内容正文:
高三物理
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:高考范围。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,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. 2021年九月下旬,世界首个钍核反应堆在我国甘肃省测试成功!该装置中的钍吸收某个粒子X后转变成钍,然后衰变为铀,同时放出两个相同的粒子Y,则( )
A. X为质子,Y是中子 B. X为质子.Y是电子
C. X为中子,Y是质子 D. X为中子,Y是电子
【答案】D
【解析】
【详解】核反应中,根据质量数和电荷数守恒的原则,两个核反应方程分别为
可知X为中子,Y是电子,故ABC错误,D正确。
故选D。
2. 将一个铁丝圈蘸了肥皂液后形成的肥皂膜竖直放在某光源附近,小明看到肥皂膜上如图所示的上疏下密的水平彩色条纹,则下列说法正确的是( )
A. 光源为单色光源
B. 肥皂膜从上向下厚度均匀增大
C. 观察者与光源在肥皂膜的同侧
D. 将铁丝圈在其竖直面内缓慢旋转,条纹也将旋转变成竖直条纹
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于条纹是彩色条纹,光源是复色光源,A错误;
B.如果肥皂膜厚度从上向下均匀增大,形成的条纹疏密均匀,B错误;
C.观察者只有与光源在肥皂膜的同侧,才能观察到肥皂膜前后反射面的反射光叠加干涉形成的干涉条纹,C正确;
D.将铁丝圈在其竖直面内缓慢旋转,重力作用下薄膜仍然是上薄下厚,条纹仍处于水平,D错误。
故选C。
3. 溜索已经成为某些景点常见的娱乐项目,如图甲所示,若溜索简化为如图乙所示模型,将倾斜的索道看作直轨道,滑轮质量不可忽略,下滑过程游客始终位于滑轮正下方,不计滑轮下方连接游客的绳子质量,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 绳子的拉力小于游客的重力 B. 滑轮受到3个力作用
C. 索道对滑轮可能无摩擦力作用 D. 游客做匀速直线运动
【答案】D
【解析】
【详解】游客始终处在滑轮的正下方,即两者有相同的速度,若整体有加速度,根据滑轮的运动可知,其加速度一定沿索道方向,即合外力方向一定沿索道方向,但根据游客的受力,其合力方向不可能沿索道方向,故整体只能做匀速直线运动,而滑轮受到重力、绳子的拉力、索道的弹力和摩擦力共4个力的作用,绳子的拉力等于游客的重力。
故选D。
4. 如图所示,是月地连线上的拉格朗日点,卫星A恰好在处,在地球和月球引力的共同作用下绕地球做匀速圆周运动,其运行周期与月球绕地球做圆周运动的周期相同,则A与月球相比,下列说法正确的是( )
A. A的线速度大 B. A的加速度小
C. A的角速度小 D. A的向心力大
【答案】B
【解析】
【详解】AC.卫星A运行周期与月球绕地球做圆周运动的周期相同,角速度也相同,月球轨道半径大,根据
可知月球的线速度比A的大,故AC错误;
B.根据月球轨道半径大,所以月球的加速度比A的大,故B正确;
D.向心力为因为卫星的质量小于月球质量,卫星的轨道半径小于月球的轨道半径,所以月球的向心力大,故D错误。
故选B。
5. A、B两列波在某时刻的波形如图所示,经过时间(为波B的周期),两波再次出现如图所示波形,则两列波的波速之比可能是( )
A. 2:1 B. 1:2 C. 1:3 D. 3:1
【答案】A
【解析】
【详解】由图可得:λA:λB=2:1
经过t=TB时间(TB为波B的周期),两波再次出现如图波形,故t=TB=nTA(n=1,2,3……)
所以(n=1,2,3……)
根据波速可得
当n=1时,则,故选A。
6. R1、R2为两个完全相同的定值电阻,R1两端的电压随时间周期性变化的规律如图甲所示,R2两端的电压随时间周期性变化的规律如图乙所示,其中每段曲线都是四分之一正弦曲线,则两电阻在一个周期T内产生的热量之比Q1∶Q2为( )
A. 3∶1 B. C. D. 4∶3
【答案】A
【解析】
【详解】根据有效值的定义,设图甲电压的有效值为U1,则有
解得
设图乙电压的有效值为U1,则有
解得
接在阻值大小相等的电阻上,因此有
