内容正文:
江苏省2025年普通高中学业水平选择性考试 模拟试卷(五)
物理
注意事项:
考生在答题前请认真阅读本注意事项
1.本试卷包含选择题和非选择题两部分.考生答题全部答在答题卡上,答在本试卷上无效.全卷共15题,本次考试时间为75分钟,满分100分.
2.答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其它答案.答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置,在其它位置答题一律无效.
3.如需作图,必须用2B铅笔绘、写清楚,线条、符号等须加黑、加粗.
一、单项选择题:共10小题,每小题4分,共40分。每小题只有一个选项最符合题意。
1. 某种微型核电池利用镅243()的衰变进行发电,的衰变方程为:,则X表示( )
A. 粒子 B. 质子 C. 电子 D. 中子
【答案】A
【解析】
【详解】由电荷数守恒得
由质量数守恒的
解得,
所以X的电荷数为2,质量数为4,X为粒子。故选A。
2. 高轨卫星通常位于地球同步轨道,高度约为36000km,低轨卫星轨道高度通常在160km至2000km之间。低轨卫星相对高轨卫星而言( )
A. 环绕地球运行的速度更慢 B. 环绕地球运行的加速度更小
C. 绕地球转一周所需的时间更长 D. 需要更多卫星才能实现全球信息覆盖
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据
解得。低轨卫星轨道半径小,相对高轨卫星而言,环绕速度更大,故A错误;
B.根据
解得。低轨卫星轨道半径小,相对高轨卫星而言,加速度更大,故B错误;
C.根据
解得。低轨卫星轨道半径小,相对高轨卫星而言,周期更短。故C错误;
D.由于低轨卫星轨道半径小,根据几何关系可知,需要更多卫星才能实现全球信息覆盖。故D正确;
故选D。
3. 1967年我国第一颗氢弹成功爆炸,氢弹爆炸的核反应方程为,下列说法中正确的是( )
A. X粒子为中子 B. 该核反应为裂变反应
C. 该核反应为衰变 D. 的比结合能小于的比结合能
【答案】A
【解析】
【详解】A.设X粒子的质量数为A,电荷数为Z,由质量数守恒和电荷数守恒有
解得
所以X粒子为中子,A正确;
BC.该核反应为聚变反应,虽然有粒子产生,但不是衰变,B错误,C错误;
D.该核反应释放核能,所以生成核的比结合能更大些,D错误。
故选A。
4. 用双缝干涉实验装置得到自然光的干涉条纹后,在光源与单缝之间加上蓝色滤光片,下列说法正确的是( )
A. 干涉条纹消失 B. 中央条纹变成蓝色
C. 中央条纹变成暗条纹 D. 彩色条纹中的蓝色条纹消失
【答案】B
【解析】
【详解】当用自然光做干涉实验时,频率相同的色光相互叠加干涉,在光屏上形成彩色条纹,中央形成白色的亮条纹。当在光源与单缝之间加上蓝色滤光片后,只有蓝光能通过单缝,然后通过双缝后相互叠加干涉,在光屏上形成蓝色干涉条纹,光屏中央为加强点,所以中央条纹变成蓝色亮条纹。
故选B。
5. 如图所示,某同学把压在水杯下的纸抽出,再次操作,将水杯压在纸的同一位置,以更快的速度抽出,在纸抽出过程中,水杯第二次的( )
A. 动能变化比第一次的大
B. 动量变化与第一次相等
C. 动量变化与对应时间的比值比第一次的大
D. 动能变化与对应位移的比值与第一次相等
【答案】D
【解析】
【详解】B.第二次快拉动白纸过程中,摩擦力作用时间短,则产生的冲量较小,根据动量定理可知,茶杯增加的动量小一些,故B错误;
A.根据
整理可得
所以,动能变化比第一次的小,故A错误;
C.根据动量定理
整理得
即,动量变化与对应时间的比值不变,故C错误;
D.根据动能定理
整理得
即,动能变化与对应位移的比值不变,故D正确。
故选D。
6. 在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体,直角边的长度为0.9m,水的折射率,细灯带到水面的距离,则有光射出的水面形状(用阴影表示)为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】灯带发出的光从水面射出时发生全反射临界角的正弦值
则
灯带上的一个点发出的光发生全反射的临界角如图所示
根据几何关系可得
则一个点发出的光在水面上能看到的的圆,光射出的水面形状边缘为弧形,如图所示
等腰直角三角形发光体的内切圆半径满足
解得
故中间无空缺。
故选C。
7. 一点电荷固定在空间O点,在O点上下空间内分别有A、B两点电荷在水平面内做匀速圆周运动,如图所示。A、B两点电荷的电量分别为QA、QB,质量为mA、mB,不计重力作用。则( )
