高考物理二轮复习专项分层特训模拟小卷练5含答案

这是一份高考物理二轮复习专项分层特训模拟小卷练5含答案，共12页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题等内容，欢迎下载使用。

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.[2022·江苏冲刺卷]北京冬奥会的雪花形主火炬由96块小雪花和6个橄榄枝组成．关于雪花的下列说法正确的是( )
A．一片雪花大约由1 000个水分子组成
B．雪花融化成的水是液态的晶体
C．雪花是水蒸气凝华时形成的晶体
D．没有两片雪花是相同的，因此雪花不属于晶体
2.[2021·湖南卷]核废料具有很强的放射性，需要妥善处理．下列说法正确的是( )
A．放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽
B．原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒
C．改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期
D．过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害
3.地球上的极光是来自磁层和太阳风的带电高能粒子被地磁场导引进入地球大气层，与高层大气(热层)中的原子碰撞产生的发光现象．氧原子发出绿色和红色的光，氮原子发出紫色、蓝色和深红色的光，这些缤纷的色彩组成了绮丽壮观的极光．氢原子的部分能级图如图所示，题述色光的频率范围如表中所示，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，电子的带电荷量为e＝－1.6×10－19C，下列说法正确的是( )
A.氮原子发出的紫色光能使处于基态的氢原子发生跃迁
B．氧原子发出的两种光能使处于n＝2能级的氢原子电离
C．大量处于n＝3能级的氢原子也能发出题述的4种色光
D．与氮原子碰撞使氮原子发出紫光的粒子的动能一定大于2.78 eV
4.[2022·沈阳二模]2021年2月，我国“天问一号”火星探测器成功实施近火捕获制动，顺利进入环火轨道运行，成为我国发射的第一颗火星的人造卫星，如图所示．环火轨道近似看成圆形轨道，关于该次近火捕获制动，下列说法正确的是( )
A．如果制动时间过短使速度减小得少，探测器会撞上火星
B．如果制动时间过长使速度减小得多，探测器会飞离火星
C．制动过程中由于开启发动机，探测器的机械能会增加
D．捕获成功后沿环火轨道运行，探测器的机械能保持不变
5.[2022·湖南八校联考]如图所示，在y>0的区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ，磁感应强度大小为B1，在y<0的区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场Ⅱ，磁感应强度大小为B2，且B2＝2B1，一带负电的粒子(重力不计)从y轴上P(0，h)点以某一速度沿x轴正方向射入磁场Ⅰ，若第一次经过x轴时的横坐标为 eq \r(3) h，则粒子第二次经过x轴时的横坐标为( )
A．2 eq \r(3) h B．3 eq \r(3) h
C．4 eq \r(3) h D． eq \f(9\r(3)h,2)
6.[2022·南京三模]如图甲所示，一儿童站在平板小车中间，与小车一起沿水平地面匀速向右运动，儿童突然走向小车一端，此过程中儿童和小车的速度—时间关系图像如图乙所示，不计地面的摩擦力．以下说法正确的是( )
A．儿童的质量小于小车的质量
B．儿童走向小车左端
C．儿童和小车的总动能减少
D．小车对儿童的冲量方向水平向右
7.[2022·广东押题卷]塔吊吊着某建筑材料竖直向上运动时的速度—时间图像如图所示，由图像可知，该建筑材料( )
A．前15 s内先上升后下降
B．前15 s内速度先增加后减小
C.前5 s内处于失重状态
D．整个上升过程中的平均速度小于0.5 m/s
8.静电透镜是电子透镜的一种，它被广泛应用于电子器件(如阴极射线示波管)中．如图所示，虚线是某电子透镜中电场的等差等势线，一电子在该电场中的运动轨迹如图中实线所示，A、B、C分别是轨迹与等势线的交点．已知A点的电势为零，电子在A点的动能为32 eV，在B点的电势能为－15 eV，不计电子重力，下列说法正确的是( )
A．电子一定是从A点运动到C点
B．电子在经过等势线c时的动能为42 eV
C．电子在经过等势线c时的动能为40 eV
D．电子在关于等势线d对称的两点所受电场力相同
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．
9.B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号形成B超图像．如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，t＝0时刻波恰好传到质点M.已知此超声波的频率为1×107Hz，下列说法正确的是( )
