摘要:
**基本信息**
以“风云三号05星”“瓷器烧制”等真实情境为载体,覆盖近代物理、电磁学、力学等模块,通过图像分析、多过程问题考查物理观念与科学思维。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选|7/28|黑体辐射、静电场、传送带运动|结合图像考查物理规律理解,如康普顿效应波长变化分析|
|多选|3/12|自耦变压器、磁场粒子运动|多选项设计区分理解深度,如磁悬浮车受力与能量分析|
|实验题|2/17|热敏电阻控温、洛埃镜测波长|联系“百千万工程”实际,注重科学探究能力,如控温装置电阻计算|
|解答题|3/43|核聚变、碰撞与机械能、磁场斜面滑块|多过程综合,如滑块在磁场与斜面中运动的力电能量分析,体现科学推理与模型建构|
内容正文:
江夏一中高三年级高考全真模拟2 物理试卷答案
1.【答案】D
【详解】
A.随着温度的升高各种波长的辐射强度都有所增加,辐射强度的极大值向波长较小的方向偏移,则温度T1>T2,故A错误;
BC.同一光电管的W0一样,根据光电效应方程和动能定理可得
可知遏止电压越大,对应的光子的频率越大,由题图可知入射光的频率关系为
图乙中,若甲光和丙光照射某金属都能发生光电效应,由于丙光的频率更大,所以丙光照射产生的光电子的最大初动能更大,故BC错误;
D.图丙为康普顿效应的示意图,入射光子与静止的电子发生碰撞,碰后光子的能量变小,由
可知碰后散射光的波长变长,故D正确。
故选D。
2. 【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知在x正半轴沿+x方向电势降低,则电场强度方向沿正方向,故A错误;
B.图像斜率表示电场强度,,由图可知点的电场强度大小等于点的电场强度,方向相反,故B错误;
C.电子在电势低处电势能大,故电子在点的电势能小于在点的电势能,根据能量守恒可知,电子在点的动能大于在点的动能,故C错误;
D.电子在电势低处电势能大,故电子在点的电势能大于在点的电势能,故D正确。
故选D 。
3.【答案】D
【详解】AB.由于,则物块先向下匀减速运动,合力
方向沿斜面向上;速度减为零后物块向上做匀加速运动,合力
方向沿斜面向上。因为,所以物块向上运动到与传送带速度相同后,与传送带一起相对静止向上做匀速运动,此时物块所受合力为零,减速阶段
加速阶段
所以速率v与x的变化关系不是直线,故AB错误。
CD.由动能定理得
即
物块的动能Ek与x的图像斜率的绝对值为合力大小,动能减小过程和动能增加过程,图像的斜率绝对值相等,最后物块的动能小于初动能,故C错误,D正确。
故选D。
4. 【答案】C
【解析】
【详解】初始状态温度,压强,密度为。若气体体积不变,当温度升高至时,依据查理定律可得
解得
表明排气阀已被打开,因此窑内气体的最终压强为
假设气体排出过程为等温膨胀,设瓷胚体积为,则
解得
设初始时瓷胚内气体的质量为,则,
解得
故选C。
5.【答案】D
【解析】A.7.9km/s为地球卫星的最大的环绕速度,所以“黎明星”做匀速圆周运动的速度小于7.9km/s。故A错误;
B.依题意可知“黎明星”的运行周期约为1.7h,根据开普勒第三定律可得,解得同步卫星的轨道半径约为“黎明星”的6倍。故B错误;
C.该时刻后“黎明星”经过1.7h恰好运动一个周期,回到“原地”。但是由于地球自转,此时P城市转过的角度为,已经不在“原地”。故C错误;
D.同理,该时刻后“黎明星”经过17天运动的周期数为,回到“原地”。由于地球自转,此时P城市转过的角度为,恰好回到“原地”。故D正确,故选D。
6.【答案】D
【详解】由题图乙可知,滑块与木板之间的滑动摩擦力为8 N,则滑块与木板间的动摩擦因数为,故A不正确;由题图乙可知t1时刻木板相对地面开始滑动,此时滑块与木板相对静止,则木板与水平地面间的动摩擦因数为μ′==0.1,故B错误;t2时刻,滑块与木板将要发生相对滑动,此时滑块与木板间的摩擦力达到最大静摩擦力fm=8 N,两物体的加速度相等,且木板的加速度达到最大,则对木板有fm-μ′·2mg=mam,解得am=2 m/s2,对滑块有F-fm=mam,解得F=12 N,则由F=0.5t(N),可知t2=24 s,故C不正确,D正确。
7.【答案】C
