高考物理选择+选做专练1Word文档格式.docx
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高考物理选择+选做专练1Word文档格式.docx
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15.(2017·
四川成都质检)2015年7月由中山大学发起的空间引力波探测工程正式启动,向太空发射了三颗相同的探测卫星(SC1、SC2、SC3).三颗卫星构成一个等边三角形阵列,地球恰处于三角形中心,卫星将在高度约10万千米的轨道上运行,因三颗卫星在太空中的分布图类似乐器竖琴,故工程命名为“天琴计划”.有关这三颗卫星的运动,下列描述正确的是( )
A.卫星的运行周期大于地球的自转周期
B.卫星的运行周期等于地球的自转周期
C.卫星的运行速度大于7.9km/s
D.仅知道引力常量G及卫星绕地球运行的周期T,可估算出地球的密度
[解析] 地球同步卫星距地面高度大约为36000km,“天琴计划”的卫星距地面高度大约为100000km,因此“天琴计划”的卫星的运行周期大于地球自转周期,选项A正确,B错误.卫星的运行速度小于7.9km/s,选项C错误.仅知道引力常量G及卫星绕地球运行的周期T,不能估算出地球的密度,选项D错误.
16.(2017·
广东普通高中毕业测试)入射光照在金属表面上发生光电效应,若减弱入射光的强度,而保持频率不变,则( )
A.有可能不发生光电效应
B.逸出的光电子的最大初动能将减小
C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少
D.从光照到金属表面上到发射出光电子的时间间隔明显增加
[解析] 根据光电效应的规律,能否发生光电效应取决于入射光的频率,而不是入射光的强度,入射光的频率不变,仍能发生光电效应,故A错误.根据光电效应方程Ekm=hν-W0知,入射光的频率不变,最大初动能不变,故B错误.当能产生光电效应时,单位时间内逸出的光电子数目与入射光的强度成正比,所以减弱入射光的强度,单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少,故C正确.光电效应发射出光电子的时间极短,几乎是瞬间的,与光照强度无关,故D错误.
[答案] C
17.如图甲所示,一圆形金属线圈放置于匀强磁场中,磁场方向与线圈平面垂直,磁感应强度为B0.现让线圈绕其一条直径以50Hz的频率匀速转动,较长时间t内产生的热量为Q.若线圈不动,让磁场以图乙所示规律周期性变化,要在t时间内产生的热量也为Q,图乙中磁场变化的周期T以s为单位,数值应为( )
A.
B.
C.
D.
[解析] 设线圈面积为S,线圈绕其一条直径以50Hz的频率匀速转动,产生频率为50Hz的正弦式交变电流,其电动势最大值为Em=B0Sω=100πB0S,有效值E=
Em=50
πB0S.若线圈不动,让磁场以图乙所示规律周期性变化,则产生方波形交变电流,电动势最大值为
,有效值也为
,要使两者在相同时间内产生的热量相等,则两者电动势有效值相等,即
=50
πB0S,解得T=
,选项C正确.
18.(2017·
江西省一模)如图甲所示是一台交流发电机的构造示意图,线圈转动产生的感应电动势随时间变化的规律如图乙所示.发电机线圈电阻为1Ω,外接负载电阻为4Ω,则( )
A.线圈转速为50r/s
B.电压表的示数为4V
C.负载电阻的电功率为2W
D.线圈转速加倍,电压表读数变为原来的4倍
[解析] 由图乙可知,线圈转动产生的交变电流的周期为T=0.04s,电动势最大值为Em=5V.由f=
可知频率为25Hz,即线圈转速n=f=25r/s,选项A错误.电动势有效值E=
=
V.根据闭合电路欧姆定律,负载电阻中电流I=
A,负载电阻两端电压即电压表示数U=IR=2
V,选项B错误.负载电阻R的电功率P=UI=2
×
W=2W,选项C正确.由产生的感应电动势最大值表达式Em=nBSω,ω=2πf=2πn可知,线圈转速加倍,转动的角速度ω加倍,感应电动势的最大值加倍,电压表读数加倍,选项D错误.
