1
选择题专项练(四)
一、单项选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2023 湖南长沙联考)微重力环境是指在重力的作用下,系统的表观重力远小于其实际重力的环境。
产生微重力环境最常用的方法有4 种:落塔、飞机、火箭和航天器。中国科学院微重力落塔与落仓
如图所示,在落仓开始下落到停止运动的过程中,能够产生3.26 s 时长的微重力环境,根据提供的信息,
下列说法正确的是( )
A.在微重力环境中,落仓中的体验者几乎不会受到重力的作用
B.要形成微重力环境,落仓要以非常接近重力加速度g 的加速度下落
C.落仓下落过程,落仓内的体验者一直处于失重状态
D.落仓速度最大时,落仓内的体验者的加速度也最大
2.火灾自动报警器具有稳定性好、安全性高的特点,应用非常广泛。如图所示,火灾自动报警器的工
作原理为放射源处的镅95
241Am 放出α 粒子,α 粒子使壳内气室空气电离而导电,当烟雾进入壳内气室时,
α 粒子被烟雾颗粒阻挡,导致工作电路的电流减小,于是蜂鸣器报警。则( )
A.发生火灾时温度升高,95
241Am 的半衰期变短
B.这种报警装置应用了α 射线贯穿本领强的特点
C.95
241Am 发生α 衰变的核反应方程是94
241Pu
Am+-1
0e
D.95
241Am 发生α 衰变的核反应方程是95
241Am
Np+2
4He
3.(2023 山东潍坊模拟)中国空间站绕地球的运动可看作匀速圆周运动,由于地球的自转,空间站的飞
行轨道在地球表面的投影如图所示,图中标明了空间站相继飞临赤道上空所对应的地面的经度。设
空间站绕地球飞行的轨道半径为r1,地球同步卫星飞行的轨道半径为r2,则r2与r1的比值最接近的值
为( )
2
A.10
B.8
C.6
D.4
4.(2023 河北唐山模拟)某古法榨油中的一道工序是撞榨,即用重物撞击楔子压缩油饼。如图所示,质
量为50 kg 的重物用一轻绳与固定点O 连接,O 与重物重心间的距离为4 m,某次将重物移至轻绳与竖
直方向成37°角处,由静止释放,重物运动到最低点时与楔子发生碰撞,若碰撞后楔子移动的距离可忽
略,重物反弹,上升的最大高度为0.05 m,重物与楔子作用时间约为0.05 s,重力加速度g 取10 m/s2,sin
37°=0.6,整个过程轻绳始终处于伸直状态,则碰撞过程中重物对楔子的作用力约为( )
A.4 000 N
B.5 000 N
C.6 000 N
D.7 000 N
5.(2023 江苏南京三模)眼睛发生病变时,会使眼球内不同部位对光的折射率发生变化。现用一个玻璃
球模拟眼球,研究对光传播的影响。玻璃球用两个折射率不同、半径均为R 的半球左右拼合在一起,
拼合面为MN,球心为O,Q 为MO 的中点,PQ 垂直MN 交左半球于P 点。一束复色光从P 点以60°的
入射角射入,分成a、b 两束光,如图所示。若左、右半球对a 光的折射率分别为√3和√2,真空中的
光速为c。下列说法正确的是( )
A.a 光从右半球射出时的出射角也为60°
B.a 光在该玻璃球中传播的时间为R
2c (√6+3)
C.a、b 两束光分别通过同一装置发生双缝干涉时,b 光的条纹间距大
D.a、b 两束光分别照射同一光电管时,a 光使其逸出的光电子最大初动能大
6.(2023 重庆北碚模拟)如图所示,O 为抛物线OM 的顶点,A、B 为抛物线上的两点,O 点的切线水平。
从A、B 两点分别以初速度v1、v2水平抛出两质量相等的小球,同时击中O 点,不计空气阻力,则两小
球( )
3
A.必须同时抛出
