高考物理第二轮复习 练习题九答案详解 4页

‎2019年高考物理第二轮复习 练习题(九)‎ 一、单选题 ‎1．2019年中国散裂中子源（CSNS）将迎来验收，目前已建设的3台谱仪也将启动首批实验。有关中子的研究，下列说法正确的是 A． Th核发生一次α衰变，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4‎ B． 一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是裂变反应 C． 卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 D． 中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性 ‎【答案】D ‎【解析】α衰变的本质是发生衰变的核中减小2个质子和2个中子形成氦核，所以一次α衰变，新核与原来的核相比，中子数减小了2，A错误；裂变是较重的原子核分裂成较轻的原子核的反应，而该反应是较轻的原子核的聚变反应，B错误；卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，查德威克通过α粒子轰击铍核获得碳核的实验发现了中子，C错误；所有粒子都具有粒子性和波动性，D正确．‎ ‎2．将一个半球体置于水平地面上，半球的中央有一个光滑小孔，上端有一光滑的小滑轮，柔软光滑的轻绳绕过滑轮，两端分别系有质量为m1、m2的物体（两物体均可看成质点，m2悬于空中）时，整个装置处于静止状态，如图所示。已知此时m1与半球的球心O的连线与水平线成53°（sin53°=0.8，cos53°=0.6），m1与半球面的动摩擦因数为0.5，并假设m1所受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，则在整个装置处于静止的前提下，下列说法正确的是 A． 无论m‎1‎m‎2‎的比值如何，地球对半球体的摩擦力都不为零 B． 当m‎1‎m‎2‎‎=‎‎5‎‎3‎时，半球体对m‎1‎的摩擦力为零 C． 当‎1≤m‎1‎m‎2‎<‎‎5‎‎3‎时，半球体对m‎1‎的摩擦力的方向垂直于图中的虚线向上 D． 当‎5‎‎3‎‎aB，EA>EB B． 粒子带负电，aA>aB，EA>EB C． 粒子带正电，aA2‎W‎34‎ C． P、O两电荷可能同号 D． P、O两电荷一定异号 ‎【答案】BD ‎【解析】根据点电荷电场线的分布情况可知，2、3间的场强大于3、4间场强，由公式U=Ed分析得知，2、3间的电势差大小大于3、4间的电势差大小，所以1、2间的电势差大于3、4间电势差的2倍，即有U‎12‎‎>2‎U‎34‎，由电场力做功公式W=qU得W‎12‎‎>2‎W‎34‎，A错误B正确；由轨迹的弯曲方向可判定两电荷间存在引力，应是异号，C错误D正确．‎ ‎8．如图所示，在竖直平面内有一光滑水平直轨道与半径为R的光滑半圆形轨道在半圆的一个端点B相切，可视为质点的小球从A点通过B点进入半径为R的半圆，恰好能通过半圆的最高点M，从M点飞出后落在水平面上，不计空气阻力，则 A． 小球到达M点时的速度大小为0‎ B． 小球在A点时的速度为‎5gR C． 小球落地点离B点的水平距离为2R D． 小球落地时的动能为‎5mgR‎2‎ ‎【答案】BCD ‎【解析】A、小球恰好通过最高点，重力恰好提供向心力：mg=mv‎2‎R，解得：v=‎gR，故A错误；‎ B、由动能定理得‎-mg⋅2R=‎1‎‎2‎mv‎2‎-‎1‎‎2‎mvA‎2‎，可得vA‎=‎‎5gR，故B正确；‎ C、小球离开最高点后做平抛运动，‎2R=‎1‎‎2‎gt‎2‎，x=vt，解得：x=2R，故C正确；‎ D、小球平抛过程：mg⋅2R=Ek2‎-‎1‎‎2‎mv‎2‎，解得：Ek2‎‎=‎‎5mgR‎2‎，故D正确；‎ 故选BCD。‎ 三、实验题 ‎9．某同学用如图所示装置“研究物体的加速度与外力关系”，他将光电门固定在气垫轨道上的某点B处，调节气垫导轨水平后，用重力为F的钩码，经绕过滑轮的细线拉滑块，每次滑块从同一位置A由静止释放，测出遮光条通过光电门的时间t。改变钩码个数，重复上述实验。记录的数据及相关计算如下表。