A. QA<QB,mA>mB B. QA<QB,mA<mB C. QA>QB,mA>mB D. QA>QB,mA<mB
【答案】A
【解析】
【详解】CD.在不计重力的影响下,受力分析图如图所示
由于AB两物体都做匀速圆周运动,要保持A、B各自所受合力的大小始终保持相等,A、B的相对距离不能发生改变,故A、B的角速度要保持相等。
对于A、B各自竖直方向的合力为零有
用上式比下式可得
由图可知,故
故CD错误;
AB.水平方向上,对A点电荷有
水平方向上,对B点电荷有
联立方程可得
由于,则有
故A正确,B错误。
故选A。
8. 一导热汽缸内封有气体,活塞可以无摩擦滑动。汽缸按下列中四种方式放置,活塞平衡后,缸内气体分子数密度最大的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】汽缸导热,说明汽缸内气体的温度与外界温度相同,所以选项中四种情形分子的平均动能一样大。设活塞质量为,横截面积为,活塞平衡后,根据平衡条件可知,选项AC中汽缸内气体的压强等于外界大气压强
选项B中气体的压强最大,等于
选项D中气体压强最小等于
根据压强的微观解释或分子数密度公式,可知选项B中气体的分子数密度最大。
故选B。
9. 如图所示,外表绝缘的电阻丝构成正弦波形的闭合线圈MPQN,MN长为2d。线圈在外力作用下以恒定的速度v0沿MN方向垂直进入有界匀强磁场,磁场的宽度为d。线圈从N端进入磁场到M端穿出磁场的过程中,线圈中的感应电流i及其受到的安培力FA随时间t变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】AB.金属导线在磁场中运动过程如图所示
金属导线在磁场中运动时产生的电动势为
e = Byv0
y为导线切割磁力线的有效长度。设导线组成的正弦图形顶部或底部到MN距离都是Y,则在导线运动的过程中,y随时间的变化为
导线从开始向右运动到d的过程中(如图)有
导线从d向右运动到2d的过程中(如图)有
A错误、B正确;
CD.根据弯曲导线所受安培力的特点可知,导线从开始向右运动到d的过程中
导线从d向右运动到2d的过程中有
CD错误。
故选B。
10. 如图所示,一半径为的光滑大圆环固定在水平桌面上,环面位于竖直平面内。在大圆环上套一小环,小环从大圆环的最高点由静止开始下滑,已知重力加速度大小为。当小环滑过某位置后,所受大圆环的作用力开始指向大圆环圆心,则该位置小环重力的瞬时功率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设大圆环的作用力开始指向大圆环圆心时小环所受的重力与速度的夹角为,即
此时小环下落的高度为h,根据动能定理得
根据几何关系得
从而解出大圆环的作用力开始指向大圆环圆心时小环的速度为
,
根据功率的表达式可知
故选C。
二、非选择题:共5小题,计60分.其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 如图1所示,某同学利用水平桌面上的气垫导轨和数字计时器,探究滑块沿气垫导轨下滑过程中机械能是否守恒。气垫导轨上有很多小孔,气泵送来的压缩空气从小孔喷出,使得滑块与导轨之间有一层薄薄的空气层,滑块运动时阻力近似为零。
(1)实验时,气垫导轨的b端需用垫片垫高。用50分度游标卡尺测量某块垫片的厚度,标尺位置如图2所示,其读数为__________mm。
(2)设实验测得垫片的总高度为h,遮光条的有效宽度为d,单脚螺丝到双脚螺丝连线的距离为L,滑块经过光电门1和光电门2时的遮光时间分别为和,则还需要测量的物理量是__________(写出物理量的符号并说明),实验需要验证的关系式是__________(用题中和所测物理量字母表示)。
(3)数据处理时发现重力势能减小量小于动能增加量,造成的原因可能 。
A. 滑块释放位置不够高
B. 充气泵的气流较小,滑块与导轨存在较大摩擦
C. 导轨被垫高之前没有将导轨调节水平,被垫高的一端偏高
(4)光电门计时器的计时原理:光电门中的光敏元件接收到的光线是直径约的圆柱形光束,只要遮光条前沿挡住90%的光照就能使光控信号u上跳为H,只要后沿让光照恢复达到70%就能使光控信号u下跳为L。计时器可以设置两种计时模式:①记录前沿挡光与后沿复光信号之间的时间;②记录2次前沿挡光信号之间的时间。根据以上信息,判断下列哪种型号的遮光条测量速度的误差最小,并说明理由。
【答案】(1)5.02
(2) ①. 两光电门之间的距离s ②. (3)C