A．0～1.25×10－7s内质点M运动的路程为2 mm
B．超声波在血管中的传播速度为1.4×105 m/s
C.质点M开始振动的方向沿y轴正方向
D．t＝1.5×10－7s时质点N恰好处于波谷
10.全息技术通过记录被拍摄物体反射(或透射)光波中的信息(振幅、相位)实现3D视觉效果．原理图如图所示，被拍摄物体在激光辐照下形成漫反射的物光束，另一部分激光作为参考光束照射到全息胶片上和物光束叠加，把物体光波上各点的振幅和相位转换成在空间上变化的光波强度．显像时用激光照射全息胶片，激光与胶片上的纹路相互作用，能在胶片一侧重现物体影像．则下列关于全息技术的说法正确的是( )
A．胶片上纹路的形状与所用激光的频率有关
B．物光束和参考光束可以用不同频率的激光
C．显像时激光的频率需要和拍摄时所用激光频率一致
D．改变摄像时所在空间的介质，对胶片上的纹路无影响
11.[2022·辽宁大连模拟]如图所示为某小型电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率为P1＝20 kW.在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数比为1∶10，电流表的示数为I′＝1 A，输电线的总电阻为r＝10 Ω，U1、U2、n1、n2、n3、n4均为未知量，则下列说法正确的是( )
A．采用高压输电可以减小输电线中的电流
B．仅将P下移，用户获得的电压将增大
C．用户获得的功率为19 kW
D．升压变压器的输出电压U2＝2 000 V
12.[2022·广东揭阳适应性考试]如图所示，在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，有两根位于同一水平面内且间距为L的平行金属导轨(导轨足够长，电阻不计).两根质量均为m、内阻均为r的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上(导体棒与金属导轨接触良好)，t＝0时，ab棒以初速度3v0向右滑动，cd棒以初速度v0向左滑动，关于两棒的运动情况，下列说法正确的是( )
A．当其中某根棒的速度为零时，另一根棒的速度大小为v0
B．当其中某根棒的速度为零时，另一根棒的加速度大小为 eq \f(2B2L2v0,3mr)
C．从初始时刻到其中某根棒的速度为零过程中，导体棒ab产生的焦耳热为 eq \f(3,2) mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0))
D．cd棒的收尾速度大小为v0
三、实验题：本题共2小题，共14分．
13．(6分)[2022·全国冲刺卷]为准确测量某弹簧的劲度系数，某探究小组设计了如下实验，实验装置如图甲所示，其原理图如图乙所示．角度传感器与可转动的“T”形螺杆相连，“T”形螺杆上套有螺母，螺母上固定有一个力传感器，弹簧的上端挂在力传感器下端挂钩上，另一端与铁架台底座的固定点相连．当“T”形螺杆转动时，角度传感器可测出螺杆转动的角度，力传感器会随着“T”形螺杆旋转而上下平移，弹簧长度也随之发生变化．实验过程中，弹簧始终在弹性限度内．
(1)已知“T”形螺杆向某一方向旋转10周(10×360°)时，力传感器上移40.0 mm，则在角度传感器由0增大到270°的过程中，力传感器向上移动的距离为________mm.(保留一位小数)
(2)该探究小组操作步骤如下：
①旋转螺杆使初状态弹簧长度大于原长；
②记录初状态力传感器示数F0以及角度传感器示数θ0；
③旋转“T”形螺杆使弹簧长度增加，待稳定后，记录力传感器的示数Fn，角度传感器的示数θn；
④多次旋转“T”形螺杆，重复步骤③的操作；
⑤以力传感器的示数F为纵坐标、角度传感器的示数θ为横坐标，由实验数据描绘出F ­ θ图像，则该图像可能为________．
(3)若图像的斜率为2.5×10－4，则该弹簧的劲度系数k＝________N/m.(结果保留三位有效数字)
14．(8分)电子温度计的核心元件是热敏电阻．某型号的热敏电阻说明书显示的RT ­ t图如图甲所示．学习小组想测量该热敏电阻RT在34～42 ℃的阻值与温度的关系．实验器材有电源(输出电压恒为U＝12.0 V)，电流表A(量程Ig＝50 mA，内阻rg约为50 Ω)等，实验电路图如图乙所示．
主要实验步骤如下：
①闭合开关S，调节滑动变阻器R，使电流表满偏；
②保持滑动变阻器R接入电路的阻值不变，断开开关S，将RT做好防水处理后同温度计一起放进烧杯里，烧杯中倒入温水，当温度计示数为合适值时，读出电流表示数I；
③水温逐渐降低，读出不同温度下电流表示数I，填到记录表格中．
请完成以下问题：
(1)有两个滑动变阻器可供选择，最大阻值分别为100 Ω、200 Ω，本实验应选择最大阻值为________Ω的滑动变阻器．
(2)温度为42 ℃时电流表指针如图丙所示，读数为I＝________mA，则测得的此温度下热敏电阻的阻值RT＝________Ω(保留1位小数).
(3)小组利用此热敏电阻和电磁继电器设计一个温度报警装置，环境温度低于42 ℃时报警指示灯不亮，达到或超过42 ℃时指示灯亮，电路图如图丁所示．则指示灯应连接在________间(填“AB”或“CD”).
