河南省宜阳县2023届高三(上)摸底测试物理试题
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
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1~3题只有一项符合题目要求,第4~8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)
1. 我国国产首批医用钻-60原料组件从秦山核电站启运,这标着着我国国伽马刀设备“中国芯”供应同题得到解决,核电站是利用中子照射钻-59制备钻-60,伽马刀是利用钻-60发生衰变释放的射线工作的,已知钻-60的半期约为5.3年,下列说法正确的是( )
A. 秦山核电站制备钴-60的反应是重核衰变
B. 钻-60发生衰变后生产的新核比钻-60少一个电子
C. 钻-60发生衰变后生产的新核比钻-60多一个中子
D. 钻-60制成后,经过5.3年剩下的钻-60的约有一半
2. 宇宙中有一孤立星系,中心天体周围有三颗行星,如图所示。中心天体质量远大于行星质量,不考虑行星之间的万有引力,三颗行星的运动轨道中,有两个为圆轨道,半径分别为r1、r3,一个为椭圆轨道,半长轴为a,a=r3 。在Δt时间内,行星Ⅱ、行星Ⅲ与中心天体连线扫过的面积分别为S2、S3;行星Ⅰ的速率为v1、行星Ⅱ在B点的速率为v2B、行星Ⅱ在E点的速率为v2E、行星Ⅲ的速率为v3,下列说法正确的是( )
A. S2=S3
B. 行星Ⅱ与行星Ⅲ的运行周期相等
C. 行星Ⅱ与行星Ⅲ在P点时的向心加速度大小相等
D. v3< v 1< v 2E< v 2B
3. 考驾照需要进行路考,路考中有一项是定点停车.路旁竖一标志杆,在车以10 m/s的速度匀速行驶过程中,当车头与标志杆的距离为20 m时,学员立即刹车,让车做匀减速直线运动,车头恰好停在标志杆处,忽略学员的反应时间,则
A. 汽车刹车过程的时间为4 s
B. 汽车刹车过程的时间为2 s
C. 汽车刹车时的加速度大小为5 m/s2
D. 汽车刹车时的加速度大小为0.25 m/s2
4. 一个电子在电场力作用下沿x轴做直线运动(不计重力),以水平向右的方向为x轴的正方向,从0时刻起运动依次经历t0、2t0、3t0时刻。其运动的v t图象如图所示。对此下列判断正确的是( )
A. 0时刻与2t0时刻电子在不同位置
B. 0时刻、t0时刻、3t0时刻电子所在位置的电势分别为0、1、3,其大小比较有1 0 3
C. 0时刻、t0时刻、3t0时刻电子所在位置的场强大小分别为E0、E1、E3,其大小比较有E3 E0 E1
D. 电子从0时刻运动至t0时刻,连续运动至3t0时刻,电场力先做正功后做负功
5. 利用磁场可以屏蔽带电粒子。如图所示,真空中有一匀强磁场,磁场边界为两个半径分别为r和3r的同轴圆柱面,磁场的方向与圆柱轴线平行,磁感应强度大小为其横截面如图所示。一带电粒子从P点正对着圆心O沿半径方向射入磁场。已知该粒子的比荷为k,重力不计。为使该带电粒子不能进入图中实线圆围成的区域内,粒子的最大速度为( )
A. kBr B. 2kBr C. 3kBr D. 4kBr
6. 如图所示,甲球从O点以水平速度v1抛出,落在水平地面上的A点;乙球从O点以水平速度v2抛出,落在水平地面上的B点,乙球与地面碰撞前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变,反弹后恰好也落在A点。已知两球质量均为m,乙球落在B点时速度与水平方向夹角为,不计碰撞时间和空气阻力,以水平地面为重力势能零势面,则下列说法正确的是( )
A. 甲球落在A点时速度与水平方向夹角为
B. 甲乙抛出时速度之比v1:v2=3:1
C. 甲乙落地时速度之比为v甲:v乙=:1
D. 甲乙抛出时机械能之比为E甲:E乙=3:1
7. 如图所示,相距L的两平行光滑金属导轨间接有两定值电阻和,它们的阻值均为。导轨(导轨电阻不计)间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。现有一根质量为、电阻也为的金属棒在恒力的作用下由静止开始运动,运动距离时恰好达到稳定速度。运动过程中金属棒与导轨始终接触良好,则在金属棒由静止开始运动到速度达到稳定的过程中( )
A. 电阻上产生的焦耳热为
B. 电阻上产生的焦耳热为
C. 通过电阻的电荷量为
D. 通过电阻的电荷量为