【解析】金属杆ab向下运动时,产生的感应电动势由b指向a,可知电容器上板电势高,则带电液滴带负电,选项A错误;
金属杆匀速运动时满足
解得匀速运动的速度大小为
故B错误;
带电液滴悬浮时,
解得电荷量大小为
故选项C正确;
金属杆匀速运动时,若将电容器上极板向上移动,则电容器的电容减小,根据,则电容器带电荷量应该减小,即电容器应该放电,而二极管使电容器不能放电,则电容器电荷量保持不变,根据,
可得
则电容器两板间场强不变,根据U=Ed,可知P点与上极板间电势差增加,因上极板电势为零,则P点的电势降低,选项D错误。
故选C。
8.【答案】AD
【解析】P不动,将Q向右移动,负载电阻变小,电流变大,两灯均变亮,副线圈两端电压不变,输出功率变大,则变压器的输入功率变大,故A正确,B错误;Q不动,将P沿逆时针方向转动,原线圈匝数减小,副线圈匝数增大,则副线圈两端电压增大,输出功率增大,变压器的输入功率也变大,故C错误;P、Q都不动,副线圈两端电压不变,断开开关S,副线圈的负载电阻增大,电流减小,R两端的电压减小,L1两端的电压增大,L1将变亮,故D正确.
9.【解析】
【详解】AB.当时,粒子垂直x轴离开磁场,则有
解得,故A错误,B正确;
CD.当粒子初速度方向沿y轴正方向时,在磁场中运动时间最长,由几何关系可得轨迹圆心角为
则最长时间
粒子在磁场中洛伦兹力提供向心力
得
解得最长时间,故C错误,D正确。
故选BD。
10.【答案】BCD
【详解】AB.试验车的速度最大时满足
解得实验车的最大速率
选项A错误,B正确;
C.克服阻力的功率为
P1=fvm=1.6W
当实验车以速度vm匀速运动时金属框中感应电流
金属框中的热功率为
P2=I2R=0.4W
外界在单位时间内需提供的总能量为
E=(P1+P2)t=2J
选项C正确;
D.当实验车速度为0时,根据楞次定律“来拒去留”可知,金属框受到水平向右的磁场力,大小为
选项D正确。
故选BCD。
11.(1) “×100” (1分 ) //2000 (2分 )
(2) NTC (1分 ) /1800 (2分 ) 将可变电阻R的阻值调大(还可以说电动势,电动势降低)(2分 )
【详解】(1)[1]选择“×1 K”倍率进行测量时,发现指针偏转角度太大(指针靠近欧姆零刻度),说明示数太小;由于电阻的测量值=指针示数×倍率,要使欧姆表指针示数变大,应该减小欧姆表的倍率,需换成“×100”倍率挡;
[2]换倍率后指针指在,因此阻值为
(2)[1]根据要求,温度低于时加热启动,即温度低时电流,衔铁不吸合,加热器通路。温度升高后电流,衔铁吸合,加热器断开。 NTC热敏电阻阻值随温度升高而减小,随温度降低而增大:低温时NTC阻值大,总电阻大,电流小,满足加热启动条件;高温时NTC阻值小,总电阻小,电流达到阈值断开加热,符合要求,因此选NTC;
[2]临界条件为时
由欧姆定律总电阻
已知,因此
[3]提高启动温度,即临界温度升高,更高温度下NTC的阻值更小,临界条件仍满足
(阈值不变),因此需要增大可变电阻的阻值(减小电源电动势也可,核心逻辑正确即可)。
12.(1) (3分 )
(2) 丙 (3分 ) 丙和丁(3分 )
【难度】0.48
【知识点】验证加速度与力成正比的实验、用双缝干涉实验测量光的波长
【详解】(1)洛埃镜实验中,相干光源S和虚像S'的间距,等效为双缝间的距离
由图乙得相邻亮纹的间距
根据双缝干涉公式
解得
(2)[1][2]对于丙方案,平衡摩擦力后,对整体和小车受力分析,由牛顿第二定律,得拉力
只有满足时,才有,因此丙需要满足,且将作为拉力。
对于丁方案,第一步挂上托盘和砝码让小车匀速下滑,受力平衡得
取下托盘和砝码后小车下滑的合力
合力等于,不需要满足,但仍将作为合力。
因此需要满足的是丙,把作为值的是丙和丁。
13.(1) (2分 ) 3.26MeV (3分 ) (2)3MeV,1MeV(5分 )
【难度】0.65
【详解】(1)由题意可写出氢核聚变反应方程式为
(2分 )
核反应中质量亏损为
(1分 )
释放的核能为
MeVMeV(2分 )
(2)两个氘核以相等的动能进行对心碰撞,故系统初动量为零,据动量守恒定律有
(1分 )
即产生的中子和氦核的动量大小相等,方向相反,动量与动能的关系为
(1分 )
故中子和氦核的动能之比
中子和氦核的总动能
MeVMeVMeV(1分 )
可解得
MeV,MeV(2分 )
14.
