2024届高三物理寒假作业限时训练（七）
一、 单项选择题
1. “人造太阳”热核反应前氘核(H)的质量为m1，氚核(H)的质量为m2，反应后氦核(He)的质量为m3，中子(n)的质量为m4.下列说法中正确的是( )
A. 该反应质量数不守恒
B. 由核反应过程质量守恒可知m1＋m2＝m3＋m4
C. 两个轻核结合成质量较大的核，比结合能较聚变前减少
D. 核反应方程式是H＋H→He＋n
2. 一空降兵从悬停在空中的直升机上自由跳下，从跳离飞机到落地的过程中空降兵沿竖直方向运动的v-t图像如图所示，最终空降兵以v0的速度落地．下列说法中正确的是( )
A. 0～t1时间内，空降兵所受阻力不断增大
B. t1～t2时间内，空降兵处于超重状态
C. t1～t2时间内，空降兵运动的加速度大小增大
D. t1～t2时间内，空降兵运动的平均速度大小＞
3. 点电荷Q产生的电场中，电子仅在电场力作用下，从M点到N点做加速度减小的减速直线运动，则( )
A. 点电荷Q为正电荷 B. 点电荷Q为负电荷
C. M点场强比N点的小 D. M点电势比N点的低
4. 北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统，约由55颗卫星组成．如图所示，P是纬度为θ的地球表面上一点，人造地球卫星A、B均做匀速圆周运动，卫星B为地球赤道同步卫星．若某时刻P、A、B与地心O在同一平面内，其中O、P、A在一条直线上，且∠OAB＝90°，下列说法中正确的是( )
A. P点向心加速度大于卫星A的向心加速度
B. 卫星A、B与P点均绕地心做匀速圆周运动
C. 卫星A、B的线速度之比为 ＝
D. 卫星A、B的周期之比为 ＝
5．如图甲所示，在一无限大光滑水平面上静止放置可视为质点、质量为m＝2 kg的物体，以物体的初始位置为坐标原点建立一维坐标系，给物体施加一沿x轴正方向的作用力F，其大小与坐标的关系如图乙所示．则在x＝4 m处，作用力F的瞬时功率为( )
甲 乙
A. 15 W B. 20 W
C. 40 W D. A、B、C均错误
6. 如图所示，在网球的网前截击练习中，若练习者在球网正上方距地面H处将质量为m的球以速度v沿垂直球网的方向击出，球刚好落在底线上．已知底线到网的距离为L，重力加速度为g，将球的运动看成平抛运动，球落在底线上时速度方向的偏角为α.下列说法中正确的是( )
A. tan α＝
B. 球的速度v＝
C. 球从抛出至落地过程重力的冲量等于m
D. 球从击出至落地所用时间为L
7. 如图所示为一种早期发电机原理图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧MOP运动，O是线圈中心，则( )
A. 从M到O，电流由E经G流向F，且先增大，再减小
B. 从M到O，电流由F经G流向E，且先减小，再增大
C. 从O到P，电流由E经G流向F，且先增大，再减小
D. 从O到P，电流由F经G流向E，且先减小，再增大
二、 多项选择题
8. 为保证师生用电安全，学校电路系统中安装有由热敏电阻制成的温度监测器，如图所示为理想变压器，原、副线圈匝数比为2∶1，原线圈接交流电压u＝220sin (100πt)V，图中电压表和电流表为理想电表，RT为阻值随温度的升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，则下列说法中正确的是( )
A. 变压器输入与输出功率之比为2∶1
B. 变压器副线圈中电流的频率为50 Hz
C. 当RT处温度升高时，电压表示数不变
D. 当RT处温度升高时，电流表示数减小
9. 甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿x轴负方向传播，t＝0时刻两列波恰好在坐标原点相遇，波形图如图所示，已知甲波的频率为4 Hz，则( )
A. 两列波的传播速度均为4 m/s
B. 两列波叠加后，x＝0处的质点振动加强
C. 两列波叠加后，x＝0.5 m处的质点振幅为30 cm
