选择题满分练(八)
(分值：40分)
一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1.(2024·江西卷，3)一质点沿x轴运动，其位置坐标x与时间t的关系为x＝1＋2t＋3t2(x的单位是m，t的单位是s)。关于速度及该质点在第1 s内的位移，下列选项正确的是( )
速度是对物体位置变化快慢的描述；6 m
速度是对物体位移变化快慢的描述；6 m
速度是对物体位置变化快慢的描述；5 m
速度是对物体位移变化快慢的描述；5 m
2.我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。如图1所示，发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的过程中 ( )
图1
火箭与发射仓组成的系统动量守恒
火箭上升时，处于超重状态
高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量
高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和大于火箭动能的增加量
3.(2024·辽宁大连一模)智能手机的摄像头光圈尺寸和曝光时间会影响照片的成像质量。某智能手机的摄像头光圈的面积为S，标准曝光时间为t，暗室中有一个黄色的点光源，发光功率为P，现用该手机在距离点光源r处正对光源拍照。已知黄光的波长为λ，真空中的光速为c。普朗克常量为h，不考虑空气对光子的吸收，则单次拍照进入手机摄像头快门的光子个数为( )
4.(2024·河南郑州二模)如图2所示，一光滑的正三角形斜面体OAB放在光滑的水平地面上，不可伸长的轻绳两端分别拴接质量为m1、m2的两物体P、Q，分别放在OA、OB面上，轻绳跨过固定在O点的光滑滑轮，两部分轻绳与斜面均平行。作用在斜面体上的恒力使斜面体向右做匀加速运动，两物体P、Q与斜面体保持相对静止，且P恰好没有离开斜面，则m1、m2的比值为( )
图2
1∶2 1∶1 3∶4 2∶1
5.(2024·北京昌平二模)如图3所示，两个质量均为m的小木块A、B(可视为质点)放在水平圆盘上，A、B到转轴OO′的距离分别为l、2l。小木块与圆盘之间的动摩擦因数均为μ，可以认为小木块的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若圆盘从静止开始绕轴转动，并缓慢地加速，用ω表示圆盘转动的角速度，用g表示重力加速度的大小，下列说法正确的是( )
图3
圆盘对A的作用力大小大于A对圆盘的作用力大小
当ω＝时，A所受摩擦力的大小为μmg
A、B所受摩擦力的大小始终相等
B一定比A先开始滑动
6.(2024·陕西西安一模)2024年4月25日20时59分，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。4月26日3时32分，神舟十八号成功对接于中国空间站的天和核心舱径向端口，整个自主交会对接过程历时约6.5小时。核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的。下列说法正确的是( )
核心舱在轨道上飞行的速度大于7.9 km/s
核心舱进入轨道后所受地球的万有引力大小约为它在地面时的2倍
神舟十八号载人飞船与核心舱成功对接后，空间站由于质量增大，轨道半径将明显变小
若已知空间站的运行周期、地球半径和引力常量G，可求出空间站质量
7.某科研小组设计一款超重报警装置，其结构原理图如图4所示，主体是导热性能良好的薄壁密闭容器，厚度和质量不计的活塞通过轻杆连接轻质平台。平台上未放重物时，内部封闭理想气体的气柱长度L＝0.2 m；当活塞进入预警区域时，系统会发出超重预警。横截面积S＝0.01 m2，底部的预警区域深度h＝0.1 m，平台上轻放质量为m的重物稳定时，活塞刚好触动报警装置。已知环境温度不变，大气压强p0＝1.0×105 Pa，g＝10 m/s2，不计摩擦阻力，下列说法正确的是( )
图4
重物的质量m＝200 kg
重物的质量m＝1 000 kg
放上重物至活塞最终稳定的过程中，密闭气体对外界放出的热量为100 J
放上重物至活塞最终稳定的过程中，密闭气体对外界放出的热量为200 J
8.(2024·江西赣州一模)LED灯具有节能、环保、寿命长、高亮度、耐高温等特点从而得到广泛使用，如图5为汽车车头LED大灯，为提高亮度，灯组的前端是一半径为R、质量分布均匀的玻璃球，如图所示O为球心，一单色光束从O1处射向A点，经折射后从B点平行于OO1射出，折射角为60°，OA⊥OB，则( )
图5
光束在A点的入射角α＝30°
光束在玻璃球中频率比在真空中要小
此光束在玻璃球中传播的时间为
玻璃球的折射率为
二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)
9.2024年1月30日，由中国核动力研究设计院设计、建造的全球功率最高溶液型医用同位素试验堆在四川正式开工建设。医用同位素堆建成后，将实现年产10万居里的钼－99、2万居里的碘－131。已知钼－99的半衰期约为2.75天，衰变方程为Mo→Tc＋e，Mo、Tc的比结合能分别为E1、E2，I可由氘轰击Te制得，光在真空中的速度为c。则( )
氘轰击Te的方程为H＋Te→I＋n
16个Mo经过5.5天剩余4个
Mo的结合能大于Tc的结合能
Mo衰变损失的质量为
10.(2024·湖南岳阳高三期末)一简谐横波在水平绳上沿x轴负方向以v＝20 m/s的速度传播。已知t＝0时的波形如图6所示，绳上两质点M、N的平衡位置分别是xM＝5 m、xN＝35 m。从该时刻开始计时，下列说法正确的是( )
图6
质点N的振动周期为2 s
1.5 s时质点M正向平衡位置靠近
质点M比质点N早0.5 s回到平衡位置
7.5 s时质点M、N振动的速度大小相同
11.如图7，理想变压器原线圈接在电压有效值恒定的交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是( )
图7
闭合开关S后电流表A1的示数不变
闭合开关S后电压表V的示数减小
仅使触头P向下移动，电流表A2的示数增大
仅使触头P向上移动，R0的功率减小
12.(2024·湖北襄阳一模)如图8甲所示，物体a、b间拴接一个压缩后被锁定的轻质弹簧，整个系统静止放在光滑水平地面上，其中a物体最初与左侧的固定挡板相接触，b物体质量为4 kg。现解除对弹簧的锁定，在a物体离开挡板后的某时刻开始，b物体的v－t图像如图乙所示，则可知( )
图8
a物体的质量为1 kg
a物体的最大速度为4 m/s
在a物体离开挡板后，弹簧的最大弹性势能为6 J
在a物体离开挡板后，物体a、b组成的系统动量和机械能都守恒
选择题满分练(八)
1.C [速度是描述物体运动快慢的物理量，即物体的空间位置随时间变化的快慢，B、D错误；根据x与t的关系式可知，t＝0时，质点位于x＝1 m处，t＝1 s时，质点位于x＝6 m处，因此质点在第1 s内的位移为5 m，A错误，C正确。]
2.D [火箭飞出发射仓到点火的过程受到重力作用，此过程火箭与发射仓组成的系统动量不守恒，故A错误；根据题意可知，火箭点火前的上升阶段，分为加速上升和减速上升两个阶段，先超重后失重，故B错误；由动量定理可知(F－mg－F阻)Δt＝mΔv，解得FΔt＝mΔv＋mgΔt＋F阻Δt，高压气体对火箭推力的冲量大于火箭动量的增加量，故C错误；由动能定理可知WF－WG－W阻＝mv2，解得WF－W阻＝mv2＋WG，高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和大于火箭动能的增加量，故D正确。]
3.A [由光的频率与波长的关系为c＝λν，所以一个光子的能量为E0＝hν，该光源在曝光时间t内发出的光能为E＝Pt，在曝光时间t内进入手机摄像头的光所具有的能量为E1，有＝，则曝光时间t内穿过该摄像头的光子数为n＝＝，故A正确。]
4.A [对P、Q受力分析如图甲、乙所示
因为P恰好没有离开斜面，故其和斜面无弹力，可知绳上的弹力T＝＝m1g，整体的加速度a＝gtan 30°＝g，对Q有FNcos 30°－Tcos 60°＝m2a，FNcos 60°＋Tcos 30°＝m2g，联立解得m1∶m2＝1∶2，故A正确。]
5.D [圆盘对A的作用力与A对圆盘的作用力是相互作用力，总是等大反向，选项A错误；当ω＝时，A所受摩擦力的大小为FfA＝mω2l＝μmg，选项B错误；根据Ff＝mω2l可知，在两木块未发生相对滑动时，A、B所受摩擦力的大小不相等，当两木块都产生相对滑动后受滑动摩擦力大小相等，选项C错误；根据μmg＝mωr，可知ω0＝，可知产生滑动时B的临界角速度较小，则B一定比A先开始滑动，选项D正确。]
6.B [7.9 km/s是第一宇宙速度，是最小的发射速度，最大的环绕速度，故核心舱在轨道上飞行的速度小于7.9 km/s，故A错误；根据F＝G可得核心舱进入轨道后所受地球的万有引力大小与它在地面时的万有引力大小比值为＝，其中＝＝，则＝＝()2，故B正确；根据G＝m可得轨道半径与空间站的质量无关，所以神舟十八号载人飞船与核心舱成功对接后，虽然空间站质量增大，但轨道半径不变，故C错误；根据G＝mr，若已知地球半径、运行周期和引力常量G，只能求出地球质量，而不能求出空间站质量，故D错误。]
7.D [最终稳定时，封闭气体温度不变，则p0LS＝p1hS，又因为p1＝p0＋，求得m＝100 kg，A、B错误；设外界大气压力和重物对封闭气体做功为W，则W＝(mg＋p0S)(L－h)，代入数据求得W＝200 J，封闭气体内能不变，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可得气体对外界放出的热量为Q＝－200 J，C错误，D正确。]
8.D [根据几何关系可知，光线从B点射出时的入射角为45°，根据折射定律可知，玻璃球的折射率为n＝＝，由于光线从A点折射角为45 °，则光束在A点的入射角为α＝60°，故A错误，D正确；光束在玻璃球中频率与在真空中频率相等，故B错误；此光束在玻璃球中传播的速度为v＝，根据几何关系可知，光束在玻璃中传播的距离为s＝R，则此光束在玻璃球中传播的时间为t＝＝＝，故C错误。]
9.AD [根据核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒可知，氘轰击Te的方程为H＋Te→I＋n，A正确；半衰期是大量原子核的统计规律，对少数原子核不适用，B错误；由核反应方程可知Tc比Mo稳定，所以Tc的比结合能大于Mo的比结合能，又Tc、Mo的核子数相同，所以Tc的结合能大于Mo的结合能，C错误；由题意可知核反应释放的能量为ΔE＝99E2－99E1，又由爱因斯坦质能方程有ΔE＝Δmc2，则Mo衰变的质量亏损为Δm＝，D正确。]
10.ACD [由题意知v＝20 m/s，λ＝40 m，则有T＝＝2 s，A正确；1.5 s时质点N处的振动信息刚好传到质点M处，此时M将远离平衡位置，B错误；由题意可知质点M第一次回到平衡位置需要0.25 s，而质点N第一次回到平衡位置的时间t＝ s＝0.75 s，即质点M比质点N早0.5 s回到平衡位置，C正确；因为Δt＝7.5 s＝(3＋)T，在振动了3T后，质点M和N的振动状态和t＝0时一样，只需要考虑T内的情况，在T＝1.5 s内，波向前传播的距离为30 m，质点N的振动状态传播到x＝5 m质点(即质点M)处，x1＝65 m处质点的振动状态传播到x＝35质点(即质点N)处，此时质点M和N的振动速度大小相等，方向相反，D正确。]
11.BD [根据题意，设原线圈的等效电阻为R等，副线圈负载电阻为R总，原、副线圈匝数比为n1∶n2，则有R等＝R总，闭合开关S后，副线圈负载电阻R总减小，则原线圈的等效电阻R等减小，可知，电流表A1的示数I1＝增大，原线圈输入电压U1＝U－I1R0减小，则副线圈输出电压U2减小，输出电流I2增大，则电压表V的示数U′＝U2－I2R1减小，故A错误，B正确；仅使触头P向下移动，副线圈负载电阻R总减小，由A、B分析可知，电压表V的示数减小，则电流表A2的示数减小，故C错误；仅使触头P向上移动，副线圈负载电阻R总增大，则原线圈的等效电阻R等增大，可知电流表A1的示数I1＝减小，则R0的功率P＝IR0减小，故D正确。]
