统考版2024届高考物理二轮专项分层特训卷第三部分模拟综合练4

这是一份统考版2024届高考物理二轮专项分层特训卷第三部分模拟综合练4，共7页。试卷主要包含了选择题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一个选项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
14．我国自主三代核电华龙一号中核集团福清核电6号机组并网成功，向电网送出第一度电，成为全球第三台、我国第二台华龙一号并网发电机组．核反应堆中一种典型的核反应方程为 eq \\al(\s\up1(235),\s\d1(92)) U＋ eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(0)) n―→ eq \\al(\s\up1(144),\s\d1( x)) Ba＋ eq \\al(\s\up1(89),\s\d1(36)) Kr＋y eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(0)) n，下列说法正确的是( )
A．方程中x＝56，y＝4
B．铀核的链式反应中可用重水吸收中子控制反应速度
C．一个 eq \\al(\s\up1(235),\s\d1(92)) U原子核中中子数比质子数多143个
D．三种原子核的结合能从大到小的顺序为 eq \\al(\s\up1(235),\s\d1(92)) U、 eq \\al(\s\up1(144),\s\d1( x)) Ba、 eq \\al(\s\up1(89),\s\d1(36)) Kr
15．[2023·山东临沂临沭一中4月检测]两金属小球A、B用一轻质弹簧连接，球A用轻绳悬挂于O点，在水平拉力F的作用下，两小球处于如图所示的位置，此时轻绳与竖直方向的夹角为30°.现将力F逆时针缓慢转动30°，在此过程中，轻绳与竖直方向的夹角不变．下列说法正确的是( )
A．轻绳的拉力先减小后增大B．A、B两小球的距离增大
C．力F先减小后增大D．弹簧与竖直方向的夹角增大
16.
水平光滑绝缘细杆上O点的正上方固定一带电荷量为＋Q的正点电荷，a、b、c为细杆上O点左侧三点，且ab＝bc.现将一穿在细杆上的带正电的小球从O点左侧附近由静止释放，小球经过a、b、c三点时的电势能分别为Epa、Epb、Epc，加速度分别为aa、ab、ac.忽略小球带电荷量对电场分布的影响，下列关系式一定正确的是( )
A．Epa>Epb>EpcB．Epa－Epb>Epb－Epc
C．aa＝ab＝acD．aa>ab>ac
17．如图，辛丑年农历除夕神舟十三号航天员在遥远的中国空间站向祖国和人民送上了新春的祝福．下列相关说法正确的是( )
A．在空间站中宇航员所受的重力为零
B．宇航员在空间站中“静止”不动时处于平衡状态
C．空间站绕地球运动经远地点时的速度小于7.9km/s
D．空间站绕地球运动经远地点时的加速度大于9.8m/s2
18．如图所示，半径为R的光滑半圆形轨道竖直放置，在最低点和光滑的水平面平滑连接，质量为m的滑块在水平面上向右运动，冲上圆弧轨道，圆弧轨道最低点安装有压力传感器．设滑块沿圆弧轨道上滑的最大高度为h，滑块第一次经过半圆轨道最低点时压力传感器的示数为F，重力加速度为g，则下列图象可能正确的是( )

19．第24届冬季奥林匹克运动会，即2022年北京冬季奥运会，是由我国举办的国际性奥林匹克赛事，于2022年2月4日开幕，2月20日闭幕．某滑雪场滑道的示意图如图所示，某运动员从助滑道某位置由静止开始下滑，到达O点时起跳，沿与水平方向成α＝37°角的方向跳入空中，恰从B点沿与竖直方向成α＝37°角的方向落在下方雪道上．已知O、B两点的高度差为35m，重力加速度g＝10m/s2，运动员在空中运动时可视为质点，忽略空气阻力的作用，sin37°＝0.6.下列说法正确的是( )
A．运动员起跳后瞬间的速度大小为25m/s
B．运动员在空中运动的时间为6s
C．O、B两点间的水平距离为120m
D．运动员落到B点时的速度大小为40m/s
20.
