2020-2021年高三物理单元同步提升训练：综合训练二 16页

2020-2021 年高三物理单元同步提升训练：综合训练二 一、单项选择题(本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分) 1. （2020 年北京卷随着通信技术的更新换代，无线通信使用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同 时间内能够传输的信息量更大。第 5 代移动通信技术(简称 5G)意味着更快的网速和更大的网络容载能力， “4G 改变生活，5G 改变社会”。与 4G 相比，5G 使用的电磁波（ ） A. 光子能量更大 B. 衍射更明显 C. 传播速度更大 D. 波长更长 【答案】A 【解析】 【详解】A．因为 5G 使用的电磁波频率比 4G 高，根据 Eh 可知 5G 使用的电磁波比 4G 光子能量更大， 故 A 正确； B．发生明显衍射的条件是障碍物（或孔）的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小；因 5G 使用的电磁波 频率更高，即波长更短，故 5G 越不容易发生明显衍射，故 B 错误； C．光在真空中的传播速度都是相同的；光在介质中的传播速度为 cv n 5G 的频率比 4G 高，而频率越大折射率越大，光在介质中的传播速度越小，故 C 错误； D．因 5G 使用的电磁波频率更高，根据 c  可知波长更短，故 D 错误。 故选 A。 2. （2020 年浙江卷）下列说法正确的是（ ） A. 质子的德布罗意波长与其动能成正比 B. 天然放射的三种射线，穿透能力最强的是 射线 C. 光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关 D. 电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性 【答案】D 【解析】 【详解】A．由公式 k2 hh p mE   可知质子的德布罗意波长 1 p  ， k 1 E   ，故 A 错误； B．天然放射的三种射线，穿透能力最强的是  射线，故 B 错误； C．由 kE h W  当 0hW  ，可知截止频率与入射光频率无关，由材料决定，故 C 错误； D．电子束穿过铝箱后的衍射图样说明电子具有波动性，故 D 正确。 故选 D。 3..某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压 Uc 与入射光频率 ν 的关系图象如图所示。普朗克常量为 h，则由图象可知( ) A.该金属的逸出功等于 hν0 B.遏止电压是确定的，与入射光的频率无关 C.入射光的频率为 2ν0 时，产生的光电子的最大初动能为 2hν0 D.入射光的频率为 3ν0 时，产生的光电子的最大初动能为 hν0 【解析】 当遏止电压为零时，最大初动能为零，则入射光的能量等于逸出功，所以 W0＝hν0，故选项 A 正 确；根据光电效应方程Ekm＝hν－W0和－eUc＝0－Ekm得，Uc＝h eν－W0 e ，可知当入射光的频率大于极限频率 时，遏止电压与入射光的频率成线性关系，故选项 B 错误；从图象上可知， 逸出功 W0＝hν0。根据光电 效应方程 Ekm＝h·2 ν0－W0＝hν0，故选项 C 错误；Ekm＝h·3 ν0－W0＝2hν0，故选项 D 错误。 【答案】 A 4.某区域的电场线分布如图所示，其中间一根电场线是直线，一带负电的粒子从直线上的 O 点仅在电场力 作用下沿直线运动到 A 点。取 O 点为坐标原点，沿直线向右为 x 轴正方向。从 O 到 A 的运动过程中，下列 粒子运动速度 v 和加速度 a 随时间 t 的变化图线、运动轨迹上电势 φ 和粒子的动能 Ek 随位置 x 的变化图线 可能正确的是( ) 【解析】 带负电的粒子从直线上的O点仅在电场力作用下运动到A点，需要克服电场力做功，动能减小， 速度减小，选项 D 错误；根据电场线的疏密来判断电场强度的大小关系，可知从 O 到 A，电场强度先减小 后增大，方向不变，则负电荷受到的电场力先减小后增大，加速度先减小后增大，但加速度最小时不为 零，选项 B 错误；根据 v－t 图象的斜率表示加速度可知选项 A 正确；根据电势随位置的变化图线的斜率表 示电场强度可知，选项 C 错误。 【答案】 A 5.如图所示，一定质量的理想气体从状态 A 开始，经历 A→B→C→D→E 过程后到达状态 E，其中 BA 的延 长线经过原点 O，BC 与横轴平行，DE 与纵轴平行，关于该气体，下列说法正确的是( ) A.A→B 过程中气体的体积逐渐减小 B.B→C 过程中气体从外界吸热 C.C→D 过程中内能不变 D.D→E 过程中气体向外界放热 【解析】 因 BA 延长线经过原点 O，可知 AB 是等容线，所以此过程中气体的体积不变，选项 A 错误； B→C 过程中气体的温度升高，内能增大，因 BC 与横轴平行，故该过程压强不变，由理想气体状态方程可 知气体的体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，此过程气体从外界吸热，选项 B 正确； C→D 过程中气体的温度升高，内能增大，选项 C 错误；因 DE 与纵轴平行，故 D→E 过程中气体的温度不 变，内能不变，因压强减小，由理想气体状态方程可知气体的体积增大，对外界做功，根据热力学第一定 律可知，此过程气体从外界吸热，选项 D 错误。 【答案】 B 6.如图所示，一质量为 m 的铁环套在粗糙的水平横杆上，通过细线连接一质量也为 m 的小球，小球还用一 水平细线拉着。保持环和小球的位置不变，横杆按图示方向转到竖直位置，在这个过程中环与杆相对静 止，重力加速度为 g，则( ) A.连接环和小球的细线拉力增大 B，杆对环的作用力先减小后增大 C.杆对环的弹力一直减小，最小值为 mg D.