内容正文:
物理一模考试错题重考
一、单选题(每小题4分,共16分)
1. 我国正助力打造国家百亿级核能产业集聚战略高地。核能是通过核反应从原子核里释放出的能量,如核反应方程为,已知核的比结合能为核的比结合能为,释放的核能为,则下列说法中正确的是( )
A. 该反应为核聚变反应,比结合能大于
B. 该核反应生成物的质量等于反应物的质量
C. 该反应中核的比结合能为
D. 核中有4个质子2个中子,核与核是互为同位素
2. 如图所示,某同学利用定滑轮通过绳索将一根质量均匀的横木拉起,拉起的过程中横木绕端缓慢转动,已知定滑轮位于横木端的正上方,且端到定滑轮的距离等于长度,则拉起过程中横木受到地面的作用力大小( )
A. 始终不变 B. 逐渐增大 C. 逐渐减小 D. 先增大后减小
3. 体育课上,某同学跳起投篮,松手后篮球将斜向上飞出,恰好能够斜向下、无碰触地穿过篮筐中心,如图所示。若篮球质量为m,篮球抛出的初速度大小为,方向与水平方向成角,篮筐平面到篮板上沿的距离是h,篮球到达最高点时恰好与篮板上沿等高。以篮筐所在的水平面为重力势能的零势能面,已知重力加速度g取,篮球可以看作质点,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 篮球在空中运动过程中相等时间内速度的变化量不相等
B. 篮球在最高点的机械能为mgh
C. 若篮球的抛出点和篮筐等高,则该同学对篮球做的功为
D. 篮球穿过篮筐时的速度v与水平方向的夹角一定等于
4. 如图所示,有一块透明长方体介质,高度为,上下两个面为边长为的正方形,底面中心有一单色点光源,可向各个方向发出光线,该介质对光的折射率为(不考虑二次反射),则介质的上表面与四周被光照亮区域的面积为( )
A. B. C. D.
二、多选题(共6分)
5. 水平放置的平行板电容器上极板带正电,下极板带负电。电容器的极板长度为L,两极板间距离为d。一绝缘挡板倾斜放置,绝缘挡板的两端恰好与电容器的上极板的右端点和下极板的左端点接触,如图所示。一质量为m、带电荷量为q的带正电小球以速度v垂直电场线从电容器的上极板边缘射入,恰好落在绝缘挡板的中心处。已知重力加速度为g,电场强度,下列说法正确的是( )
A. 在此过程中带电小球的加速度大小为2g
B. 若,则带电小球垂直落在挡板上
C. 此过程所需的时间为
D. 在此过程中电场力对带电小球做的功为mgd
三、实验题(共15分)
6. 某兴趣小组想要测量一个电池的电动势和内阻,在实验室找到以下实验器材:电流表A、电阻箱、开关、导线若干。
(1)实验电路图如图1所示
改变电阻箱的阻值,记录多组电阻箱示数R和电流表示数I,画出图像,如图2所示。由图2可得电源的电动势_______,内阻_______。若不考虑偶然误差,兴趣小组测得的电动势_______,内阻_______。(填“>”“=”或“<”)
(2)兴趣小组进一步测量电流表A的内阻,为此又在实验室找到另一个电流表(内阻未知),并设计了如图3所示电路,实验步骤如下:
①闭合,断开,调节电阻箱示数为,电流表的示数为,
②闭合,闭合,调节电阻箱,直到_______,此时电阻箱示数为,则电流表A的内阻_____。
(3)若由(1)测得该电池电动势,内阻,兴趣小组把该电池装在一个欧姆表中,用这个电源给欧姆表供电。欧姆表内部结构如图4所示,已知灵敏电流计满偏电流、内阻,按照正确操作步骤测量未知电阻,欧姆表指针位于图5位置,则_______,电池的内阻测量值对的测量结果_______(填“有”或“无”)影响。
四、解答题(共28分)
7. 在学校举办的科技创新比赛中,研究小组为了模拟火箭的发射,准备制作某个装置来模拟发射。发射装置设计简化为如图(a)所示的模型,在室温环境下,将一塑料容器竖直放置,容器内装入一定质量的水。
(1)若体积为的塑料容器内有体积为的水和压强为1个标准大气压的空气。打气筒气室体积为,现用打气筒通过单向气阀向塑料容器内每一次充入压强一个标准大气压、体积为的气体。当塑料容器内部气压达到4个标准大气压时压缩空气可将活塞顶出,箭体发射。设充气过程气体温度不变,瓶和水的体积变化不计。要使水火箭发射出去,需要打气多少次?