B.击中O 点时重力的瞬时功率相等
C.初速度v1与v2相等
D.击中O 点时速度大小相等
7.(2023 浙江金华三模)甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x 轴正向和负向传播,波速均为5
cm/s,两列波在t=0 时的部分波形如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲的波长为6 cm、乙的波长为5 cm
B.甲、乙两列波能在介质中发生干涉
C.t=0 时刻,相邻的两个位移为8 cm 的质点间距是30 cm
D.从t=0 开始,0.1 s 后介质中第一次出现位移为-8 cm 的质点
二、多项选择题:每小题有多个选项符合题目要求。
8.(2022 湖南常德模拟)在某一高度用细绳提着一质量m=0.2 kg 的物体,由静止开始沿竖直方向运动,
运动过程中物体的机械能与位移关系的E-x 图像如图所示,图中两段图线都是直线。g 取10 m/s2,则
下列说法正确的是( )
A.物体在x=2 m 时的加速度比物体在x=6 m 时的加速度小
B.物体在x=4 m 时的速度大小为2√5 m/s
C.物体在0~4 m 过程中合力做功为10 J
D.物体在x=2 m 时的动能可能比物体在x=6 m 时的动能大
9.(2023 贵州黔东南三模)如图所示,AB、CD 是两条半径为L1的四分之一光滑金属圆弧轨道,轨道的
圆心分别为O1、O2,用长为L2的金属杆BD 连接AB、CD,轨道及金属杆BD 均不计电阻,整个装置放
置在方向竖直向下、磁感应强度为B 的匀强磁场中(图中没有画出)。一阻值为R,质量为m 的金属杆
PQ 从轨道顶端AC 处由静止释放,当金属杆PQ 运动到PQ 与圆心O1、O2所在的面PQO2O1与水平面
夹角θ=30°时,金属杆PQ 的速度为v,金属杆PQ 始终与轨道垂直且接触良好,则该过程中( )
4
A.金属杆PQ 所受安培力的方向与运动方向相反
B.回路产生的焦耳热为mg L1-mv
2
2
C.通过回路的电荷量为(2-√3)B L1 L2
2 R
D.当θ=30°时,金属杆PQ 所受安培力的大小为B
2 L2
2v
4 R
10.(2023 江西井冈山二模)如图所示,在与匀强电场平行的平面内有一以O 为圆心、R 为半径的圆形
区域,竖直虚线为圆与电场方向垂直的直径,从该直径顶端沿直径向下射出两粒子a、b,两粒子a、b
分别从圆形边界上的C、D 点离开圆形区域,且经过C、D 时的速率分别为v1、v2,CD 为圆形区域的
直径,与竖直直径间的夹角为θ=37°。sin 37°=0.6,忽略粒子重力和粒子间的相互作用,则下列说法正
确的是( )
A.若两粒子比荷相同,则粒子a、b 初速率之比为1∶10
B.若两粒子比荷相同,则v1∶v2=√37∶3√13
C.若两粒子初速率相同,则粒子a、b 的比荷之比为9∶1
D.若两粒子初速率相同,则v1∶v2=3√37∶√13
5
选择题专项练(四)
1.B 在微重力环境中,落仓中的体验者仍会受到重力的作用,几乎所有的重力提供体验者运动的
加速度,故A 错误;在微重力环境中,落仓对体验者的支持力几乎为零,可知落仓下落的加速度非
常接近重力加速度g,故B 正确;落仓下落过程,加速度先向下后向上,落仓内的体验者先处于失重
状态后处于超重状态,故C 错误;落仓速度最大时,其加速度为零,故D 错误。
2.D 半衰期不因外界环境的温度而改变,A 错误;这种报警装置应用了α 射线电离能力强的特点,
B 错误;α 衰变释放出氦核,故核反应方程是95
241Am
Np+2