杆对环的摩擦力先减小后增大，最大值为 2mg 【解析】 对球受力分析，受重力和两个拉力，如图所示，根据平衡条件有 T1＝ 2mg，T2＝mg，杆转动过 程中，球受到的三个力的方向均不变，重力的大小不变，故其他力的大小也不变，则连接环和小球的细线 拉力不变，选项 A 错误；分析环，受重力、拉力、支持力和静摩擦力，其中重力和拉力均不变，则杆对环 的作用力也不变，设重力和拉力的合力为F，随着杆的转动，F 与杆的夹角一直增大(从初始值大于 45°的锐 角到直角最后是钝角)，设为 θ，根据平衡条件，静摩擦力等于 F 沿杆的分力 Fcos θ，故静摩擦力先减小后 增大，支持力等于 F 垂直杆的分力 Fsin θ，故先增大后减小；杆竖直时，静摩擦力最大 fm＝mg＋T1cos 45° ＝2mg，选项 B、 C 错误，D 正确。 【答案】 D 7.（2020 年北京卷）如图所示， 理想变压器原线圈接在  msinu U t的交流电源上， 副线圈接三个 阻值相同的电阻 R，不计电表内电阻影响。闭合开关 S 后（ ） A. 电流表 2A 的示数减小 B. 电压表 1V 的示数减小 C. 电压表 2V 的示数不变 D. 电流表 1A 的示数不变 【答案】A 【解析】 【详解】开关 S 闭合时，副线圈总的电阻减小，由于变压器的匝数比和输入的电压都不变，所以输出的电 压也不变，即 V1 示数不变，但因副线圈的总电阻减小，则副线圈的总电流增大，则原线圈的电流增大，故 A1 的示数变大；由于副线圈的电流增大，故串联在副线圈的电阻 R 两端的电压增大，而副线圈的总电压不 变，所以副线圈并联部分的电压减小，即 的示数减小，故电流表 2A 的示数减小，故 A 正确，BCD 错误。 故选 A。 8. （2020 年北京卷）我国首次火星探测任务被命名为“天问一号”。已知火星质量约为地球质量的 10%， 半径约为地球半径的 50%，下列说法正确的是（ ） A. 火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度 B. 火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间 C. 火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度 D. 火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度 【答案】A 【解析】 【详解】A．当发射速度大于第二宇宙速度时，探测器将脱离地球的引力在太阳系的范围内运动，火星在太 阳系内，所以火星探测器的发射速度应大于第二宇宙速度，故 A 正确； B．第二宇宙速度是探测器脱离地球的引力到太阳系中的临界条件，当发射速度介于地球的第一和第二宇宙 速度之间时，探测器将围绕地球运动，故 B 错误； C．万有引力提供向心力，则有 2 1 2 mvGMm RR 解得第一宇宙速度为 1 GMv R 所以火星的第一宇宙速度为 10%5 =50%5vvv 地 地火 所以火星的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度，故 C 错误； D． 万有引力近似等于重力，则有 2 G M m mgR  解得星表面的重力加速度  22 10%2=== 550% GMggg R 火 地 地火 火 所以火星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，故 D 错误。 故选 A。 二、多项选择题(本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分) 9.（2020 年浙江卷）太阳辐射的总功率约为 264 1 0 W´ ，其辐射的能量来自于聚变反应。在聚变反应中，一 个质量为 21 8 7 6 . 1 M e V / c （c 为真空中的光速）的氘核（ 2 1 H ）和一个质量为 22 8 0 9 . 5 M e V / c 的氚核（ 3 1 H ） 结合为一个质量为 23728.4MeV / c 的氦核（ 4 2 He ），并放出一个 X 粒子，同时释放大约 17.6MeV 的能量。 下列说法正确的是（ ） A. X 粒子是质子 B. X 粒子的质量为 2939.6MeV / c C. 太阳每秒因为辐射损失的质量约为 9 4. 410kg D. 太阳每秒因为辐射损失的质量约为 217.6MeV / c 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由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，选项 A 错误； B．根据能量关系可知 2 1876.1 2809.5 3728.4 17.6nmc     解得 2939.6MeV/nmc ，选项 B 正确； C．太阳每秒放出的能量 264 10 JE Pt   损失的质量 26 9 2 16 4 10 kg 4.4 10 kg9 10 Em c      选项 C 正确； D．因为 26 264539 19 410410J=eV2.510eV=2.510MeV1.610E    则太阳每秒因为辐射损失的质量为 392 2 2.510MeV/cEm c 选项 D 错误。 故选 BC。 10.如图所示，在透明均匀介质内有一球状空气泡，一束包含 a、b 两种单色光的细光束从介质射入气泡，A 为入射点，之后 a、b 光分别从 C 点、D 点射向介质。已知光束在 A 点的入射角 i＝30°，a 光经过气泡的偏 向角 θ＝45°，CD 圆弧所对圆心角为 3°，则下列说法正确的是( ) A.b 光经过气泡的偏向角为 42° B.介质对 a 光的折射率大于 3 C.a 光的频率小于 b 光的频率 D.b 光从该介质射向空气的全反射临界角的正弦值为 1 2sin 51° 【解析】 光线在 A 点的入射角为 i，折射角分别为 ra、rb，作出光路图，如图所示。 由 a 光的偏向角为 45°，而偏向角 θa＝2(ra－i)，得 ra＝52.5°，由几何知识得 AC 圆弧所对的圆心角为 180° －2×52.5°＝75°，因 CD 圆弧所对的圆心角为 3°，则 AD 圆弧所对的圆心角为 78°，故 rb＝180°－78° 2 ＝51°， b 光的偏向角为 θb＝2(rb－i)＝42°，故 A 正确；介质对 a 光的折射率 na＝sin ra sin i ＝sin 52.5° sin 30°