故选A。
7. 如图所示,半径为R的光滑半圆弧槽ABC固定在竖直平面内,B为圆弧槽最低点,质量为m的通电直导体棒a静止于B点,电流方向垂直于纸面向里,空间有水平向右的匀强磁场,重力加速度为g,导体棒对圆弧槽的压力大小等于2mg,现将磁场方向在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转过90°,则此过程中安培力对导体棒做的功为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意,由左手定则可知,匀强磁场水平向右时,安培力竖直向下,由牛顿第三定律可知,圆弧槽对导体棒的支持力为,由平衡条件有
解得
将磁场方向在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转过90°,使导体棒a沿凹槽ABC内壁向A点缓慢移动,导体棒a在移动的过程中处于动态平衡,最终静止于点,如图所示
由几何关系可得
则从点到点,由动能定理有
解得
故选C。
8. 如图所示,A、B、C是孤立点电荷Q(未画出)所形成的电场中直线上的三个点,且C是AB的中点,C点也是直线上电场强度最大的点,将一个负点电荷q在该直线上移动时,发现在C点时电势能最小,则下列说法正确的是( )
A. Q是正电荷 B. A、B两点的电场强度相同
C. A、B、C三点中,C点电势最低 D. 将负点电荷q从A移到C电场力做正功
【答案】AD
【解析】
【详解】B.由题意,C点是直线上距离Q最近的点,A、B到Q距离相等,则A、B两点的电场强度大小相等,但方向不相同,B错误;
AC.负电荷在电势高处电势能小,可见A、B、C三点中,C点电势最高,则Q是正电荷,A正确,C错误;
D.将负点电荷q从A移到C,电势能减小,则电场力做正功,D正确。
故选AD。
9. 苏超足球赛正在如火如荼地进行中,如图所示,一足球(视为质点)被踢出后仅在重力作用下在空中做抛体运动,速率先减小后增大,已知足球在空中运动的最小速率为v,重力加速度为g,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 足球速率由v增加到时所需的时间为
B. 足球速率由v增加到时水平方向前进的距离为
C. 足球速率由v增加到时竖直方向下降的高度为
D. 当足球的速率大小变为时运动方向与水平方向夹角为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.足球速率最小时处于最高点且速度方向水平,之后做平抛运动,速率为2v时的竖直速度
所需时间,故A错误;
B.水平方向前进的距离,故B正确;
C.竖直方向下降的高度,故C正确;
D.设当足球的速率大小变为2v时运动方向与水平方向夹角为,则
解得,故D错误。
故选BC。
10. 如图所示,相距为的水平虚线MN、PQ间有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。“日”字形闭合导体线框竖直放置,线框宽为L,cd到MN的距离为,将金属框由静止释放,cd边和ef边都恰好匀速通过磁场。已知ab、cd、ef边的电阻分别为R、R、3R,其他部分电阻不计,运动中线框平面始终与磁场垂直,ab边始终水平,不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. ef边和cd边通过磁场的速度之比为2:1
B. cd边通过磁场过程中,通过ab边的电量为
C. ef边通过磁场过程中,安培力的冲量大小为
D. 整个线框穿过磁场过程中,回路中产生的焦耳热为
【答案】AB
【解析】
【详解】A.边进磁场时的速度为,则有
边进磁场时的速度为,则有
解得,故A正确;
B.边通过磁场过程中,平均感应电动势
由闭合电路欧姆定律得通过边的
通过边的电量为
则通过ab边的电量,故B正确;
C.边通过磁场过程中,安培力的冲量大小,故C错误;
D.整个线框穿过磁场过程中,回路中产生的焦耳热为
根据机械能守恒有
解得,由之前分析可得
解得,故D错误。
故选AB。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某实验小组把两根轻质弹簧如图甲连接起来进行探究。