如图所示，在水平桌面上放置一正三角形线框abc，边长为L，线框处在与桌面成60°角斜向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，ac边与磁场在水平方向的分量垂直，从a点通入大小恒定的电流，从c点流出，通入电流大小为I时，线框恰能静止．已知线框由粗细均匀的同种导线制成，线框总质量为m＝eq \f(BIL,g)，g为重力加速度，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则( )
A．通入电流为I时，线框受到的摩擦力大小为eq \f(\r(3),2)BIL
B．线框与桌面间的动摩擦因数为eq \r(3)
C．若磁场方向垂直桌面向下，通入电流为eq \r(5)I时线框能静止
D．若磁场方向垂直桌面向下，通入电流为2I时线框能静止
21．如图所示，在水平桌面上竖直放置一边长为L的正方形匀质金属线框abcd(表面涂有绝缘漆)，线框质量为m、电阻为R，在外力作用下使框做“翻跟头”运动，即框先以ab边为轴顺时针翻转90°，然后以cd边为轴顺时针翻转180°，再以ab边为轴顺时针翻转180°，……如此不断重复，转到竖直和水平时位置分别记为①、②、③、④、⑤、…翻转过程中，金属框始终处于垂直桌面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，金属框不打滑，并保持角速度大小恒为ω，空气阻力不计，重力加速度为g.则下列说法正确的是( )
A．由①位置到②位置过程中线框内的电流沿abcda方向
B．由①位置到②位置过程中，外力对框做的功为eq \f(2ωB2L4,πR)－eq \f(1,2)mgL
C．线框到达③位置时a、b两点的电势差为eq \f(3,4)BL2ω
D．线框由②位置到③位置过程中流过ab边的电荷量为零
二、实验题(本题共2小题，共15分)
22．(5分)[2023·北京房山区5月模拟]某小组的同学做“测量电源的电动势和内阻”的实验．被测电源的电动势约为1.5V，内阻约为1.0Ω.实验室提供了如图所示甲、乙两种电路图，已知实验室除待测电源、开关、导线外，还有下列器材可供选用．
电流表A1：量程为0～6mA，内阻约12.5Ω
电流表A2：量程为0～0.6A，内阻约0.125Ω
电流表A3：量程为0～3A，内阻约0.025Ω
电压表V：量程为0～3V，内阻约3kΩ
滑动变阻器R：0～20Ω，额定电流2A
(1)为了实验更精确，电路图应该选择________(填“甲”或“乙”).
(2)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用________(填写仪器的字母代号).
(3)正确连接电路并测量后，该组同学根据所获得的6组实验数据，在坐标纸上绘制的路端电压U随电流I变化的图线，如图丙所示，则被测电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(结果保留到小数点后2位)
(4)由于电表内阻的影响，电压表和电流表的测量值可能与“电源两端电压”和“流过电源的电流”存在一定的偏差，下列分析正确的是________．
A．电压表测量值偏大B．电流表测量值偏小
C．电流表测量值偏大D．电压表测量值偏小
23．(10分)[2023·北京朝阳一模]为了验证机械能守恒定律，某学习小组用如图1所示的气垫导轨装置(包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条)进行实验．在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ，并连接数字计时器；用刻度尺分别测量A、B点到水平桌面的高度h1、h2.
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d时，游标卡尺的示数如图2所示，则d＝______mm.
(2)某次实验中，测得滑块通过光电门Ⅰ的时间Δt1＝0.026s，则滑块通过光电门Ⅰ的瞬时速度v1＝________m/s(保留两位有效数字).
