2020高考物理总复习 优编题型增分练：小综合练(十二)

小综合练(十二)
一、单项选择题
1．(2018·徐州市模拟)某人在五楼阳台处竖直向上抛出一只皮球，其速率—时间图象如图1所示．下列说法正确的是 ( )
图1
A．t1时刻皮球达到最高点
B．t2时刻皮球回到出发点
C．0～t1时间内，皮球的加速度一直在增大
D．0～t2时间内，皮球的位移大小先增大后减小
答案 A
解析由题图知，0～t1时间内，皮球的速度一直减小，t1时刻，皮球的速度为零，到达最高点，故A正确．根据v－t图象与t轴所围面积表示位移大小，可知，t2时刻皮球落到出发点下方，故B错误．根据v－t图象的斜率大小表示加速度，可知0～t1时间内，皮球的加速度一直在减小，故C错误.0～t2时间内，皮球的位移大小先增大后减小至零，再增大，故D错误．2．(2018·杭州市期末)在如图2所示的平行板器件中，匀强电场E和匀强磁场B互相垂直．一束初速度为v的带电粒子从左侧垂直电场射入后沿图中直线②从右侧射出．粒子重力不计，下列说法正确的是( )
图2
A．若粒子沿轨迹①出射，则粒子的初速度一定大于v
B．若粒子沿轨迹①出射，则粒子的动能一定增大
C．若粒子沿轨迹③出射，则粒子可能做匀速圆周运动
D．若粒子沿轨迹③出射，则粒子的电势能可能增大
答案 D
解析初速度为v的带电粒子从左侧垂直电场射入后沿题图中直线②从右侧射出，则qvB＝qE，若粒子沿轨迹①出射，粒子所受向上的力大于向下的力，但由于粒子电性未知，所以粒子所受的电场力与洛伦兹力方向不能确定，故A、B错误；若粒子沿轨迹③出射，粒子受电场
力和洛伦兹力，粒子不可能做匀速圆周运动，故C 错误；若粒子沿轨迹③出射，如果粒子带负电，所受电场力向上，洛伦兹力向下，电场力做负功，粒子的电势能增大，故D 正确． 二、多项选择题
3．(2018·盐城中学段考)如图3所示，在倾角θ＝30°的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A 、B ，它们的质量均为m ，弹簧的劲度系数为k ，C 为一垂直斜面的固定挡板．系统处于静止状态，现开始用一沿斜面方向的力F 拉物块A 使之以加速度a 向上做匀加速运动，物块B 刚要离开C 时力F 的大小恰为2mg .则( )
图3
A ．物块
B 刚要离开
C 时受到的弹簧弹力为mg
2
B ．加速度a ＝1
2
g
C ．这个过程持续的时间为 2m
k
D ．这个过程A 的位移为mg k
答案 ACD
解析 物块B 刚要离开C 时B 对C 的弹力恰好为零，对B ，由平衡条件得，此时弹簧的弹力：
F 弹＝mg sin θ＝mg
2
，故A 正确；B 刚要离开C 时，对A ，由牛顿第二定律得：F －mg sin θ－F 弹
＝ma ，解得：a ＝g ，故B 错误；刚开始时，对A 由平衡条件得：kx 1＝mg sin θ，B 刚要离开
C 时，弹簧弹力：F 弹＝kx 2，整个过程A 的位移：x ＝x 1＋x 2，解得：x ＝mg
k ，故D 正确；物块
A 做初速度为零的匀加速直线运动，x ＝1
2
at 2，解得运动时间t ＝
2m
k
，故C 正确．
三 .选做题 4．A.[选修3－3]
(1)下列说法中正确的是________．
A ．有规则外形的物体是晶体，没有确定几何外形的物体是非晶体
B ．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势
C ．晶体熔化过程中要吸收热量，分子的平均动能增大
D ．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体的温
度有关
(2)一定质量的理想气体从状态A 经过状态B 变化到状态C .其V －T 图象如图4所示．已知状态C 的压强为p 0，B 到C 过程中放出的热量为Q ，则状态A 的压强p A ＝______，A 到C 过程中气体的内能变化ΔU ＝______.
