1、孟津一高2021届高三下期四月物理精练试题（第4周）1.下列说法正确的是( )A.根据玻尔理论，氢原子的核外电子从低轨道跃迁到高轨道时，电子的动能减小，原子的总能量也减小B.一个质子和一个中子结合成一个氘核时释放能量，表明此过程出现了质量亏损C.的半衰期为24天，在经过48天后将全部衰变完毕D.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应2.两辆相同的汽车甲、乙在同一条平直公路上同向运动，它们在0时间内的位移x随时间t变化的关系如图所示，已知在时刻两图像的斜率相同，下列关于两车在0时间内的运动说法正确的是( )A.0时间内乙车的平均速度大于甲车的平均速度B.时刻两车相距最远C.乙车加速度的方向与
2、速度方向一致D.若两车所受的阻力相等，则甲车的牵引力一直大于乙车的3.牛顿在1687年出版的自然哲学的数学原理一书中提出这样的设想：把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远；抛出速度大小恰达到某个值（设为v）时，物体就恰好不会落回地面，而成为“人造地球卫星”。设地球的质量为M，半径为R，万有引力常量为G，下列说法正确的是( )A.速度v大于B.速度v小于地球同步卫星的线速度C.以速度v运行的地球卫星的周期小于地球同步卫星运动的周期D.若人造地球卫星的发射速度大于v，则它将克服地球的引力而离开地球引力范围4.如图所示，用长度为L的细绳拴着一个质量为m、电荷量为+q的小球，
3、使其在重力、电场力、洛伦兹力的共同作用下在竖直平面内绕圆心O做逆时针方向的圆周运动，已知重力加速度为g，电场强度E方向与竖直方向成45斜向右上方（图中未画出），大小为，磁感应强度方向垂直纸面向外，大小。当小球运动到图中的A点时其速率为（A与O在同一水平线上），忽略空气阻力，在整个运动过程中小球对绳子的最大拉力为( )A.B.C.D.5.如图所示，一质量为m的小球通过细线拴在铁架台的横杆上，铁架台整体的质量为M，对小球施加一个最小的拉力F，使小球静止时，细线与竖直方向的夹角为37，铁架台始终保持静止不动，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )A.拉力F大小为B.细线中拉力大小为C.铁架台与桌面
4、之间弹力大小为D.铁架台与桌面之间摩擦力大小为6.如图甲所示，竖直光滑杆固定不动，套在杆上的轻弹簧下端固定，将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至离地高度处，滑块与弹簧不拴接。现由静止释放滑块，通过传感器测量滑块的速度和离地高度h，并作出图像，如图乙所示，其中时对应图像的最高点，高度h从0.2 m上升到0.35 m范围内图线为直线，其余为曲线，取，由图像可知( )A.滑块的质量为0.18 kgB.弹簧的劲度系数为100 N/mC.滑块运动的最大加速度为D.弹簧的弹性势能最大值为0.7 J7.如图所示，蹄形磁铁的磁极之间放置一个装有导电液体的玻璃器皿，器皿中心和边缘分别固定一个圆柱形电极和一个圆环形电极
5、，两电极间液体的等效电阻为。在左边的供电电路中接入一个磁流体发电机，间距为的平行金属板A、B之间有一个磁感应强度大小为的匀强磁场，将一束等离子体以的速度喷入磁场。已知磁流体发电机等效内阻为，定值电阻，电压表为理想电表。闭合开关S，导电液体流速趋于稳定时，电压表示数为10.0 V，则( )A.金属板A带正电B.从上往下看玻璃器皿中导电液体沿逆时针方向旋转C.磁流体发电机的效率为50%D.导电液体旋转的机械功率为9 W8.如图所示，原长为l，劲度系数为k的轻弹簧，一端拴接一个质量为m的小球，另一端固定在光滑转动轴O，弹簧中有一不可伸长的细绳，两端分别系在弹簧的两端，细绳长为。初始时，小球静止在竖直