(1)如图乙显示某次弹簧下端指针静止时在毫米刻度尺上所对应的位置,则读数________;
(2)在弹性限度内,将一定质量的钩码逐个挂在弹簧Ⅱ下端B,静止时指针所指刻度、的数据如表所示,通过表中数据可知弹簧Ⅰ与弹簧Ⅱ的劲度系数之比________(结果保留一位小数);用弹簧________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)制作的弹簧秤,灵敏度更高。
钩码个数
1
2
3
…
3.31
5.81
8.31
…
9.42
15.92
22.42
…
【答案】(1)
(2) ①. 1.6 ②. Ⅱ
【解析】
【小问1详解】
毫米刻度尺的分度值是,读数时要估读到分度值的下一位。由图乙可知,最终读数为。
【小问2详解】
[1]对于弹簧I,钩码个数从增加到时,伸长量
钩码个数从增加到时,伸长量
也即弹簧I的伸长量变化均匀。对于弹簧II,钩码个数从增加到时,伸长量
钩码个数从增加到时,伸长量
说明弹簧II的伸长量变化也均匀。根据胡克定律,对弹簧I有
对弹簧II有
其中为一个钩码的重力大小,则两弹簧之间的劲度系数之比。
[2]弹簧秤的灵敏度由劲度系数决定,当劲度系数越小时,相同弹力下伸长量越大,灵敏度越高,由[1]可知,因此弹簧II的灵敏度更高。
12. 某实验小组为测量干电池的电动势和内阻,设计了如图甲所示电路,所用器材如下:
电压表(量程0~1.5 V,内阻很大);
电流表(量程0~0.6 A,内阻很小);
电阻箱(阻值0~999.9 Ω);
干电池一节、开关一个和导线若干。
(1)根据图甲,完成图乙中的实物图连线。______
(2)调节滑动变阻器到最大阻值,闭合开关。改变滑动变阻器的电阻,记录相应的电流表示数I和电压表示数U。图丙是某次测量的电压表和电流表的示数,其读数分别为______V、______A。
(3)用测得的7组数据作出图像如图丁所示,由图像可以求出干电池的电动势_____V和内阻______Ω。(结果均保留2位小数)
【答案】(1) (2) ①. 1.10 ②. 0.26
(3) ①. 1.50 ②. 1.04
【解析】
【小问1详解】
根据图甲电路图,完成图乙中的实物图连线,如下图所示
【小问2详解】
[1][2]电压表和电流表的读数分别为,
【小问3详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
可得U-I图像的纵轴截距等于电动势,则干电池的电动势为
图像的斜率绝对值等于内阻,则内阻为
13. 如图所示,一个导热性能良好的长方体气缸开口向右水平放置,用活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞离缸底的距离为L,活塞的截面积为S,大气压强为,环境温度为,此时活塞与气缸内壁间恰好无摩擦,将环境温度缓慢升高,使活塞向右移动,活塞与气缸内壁间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力为,活塞不漏气,求:
(1)活塞刚好要滑动时,缸内气体的压强多大;
(2)活塞移动时,环境温度多高;
(3)活塞移动过程中,气体吸收的热量为Q,则气体内能的增加量为多少。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
开始时缸内气体压强为,设活塞刚要滑动时缸内气体压强为,则
解得
【小问2详解】
设活塞移动时,缸内气体的压强仍为,设这时环境温度为,根据理想气体状态方程
解得
【小问3详解】
若活塞移动过程中,气体吸收的热量为Q,气体对外做功为
根据热力学第一定律,气体内能的增加量
14. 如图所示,质量 的滑块A(视为质点)放置在质量为 的长木板左端,木板静止在光滑水平面上;距离木板右端s=1m处的光滑平台与木板上表面等高,平台上质量 的 圆弧形滑块 B从较远处以速度 向左滑行.现给A向右的初速度 当木板与平台刚要碰撞时,A恰好到达木板右端,之后A 又恰好不能从B 上端飞出,B一直在平台上滑动. A与木板间的动摩擦因数μ=0.1,重力加速度取g= 求:
(1)木板的长度L;
(2)B的圆弧半径R;
(3)A从B 底端运动到顶端过程中,B的位移大小x.