4He,C 错误,D 正确。
3.C 由图可知,空间站每绕地球运动一圈,地球自转的角度为22.5°,设空间站绕地球做匀速圆周
运动的周期为T,地球自转周期为T0,则有T=22.5°
360°
T0= 1
16
T0,卫星绕地球做匀速圆周运动,由万
有引力提供向心力得Gm地m
r
2
=m4 π
2
T
2
r,得r=3√
Gm地T
2
4 π
2
,则有r2
r1
=
3√
T 0
2
T
2 =
3√16
2=43√4
=6,故选C。
4.B 根据机械能守恒定律有mgL(1-cos 37°)=1
2 m v1
2,碰撞后重物上升过程,有mgh=1
2 m v2
2,根据
动量定理有Ft=mv2-(-mv1),联立解得F=5 000 N,由牛顿第三定律可知重物对楔子的作用力约为5
000 N,故选B。
5.B 根据题意可知,a 光在左半球的折射角等于在右半球的入射角,由于a 光在左、右半球的折
射率不同,则a 光从右半球射出时的出射角不等于60°,故A 错误;根据题意,由公式n=c
v
可得,a 光
在左半球的传播速度为v1= c
√3 = √3
3
c,a 光在右半球的传播速度为v2= c
√2 = √2
2
c,由几何关系可知,
a 光在左、右半球的传播距离均为√3
2
R,则a 光在该玻璃球中传播的时间为t=
√3
2 R
√3
3 c
+
√3
2 R
√2
2 c
= 3 R
2c + √6 R
2c
=(3+√6) R
2c
,故B 正确;根据折射定律,由图可知,a 光在左半球的折射
率小于b 光在左半球的折射率,则a 光的频率小于b 光的频率,a 光的波长大于b 光的波长,由
Ekm=hν-W0可知,a、b 两束光分别照射同一光电管时,a 光使其逸出的光电子最大初动能小,由
Δx=λ l
d
可知,a、b 两束光分别通过同一装置发生双缝干涉时,b 光的条纹间距小,故C、D 错误。
6.C 已知O 为抛物线OM 顶点,则以O 为原点建立xOy 直角坐标系,如图所示
6
设抛物线OM 对应的表达式为y=ax2,两平抛运动在竖直方向为自由落体运动,有y1=ax1
2= 1
2 gt1
2
,y2=ax2
2= 1
2 gt2
2,联立解得t1
t2
= x1
x2
,所以在A 点的小球要先抛出才能使两小球同时击中O 点,两平
抛运动在水平方向为匀速直线运动,有x1=v1t1,x2=v2t2,联立可得v1
v2
· t1
t2
= x1
x2
,整理可得v1=v2,故A 错
误,C 正确;因v1=v2,但在竖直方向有v1y=gt1>v2y=gt2,故两分速度合成后可知两小球击中O 点的速
度不同,故D 错误;两小球在O 点重力瞬时功率为PG1=mgv1y>PG2=mgv2y,即两小球击中O 点时重
力的瞬时功率不相等,故B 错误。
7.C 由图可知,甲的波长为5 cm,乙的波长为6 cm,故A 错误;由公式f=v
λ
可知,f 甲= v
λ甲
= 5
5
Hz=1
Hz,f 乙= v
λ乙
= 5
6
Hz,发生干涉的条件为两列波的频率相同,故甲、乙两列波在介质中不能发生干
涉,故B 错误;t=0 时,在x=5 cm 处两列波的波峰相遇,该处质点偏离平衡位置的位移为8 cm,甲、
乙两列波的波峰的x 坐标分别为x1=(5+k1λ 甲) cm=(5+5k1) cm(k1=0,±1,±2,…),x2=(5+k2λ 乙)
cm=(5+6k2) cm(k2=0,±1,±2,…),解得介质中偏离平衡位置位移为8 cm 的所有质点的x 坐标为
x=(5+30n) cm(n=0,±1,±2,…),故在t=0 时刻,介质中偏离平衡位置位移为8 cm 的相邻质点的距离