6、的弹簧上端，轻触小球，小球绕光滑转轴O在竖直平面转动，假设细绳拉直瞬间前后小球的速度大小不变。当地重力加速度为g，当小球转动到最低点时，细绳的拉力大小为( )A.B.C.D.9.如图所示，竖直面内有一半圆形光滑绝缘轨道，圆心为O，半径为R，直径沿水平方向，B为轨道的最低点。轨道所在空间存在水平向左的匀强电场（图中未画出），电场强度大小为，一质量为m，带电量为+q的小球，自轨道的A点紧贴轨道由静止释放，重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是( )A.小球能运动到轨道的C点B.小球运动过程中速度的最大值C.小球经过B点时对轨道的压力大小为D.小球经过B点时的加速度大小为10.如图所示，在
7、点固定一点电荷，一电子以某一速度沿虚线从M运动至N的过程中，电场力做的功为5 eV，P为M、N连线的中点，若电子在运动中只受电场力作用，M、N、P三点的电势分别为，电子在M、N处的加速度大小分别为，速度大小分别为，电势能分别为，下列说法正确的是( )A.B.C.D.11.2019年在武汉举行的第七届世界军人运动会中，21岁的邢雅萍成为本届军运会的“八冠王”。如图是定点跳伞时邢雅萍运动的图像，假设她只在竖直方向上运动，从零时刻开始先做自由落体运动，时刻速度达到并打开降落伞开始做减速运动，在时刻以速度着地。已知邢雅萍（连同装备）的质量为m，则邢雅萍（连同装备）( )A.在时间内机械能守恒B.在时间
8、内机械能减少了C.在时刻距地面的高度小于D.在时间内受到的合力越来越小12.如图甲所示为一含有理想变压器的电路图，理想变压器的原、副线圈匝数之比为，原线圈接入如图乙所示的交变电压，电路中定值电阻的阻值，电流表和电压表均为理想交流电表，则下列说法正确的是( )A.原线圈接入的交变电压的频率为0.25 HzB.在时，电流表的示数为0C.在时，电压表的示数为22 VD.理想变压器的输出功率为48.4 W13.某种橡胶材料与金属件的动摩擦因数在14之间。如图所示，一倾角为30的斜面，上半部分光滑，下半部分由上述橡胶材料制成，在金属支架上用细线悬挂一小球。现支架从斜面的上端由静止下滑，金属支架在上半段和
9、下半段的运动可看成两段匀变速运动，两种材料连接部分不考虑过渡时间小球会往复摆动。在前后两段运动过程中，悬挂小球的细线与竖直方向夹角相等，金属支架的质量远大于小球质量，则下列说法正确的是( )A.不光滑部分的动摩擦因数为B.前后两个阶段的滑行距离之比为1:1C.前后两个阶段重力对金属支架与小球整体做功的平均功率大小之比为1:1D.减速阶段金属支架与小球整体所受的摩擦力与整体的重力之比为14.（1）如图甲所示，在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的底端与O点重合。刚开始不放置小球B，让小球A从斜槽上C点由静止滚下，然后在水平槽末端放上小球B，使小球A仍从C点由静止滚下，得到两次小球在斜面上
10、的平均落点M、P、N。用刻度尺测得O点到M、P、N三点的距离分别为，测得斜面的倾角为，用天平测得两个小球A、B的质量分别为。试判断仅利用以上数据能不能验证两小球碰撞过程中动量守恒。若能，请用所测物理量写出验证表达式；若不能，请说明理由：_；（2）实验小组成员小红对图甲中装置进行了改造，改造后的装置如图乙所示。使小球A仍从斜槽上C点由静止滚下，得到两次小球落在以斜槽末端为圆心的圆弧上的平均落点。测得水平槽末端和三点的连线与水平方向的夹角分别为，测得小球A、B的质量分别为，则验证两小球碰撞过程中动量守恒的表达式为_（用所测物理量的符号表示）。15.两根平行光滑金属导轨水平放置，间距为，右端连接一阻