12.BC [解除对弹簧的锁定，在a物体离开挡板后，物体a、b以及弹簧组成的系统动量和机械能都守恒，D错误；由题意可知b的速度最大时，a的速度最小为零，且此时弹簧处于原长；b的速度最小时，a的速度最大，且此时弹簧也处于原长。设a的质量为ma，a的最大速度为va，根据动量守恒定律有mbv0＝mbvb＋mava，由机械能守恒定律可得mbv＝mbv＋mav，由图像可知v0＝3 m/s，vb＝1 m/s，解得va＝4 m/s，ma＝2 kg，A错误，B正确；当a、b速度相等时，a、b动能之和最小，根据能量守恒定律，此时弹簧的弹性势能最大。根据动量守恒定律有mbv0＝(mb＋ma)v，根据能量守恒定律Epmax＝mbv－(mb＋ma)v2，解得Epmax＝6 J，C正确。]选择题满分练(二)
(分值：40分)
一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1.(2024·新课标卷，15)福建舰是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。借助配重小车可以进行弹射测试，测试时配重小车被弹射器从甲板上水平弹出后，落到海面上。调整弹射装置，使小车水平离开甲板时的动能变为调整前的4倍。忽略空气阻力，则小车在海面上的落点与其离开甲板处的水平距离为调整前的( )
0.25倍 0.5倍 2倍 4倍
2.(2024·陕西渭南二模)2024年春节前后，我国湖北、湖南等地遭遇了多年不遇的冻雨天气，给人们的出行带来不便。当树叶上带有冰块，人在树下行走时经常会出现冰块砸到头部的情况。若冰块的质量为100 g，从离头顶的距离约为80 cm处无初速掉落，砸到头部冰块未反弹，与头部的作用时间约为0.2 s，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力，则冰块对头部的平均作用力约为( )
4 N 3 N 2 N 1 N
3.(2024·北京丰台二模)用图1甲所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的颜色(频率)等物理量之间的关系。分别用三束光照射同一阴极K进行了三次实验，得到电流表示数I与电压表示数U之间的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
图1
入射光光子的能量①＞②＞③
光电子的最大初动能①＞②＞③
单位时间照射到K上的光子数①＞③
照射到K上时金属的逸出功②最大
4.(2024·湖南长沙一模)某人驾驶汽车在平直公路上以108 km/h的速度匀速行驶，某时刻看到前方路上有障碍物，经过一段反应时间，开始刹车，假设刹车后汽车做匀减速直线运动。从看到障碍物到车子停下的过程，汽车的位移x随速度v变化的关系图像由一段平行于x轴的直线与一段曲线组成，直线与曲线的分界点为P点(如图2所示)。则下列说法正确的是( )
图2
曲线部分是一段抛物线
司机的反应时间为0.417 s
刹车的加速度大小为5 m/s2
刹车的时间是6 s
5.(2024·重庆南开中学二模)某天早上温度为10 ℃，物理老师刚启动汽车时看到汽车仪表盘显示各轮胎压强如图3所示，中午刚启动汽车时看到后轮压强变成了2.8 bar(1 bar＝100 kPa)，该过程认为轮胎内的体积不变，轮胎内部气体可看成理想气体，下列说法错误的是( )
图3
中午温度约为20 ℃
轮胎内部气体分子的平均动能增加
气体分子撞击轮胎内壁的平均作用力增加
轮胎内部气体吸收热量，对外做功，内能不变
6.如图4所示，两平行细激光束a、b由真空中射向足够大的长方体透明材料的下表面，发现该材料的上表面只有一处有光线射出，则( )
图4
激光a在材料的上表面被全反射
激光b在材料的上表面被全反射
透明材料对激光a的折射率大于对激光b的折射率
激光a在透明材料中传播速度比激光b在透明材料中传播速度大
7.(2024·广东揭阳二模)如图5所示，在光滑的水平面上，质量为4m、长为L的木板右端紧靠竖直墙壁，与墙壁不粘连。质量为m的滑块(可视为质点)以水平向右的速度v滑上木板左端，滑到木板右端时速度恰好为零。现滑块以水平速度kv(k未知)滑上木板左端，滑到木板右端时与竖直墙壁发生弹性碰撞，滑块以原速率弹回，刚好能够滑到木板左端而不从木板上落下，重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
图5
滑块向右运动的过程中，加速度大小为
滑块与木板间的动摩擦因数为
k＝2
滑块弹回瞬间的速度大小为
8.(2024·湖北武汉一模)如图6所示，发电机线圈所处的磁场可视为匀强磁场，从图示位置开始绕轴OO′逆时针方向匀速转动。线圈阻值为R，通过电刷与外电路连接，理想变压器原线圈与副线圈匝数比为1∶2，定值电阻 R1＝2R，滑动变阻器R2最大阻值为8R，开始滑片P位于最上端，忽略电流表及线路电阻，下列说法中正确的是( )
图6
线圈经过图示位置时，电流表的示数为零
仅将滑片P向下滑动，电流表的示数将减小
仅将滑片P向下滑动，发电机的输出功率将减小
仅将滑片P向下滑动，电阻 R2消耗的功率将减小
二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)
9.(2024·陕西西安高三期末)如图7甲所示，横截面积为10 cm2、绕有4 000匝的螺线管与一定值电阻串联。已知螺线管的电阻为2 Ω，定值电阻的阻值为6 Ω，穿过螺线管内的匀强磁场的磁感应强度随时间均匀变大，其B－t图像如图乙所示，以磁场向右穿过螺线管为正方向，在0～2 s内，下列说法正确的是( )
图7
穿过螺线管的磁通量的变化率为10 Wb/s
A点电势比C点电势低
定值电阻的电功率为8 W
螺线管产生的热量为4 J
10.(2024·江西上饶二模)如图8所示，在同一均匀介质中，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x＝－0.2 m和x＝1.2 m处，两列波的传播周期均为0.4 s，两波源的振幅均为10 cm，所有质点均沿y轴方向运动。t＝0时刻的波形如图8所示，此刻平衡位置在x＝0.2 m和x＝0.8 m的P、Q两质点刚开始振动，质点M的平衡位置处于x＝0.6 m处。已知两波源开始振动后持续振动，下列说法正确的是( )
图8
质点M的起振方向沿y轴负方向
两列波的波速均为0.1 m/s
0.4 s后质点M是振动加强点
在0～1.0 s时间内质点P通过的路程为60 cm
11.(2024·海南海口模拟预测)如图9所示，边长为L的正方形abcd区域内存在匀强磁场，方向垂直于纸面(abcd所在平面)向外。ad边中点O有一粒子源，可平行纸面向磁场内任意方向发射质量为m、电荷量为q的带电粒子，粒子速度大小均为v，不计粒子重力以及粒子间的相互作用。已知垂直ad边射入的粒子恰好从ab边中点M射出磁场，下列说法中正确的是( )
图9
粒子带负电
磁场的磁感应强度大小为
从a点射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为
有粒子从b点射出磁场
12.(2024·广东卷，10)如图10所示，光滑斜坡上，可视为质点的甲、乙两个相同滑块，分别从H甲、H乙高度同时由静止开始下滑。斜坡与水平面在O处平滑相接，滑块与水平面间的动摩擦因数均为μ，乙在水平面上追上甲时发生弹性碰撞。忽略空气阻力。下列说法正确的有( )
图10
甲在斜坡上运动时与乙相对静止
碰撞后瞬间甲的速度等于碰撞前瞬间乙的速度
乙的运动时间与H乙无关
甲最终停止位置与O处相距
选择题满分练(二)
1.C [由Ek＝mv2可知，若小车水平离开甲板时的动能变为调整前的4倍，则速度将变为调整前的2倍。小车离开甲板后做平抛运动，运动的时间不变，由x＝v0t可知小车在海面上的落点与其离开甲板处的水平距离为调整前的2倍，C正确。]
2.B [根据h＝gt2可得冰块在空中下落时间为t＝＝ s＝0.4 s，以向下为正方向，整个过程对冰块应用动量定理可得mg(t＋Δt)－FΔt＝0，解得冰块对头部的平均作用力为F＝＝ N＝3 N，故B正确。]
3.C [由爱因斯坦光电效应方程得eUc＝Ek＝hν－W0，可以看出遏止电压与频率呈线性关系，频率越大，遏止电压越大，所以由题图乙可知，①光的频率等于③光的频率，③光的频率低于②光的频率，所以入射光光子的能量②＞①＝③，光电子的最大初动能②＞①＝③，故A、B错误；由题图乙可知，①光对应的饱和光电流大于③光对应的饱和光电流，因为饱和光电流越大，单位时间内逸出的光电子数越多，且逸出的光电子数越多，入射的光子数也越多，所以单位时间照射到K上的光子数①＞③，故C正确；同一阴极K的逸出功相等，故D错误。]
4.A [对匀减速运动，满足v2－v＝－2ax，则x－v图像为抛物线，故A正确；汽车在反应时间内做匀速直线运动，由题图可知对应于直线段，反应时间内的位移为x1＝15 m，速率为v0＝108 km/h＝30 m/s，则反应时间为t1＝＝ s＝0.5 s，故B错误；刹车过程的位移为x2＝(90－15) m＝75 m，根据－v＝2ax2，解得a＝－6 m/s2，故C错误；刹车的时间为t2＝＝5 s，故D错误。]
5.D [T1＝283 K，轮胎内气体的体积不变，根据查理定律有＝，解得T2＝293 K，所以t2＝20 ℃，温度升高，则轮胎内部气体分子的平均动能增加，故A、B正确；轮胎内的体积不变，压强增大，则气体分子撞击轮胎内壁的平均作用力增加，故C正确；轮胎内部气体温度升高，内能增大，做功为0，吸收热量，故D错误。]
6.D [根据几何关系可知两束单色光在玻璃砖的上表面的入射角等于在下表面的折射角，根据光路可逆性原理知，两束单色光在玻璃砖的上表面都不会发生全反射，故A、B错误；因玻璃砖的上表面只有一束光线射出，通过玻璃砖后a和b光射在上表面上同一点，a的侧移量小于b的侧移量，可知透明材料对激光a的折射率小于对激光b的折射率，根据v＝，可知激光a在透明材料中传播速度比激光b在透明材料中传播速度大，故C错误，D正确。]
7.D [滑块(可视为质点)以水平向右的速度v滑上木板左端，滑到木板右端时速度恰好为零，根据匀变速直线运动规律可知v2＝2aL，解得a＝，故A错误；根据牛顿第二定律有μmg＝ma，解得μ＝，故B错误；小滑块以水平速度v向右滑时，由动能定理有－FfL＝0－mv2，小滑块以速度kv滑上木板至碰墙时速度为v1，由动能定理有－FfL＝mv－m(kv)2，滑块与墙碰后向左运动到木板左端，此时滑块、木板的共同速度为v2，由动量守恒定律有mv1＝(m＋4m)v2，由能量守恒定律可得FfL＝mv－(m＋4m)v，解得k＝，v1＝，故C错误，D正确。]
8.C [电流表的示数为交流电的有效值，则线圈经过图示位置时，电流表的示数不为零，选项A错误；变压器等效电阻R等效＝()2R2＝R2，仅将滑片P向下滑动，则R2减小，R等效减小，R1和R等效并联后的电阻减小，因线圈电动势一定，则电流表的示数将变大，选项B错误；将线圈看作电源，其电阻R为电源内阻，将R1和R等效并联看作是外电路，开始时R等效＝2R，此时R1和R等效并联电阻为R等于电源内阻，则开始时发电机输出功率最大，仅将滑片P向下滑动，R等效减小，外电阻逐渐远离电源内阻，可知发电机的输出功率将变小，选项C正确；将R1和R并联后的电阻()等效为电源内阻，将R等效看作是外电路，仅将滑片P向下滑动，则外电阻从2R逐渐减小，外电路消耗的功率先增加后减小，即电阻 R2消耗的功率先增加后减小，选项D错误。]
9.BD [磁通量的变化率为＝S＝×10×10－4 Wb/s＝2×10－3 Wb/s，故A错误；根据楞次定律可知，A点电势比C点电势低，故B正确；回路中的感应电动势为E＝n＝4 000×2×10－3 V＝8 V，则定值电阻的电功率为PR＝I2R＝()2R＝6 W，故C错误；螺线管产生的热量为Q＝I2rt＝()2rt＝4 J，故D正确。]
10.AD [在同一介质中，波速相等，则右侧的波先传到M点，根据平移法可知，质点M的起振方向沿y轴负方向，故A正确；两列波的波长为0.4 m，则波速为v＝＝1 m/s，故B错误；由距离关系可知0.2 s后右侧的波传到质点M处，M向下振动，再经0.2 s后经过平衡位置向上振动，0.4 s后左侧的波刚好传到质点M处，起振方向向下，则质点M是振动减弱点，故C错误；右侧波传到P点用时为t＝＝0.6 s＝T＋T，根据Δx＝0.6 m＝λ，可知该点为振动减弱点，则0～1.0 s时间内质点P通过的路程为s＝6A＝60 cm，故D正确。]
11.BC [根据左手定则可知粒子带正电，故A错误；洛伦兹力提供向心力可得qvB＝m，垂直ad边射入的粒子恰好从ab边中点M射出磁场，则运动半径为r＝，联立解得磁场的磁感应强度为B＝，故B正确；从a点射出磁场的粒子在磁场中运动的轨迹如图所示。
则从a点射出磁场的粒子在磁场中的运动时间为t＝·＝，故C正确；离子的运动半径为r＝，Ob之间距离大于L，即大于轨迹直径，所以没有粒子从b点射出磁场，故D错误。]