19.(2017·
石家庄一模)如图所示,内壁光滑的圆轨道竖直固定在桌面上,一小球静止在轨道底部A点.现用小锤沿水平方向快速击打小球,击打后迅速移开,使小球沿轨道在竖直面内运动,当小球回到A点时,再次用小锤沿运动方向击打小球.通过两次击打,小球才能运动到圆轨道的最高点,已知小球在运动过程中始终未脱离轨道.若在第一次击打过程中小锤对小球做功W1,第二次击打过程中小锤对小球做功W2,先后两次击打过程中小锤对小球做功全部用来增加小球的动能,则
的值可能是( )
B.
C.1D.2
[解析] 第一次击打后球最多到达与球心O等高的位置,根据功能关系有W1≤mgR,两次击打后小球可以到达轨道最高点,根据功能关系有W1+W2-2mgR=
mv2,根据圆周运动知识,在最高点有mg+N=m
≥mg,联立解得W2≥
mgR,故
≤
,A、B正确.
[答案] AB
20.(2017·
河南郑州二次质检)如图所示,一根总电阻为R的导线弯成宽度和高度均为d的“半正弦波”形闭合线框,竖直虚线之间有宽度也为d、磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于线框所在的平面.线框以速度v向右匀速通过磁场,ab边始终与磁场边界垂直.从b点到达边界开始到a点离开磁场为止,在这个过程中( )
A.线框中的感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向
B.ab段直导线始终不受安培力的作用
C.平均感应电动势为
Bdv
D.线框中产生的焦耳热为
[解析] b点进入磁场后,穿过闭合线框的磁通量向里增大,一直到线框的b点与磁场的右边界重合,由楞次定律可知,线框中的感应电流沿逆时针方向,从线框的b点与磁场的右边界重合一直到线框的a点离开磁场的过程中,穿过闭合线框向里的磁通量减小,则由楞次定律可知,线框中的感应电流沿顺时针方向,A正确;
综合A选项的分析,由左手定则,可知线框的ab边所受的安培力方向先向上后向下,B错误;
整个过程穿过线框的磁通量的变化量为零,由法拉第电磁感应定律E=
可知,线框中的平均感应电动势大小为零,C错误;
Q=
·
Δt=
,故D正确.
[答案] AD
21.(2017·
湖北武汉调研)如图甲所示,水平地面上有一边长为L的正方形ABCD区域,其下方埋有与地面平行的金属管线.为探测地下金属管线的位置、走向和埋覆深度,先让金属管线载有电流,然后用闭合的试探小线圈P(穿过小线圈的磁场可视为匀强磁场)在地面探测.如图乙所示,将暴露于地面的金属管接头接到电源的一端,将接地棒接到电源的另一端,这样金属管线中就有沿管线方向的电流.使线圈P在直线AC上的不同位置保持静止(线圈平面与地面平行),线圈中没有感应电流.将线圈P静置于B处,当线圈平面与地面平行时,线圈中有感应电流,当线圈平面与射线BD成45°
角时,线圈中感应电流消失.下列判斯正确的是( )
A.图乙中的电源为恒定直流电源
B.金属管线沿AC走向
C.金属管线的埋覆深度为
L
D.线圈P在D处,当它与地面的夹角为45°
时,P中的感应电流可能最大
[解析] 如果是恒定直流电源,则线圈P中不可能有感应电流,选项A错误;
线圈中没有感应电流,说明磁通量的变化率为零,即穿进与穿出的磁通量抵消,线圈P在直线AC上的不同位置保持静止(线圈平面与地面平行),线圈中没有感应电流,说明金属管线沿AC走向,选项B正确;
当线圈平面与射线BD成45°
角时,线圈中感应电流消失,由几何关系知,金属管线的埋覆深度为
L,选项C正确;
线圈P在D处,如果它与地面夹角为45°
(与题中所述线圈平面与射线BD成45°
角的情况下的平面垂直)时,线圈就与磁感线垂直,穿过P的磁通量最大,P中的感应电流就最大,选项D正确.
[答案] BCD
二、选考题(从两道题中任选一题作答)
33.(2017·
福建质检)[物理——选修3-3]
(1)(多选)下列说法正确的是________.