11、值为的电阻，俯视图如图甲所示。一磁场区域左、右边界均与导轨垂直，磁场方向竖直向下，磁感应强度从0开始随时间均匀增加，时刻磁感应强度达到，以后不再变化，图像如图乙所示。磁场左边缘的左侧某处，一金属杆垂直放置于导轨上，与导轨接触良好，金属杆导轨间部分电阻为，从时刻起对金属杆施加一水平向右的恒力F，时刻，金属杆恰好进入磁场且以后做匀速运动，时刻撤去外力，金属杆最后恰好停在磁场右边界。（1）求金属杆的质量m；（2）若已知向右的恒力为，求金属杆全过程前进的总位移x；（3）在第（2）问前提下，求全过程电阻R中产生的总焦耳热Q。答案以及解析1.答案：B解析：本题考查玻尔理论、核反应、半衰期和质量亏损。原子核
12、的核外电子从低轨道跃迁到高轨道需要吸收能量，原子的总能量增加，A错误；一个质子和一个中子结合成氘核时释放能量，出现了质量亏损，B正确；经过48天后剩下的质量为，C错误；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，D错误。2.答案：D解析：0时间内，甲、乙两车的位移相同，根据平均速度公式可知，甲、乙两车平均速度相同，A错误；时刻两图像的斜率相同，两车速度相同，但时刻，两车的位置关系未知，不能判断时刻两车的位置关系，B错误；乙车的位移随时间变化的关系图像的斜率逐渐减小，速度逐渐减小，乙车加速度的方向与速度方向相反，C错误；甲车做加速运动，则甲车牵引力大于阻力，乙车做减速运动，则乙车牵引力小于阻力，
13、D正确。3.答案：C解析：根据题意，速度v即为地球的第一宇宙速度，根据，得，A项错误；以速度v运行的卫星是所有做圆周运动的地球卫星中线速度最大，周期最小的，B项错误，C项正确；若人造地球卫星的发射速度大于v，但是小于第二宇宙速度，它仍将绕地球沿椭圆轨道运动，D项错误。4.答案：C解析：如图所示，由受力分析知，小球在运动过程中受到的重力与电场力的合力，方向水平向右，若将其等效为“重力mg”则小球在与A点关于O点对称的M点速度最大，当小球由A运动到M点的过程中，由于洛伦兹力不做功，所以由动能定理知，解得。在M点小球所受向心力，洛伦兹力，由牛顿第二定律知，故，C项正确。5.答案：D解析：作用在小球上
14、的拉力与细线垂直时，拉力最小，最小值，A项错误；细线中的拉力，B项错误；对铁架台和小球组成的系统整体受力分析，竖直方向受力平衡，有，解得，C项错误；水平方向受力平衡，有，D项正确。6.答案：B解析：本题考查能量守恒定律。滑块从0.2 m上升到0.35 m过程中，图线斜率的绝对值为，则，选项A错误；由题意可知滑块与弹簧在弹簧处于原长时分离，弹簧的原长为0.2 m，时滑块速度最大，此时，解得，选项B正确；在处滑块的加速度最大，根据牛顿第二定律有，其中，解得最大加速度为，选项C错误；根据能量守恒可知，当滑块从静止释放到上升至最大高度时，增加的重力势能即为弹簧的最大弹性势能，所以，选项D错误。7.答案
15、：D解析：本题通过磁流体发电机考查带电粒子在复合场中的运动及磁场对电流的作用和闭合电路欧姆定律。根据左手定则可知，等离子体中的正离子向下偏转，聚集到B板，则B板带正电，故A错误；玻璃器皿中导电液体中的电流从中心电极流向外面的圆环形电极，由左手定则可知，从上往下看导电液体沿顺时针方向旋转，故B错误；磁流体发电机的电动势，则回路中的电流为，则发电机的路端电压为，磁流体发电机的效率为，故C错误；导电液体旋转的机械功率为，故D正确。8.答案：B解析：小球静止在弹簧上端，压缩弹簧，小球距离O的高度，小球转动到最低点，小球距O的高度，弹簧伸长量，小球下降的高度为，小球和弹簧系统机械能守恒，由于开始压缩量等