12.ABD [两滑块在光滑斜坡上加速度相同，同时由静止开始下滑，则相对速度为0，故A正确；两滑块滑到水平面后均做匀减速运动，由于两滑块质量相同，且发生弹性碰撞，可知碰后两滑块交换速度，即碰撞后瞬间甲的速度等于碰撞前瞬间乙的速度，故B正确；设斜坡倾角为θ，乙下滑过程有＝gsin θ·t，在水平面运动一段时间t2后与甲相碰，碰后以甲碰前速度做匀减速运动时间t3后停止，乙运动的时间为t＝t1＋t2＋t3，由于t1与H乙有关，则总时间与H乙有关，故C错误；乙下滑过程有mgH乙＝mv，由于甲和乙发生弹性碰撞，交换速度，则可知甲最终停止位置与不发生碰撞时乙最终停止的位置相同；则如果不发生碰撞，乙在水平面运动到停止有v＝2μgx，联立可得x＝，即发生碰撞后甲最终停止位置与O处相距，故D正确。]选择题满分练(六)
(分值：40分)
一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1.(2024·浙江嘉兴一模)2024年8月巴黎奥运会10 m跳台的跳水决赛中，运动员离开跳板开始计时，跳水过程中重心的v－t图像如图1所示。则运动员的重心( )
图1
在0～t1过程中做自由落体运动
在t2～t3过程中速度方向发生改变
在t3～t4过程中加速度逐渐减小
在t4时刻上浮至水面
2.如图2甲是双缝干涉实验的装置，用a、b两种不同频率的单色光分别做实验，a光形成的相邻两条亮纹中心之间的距离较大。图乙是研究光电效应的实验装置，当用a、b两束光分别照射阴极时，微安表均有示数，普朗克常量为h。下列说法正确的是( )
图2
对同一介质，a光的折射率较大
用a光照射阴极，滑动变阻器的滑片向右移动时，微安表的示数一直增大
用b光照射阴极时，光电子的最大初动能较大
阴极K接电源正极，微安表的示数一定为零
3.(2024·福建龙岩高三期末)如图3所示为餐厅暖盘车的储盘装置示意图，三根完全相同的轻质弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接质量为M的托盘，托盘上放着6个质量均为m的盘子并处于静止状态。已知重力加速度大小为g，则某顾客快速取走1号盘子的瞬间，托盘对6号盘子作用力的大小为( )
图3
4.(2024·湖南长沙二模)如图4所示，一个折射率为n的柱状玻璃砖横截面由四分之一圆OPQ和直角三角形OQS组成，∠QSO＝60°，OS＝a。一束单色光从SQ的中点A以入射角i＝60°入射，折射光线恰好射向圆心O点，已知光在真空中传播的速度为c，则( )
图4
玻璃砖材料的折射率n＝
光束在O点将发生全反射
光束在玻璃砖内的传播时间为
如果入射光束绕A点逆时针旋转使入射角减小，折射光束一定会在O点发生全反射
5.(2024·重庆九龙坡模拟)空气炸锅是利用高温空气循环技术加热食物。图5为某型号空气炸锅简化模型图，其内部有一气密性良好的内胆，封闭了质量、体积均不变可视为理想气体的空气，已知初始气体压强为p0＝1.0×105 Pa，温度为T0＝300 K，加热一段时间后气体温度升高到T＝360 K，此过程中气体吸收的热量为4.2×103 J，则( )
图5
升温后所有气体分子的动能都增大
升温后胆中气体的压强为1.5×105 Pa
此过程胆中气体的内能增加量为4.2×103 J
升温后压强增大是由于单位体积的分子数增多了
6.(2024·浙江嘉兴一模)风力发电模型如图6所示。风轮机叶片转速m转/秒，并形成半径为r的圆面，通过转速比1∶n的升速齿轮箱带动面积为S、匝数为N的发电机线圈高速转动，产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为U。已知空气密度为ρ，风速为v，匀强磁场的磁感应强度为B，忽略线圈电阻，则( )
图6
单位时间内冲击风轮机叶片气流的动能为ρπr2v2
经升压变压器后，输出交变电流的频率高于mn
变压器原、副线圈的匝数比为πNBSmn∶U
高压输电有利于减少能量损失，因此电网的输电电压越高越好
7.(2024·北京门头沟一模)2024年2月10日是天问一号火星环绕器环火三周年纪念日。3年前天问一号火星探测器成功实施制动捕获后，进入环绕火星椭圆轨道，成为中国第一颗人造火星卫星。要完成探测任务探测器需经历如图7所示变轨过程，轨道 Ⅰ 为圆轨道，轨道 Ⅱ 、轨道 Ⅲ 为椭圆轨道。关于探测器，下列说法正确的是( )
图7
在轨道 Ⅰ 上的周期大于在轨道 Ⅱ 上的周期
在轨道 Ⅰ 上的机械能大于在轨道 Ⅱ 上的机械能
在轨道 Ⅰ 上经过P点的速度小于轨道 Ⅱ 上经过P点的速度
在轨道 Ⅰ 上经过P点的向心加速度小于轨道 Ⅱ 上经过P点的向心加速度
8.(2024·河南郑州一模)已知通电的长直导线在周围空间某位置产生的磁感应强度大小与导线中的电流强度成正比，与该位置到长直导线的距离成反比；现有通有电流大小为I的长直导线固定在正方体的棱dh上，通有电流大小为2I的长直导线固定在正方体的棱hg上，彼此绝缘，电流方向如图8所示。则顶点e和a两处的磁感应强度大小之比为( )
图8
∶ 2∶ ∶ ∶
二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)
9.2023年7月，中国科学院空间应用工程与技术中心研制建设的4秒电磁弹射微重力实验装置已启动试运行，这是亚洲首个电磁弹射微重力实验装置：实验装置能在竖直方向通过电磁弹射技术把质量为500 kg的实验舱以一初速度自由向上弹出，再自由下落到抛出位置，这个过程可以对里面的实验样品提供4 s的微(零)重力环境。重力加速度g＝10 m/s2，则( )
实验舱被弹出后只在下落过程处于完全失重状态
实验舱在弹出后完全失重的4 s内速度的变化量大小为40 m/s
实验舱弹出后继续上升的最大高度为80 m
弹出过程，电磁系统对实验舱做的功大于105 J
10.如图9所示，为一个水平弹簧振子的振动图像，下列说法正确的是( )
图9
t＝1 s到t＝2 s内，弹簧振子的动能不断减小
该弹簧振子的振动方程为x＝－10sincm
t＝3 s时，弹簧振子的加速度沿x轴负方向
t＝0到t＝10 s内弹簧振子的路程为50 cm
11.如图10所示，某次用白球击打静止的蓝球，两球碰后沿同一直线运动。蓝球经t＝0.6 s的时间向前运动x1＝0.36 m刚好(速度为0)落入袋中，而白球沿同一方向运动x2＝0.16 m停止运动，已知两球的质量相等，碰后以相同的加速度做匀变速直线运动，假设两球碰撞的时间极短且发生正碰(内力远大于外力)，则下列说法正确的是( )
图10
由于摩擦不能忽略，则碰撞过程动量不守恒
碰后蓝球与白球的速度之比为3∶2
碰撞前白球的速度大小为2 m/s
该碰撞为弹性碰撞
12.(2024·山东东营二模)如图11所示，两水平虚线间存在垂直于纸面方向的匀强磁场，两虚线间的距离为h，磁感应强度大小为B。边长为h的正方形导体框由虚线1上方无初速度释放，在释放瞬间ab边与虚线1平行且相距h。已知导体框的质量为m，总电阻为r，重力加速度为g，ab边与两虚线重合时的速度大小相等，忽略空气阻力，导体框在运动过程中不会发生转动，则( )
图11
导体框可能先加速后减速
导体框在穿越磁场的过程中，产生的焦耳热为4mgh
导体框的最小速度是v＝
导体框从ab边与虚线1重合到cd边与虚线1重合时所用的时间为－
选择题满分练(六)
1.C [在0～t1过程中初速度不为零，不是自由落体运动，故A错误；在t2～t3过程中速度始终为正值，方向不变，故B错误；在t3～t4过程中，图像斜率变小，斜率表示加速度，加速度逐渐减小，故C正确；根据图像可知，运动员的重心在0～t1过程竖直向上运动，t1～t4过程中竖直向下运动，在t4时刻下降到最低点，故D错误。]
2.C [根据Δx＝λ可知，a光形成的条纹间距较大，则a光的波长长，频率小，对同一介质的折射率小，故A错误；滑动变阻器的滑片向右移动时，光电管两端的电压增大，会有更多光电子到达阳极，微安表的示数逐渐增大，当达到饱和光电流后，微安表的示数不再增大，故B错误；根据Ek＝hν－W0，已知b光频率大，用b光照射阴极时，光电子的最大初动能较大，故C正确；阴极K接电源正极时，该装置所加的电压为反向电压，而当逸出的光电子的最大初动能较小，使其无法达到A端，此时微安表的示数才为0，故D错误。]
3.A [顾客快速取走1号盘子的瞬间，托盘和其他5个盘子受到的合力为mg，根据牛顿第二定律有mg＝(M＋5m)a，对剩余5个盘子，根据牛顿第二定律有FN－5mg＝5ma，联立可得托盘对6号盘子作用力的大小为FN＝，故A正确。]
4.C [由于A是SQ的中点，∠QSO＝60°，则△OSA是等边三角形，则光在A点的折射角为30°，在O点的入射角也为30°，且OA＝OS＝a，则玻璃砖材料的折射率n＝＝，由光线的可逆性可知，光束在O点不发生全反射，该光束在玻璃砖内的传播距离为OA＝a，传播速度为v＝，则光束在玻璃砖内的传播时间为t＝＝，故A、B错误，C正确；如果入射光束绕A点逆时针旋转使入射角减小，则光在A点的折射角减小，折射光束不能射向圆心O点，则一定不能在O点发生全反射，故D错误。]
5.C [升温后气体分子平均动能变大，并非所有气体分子的动能都增大，选项A错误；根据＝，解得升温后胆中气体的压强为p＝1.2×105 Pa，选项B错误；此过程胆中气体体积不变，则W＝0，吸收的热量为Q＝4.2×103 J，则气体内能增加量为ΔU＝Q＝4.2×103 J，选项C正确；气体体积不变，则单位气体体积的分子数不变，升温后气体分子平均速率变大，可知压强增大不是由于单位体积的分子数增多了，而是气体分子对器壁的平均碰撞力增大了，选项D错误。]
6.C [单位时间内冲击风轮机叶片气流的体积V＝Sh＝Sv·Δt＝πr2v，气体质量m＝ρV＝ρπr2v，动能Ek＝mv2＝ρπr2v3，故A错误；发电机线圈转速为mn，则ω＝2πmn，频率f＝＝mn，经升压变压器后，输出交变电流的频率仍为mn，故B错误；变压器原线圈两端电压最大值Um＝NBSω＝2πNBSmn，有效值U1＝＝πNBSmn，则变压器原、副线圈的匝数比为πNBSmn∶U，故C正确；考虑到高压输电的安全性和可靠性，电网的输电电压并非越高越好，故D错误。]
7.C [由开普勒第三定律＝k可知，轨道半径越大，周期越大，故A错误；探测器从轨道 Ⅱ 变轨到轨道 Ⅰ ，发动机点火致使其减速，其机械能将减小，故B错误；探测器从轨道 Ⅱ 上P点减速变轨到轨道 Ⅰ ，所以在轨道 Ⅰ 上经过P点的速度小于轨道 Ⅱ 上经过P点的速度，故C正确；根据牛顿第二定律，有G＝ma，可得a＝G，则在轨道 Ⅰ 上经过P点的向心加速度等于轨道 Ⅱ 上经过P点的向心加速度，故D错误。]
8.A [设立方体边长为a，因为dh和hg处的两根导线在e点产生的磁场分别为Be1＝k，Be2＝k，则e点的磁感应强度为Be＝＝k；dh和hg处的两根导线在a点产生的磁场分别为Ba1＝k，Ba2＝k＝k，则a点的磁感应强度为Ba＝＝k，则＝，故A正确。]
9.BD [实验舱被弹出后做竖直上抛运动，上升和下落过程都处于完全失重状态，A错误；由Δv＝gΔt知完全失重的4 s内速度变化量大小为40 m/s，方向竖直向下，B正确；由对称性可知，实验舱被弹出后，自由上升的时间为2 s，上升的最大高度为h＝＝20 m，C错误；根据以上分析可知实验舱被弹出的初速度大小为20 m/s，动能Ek0＝mv＝105 J，弹出过程实验舱的重力势能增加，电磁系统对实验舱做的功等于实验舱重力势能和动能的增加量之和，即大于105 J，D正确。]
10.BC [t＝1 s到t＝2 s内，弹簧振子从最大位移处向平衡位置运动，则振子的动能不断增加，选项A错误；因为ω＝＝ rad/s，振幅A＝10 cm，该弹簧振子的振动方程为x＝－10sin cm，选项B正确；t＝3 s时，弹簧振子的位移正向最大，则加速度沿x轴负方向，选项C正确；因10 s＝2.5T，则t＝0到t＝10 s内弹簧振子的路程为2.5×4A＝100 cm，选项D错误。]
11.BC [由题意可知，两球碰撞的时间极短，碰撞过程中产生极大的内力，两球与桌面间的摩擦力远远小于内力，所以该碰撞过程动量守恒，A错误；碰后蓝球与白球均做匀减速直线运动，两球的加速度大小相等，由公式v2＝2ax得＝＝，则碰后蓝球与白球的速度之比为3∶2，B正确；碰撞后蓝球速度v1＝＝1.2 m/s，白球速度v2＝v1＝0.8 m/s，碰撞过程中两球组成的系统动量守恒，则mv0＝mv1＋mv2，代入数据解得v0＝2 m/s，C正确；两球碰前的动能为Ek1＝mv＝2m，两球碰后的总动能为Ek2＝mv＋mv＝1.04m，由于Ek1＞Ek2，所以该碰撞过程有机械能损失，即该碰撞为非弹性碰撞，D错误。]
