内容正文:
[选择题满分练5]
(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·江苏南京模拟)2025年1月20日,我国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克实验装置首次完成1亿摄氏度1 000秒“高质量燃烧”。实验装置内发生的核反应方程之一为H+He+X,已知H、H、He、X的质量分别为m1、m2、m3、m4,则( )
A.X为正电子
B.该反应为α衰变
C.反应放出的核能为(m3+m4-m1-m2)c2
He的比结合能大于H的比结合能
解析:选D。根据反应过程满足质量数和电荷数守恒,可知X的质量数为1,电荷数为0,则X为中子,故A错误;该反应是轻核聚变生成较重核的过程,属于核聚变,故B错误;该反应放出的核能为ΔE=Δmc2=(m1+m2-m3-m4)c2,故C错误; 核聚变生成的He比反应物H更稳定,所以He的比结合能大于H的比结合能,故D正确。
2.(2025·江苏常州二模)如图所示,嫦娥六号在环月轨道上沿椭圆轨道运动,AB为长轴。已知A、B两点距月球球心的距离分别为rA、rB,运行至A、B时的速度大小分别为vA、vB。只考虑其受到月球的引力,则嫦娥六号( )
A.运行至A点时的加速度aA>
B.运行至B点时的加速度aB>
C.运行至A点时的加速度为aA=
D.运动至B点时的加速度为aB=
解析:选B。在A点构建一个半径为rA的圆轨道,嫦娥六号在该圆轨道上运动的速度设为vA′,则该处的加速度aA′=G,而vA′<vA,则aA==aA′<,故A、C错误;在B点构建一个半径为rB的圆轨道,嫦娥六号在该圆轨道上运动的速度设为vB′,则该处的加速度aB′=G,而vB′>vB,则aB==aB′>,故B正确,D错误。
3.(2025·云南丽江一模)如图所示是某闯关游戏中的一个关卡。一绕过其圆心O的竖直轴顺时针匀速转动的圆形转盘浮在水面上,转盘表面始终保持水平,M为转盘边缘上一点。某时刻,一参赛者从水平跑道边缘P点以初速度v0水平向右跳出,初速度方向平行于OM方向,且运动轨迹与此时刻OM在同一竖直平面内,随后参赛者正好落在M点,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.若跳出时刻不变,仅增大v0,参赛者必定落水
B.若跳出时刻不变,仅减小v0,参赛者一定会落在OM之间
C.若跳出时刻和初速度不变,仅增大转盘的角速度,参赛者仍可能落在M点
D.若跳出时刻和初速度不变,仅减小转盘的角速度,参赛者不可能落在M点
解析:选C。参赛者正好落在M点,则M点可能出现在图示的两个位置
参赛者在空中所做运动为平抛运动,竖直高度不变,参赛者在空中运动时间不变;仅增大v0,参赛者的水平位移增大,可能落水,可能在台面上;仅减小v0,参赛者的水平位移减小,可能落水,可能在台面上,故A、B错误;仅增大转盘的角速度,或仅减小转盘的角速度,参赛者的水平位移不变,只要满足M仍转到同一位置,参赛者就仍可能落在M点,故C正确,D错误。
4.(2025·广东惠州模拟)如图,足够大的景观水池池底中心固定有一根长为L的透明竖直杆,杆上下两端各固定能发出单色光A、B的点光源,A光在水中的折射率为。当向池中注入深度为4L的水时,在水池表面恰好只能看到由A、B两种光组成的圆形复色光区域,已知真空中的光速为c。则( )
A.B光在水中的传播速度为c
B.A光的折射率大于B光的折射率
C.若池水深度增加,则水面能看到A单色光区域
D.若池水深度降低(不低于A点),则在水面能看到A单色光区域
解析:选C。在水池表面恰好只能看到由A、B两种光组成的圆形复色光区域,如图所示,
A光在水中的折射率为,根据全反射临界角公式可得sin α=,可得α=45°,根据几何关系可得tan α=,解得x=3L,则B光发生全反射的临界角β满足tan β=,可得β=37°,则有sin β=,可得B光在水中的折射率为nB=>nA=,B光在水中的传播速度为v=c,故A、B错误;若池水深度增加,如图所示,
由图可知,A单色光发生全反射的临界位置在B单色光的外侧,则水面能看到A单色光区域,故C正确;若池水深度降低(不低于A点),如图所示,
由图可知,A单色光发生全反射的临界位置在B单色光的内侧,则水面能看到B单色光区域,故D错误。