8. 如图所示,竖直绝缘墙上固定一带电小球A,将带电小球B用轻质绝缘丝线悬挂在A的正上方C处,图中AC=h。当B静止在与竖直方向夹角θ=30°方向时,A对B的静电力为B所受重力的0.5倍,则下列说法中正确的是(两球均可看作点电荷)( )
A. 此时丝线长度为
B. 以后由于A漏电,B在竖直平面内缓慢运动,到θ=0°处A的电荷尚未漏完,在整个漏电过程中,丝线上拉力大小保持不变
C. 若保持悬点C位置不变,缓慢缩短丝线BC的长度,B球运动轨迹在最初阶段为圆弧
D. 若A对B的静电力为B所受重力的倍,要使B球依然在θ=30°处静止,则丝线BC的长度应调整为h或h
第Ⅱ卷(非选择题共62分)
二、非选择题(本题包括必考题和选考题两部分,共62分。第9题~第12题为必考题,每个试题考生都必须作答,第13题~第16题为选考题,考生根据要求作答)
(一)必考题
9. 某同学利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示,气垫导轨上安装有两个光电传感器,滑块上宽度为d的遮光条,当遮光条通过光电传感器时,光电传感器会输出高电压,并能在与之相连的计算机上显示。
(1)在实验前,该同学在调节导轨水平时,先接通气源,将滑块(不挂重物)置于气垫导轨上轻推滑块,让滑块先后通过光电传感器1和2,计算机上得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象,这说明气垫导轨_________;
A.已经调成水平
B.左端高右端低
C.左端低右端高
(2)实验时,用细绳跨过气垫定滑轮与质量m的重物相连,将滑块由图甲所示位置释放,测得遮光条通过光电传感器时遮光时间分别为t1和t2,重力加速度大小g已知,要验证机械能是否守恒,还应测出的物理量是_______和_________。
10. 将一微安表先改装成量程1mA的电流表,再改装成量程5V的电压表,并与标准电压表对比校准。图甲是改装后电压表与标准电压表对比校准的电路图,虚线框中是改装后电压表电路,V0是量程6V的标准电压表。已知微安表满偏电流为250μA,标记的内阻为600 Ω,电阻箱R1、R2调节范围为0~9999.99 Ω。
(1)微安表改装。图甲中电阻箱的阻值分别调节到R1=_______Ω,R2=______Ω。
(2)实物连线。选用合适的器材,按照图甲正确连接电路。
(3)对比校准。正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器,当标准电压表的示数如图乙所示时,微安表(改装后电压表)的示数如图丙所示,由此可以推测出改装电压表量程的真实值________5V。(选填“大于”或“小于”)
(4)重新调整。通过检测发现:电阻箱 R1、R2阻值是准确的,而微安表标记的内阻不准确,这是改装电压表量程的真实值不是5V的原因。再通过调节电阻箱R1、R2的阻值,使改装电压表量程的真实值为5V,以下调节方案可行的有______(填序号)
A.保持R1不变,将R2增大到合适值
B.保持R1不变,将R2减小到合适值
C.保持R2不变,将R1增大到合适值
D.保持R2不变,将R1减小到合适值
11. 如图所示,两根“L”形金属导轨平行放置,间距为d,竖直导轨面与水平导轨面均足够长,整个装置处于方向竖直向上,大小为B的匀强磁场中。两导体棒ab和cd的质量均为m,阻值均为R,与导轨间的动摩擦因数均为μ。ab棒在竖直导轨平面左侧垂直导轨放置,cd棒在水平导轨平面上垂直导轨放置。当导体棒cd在水平恒力作用下以速度v0沿水平导轨向右匀速运动时,释放导体棒ab,它在竖直导轨上匀加速下滑。某时刻将导体棒加所受水平恒力撤去,经过一段时间后cd棒静止,已知此过程中流经导体棒cd的电荷量为q(导体棒ab、cd与导轨间接触良好且接触点及金属导轨的电阻不计,已知重力加速度为g),试求:
(1)导体棒ab匀加速下滑时的加速度大小;
(2)撤去水平恒力后到cd棒静止的时间内cd棒产生的焦耳热。
12. 静止在水平地面上的两小物块A、B(均可视为质点),质量分别为mA=1.0kg、mB=4.0kg,两者之间有一被压缩的微型弹簧,A与其右侧竖直墙壁的距离L,如图所示。某时刻,将压缩的微型弹簧释放,使A、B瞬间分离,两物块获得的动能之和为EK=10.0J。释放后,A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.2。重力加速度取g=10m/s2。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。