【答案】(1)L=3m
(2)R=0.15 m
(3)x=0.1m
【解析】
【小问1详解】
由牛顿第二定律,对A有
对木板有
由运动学公式有 ,
联立解得t=2s,L=3m
【小问2详解】
A滑上平台时的速度
A滑上B 的过程,规定向右为正方向,根据动量守恒有
根据能量守恒有
解得 v=0,R=0.15 m
【小问3详解】
根据水平方向动量守恒有
又
联立解得x=0.1m
15. 如图所示,平面直角坐标系第二象限内有沿 y 轴正向的匀强电场,在第一象限内x=3d和y轴之间有垂直于坐标平面向外的匀强磁场,在x轴上的P(-3d,0)点沿坐标平面向第二象限内射出一个质量为m、电荷量为q的带负电的粒子,粒子的初速度大小为v0,方向与x轴正向成53°,粒子经电场偏转从y轴上的 Q(0,2d) 点进入第一象限,粒子在磁场中的运动轨迹刚好与 x=3d 相切,不计粒子的重力,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:
(1)匀强电场的电场强度E的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)改变粒子在 x 轴负半轴射出的位置及射出初速度的大小和方向,使粒子经电场偏转后从y 轴上的 M(0,d) 点进入磁场,粒子在磁场中的轨迹恰好与 x 轴相切,切点在 N(,0) 点,则粒子在x轴上射出的初速度多大。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在电场中运动时,设到达Q点时速度沿y轴方向的分速度为,则沿x方向有
沿y方向有
解得
即粒子垂直y轴进入磁场,沿y方向有
解得
【小问2详解】
根据题意可知,粒子在磁场中做圆周运动的半径r=3d
粒子进磁场时的速度大小
粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力有
解得
【小问3详解】
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为,由几何关系有
解得
设粒子在磁场中做圆周运动的速度为,由洛伦兹力提供向心力有
解得
设粒子在x轴上射出的初速度大小为,由动能定理有
解得
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考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:高考范围。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,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. 2021年九月下旬,世界首个钍核反应堆在我国甘肃省测试成功!该装置中的钍吸收某个粒子X后转变成钍,然后衰变为铀,同时放出两个相同的粒子Y,则( )
A. X为质子,Y是中子 B. X为质子.Y是电子
C. X为中子,Y是质子 D. X为中子,Y是电子
2. 将一个铁丝圈蘸了肥皂液后形成的肥皂膜竖直放在某光源附近,小明看到肥皂膜上如图所示的上疏下密的水平彩色条纹,则下列说法正确的是( )
A. 光源为单色光源
B. 肥皂膜从上向下厚度均匀增大
C. 观察者与光源在肥皂膜的同侧
D. 将铁丝圈在其竖直面内缓慢旋转,条纹也将旋转变成竖直条纹
3. 溜索已经成为某些景点常见的娱乐项目,如图甲所示,若溜索简化为如图乙所示模型,将倾斜的索道看作直轨道,滑轮质量不可忽略,下滑过程游客始终位于滑轮正下方,不计滑轮下方连接游客的绳子质量,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 绳子的拉力小于游客的重力 B. 滑轮受到3个力作用
C. 索道对滑轮可能无摩擦力作用 D. 游客做匀速直线运动
4. 如图所示,是月地连线上的拉格朗日点,卫星A恰好在处,在地球和月球引力的共同作用下绕地球做匀速圆周运动,其运行周期与月球绕地球做圆周运动的周期相同,则A与月球相比,下列说法正确的是( )
A. A的线速度大 B. A的加速度小
C. A的角速度小 D. A的向心力大
5. A、B两列波在某时刻的波形如图所示,经过时间(为波B的周期),两波再次出现如图所示波形,则两列波的波速之比可能是( )
A. 2:1 B. 1:2 C. 1:3 D. 3:1
6. R1、R2为两个完全相同的定值电阻,R1两端的电压随时间周期性变化的规律如图甲所示,R2两端的电压随时间周期性变化的规律如图乙所示,其中每段曲线都是四分之一正弦曲线,则两电阻在一个周期T内产生的热量之比Q1∶Q2为( )
A. 3∶1 B. C. D. 4∶3
7. 如图所示,半径为R的光滑半圆弧槽ABC固定在竖直平面内,B为圆弧槽最低点,质量为m的通电直导体棒a静止于B点,电流方向垂直于纸面向里,空间有水平向右的匀强磁场,重力加速度为g,导体棒对圆弧槽的压力大小等于2mg,现将磁场方向在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转过90°,则此过程中安培力对导体棒做的功为( )