A.理想气体从外界吸热后内能一定增大
B.同一液体在不同温度下的饱和蒸汽压不同
C.悬浮在液体中的颗粒越大布朗运动越明显
D.当两分子间的引力和斥力大小相等时分子势能最小
E.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
(2)某潜艇位于海面下200m深处.如图,艇上有一个容积为3m3的贮气钢筒,筒内贮有压缩气体,压缩气体的压强为2.0×
107Pa.将贮气钢筒内一部分压缩气体通过节流阀压入水舱,排出海水10m3(节流阀可控制其两端气压不等,水舱有排水孔和海水相连),在这个过程中气体温度视为不变.海面大气压为1.0×
105Pa,海水密度取1.0×
103kg/m3,重力加速度g取10m/s2.求:
①海面下200m深处的压强p1;
②贮气钢筒内剩余气体的压强p2.
[解析]
(1)理想气体从外界吸热若同时对外做功,则内能不一定增大,A错误.某种液体的饱和蒸汽压与温度有关,因此同一液体在不同温度下的饱和蒸汽压不同,B正确.颗粒越大,与其相撞的液体分子个数越多,来自各方向的撞击越趋近于平衡,从而引起颗粒的布朗运动越不明显,C错误.分子间同时存在斥力和引力,当分子间距离大于平衡位置的距离r0时,分子力表现为引力,分子距离越大,分子势能越大;
当分子间距离小于平衡位置的距离r0时,分子力表现为斥力,分子距离越小,分子势能越大;
所以当分子间的引力和斥力平衡时,分子势能最小,D正确.液体表面层的分子比液体内部稀疏,分子间的距离比液体内部大一些,分子间的相互作用表现为引力,正是因为这种张力的作用使叶面上的小露珠呈球形,E正确.
(2)①设海面下200m深处的压强为p1
p1=p0+ρ海水gh
代入数据得
p1=2.1×
106Pa
②设贮气钢筒内原有气体的压强为p,注入水舱的气体注入前在贮气钢筒内的体积为V,由玻意耳定律,有
pV=p1V,其中V1=V水=10m3
设贮气钢筒容积为V0,对贮气钢筒内剩余的气体,由玻意耳定律,有
p(V0-V)=p2V0
p2≈1.3×
107Pa
[答案]
(1)BDE
(2)①2.1×
106Pa ②1.3×
34.(2017·
福建质检)[物理——选修3-4]
(1)(多选)如图甲,P、Q是均匀介质中x轴上的两个质点,间距10m.一列简谐横波沿x轴正向传播,t=0时到达质点P处(其后P的振动图象如图乙),t=2s时到达质点Q处.则________.
A.波长为2m
B.波速为5m/s
C.t=2s时,P的振动方向沿-y方向
D.t=2s时,Q的振动方向沿+y方向
E.2~3s,Q运动的路程为12cm
(2)电视机遥控器中有一半导体发光二极管,它发出频率为3.3×
1014Hz的红外光,用来控制电视机的各种功能.已知这种发光二极管的发光面AB是直径为2mm的圆盘,封装在折射率n=2.5的半球形介质中,其圆心位于半球的球心O点,如图.设真空中的光速c=3.0×
108m/s.
①求这种红外光在该半球形介质中的波长;
②要使发光面上边缘的点发出的红外光,第一次到达半球面时都不会发生全反射,介质半球的半径R至少应为多大?
[解析]
(1)由图乙可知机械波的传播周期为T=2s,由于t=0时机械波传到质点P,t=2s时机械波传到质点Q,则说明P、Q两点之间的距离等于一个波长,即λ=10m,A错误;
由波速公式v=
m/s=5m/s,B正确;
t=0时质点P沿y轴的正方向振动,说明波源的起振方向沿y轴的正方向,则t=2s时质点Q刚好开始振动,其振动方向沿y轴的正方向,D正确;
经过一个完整的周期后,质点P的振动方向与t=0时的振动方向相同,即沿y轴的正方向,C错误;
2~3s为半个周期,则质点Q通过的路程为振幅的两倍,即12cm,E正确.
(2)①根据v=λν
n=
λ≈3.6×
10-7m
②光路图如图,由几何知识知,由发光面边缘发出的光与AB垂直时,入射角i最大.若这条光线不发生全发射,则所有光线均不会发生全反射,即n=
sini<
sinC=
又sini=
R>
2.5mm,即半径R至少为2.5mm
[答案]
(1)BDE
(2)①3.6×
10-7m ②2.5mm
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