(1)求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小;
(2)若要让B停止运动后A、B才第一次相碰,求L的取值范围;
(3)当L=0.75m时,B最终停止运动时到竖直墙壁的距离。
(二)选考题(共15分.请考生从给出的2道物理题任选一题作答,并用2B铅笔在答题卡上把所选题目题号后的方框涂黑。注意所做题目的题号必修与所涂题目的题号一致,并且在解答过程中写清每问的小题号,在答题卡指定位置答题。如果多做,则每学科按所做的第一题计分。
【物理-选修3-3】
13. 对于一定量的理想气体,下列说法中正确的是( )
A. 当分子热运动变剧烈时,压强必变大
B. 当分子热运动变剧烈时,压强可以不变
C. 当分子热运动变剧烈时,温度必升高
D. 当分子间的平均距离变大时,压强可以不变
E. 当分子间的平均距离变大时,压强必变大
14. 如图所示,一定质量的理想气体在状态A时压强为2.0×105 Pa,经历A-B-C-A的过程,整个过程中对外界放出154.5J的热量。求:
(1)该气体在C状态下的压强Pc;
(2)在B-C过程中外界对该气体所做的功。
【物理-选修3-4】
15. 如图所示,甲、乙两列简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播,两波源分别位于和处,两列波的速度均为,两列波的振幅均为2cm,图示为t=0时刻两列波的图象,此刻两质点刚开始振动.质点M的平衡位置处于处,下列说法正确的是( )。
A. 两列波相遇后不会产生稳定的干涉图样
B. 质点M的起振方向沿y轴正方向
C. 甲波源的振动频率为1.25Hz
D. 1s内乙波源处的质点通过的路程为0.2m
E. 在t=2s时刻,质点Q的纵坐标为2cm
16. 梯形棱镜横截面如图所示,图中∠C=∠D=90°,∠B=60°,BC长为L。截面内一细束光线从棱镜AB边上的F点垂直AB边射入,在BC的中点P点恰好发生全反射,已知光在真空中传播的速度为c。
(1)棱镜对该光的折射率;
(2)求从CD边射出的光线折射角的正弦值以及细光束从射入棱镜到射出CD边所用的时间t(不考虑在CD界面的反射)。
参考答案
一.选择题
1. D 2. B 3. A 4. C 5. D 6. BCD 7. AD 8. BCD
二. 非选择题
9. (1). C
(2). 滑块与遮光条总质量
(3). 两光电传感器的距离
10. (1). 200
(2). 4850
(3). 小于
(4). AD
11. 解:(1)cd切割磁感线产生感应电动势为,根据闭合电路欧姆定律得
对于ab棒,由牛顿第二定律得
摩擦力f=μN,为轨道对ab棒的弹力,水平方向,由平衡条件得
解得
(2)对于cd棒,通过棒的电量
解得
设导体棒cd在水平恒力撤去后产生的焦耳热为Q,由于ab的电阻与cd相同,两者串联,则ab产生的焦耳热也为Q,根据能量守恒得
解得
12. 解:(1)设弹簧释放瞬间A和B获得的速度大小分别为,以向右为正方向,由动量守恒定律:
①
两物块获得的动量之和为:
②
联立①②式并代入数据得:
(2)A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等,因而两者滑动时加速度大小相等,设为加速度为
③
设从弹簧释放到B停止所需时间为t,B向左运动的路程为,则有:
④
弹簧释放后A先向右匀减速运动,与墙碰撞后再反向匀减速。因,B先停止运动。设当A与墙距离为时,A速度恰好减为0时与B相碰
⑥
设当A与墙距离为时,B刚停止运动A与B相碰
⑦
联立③④⑤⑥⑦得
范围为:
(3)当时,B刚停止运动时A与B相碰,设此时A的速度为v
⑧
故A与B将发生弹性碰撞。设碰撞后AB的速度分别为和,由动量守恒定律与机械能守恒定律有:
⑨
⑩
联立⑧⑨⑩式并代入数据得
碰撞后B继续向左匀减速运动,设通过位移为
最终B离墙的距离为S
解得
13. BCD
14. 【解析】
【分析】
【详解】(1)气体从C到A的过程,由查理定律有
解得
(2)全过程中,内能改变量为零,而外界对气体做功
气体由A-B的过程
由热力学第一定律
代入数据得
15. ACD
16. 解:(1)光路图如下
由几何关系可知恰好发生全反射的临界角为,则
故
(2) 由光路图可知求从CD边射出的光线折射角的正弦值为
由几何关系知的距离
至射出边的距离
又有介质中光速
且
故解得