图4
(3)在标准状况下，体积为V 的水蒸气可视为理想气体．已知水蒸气的密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A ，水的摩尔质量为M ，水分子的直径为d .估算体积为V 的水蒸气完全变为液态水时，液态水的体积．(将液体分子看成球体，忽略液体分子间的空隙)
答案 (1)BD (2)p 0
2 p 0V 0－Q (3)ρVN A πd 36M
解析 (3)体积为V 的水蒸气中水分子个数为N ＝
ρV
M
·N A ，液化成水后液态水的体积为：ρV M ·N A ·16πd 3＝ρVN A πd 3
6M
. B ．[选修3－4]
(1)我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它是我国雷达研究创新的里程碑．米波雷达发射无线电波的波长在1～10 m 范围内，则对该无线电波的判断正确的有________．
A ．必须依靠介质传播
B ．频率比厘米波的频率低
C ．比可见光更容易产生衍射现象
D ．遇到厘米波有可能产生干涉现象
(2)如图5甲所示，一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t ＝0.2 s 时刚好传播到x 1＝4 m 处．波源在坐标原点，其振动图象如图乙所示，则这列波的波速为________ m/s.从图甲所示时刻起，再经________ s ，x 2＝42 m 处的质点P 第一次处于波峰．
图5
(3)“雪碧”的广告词中“晶晶亮，透心凉”描述了光在水中发生全反射的现象，一个边长为
L 的正方形玻璃杯中盛有雪碧汽水，假设在玻璃杯正中间处有一个小气泡，一束从杯子左下
角入射的光在小气泡处恰好发生全反射并从玻璃杯的右下角射出，如图6所示．已知θ＝45°，光速为c ，杯子厚度不计．求：
图6
①汽水的折射率n ；
②该束光在汽水中传播的时间t .
答案 (1)BC (2)20 2 (3)① 2 ②2L
c
解析 (1)无线电波是电磁波，电磁波的传播不需要介质，A 错误；由c ＝λf 知，波长越长频率越低，B 正确；波长越长越容易产生衍射现象，无线电波的波长远大于可见光的波长，C 正确；米波和厘米波的波长不同，频率也不同，所以不能产生干涉现象，D 错误． (2)由题图甲知该波的波长λ＝8 m ，由题图乙知，该波的周期 T ＝0.4 s ，则波速为：v ＝
λ
T
＝20 m/s ，当甲图中波峰传到P 点时，质点P 第一次处于波峰，所传播的距离为：s ＝42 m －2 m ＝40 m 所用时间为：t ＝s v ＝
40
20
s ＝2 s (3)①入射光在小气泡处恰好发生全反射，入射角等于临界角， 则知临界角 C ＝θ＝45°
由临界角公式sin C ＝1
n
得折射率为：n ＝ 2
②该束光在汽水中传播的速度为：v ＝c n ＝22
c 该束光在汽水中传播的时间为：t ＝2L v
＝2L c
.
四、计算题
5．(2018·江苏一模)如图7甲所示，粒子源靠近竖直极板M 、N 的M 板，N 板右边有一对长为2L 、间距为L 的水平极板P 、Q ，水平极板右方区域存在着方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B ＝
1
L 2mU 0
q
的匀强磁场．竖直极板M 、N 中间开有小孔，两小孔连线的延长线为水平极
板P 、Q 的中线，与磁场左边界的交点为O .竖直极板M 、N 之间的电压为U 0，水平极板P 、Q 之间的电压U PQ 随时间t 变化的图象如图乙所示．粒子源连续均匀释放初速度不计、质量为m 、
带电荷量为＋q 的粒子，这些粒子经加速电场获得速度后进入水平极板P 、Q 之间．已知粒子在偏转电场中运动的时间远小于电场变化的周期，粒子重力不计．求：
图7
(1)带电粒子进入偏转电场时的速度大小v 0；
(2)如果粒子源释放的粒子中有50%能进入右方磁场，则P 、Q 两极板间电压的最大值U m 为多大？
(3)为了使进入磁场的粒子都能从磁场左边界射出，磁场的最小宽度d 有多大？并求出这些粒子从磁场左边界射出的范围． 答案 (1)
2qU 0
m
(2)U 0 (3)
5＋1
2
L 1.5L ～2L 解析 (1)电场力做的功等于粒子增加的动能qU 0＝12mv 02
解得v 0＝
2qU 0
m
(2)粒子源释放的粒子中有50%能进入右方磁场，则第一个周期内粒子进入P 、Q 间时，一定在0～T 2的时间内，且T
2
时刻进入的粒子刚好能从Q 板右边沿射出，设此时两极板间电压为
U ，则
水平方向有：2L ＝v 0t
竖直方向有：L 2＝12·qU mL
t 2
解得：U ＝U 0
2
U m ＝2U ＝U 0
(3)设粒子从C 点进入磁场，速度大小为v ，与磁场边界的夹角为α，粒子在磁场中运动的半径为R ，则
v 0＝v sin α
粒子在磁场中有qvB ＝m v 2
R
将B ＝
1L 2mU 0
q
，v 0＝
2qU 0
m
代入得
R ＝
L
sin α
d ＝R ＋R cos α d ＝
L sin α＋L
tan α
当α最小时，粒子运动轨迹的最右端离磁场左边界最远，此时，tan α＝2(粒子从Q 板右端离开电场) 代入数据得d ＝
5＋1
2
L 由几何关系知：CD ＝2R sin α
CD ＝2L
即粒子无论从哪儿进入磁场，射出时均相对入射点上移2L ，所以粒子射出磁场的位置在O 点上方1.5L ～2L 范围内．。