2020高考物理二轮练习4选择题专项练（四）（Word版带解析）

选择题专项练(四) (建议用时：25 分钟) 一、单项选择题 1．下列说法正确的是(　　) A．在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒，但能量不一定守恒 B．铀核裂变的核反应是 23892 U→14156 Ba＋9236Kr＋210n C．卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为 42He＋147 N→178O＋11H D．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应是因为这束光的强度太弱 2．一定质量的理想气体从状态 M 到达状态 N，有两个过程可以经历，其 p－V 图象如图 所示．在过程 1 中，气体始终与外界无热量交换；在过程 2 中，气体先经历等容变化再经历 等压变化．对于这两个过程，下列说法正确的是(　　) A．气体经历过程 1，其温度降低，内能减少 B．气体经历过程 1，对外做功，内能不一定减少 C．气体在过程 2 中，一直对外做功 D．气体在过程 2 中，一直向外放热 3．两列在同一介质中的简谐横波沿相反方向传播，某时刻两列波相遇，如图所示，其中 实线波的频率为 2.50 Hz，图示时刻平衡位置 x＝3 m 处的质点正在向上振动．则下列说法不正 确的是(　　) A．实线波沿 x 轴正方向传播，虚线波沿 x 轴负方向传播 B．两列波的波速均为 15 m/s C．图示时刻平衡位置 x＝4.5 m 处的质点位于 y＝－15 cm 处 D．从图示时刻起再过 0.025 s，平衡位置 x＝1.875 m 处的质点将位于 y＝15 cm 处 4．关于电磁波，下列说法不正确的是(　　) A．电磁波在真空和介质中的传播速度不同 B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C．电磁波谱中的无线电波与可见光相比，更容易产生显著的衍射现象D．电磁振荡可以产生电磁波，若波源的电磁振荡停止，其发射到空间的电磁波随即消失 5．如图甲所示，轻杆一端与质量为 1 kg、可视为质点的小球相连，另一端可绕光滑固定 轴在竖直平面内自由转动，现使小球在竖直平面内做圆周运动，经最高点开始计时，取水平 向右为正方向，小球的水平分速度 v 随时间 t 的变化关系如图乙所示，A、B、C 三点分别是图 线与纵轴、横轴的交点、图线上第一周期内的最低点，该三点的纵坐标分别是 1、0、－5.g 取 10 m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是(　　) A．轻杆的长度为 0.5 m B．小球经最高点时，杆对它的作用力方向竖直向上 C．B 点对应时刻小球的速度为 3 m/s D．曲线 AB 段与坐标轴所围图形的面积为 0.5 m 6.来自太阳的带电粒子会在地球的两极引起极光．带电粒子与地球大 气层中的原子相遇，原子吸收带电粒子的一部分能量后，立即将能量释放 出来就会产生奇异的光芒，形成极光．极光的光谱线波长范围约为 3 100～ 6 700 Å(1 Å＝10－10 m)．据此推断以下说法不正确的是(　　) A．极光光谱频率的数量级约为 1014 Hz B．极光出现在极地附近与带电粒子受到洛伦兹力有关 C．原子在从高能级向低能级跃迁时辐射出极光 D．对极光进行光谱分析可以鉴别太阳物质的组成成分 7．如图所示，一件质量为 M 的衣服挂在等腰三角形的衣架上，衣架通过轻绳 OA 悬挂在 天花板下．衣架质量为 m，顶角 θ＝120°，此时衣架底边水平．不计衣服与衣架间的摩擦， 重力加速度为 g，则竖直轻绳 OA 受到的拉力 FT 和衣架左侧对衣服的作用力 FN 大小分别为 (　　)A．FT＝Mg，FN＝ 3 2 Mg B．FT＝Mg，FN＝ 1 2Mg C．FT＝(M＋m)g，FN＝ 3 3 Mg D．FT＝(M＋m)g，FN＝ 1 2Mg 8.如图所示，在光滑水平面上有静止物体 A 和 B，物体 A 的质量是 B 的 2 倍， 两物体中间有用细绳捆绑的水平压缩轻弹簧(弹簧和物体不拴接)．当把绳剪开以 后任何瞬间，下列说法错误的是(　　) A．A 的速率是 B 的速率的一半 B．A 的动量是 B 的动量的两倍 C．A、B 所受的力大小相等 D．A、B 组成的系统的总动量为 0 二、多项选择题 9．如图所示，虚线 MN 将平面分成Ⅰ和Ⅱ两个区域，两个区域分别存在着与纸面垂直的 匀强磁场．一带电粒子仅在磁场力作用下由Ⅰ区运动到Ⅱ区．曲线 aPb 为运动过程中的一段 轨迹，其中弧 aP、弧 Pb 的弧长之比为 2∶1，且粒子经过 a、b 点时的速度方向均水平向右， 下列判断正确的是(　　) A．Ⅰ、Ⅱ区域两个磁场的磁感应强度方向相反，大小之比为 2∶1 B．粒子在Ⅰ、Ⅱ区域两个磁场中的运动半径之比为 2∶1 C．