为s=30 cm,故C 正确;两列波的波谷相遇的位置的质点偏离平衡位置的位移为-8 cm,在t=0 时刻,
波谷之差为Δx=[(5+ 2n1+1
2
×6)-(5+ 2n2+1
2
×5)]
cm(n=±1,±2,…),整理解得Δx=(6n1-
5n2+0.5) cm,波谷之间最小的距离为Δx'=0.5 cm,两列波相向传播,相对速度为2v=10 cm/s,故介质
中第一次出现位移为-8 cm 的质点的时间为t= Δ x'
2v = 0.5
10
s=0.05 s,故D 错误。
8.AB 根据功能关系有W 非重=ΔE 机,即Fx=E 末-E 初,所以E 末=Fx+E 初,从表达式可以看出,图像的
斜率为力F,显然x=4 m 后的图像的斜率变大,所以产生的加速度大,故A 正确;在0~4 m 内,Fx=E
末-E 初,将有关数据代入得F=2.5 N,由动能定理得Fx-mgx=1
2
mv2-0,得v=2√5 m/s,故B 正确;物体
在0~4 m 过程中合力做功W 合=Fx-mgx=2 J,故C 错误;因为物体一直做加速运动,所以动能逐渐
增多,故D 错误。
9.BC 当金属杆PQ 下滑时,回路中磁通量减小,产生沿PQDB 的感应电流,由左手定则可知,金属
杆PQ 所受安培力方向水平向左,故A 错误;金属杆PQ 从AC 处由静止下滑到θ=30°过程中,由能
7
量守恒定律得mgL1sin θ=1
2
mv2+Q,得Q=mg L1-mv
2
2
,故B 正确;金属杆PQ 从AC 处由静止下滑
到θ=30°过程中,回路中磁通量的变化为ΔΦ=BL2L1(1-cos θ),通过回路的电荷量q=IΔt=
ΔΦ
R =(2-√3)B L1 L2
2 R
,故C 正确;当θ=30°时,金属杆PQ 切割磁感线产生的电动势E=BL2vsin θ,
感应电流I= E
R
,金属杆PQ 受到的安培力为FA=BIL2=B
2 L2
2v
R
sin θ=B
2 L2
2v
2 R
,故D 错误。
10.BD 根据题意可知,两粒子在电场中均做类平抛运动,对a 粒子有ya=R-Rcos
37°=0.2R=vata,xa=Rsin 37°=0.6R=1
2
aata
2,aa= E qa
ma
,对b 粒子有yb=R+Rcos 37°=1.8R=vbtb,xb=Rsin
37°=0.6R=1
2
abtb
2,ab= E qb
mb
,若两粒子比荷相同,则有aa=ab,联立解得va∶vb=1∶9,故A 错误;根据
题意vax=aata,vbx=abtb,两粒子比荷相同,则有aa=ab,又由A 中分析可知ta=tb,得v1∶v2=
√va
2+(aata)
2∶√vb
2+(abtb)
2=√(
0.2 R
ta )
2
+(
1.2 R
ta )
2
∶√(
1.8 R
tb )
2
+(
1.2 R
tb )
2,解得
v1∶v2=√37∶3√13,故B 正确;由A 中分析可得0.2R=va√
1.2 R ma
E qa
,1.8R=vb√
1.2 R mb
E qb
,若两粒子
初速率相同,即得两粒子的比荷之比为qa
ma
∶qb
mb
=81∶1,故C 错误;由A 中分析可得va=0.2 R
ta
,vb=1.8 R
tb
,若两粒子初速率相同,得ta∶tb=1∶9,则有v1∶v2=
√va
2+(aata)
2∶√vb
2+(abtb)
2=√(
0.2 R
ta )
2
+(
1.2 R
ta )
2
∶√(
1.8 R
tb )
2
+(
1.2 R
tb )
2,代入数据解
得v1∶v2=3√37∶√13,故D 正确。