(4)丙。
由计时器设置的两种计时模式,结合甲、乙、丙三种遮光条的形状,可知甲、乙两种遮光条符合第一种计时模式,在此模式下两种遮光条挡光时间所对应的位移
由计算可知,均略小于遮光条的真实宽度,而计算速度用的是遮光条的真实宽度,显然甲、乙两型号的遮光条计算得到的平均速度均大于真实值,
丙遮光条采用模式②计时,两次前沿挡光触发信号对应的位移为两前沿的间距
与遮光条标称宽度一致,计算速度无该项系统误差。
【解析】
【小问1详解】
用50分度游标卡尺测量,其精确度为0.02mm,由图可知,主尺读数是5mm,游标的第一个刻度线与主尺的某刻度线对齐,则读数是,则其整体读数为
【小问2详解】
[1]垫片的总高度为h,单脚螺丝到双脚螺丝连线的距离为L,设气垫导轨与水平面间的夹角为θ,可得。
遮光条的有效宽度为d,滑块经过光电门1和光电门2时的遮光时间分别为和,滑块经光电门时的速度分别为,。
要探究滑块沿气垫导轨下滑过程中机械能是否守恒。可探究滑块从光电门1到光电门2的运动中,动能的增加量与重力势能的减少量是否相等,因此还需要测量的物理量是两光电门之间的距离s,
[2]滑块从光电门1到光电门2下落的高度,则有实验需要验证的关系式是,整理可得
【小问3详解】
A.滑块释放位置不够高,则有滑块经光电门时的时间会较长,由平均速度代替瞬时速度,则速度会比真实值偏小,有较大的误差,导致重力势能减小量大于动能增加量,故A错误;
B.充气泵的气流较小,滑块与导轨存在较大摩擦,滑块运动中会克服摩擦力做功,会导致滑块的动能增加量偏小,重力势能的减小量不变,则重力势能减小量大于动能增加量,故B错误;
C.导轨被垫高之前没有将导轨调节水平,被垫高的一端偏高,这样在计算重力势能减小量时按正常高度计算,实际滑块在经光电门时的速度比正常时偏大,因此则有重力势能减小量小于动能增加量,故C正确。
故选C。
【小问4详解】
详解见答案。
12. 某种发电机的原理如图所示,矩形线圈处于磁感应强度大小为的匀强磁场中,可绕与磁场方向垂直的固定轴OO′匀速转动,角速度为。已知线圈的匝数为,边长为,边长为,线圈总电阻为,线圈与阻值为的外电路连接,交流电压表为理想电表。求:
(1)线圈从图示位置转过90°的过程中,通过电阻的电量。
(2)发电机正常工作时,交流电压表的示数。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)根据题意,由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势
电流强度
通过电阻的电量
联立得通过的电量为
(2)根据题意可知,最大的感应电动势
得交变电流的最大值
则电压表示数为
13. 湖面上停着A、B两条小船,两船平衡位置连线的中点有个浮标,一列波速为的水波在湖面上沿连线从A向B传播,每条小船每分钟上下浮动20次。时,A船位于波峰,B船恰好在平衡位置,且正在向下运动,已知两船间只有一个波谷,求:
(1)两船平衡位置间的距离x;
(2)浮标恰好位于平衡位置的时刻。
【答案】(1)9m;(2)(n=0,1,2,3…)
【解析】
【详解】(1)由题意知,每条小船每分钟上下浮动20次,则每秒振动
次
则波的频率为
由
得
时,A船位于波峰,B船恰好在平衡位置,且正在向下运动,已知两船间只有一个波谷,则两船之间的距离等于个波长,两船平衡位置间的距离为
(2)浮标位于两船平衡位置连线的中点,即距A、B的距离都为4.5m、个波长,时,A船位于波峰,水波从A向B传播,说明浮标与波源的平衡位置间距为,浮标第一次回到平衡位置的时间为
考虑到周期性浮标恰好位于平衡位置的时刻
(n=0,1,2,3…)
14. 如图甲,xOy平面内,以O为圆心,R为半径的圆形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为。一比荷大小为c的粒子以某一初速从A(R,0)沿方向射入磁场,并从B(0,R)射出。不计粒子重力。
(1)求粒子的初速度大小;
(2)若在原磁场区域叠加上另一垂直于纸面的匀强磁场,粒子从A以原初速射入磁场,射出时速度方向与轴成60°,求所叠加的磁场的磁感应强度;
(3)若在平面内施加一个以O为圆心,原磁场边界为内边界的圆环形匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,如图乙。粒子从A以原初速射入磁场,从B射出后,在圆环形磁场中偏转,从P(,)再次从圆环形磁场进入圆形磁场,则圆环形磁场外径应满足什么条件?并求粒子运动的周期。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由左手定则,粒子带正电,此时粒子的运动轨迹如图所示