粒子通过 aP、Pb 两段弧的时间之比为 2∶1 D．弧 aP 与弧 Pb 对应的圆心角之比为 2∶1 10．目前，我国已经发射了多艘神舟号载人飞船，使我国成为继俄罗斯、美国之后世界 上第三个独立掌握宇宙飞船天地往返技术的国家．某载人宇宙飞船绕地球做圆周运动的周期为 T，由于地球遮挡，宇航员发现有 1 6T 时间会经历“日全食”过程，如图所示．已知地球的 半径为 R，引力常量为 G，地球自转周期为 T0，太阳光可看做平行光，则(　　) A．宇宙飞船离地球表面的高度为 2R B．一天内飞船经历“日全食”的次数为 T T0 C．宇航员观察地球的最大张角为 60° D．地球的平均密度为 ρ＝ 24π GT2 11．如图甲所示，闭合矩形导线框 abcd 固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平 面垂直，磁感应强度 B 随时间 t 变化的规律如图乙所示．规定垂直纸面向外为磁场的正方向， 线框中顺时针电流的方向为感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向．关于线框中的 感应电流 i 与 ad 边所受的安培力 F 随时间 t 变化的图象，下列选项正确的是(　　) 12．如图所示，三根通电长直导线 A、B、C 互相平行，其横截面为等腰直角三角形的三 个顶点，三根导线中通入的电流大小相等，且 A、C 中电流方向垂直于纸面向外，B 中电流方 向垂直于纸面向内；已知通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度 B＝ kI r ，其中 I 为通电导 线的电流强度，r 为到通电直导线的距离，k 为常量．下列说法正确的是(　　)A．A 所受磁场作用力的方向与 B、C 所在平面垂直 B．B 所受磁场作用力的方向与 A、C 所在平面垂直 C．A、B 单位长度所受的磁场作用力大小之比为 1∶2 D．A、B 单位长度所受的磁场作用力大小之比为 1∶ 2 选择题专项练(四) 1．解析：选 C.在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒，能量守恒，故 A 错误；铀核裂变 不能自发进行，写核反应方程时两边的中子不能相约，故 B 错误；卢瑟福通过实验发现质子 的核反应方程为 42He＋147N→178O＋11H，故 C 正确；一束光照射到某种金属上不能发生光电效 应，是因为金属的极限频率大于入射光的频率，故 D 错误． 2．解析：选 A.气体经历过程 1，压强减小，体积变大，气体膨胀对外做功，因气体始终 与外界无热量交换，则内能减少，故温度降低，故 A 正确，B 错误；气体在过程 2 中，根据 理想气体状态方程 pV T ＝C，刚开始时，体积不变，对外不做功，压强减小，则温度降低，对外 放热，然后压强不变，体积变大，膨胀对外做功，则温度升高，吸热，故 C、D 错误． 3．解析：选 D.图示时刻，实线波 x＝3 m 处的质点正处在平衡位置向上振动，可推知实 线波沿 x 轴正方向传播，虚线波沿 x 轴负方向传播，故 A 正确；根据 v＝λf，由实线波可知 v＝ λf＝6×2.50 m/s＝15 m/s，故 B 正确；因为 x＝vt＝15×0.025 m＝0.375 m，所以 x＝1.5 m 处 的实线波峰将传到 x＝(1.5＋0.375) m＝1.875 m 处，x＝2.25 m 处的虚线波峰也将传到 x＝(2.25 －0.375) m＝1.875 m 处，所以平衡位置 x＝1.875 m 的质点将位于 y＝30 cm 处，故 D 错误； 图示时刻平衡位置 x＝4.5 m 的质点，实线波和虚线波两列波单独引起的位移分别为－15 cm、 0，故合位移为－15 cm，故 C 正确． 4．解析：选 D.电磁波在真空中的传播速度最大，在其他介质中的速度将变小，而且介质 的折射率越大，速度越小，选项 A 正确；根据电磁波知识知，选项 B 正确；波长越长的无线 电波的波动性越显著，干涉、衍射现象越容易发生，选项 C 正确；当发射电路的电磁振荡停 止了，只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失，还要继续传播一段时间， 选项 D 错误． 5．解析：选 B.设杆的长度为 L，小球从 A 到 C 的过程中机械能守恒，得： 1 2mv2A＋2mgL＝ 1 2mv2C，解得 L＝ v－v 4g ＝ （－5）2－12 40 m＝0.6 m，故 A 错误．若小球在 A 点恰好对杆的作用力是 0，则有 mg＝mv L，解得 v0＝ gL＝ 6 m/s＞vA＝1 m/s.由于小球在 A 点的速度小于临界速度， 所以小球做圆周运动需要的向心力小于重力，杆对小球的作用力的方向向上，故是竖直向上 的支持力，故 B 正确．