12.CD [已知 ab边与两虚线重合时的速度大小相等，则导体框在cd边与虚线1重合时速度最小。设ab边与虚线1重合时速度为v1，则有v＝2gh，设cd边与虚线1重合时导体框的速度为v2，ab边与虚线2重合时的速度为v3，则有v3＝v1＝，v－v＝2g×(h－h)，联立解得v2＝，整个过程中导体框经历了先加速、后减速、再加速、再次减速，出磁场后做匀加速运动，故A错误，C正确；根据运动的对称性可知，导体框完全离开磁场时的速度为v4＝v2＝，根据能量守恒定律可得mg(2h＋h)＝mv＋Q，解得Q＝mgh，故B错误；设导体框从ab边与虚线1重合到cd边与虚线1重合时所用的时间为t，线框中的平均感应电流为，则由动量定理可得mgt－Bht＝mv2－mv1，流过导体某一截面的电荷量为q＝t＝t＝，联立解得t＝－，故D正确。]选择题满分练(七)
(分值：40分)
一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1.(2024·甘肃卷，2)小明测得兰州地铁一号线列车从“东方红广场”到“兰州大学”站的v－t图像如图1所示，此两站间的距离约为( )
图1
980 m 1 230 m 1 430 m 1 880 m
2.(2024·湖南株洲一模)如图2，一蚂蚁(可看成质点)在半径为R的半球体表面上缓慢爬行，蚂蚁与半球体间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若蚂蚁在爬行过程中不滑离球面，则其距半球体顶点的竖直高度不应超过( )
图2
R－ R－
3.(2024·山东枣庄三模)如图3甲是国产科幻大片《流浪地球2》中人类在地球同步静止轨道上建造的空间站，人类通过地面和空间站之间的“太空电梯”往返于天地之间。图乙是人乘坐“太空电梯”时由于随地球自转而需要的向心加速度a与其到地心距离r的关系图像，已知r1为地球半径，r2为地球同步卫星轨道半径，下列说法正确的是( )
图3
地球自转的角速度ω＝
地球同步卫星的周期T＝2π
上升过程中电梯舱对人的支持力保持不变
从空间站向舱外自由释放一物体，物体将做自由落体运动
4.(2024·河北沧州模拟)肺活量是衡量人体呼吸功能的一个重要指标，是指人能够呼出的气体在标准大气压p0下的最大体积。一同学设计了如图4所示的装置测量自己的肺活量，竖直放置的汽缸中有一与汽缸壁接触良好的活塞，活塞上方放有重物，活塞由于卡槽作用在汽缸中静止不动，插销K处于打开状态，汽缸中活塞下方空间的体积为V0，该同学用尽全力向细吹嘴吹气后，关闭插销K，最终活塞下方空间的体积变为V0，已知外界大气压强为p0，活塞的面积为S，活塞及上方重物的总重力G＝p0S，汽缸的导热性能良好，则该同学的肺活量为( )
图4
V0 V0 V0 V0
5.一铅球被水平抛出，从抛出时开始计时，第0.1 s内的位移为s1，第0.2 s内的位移为s2，第0.3 s内的位移为s3，不计空气阻力，已知＝，则( )
0＜＜ ＜＜
＜＜ ＜＜
6.如图5所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为2∶1，原线圈通过灯泡L1与正弦式交流电源相连，电源电压恒定，副线圈通过导线与灯泡L2和L3相连，三个灯泡规格完全相同。三个灯泡都能发光(不考虑灯丝电阻随温度变化的情况)，工作中L3灯丝被烧断，关于L3灯丝烧断后说法正确的是( )
图5
灯泡L1变亮
灯泡L2变亮
原线圈两端的电压变小
变压器输入功率不变
7.如图6所示，空间中存在一平面直角坐标系xOy，其第一象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。将一带负电的粒子从y轴上的A(0，a)点以一定初速度沿着与y轴正半轴成θ＝45°的方向射入磁场，经磁场偏转后，粒子从x轴上的C点垂直x轴离开磁场。已知磁感应强度大小为B，粒子的比荷和电荷量分别为k、q，粒子的重力不计。下列说法正确的是( )
图6
粒子在磁场中运动的时间为
从射入磁场到离开磁场，粒子所受洛伦兹力冲量的大小为
粒子在磁场中运动的轨道半径为a
C与O点相距(＋1)a
8.(2024·湖北武汉高三期末)如图7所示阴影部分为某玻璃砖的截面图，ABCD是边长为L的正方形，DC是半圆弧CPD的直径，O是其圆心，一束单色光从AD边的E点射入玻璃砖，入射角为i，折射光线正好照射到半圆弧的顶端P，并且在P点恰好发生全反射，反射光线正好经过BC边的F点。已知sin i＝，光在真空中的传播速度为c，则该单色光在玻璃砖中的传播时间为( )
图7
二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)
9.(2023·天津卷，7)位于坐标原点的波源从t＝0时刻开始振动，t＝0.5 s时形成的机械波波形图如图8所示，则下列说法正确的是( )
图8
机械波的波速v＝4 m/s
x＝1 m处的质点在t＝0.3 s时位于波谷
波源的振动方程为y＝0.02sin(5πt＋π) m
x＝－1 m处的质点半个周期内向左移动半个波长
10.(2024·福建七地市质检)如图9甲所示，质量为m的物块P与物块Q(质量未知)之间拴接一轻弹簧，静止在光滑的水平地面上，弹簧恰好处于原长。现给物块P一瞬时初速度v0，并把此时记为0时刻，规定向左为正方向，0～2t0时间内物块P、Q运动的a－t图像如图乙所示，其中t轴下方部分的面积大小为S1，t轴上方部分的面积大小为S2，则( )
图9
物块Q的质量为m
t0时刻物块Q的速度为vQ＝S2
t0时刻物块P的速度为vP＝v0－S1
0～2t0时间内弹簧始终对物块Q做正功
11.(2024·四川凉山州联考)如图10所示a、b、c、d为匀强电场中4条沿水平方向的等势面，一个质量为m，电荷量为q的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两个点。已知该粒子在A点的速度大小为v1，在B点的速度大小为v2，A、B连线长为L，连线与等势面间的夹角为θ，不计粒子受到的重力，则( )
图10
粒子所受的电场力方向竖直向下
匀强电场的电场强度方向竖直向下
粒子从A点运动到B点电场力做负功
匀强电场的电场强度大小为
12.(2024·安徽合肥三模)如图11所示，相距为L的水平虚线MN、PQ间有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。“日”字形闭合导体线框竖直放置，线框宽为L，cd到MN的距离为L，将导体线框由静止释放，cd边和ef边都恰好匀速通过磁场。已知ab、cd、ef边的电阻分别为R、R、3R，其他部分电阻不计，运动中线框平面始终与磁场垂直，ab边始终水平，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
图11
ef边和cd边通过磁场的速度之比为2∶1
cd边通过磁场过程中，通过ab边的电荷量为
ef边通过磁场过程中，安培力的冲量大小为
整个线框穿过磁场过程中，回路中产生的焦耳热为
选择题满分练(七)
1.C [根据v－t图像与坐标轴所围图形的面积表示位移结合题图可知，x＝×20 m＝1 430 m，C正确。]
2.A [蚂蚁缓慢沿轨道下移，受力如图所示
随着蚂蚁的下移，支持力与竖直方向的夹角θ在增大，蚂蚁受到的摩擦力在增大，当摩擦力达到最大静摩擦力时，蚂蚁离顶点最远，此时有tan θ＝＝μ，蚂蚁离顶点的高度为h＝R(1－cos θ)，结合几何关系可解得h＝R－，故A正确。]
3.B [根据a＝ω2r，可知a－r图像中，其斜率为角速度的平方，所以ω＝，A错误；由于a2＝ω2r2，解得ω＝，周期T＝＝2π，B正确；上升过程中，人处于超重状态，支持力会变大，C错误；太空中物体均处于失重状态，从空间站向舱外自由释放一物体，不会做自由落体运动，D错误。]
4.C [设该同学呼出的气体在标准大气压p0下的体积为V，把该同学呼出的气体和活塞下方汽缸中原有的气体作为研究对象，有p0V0＋p0V＝p·V0，其中p＝p0＋＝p0，解得V＝V0，故C正确。]
5.B [设铅球在第0.1 s内水平方向的位移为x、竖直方向的位移为y，则第0.2 s内水平方向的位移为x、竖直方向的位移为3y，第0.3 s内水平方向的位移为x、竖直方向的位移为5y，则第0.1 s内的位移为s1＝，第0.2 s内的位移为s2＝，第0.3 s内的位移为s3＝，由＝可得＝，B正确。]
6.B [灯泡L3灯丝烧断后，副线圈回路电阻R副变大，如图所示，根据变压器的等效电阻R等＝R副，可知R等阻值变大，电源电压恒定，则原线圈电流减小，灯泡L1变暗，A错误；原线圈电流减小，电源电压恒定，所以变压器的输入功率变小，D错误；由于输入电流变小，灯泡L1两端的电压减小，原线圈两端电压增大，匝数比不变，故副线圈两端电压增大，所以灯泡L2变亮，故B正确，C错误。]
7.D [作出粒子的运动轨迹如图所示，粒子在磁场中运动的时间为t＝·＝，A错误；由几何关系得粒子的运动轨道半径r＝a，由洛伦兹力提供向心力有qvB＝m，解得v＝＝，因为洛伦兹力是变力，所以粒子所受洛伦兹力冲量的大小I≠(qvB)t，即I≠·＝，B、C错误；由几何关系可知，C与O点距离为sOC＝r＋a＝(＋1)a，D正确。]
8.D [在P点恰好发生全反射，根据几何关系可知，在E点的折射角与临界角C互余。根据折射定律n＝＝，sin C＝，解得n＝，单色光在玻璃砖中的传播速度为v＝＝c，由几何关系有s＝2×＝nL，该单色光在玻璃砖中的传播时间为t＝＝，故D正确。]
9.BC [波源位于坐标原点，由题图可知，该波源形成两列波，且在t＝0.5 s的时间内波传播的距离为Δx＝2.5 m，则机械波的波速为v＝＝ m/s＝5 m/s，A错误；由题图可知波的波长为λ＝2 m，则波的周期为T＝＝ s＝0.4 s，波刚传到x＝1 m处需要的时间t1＝＝ s＝0.2 s，由于t＝0.5 s时波恰好向右传播到x1＝2.5 m处，结合同侧法可知波源的起振方向沿y轴的负方向，所以t1＝0.2 s时x＝1 m处的质点沿y轴的负方向振动，再经过0.1 s的时间，即T的时间后，x＝1 m处的质点刚好位于波谷处，B正确；设波源的振动方程为y＝Asin(ωt＋φ)，由以上可知ω＝＝5π rad/s，由题图可知波的振幅为A＝2 cm＝0.02 m，又波源的起振方向沿y轴的负方向且t＝0时刻位于坐标原点，则波源的振动方程为y＝－0.02sin(5πt) m＝0.02sin(5πt＋π) m，C正确；质点起振后只在平衡位置附近上下振动，不会随波左右迁移，D错误。]
10.ACD [0～2t0时间内Q所受弹力方向始终向左，P所受弹力方向始终向右，弹簧始终对Q做正功；t0时刻，P、Q所受弹力最大且大小相等，由牛顿第二定律可得＝＝，＝a0，则Q的质量为m，故A、D正确；由a－t图像可知，t0时刻Q的速度为vQ＝S2，故B错误；由a－t图像可知，t0时刻P的速度为vP＝v0－S1，故C正确。]
11.AD [该电场为匀强电场，等势面沿水平方向，则电场方向沿竖直方向，粒子的轨迹向下弯曲，所以粒子受到的电场力方向竖直向下，粒子从A点运动到B点电场力做正功，故A正确，C错误；由于粒子的电性未知，则无法判断匀强电场的电场强度方向，故B错误；A、B两点沿电场线方向的距离为y＝Lsin θ，由动能定理有qEy＝mv－mv，联立解得E＝，故D正确。]
12.ABD [cd边进磁场时的速度为v1，则有mg＝I1LB＝，ef边进磁场时的速度为v2，则有mg＝I2LB＝，解得v2∶v1＝2∶1，选项A正确；cd边通过磁场过程中，通过cd边的电荷量为q＝＝，则通过ab边的电荷量q1＝q＝，选项B正确；ef边通过磁场过程中，安培力的冲量大小I＝mg·＝＝，选项C错误；整个线框穿过磁场过程中，回路中产生的焦耳热为Q＝2mg·L＝mgL，根据机械能守恒定律有mg·L＝mv，解得v1＝，则m＝，解得Q＝，选项D正确。]选择题满分练(三)
(分值：40分)
一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1.(2024·江苏卷，3)用粒子X轰击氮核从原子核中打出了质子，该实验的核反应方程式是X＋N→H＋C，则粒子X为( )
正电子e 中子n 氘核H 氦核He
2.如图1所示的电路，线圈的电阻忽略不计，闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关S，LC电路中将产生电磁振荡，如果规定线圈中的电流方向从a到b为正，断开开关的时刻t＝0，则电感线圈中电流i随时间t变化的图像为( )
图1
A B C D