则有
得
(2)若在原磁场区域叠加上另一垂直于纸面的匀强磁场,此时粒子的运动轨迹如图所示
由几何关系,粒子的轨道半径变为
由(1)知,合磁感应强度应大小应为
若所叠磁场垂直于纸面向外,粒子顺时针偏转,于M射出则
有
若所叠磁场垂直于纸面向里,粒子逆时针偏转,于N射出,则有
有
(3)若在平面内施加一个以O为圆心,原磁场边界为内边界的圆环形匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,此时粒子的运动轨迹如图所示
由几何关系知
粒子在圆环形磁场区得轨道半径变为
则要求外径
粒子完成一个周期运动满足
m、n均为正整数,满足条件的m、n的最小值是
m=5
n=12
故周期为
15. 如图甲所示,穿过小球A的轻绳左端固定在水平杆的O处,右端与套在杆上的轻环相连。将轻环拉至与O相距的B处并锁定.已知小球A质量为m,绳长为,重力加速度为g,不计一切摩擦。
(1)求小球A静止时轻绳的拉力大小F;
(2)解除轻环的锁定,杆绕过O点的竖直轴匀速转动,轻环稳定在B点,求杆转动的角速度ω;
(3)解除轻环的锁定,如图乙所示,将小球A拉至最右端由静止释放,求轻环滑至B处时的速度大小。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设轻绳与竖直方向夹角为,如图
由几何关系知
所以
解得
(2)解除锁定后因为轻环只受绳子拉力和垂直杆方向的支持力,小球A与轻环间的绳处于竖直方向,绳子与竖直方向夹角为,如图
则
竖直方向
水平方向
所以
(3)轻环滑至B点时小球A下落高度为L、速度为v,如图
小球A机械能守恒
绳中拉力的合力始终与小球A的速度方向垂直,轻环滑至B点时小球A的速度与水平方向夹角
由
解得
另解:小球滑至如图所示位置
由动能定理知
假设小球A的坐标为则由几何关系得
即
小球A的轨迹为抛物线,y轴为对称轴,顶点在O点正下方C点,因为此轨迹为抛物线,所以小球在该时刻速度方向延长线一定与水平位移交于中点E。设即速度方向与水平方向的夹角为。即
所以
所以
即
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物理
注意事项:
考生在答题前请认真阅读本注意事项
1.本试卷包含选择题和非选择题两部分.考生答题全部答在答题卡上,答在本试卷上无效.全卷共15题,本次考试时间为75分钟,满分100分.
2.答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其它答案.答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置,在其它位置答题一律无效.
3.如需作图,必须用2B铅笔绘、写清楚,线条、符号等须加黑、加粗.
一、单项选择题:共10小题,每小题4分,共40分。每小题只有一个选项最符合题意。
1. 某种微型核电池利用镅243()的衰变进行发电,的衰变方程为:,则X表示( )
A. 粒子 B. 质子 C. 电子 D. 中子
2. 高轨卫星通常位于地球同步轨道,高度约为36000km,低轨卫星轨道高度通常在160km至2000km之间。低轨卫星相对高轨卫星而言( )
A. 环绕地球运行的速度更慢 B. 环绕地球运行的加速度更小
C. 绕地球转一周所需的时间更长 D. 需要更多卫星才能实现全球信息覆盖
3. 1967年我国第一颗氢弹成功爆炸,氢弹爆炸的核反应方程为,下列说法中正确的是( )
A. X粒子为中子 B. 该核反应为裂变反应
C. 该核反应为衰变 D. 的比结合能小于的比结合能
4. 用双缝干涉实验装置得到自然光的干涉条纹后,在光源与单缝之间加上蓝色滤光片,下列说法正确的是( )
A. 干涉条纹消失 B. 中央条纹变成蓝色
C. 中央条纹变成暗条纹 D. 彩色条纹中的蓝色条纹消失
5. 如图所示,某同学把压在水杯下的纸抽出,再次操作,将水杯压在纸的同一位置,以更快的速度抽出,在纸抽出过程中,水杯第二次的( )
A. 动能变化比第一次的大
B. 动量变化与第一次相等
C. 动量变化与对应时间的比值比第一次的大
D. 动能变化与对应位移的比值与第一次相等
6. 在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体,直角边的长度为0.9m,水的折射率,细灯带到水面的距离,则有光射出的水面形状(用阴影表示)为( )