16、于后来伸长量，所以弹簧弹性势能不变，有，小球做圆周运动在最低点所需的向心力，解得，对小球受力分析，解得，B项正确。9.答案：D解析：若小球能运动到C点，根据能量守恒定律，小球的重力势能不变，电势能增加，动能不可能减小，故A项错误；小球沿切线方向的加速度分量等于0时，小球的速度最大，设小球速度最大时，小球在轨道之间的位置与O点的连线跟竖直方向的夹角为，则有，解得。根据动能定理可得，解得，B项错误；小球从A点运动到B点过程中，根据动能定理可得，解得，根据牛顿第二定律可知，解得，C项错误；小球在B点的向心加速度大小为，小球在B点的沿切线方向的加速度分量大小，小球的加速度大小，D项正确。10.答案：B
17、D解析：由做曲线运动的物体所受的合外力指向轨迹的内侧可知，电子受到的电场力指向O点，说明O点固定的点电荷带正电，所以，离场源电荷越近，电势变化越快，所以、，A错误；根据动能定理可知，离场源电荷越近，电场强度越大，由牛顿第二定律得，由电场力做功与电势能变化的关系可知，故C错误，B、D正确。11.答案：CD解析：本题通过图像考查功能关系和牛顿第二定律。时间内，邢雅萍（连同装备）（下述用邢代替）做自由落体运动，机械能守恒，时间内由于降落伞的作用，邢受到空气阻力的作用，空气阻力做负功，因此时间内机械能不守恒，故A错误；机械能损失发生在时间内，设时刻邢距离地面高度为h，则有，解得，空气阻力做负功，故机械
18、能的减少量为，故B错误；图像中图线与时间轴所围面积表示位移，如图所示，若邢在时间内做匀减速直线运动，则这段时间里的平均速度为，由图可知邢在时间内的位移小于匀减速运动的位移，故时间内，邢的平均速度小于，故邢在时刻距地面的高度小于，C正确；图线的斜率表示加速度，由题图可知，在时间内邢做加速度不断减小的减速运动，可知邢受到的合力越来越小，故D正确。12.答案：CD解析：根据图乙可知，交变电压的周期，所以交变电压的频率，A项错误；电压表和电流表显示的均是交变电流的有效值，由图乙知，根据理想变压器的规律结合甲图可知，联立解得，B项错误，C项正确；变压器的输出功率，D项正确。13.答案：AC解析：根据整体
19、沿光滑斜面下滑，可知加速度大小为，细绳垂直斜面，所以细绳与竖直方向的夹角为30，所以在第二阶段在有摩擦下滑时，细绳也与竖直方向成30角，对小球受力分析可知，由牛顿第二定律可知小球的减速加速度大小为，设金属支架和小球整体的质量为M，对整体受力分析可知，可得，A项正确；前、后两个阶段分别为匀变速运动，由逆向思维可知，匀减速至速度为零的过程可看作初速度为零的匀加速运动，滑行距离之比，B项错误；由得，C项正确；整体所受的摩擦力，故，D项错误。14.答案：（1）不能，因为根据所测得的物理量不能求出小球做平抛运动的时间，也就不能求出小球碰撞前后的速度（2）解析：本题考查验证两小球碰撞过程中的动量守恒。（1
20、）设水平槽末端离水平地面的高度为H，O点到落点的距离为L，根据平抛运动规律有，解得，由于H没有测定，则根据所测得的物理量不能求出小球做平抛运动的时间，故不能求出小球碰撞前后的速度，因此不能验证两小球碰撞过程中动量是否守恒。（2）设圆弧半径为R，小球做平抛运动的初速度为v，则有，解得，则验证两小球碰撞过程中动量守恒的表达。15.答案：（1）1.0kg （2）2.5m （3）3.3J解析：（1）设时刻金属杆速度为。从到时刻，由动量定理有进入磁场时，回路电动势回路中电流金属杆所受安培力金属杆进入磁场后做匀速运动，有由得（2）若已知向右的恒力为，由得到过程，位移到过程，位移到停止过程，设位移为，所用时间为，杆平均速度为，则电动势，回路电流安培力对到停止过程由动量定理有可得全过程金属杆前进的总位移（3）到过程，感生电动势回路电流电阻产生的焦耳热到过程，拉力做的功全部转化为回路的焦耳热。电阻产生的焦耳热到停止过程，金属杆的动能全部转化为回路的焦耳热，电阻产生的焦耳热全过程电阻中产生的总焦耳热