(2)打开喷水口阀门,喷出一部分水后关闭阀门,容器内气体从状态M变化到状态N,其压强p与体积V的变化关系如图(b)中实线所示,已知气体在状态N时的体积为,压强为。求气体在状态N与状态M时的热力学温度之比。(用图中符号表示)
(3)图(b)中虚线是容器内气体在绝热(既不吸热也不放热)条件下压强p与体积V变化关系图线,试判断气体在图(b)中沿实线从M到N的过程是吸热还是放热。(不需要说明理由)
8. 如图所示,有两条不计电阻的平行光滑金属导轨、,导轨间距L=1m,其中、段倾斜放置,倾斜角,,、段水平放置,两段之间通过一小段(大小可忽略)光滑圆弧绝缘材料平滑相连,在倾斜导轨左端连接一电容的电容器,在N和两端与R=0.1Ω的电阻器相连,在倾斜导轨、区域内加有垂直于倾斜导轨平面向下的匀强磁场,在水平导轨的区域内加有垂直水平导轨平面向上的匀强磁场,、均与导轨垂直,且,是质量为、各边长度均为L的开口向左的U形金属框,已知其de边电阻为R=0.1Ω,其余各段电阻可忽略不计,开始时紧挨导轨静置于左侧外,一不计电阻的质量为m=1kg的金属棒a紧贴从静止释放,使其向下滑行,越过后与U形金属框发生碰撞,碰后粘在一起形成一个正方形导体框沿导轨穿过磁场B2区域。不计一切摩擦,取重力加速度,求:
(1)金属棒a在倾斜导轨下滑的加速度大小;
(2)de边刚进入磁场B2区域时的速度大小;
(3)整个过程中电阻器R上产生的焦耳热。
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物理一模考试错题重考
一、单选题(每小题4分,共16分)
1. 我国正助力打造国家百亿级核能产业集聚战略高地。核能是通过核反应从原子核里释放出的能量,如核反应方程为,已知核的比结合能为核的比结合能为,释放的核能为,则下列说法中正确的是( )
A. 该反应为核聚变反应,比结合能大于
B. 该核反应生成物的质量等于反应物的质量
C. 该反应中核的比结合能为
D. 核中有4个质子2个中子,核与核是互为同位素
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应为轻核聚变为较重核的核聚变反应;核反应释放能量说明生成物原子核更稳定,比结合能更大,因此,故A错误;
B.核反应释放核能,根据质能方程可知存在质量亏损,生成物总质量小于反应物总质量,故B错误;
C.设的比结合能为,原子核结合能=比结合能×核子数,反应释放的核能等于生成物总结合能减去反应物总结合能,即
解得,故C正确;
D.原子核左下角数字为质子数,因此有2个质子,中子数为,前半部分描述错误;和质子数相同、中子数不同,互为同位素,D错误。
故选C。
2. 如图所示,某同学利用定滑轮通过绳索将一根质量均匀的横木拉起,拉起的过程中横木绕端缓慢转动,已知定滑轮位于横木端的正上方,且端到定滑轮的距离等于长度,则拉起过程中横木受到地面的作用力大小( )
A. 始终不变 B. 逐渐增大 C. 逐渐减小 D. 先增大后减小
【答案】B
【解析】
【详解】如图所示,对横木受力分析,横木受向下的重力,细绳的拉力以及地面对点的作用力(摩擦力和支持力的合力),三个力的作用线交于一点,组成力的封闭三角形,则由相似三角形可知
则随着横木点逐渐升高,逐渐增大,逐渐增大。
故选B。
3. 体育课上,某同学跳起投篮,松手后篮球将斜向上飞出,恰好能够斜向下、无碰触地穿过篮筐中心,如图所示。若篮球质量为m,篮球抛出的初速度大小为,方向与水平方向成角,篮筐平面到篮板上沿的距离是h,篮球到达最高点时恰好与篮板上沿等高。以篮筐所在的水平面为重力势能的零势能面,已知重力加速度g取,篮球可以看作质点,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 篮球在空中运动过程中相等时间内速度的变化量不相等
