内容正文:
南航苏附高三一模适应性训练物理试卷
一、单项选择题:共11小题,每小题4分,共计44分.每小题只有一个选项符合题意.
1. 月球车上利用衰变提供能量,衰变方程为,同时产生大量射线,已知的比结合能为,的比结合能为,的比结合能为,则( )
A. 是质子 B. 月球上温度的变化会改变的衰变快慢
C. 该反应释放的能量为 D. 比结合能大于
2. 一透明球体置于空气中,是一条穿过圆心的直线,平行单色光、,平行于射向球体且到的距离相等,经透明球体折射后交于下方的点,如图所示。则下列说法正确的是( )
A. a的光子能量较大
B. a的光子动量小
C. a、b经过同一双缝干涉装置,b的条纹间距小
D. a、b照射某种金属表面都能发生光电效应,b照射产生的光电子最大初动能较大
3. 如图所示,科学家设想在拉格朗日点建立一空间站,且空间站绕地球做圆周运动周期与月球公转周期相同,则( )
A. 从空间站掉落的物体将落向地球 B. 空间站内航天员对支持面压力仍为零
C. 空间站的向心力大于月球的向心力 D. 空间站和月球均只受地球的万有引力
4. 如图所示,2024珠海航空展上,飞行员驾驶飞机沿实线轨迹在竖直面内匀速率飞行, a、b、c为飞行轨迹上的三点,a、c为飞行过程中距离地面高度相等的两点。关于此飞机,下列说法中正确的是( )
A. 各点的加速度方向竖直向下
B. 在a点所受的合力比在c点小
C. a、c两点的重力功率相等
D. a、b、c三点的机械能相等
5. 如图甲、乙所示,同一单摆先后做简谐运动和圆锥摆运动,已知摆球的最大高度相同。则两次运动相比较,简谐运动中摆球的( )
A. 运动周期小,机械能大 B. 运动的周期小,机械能小
C. 运动的周期大,机械能大 D. 运动的周期大,机械能小
6. 如图所示,截面为等腰三角形的楔形木块ABC固定在水平地面上,AB面和BC面的粗糙程度处处相同。一小物块以初速度v0沿斜面AB向上运动,经时间t0到达顶点B,速度恰好减为零;紧接着小物块由静止开始沿斜面BC下滑。在小物块从A运动到C的过程中,其速度大小v与时间t的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示,一个绝缘球壳上均匀分布着正电荷。已知均匀带电的球壳在其内部激发的电场强度处处为零,现在球壳表面P处取走一面积足够小、带电荷量为q的曲面,若球壳的其他部分的带电荷量与电荷分布保持不变,则球壳内部空间的电场线分布情况可能正确的是( )
A. B. C. D.
8. 如图所示,半径为r2的圆形单匝线圈中央有半径为r1的有界匀强磁场,磁感应强度随时间变化关系为B=B0+kt(k>0),线圈电阻为R,则磁感应强度从B0增大到2B0时间内( )
A. 线圈面积有缩小的趋势
B. 线圈中电子沿逆时针方向定向移动
C. 线圈中产生的焦耳热为
D. 通过导线横截面电荷量为
9. 水面上有一列沿x轴正方向传播的简谐横波,图甲是该简谐横波在t=0.6s时的部分波形图,图乙是这列波上x=16m处的质点从t=0.7s时刻开始振动的图像。下列说法正确的( )
A. 波源的起振方向向上
B. 该列波的波速为20m/s
C. 该波遇到20cm的小孔时,不能发生明显的衍射现象
D. 该列水波可以和水面上另一列频率为1.25Hz的水波形成稳定的干涉图样
10. 一同学设计了一个稳压的电路如图所示,理想变压器的原线圈通过输电导线与电压为U0的正弦式交流电源相连,输电导线有一定阻值r,在副线圈上并联了用电器R0、滑动变阻器R,P为滑动变阻器的滑片。通过调节滑片P模拟电网负载变化,副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头Q调节,根据负载的变化调节Q改变副线圈接入电路的匝数,实现用电器的电压稳定,电源电压有效值不变。当只将负载滑动变阻器的滑片P向上移动时,下列说法正确的是( )