5.(2025·安徽合肥模拟)如图所示,质量M=2 kg、倾角α=37°的粗糙斜面体放置在水平地面上,斜面体顶端装有一光滑定滑轮。一轻质细绳跨过滑轮,一端与斜面上静止的质量m=1 kg的物块相连,另一端与竖直轻弹簧相连,弹簧的另一端与水平地面相连,轻绳不可伸长且与斜面平行,弹簧保持竖直且始终在弹性限度内,系统处于静止状态时弹簧弹力大小为8 N,重力加速度大小g=10 m/s2,sin 37°=0.6。下列说法正确的是( )
A.物块所受摩擦力大小为2 N
B.物块所受支持力和绳子拉力的合力大小为10 N
C.地面对斜面体的支持力大小为25.2 N
D.地面对斜面体的摩擦力大小为2 N
解析:选A。物块所受重力沿斜面向下的分力大小为Gx=mg sin θ=6 N<F=8 N,可知物块有相对于斜面向上运动的趋势,物块所受摩擦力的方向沿斜面向下,其大小为f=F-mg sin θ=2 N,故A正确;物块处于静止状态,其所受合力为0,物块受到重力、绳子的拉力、斜面的支持力和沿斜面向下的摩擦力四个力的作用,根据平衡条件可知,物块所受支持力和绳子拉力的合力与重力和摩擦力的合力等大反向,物块所受支持力和绳子拉力的合力不等于重力的大小10 N,故B错误;将斜面、滑轮与物块作为整体受力分析,由平衡条件得N=mg+Mg+F=38 N,即地面对斜面体的支持力大小为38 N,故C错误;由C项分析可知,将斜面体、滑轮与物块作为整体,整体受到弹簧竖直向下的拉力、竖直向下的重力与竖直向上的支持力,整体在水平方向没有受到其他作用力,即整体相对于水平面没有运动趋势,即地面对斜面体的摩擦力大小为0,故D错误。
6.
(2025·湖北襄阳三模)一定质量的理想气体从a状态开始,经历三个过程ab、bc、ca回到a状态,其p t图像如图所示,图中ba的延长线过原点O,bc平行于t轴,ca的延长线过点(-273.15 ℃,0)。下列判断正确的是( )
A.过程ab中气体的体积不变
B.过程ca中气体体积变小
C.过程bc中外界对气体做正功
D.过程ca中气体向外界放热
解析:选D。过程ab中图像上的点与(-273.15 ℃,0)的连线的斜率越来越大,则气体的体积减小,过程ca中图像上的点与(-273.15 ℃,0)的连线的斜率不变,则气体的体积不变,故A、B错误;过程bc中气体压强不变,温度升高,根据=C可知气体体积增大,气体对外界做正功,故C错误;过程ca中气体体积不变,温度降低,内能减小,即W=0,ΔU<0,根据ΔU=W+Q可知,Q<0,所以气体向外界放热,故D正确。
7.(2025·重庆三模)如图甲所示为某自行车的车灯发电机,其结构如图乙所示。绕有线圈的“”形铁芯开口处装有磁铁(图示时刻通过铁芯横截面的磁通量大小为Φ、铁芯不漏磁),车轮转动时带动与其接触的摩擦轮转动,摩擦轮又通过传动轴带动磁铁一起转动(与车轮角速度相等),从而使铁芯中磁通量发生变化,线圈两端c、d作为发电机输出端,通过导线与标有“12 V 6 W”的灯泡L相连,当车轮匀速转动时,发电机输出电压视为正弦交流电,该发电机供电线圈匝数为n,假设灯泡阻值不变,摩擦轮与轮胎间不打滑。则( )
A.在磁铁从图示位置匀速转过90°的过程中,通过L的电流方向由d到c
B.在磁铁从图示位置匀速转过90°的过程中,L中的电流逐渐变小
C.若灯泡L正常发光,车轮转动的角速度为
D.若灯泡L正常发光,车轮转动的角速度为
解析:选C。根据题意,磁铁转动过程中通过线圈的磁通量向上逐渐减小,由楞次定律可知感应电流产生向上的磁场,通过L的电流方向由c到d,故A错误;由图乙可知,开始阶段,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率最小,转动后,磁通量减小,磁通量的变化率增大,当转过90°时,穿过线圈的磁通量最小,磁通量的变化率最大,可知转动过程中L中的电流逐渐增大,故B错误;若灯泡L正常发光,灯泡电压有效值为12 V,电压最大值为12 V,根据Em=nBSω=nΦω,可得ω=,故C正确,D错误。
二、多选题
8.(2025·云南模拟)一物块在高为2 m、长为2.5 m的斜面顶端由静止开始沿斜面下滑,其重力势能和动能随下滑距离s的变化关系如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示,重力加速度g=10 m/s2。则( )
A.物块的质量为1 kg
