C.离月球越近,其相对月球的速度越大
D.离月球越近,其所受月球的引力越小
解析:选C。“天都一号”在环月椭圆轨道上运行时与月球的距离不断发生变化,根据F=G可知受月球的引力大小发生变化,离月球越近,其所受月球的引力越大,故A、D错误;根据开普勒第二定律可知“天都一号”在环月椭圆轨道上运行时相对月球的速度大小改变,近月点速度最大,远月点速度最小,即离月球越近,相对月球的速度越大,故B错误,C正确。
4.
用如图所示的实验装置研究光电效应现象。所用光子能量为2.75 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应,电流表G的示数不为零,移动变阻器的触点c,发现当电压表的示数大于或等于1.7 V时,电流表示数为零,则该实验中( )
A.光电子的最大初动能为1.05 eV
B.光电管阴极的逸出功为1.7 eV
C.开关S断开,电流表G示数为零
D.当触点c向a端滑动时,电压表示数增大
解析:选D。由题可知,遏止电压Uc=1.7 V,最大初动能Ekm=eUc=1.7 eV,故A错误;根据光电效应方程可知,逸出功W0=E-Ekm=1.05 eV,故B错误;断开开关S,光电效应依然发生,有光电流,光电管、电流表、滑动变阻器构成闭合回路,电流表中电流不为零,故C错误;电源电压为反向电压,当触点c向a端滑动时,反向电压增大,电压表示数增大,故D正确。
5.(2025·四川成都模拟)2024年12月13日晚,一道道“寒夜灯柱”在我国新疆克拉玛依市区上空闪现,与城市灯火交相辉映,美不胜收。“寒夜灯柱”是一种可与极光比肩的冰晕现象,因大气中的冰晶反射灯光而形成。简化光路如图所示,一束灯光(复色光)从左侧界面折射进入冰晶,分离成两束单色光a和b,再经右侧界面反射,又从左侧界面折射出来被游客看到。下列说法正确的是( )
A.在冰晶中,a光的速度比b光大
B.若在同一界面发生全反射,a光的临界角比b光大
C.若在同一界面发生全反射,a光的临界角比b光小
D.单色光a和b与冰晶右侧的反射是全反射
解析:选C。根据折射率公式、折射率与光速、临界角的关系有n=,由光路图可知,从空气进入介质中时,入射角相等,a的折射角小一些,则a光折射率大、临界角小、同介质中波速小,b光折射率小、临界角大、同介质中波速大,故A、B错误,C正确;根据图示光路的简化图中左右界面平行,右侧界面的入射角等于左侧界面的折射角,可知右侧界面的入射角小于临界角,光在右侧界面没有发生全反射,所以简化光路图中“寒夜灯柱”的形成过程没有全反射,故D错误。
6.(2025·重庆模拟)一定质量的理想气体从状态a开始,经等温过程a→b、等容过程b→c、等压过程c→a三个过程后回到初始状态a,其p V图像如图所示。则下列说法正确的是( )
A.a→b过程中,气体从外界吸热
B.b→c过程中,气体对外界放热
C.c→a过程中,外界对气体做的功大于气体对外界放出的热量
D.c→a过程中气体的内能减少量大于b→c过程中内能的增加量
解析:选A。a→b过程为等温变化ΔU=0,气体体积增大,则气体对外界做功W<0,由热力学第一定律ΔU=W+Q,可知气体从外界吸热,A正确;b→c过程为等容变化,外界没有对气体做功,气体温度升高,有ΔU2=0+Q2>0,气体从外界吸热,B错误;c→a过程为等压变化,气体体积减小,外界对气体做功W3>0,温度降低,有ΔU3=W3+Q3<0,可知W3<|Q3|,C错误;整个过程中,气体内能不变,即ΔU2+ΔU3=0,即ΔU2=|ΔU3|,D错误。
7.