(3)将滑块从光电门Ⅰ左侧某处由静止开始释放，测出滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间分别为Δt1和Δt2.在误差允许范围内，若h1－h2＝________________________________________________________________________
(用d、Δt1、Δt2以及重力加速度g表示)，则可认为滑块下滑过程中机械能守恒．
(4)另一小组的同学想用如图3所示的装置做此实验．在实验前通过垫木平衡了小车所受的阻力．该小组同学认为，平衡阻力后小车和砂桶系统的机械能是守恒的，你是否同意？并说明理由________________________________________________________________________
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模拟小卷练4 （8＋2实验）
14．解析：根据核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒可知x＝56，y＝3，A错误．铀核的链式反应中，常用的慢化剂有石墨、重水和普通水，用镉棒吸收中子控制反应速度，B错误．一个eq\a\vs4\al( eq \\al(\s\up1(235),\s\d1(92)) U)原子核中核子总数为235个，质子数为92个，可知中子数为143个，中子数比质子数多51个，C错误．质量数越大，原子核的结合能越大，所以三种原子核的结合能从大到小的顺序应为eq \\al(\s\up1(235),\s\d1(92))U、 eq \\al(\s\up1(144),\s\d1( x)) Ba、 eq \\al(\s\up1(89),\s\d1(36)) Kr，D正确．
答案：D
15．解析：对A、B整体受力分析，如图甲所示，绳与竖直方向夹角不变，则轻绳拉力T方向不变，现将力F逆时针缓慢转动30°（此时力F与轻绳拉力T垂直），则此过程中，轻绳拉力T减小，力F减小至最小，故A、C错误；对A小球受力分析，如图乙所示，其受轻绳拉力T方向不变，而拉力T变小，其处于动态平衡状态，则可知F弹与竖直方向夹角增大，即弹簧与竖直方向的夹角增大，根据胡克定律F弹＝kx可知，弹簧伸长量x减小，即A、B两小球间的距离减小，故B错误，D正确．
答案：D
16．解析：由正点电荷周围电场、电势的分布特点可知，离正点电荷越远，电势越低，即φa>φb>φc，又小球带正电，则在a、b、c三点的电势能大小关系为Epa>Epb>Epc，A正确．小球在O点受到的电场力沿水平方向的分力为零，在无穷远处受到沿水平方向的电场力也为零，小球从O点左侧附近运动到无穷远处的过程中，受到电场力沿水平方向的分力先增大后减小，无法确定从a到b和从b到c电场力的变化情况，则B、C、D错误．
答案：A
17．解析：在空间站中宇航员仍受重力的作用，故A错误；宇航员在空间站中“静止”是相对空间站来讲，宇航员在围绕地球做圆周运动，有向心加速度，所以宇航员不是处于平衡状态，故B错误；7.9km/s是围绕地球做圆周运动的最大速度，当空间站绕地球运动经远地点时，根据Geq \f(Mm,r2)＝meq \f(v2,r)，得v＝eq \r(\f(GM,r))，可知远地点所在的圆形轨道速度小于7.9km/s，而空间站绕地球运动经远地点时在做近心运动，所以空间站绕地球运动经远地点时的速度小于远地点所在的圆形轨道速度，可得空间站绕地球运动经远地点时的速度小于7.9km/s，故C正确；在地球表面的重力加速度为9.8m/s2，根据Geq \f(Mm,r2)＝ma得a＝eq \f(GM,r2)，可知空间站绕地球运动经远地点时的加速度小于9.8m/s2，故D错误．
答案：C
18．解析：滑块在轨道最低点有F－mg＝meq \f(v2,R)，当滑块沿轨道上升的高度h≤R时，沿轨道上滑过程根据动能定理有－mgh＝0－eq \f(1,2)mv2，联立解得h＝eq \f(FR,2mg)－eq \f(R,2)；当滑块沿轨道上升的高度R答案：B
19．解析：设运动员起跳后瞬间速度为v，在空中运动的时间为t，运动员起跳后在空中做斜上抛运动，在竖直方向上有h＝－vtsinα＋eq \f(1,2)gt2，在B点的速度关系为tanα＝eq \f(vcsα,－vsinα＋gt)，联立解得t＝5s，v＝30m/s，故xOB＝vtcsα＝120m，vB＝eq \f(vcsα,sinα)＝40m/s，综上C、D正确．
答案：CD