A. 电压表V示数变大
B. 输电线路输送的效率减小
C. 变压器铁芯中磁通量变化的频率变大
D. 为保证用电器R0两端电压不变,可以将副线圈上的触头Q下移
11. 如图所示,在倾角为的光滑斜面上,劲度系数为的轻质弹簧一端连接在固定挡板上,另一端连接一质量为的物体,一轻细绳通过定滑轮,一端系在物体上,另一端与质量也为的小球相连,细绳与斜面平行,斜面足够长,用手托住球使绳子刚好没有拉力,然后由静止释放,不计一切摩擦,取.则( )
A. A、B组成的系统在运动过程中机械能守恒
B. 弹簧恢复原长时细绳上的拉力为
C. A沿斜面向上运动的最远距离为
D. 如果把斜面倾角改为,上滑到最高点时间不变
二、非选择题:共5题,共56分。
12. 某同学用如图1所示的电路测量未知电阻的阻值.已知电源电动势约为,内阻约为,电压表满偏电压为,定值电阻,电阻箱R最大阻值为。
(1)将接1,闭合开关前,该同学首先将电阻箱的阻值调到最大,这样操作是____________(选填“正确”或“错误”)的;
(2)多次改变电阻箱R阻值,得到对应电压表的示数U如下表,请根据实验数据在图2中作出关系图像________:
电阻
1.0
2.0
4.0
60
8.0
10.0
电压
0.75
1.28
2.00
2.45
2.76
3.00
(3)断开,将接2,再闭合,电压表示数为,利用(2)中测绘的图像可得____________,考虑到电压表为非理想电表,则测量值__________真实值(“大于”、“小于”、“等于”);
(4)为了更方便地测量多种未知电阻,图1虚线框中电路可作为欧姆表使用,电压表表盘改动后正确的是____________。
A.B.C.D.
13. 如图所示,汽缸内封闭一定质量理想气体,气体的温度为,压强为,活塞的横截面积为,活塞距汽缸底的高度为,不计活塞与汽缸壁之间的摩擦。现给汽缸缓慢加热,活塞上升到高度为处,气体吸收的热量为。求:
(1)此时密闭气体的温度;
(2)该过程中气体内能的增量。
14. 用频率为的光照射某种金属发生光电效应,测出光电流随电压的变化图象如图所示,已知普朗克常量为,电子的质量、带电量为,求:
(1)每秒内逸出的光电子数;
(2)逸出光电子的最大初动能和电子物质波的最短波长
(3)该频率为的光子是氢原子核外电子从能级跃迁到基态放出来的,求基态氢原子的能级值。(已知)
15. 如图所示, O为固定在地面上的铰链,A球通过铰链用轻杆分别连接于O、B球。 现对 B球施加水平推力F,使系统处于静止状态,此时两杆间的夹角α=60°。撤去F后,A、B在同一竖直平面内运动。已知两球质量均为 m,杆长均为L,重力加速度为g, 忽略一切摩擦。求:
(1) 推力F的大小;
(2)两杆间的夹角变为120°时, B球动能;
(3)A 球落地时重力的功率。
16. 如图所示的xOy平面内,在区域存在沿y轴正方向的匀强电场;在区域存在垂直纸面向外的匀强磁场,在区域存在垂直纸面向里的匀强磁场,两个磁场的磁感应强度大小均为B。质量为m,电荷量为的带电粒子,在时刻从坐标原点O以的初速度沿x轴负方向射入匀强磁场。并从点第一次飞出电场,不计粒子的重力,,,求带电粒子
(1)第一次进入磁场做圆周运动的半径和电场的电场强度大小
(2)第二次离开电场的时刻;
(3)从电场进入磁场时的位置坐标。
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南航苏附高三一模适应性训练物理试卷
一、单项选择题:共11小题,每小题4分,共计44分.每小题只有一个选项符合题意.