D. 两列波叠加后，介质中振动加强和减弱区域的位置不变
10. 一磁感应强度为B的匀强磁场垂直纸面向里且范围足够大，纸面上M、N两点之间的距离为d，一个质量为m的带电粒子(不计重力)以水平速度v0从M点垂直进入磁场后经过N点，已知M、N两点连线与速度v0的方向成30°.下列说法中正确的是( )
A. 粒子带正电荷
B. 粒子电荷量为
C. 粒子从M点运动到N点的时间一定是
D. 粒子从M点运动到N点的时间可能是
三、 非选择题
11. 收音机中可变电容器作为调谐电台使用．如图甲所示为空气介质可变电容器的结构，它是利用正对面积的变化改变电容器的电容大小．某同学想要研究这种电容器充、放电的特性，于是将其接到如图乙所示的实验电路中，实验开始时电容器不带电．
甲
乙
(1) 首先将开关S打向1，这时观察到灵敏电流表G有短暂的示数，稳定后，旋转旋钮，使电容器正对面积迅速变大，从开始到最终稳定，灵敏电流表示数随时间变化的图像可能是________．
A B
C D
(2) 充电稳定后，断开单刀双掷开关，用电压表接在电容器两端测量电压，发现读数缓慢减小，原因是______________________________________________．
(3) 该同学做完实验，得到电容器的电容后，突然想起他用的是一节旧电池(电动势不变，内阻不可忽略)，他想要得到尽量精确的电容值，________(填“需要”或“不需要”)重新换一节新电池来测量．
12. 高血压是最常见的心血管疾病之一，也是导致脑卒中、冠心病、心力衰竭等疾病的重要危险因素．某人某次用如图所示的水银血压计测量血压时，先向袖带内充入气体，此时袖带内的气体体积为V0、压强为1.5p0，然后缓慢放气．当袖带内气体体积变为0.7V0时，气体的压强刚好与大气压强相等．设大气压强为p0，放气过程中温度保持不变．
(1) 简要说明缓慢放气过程中袖带内气体是吸热还是放热．
(2) 求袖带内剩余气体的质量与放出气体的质量之比．
13. 图甲是一种智能减震装置的示意图，轻弹簧下端固定，上端与质量为m的减震环a连接，并套在固定的竖直杆上，a与杆之间的智能涂层材料可对a施加大小可调节的阻力，当a的速度为零时涂层对其不施加作用力．在某次性能测试中，质量为0.5m的光滑环b从杆顶端被静止释放，之后与a发生正碰；碰撞后，b的速度大小变为碰前的λ倍、方向向上，a向下运动2d时速度减为零，此过程中a受到涂层的阻力大小f与下移距离s之间的关系如图乙．已知a静止在弹簧上时，与杆顶端距离为4.5d，弹簧压缩量为2d，重力加速度为g.求：
(1) 与a碰前瞬间，b的速度大小．
(2) λ的值．
(3) 在a第一次向下运动过程中，当b的动能为 mgd时a的动能．
甲
乙
寒假作业（七）参考答案
1. D 【解析】 该反应质量数守恒，质量不守恒，A、B错误；反应生成物更加稳定，比结合能较大，C错误；由题知，D正确．
2. B 【解析】 由速度—时间图像可知，0～t1时间内，空降兵做匀加速运动，根据牛顿第二定律，其受到的阻力不变，故A错误；t1～t2时间内，空降兵向下做减速运动，其加速度向上，故处于超重状态，故B正确；速度—时间图线的切线斜率对应加速度，由图像可知，t1～t2时间内加速度大小不断减小，故C错误；t1～t2时间内若空降兵做匀减速运动，则其平均速度为＝，由图像可知其位移小于匀减速运动的位移，故其平均速度＜，故D错误．
3. A 【解析】 电子从M点到N点加速度减小，根据牛顿第二定律F＝ma，可知电场力减小，根据电场强度定义式E＝，可知电场强度减小，M点场强比N点的大，故C错误；因为是在点电荷的电场中，所以电子在远离点电荷Q，电子在做减速运动，说明点电荷Q为正电荷，故A正确，B错误；点电荷带正电，电场线方向由M点指向N点，M点电势比N点的高，故D错误．
4. D 【解析】 ∠OAB＝90°，所以OB大于OA，即B卫星匀速圆周运动半径大于A卫星半径，由＝mω2r得ω＝，知ωB<ωA，又ωP＝ωB，所以ωP<ωA，由rP