B. 篮球在最高点的机械能为mgh
C. 若篮球的抛出点和篮筐等高,则该同学对篮球做的功为
D. 篮球穿过篮筐时的速度v与水平方向的夹角一定等于
【答案】C
【解析】
【详解】A.篮球在空中运动过程中只受到重力,加速度不变始终等于重力加速度,相等时间内速度的变化量相同,故A错误;
B.篮球在最高点时具有水平方向的速度,故机械能大于mgh,故B错误;
C.若篮球的抛出点和篮筐等高,从抛出瞬间到篮球到达最高点,只有重力对篮球做功,机械能守恒,可知该同学对篮球做的功为
故C正确;
D.抛出点的高度与篮筐高度关系不确定,故无法判断篮球穿过篮筐时的速度v与水平方向的夹角与θ关系,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,有一块透明长方体介质,高度为,上下两个面为边长为的正方形,底面中心有一单色点光源,可向各个方向发出光线,该介质对光的折射率为(不考虑二次反射),则介质的上表面与四周被光照亮区域的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据
解得
介质的上表面,当假设水面足够大,当入射角为临界角时,在上表面能折射出光线的最大半径为r,光路图如图所示
则由几何关系
解得
所以上表面被光照亮区域为圆形,面积为
同理,在介质的侧表面因高度为,则4个侧面照亮的面积为
所以,介质的上表面与四周被光照亮区域的面积为
故选B。
二、多选题(共6分)
5. 水平放置的平行板电容器上极板带正电,下极板带负电。电容器的极板长度为L,两极板间距离为d。一绝缘挡板倾斜放置,绝缘挡板的两端恰好与电容器的上极板的右端点和下极板的左端点接触,如图所示。一质量为m、带电荷量为q的带正电小球以速度v垂直电场线从电容器的上极板边缘射入,恰好落在绝缘挡板的中心处。已知重力加速度为g,电场强度,下列说法正确的是( )
A. 在此过程中带电小球的加速度大小为2g
B. 若,则带电小球垂直落在挡板上
C. 此过程所需的时间为
D. 在此过程中电场力对带电小球做的功为mgd
【答案】AB
【解析】
【详解】A.带电小球所受电场力与重力同向,根据牛顿第二定律可得小球在此运动过程中的加速度大小
A正确;
B.小球做类平抛运动,画出小球的运动轨迹,如图所示,设挡板的倾角为,小球落在挡板上时的速度偏向角为,若小球垂直落在挡板上,有
根据类平抛运动的相关推论及几何知识可得
而
可得
B正确;
C.小球在此过程中,在竖直方向上有
解得
C错误;
D.在此过程中电场力对带电小球做的功
D错误。
故选AB。
三、实验题(共15分)
6. 某兴趣小组想要测量一个电池的电动势和内阻,在实验室找到以下实验器材:电流表A、电阻箱、开关、导线若干。
(1)实验电路图如图1所示
改变电阻箱的阻值,记录多组电阻箱示数R和电流表示数I,画出图像,如图2所示。由图2可得电源的电动势_______,内阻_______。若不考虑偶然误差,兴趣小组测得的电动势_______,内阻_______。(填“>”“=”或“<”)
(2)兴趣小组进一步测量电流表A的内阻,为此又在实验室找到另一个电流表(内阻未知),并设计了如图3所示电路,实验步骤如下:
①闭合,断开,调节电阻箱示数为,电流表的示数为,
②闭合,闭合,调节电阻箱,直到_______,此时电阻箱示数为,则电流表A的内阻_____。
(3)若由(1)测得该电池电动势,内阻,兴趣小组把该电池装在一个欧姆表中,用这个电源给欧姆表供电。欧姆表内部结构如图4所示,已知灵敏电流计满偏电流、内阻,按照正确操作步骤测量未知电阻,欧姆表指针位于图5位置,则_______,电池的内阻测量值对的测量结果_______(填“有”或“无”)影响。
【答案】(1) ①. ②. ③. = ④. >
(2) ①. 电流表的示数仍为 ②.