模拟小卷练5 (12＋2实验)
1．解析：一片雪花由大量水分子组成，远大于1 000个，故A错误；雪花融化成的水是液体，不是晶体，更不是液态晶体，故B错误；根据物态变化可知，雪花是水蒸气凝华时形成的晶体，故C正确；雪花是晶体，故D错误．
答案：C
2．解析：根据半衰期的定义可知，放射性元素经过两个完整的半衰期后，还剩原来的 eq \f(1,4) 未衰变，A错误；原子核衰变时电荷数和质量数都守恒，B错误；放射性元素的半衰期由原子核内部自身的因素决定，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，因此改变压力、温度或浓度，放射性元素的半衰期不变，C错误；过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，若辐射强度在安全剂量内则不会对人体组织造成伤害，D正确．
答案：D
3．解析：氮原子发出的光中紫光的能量最高，由题中数据计算可知紫光光子的能量小于10.2 eV，A错误；同理计算可知氧原子发出的两种光的能量不能使处于n＝2能级的氢原子电离，B错误；大量处于n＝3能级的氢原子只能辐射出3种光子，C错误；紫光的最小能量为E＝ eq \f(6.7h,|e|) ×1014eV＝2.78 eV，可知D正确．
答案：D
4．解析：如果制动时间过短使速度减小得少，探测器所受万有引力小于其做圆周运动所需的向心力，则探测器会做离心运动而飞离火星，选项A错误；同理，如果制动时间过长使速度减小得多，探测器所受万有引力大于其做圆周运动所需的向心力，则探测器会做近心运动而撞上火星，选项B错误；制动过程中开启发动机，发动机对探测器做负功，探测器的机械能减少，选项C错误；探测器沿环火轨道运行，机械能保持不变，选项D正确．
答案：D
5．解析：
如图所示为粒子的运动轨迹．设粒子在磁场Ⅰ中的轨迹半径为r1，由几何关系可得r eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ＝(r1－h)2＋( eq \r(3) h)2，解得r1＝2h，设粒子第一次经过x轴时速度与x轴正方向的夹角为α，可得sin α＝ eq \f(\r(3)h,2h) ＝ eq \f(\r(3),2) ，故α＝60°，由向心力公式qvB＝m eq \f(v2,r) 可得r＝ eq \f(mv,qB) ，由于B2＝2B1，故r2＝ eq \f(1,2) r1＝h，由几何关系可知粒子在磁场Ⅱ中的轨迹所对应的圆心角为2α＝120°，则粒子第二次经过x轴时的横坐标为x＝ eq \r(3) h＋2r2sin 60°＝2 eq \r(3) h，选项A正确．
答案：A
6．解析：小车与儿童在水平方向只受两者之间的摩擦力作用，由牛顿第二定律可知加速度与质量成反比，由速度—时间图线的斜率表示加速度并结合题图乙可知，小车的加速度大于儿童的加速度，所以儿童的质量大于小车的质量，选项A错误；小车与儿童组成的系统在水平方向不受外力，系统的动量守恒，由题图乙可以看出，儿童速度减小，相对小车向左运动，选项B正确；儿童消耗自身的化学能转化为系统的机械能，由能量转化和守恒可知，系统的总动能增大，选项C错误；由题图乙可分析出儿童的动量变化量为负值，即方向水平向左，由动量定理可知，小车对儿童的冲量方向水平向左，选项D错误．
答案：B
7．解析：v ­ t图像的纵坐标表示速度，其正负表示速度的方向，故前15 s内速度一直为正，即一直上升，故A错误；v ­ t图像的纵坐标的数值表示速度的大小，则前15 s内速度先增加后减小，故B正确；前5 s内建筑材料正在向上加速，加速度向上，则建筑材料处于超重状态，故C错误；若假设上升过程为匀加速直线运动和匀减速直线运动，则 eq \(v,\s\up6(－)) ＝ eq \f(0＋vm,2) ＝0.5 m/s.而实际图像描述的在相同的时间内做变加速直线运动的面积大于匀变速直线运动的面积，由 eq \(v,\s\up6(－)) ＝ eq \f(x,t) 可知整个上升过程的平均速度大于0.5 m/s，故D错误．
答案：B
8．解析：分析可知粒子可能是从A点运动到C点，也可能是从C点运动到A点，A错误；电子只在电场力作用下运动，则电子的电势能和动能之和不变，为32 eV，又题图中为等差等势线，B点的电势为15 V，A点的电势为零，则等势线c的电势为10 V，则电子在经过等势线c时的动能为42 eV，B正确，C错误；电子在关于等势线d对称的两点所受电场力大小一定相同，但方向不一定相同，D错误．
答案：B
9．解析：波的周期为T＝ eq \f(1,f) ＝1×10－7s
易知1.25×10－7s＝1.25T，则质点M运动的路程为s＝1.25×4A＝2 mm，故A正确；
根据图像可得该波的波长为