1. 月球车上利用衰变提供能量,衰变方程为,同时产生大量射线,已知比结合能为,的比结合能为,的比结合能为,则( )
A. 是质子 B. 月球上温度的变化会改变的衰变快慢
C. 该反应释放的能量为 D. 比结合能大于
【答案】C
【解析】
【详解】A.衰变方程中,根据质量数和电荷数守恒可写出该衰变方程为
因此,X为粒子,而非质子(),故A错误。
B.衰变快慢由原子核内部结构决定,与外界温度无关,故B错误。
C.该反应释放的能量等于生成物的总结合能与反应物的总结合能之差,即
故C正确。
D.根据比结合能越高,原子核越稳定,且在衰变中,原子核由不稳定变为较为稳定,可知,故D错误。
故选C。
2. 一透明球体置于空气中,是一条穿过圆心的直线,平行单色光、,平行于射向球体且到的距离相等,经透明球体折射后交于下方的点,如图所示。则下列说法正确的是( )
A. a的光子能量较大
B. a的光子动量小
C. a、b经过同一双缝干涉装置,b的条纹间距小
D. a、b照射某种金属表面都能发生光电效应,b照射产生的光电子最大初动能较大
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知平行单色光a的偏折程度大,则折射率比平行单色光b大,根据折射率与光的频率关系可得a的频率比b的大,,a光子能量比b的光子能量大,A正确;
B.光子动量,a光频率大,波长小,则动量大,B错误;
C.根据双缝干涉条纹间距公式
由a光子频率大,波长短可得当a、b经过同一双缝干涉装置,a的条纹间距小,C错误;
D.根据光电效应最大初动能公式
因为a光子的频率较大,所以a照射发生光电效应产生的光电子最大初动能较大, D错误。
故选A。
3. 如图所示,科学家设想在拉格朗日点建立一空间站,且空间站绕地球做圆周运动的周期与月球公转周期相同,则( )
A. 从空间站掉落的物体将落向地球 B. 空间站内航天员对支持面压力仍为零
C. 空间站的向心力大于月球的向心力 D. 空间站和月球均只受地球的万有引力
【答案】B
【解析】
【详解】A.从空间站掉落的物体将继续绕地球做匀速圆周运动,因为物体掉落后与空间站具有相同的速度,故A错误;
B.空间站受到月球和地球的万有引力,合力提供向心力,对空间站内航天员分析可知,不需要支持力,即航天员对支持面压力为零,故B正确;
C.根据
由于月球质量和运行的轨道半径都较大,则空间站的向心力小于月球的向心力,故C错误;
D.空间站受到月球和地球的万有引力,月球受到空间站和地球的万有引力,故D错误。
故选B。
4. 如图所示,2024珠海航空展上,飞行员驾驶飞机沿实线轨迹在竖直面内匀速率飞行, a、b、c为飞行轨迹上的三点,a、c为飞行过程中距离地面高度相等的两点。关于此飞机,下列说法中正确的是( )
A. 各点的加速度方向竖直向下
B. 在a点所受的合力比在c点小
C. a、c两点的重力功率相等
D. a、b、c三点的机械能相等
【答案】B
【解析】
【详解】AB.质点在每小段的运动都可以看作圆周运动的一部份,在竖直面内匀速率飞行,合力方向指向各自圆心,加速度方向也指向各自圆心,明显ac两点加速度方向不是竖直向下,a点对应的圆周半径更大,c点对应半径更小,合力提供向心力,根据向心力公式,可知a点所受的合力小于c点,A错误,B正确;
C. a、c两点的速度大小相等,但速度方向不同,速度与重力夹角不同,根据
可知重力功率不相等,C错误;
D.a、b、c三点的动能相等,a、c为飞行过程中距离地面高度相等的两点,但b与a、c的高度不一样,故机械能a、c两点相等,且与b点不相等,D错误。
故选B。
5. 如图甲、乙所示,同一单摆先后做简谐运动和圆锥摆运动,已知摆球的最大高度相同。则两次运动相比较,简谐运动中摆球的( )