【答案】(1)(3分 ) (2)(5分 ) (3)(7分 )
【难度】0.55
【知识点】滑块斜(曲)面模型、人船模型及其变式、机械能守恒定律在绳连接系统中的应用、完全非弹性碰撞
【详解】(1)滑块与滑块发生碰撞,碰后粘在一起,由动量守恒定律可得(1分 )
由能量守恒可知碰撞损失的机械能 (1分 )
解得 (1分 )
(2)小球上升到最大高度时,三者共速,由水平方向动量守恒可得 (1分 )
滑块与滑块碰撞后系统机械能守恒,有(2分 )
解得 (2分 )
(3)小球从开始运动至速度第一次达到最大时,小球恰好位于滑块的正下方,故小球与滑块水平方向位移相同,即 (1分 )
由系统水平方向动量守恒可得 (1分 )
对方程两边同时乘以时间,有 (1分 )
之间,根据位移等速度在时间上的累积,可得 (2分 )
解得 (2分 )
15.
【答案】(1) (5分 ) (2)(6分 )
(3)(7分 )
【解析】
(1)滑块从M点离开斜面,所受洛伦兹力
① (1分 )
在垂直斜面方向上
② (2分 )
解得 ③ (2分 )
(2)滑块从P到点运动到M点,设位移为,以沿斜面向下为正方向,对滑块应用动量定理
④ (2分 )
其中
⑤ (1分 )
(1分 )
解得 ⑥ (2分 )
(3)滑块从M点运动到最高点,由动能定理
⑦ (2分 )
在M点,由牛顿第二定律
⑧ (1分 )
由题意,滑块在最高点与在M点的加速度大小相等。在最高点,由牛顿第二定律得
⑨ (2分 )
解得 ⑩ (2分 )
另解∶在水平方向上,由动量定理
其中
联立⑧⑨式,可得结果⑩
试卷第6页,共9页
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江夏一中高三年级高考全真模拟2
物理试卷
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列说法正确的是( )
A.某黑体在不同温度下的辐射强度与波长的关系如图甲所示,则温度T1<T2
B.同一光电管的光电流与电压之间的关系曲线如图乙所示,则入射光的频率关系为
C.图乙中,若甲光和丙光照射某金属都能发生光电效应,则甲光照射产生的光电子的最大初动能更大
D.图丙为康普顿效应的示意图,入射光子与静止的电子发生碰撞,碰后散射光的波长变长
2. 某静电场电势在轴上分布如图所示,图线关于轴对称,、、是轴上的三点,;有一电子从点静止释放,仅受轴方向的电场力作用,则下列说法正确的是( )
A. 点电场强度方向沿轴负方向
B. 点的电场强度小于点的电场强度
C. 电子在点的动能小于在点的动能
D. 电子在点的电势能大于在点的电势能
3.如图所示,足够长的传送带倾角为θ,以恒定速率v1沿顺时针方向传动。一物块从传送带顶端以初速度v2沿传送带向下滑上传送带,已知v2>v1,物块与传送带间的动摩擦因数。以物块刚滑上传送带的位置为起点,以传送带底端所在水平面为零势能面,则物块的速率v和动能Ek与路程x的关系图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
4. 中国是瓷器的故乡,号称“瓷器之国”。如图是烧制瓷器的某窑炉结构示意图,上方有一单向排气阀,当窑内外气压差升高到(为大气压强)时,排气阀会开启,减压泄气,此后窑内气体压强保持不变。某次烧制过程中,初始时窑内温度为27℃,窑内气体压强为,密度为。已知烧制过程中窑内气体温度均匀且缓慢升高,不考虑瓷胚体积的变化,气体可视为理想气体。当温度逐渐升高至烧制温度1027℃时,窑内气体密度为( )