λ＝14×10－2mm＝1.4×10－4m
由波速与波长的关系式可得v＝λf＝1 400 m/s
故B错误；
由波形图及波的传播方向为x轴正方向，可知质点M开始振动的方向沿y轴负方向，故C错误；
由图可知，波传播过程中，离N点的最近的波谷与N点的距离为x＝35 mm－14 mm＝21 mm
波谷传播到N点的时间为t＝ eq \f(x,v) ＝1.5×10－7s
故D正确．
答案：AD
10．解析：光的频率不同时，光的波长不同，两点到胶片的波程差不变，波长改变，结合干涉知识可知，干涉条纹的形状会发生变化，A正确，D错误；只有相干光才能发生干涉，物光束和参考光束只能用同种频率的激光，B错误；结合干涉知识可知，光能与胶片上的纹路发生作用，则光的频率一定和拍摄时所用激光频率相同，C正确．
答案：AC
11．解析：因为P1＝U2I2，又P1不变，则增大U2，I2会减小，即输电线中的电流会减小，所以采用高压输电可以减小输电线中的电流，选项A正确．仅将P下移，降压变压器的原线圈匝数变多，即n3变大，对于理想变压器，由 eq \f(U3,U4) ＝ eq \f(n3,n4) 化简得U4＝ eq \f(U3n4,n3) ，所以降压变压器的输出电压将减小，即用户获得的电压将减小，选项B错误．由电流互感器可得，输电线中的电流为I2＝10I′＝10×1 A＝10 A，由题意可知，升压变压器的输出功率为20 kW，则可得升压变压器的输出电压为U2＝ eq \f(P2,I2) ＝2 000 V，由题意及以上选项分析可得，输电线损耗的功率为ΔP＝I eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) r＝102×10 W＝1 000 W，则用户获得的功率为P4＝P3＝P2－ΔP＝19 kW，选项C、D正确．
答案：ACD
12．解析：由于两棒组成的系统动量守恒，取向右方向为正方向，由动量守恒定律可得m·3v0－mv0＝mv1＋mv2，所以当其中某根棒的速度为零时，另一根棒的速度大小为2v0，选项A错误；当其中某根棒的速度为零时，另一根棒的速度大小为2v0，则有E＝BL·2v0，I＝ eq \f(E,2r) ，F＝BLI，联立解得F＝ eq \f(B2L2v0,r) ，由牛顿第二定律可得，另一根棒的加速度大小为a＝ eq \f(F,m) ＝ eq \f(B2L2v0,mr) ，选项B错误；从初始时刻到其中某根棒的速度为零过程中，两根导体棒上产生的焦耳热为Q总＝ eq \f(1,2) mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ＋ eq \f(1,2) m(3v0)2－ eq \f(1,2) m(2v0)2＝3mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ，则导体棒ab产生的焦耳热为Q＝ eq \f(1,2) Q总＝ eq \f(3,2) mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ，选项C正确；cd棒的收尾速度为两根导体棒具有的共同速度，则有m·3v0－mv0＝2mv共，解得v共＝v0，选项D正确．
答案：CD
13．解析：(1)当其旋转270°时，力传感器在竖直方向移动的距离为x＝ eq \f(40,10×360°) ×270°mm＝3.0 mm
(2)⑤由于实验时旋转螺杆使初状态弹簧长度大于原长，则说明在未转动时，即θ＝0时弹簧就有弹力了，故选B.
(3)角度增加Δθ时，弹簧形变量为Δx，“T”形螺杆的螺纹间距为d，则有Δx＝ eq \f(dΔθ,360°) ，d＝ eq \f(40×360°,10×360°) mm
根据胡克定律得ΔF＝kΔx，解得k＝ eq \f(ΔF×360°,dΔθ) ，代入数据有k＝22.5 N/m.
答案：(1)3.0 (2)B (3)22.5
14．解析：(1)闭合开关S，调节滑动变阻器R，电流表满偏时， eq \f(U,Ig) ＝240 Ω，滑动变阻器大约需要调节到190 Ω，应选择最大阻值为200 Ω的．(2)根据电流表的读数规则可知读数为I＝30.7 mA, R＋rg＋RT＝ eq \f(U,I) ＝390.9 Ω，可得RT＝390.9 Ω－240 Ω＝150.9 Ω.(3)根据温度报警装置的电路图，当温度低于42 ℃时，热敏电阻的阻值较大，电磁继电器线圈中电流较小，磁力不足以把触片吸下，灯不亮，说明报警指示灯连接在CD间．
答案：(1)200 (2)30.7(30.5～30.9均可) 150.9(148.0～152.0均可) (3)CD颜色
红
绿
蓝
紫
频率范围
(×1014Hz)
4.3～4.8
5.2～6.1
6.1～6.7
6.7～7.5