6. C 【解析】 由题意可知，球位移的偏向角正切为tan θ＝，则tan α＝2tan θ＝，A错误；球从击出至落地所用时间t＝，球的速度v＝＝＝L，B、D错误；球从抛出至落地过程中重力的冲量等于I＝mgt＝mg＝m，C正确．
7. C 【解析】 从M到O，电流由F经G流向E，由于磁通量先变化快，后变化慢，所以电流先增大，再减小，故A、B错误；从O到P，电流由E经G流向F，由于磁通量先变化快，后变化慢，所以电流先增大，再减小，故C正确，D错误．
8. BC 【解析】 理想变压器输入与输出功率之比为1∶1，故A错误；变压器副线圈中电流的频率不变，为f＝＝＝ Hz＝50 Hz，故B正确；RT处温度升高时，不会影响变压器的输入电压值，故C正确；RT处温度升高时，电阻值减小，原、副线圈的匝数及原线圈电压不变，则副线圈电压不变，电流表示数增大，故D错误．
9. BD 【解析】 甲波的频率为4 Hz，T＝＝0.25 s，λ甲＝2 m，v＝＝8 m/s，由于在同一介质中传播，所以波速相同，均为8 m/s，故A错误；由于甲、乙两波的波长相同，在x＝0处为峰峰相遇，谷谷相遇，两列波叠加后，x＝0处的质点振动加强，故B正确；x＝0处的质点振动加强，x＝0.5 m处的质点振动减弱，振幅为10 cm，故C错误；介质中振动加强和减弱区域的位置不变，故D正确．
10. AD 【解析】 粒子从M出发经过N点，由左手定则知粒子一定带正电，A正确；画出粒子运动轨迹的示意图，由几何关系知，粒子做圆周运动的半径R＝＝d，由Bqv0＝m得q＝，B错误；粒子做圆周运动的周期T＝，则粒子从M运动到N的时间t＝T＋nT＝(n＝0，1，2，…)，当n＝2时，t＝，C错误，D正确．
11. (1) A (2) 电压表并非理想电表，电容器通过电压表放电 (3) 不需要
【解析】 (1) 电容器充电时，刚开始电流比较大，充电结束后，电流为0.由电容器的决定式C＝可知，当电容器正对面积迅速变大，电容迅速增大，又由Q＝CU，可得电容器的带电荷量Q增加，故电容器再次充电，充电结束后电流为0.只有A图像满足上述描述，故A正确，B、C、D错误．
(2) 用电压表接在电容器两端测量电压，发现读数缓慢减小，说明电容器在缓慢放电，电路中有电流，即电压表不是理想电压表．
(3) 本实验测量电容的原理是C＝，电容器的带电荷量Q可由步骤(1)所得的I-t图线与坐标轴围成的面积求得；充电后两极板之间电压则由步骤(2)中的电压表测得．给电容器充电时由于使用了旧电池，导致充电时电流较小，最终充电的时间会稍长一点，当充电电流等于0的时候，电容器两端电压仍然等于电源电动势，所以电容器最终所带电荷量不变，不影响测量结果，即不需要更换电池．
12. (1) 吸热 (2)
【解析】 (1) 缓慢放气过程，气体对外做功，放气过程中温度不变，则气体内能不变，根据热力学第一定律，气体应吸热．
(2) 设放出压强为p0的气体体积为ΔV0，以原袖带内气体为研究对象，初态：气体压强p1＝1.5p0，末态：气体压强p2＝p0，由玻意耳定律有p1V0＝p2(0.7V0＋ΔV0)
解得ΔV0＝0.8V0
袖带内剩余气体的质量与放出气体的质量之比为
η＝＝
13. (1) 3 (2) (3) mgd或mgd
【解析】 (1) 小环b下落的过程为自由落体，则
v＝2gh1
解得与a碰前瞬间，b的速度大小为v1＝3
(2) a、b发生碰撞，设向下为正方向，根据动量守恒定律可知
0．5mv1＝－0.5m·λv1＋mv2
a向下运动2d时速度减为零的过程中，由动能定理可知
mg·2d－mg·2d－·2d＝0－mv
由题可知a静止在弹簧上时，弹簧压缩量为2d，根据胡克定律可知mg＝k·2d
联立解得v2＝2，λ＝
(3) 当b的动能为 mgd时，b的速度为v3＝±
根据动量定理可知－0.5mgt＝0.5mv3－0.5m·λv1
解得t＝或
在a第一次向下运动过程中，取一段时间Δt，根据动量定理可知
mgΔt－Δt－(2d＋Δd)Δt＝mv4－mv2
当Δt＝时，v4＝
当Δt＝时，v4＝
此时a的动能为Eka＝mv＝mgd或mgd