3.某实验小组用如图2所示的实验装置探究某金属发生光电效应的实验规律。当用频率为ν的入射光照射金属板K时，电流表示数不为零，向右调节滑动变阻器的滑片P，直到电流表的示数刚好为零，此时电压表的示数为Uc。则下列说法中正确的是( )
图2
实验时电源的左端为正极
若增大入射光的频率，Uc将会变大
若不改变入射光频率和电路，增大入射光强度，Uc将会变大
调换电源的极性(同时调整电压表)，保持光照不变，向右滑动滑片P的过程中，电流表示数一定一直增大
4.(2024·辽宁大连二模)目前，国产部分品牌家用汽车已安装智能雨刮器。有的智能雨刮器借助于光学式传感器实现下雨时自动启动，前挡风玻璃安装光学传感器后的横截面示意图如图3所示，其工作原理可做如下简化：不下雨时，激光光源P发出的红外线在玻璃内传播斜射到N处，全反射后被接收器Q接收；下雨时N处的外侧有水滴，光源P发出的红外线在N处不能全反射，接收器Q接收到的光照强度变小，从而启动雨刮器。关于智能雨刮器工作原理的分析正确的是( )
图3
入射角θ的设计与红外线的频率无关
前挡风玻璃的折射率需要比雨水的折射率小
若前挡风玻璃外侧区域有油污，可能会影响雨刮器的自动启动
若光源P和接收器Q的距离变大了，一定会导致不下雨时雨刮器自动启动
5.(2024·广东深圳二模)2024年3月20日，长征八号火箭成功发射，将鹊桥二号直接送入预定地月转移轨道。如图4所示，鹊桥二号在进入近月点P、远月点A的月球捕获椭圆轨道，开始绕月球飞行。经过多次轨道控制，鹊桥二号最终进入近月点P和远月点B、周期为24小时的环月椭圆轨道。关于鹊桥二号的说法正确的是( )
图4
离开火箭时速度大于地球的第三宇宙速度，才能进入环月轨道
在捕获轨道运行的周期大于24小时
在捕获轨道上经过P点时，需要点火加速，才可能进入环月轨道
经过A点的加速度比经过B点时大
6.在光滑水平地面上放一个质量为2 kg的内侧带有光滑弧形凹槽的滑块A，凹槽的底端切线水平，如图5所示。质量为1 kg的小物块B以v0＝6 m/s的水平速度从滑块A的底端沿槽上滑，恰好能到达滑块A的顶端。重力加速度g＝10 m/s2，不计空气阻力。则小物块B沿滑块A上滑的最大高度为( )
图5
0.3 m 0.6 m 1.2 m 1.8 m
7.(2024·江苏泰州一模)一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a，其p－V图像如图6所示。下列判断正确的是( )
图6
气体在a→b过程中做等温变化
气体在b→c过程中内能增加
气体在a→b过程和b→c过程对外界做的功相等
气体在一次循环过程中会向外界放出热量
8.(2024·河北邢台二模)随着环保理念的深入，废弃塑料分选再循环利用可减少对资源的浪费。其中静电分选装置如图7所示，两极板带上等量异种电荷仅在板间形成匀强电场，漏斗出口与极板上边缘等高，到极板间距相等，a、b两类塑料颗粒离开漏斗出口时分别带上正、负电荷，经过分选电场后a类颗粒汇集在收集板的右端，已知极板间距为d，板长为L，极板下边缘与收集板的距离为H，两种颗粒的比荷均为k，重力加速度为g，颗粒进入电场时的初速度为零且可视为质点，不考虑颗粒间的相互作用和空气阻力，在颗粒离开电场区域时不接触极板但有最大偏转量，则( )
图7
右极板带正电
颗粒离开漏斗口在电场中做匀变速曲线运动
两极板间的电压值为
颗粒落到收集板时的速度大小为
二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)
9.下列说法正确的是( )
在液体表面层，分子间作用力表现为斥力
一切与热现象有关的宏观自然过程都不可逆
玻尔理论可以成功解释氦原子的光谱现象
电磁波在真空中传播时，它的电场强度E、磁感应强度B、波的传播方向两两垂直
10.(2024·江西九校协作体二模)如图8所示，在等腰直角三角形abc区域内存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，O点为ab边的中点，在O点处有一粒子源沿纸面内不同方向、以相同的速率v＝不断向磁场中释放相同的带正电的粒子，已知粒子的质量为m，电荷量为q，直角边ab长为2L。不计重力和粒子间的相互作用力，则( )
图8
从ac边射出的粒子在磁场中运动的最短时间为
从ac边射出的粒子在磁场中运动的最短时间为
粒子能从bc边射出的区域长度为L
粒子能从bc边射出的区域长度为L
11.(2024·山东济南模拟)如图9所示，质量为m1＝90 g的物块从距离地面高度为h＝19 m处自由下落，在下落到距离地面高度为h′＝14 m时，质量为m2＝10 g的子弹以v0＝10 m/s的水平速度瞬间击中物块并留在其中。重力加速度g＝10 m/s2，忽略空气阻力，下列说法正确的是( )
图9
子弹击中物块后瞬间，物块水平方向的速度大小变为1 m/s
子弹击中物块后瞬间，物块竖直方向的速度大小变为10 m/s
物块下落的总时间为2 s
物块下落的总时间为 s
12.足够长的两根平行等长的导轨弯折成正对的“ ”形，MN、M′N′部分水平且光滑，NP、N′P′部分竖直，如图10所示，导轨间距为L＝0.5 m，整个空间存在竖直向上、磁感应强度为B＝2 T的匀强磁场。质量为m＝0.2 kg、电阻为R＝0.5 Ω、长度也为L的金属棒ab放在导轨MN、M′N′上，另一根与ab完全相同的金属棒cd置于NP、N′P′的外侧，距NN′足够高。现给ab棒一个向左的初速度v0＝8 m/s，同时由静止释放cd棒，金属棒cd与NP、N′P′之间的动摩擦因数为μ＝0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，运动过程中两金属棒始终与导轨接触良好，重力加速度g取10 m/s2，则下列说法正确的有( )
图10
初始时金属棒cd受到的摩擦力为4 N
金属棒cd刚要开始运动时，金属棒ab向左移动的位移是0.8 m
金属棒cd刚要开始运动时，金属棒ab所受安培力的功率大小为16 W
当ab停止运动时，整个系统产生的热量为6.4 J
选择题满分练(三)
1.B
2.D [因线圈电阻为零，电路稳定时，线圈两端电压为零，电容器不带电；断开开关后，t＝0时刻线圈中电流最大，方向由b到a，为负方向，以后形成振荡电流，则电感线圈中电流i随时间t变化的图像为D，故D正确。]
3.B [根据题意可知，当向右调节滑动变阻器的滑片P，电流表的示数减小为零，说明此时光电管两端的电压为反向电压，则电源的右端为正极，故A错误；根据爱因斯坦光电效应方程可知，当增大入射光的频率时，光电子的最大初动能增大，而Ekm＝eUc，所以Uc将会变大，故B正确；若不改变入射光频率和电路，增大入射光强度，饱和光电流增大，频率不变，Uc将保持不变，故C错误；调换电源的极性(同时调整电压表)，保持光照不变，向右滑动滑片P的过程中，当电流达到饱和光电流后，电压增大，电流将保持不变，故D错误。]
4.C [根据全反射的条件可知，入射角θ的设计需要大于或等于全反射临界角，而全反射临界角与红外线的频率有关，A错误；根据全反射条件可知，前挡风玻璃的折射率要比雨水的折射率大，B错误；若前挡风玻璃外侧区域有油污，油污对红外线有折射作用，接收器Q接收到的光照强度变小，不下雨时雨刮器也可能自动启动，C正确；若光源P和接收器Q的距离变大了，根据几何关系可知，光源P发出的红外线在玻璃内传播斜射到N处的入射角变大，若入射角仍大于或等于全反射临界角，则接收器Q仍可以接收到红外线，雨刮器不会启动，D错误。]
5.B [鹊桥二号离开火箭时速度要大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，才能进入环月轨道，A错误；由开普勒第三定律＝k知，鹊桥二号在捕获轨道上运行的周期大于在环月轨道上运行的周期，B正确；在P点要由捕获轨道变轨到环月轨道，做近心运动，必须降轨减速，C错误；根据万有引力提供向心力知G＝ma，解得a＝，则经过A点的加速度比经过B点时小，D错误。]
6.C [当二者速度相等时，小物块B沿滑块A上滑的高度最大，设最大高度为h，系统水平方向动量守恒，以v0的方向为正方向，有mv0＝(m＋M)v，根据机械能守恒定律可知mv＝(m＋M)v2＋mgh，解得h＝1.2 m，故C正确。]
7.C [气体在a→b过程中因pV乘积变大，由＝C知温度升高，选项A错误；气体在b→c过程中因pV乘积变小，可知温度降低，内能减小，选项B错误；在p－V图像中，图像与坐标轴围成的面积等于气体对外做功，可知气体在a→b过程和b→c过程对外界做的功相等，选项C正确；气体在一次循环过程中从a到b再到c过程对外做功，从c到a过程外界对气体做功，整个过程中气体对外做功，且内能不变，则气体会从外界吸收热量，选项D错误。]
8.D [根据题意可知，正电荷所受电场力水平向右，则电场方向水平向右，右极板带负电，故A错误；由于颗粒进入电场时的初速度为零，在电场中受电场力和重力的合力保持不变，则颗粒离开漏斗口在电场中做匀变速直线运动，故B错误；设两极板间的电压值为U，水平方向上有q＝ma，＝at2，竖直方向上有L＝gt2，联立解得U＝，故C错误；颗粒离开电场时的水平速度为vx＝＝，离开电场后，水平方向做匀速直线运动，则颗粒落到收集板时的水平速度仍为vx；竖直方向上，颗粒一直做自由落体运动，颗粒落到收集板时的竖直速度为vy＝，则颗粒落到收集板时的速度大小为v＝＝，故D正确。]
9.BD [在液体表面层，分子间距离较大，分子间作用力表现为引力，因此产生液体表面张力，故A错误；根据热力学第二定律可知，一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性，是不可逆的，故B正确；玻尔理论只能成功解释氢原子的光谱现象，故C错误；电磁波是横波，每一处的电场强度和磁感应强度总是相互垂直的，且与波的传播方向垂直，故D正确。]
10.BD [由qvB＝m和v＝，联立解得r＝L，如图所示，
Od⊥ac，根据几何关系可知，Od＝L，对应从ac边射出的最短弦长，圆半径一定时，弦长越短其所对应的圆心角越小，即运动时间最短，轨迹对应的圆心角为60°，则最短时间tmin＝T，T＝＝，解得t＝，A错误，B正确；当粒子轨迹与ac边相切时与bc边交于e点，即从bc边射出的最高点，由几何关系可知Oe＝2L，则粒子能从bc边射出的区域eb的长度为L，C错误，D正确。]
11.AC
12.BC [初始ab棒产生的电动势E＝BLv0＝8 V，ab与cd组成闭合回路，电流为I＝＝8 A，两金属棒所受安培力大小为F＝BIL＝8 N，根据右手定则可知，通过cd的电流方向由d到c，根据左手定则，cd受向左的安培力，与导轨对cd棒的支持力平衡，其所受最大静摩擦力为Ffmax＝μFN＝μBIL＝4 N＞mg，故此时受到的静摩擦力大小为Ff＝mg＝2 N，故A错误；当cd棒刚要运动时有Ff＝μBI′L＝mg，I′＝＝，联立解得v＝4 m/s，从开始到cd棒刚要运动的过程，对金属棒ab，根据动量定理得－BLt＝mv－mv0，t＝q，q为该过程通过金属棒的电荷量，则有q＝t＝t＝＝，联立解得x＝0.8 m，故B正确；金属棒cd刚要开始运动时，金属棒ab所受安培力的功率大小为P＝F安v＝BI′Lv＝＝16 W，故C正确；根据功能关系，ab棒克服安培力所做的功等于减少的动能，则有＝mv＝6.4 J，而克服安培力所做的功等于回路产生的焦耳热，但cd棒下降过程中与导轨之间还有摩擦生热，所以整个系统产生的热量大于6.4 J，故D错误。]选择题满分练(四)
(分值：40分)
一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1.(2024·安徽卷，2)某同学参加户外拓展活动，遵照安全规范，坐在滑板上，从高为h的粗糙斜坡顶端由静止下滑，至底端时速度为v，已知人与滑板的总质量为m，可视为质点，重力加速度大小为g，不计空气阻力，则此过程中人与滑板克服摩擦力做的功为( )
mgh mv2
mgh＋mv2 mgh－mv2
2.大量处在激发态n的氢原子向基态跃迁时能向外辐射三种波长不同的光子，三种光子的波长分别为λ1、λ2、λ3，且有λ1＞λ2＞λ3，波长为λ1的光能使某种金属发生光电效应现象。则下列说法正确的是( )
n＝4
波长为λ3的光一定能使该金属发生光电效应现象
λ1＝λ2＋λ3
三种光复合而成的细光束由玻璃射入空气，入射角由0°逐渐增大时，波长为λ1的光先发生全反射
3.(2024·山东青岛高三期末)如图1所示，光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内，A端与水平面相切。穿在圆弧轨道上的小球在水平拉力F(图中未画出)的作用下，缓慢地由B向A运动，圆弧轨道对小球的弹力为FN。则在小球运动的过程中( )
图1
F增大，FN减小 F增大，FN增大