小球从 A 到 B 的过程中机械能守恒，得 1 2mv2A＋mgL＝ 1 2mv2B，所以 vB＝ v＋2gL＝ 1＋2 × 10 × 0.6 m/s＝ 13 m/s，故 C 错误．由于 y 轴表示的是小球在水平方向 的分速度，所以曲线 AB 段与坐标轴所围图形的面积表示 A 到 B 的过程小球在水平方向的位移， 大小等于杆的长度，即 0.6 m，故 D 错误． 6．解析：选 D.由极光的波长 3.1×10 － 7 ～6.7×10 － 7 m， ν＝ c λ得极光的频率为 4.5×1014～9.7×1014 Hz，A 正确；带电粒子在洛伦兹力作用下向极地附近偏转，B 正确；原 子从高能级向低能级跃迁时辐射出光子，C 正确；极光为地球大气中原子的发射光谱，可以鉴 别地球周围大气层中物质的组成，D 错误． 7．解析：选 C.以整体为研究对象可知，竖直轻绳 OA 受到的拉力 FT 等 于衣服和衣架的总重力，即 FT＝(M＋m)g；分析衣服的受力情况：重力、衣 架两侧的支持力，根据对称性知衣架两侧对衣服的支持力大小相等，设为 FN.根据几何关系得 FN 与竖直方向的夹角为 30°，由平衡条件得 2FNcos 30°＝Mg，得 FN＝ 3 3 Mg，C 正确． 8．解析：选 B.取向左为正方向，根据系统的动量守恒得：mAvA－mBvB ＝0，因为 mA＝2mB，所以 vA＝0.5vB，故 A 正确；由动量守恒得：mAvA－mBvB ＝0，所以 A 的动量与 B 的动量大小相等，方向相反，故 B 错误；A、B 受到的力等于弹簧的 弹力，大小相等，故 C 正确；A、B 和弹簧组成的系统合外力为零，系统的总动量守恒，保持 为零，故 D 正确． 9．解析：选 BC.粒子在磁场中运动，洛伦兹力不做功，所以在两个区域内粒子的速率相 等．由两弧长之比为 2∶1，速率相等，可知时间之比为 2∶1，故 C 正确；由于粒子经过 a、b 点时的速度方向均水平向右，可知粒子在磁场中运动的圆心角相等，故 D 错误；根据 θ＝ωt 知角速度之比为 1∶2，由 v＝ωr 可知半径之比为 2∶1，故 B 正确；根据 qvB＝m v2 r 得，r＝ mv Bq，所以磁感应强度大小之比为 1∶2，且根据运动方向可知两个磁场的方向相反，故 A 错 误． 10．解析：选 CD.设飞船距离地面的高度为 h，因宇航员发现有 1 6T 时间会经历“日全食”过程，则圆心角为 60°，由几何关系得：(h＋R)sin 30°＝R，解得：h＝R，故 A 错误；地球自转一圈时间为 T0，飞船绕地球一圈时间为 T，飞船绕一圈会有一次“日全食”，所以每过时间 T 就有一次“日全食”，得一 天内飞船经历“日全食”的次数为 T0 T ，故 B 错误；如图所示，可知宇航员观察地球的最大张角 α＝60°，故 C 正确；由万有引力提供向心力，则有：G M m r2 ＝m 4π2 T2 r，又轨道半径 r＝R＋h＝ 2R，则地球质量为 M＝ 4π2r3 GT2 ＝ 32π2R3 GT2 ，则地球密度为 ρ＝ M 4 3πR3 ＝ 24π GT2 ，故 D 正确． 11．解析：选 BC.由题图 B－t 图象可知，0～1 s 时间内，B 增大，Φ增大，由楞次定律可 知，线框中感应电流为顺时针方向，为正值；1～2 s 磁通量不变，无感应电流；2～3 s 内，B 的方向垂直纸面向外，B 减小，Φ减小，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，为负值； 3～4 s 内，B 的方向垂直纸面向里，B 增大，Φ增大，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方 向，为负值；由左手定则可知，在 0～1 s 内，ad 受到的安培力方向水平向右，是正的，1～2 s 无感应电流，不受安培力，2～3 s 时间内，安培力水平向左，是负的，3～4 s 时间内，安培 力水平向右，是正的；由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势 E＝ ΔΦ Δt ＝ ΔB ΔtS，感应电流 I＝ E R＝ SΔB RΔt，由 B－t 图象可知，在每一时间段内， ΔB Δt是定值，在各时间段内 I 是定值，ad 边受 到的安培力 F＝BIL，I、L 不变，B 均匀变化，则安培力 F 均匀变化，不是定值，故 B、C 正 确，A、D 错误． 12．解析：选 BC.由安培定则可知：A 处的合磁场方向沿 AC 方向指向 C，所以 A 所受磁 场作用力的方向与 A、C 所在平面垂直，A 错；由安培定则可知：B 处的合磁场方向沿 AC 方 向指向 C，所以 B 所受磁场作用力的方向与 A、C 所在平面垂直，B 对；通电导线在其周围产 生的磁场的磁感应强度 B＝ kI r ，根据磁场的叠加知：A 处的磁感应强度大小为 2kI 2r ，而 B 处的 磁感应强度为 2kI r ，所以 A、B 单位长度所受的磁场作用力大小之比为 1∶2，C 对，D 错．