A. 运动的周期小,机械能大 B. 运动的周期小,机械能小
C. 运动的周期大,机械能大 D. 运动的周期大,机械能小
【答案】D
【解析】
【详解】设单摆的摆长为,最大夹角为,根据单摆周期公式
根据合力充当向心力
解得
所以
摆球的最大高度相同时,重力势能相等,甲摆的动能为零,乙摆的动能不为零,则乙圆锥摆的机械能大,故选D。
6. 如图所示,截面为等腰三角形的楔形木块ABC固定在水平地面上,AB面和BC面的粗糙程度处处相同。一小物块以初速度v0沿斜面AB向上运动,经时间t0到达顶点B,速度恰好减为零;紧接着小物块由静止开始沿斜面BC下滑。在小物块从A运动到C的过程中,其速度大小v与时间t的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设物块上滑与下滑的加速度大小分别为a1和a2,等腰三角形的底角为α,根据牛顿第二定律得,
解得,
则知
而v-t图像的斜率等于加速度,所以上滑段图线的斜率绝对值大于下滑段图线斜率的绝对值,上滑过程的位移大小等于下滑过程的位移大小,上滑的加速度较大,由知,上滑过程时间较短,因上滑过程中,物块做匀减速运动,下滑过程做匀加速直线运动,两段图像都是直线,由于小物块运动过程中受到滑动摩擦力的作用,所以小物块到达C点的速度小于v0。
故选C。
7. 如图所示,一个绝缘球壳上均匀分布着正电荷。已知均匀带电的球壳在其内部激发的电场强度处处为零,现在球壳表面P处取走一面积足够小、带电荷量为q的曲面,若球壳的其他部分的带电荷量与电荷分布保持不变,则球壳内部空间的电场线分布情况可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】绝缘球壳上均匀分布着正电荷,在球壳表面P处取走一面积足够小、带电荷量为q的曲面,则其他地方的电荷发出指向P处的电场线。
故选A。
8. 如图所示,半径为r2的圆形单匝线圈中央有半径为r1的有界匀强磁场,磁感应强度随时间变化关系为B=B0+kt(k>0),线圈电阻为R,则磁感应强度从B0增大到2B0时间内( )
A. 线圈面积有缩小的趋势
B. 线圈中电子沿逆时针方向定向移动
C. 线圈中产生的焦耳热为
D. 通过导线横截面电荷量
【答案】C
【解析】
【详解】A.线圈不在磁场中,不受安培力,无收缩扩张趋势,故A错误;
B.根据楞次定律和右手定则可知,线圈中感应电流为逆时针方向,因此电子运动方向为顺时针。故B错误;
C.线圈中磁通量变化率为
线圈中的感应电动势为
变化过程中产生的焦耳热为
由于
联立可得
故C正确;
D.通过导线的电荷量为
可得
故D错误。
故选C。
9. 水面上有一列沿x轴正方向传播的简谐横波,图甲是该简谐横波在t=0.6s时的部分波形图,图乙是这列波上x=16m处的质点从t=0.7s时刻开始振动的图像。下列说法正确的( )
A. 波源的起振方向向上
B. 该列波的波速为20m/s
C. 该波遇到20cm的小孔时,不能发生明显的衍射现象
D. 该列水波可以和水面上另一列频率为1.25Hz的水波形成稳定的干涉图样
【答案】B
【解析】
【详解】A.质点起振动方向与波源起振方向相同,由题图乙可知x=16 m处的质点的起振方向向下,则波源起振方向向下,故A错误;
B.由图甲可知,波长为8m,t=0.6s时,距离x=8m的质点为处的质点,即x=14m处的质点即将振动,其起振方向也是向下的,经过0.1s波向前传播距离为2m,则波速为20m/s,故B正确;
C.孔的尺寸为20 cm,比波长小,由发生明显衍射条件可知,能发生明显的衍射现象,故C错误;
D.该波的频率为
故该列水波不可以和水面上另一列频率为1.25 Hz的水波形成稳定的干涉图样,故D错误。
故选B。