F减小，FN减小 F减小，FN增大
4.(2024·江苏镇江模拟)如图2所示，水平液柱封闭了烧瓶中的气体，外界大气压强保持不变。当气体温度变化后，液柱稍稍向右移动，下列关于烧瓶内气体的说法正确的是( )
图2
气体分子热运动的平均动能减少
单位面积上单位时间内气体分子的撞击次数变少
气体分子的密集程度变大
气体对外做功，同时气体对外放出热量
5.(2024·安徽合肥三模)如图3甲所示为一列沿x轴传播的简谐横波在t＝2 s时的波形图，P、Q是平衡位置分别位于x＝1.5 m和x＝2.75 m处的两个质点，质点P的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是( )
图3
波沿x轴正方向传播
波传播的速度大小为2 m/s
当P位于波谷时，质点Q的位移为3 cm
当P沿y轴负方向运动时，Q一定沿y轴正方向运动
6.一种平抛运动的实验游戏如图4所示，AB是内壁光滑的细圆管，被固定在竖直面内，B点的切线水平，让质量为m的小球(直径略小于细管的直径)从A点由静止释放，沿着管壁向下运动，达到B点时的速度方向水平向右，大小为v0，接着小球从B运动到C，已知AB的形状与抛物线BC的形状完全对称相同，重力加速度大小为g，下列说法正确的是( )
图4
A、C两点间的高度差为
A点的切线与水平方向的夹角为45°
小球从B到C重力的平均功率为mgv0
若小球从A到B的运动时间为t，则管壁对小球支持力的冲量大小为m
7.(2024·浙江嘉兴一模)如图5所示，将静电计与电容器(图中未画出)相连，可检测带电电容器的两极间的电压变化。带电静电计的金属指针和圆形金属外壳的空间内存在电场，分别用实线和虚线表示电场线和等势面，该空间内有P、Q两点，则( )
图5
静电计两根金属指针带异种电荷
图中实线表示电场线，虚线表示等势面
图中P点电势一定高于Q点电势
当静电计两指针张角减小时，表明电容器在放电
8.如图6所示为某建筑工地的传送装置，传送带倾斜固定在水平面上，以恒定的速率v0＝2 m/s逆时针转动，质量m＝1 kg的炭块无初速度放在传送带的顶端P，经时间t1＝0.2 s 炭块的速度达到2 m/s，此后再经过t2＝1.0 s的时间，炭块运动到传动带的底端Q，且到底端时的速度为v＝4 m/s。重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，则下列说法正确的是( )
图6
炭块从无初速度放在传送带的顶端P到运动到Q端，一直做匀变速直线运动
传送带与水平面的夹角为θ＝37°
传送带的长度为x＝2.4 m
炭块在传送带上留下的划痕的长度为1.2 m
二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)
9.(2024·四川绵阳高三月考)卫星A在地球的赤道平面内绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为r，运行的周期与地球的自转周期T0相同；卫星B绕地球的表面附近做匀速圆周运动；物体C位于地球的赤道上，相对地面静止，地球的半径为R。则有( )
卫星A与卫星B的线速度之比是
卫星A与物体C的向心加速度之比是
卫星B与物体C的向心加速度之比是1
地球表面的重力加速度是
10.如图7所示是某小型水电站的输电原理图，输出电压有效值恒定为U1＝100 V，输电线路的总电阻r＝1 Ω。两个变压器均为理想变压器，其中降压变压器的原、副线圆匝数比为9∶1。用户的负载可用滑动变阻器R表示。当R变化时，理想电压表和理想电流表示数变化的绝对值分别为ΔU和ΔI。已知水电站的输出功率为40 kW时，用户获得电压为220 V。则( )
图7
升压变压器的原、副线圈匝数比为1∶20
若用户数量减少，则电压表示数降低
当水电站输出功率为40 kW时，输电线路上损耗的功率为200 W
＝ Ω
11.(2024·四川成都模拟)如图8，在竖直平面内有一半径为R、圆心为O的圆形区域，在圆形区域内可以添加匀强电场或匀强磁场。一电荷量为－e、质量为m的电子从圆形区域边界上的A点沿半径AO方向以速度v0射入圆形区域，要使电子从圆形区域边界上的B点离开圆形区域，∠AOB＝120°，不计电子重力。下列说法正确的是( )
图8
可加磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里的匀强磁场
可加磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向外的匀强磁场
可加电场强度大小为，方向竖直向上的匀强电场
可加电场强度大小为，方向竖直向上的匀强电场
12.(2024·陕西宝鸡二模)如图9所示，两平行金属导轨由水平和弧形两部分组成，水平导轨窄轨部分间距为L，处在竖直向上、磁感应强度为2B的匀强磁场中，宽轨部分间距为2L，处在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。现将两根质量均为m的导体棒a、b分别静置在弧形导轨和水平宽轨上，导体棒a从距水平导轨h处静止释放。两金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好。两导体棒接入电路的电阻均为R，其余电阻不计，宽轨和窄轨都足够长，a棒始终在窄轨磁场中运动，b棒始终在宽轨磁场中运动，重力加速度为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是( )
图9
a棒刚进入磁场时，b棒的加速度水平向左
从a棒刚进入磁场到两棒达到稳定的过程中，b棒上产生的焦耳热为mgh
从a棒刚进入磁场到两棒达到稳定的过程中，通过b棒的电荷量为
从a棒进入磁场到两棒达到稳定的过程中，a、b棒与导轨所围线框的磁通量变化了
选择题满分练(四)
1.D [人在下滑的过程中，由动能定理可得mgh－Wf＝mv2－0，可得此过程中人与滑板克服摩擦力做的功为Wf＝mgh－mv2，故D正确。]
2.B [大量氢原子跃迁时向外辐射的光子种类为＝3，解得n＝3，A错误；由公式c＝λν，可知ν＝，又λ1＞λ2＞λ3，则有ν1<ν2<ν3，光电效应的发生条件是入射光的频率大于金属的极限频率，λ1的光能使某种金属发生光电效应现象，λ3的光一定能使该金属发生光电效应现象，B正确；由跃迁规律可知，光子λ3的能量一定等于光子λ1、λ2的能量之和，则有＝＋，则＝＋，C错误；由以上分析可知，三种光的折射率关系为n1
4.B [外界大气压强保持不变，可知气体发生等压变化，液柱稍稍向右移动，则气体的体积变大，根据＝可知，气体的温度升高，即气体分子热运动的平均动能增加，A错误；气体的体积变大，则气体分子的密集程度变小，C错误；气体分子热运动的平均动能增加，则气体分子热运动的平均速率变大，根据动量定理可知气体与烧瓶碰撞过程中的冲击力变大，但压强不变，可知单位面积上单位时间内气体分子的撞击次数变少，B正确；气体的体积变大，则气体对外做功，气体的温度升高，则气体内能增加，根据热力学第一定律可知气体从外界吸收热量，D错误。]
5.C [由图乙可知，t＝2 s时，质点P正沿y轴负方向运动，根据波动与振动的关系可知，波沿x轴负方向传播，故A错误；波传播的速度大小为v＝＝ m/s＝0.5 m/s，故B错误；将波形沿x轴负方向移动0.5 m的距离，可知此时P点在波谷，Q位移为y＝6sin(×2π)cm＝3 cm，故C正确；由于P、Q水平距离并不等于半波长的奇数倍，因此两质点的振动方向并不一定相反，故D错误。]
6.B [小球从A运动到B过程，根据动能定理有mgh＝mv，由于AB的形状与抛物线BC的形状完全对称相同，则A、C两点间的高度差为H＝2h＝，故A错误；小球从B到C过程，根据平抛运动规律有h＝gt2，tan θ＝，结合上述解得θ＝45°，由于AB的形状与抛物线BC的形状完全对称相同，则A点的切线与水平方向的夹角为45°，故B正确；小球从B到C重力的平均功率为P＝，结合上述解得P＝，故C错误；小球从A到B的运动过程，将管壁对小球支持力的冲量沿竖直方向与水平方向进行分解，根据动量定理有Ix＝mv0－0，Iy－mgt＝0，则管壁对小球支持力的冲量大小为I＝，解得I＝m，故D错误。]
7.D [依题意，静电计与电容器相连，由图可知静电计金属指针接在电容器的同一个极板上，金属外壳接在电容器的另一个极板上，所以两根金属指针带同种电荷。根据电场线从正电荷发出，到负电荷终止，可知图中虚线表示电场线，则实线表示等势线，故A、B错误；题中不知哪一个极板带正电，即不知道电场线的方向，所以P、Q两点电势的高低无法判断，故C错误；静电计两指针张角可以显示极板间的电压，当静电计两指针张角减小时，表明电容器极板间的电压减小，正在放电，故D正确。]
8.B [由题可知炭块在前0.2 s内的加速度a1＝＝ m/s2＝10 m/s2，在后1.0 s内的加速度a2＝＝ m/s2＝2 m/s2 ，则从无初速度放在传送带的顶端P到运动到Q端，炭块不是一直做匀变速直线运动，选项A错误；炭块在前0.2 s内根据牛顿第二定律有mgsin θ＋μmgcos θ＝ma1，在后1.0 s内有mgsin θ－μmgcos θ＝ma2，代入数据联立解得θ＝37°，μ＝0.5，选项B正确；传送带的长度为x＝t1＋t2＝3.2 m，选项C错误；在前0.2 s内炭块与传送带的相对位移x1＝v0t1－t1＝0.2 m，在后1.0 s内炭块与传送带的相对位移x2＝t2－v0t2＝1 m，因两部分有重叠，则炭块在传送带上留下的划痕的长度为1 m，选项D错误。]
9.BD [卫星绕地球做匀速圆周运动，根据＝m，解得v＝，则卫星A与卫星B的线速度之比为＝，故A错误；根据＝ma，解得a＝，卫星A与卫星B的向心加速度之比为＝，由于卫星A的周期等于地球自转周期，则卫星A的角速度等于地球自转角速度，根据a＝ω2r，可知卫星A与物体C的向心加速度之比＝，卫星B与物体C的向心加速度之比＝·＝·＝，故B正确，C错误；对于卫星A，有＝mr，根据＝mg，联立解得地球表面的重力加速度是g＝，故D正确。]
10.AD [用户获得的电压即降压变压器副线圈两端电压U4＝220 V，利用降压变压器匝数比为9∶1可得降压变压器原线圈电压为U3＝1 980 V，设此时输电线路中的电流为I2，电路的总功率为P＝40 000 W，即Ir＋U3I2＝P，解得I2＝20 A，故升压变压器副线圈两端的电压U2＝U3＋I2r＝2 000 V，故升压变压器原、副线圈匝数比为＝＝，故A正确；当用户减少时，R增大，I2减小，U3增加，电压表示数增加，故B错误；当输出功率为40 kW时，输电线路损耗的功率为P损＝Ir＝400 W，故C错误；由输电线路可知＝r＝1 Ω，又因为ΔI2＝ΔI，所以＝ Ω，故D正确。]
11.AC [若添加匀强磁场，由于电子带负电，要使电子从B点离开圆形区域，则添加磁感应强度方向垂直于纸面向里的匀强磁场，电子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，由几何关系得，电子做匀速圆周运动的半径r＝R，根据洛伦兹力提供向心力有ev0B＝m，解得B＝，故A正确，B错误；由于电子带负电，要使电子从B点离开圆形区域，可添加电场强度方向竖直向上的匀强电场，电子在电场力的作用下做类平抛运动，在水平方向有R＋Rsin 30°＝v0t，竖直方向有Rcos 30°＝·t2，联立解得E＝，故C正确，D错误。]
12.ACD [根据右手定则可知，a棒刚进入磁场时感应电流为逆时针方向，对b棒由左手定则可知其所受安培力水平向左，则加速度水平向左，故A正确；对a棒由机械能守恒定律有mgh＝mv，金属棒a进入磁场后切割磁感线产生感应电动势，回路中产生感应电流，金属棒b受安培力而运动切割磁感线，产生“反电动势”，当两棒达到稳定即各自产生的感应电动势大小相等时，设此时其速度分别为va、vb，则有2BLva＝B·2Lvb，解得va＝vb，对杆a、b分别应用动量定理有－2BL·q＝mva－mv1，B·2L·q＝mvb，联立以上各式解得va＝vb＝，通过b棒的电荷量为q＝，由能量守恒定律有mgh＝mv＋mv＋Q，解得Q＝mgh，则b棒上产生的焦耳热为Qb＝Q＝mgh，故B错误，C正确；根据q＝·Δt＝＝，可得两棒稳定的过程中磁通量的变化量ΔΦ＝q·2R＝，故D正确。]选择题满分练(五)
(分值：40分)
一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1.(2024·湖北武汉一模)离子烟雾报警器是一种常见且广泛使用的火灾报警设备。某离子烟雾报警器中装有放射性元素镅241，其半衰期为432.2年，衰变方程为Am→Np＋X＋γ。下列说法正确的是( )