(2025·云南普洱模拟)质量为1 kg的某种海鸟可以像标枪一样一头扎入水中捕鱼,假设其在空中的俯冲可以看作自由落体运动,进入水中后可以看作匀减速直线运动,其v t图像如图所示,自由落体运动的时间为t1=0.6 s,整个过程的运动时间为最大速度为vm=6 m/s,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.0~t1内,海鸟动量变化量的大小为10 kg·m/s
B.整个过程中,海鸟下落的高度为6 m
C.t1~t1时间内,海鸟所受的阻力是重力的2.5倍
D.t1~t1时间内,海鸟的加速度大小为m/s2
解析:选C。0~t1内,海鸟动量变化量的大小为Δp=mΔv=6 kg·m/s,故A错误;v t图像与横轴围成的面积表示位移,可知整个过程中,海鸟下落的高度为h=vm·×0.6 m=3 m,故B错误;t1~t1时间内,海鸟的加速度大小为a=根据牛顿第二定律可得f-mg=ma,可得,故t1~t1时间内,海鸟所受的阻力是重力的2.5倍,故C正确,D错误。
二、多选题
8.(2025·海南海口模拟)如图所示,在一固定点电荷产生的电场中,将一带正电的粒子先后以大小相等、方向不同的初速度从M点射入电场,粒子仅在电场力作用下形成了曲线轨迹1和直线轨迹2,P、Q分别为轨迹1和轨迹2上的点,已知粒子经过P、Q两点时的速度大小相等,则( )
A.粒子在P、Q两点的加速度大小相同
B.粒子沿轨迹2向左运动过程电势能一定增加
C.M点电势比Q点电势高
D.P点电势比Q点电势低
解析:选AB。粒子从M点射入电场的速度大小相等,经过P、Q两点时的速度大小相等,由动能定理可知UMP=UMQ,则P、Q两点电势相同,P、Q两点与固定点电荷的距离相等,由E=k可知P、Q两点电场强度大小相等,由a=,可知粒子在P、Q两点的加速度大小相同,故A正确,D错误;由题图知带正电的粒子q从M点出发抵达P点做曲线运动,所受电场力方向指向轨迹内侧,从M点出发抵达Q点做直线运动,所受电场力方向沿QM,粒子经过P、Q两点时的速度大小相等,故固定的点电荷在Q左侧,粒子沿轨迹2向左运动过程,电场力做负功,电势能一定增加,由沿电场线方向电势越来越低,可知M点电势低于Q点电势,故B正确,C错误。
9.(2025·海南海口模拟)一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示,a、b、c分别为介质中的三个质点,其平衡位置分别为xa=0.5 m、xb=2.0 m、xc=3.5 m。此时质点b正沿y轴负方向运动,且在t=1.5 s时出现在波谷。则下列说法正确的是( )
A.该波沿x轴正方向传播
B.该波的传播速度大小可能为3 m/s
C.t=1.5 s时刻质点a的速度一定最大
D.质点c的振动方程可能为y=0.4cos m
解析:选BC。由于此时质点b正沿y轴负方向运动,根据“同侧法”可知,该波沿x轴负方向传播,A错误;由于质点b正沿y轴负方向运动,且在t=1.5 s时第一次运动到波谷,则nT+T=1.5 s(n=0,1,2,…),解得T= s,由图像可知,波长λ=2 m,则波速v=,解得v= m/s,n=2时,波速为3 m/s,B正确;t=1.5 s时刻,即经过时间nT+,结合图像可知质点a一定在平衡位置,此时速度一定最大,C正确;根据T= s可知无论n取何值,T都不可能等于4 s,即质点c的振动方程不可能为y=0.4cos m,D错误。
10.(2025·四川绵阳二模)如图所示,理想变压器原副线圈匝数比为5∶1,原线圈与阻值R=100 Ω的电阻串联后接在N=500匝的线圈上,线圈电阻不计,线圈处于竖直向下B=×10-3 T的匀强磁场中,线圈面积S= m2,转速为n=50 r/s,线圈从中性面开始转动并计时。副线圈连接电感器L、电容器C和电阻RL=4 Ω的灯泡,电压表为理想电压表,则( )
A.电容器和滑动变阻器所在支路始终无电流
B.电压表的示数为40 V
C.t=0.06 s时,每匝线圈的磁通量变化率为零
D.仅将滑动变阻器滑片向上滑动,变压器输出功率将增大
解析:选CD。变压器副线圈输出的是交流电,通过的电流发生变化,由于电感器自感对交流电的阻碍效果,不能视为导线,电容器由于两极板电压不断改变,所在支路存在充放电流,所以滑动变阻器并不会被短路,电容器和滑动变阻器所在支路始终存在电流,故A错误;线圈转动产生的感应电动势最大值为Em=NBSω=NBS·2πn=40 V,由于线圈电阻不计,则电压表示数等于感应电动势的有效值,所以示数为E==40 V,故B错误;线圈转动的周期为T==0.02 s,由于线圈从中性面开始转动并计时,所以t=0.06 s时线圈和中性面重合,此时每匝线圈的磁通量为最大值,磁通量变化率为零,故C正确;根据欧姆定律有U1=E-I1R,根据理想变压器变压、变流规律可得,解得U2=I2R,将发电线圈、变压器原、副线圈整体视为一个等效电源,则该等效电源的电动势和内阻分别为E′=E=8 V,r′==4 Ω,设变压器副线圈所接回路总电阻为R2,则变压器输出功率为P=,根据数学知识可知当R2>r′时,P随R2的减小而增大;由于RL=4 Ω,所以R2一定大于r′,仅将滑动变阻器滑片向上滑动时,滑动变阻器R′接入回路的阻值减小,即R2减小,此时变压器输出功率将增大,故D正确。
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