B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.75
C.物块下滑时,加速度大小为4.8 m/s2
D.物块下滑1.25 m时,机械能损失了10 J
解析:选AC。一物块在高为2 m、长为2.5 m,则斜面倾角θ满足sin θ==0.8,物块刚下滑时,重力势能为Ep=mgh=20 J,可得m=1 kg,A正确;物块在下滑的过程中,损失的机械能ΔE=μmgs cos θ=20 J-12 J=8 J,解得μ=,B错误;物块下滑时,由牛顿第二定律有mg sin θ-μmg cos θ=ma,解得a=4.8 m/s2,C正确;由题意可知初始位置的机械能为20 J,下滑1.25 m时,重力势能为10 J,动能为6 J,机械能为16 J,根据能量守恒定律可知机械能损失了4 J,D错误。
9.(2025·河南郑州模拟)如图所示为某种减速装置示意图,质量为m的物体P在光滑绝缘水平面上以初速度v向右运动,P由N个相同的区域组成,每个区域宽度为L,其中1、3、5…区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场,2、4、6…区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,各区域磁感应强度大小均相同,Q为一个固定的正方形线圈,边长也为L。已知当P的右边界刚通过线圈Q右侧时,P的速度减小了0.05v,下列说法正确的是( )
A.2区域右边界通过Q右侧时速率为0.75v
B.2区域右边界通过Q右侧时速率为0.85v
C.为使P的速度能减至零,N不能小于6
D.为使P的速度能减至零,N不能小于7
解析:选AC。P的右边界通过线圈Q的过程中,根据动量定理有-Δt=mΔv,累加得-=m(v1-v)=-m×0.05v,2区域右边界通过线圈Q的过程中,根据动量定理,累加得-4=m(v2-v1),解得v2=0.75v,故A正确,B错误;根据分析可知v=0.05v+(N-1)×4×0.05v+0.05v,解得N=5.5,即N不能小于6,故C正确,D错误。
10.(2025·广东广州模拟)将一足够长光滑平行金属导轨固定于水平面内(如图),已知左侧导轨间距为L,右侧导轨间距为2L,导轨足够长且电阻可忽略不计。左侧导轨间存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场,右侧导轨间存在磁感应强度大小为2B、方向竖直向下的匀强磁场。在t=t1时刻,长为L、电阻为r、质量为m的匀质金属棒EF静止在左侧导轨右端,长为2L、质量为3m的匀质金属棒GH从右侧导轨左端以大小为v0的初速度水平向右运动。一段时间后,流经棒EF的电流为0,此时t=t2。已知金属棒EF、GH由相同材料制成,在运动过程中两棒始终与导轨垂直且接触良好,不计电流的磁效应,则( )
A.t1时刻流经棒GH的电流为
B.t2时刻棒EF的速度大小为v0
C.t1~t2时间内,回路磁通量的变化率逐渐增大
D.t1~t2时间内,棒EF产生的焦耳热为
解析:选ABD。棒EF、GH由相同材料制成,即电阻率ρ1、密度ρ2均相同,根据Rx=ρ1,mx=ρ2xS,可得Rx·mx=ρ1ρ2x2,设GH的电阻为r′,则有,可得r′=r,根据右手定则可知,t1时刻GH产生的感应电动势方向是从H到G,回路中的感应电动势为E=2B·2Lv0=4BLv0,根据闭合电路欧姆定律可知,此时回路中的感应电流为I=,故A正确;设t2时刻,EF、GH的速度大小分别为v1、v2,则有BLv1=2B×2Lv2,可得v2=v1,t1~t2时间内,根据动量定理,对EF有BLt=mv1-0,对GH有-2B·2Lt=3mv2-3mv0,联立解得v1=v0,故B正确;根据左手定则知EF受到的安培力水平向左,GH受到的安培力水平向左,EF的速度逐渐增大,GH的速度逐渐减小,回路中的感应电动势E′=2B·2LvGH-BLvEF逐渐减小,根据法拉第电磁感应定律知,回路磁通量的变化率逐渐减小,故C错误;在t1~t2时间内,对两棒组成的系统,根据能量守恒定律有+Q总,解得回路中产生的总热量Q总=,根据焦耳定律有,解得QEF=,故D正确。
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