A. B.
C. D.
5.2024年7月我国成功将全球首颗民用晨昏轨道气象卫星—“风云三号05星”送入预定圆轨道,轨道周期约为1.7h,被命名为“黎明星”,使我国成为国际上唯一同时拥有晨昏、上午、下午三条轨道气象卫星组网观测能力的国家,如图所示。某时刻“黎明星”正好经过赤道上P城市正上方,则下列说法正确的是( )
A.“黎明星”做匀速圆周运动的速度大于7.9km/s
B.同步卫星的轨道半径约为“黎明星”的10倍
C.该时刻后“黎明星”经过1.7h能经过P城市正上方
D.该时刻后“黎明星”经过17天能经过P城市正上方
6.如图甲所示,一滑块置于足够长的长木板左端,木板放置在水平地面上。已知滑块和木板的质量均为2 kg,现在滑块上施加一个F=0.5t(N)的变力作用,从t=0时刻开始计时,滑块所受摩擦力随时间变化的关系如图乙所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,重力加速度g取10 m/s2,则下列说法正确的是( )
A.滑块与木板间的动摩擦因数为0.5
B.木板与水平地面间的动摩擦因数为0.2
C.图乙中t2=28 s
D.木板的最大加速度为2 m/s2
7.如图所示,足够长的光滑平行金属导轨间距为L,与水平面夹角为θ,两导轨上下两端用阻值均为2R的电阻相连,该装置处于磁感应强度大小为B、竖直向上的匀强磁场(未画出)中。上端电阻2R两端分别与一电容器两极板相连,电容器板间距为d,二极管为理想二极管,电容器上极板接地。质量为M、电阻为R、长也为L的金属杆ab垂直导轨放置,由静止释放金属杆ab,经时间t后做匀速直线运动,金属杆ab匀速运动时,一质量为m的带电液滴恰好悬浮在两板间P点。在运动过程中,ab始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨的电阻及空气阻力,重力加速度为g。则( )
A.带电液滴带正电
B.金属杆匀速运动的速度大小为
C.带电液滴的电荷量大小为
D.金属杆匀速运动时,若将电容器上极板向上移动,则P点的电势不变
二、多项选择题:本题共3小题,每小题4分,共12分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
8.如图所示是一种理想自耦变压器示意图,线圈缠绕在一个圆环形的铁芯上,P是可转动的滑动触头.输入端AB接交流电压U,输出端CD连接了两个规格相同的灯泡L1和L2,Q为滑动变阻器的滑动触头.当开关S闭合,P处于图示位置时,两灯均能发光.下列说法正确的是( )
A.P不动,将Q向右移动,变压器的输入功率变大
B.P不动,将Q向右移动,两灯均变暗
C.Q不动,将P沿逆时针方向转动,变压器的输入功率变小
D.P、Q都不动,断开开关S,L1将变亮
9. 如图,在平面直角坐标系xOy的第一象限内(包含x、y坐标轴)存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。大量质量为m、电量为的相同粒子从y轴上的点,以相同的速率在纸面内均匀射入磁场,设入射速度方向与y轴正方向的夹角为()。当时,粒子垂直x轴离开磁场。不计粒子间相互作用及粒子的重力。则( )
A. 粒子做圆周运动的半径为2L B. 粒子做圆周运动的半径为
C. 粒子在磁场中运动的最长时间为 D. 粒子在磁场中运动的最长时间为
10.图甲是磁悬浮实验车与轨道示意图,图乙是固定在车底部金属框abcd(车厢与金属框绝缘)与轨道上运动磁场的示意图。水平地面上有两根很长的平行直导轨PQ和MN,导轨间有竖直(垂直纸面)方向等间距的匀强磁场和,二者方向相反。车底部金属框的ad边宽度与磁场间隔相等,当匀强磁场和同时以恒定速度沿导轨方向向右运动时,金属框会受到磁场力,带动实验车沿导轨运动。设金属框垂直导轨ab的边长、总电阻,实验车与线框的总质量,磁场,磁场运动速度。已知悬浮状态下,实验车运动时受到恒定的阻力,则( )
A.实验车的最大速率
B.实验车的最大速率
C.实验车以最大速度做匀速运动时,为维持实验车运动,外界在单位时间内需提供的总能量为
D.当实验车速度为0时,金属框受到水平向右的磁场力
三、实验题(17分)
11.(8分)为助力“百千万工程”,某科创小组为蔬菜大棚设计自动控温装置,要求大棚温度低于15 ℃时加热系统自动启动,小组进行如下探究:
(1)(3分)实验室有PTC和NTC两种热敏电阻,PTC阻值随温度升高而增大,NTC阻值随温度升高而减小。他们用多用电表欧姆挡并选择“×1 K”倍率测量电阻,某次指针位置如图1中a所示,将倍率换成______(选填“×100”或“×10 K”)重新调零后进行测量,指针位置如图中b所示,则阻值为______Ω。
(2)(5分)他们查找到一种控温装置的原理如图2所示,已知继电器线圈电流I≥2 mA时衔铁被吸合,加热器所在电路断路,加热结束。结合控温要求,Rt应选用______型热敏电阻(选填“PTC”或“NTC”)。若电源E1=10 V,电源内阻和继电器电阻忽略不计,要使得温度低于15 ℃时(此时热敏电阻阻值为3.2 kΩ),加热系统立即启动,应将可变电阻R调为______Ω;若要提高加热系统的启动温度,可采取的措施是______。
12.(9分)(1)(4分)洛埃镜实验是利用平面镜研究光波的性质。某实验小组用光电传感器代替光屏,测量单色光的波长,其原理如图甲所示,单色光从单缝S射出,一部分直接投射到传感器上,另一部分入射到平面镜后反射到传感器上。由于平面镜的成像作用,反射光可视为光源S在平面镜中的虚像S'发出的光,这样S和S'形成两个相干光源。两束光照射到光电传感器,经计算机处理后,得到如图乙所示图像,横轴为垂直于干涉条纹的距离,若单缝S到平面镜的垂直距离d=0.2mm,单缝到光电传感器的距离D=1.2m,则单色光的波长为_______m(保留2位有效数字)。
(2)(5分)做“探究加速度与力、质量的关系”实验时,图丙是教材中的实验方案,图丁是拓展方案,其实验操作步骤如下:
①挂上托盘和砝码,改变木板的倾角,使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑;
②取下托盘和砝码,测出其总质量为m,让小车沿木板下滑,测出加速度a;
③改变砝码质量和木板倾角,多次测量,通过作图可得到a-F的关系。
需要满足条件的方案是________(选填“丙”、“丁”或“丙和丁”);在作a-F图像时,把mg作为F值的是________(选填“丙”、“丁”或“丙和丁”)。
四、解答题(共43分)
13.(10分)一种典型的氢核聚变反应是两个氘核()聚变成氦核(),同时释放中子,已知氘核质量为2.0136u,氦核质量为3.0150u,中子质量为1.0087u,1u的质量相当于931.5MeV的能量。
(1)(5分)写出上述核反应方程式并求出核反应中释放的核能;
(2)(5分)原子核具有足够的动能去克服库仑斥力,碰撞时十分接近,才可以发生核聚变。若两个氘核以相等的动能进行对心碰撞,已知一个氘核动能大小为0.37MeV,并且核反应释放的核能全部转化为动能,求反应中产生的中子和氦核的动能。
14.(15分)足够长的光滑杆水平固定,质量为的滑块套在杆上,滑块下方用不可伸长的轻绳连接一质量为的小球,初始时系统处于静止状态。质量为的滑块以的初速度与滑块发生碰撞,碰撞时间极短,碰后粘在一起,不计空气阻力,重力加速度为。
(1)(3分)求滑块与碰撞过程中损失的机械能;
(2)(5分)求小球能上升的最大高度;
(3)(7分)若小球从开始运动至第一次达到最大速度经过的时间为,求此过程中滑块的位移大小。
15.(18分)如图所示,空间分布着磁感应强度大小为 B,方向垂直纸面向外的匀强磁场,倾角θ=37°的足够长绝缘斜面固定在竖直平面内。t=0时,在斜面上的P点由静止释放一个质量为m、电荷量为q带正电的小滑块(可视为质点)。t=t0时,滑块恰好从斜面上的 M 点离开斜面,此时立即撤去斜面,此后滑块在竖直平面内做周期性的曲线运动,且该运动可看作沿水平方向的匀速直线运动和竖直平面内的匀速圆周运动的合运动。已知滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,滑块运动过程中电荷量保持不变,重力加速度大小为g,不计空气阻力。求
(1)(5分)滑块离开斜面时的速度大小;
(2)(6分)滑块在斜面上下滑的位移;
(3)(7分)滑块在竖直平面内运动的最高点与 M 点的高度差h。
试卷第6页,共6页
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