‎ 实验次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ F/N ‎0.05‎ ‎0.10‎ ‎0.15‎ ‎0.20‎ ‎0.25‎ t/(m.s)‎ ‎40.4‎ ‎28.6‎ ‎23.3‎ ‎20.2‎ ‎18.1‎ t2/(m.s)2‎ ‎1632.2‎ ‎818.0‎ ‎542.9‎ ‎408.0‎ ‎327.6‎ ‎1/t2(×10-4ms-2）‎ ‎6.1‎ ‎12.2‎ ‎18.4‎ ‎24.4‎ ‎30.5‎ ‎①为便于分析F与t的关系，在坐标纸上作出如图所示的图线，图线为__________的关系图象 A．F-t, B．F-t2 C．F-‎‎1‎t‎2‎ ‎②结合表格中数据及图线特点，算出图线的斜率k=_________ 。‎ ‎③设AB间的距离为s，遮光条的宽度为d，由图线的斜率可求得滑块的质量为M为__________。‎ ‎【答案】 C 81.96N·s2 2s/kd2‎ ‎【解析】①以滑块作为研究对象根据速度位移公式：v‎2‎‎=2ax，遮光条通过光电门的速度可以用平均速度代替故：v=‎dt，根据牛顿第二定律有：a=‎FM，联立以上可得： ‎(dt)‎‎2‎‎=2FMs，整理有F=Md‎2‎‎2s⋅‎‎1‎t‎2‎，所以做F-‎‎1‎t‎2‎的图象，故选C。‎ ‎②根据函数F=Md‎2‎‎2s⋅‎‎1‎t‎2‎，可知图线的斜率：k=ΔFΔ‎1‎t‎2‎=‎0.20-0.05‎‎24.4-6.1‎‎×‎‎10‎‎-4‎=81.96N⋅‎s‎2‎。‎ ‎③根据上式可知：k=‎Md‎2‎‎2s，解得：M=‎‎2skd‎2‎。‎ ‎10．某同学要测定某金属丝的电阻率。‎ ‎（1）先用多用电表粗测其电阻，选择开关打到“×1”挡，指针偏转如图甲所示，则所测阻值为___________Ω。‎ ‎（2）为了精确地测定该金属丝的电阻，实验室提供了以下器材：‎ A．电压表0~3 V~15 V，内阻约为10 kΩ，50 kΩ B．电流表0~0.6 A~3 A，内阻约为0.5 Ω，0.1 Ω C．滑动变阻器0~5 Ω D．滑动变阻器0~50 Ω E．两节干电池 F．开关及导线若干 本实验要借助图象法测定金属丝的电阻，电压表的量程应该选_________V，电流表的量程应该选 _______A；滑动变阻器应该选_______（填序号）。请在如图乙所示的实线框内画出实验电路图____。‎ ‎（3）调节滑动变阻器，测量多组电压、电流的值，作出U–I图象，由图象求得金属丝的电阻R，若测得金属丝的长为L，金属丝的直径d，则金属丝的电阻率ρ=_____（用字母表示）。‎ ‎【答案】 6 3 0.6 C ‎πRd‎2‎‎4L ‎【解析】 （1）由题图甲所示多用电表可知，所测电阻阻值为：6×1 Ω=6 Ω。‎ ‎（2）电源为两节干电池，电动势为3 V，电压表应选择3 V量程，电压表内阻约为10 kΩ，金属丝电阻约为6 Ω，电路最大电流约为：I=UR=0.5 A，电流表应选择0.6 A量程，内阻约为0.5 Ω，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择C；滑动变阻器最大阻值为5 Ω，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压式接法，电路图如图所示 ‎（3）由R=ρLS=ρLπ‎(d‎2‎)‎‎2‎可知，金属丝电阻率ρ=‎πRd‎2‎‎4L。‎ 四、解答题 ‎11．如图所示，在水平面上有一长木板C上有一物块B，物块B与木板C的左端的距离为L=2.25m，B、C的质量为m，C与地面的动摩擦因数μ‎1‎‎=0.2‎。开始时B、C均静止，一质量为2m的物块A以v‎0‎‎=6m/s的初速度从C的左端滑向B，并与B发生弹性碰撞，最终A、B均未离开木板C。物块A、B可视为质点，A、B与C间的动摩擦因数μ‎2‎‎=0.4‎，取重力加速度g=10m/s²，试求：‎ ‎（1)物块A、B碰前的速度；‎ ‎（2)物块A、B碰后前的速度；‎ ‎(3)物块B在木板C上滑行的时间。‎ ‎【答案】(1) vA‎=4m/s,vB=1m/s (2) v‎'‎A‎=2m/s,v‎'‎B=5m/s (3) ‎‎5‎‎6‎s ‎【解析】（1）物块A的加速度a‎1‎‎=μ‎2‎g=4m/‎s‎2‎ ‎ BC共同运动加速度为a2：‎2μ‎2‎mg-4μ‎1‎mg=2ma‎2‎ ‎ 解得：a2=2m/s2<µ2g 经时间t1，AB相碰，则L=v‎0‎t‎1‎-‎1‎‎2‎a‎1‎t‎1‎‎2‎-‎‎1‎‎2‎a‎2‎t‎1‎‎2‎ ‎ 解得t1=0.5s（t1=1.5s舍去）‎ 碰前A的速度：vA0=v0-a1t1=4m/s 碰前B的速度：vB0=a2t1=1m/s ‎（2）设碰后AB的速度分别为vA、vB，则：‎2mvA0‎+mvB0‎=2mvA+mvB ‎ 第 4 页 ‎1‎‎2‎‎(2m)vA0‎‎2‎+‎1‎‎2‎mvB0‎‎2‎=‎1‎‎2‎(2m)vA‎2‎+‎1‎‎2‎mvB‎2‎‎ ‎ 解得：vA=2m/s，vB=5m/s ‎（3）经时间t2，AC达到共同速度v1，C的加速度为a3，则‎3μ‎2‎mg-4μ‎1‎mg=ma‎3‎ ‎ 解得a3=8m/s2‎ 对A:v1=vA-a1t2 ‎ 对C: v1=vB0-a3t2‎ 解得v1=‎5‎‎3‎m/s AC到共同速度后，设AC的共同加速度为a4，则：‎μ‎2‎mg-4μ‎1‎mg=ma‎4‎ 解得a4=0‎ 设C做匀速运动的时间为t3，对B有：v‎1‎‎=vB-a‎1‎(t‎2‎+t‎3‎)‎ ‎ 解得物块B在木板C上滑行的时间：t=t‎2‎+t‎3‎=‎5‎‎6‎s ‎ ‎12．如图所示，两平行光滑不计电阻的金属导轨竖直放置，导轨上端接一阻值为R的定值电阻，两导轨之间的距离为d。矩形区域abdc内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，ab、cd之间的距离为L。在cd下方有一导体棒MN，导体棒MN与导轨垂直，与cd之间的距离为H，导体棒的质量为m，电阻为r。给导体棒一竖直向上的恒力，导体棒在恒力F作用下由静止开始竖直向上运动，进入磁场区域后做减速运动。若导体棒到达ab处的速度为v0，重力加速度大小为g。求：‎ ‎（1）导体棒到达cd处时速度的大小；‎ ‎（2）导体棒刚进入磁场时加速度的大小；‎ ‎（3）导体棒通过磁场区域的过程中，通过电阻R的电荷量和电阻R产生的热量。‎ ‎【答案】（1）v=‎‎2(F-mg)Hm （2）a=g+B‎2‎d‎2‎m(R+r)‎‎2(F-mg)Hm-‎Fm （3）q=‎BLdR+r ‎QR‎=RR+r[(F-mg)(H+L)-‎1‎‎2‎mv‎0‎‎2‎]‎ ‎【解析】（1）根据动能定理：‎‎(F-mg)H=‎1‎‎2‎mv‎2‎ 解得导体棒到达cd处时速度的大小：‎v=‎‎2(F-mg)Hm ‎（2）根据牛顿第二定律：‎mg+FA-F=ma 安培力：‎FA‎=BId I=‎ER+r E=Bdv 导体棒刚进入磁场时加速度的大小：‎a=g+B‎2‎d‎2‎m(R+r)‎‎2(F-mg)Hm-‎Fm ‎（3）导体棒通过磁场区域的过程中，通过电阻R的电荷量：‎q=IΔt I=‎ER+r E=‎ΔΦΔt 通过电阻R的电荷量：‎q=‎ΔΦR+r 解得：‎q=‎BLdR+r 根据动能定理：‎‎(F-mg)(H+L)-WA=‎1‎‎2‎mv‎0‎‎2‎ 电路中的总热量：Q=WA 电阻R中的热量：‎QR‎=RR+rQ 解得：‎QR‎=RR+r[(F-mg)(H+L)-‎1‎‎2‎mv‎0‎‎2‎]‎ 选修部分 ‎13．下列说法正确的是（________）‎ A．布朗运动是液体分子无规则运动的反映 B．没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能 C．知道某物质的摩尔质量和密度就可求出阿伏加德罗常数 D．温度高的物体，它们分子热运动的平均动能一定大 E.当分子之间的作用力表现为斥力时，分子势能随分子距离的减小而增大 ‎【答案】ADE ‎【解析】布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的反映，选项A正确；根据热力学第二定律可知，没有摩擦的理想热机也不可以把吸收的能量全部转化为机械能，选项B错误；知道某物质的摩尔质量和分子质量就可求出阿伏加德罗常数，选项C错误；温度是分子平均动能的标志，则温度高的物体，它们分子热运动的平均动能一定大，选项D正确；当分子之间的作用力表现为斥力时，分子距离减小时，分子力做负功，分子势能增大，选项E正确；故选ADE.‎ ‎14．如图所示，汽缸长为L＝1 m（汽缸的厚度可忽略不计），固定在水平面上，汽缸中有横截面积为S＝100 cm2的光滑活塞，活塞封闭了一定质量的理想气体，当温度为t＝27 ℃，大气压为p0＝1×105 Pa时，气柱长度为L0＝0．4 m．现缓慢拉动活塞，拉力最大值为F＝500 N，求：如果温度保持不变，能否将活塞从汽缸中拉出？‎ ‎【答案】不能将活塞拉出 ‎【解析】设L有足够长，F达到最大值时活塞仍在汽缸中，设此时气柱长L2，气体压强p2，根据活塞受力平衡，有：‎ 根据理想气体状态方程（T1＝T2）有 p1SL0＝p2SL2‎ 解得：L2＝0．8 m 所以，L2