A. B. C. D.
8. 如图所示,A、B、C是孤立点电荷Q(未画出)所形成的电场中直线上的三个点,且C是AB的中点,C点也是直线上电场强度最大的点,将一个负点电荷q在该直线上移动时,发现在C点时电势能最小,则下列说法正确的是( )
A. Q是正电荷 B. A、B两点的电场强度相同
C. A、B、C三点中,C点电势最低 D. 将负点电荷q从A移到C电场力做正功
9. 苏超足球赛正在如火如荼地进行中,如图所示,一足球(视为质点)被踢出后仅在重力作用下在空中做抛体运动,速率先减小后增大,已知足球在空中运动的最小速率为v,重力加速度为g,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 足球速率由v增加到时所需的时间为
B. 足球速率由v增加到时水平方向前进的距离为
C. 足球速率由v增加到时竖直方向下降的高度为
D. 当足球的速率大小变为时运动方向与水平方向夹角为
10. 如图所示,相距为的水平虚线MN、PQ间有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。“日”字形闭合导体线框竖直放置,线框宽为L,cd到MN的距离为,将金属框由静止释放,cd边和ef边都恰好匀速通过磁场。已知ab、cd、ef边的电阻分别为R、R、3R,其他部分电阻不计,运动中线框平面始终与磁场垂直,ab边始终水平,不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. ef边和cd边通过磁场的速度之比为2:1
B. cd边通过磁场过程中,通过ab边的电量为
C. ef边通过磁场过程中,安培力的冲量大小为
D. 整个线框穿过磁场过程中,回路中产生的焦耳热为
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某实验小组把两根轻质弹簧如图甲连接起来进行探究。
(1)如图乙显示某次弹簧下端指针静止时在毫米刻度尺上所对应的位置,则读数________;
(2)在弹性限度内,将一定质量的钩码逐个挂在弹簧Ⅱ下端B,静止时指针所指刻度、的数据如表所示,通过表中数据可知弹簧Ⅰ与弹簧Ⅱ的劲度系数之比________(结果保留一位小数);用弹簧________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)制作的弹簧秤,灵敏度更高。
钩码个数
1
2
3
…
3.31
5.81
8.31
…
9.42
15.92
22.42
…
12. 某实验小组为测量干电池的电动势和内阻,设计了如图甲所示电路,所用器材如下:
电压表(量程0~1.5 V,内阻很大);
电流表(量程0~0.6 A,内阻很小);
电阻箱(阻值0~999.9 Ω);
干电池一节、开关一个和导线若干。
(1)根据图甲,完成图乙中的实物图连线。______
(2)调节滑动变阻器到最大阻值,闭合开关。改变滑动变阻器的电阻,记录相应的电流表示数I和电压表示数U。图丙是某次测量的电压表和电流表的示数,其读数分别为______V、______A。
(3)用测得的7组数据作出图像如图丁所示,由图像可以求出干电池的电动势_____V和内阻______Ω。(结果均保留2位小数)
13. 如图所示,一个导热性能良好的长方体气缸开口向右水平放置,用活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞离缸底的距离为L,活塞的截面积为S,大气压强为,环境温度为,此时活塞与气缸内壁间恰好无摩擦,将环境温度缓慢升高,使活塞向右移动,活塞与气缸内壁间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力为,活塞不漏气,求:
(1)活塞刚好要滑动时,缸内气体的压强多大;
(2)活塞移动时,环境温度多高;
(3)活塞移动过程中,气体吸收的热量为Q,则气体内能的增加量为多少。
14. 如图所示,质量 的滑块A(视为质点)放置在质量为 的长木板左端,木板静止在光滑水平面上;距离木板右端s=1m处的光滑平台与木板上表面等高,平台上质量 的 圆弧形滑块 B从较远处以速度 向左滑行.现给A向右的初速度 当木板与平台刚要碰撞时,A恰好到达木板右端,之后A 又恰好不能从B 上端飞出,B一直在平台上滑动. A与木板间的动摩擦因数μ=0.1,重力加速度取g= 求:
(1)木板的长度L;
(2)B的圆弧半径R;
(3)A从B 底端运动到顶端过程中,B的位移大小x.
15. 如图所示,平面直角坐标系第二象限内有沿 y 轴正向的匀强电场,在第一象限内x=3d和y轴之间有垂直于坐标平面向外的匀强磁场,在x轴上的P(-3d,0)点沿坐标平面向第二象限内射出一个质量为m、电荷量为q的带负电的粒子,粒子的初速度大小为v0,方向与x轴正向成53°,粒子经电场偏转从y轴上的 Q(0,2d) 点进入第一象限,粒子在磁场中的运动轨迹刚好与 x=3d 相切,不计粒子的重力,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:
(1)匀强电场的电场强度E的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)改变粒子在 x 轴负半轴射出的位置及射出初速度的大小和方向,使粒子经电场偏转后从y 轴上的 M(0,d) 点进入磁场,粒子在磁场中的轨迹恰好与 x 轴相切,切点在 N(,0) 点,则粒子在x轴上射出的初速度多大。
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