夏天气温升高，镅241的衰变速度会变快
X是α粒子，具有很强的电离本领
镓237的比结合能比镅241的比结合能小
衰变前后核子总数不变，因此衰变前后总质量也不变
2.(2024·海南卷，5)商场自动感应门如图1所示，人走近时两扇门从静止开始同时分别向左、右平移，经4 s恰好完全打开，两扇门移动距离均为2 m，若门从静止开始以相同的加速度大小先匀加速运动后匀减速运动，完全打开时速度恰好为0，则加速度的大小为( )
图1
1.25 m/s2 1 m/s2 0.5 m/s2 0.25 m/s2
3.(2024·湖南长沙模拟)如图2所示，一装满水的长方体的玻璃容器，高度为a，上下两个面为边长为4a的正方形，底面中心O点放有一单色点光源，可向各个方向发射单色光。水面上漂浮一只可视为质点的小甲虫，已知水对该单色光的折射率为n＝，则小甲虫能在水面上看到点光源的活动区域面积为( )
图2
16a2 7πa2 9πa2 6.25a2
4.(2024·湖南衡阳二模)如图3甲所示，一质量为m、电荷量为q的正电荷从a点由静止释放，仅在电场力的作用下沿直线abc运动，其v－t图像如图乙所示。已知正电荷在b点处速率为v，斜率最大，最大值为k，在c点处的速率为v，斜率为0，则下列说法正确的是( )
图3
该正电荷在从a到c的运动过程中，电势能先减小后增大
b点的电场强度大小为，方向由b指向c
a、b之间的电势差Uab＝
从a到c电势逐渐升高，c点的电势最大
5.(2024·天津模拟)北京时间2023年7月20日21时40分，经过约8 h的出舱活动，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮密切协同，在空间站机械臂支持下，圆满完成出舱活动全部既定任务。已知核心舱组合体离地高度约391.9 km，地球质量为5.98×1024 kg，地球半径为6 400 km，引力常量取6.67×10－11 N·m2/kg2，以下说法正确的是( )
图4
航天员相对太空舱静止时，所受合外力为零
由于太空舱在绕地球做圆周运动，出舱后航天员会很快远离太空舱
航天员在8 h的出舱活动中，将绕地球转过周
航天员出舱后，环绕地球的速度约为7.7 km/s
6.(2024·广东湛江一模)在金沙湾海滨浴场，某同学测得一波源位于O处的海水水波(视为简谐横波)，某时刻沿x轴正方向传播到20 cm处，此时x轴上10 cm处的质点已振动0.2 s，质点P离O处60 cm，如图5所示，取该时刻为t＝0。下列说法正确的是( )
图5
质点P开始振动时的速度方向沿y轴正方向
该波的传播速度为1 m/s
经过0.9 s，质点P第一次到达波谷
在0～0.1 s时间内，x＝20 cm处的质点振动的速度逐渐增大
7.(2024·河北保定二模)如图6所示，排球场的宽为d，长为2d，球网高为，发球员在底线中点正上方的O点将排球水平击出，排球恰好擦着网落在对方场地边线上的E点，ED＝，不计空气阻力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是( )
图6
O点距地面的高度为
排球做平抛运动的时间为
排球击出时的速度大小为
排球着地时的速度大小为2
8.如图7甲所示，辘轳是古代民间提水设施，由卷筒、支架、井绳、水斗等部分构成。图乙为提水设施工作原理简化图，卷筒半径为R，某次从深井中汲取质量为m的水，并提升至高出水面H处的井口，假定出水面到井口转筒以角速度ω匀速转动，水斗出水面立即获得相同的速度并匀速运动到井口，则此过程中辘轳对水斗中的水做功的平均功率为( )
图7
二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)
9.利用变压器原理的无线充电简化原理图如图8所示。发射线圈的输入电压为220 V、匝数为1 100匝，接收线圈的匝数为50匝。若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%，忽略其他损耗，下列说法正确的是( )
图8
接收线圈的输出电压约为8 V
接收线圈与发射线圈中电流之比约为22∶1
发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同
穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同
10.(2024·山东临沂一模)一定质量的理想气体从状态A开始，经A→B、B→C、C→A三个过程后回到初始状态A，其p－V图像如图9所示，已知状态A的气体温度为TA＝200 K，下列说法正确的是( )
图9
状态B的气体温度为627 ℃
在A→B过程中，气体既不对外做功，外界也不对气体做功
在B→C过程中，气体对外做功1 200 J
在A→B→C→A一个循环过程中，气体向外界释放热量450 J
11.(2024·湖南长沙模拟)在如图10所示的电路中，变压器为理想变压器，电压表、电流表均为理想交流电表，R0、R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，在a、b两端输入正弦交流电压，将滑动变阻器滑片从最上端滑到最下端的过程中，下列说法正确的是( )
图10
电流表示数一直增大
电压表示数一直增大
a、b端输入功率一直增大
变压器的输出功率一直增大
12.地球的磁场是保护地球的一道天然屏障，它阻挡着能量很高的太阳风粒子直接到达地球表面，从而保护了地球上的生物。地球北极的磁场是沿竖直轴对称的非均匀磁场，如图11所示为某带电粒子在从弱磁场区向强磁场区前进时做螺线运动的示意图，不计带电粒子的重力，下列说法正确的是( )
图11
该带电粒子带正电
从弱磁场区到强磁场区的过程中带电粒子的速率不变
带电粒子每旋转一周沿轴线方向运动的距离不变
一段时间后该带电粒子可能会从强磁场区到弱磁场区做螺线运动
选择题满分练(五)
1.B [半衰期是由放射性元素本身决定的，与外界因素无关，故A错误；根据核电荷数和质量数守恒可知X是He，即α粒子，具有很强的电离本领，故B正确；自发的衰变过程中释放能量，原子核的比结合能增大，镓237的比结合能比镅241的比结合能大，故C错误；核反应释放能量，质量亏损，因此反应前后总质量会减小，故D错误。]
2.C [作出单扇感应门打开过程的v－t图像如图所示，根据v－t图像与坐标轴所围图形的面积表示位移可知，vm×4 s＝2 m，解得vm＝1 m/s，根据加速度的定义可知a＝＝0.5 m/s2，C正确。]
3.A [假设水面足够大，当入射角等于临界角时，在上表面能发生全反射，折射出光线的最大半径为r，光路图如图所示。
发生全反射时，sin C＝，由几何关系tan C＝，其中h＝a，代入数据解得r＝3a，水面的对角线长度为4a×＝4a<2r，因此在上表面能被光照亮的区域是整个水面，面积为16a2，故A正确。]
4.B [该正电荷由a到c的过程中，速度逐渐增大，电场力做正功，电势能逐渐减小，故A错误；由题图乙可知在b点时电荷的加速度为a＝k，所以b点的电场强度大小为E＝＝＝，电场力方向由a指向c，正电荷的电场强度方向跟电场力方向相同，b点的电场强度方向由b指向c，故B正确；对正电荷从a到b的过程，根据动能定理有qUab＝mv－mv，解得Uab＝，故C错误；沿着电场线的方向电势逐渐降低，从a到c电势逐渐降低，故D错误。]
5.D [航天员相对太空舱静止时，依然绕地球做圆周运动，所受合外力不为零，故A错误；由于太空舱在绕地球圆周运动，出舱后航天员在太空舱表面工作，随太空舱一起绕地球圆周运动，不会远离太空舱，故B错误；由万有引力提供向心力有＝mr，可得核心舱组合体的运行周期为T＝≈1.5 h，航天员在8小时的出舱活动中，将绕地球转过5周多，故C错误；由万有引力提供向心力有＝m，可得v＝≈7.7 km/s，故D正确。]
6.C [波沿x轴正方向传播，可知质点A起振方向沿y轴负方向，各个质点的起振方向均相同，故质点P起振时的速度方向沿y轴负方向，故A错误；根据题图可知波长为20 cm，此时x轴上10 cm处的质点已振动0.2 s，则周期为0.4 s，可知波的传播速度为v＝＝ m/s＝0.5 m/s，故B错误；根据波形图可知，质点P第一次到达波谷经过的时间t＝＝ s＝0.9 s，故C正确；在0～0.1 s时间内，x＝20 cm处的质点从平衡位置向波谷位置运动，速度逐渐减小，故D错误。]
7.A [排球做平抛运动的轨迹在地面上的投影为O′E，显然＝＝，所以排球在左、右场地运动的时间之比为1∶2，设排球做平抛运动的时间为3t，有H＝g(3t)2，＝g(3t)2－g(2t)2，解得H＝，3t＝，选项A正确，B错误；排球击出时的速度大小v0＝＝，选项C错误；排球着地时的速度大小v＝＝，选项D错误。]
8.A [水上升的速度为v＝Rω，水提升到井口对水做功为W＝mgH＋mv2＝mgH＋，所用时间为t＝＝，平均功率为P＝，联立解得，此过程中辘轳对水斗中的水做功的平均功率为P＝，故A正确。]
9.AC [根据＝可得接收线圈的输出电压约为U2＝8 V，故A正确；根据＝可得＝，故B错误；变压器是不改变其交变电流的频率的，故C正确；由于穿过发射线圈的磁通量与穿过接收线圈的磁通量大小不相同，所以穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的不相同，故D错误。]
10.BD [由A→B为等容变化，有＝，解得TB＝TA＝×200 K＝800 K，状态B的气体温度为tB＝(800－273)℃＝527 ℃，故A错误；在A→B过程中，气体体积没有发生变化，气体既不对外做功，外界也不对气体做功，故B正确；在B→C过程中，气体压强不变，体积减小，外界对气体做功为W1＝pB(VB－VC)＝4×105×(5－2)×10－3 J＝1 200 J，故C错误；在A→B→C→A一个循环过程中，温度不变，内能变化ΔU＝0，A→B过程，气体体积不变，做功为零，即W2＝0，B→C过程，外界对气体做功为W1＝1 200 J，C→A过程，气体对外界做的功等于图线与横坐标围成的面积W3＝×(1＋4)×105×3×10－3 J＝750 J，则有W＝W1＋W2－W3＝1200 J－750 J＝450 J，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可得Q＝ΔU－W＝0－450 J＝－450 J，气体向外界释放热量450 J，故D正确。]
11.AC [滑动变阻器的滑片从最上端滑到最下端的过程中，副线圈电路中的电阻减小，设副线圈电路中的电阻为R，则U＝I1R0＋I1R，当R减小时，I1增大，根据变流比可知，电流表的示数增大，A正确；R0两端的电压与电压表电压之和等于a、b两端的输入电压，R0两端的电压增大，因此电压表的示数减小，B错误；由P＝UI1可知，a、b端输入功率一直增大，C正确；变压器的输出功率P1＝UI1－IR0，由于P1与I1是非单调关系，因此不能判断变压器的输出功率是增大还是减小，D错误。]
12.ABD [粒子受到的洛伦兹力指向轨迹的内侧，根据左手定则可知粒子带正电，A正确；粒子只受洛伦兹力，由于洛伦兹力方向总是垂直于粒子的速度，所以其对粒子不做功，不改变粒子的速度大小，只改变粒子的速度方向，故带电粒子的速率保持不变，B正确；对在匀强磁场中做匀速圆周运动的带电粒子，洛伦兹力提供向心力，则有qvB＝m，又T＝，解得T＝，显然随磁感应强度的增强，粒子运动周期变小，可知带电粒子每旋转一周的时间变短，结合题图可知，带电粒子所受洛伦兹力存在竖直向上的分量，所以带电粒子沿轴线的速度逐渐减小，结合位移时间公式定性分析可知，带电粒子每旋转一周沿轴线方向运动的距离逐渐减小，C错误；结合C项分析可知，当带电粒子竖直向下的分速度减为0时，其所受洛伦兹力斜向上，又开始向上运动，即从强磁场到弱磁场做螺线运动，D正确。]选择题满分练(一)
(分值：40分)
一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1.(2024·浙江杭州二模)如图1，S为单色光源，M为一水平放置的平面镜。S发出的光一部分直接照在竖直光屏上，另一部分通过平面镜反射在光屏上，这样在屏上可以看到明暗相间的条纹。设光源S到平面镜和光屏的距离分别为a和l，相邻两条亮纹(或暗纹)间距离为Δx，则光的波长λ为( )
图1
2.(2024·山东泰安一模)如图2所示，某运动员在足球场上进行“带球突破”训练。运动员沿边线将足球向前踢出，足球沿边线运动，为控制足球，又向前追上足球，下列可能反映此过程的v－t图像和x－t图像是( )
图2
A B C D