10. 一同学设计了一个稳压的电路如图所示,理想变压器的原线圈通过输电导线与电压为U0的正弦式交流电源相连,输电导线有一定阻值r,在副线圈上并联了用电器R0、滑动变阻器R,P为滑动变阻器的滑片。通过调节滑片P模拟电网负载变化,副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头Q调节,根据负载的变化调节Q改变副线圈接入电路的匝数,实现用电器的电压稳定,电源电压有效值不变。当只将负载滑动变阻器的滑片P向上移动时,下列说法正确的是( )
A. 电压表V示数变大
B. 输电线路输送的效率减小
C. 变压器铁芯中磁通量变化的频率变大
D. 为保证用电器R0两端电压不变,可以将副线圈上的触头Q下移
【答案】B
【解析】
【详解】AB.若滑动触头Q位置不变,当负载滑动变阻器的滑片P向上移动时,负载电阻变小,通过变压器副线圈的电流变大;根据理想变压器电流与匝数比的关系,变压器原线圈中的电流为
变大,根据欧姆定律结合串联电路的特点,变压器原线圈两端电压
由于原线圈中的电流I1增大,因此变压器原线圈两端电压减小,电压表的示数减小,输电线路输送的效率减小;根据理想变压器电压与匝数比的关系,副线圈两端电压
减小,综上分析,故A错误,B正确;
C.变压器原线圈两端电压减小,变压器铁芯中的磁通量变化率变小,故C错误;
D.根据理想变压器电压与匝数比的关系,副线圈两端电压
由于U1减小,因此U2减小,为了使U2不变,应增大n2,即Q上移,因此为保证用电器R0两端电压不变,可以将副线圈上的触头Q上移,故D错误。
故选B。
11. 如图所示,在倾角为的光滑斜面上,劲度系数为的轻质弹簧一端连接在固定挡板上,另一端连接一质量为的物体,一轻细绳通过定滑轮,一端系在物体上,另一端与质量也为的小球相连,细绳与斜面平行,斜面足够长,用手托住球使绳子刚好没有拉力,然后由静止释放,不计一切摩擦,取.则( )
A. A、B组成的系统在运动过程中机械能守恒
B. 弹簧恢复原长时细绳上的拉力为
C. A沿斜面向上运动的最远距离为
D. 如果把斜面倾角改为,上滑到最高点时间不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.因AB系统运动过程中有弹簧的弹力对A做功,则A、B组成的系统在运动过程中机械能不守恒,选项A错误;
B.弹簧恢复原长时,对A,
对B,
解得细绳上的拉力为
选项B错误;
C.开始时弹簧压缩量
当到达平衡位置时
解得
由对称性可知A沿斜面向上运动的最远距离为
选项C错误;
D.因AB系统做简谐振动,则振动周期与斜面倾角无关,即如果把斜面倾角改为,系统的周期不变,则上滑到最高点时间不变,选项D正确。
故选D。
二、非选择题:共5题,共56分。
12. 某同学用如图1所示的电路测量未知电阻的阻值.已知电源电动势约为,内阻约为,电压表满偏电压为,定值电阻,电阻箱R最大阻值为。
(1)将接1,闭合开关前,该同学首先将电阻箱的阻值调到最大,这样操作是____________(选填“正确”或“错误”)的;
(2)多次改变电阻箱R的阻值,得到对应电压表的示数U如下表,请根据实验数据在图2中作出关系图像________:
电阻
1.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
电压
0.75
1.28
2.00
2.45
2.76
3.00
(3)断开,将接2,再闭合,电压表示数为,利用(2)中测绘的图像可得____________,考虑到电压表为非理想电表,则测量值__________真实值(“大于”、“小于”、“等于”);
(4)为了更方便地测量多种未知电阻,图1虚线框中电路可作为欧姆表使用,电压表表盘改动后正确是____________。
A.B.C.D.