20．解析：磁感应强度垂直桌面方向的分量大小为B⊥＝Bsin60°，从a点通入大小为I的电流时，流过ac的电流为eq \f(2,3)I，流过ab和bc的电流为eq \f(1,3)I，水平方向线框所受安培力的合力为FA＝eq \f(2,3)IB⊥L＋eq \f(1,3)IB⊥L＝eq \f(\r(3),2)BIL，等于线框所受静摩擦力的大小．磁感应强度沿桌面方向的分量大小为B∥＝Bcs60°，竖直方向上线框所受支持力为FN＝mg－eq \f(2,3)IB∥L－eq \f(1,3)IB∥L＝mg－eq \f(1,2)BIL＝eq \f(1,2)BIL，则线框与桌面间的动摩擦因数为μ＝eq \r(3)，A、B正确．结合所求线框与桌面间的动摩擦因数可得C、D错误．
答案：AB
21．解析：线框由①位置到②位置过程中由楞次定律可知，流过线框的电流沿abcda方向，A正确．线框由①位置到②位置过程中，安培力做的功在数值上等于线框产生的热量，即WA＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(BL2ω,\r(2)R)))eq \s\up12(2)×R×eq \f(π,2ω)＝eq \f(πωB2L4,4R)，由动能定理有W＋eq \f(1,2)mgL－WA＝0，解得W＝eq \f(πωB2L4,4)－eq \f(1,2)mgL，B错误．线框到达③位置时a、b两点的电势差Uab＝eq \f(3,4)BL2ω，C正确．线框由②位置到③位置过程中流过ab边的电荷量q＝eq \(I,\s\up6(－))t＝eq \f(\(E,\s\up6(－)),R)t＝eq \f(ΔΦ,R)，故q＝eq \f(BL2,R)，D错误．
答案：AC
22．解析：（1）电源内阻较小，为了实验更精确，电路图应该选择甲．（2）电流表选择A2，图中滑动变阻器电阻为0～20Ω，分析可知，A1的量程太小，而A3的量程又太大了．（3）被测电源的电动势就是图线与纵轴交点的坐标，故E＝1.48V，内阻就是图线的斜率的绝对值，故r＝eq \f(1.48－1.0,0.58)Ω＝0.83Ω.（4）对于甲电路来说，电压表接在电源两端，故电压表测量的是电源的路端电压，它是准确的，电流表应该测通过电源的电流，实际是测通过变阻器的电流，其值偏小，故选项B正确．
答案：（1）甲 （2）A2 （3）1.48 0.83 （4）B
23．解析：（1）游标卡尺的读数为d＝5mm＋2×0.1mm＝5.2mm
（2）滑块通过光电门Ⅰ的速度v1＝eq \f(d,Δt1)＝eq \f(5.2×10－3,0.026)m/s＝0.20m/s
（3）滑块沿光滑的斜面下滑过程机械能守恒，需要通过光电门测量通过滑块运动的速度v＝eq \f(d,Δt)
滑块下滑过程中机械能守恒，减少的重力势能转化为动能mg（h1－h2）＝eq \f(1,2)mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) －eq \f(1,2)mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ＝eq \f(1,2)meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(d,Δt2)))eq \s\up12(2)－eq \f(1,2)meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(d,Δt1)))eq \s\up12(2)整理化简得g（h1－h2）＝eq \f(1,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(d,Δt2)))eq \s\up12(2)－eq \f(1,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(d,Δt1)))eq \s\up12(2)
h1－h2＝eq \f(d2,2g)eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(1,（Δt2）2)－\f(1,（Δt1）2)))
（4）不同意．小车和砂桶组成的系统机械能不守恒．挂上砂桶后，小车在沿长木板下滑的过程中，所受的阻力对系统做功，使得小车和砂桶系统不再满足机械能守恒的条件，即“只有系统内的重力和弹力做功”．因此小车和砂桶组成的系统机械能不守恒．（通过“小车下滑过程中，阻力做功使小车和砂桶系统的一部分机械能转化为内能，引起机械能减少”说明亦可．）
答案：（1）5.2 （2）0.20 （3）eq \f(d2,2g)eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(1,（Δt2）2)－\f(1,（Δt1）2)))
（4）不同意．小车和砂桶组成的系统机械能不守恒．挂上砂桶后，小车在沿长木板下滑的过程中，所受的阻力对系统做功，使得小车和砂桶系统不再满足机械能守恒的条件，即“只有系统内的重力和弹力做功”．因此小车和砂桶组成的系统机械能不守恒．（通过“小车下滑过程中，阻力做功使小车和砂桶系统的一部分机械能转化为内能，引起机械能减少”说明亦可．）