(3) ①. 2200 ②. 无
【解析】
【小问1详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
变形可得
根据图像的斜率与截距可知
,
[3][4]考虑电流表有内阻,则应为
由此可知
=
内阻
>
【小问2详解】
[1][2] 直到电流表的示数为,此时电阻箱示数为,则有
解得
【小问3详解】
[1]根据欧姆定律有
可知欧姆表选用挡位,根据指针位置可知此时电阻为2200;
[2]由于多用电表使用前应先欧姆调零,所以电池的内阻测量值对测量结果无影响。
四、解答题(共28分)
7. 在学校举办的科技创新比赛中,研究小组为了模拟火箭的发射,准备制作某个装置来模拟发射。发射装置设计简化为如图(a)所示的模型,在室温环境下,将一塑料容器竖直放置,容器内装入一定质量的水。
(1)若体积为的塑料容器内有体积为的水和压强为1个标准大气压的空气。打气筒气室体积为,现用打气筒通过单向气阀向塑料容器内每一次充入压强一个标准大气压、体积为的气体。当塑料容器内部气压达到4个标准大气压时压缩空气可将活塞顶出,箭体发射。设充气过程气体温度不变,瓶和水的体积变化不计。要使水火箭发射出去,需要打气多少次?
(2)打开喷水口阀门,喷出一部分水后关闭阀门,容器内气体从状态M变化到状态N,其压强p与体积V的变化关系如图(b)中实线所示,已知气体在状态N时的体积为,压强为。求气体在状态N与状态M时的热力学温度之比。(用图中符号表示)
(3)图(b)中虚线是容器内气体在绝热(既不吸热也不放热)条件下压强p与体积V变化关系图线,试判断气体在图(b)中沿实线从M到N的过程是吸热还是放热。(不需要说明理由)
【答案】(1)15 (2)
(3)吸热
【解析】
【小问1详解】
要使水火箭发射出去,设需要打气筒打气次,由题意可知,当水火箭发射瞬间,其内部气压为
根据玻意耳定律有
解得
【小问2详解】
由理想气体状态方程可得
故
【小问3详解】
图像与横轴围成的面积表示做功,可知到对外做功更多,又因为和都是由变化而来,,可得
说明到内能减少更少,由,即到过程必吸热。
8. 如图所示,有两条不计电阻的平行光滑金属导轨、,导轨间距L=1m,其中、段倾斜放置,倾斜角,,、段水平放置,两段之间通过一小段(大小可忽略)光滑圆弧绝缘材料平滑相连,在倾斜导轨左端连接一电容的电容器,在N和两端与R=0.1Ω的电阻器相连,在倾斜导轨、区域内加有垂直于倾斜导轨平面向下的匀强磁场,在水平导轨的区域内加有垂直水平导轨平面向上的匀强磁场,、均与导轨垂直,且,是质量为、各边长度均为L的开口向左的U形金属框,已知其de边电阻为R=0.1Ω,其余各段电阻可忽略不计,开始时紧挨导轨静置于左侧外,一不计电阻的质量为m=1kg的金属棒a紧贴从静止释放,使其向下滑行,越过后与U形金属框发生碰撞,碰后粘在一起形成一个正方形导体框沿导轨穿过磁场B2区域。不计一切摩擦,取重力加速度,求:
(1)金属棒a在倾斜导轨下滑的加速度大小;
(2)de边刚进入磁场B2区域时的速度大小;
(3)整个过程中电阻器R上产生的焦耳热。
【答案】(1)3m/s2;(2)1.5m/s;(3)1.12J
【解析】
【详解】(1)金属棒a沿倾斜轨道向下滑行过程中有
所以电流为
由牛顿第二定律得
则
所以可求得金属棒加速度为
(2)金属棒a沿倾斜轨道向下滑行过程,由运动学公式得
金属棒a越过后与U形金属框发生碰撞,由动量守恒定律
解得
此后一起匀速向右运动直到de边进入磁场区域,即de边进入磁场区域时速度为1.5m/s;
(3)在de边进入磁场区域时,de边左侧电阻为0,即右侧的电阻器R被短路,无电流,此时回路总电阻就为de边的电阻R;在cf边进出磁场时,此时右侧de边和电阻器组成并联电路,此时总电阻为0.5R,根据
则碰后粘在一起全部进入磁场区域过程,根据动量定理有
解得
金属框一起全部穿出磁场区域过程,有
解得
所以此过程中电阻器R上产生的焦耳热为
故电阻器R上产生的焦耳热为1.12J。
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