【答案】 ①. 错误 ②. ③. 2.8(2.7-2.9都给分) ④. 等于 ⑤. C
【解析】
【详解】(1)[1]当电阻箱电阻调到最大时,闭合电键S1时,电压表两端电压
超过了电压表的量程,则该操作错误;
(2)[2]做出U-R图像如图;
(3)[3][4]电压表示数为,利用(2)中测绘的图像可得,该方法为等效替代法,则电压表内阻对Rx的测量无影响,则测量值等于真实值;
(4)[5]设虚线内电路两端接电阻为R′,则两端电压
则R′与U是非线性关系,则将电压表刻度改为电阻刻度时,刻度分布不均匀,结合U-R图像可知,当电阻较大时,当电阻变化相等时,电压变化越小,即电阻的刻度为右密左疏;当电压表满偏时,即
解得
R′=10Ω
故选C。
13. 如图所示,汽缸内封闭一定质量的理想气体,气体的温度为,压强为,活塞的横截面积为,活塞距汽缸底的高度为,不计活塞与汽缸壁之间的摩擦。现给汽缸缓慢加热,活塞上升到高度为处,气体吸收的热量为。求:
(1)此时密闭气体的温度;
(2)该过程中气体内能的增量。
【答案】(1) ;(2)
【解析】
【详解】(1)加热缓慢上升,该过程为等压变化,有
解得
(2)气体膨胀,对外做功,有
根据热力学第一定律得
14. 用频率为的光照射某种金属发生光电效应,测出光电流随电压的变化图象如图所示,已知普朗克常量为,电子的质量、带电量为,求:
(1)每秒内逸出的光电子数;
(2)逸出光电子的最大初动能和电子物质波的最短波长
(3)该频率为光子是氢原子核外电子从能级跃迁到基态放出来的,求基态氢原子的能级值。(已知)
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
设单位时间内有n个光子照射在金属上,饱和光电流为
每秒内逸出的光电子数
【小问2详解】
由图可知遏止电压为,根据动能定理
逸出光电子的最大初动能
物质波的波长公式为
又电子动量
逸出光电子的物质波的最短波长为
【小问3详解】
该频率为的光子是氢原子核外电子从能级跃迁到基态放出来的,则
又
得基态氢原子的能级值
15. 如图所示, O为固定在地面上的铰链,A球通过铰链用轻杆分别连接于O、B球。 现对 B球施加水平推力F,使系统处于静止状态,此时两杆间的夹角α=60°。撤去F后,A、B在同一竖直平面内运动。已知两球质量均为 m,杆长均为L,重力加速度为g, 忽略一切摩擦。求:
(1) 推力F的大小;
(2)两杆间的夹角变为120°时, B球动能;
(3)A 球落地时重力的功率。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)对A球运用力的合成法可知
再对B球分析,水平推力
(2) 两轻杆夹角为 120°时,分别分解A、B两球速度,可得
由系统机械能守恒得
则B球动能
(3)A球落地前瞬间, B球到达最左端
由能量守恒可得
解得
则A球落地前瞬间重力的功率
16. 如图所示的xOy平面内,在区域存在沿y轴正方向的匀强电场;在区域存在垂直纸面向外的匀强磁场,在区域存在垂直纸面向里的匀强磁场,两个磁场的磁感应强度大小均为B。质量为m,电荷量为的带电粒子,在时刻从坐标原点O以的初速度沿x轴负方向射入匀强磁场。并从点第一次飞出电场,不计粒子的重力,,,求带电粒子
(1)第一次进入磁场做圆周运动的半径和电场的电场强度大小
(2)第二次离开电场的时刻;
(3)从电场进入磁场时的位置坐标。
【答案】(1),
(2)
(3)故当n为偶数时,坐标为,当n为奇数时,坐标为
【解析】
【小问1详解】
洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律则有
解得
带电粒子第一次进入匀强电场做类平抛运动,运动加速度
沿x方向有
沿y方向有
联立解得
【小问2详解】
粒子在电场中运动的时间
设粒子第一次进入电场中偏转的角度为,则有
解得
粒子在磁场中运动的周期
则粒子在磁场中运动的时间
解得
【小问3详解】
设带电粒子在磁场中做圆周运动半径为r、速度为v,则有
在磁场中沿y轴负方向偏转的距离
解得与角无关
带电粒子每次在电场中沿y轴负方向偏转的距离、、、
所以第n次回到磁场时沿y轴方向偏转的距离
其中,2,
故当n为偶数时,坐标为
当n为奇数时,坐标为
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