3.(2024·河北保定一模)如图3，质量为0.2 kg的小球A在水平力F作用下，与四分之一光滑圆弧形滑块B一起静止在地面上，小球球心跟圆弧圆心连线与竖直方向夹角θ＝60°，g取10 m/s2。则以下说法正确的是( )
图3
B对A的支持力大小为2 N
水平地面对B的摩擦力方向水平向右
增大夹角θ，若A、B依然保持静止，F减小
增大夹角θ，若A、B依然保持静止，地面对B的支持力减小
4.(2024·山东临沂一模)1905年，爱因斯坦获苏黎世大学物理学博士学位，并提出光子假设，成功解释了光电效应，因此获得1921年诺贝尔物理学奖。如图4所示，金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为vm。正对M放置一金属网N，在M、N之间加恒定电压U。已知M、N间距为d(远小于板长)，电子的质量为m，电荷量为e，则( )
图4
M、N间距离增大时电子到达N的动能也增大
只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能mv＋eU
电子从M到N过程中y方向最大位移为vmd
M、N之间的遏止电压等于
5.(2024·湖南长沙模拟)人类发现并记录的首颗周期彗星——哈雷彗星在2023年12月初抵达远日点后开始掉头，踏上归途。已知哈雷彗星大约每76年环绕太阳一周，如图5所示为地球、哈雷彗星绕太阳运动的示意图，哈雷彗星轨道是一个很扁的椭圆，在近日点与太阳中心的距离为r1，在远日点与太阳中心的距离为r2，若地球的公转轨道可视为半径为R的圆轨道，则下列说法正确的是( )
图5
哈雷彗星在近日点与远日点的速度大小之比为
哈雷彗星在近日点与远日点的加速度大小之比为
哈雷彗星大约将在2071年左右再次离太阳最近
哈雷彗星的轨道参数与地球轨道参数间满足≈18
6.(2024·天津和平二模)一实验小组使用如图6所示的装置探究力和运动的关系，P是位于光滑水平轨道上的滑块，用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳将P与钩码Q相连，Q的质量为m，开始时用手托住Q，绳子处于拉直状态，释放Q后两物体由静止开始运动的过程中(P未与滑轮相碰)，P与滑轮间的绳子是水平的，以下对实验规律描述中正确的是( )
图6
P受到轻绳的拉力大小等于Q的重力mg
Q减小的重力势能等于P增加的动能
若P与滑轮间的绳子不水平，P也能做匀变速直线运动
某段时间内，Q的重力冲量大小大于P的动量增加量
7.(2024·广东广州高三期末)阿尔法磁谱仪是目前在太空运行的一种粒子探测器，其关键的永磁体系统是由中国研制的。如图7，探测器内边长为L的正方形abcd区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，当宇宙中带电荷量为＋q的粒子从ab中点O沿纸面垂直ab边射入磁场区域时，磁谱仪记录到粒子从ad边射出，则这些粒子进入磁场时的动量p满足( )
图7
qBL≤p≤ ≤p≤qBL
≤p≤ p≤或p≥
8.如图8所示，在磁感应强度大小为0.2 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在宽度为0.2 m的平行金属导轨上以5 m/s的速度沿导轨向右匀速滑动，电阻R的阻值为2 Ω，其他电阻不计。金属杆始终与导轨垂直且接触良好，下列说法正确的是( )
图8
通过电阻R的电流方向为c→a
通过电阻R的电流为0.2 A
1 s内，电阻R产生的热量为4×10－3 J
若磁感应强度为0.4 T，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为0.4 V
二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)
9.(2024·河南新乡二模)如图9所示，理想变压器原线圈接电压u＝12sin(100πt)V的交流电源，原、副线圈的匝数比n1∶n2＝2∶1，副线圈上接一定值电阻R0与电动机，电动机的内阻RM＝1 Ω，定值电阻R0＝2 Ω。下列说法正确的是( )
图9
电动机消耗的最大功率为4.5 W
原线圈上电流为3 A时，电动机消耗功率最大
若把电动机换成滑动变阻器(0～5 Ω)，滑动变阻器消耗的最大功率也为4.5 W
若把电动机换成滑动变阻器(0～5 Ω)，当R0与滑动变阻器阻值相等时，R0的功率最大
10.(2024·福建卷，7)如图10甲所示，物体置于足够长光滑斜面上并锁定，t＝0时刻解除锁定，并对物体沿斜面施加如图乙所示变化的力F，以沿斜面向下为正方向，下列说法中正确的是( )
图10
0～4t0，物体一直沿斜面向下运动
0～4t0，合外力的总冲量为0
t0时动量是2t0时的一半
2t0～3t0过程物体的位移小于3t0～4t0过程的位移
11.(2024·山东押题卷)一列简谐横波沿x轴传播，t＝2 s时的波形图如图11(a)所示，在波的传播方向上有两质点P、Q，平衡位置的横坐标分别为xP＝2 m、xQ＝5 m，P的振动图像如图(b)所示。下列说法正确的是( )
图11
该波的波速为4 m/s
波沿x轴负方向传播
t＝5 s时质点Q位于平衡位置且向下振动
1～5.5 s内质点P经过的路程为(50－5)cm
12.(2024·重庆模拟预测)质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上，钢板处于平衡状态。一质量也为m的物块从钢板正上方高为h的A处由静止释放，落在钢板上并与钢板一起向下运动x0后到达最低点B，已知重力加速度为g，空气阻力不计。则( )
图12
物块和钢板不可能在弹簧压缩时分离
从物块释放到最低点的过程中，物块、钢板和弹簧组成的系统机械能守恒
物块和钢板一起运动到最低点B过程中，弹簧弹性势能的增加量为mg
物块和钢板一起运动到最低点B的过程中，物块对钢板做的功为mgx0
选择题满分练(一)
1.B [根据题意可知，光源到屏的距离可以看作双缝到屏的距离l，光源S与平面镜中虚像S′的间距看作双缝的间距d，则有d＝2a，由Δx＝λ，可得λ＝，故B正确。]
2.C [足球沿边线在摩擦力的作用下做匀减速直线运动，速度越来越小；运动员为了追上足球做加速运动，速度越来越大。v－t图像与坐标轴的面积表示位移，当运动员追上足球时，运动员和足球的位移相同，v－t图像与坐标轴围成的面积相同，故A、B错误；x－t图像的斜率表示速度，足球做减速运动，足球的x－t图像斜率逐渐减小，运动员向前追赶足球，做加速运动，运动员的x－t图像斜率逐渐增大，当运动员追上足球时，足球和运动员在同一时刻到达同一位置，足球和运动员的x－t图像交于一点，故C正确，D错误。]
3.B [对A受力分析，如图所示，根据平衡条件，B对A的支持力FN＝＝
4 N，故A错误；对A、B整体受力分析，在水平方向，根据平衡条件，摩擦力与水平力F等大反向，即摩擦力水平向右，故B正确；对A受力分析，则F＝mgtan θ，增大夹角θ，若A、B依然保持静止，F增大，故C错误；对A、B整体受力分析，在竖直方向，根据平衡条件，支持力与A、B的重力二力平衡，大小相等，即地面对B的支持力不变，故D错误。]
4.C [M、N间距离增大时，由于M、N间的电压不变，电场力对电子做功不变，则电子到达N的动能并不会随着距离的增大而增大，故A错误；电子从M到N运动过程，根据动能定理可得eU＝mv－mv，可知无论从哪个方向逸出的电子到达N时的最大动能均为mv＝mv＋eU，故B错误；当电子从M板沿y方向逸出，且速度最大时，电子从M到N过程中y方向位移最大，则有ym＝vmt，沿x方向有d＝at2，a＝，联立可得ym＝vmd，故C正确；设M、N之间的遏止电压为Uc，根据动能定理可得－eUc＝0－mv，解得Uc＝，故D错误。]
5.B [根据开普勒第二定律，取时间微元Δt，结合扇形面积公式可得v1Δtr1＝v2Δtr2，解得＝，A错误；由牛顿第二定律可得，在近日点时，＝ma1，在远日点时，＝ma2，联立解得＝，B正确；由题中信息可知，哈雷彗星将在2023＋(76÷2)＝2061年左右回到近日点，C错误；根据开普勒第三定律＝k，得＝，则有a＝R≈18R，又半长轴a＝，则≈36，D错误。]
6.D [P、Q整体做匀加速直线运动，设轻绳拉力为T，加速度为a，对Q有mg－T＝ma，则T＝mg－ma，可见P受到轻绳的拉力大小小于Q的重力mg，故A错误；根据能量守恒定律可知Q减小的重力势能等于P增加的动能与Q增加的动能之和，故B错误；若P与滑轮间的绳子不水平，因运动过程绳子与水平方向夹角不断变化，所以P不能做匀变速直线运动，故C错误；某段时间t内，对Q，由动量定理有mgt－Tt＝mv，对P，Tt＝mPv，联立得mgt＝mPv＋mv，可见Q的重力冲量大小大于P的动量增加量，故D正确。]
7.C [粒子从ad边射出的临界轨迹如图所示，带电荷量为＋q的粒子进入磁场，洛伦兹力提供向心力qvB＝，解得r＝＝，粒子从a点射出时，由几何关系可得最小半径为r1＝；粒子从d点射出时，由几何关系可得L2＋＝r，解得最大半径为r2＝，粒子从ad边射出的半径满足≤r≤，故粒子进入磁场时的动量p满足≤p≤，故C正确。]
8.D [根据右手定则，通过电阻R的电流方向为a→c，故A错误；金属杆产生的电动势为E＝BLv＝0.2×0.2×5 V＝0.2 V，通过电阻R的电流为I＝＝ A＝0.1 A，故B错误；1 s内，电阻R产生的热量为Q＝I2Rt＝0.12×2×1 J＝0.02 J，故C错误；MN中产生的感应电动势变为E′＝B′Lv＝0.4×0.2×5 V＝0.4 V，故D正确。]
9.AC [副线圈两端电压为U2＝U1，将n1∶n2＝2∶1和U1＝12 V代入上式解得U2＝6 V，电动机消耗的功率PM＝U2I2－IR0，当I2＝＝1.5 A时电动机消耗的功率最大，即PM＝＝4.5 W，由于是理想变压器，所以＝，电动机消耗功率最大时，原线圈上电流为I1＝0.75 A，故A正确，B错误；把电动机换成滑动变阻器，滑动变阻器消耗的功率为P＝U2I2－IR0，滑动变阻器消耗的最大功率跟电动机消耗的最大功率相同，故C正确；R0上的功率为P＝IR0，当电流最大时，定值电阻R0的功率最大，即滑动变阻器的阻值为零时，R0上的功率最大，故D错误。]
10.AD [沿斜面方向，物体受到重力沿斜面向下的分力mgsin θ和F，分阶段分析，由牛顿第二定律可知，在0～t0和2t0～3t0阶段，物体的加速度大小为3gsin θ，方向沿斜面向下，在t0～2t0和3t0～4t0阶段，物体的加速度大小为gsin θ，方向沿斜面向上，可以画出物体运动的v－t图像如图所示。
由v－t图像可知，物体先沿斜面向下加速后沿斜面向下减速，再沿斜面向下加速后沿斜面向下减速，物体一直沿斜面向下运动，A正确；全过程中，对物体由动量定理结合v－t图像得合外力的总冲量大小为4mgt0sin θ，B错误；由v－t图像可知t0时的动量为2t0时的1.5倍，C错误；由v－t图像与t轴围成的面积表示位移可知，2t0～3t0过程比3t0～4t0过程的位移小，D正确。]
11.BD [由题图(a)可知波长λ＝4 m，由题图(b)可知周期T＝4 s，可得波速v＝＝1 m/s，A错误；由题图(b)可知t＝2 s时质点P的振动方向向下，由波的传播方向与质点振动方向的关系可知波沿x轴负方向传播，B正确；由题图(a)可知t＝ 2 s时，质点Q位于波峰，t＝5 s时质点Q位于平衡位置且向上振动，C错误；1～5 s内，质点P经过的路程为s1＝4A＝40 cm，t＝5 s时质点P位于波峰，根据图(b)可知t＝5.5 s时质点P的位移为x＝5 cm，则1～5.5 s内质点P经过的路程为s＝s1＋A－x＝(50－5)cm，D正确。]
12.AC [物块和钢板到达最低点B后，将向上先做加速度减小的加速运动，运动至向上的弹力大小等于二者重力大小的位置速度最大，然后合力向下，做加速度增大的减速运动，当弹簧恢复至原长时速度还未减为0，下一刻弹簧被拉伸，钢板会受到拉力，加速度大于物块的加速度，物块和钢板开始分离。若弹簧还未恢复至原长，物块和钢板速度已经减为0，物块和钢板始终没有分离，所以物块和钢板不可能在弹簧压缩时分离，故A正确；由于物块与钢板碰撞过程存在机械能损失，则从物块下落到一起运动到最低点的过程中，物块、钢板和弹簧组成的系统机械能不守恒，故B错误；物块下落h过程，做自由落体运动，有2gh＝v，物块与钢板碰撞过程，根据动量守恒定律可得mv0＝2mv，解得碰撞后的速度为v＝，物块和钢板一起运动到最低点B过程中，根据能量守恒定律可得×2mv2＋2mgx0＝ΔEp，可得弹簧弹性势能的增加量为ΔEp＝mg(＋2x0)，故C正确；根据功能关系可知物块和钢板一起运动到最低点B的过程中，物块对钢板做的功为W＝mgx0＋mv2＝mg(x0＋h)，故D错误。]