A. B. C. D.
7. 一点电荷固定在空间O点,在O点上下空间内分别有A、B两点电荷在水平面内做匀速圆周运动,如图所示。A、B两点电荷的电量分别为QA、QB,质量为mA、mB,不计重力作用。则( )
A. QA<QB,mA>mB B. QA<QB,mA<mB C. QA>QB,mA>mB D. QA>QB,mA<mB
8. 一导热汽缸内封有气体,活塞可以无摩擦滑动。汽缸按下列中四种方式放置,活塞平衡后,缸内气体分子数密度最大的是( )
A. B.
C. D.
9. 如图所示,外表绝缘的电阻丝构成正弦波形的闭合线圈MPQN,MN长为2d。线圈在外力作用下以恒定的速度v0沿MN方向垂直进入有界匀强磁场,磁场的宽度为d。线圈从N端进入磁场到M端穿出磁场的过程中,线圈中的感应电流i及其受到的安培力FA随时间t变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
10. 如图所示,一半径为的光滑大圆环固定在水平桌面上,环面位于竖直平面内。在大圆环上套一小环,小环从大圆环的最高点由静止开始下滑,已知重力加速度大小为。当小环滑过某位置后,所受大圆环的作用力开始指向大圆环圆心,则该位置小环重力的瞬时功率为( )
A. B. C. D.
二、非选择题:共5小题,计60分.其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 如图1所示,某同学利用水平桌面上的气垫导轨和数字计时器,探究滑块沿气垫导轨下滑过程中机械能是否守恒。气垫导轨上有很多小孔,气泵送来的压缩空气从小孔喷出,使得滑块与导轨之间有一层薄薄的空气层,滑块运动时阻力近似为零。
(1)实验时,气垫导轨的b端需用垫片垫高。用50分度游标卡尺测量某块垫片的厚度,标尺位置如图2所示,其读数为__________mm。
(2)设实验测得垫片的总高度为h,遮光条的有效宽度为d,单脚螺丝到双脚螺丝连线的距离为L,滑块经过光电门1和光电门2时的遮光时间分别为和,则还需要测量的物理量是__________(写出物理量的符号并说明),实验需要验证的关系式是__________(用题中和所测物理量字母表示)。
(3)数据处理时发现重力势能减小量小于动能增加量,造成的原因可能 。
A. 滑块释放位置不够高
B. 充气泵的气流较小,滑块与导轨存在较大摩擦
C. 导轨被垫高之前没有将导轨调节水平,被垫高的一端偏高
(4)光电门计时器的计时原理:光电门中的光敏元件接收到的光线是直径约的圆柱形光束,只要遮光条前沿挡住90%的光照就能使光控信号u上跳为H,只要后沿让光照恢复达到70%就能使光控信号u下跳为L。计时器可以设置两种计时模式:①记录前沿挡光与后沿复光信号之间的时间;②记录2次前沿挡光信号之间的时间。根据以上信息,判断下列哪种型号的遮光条测量速度的误差最小,并说明理由。
12. 某种发电机的原理如图所示,矩形线圈处于磁感应强度大小为的匀强磁场中,可绕与磁场方向垂直的固定轴OO′匀速转动,角速度为。已知线圈的匝数为,边长为,边长为,线圈总电阻为,线圈与阻值为的外电路连接,交流电压表为理想电表。求:
(1)线圈从图示位置转过90°的过程中,通过电阻的电量。
(2)发电机正常工作时,交流电压表的示数。
13. 湖面上停着A、B两条小船,两船平衡位置连线的中点有个浮标,一列波速为的水波在湖面上沿连线从A向B传播,每条小船每分钟上下浮动20次。时,A船位于波峰,B船恰好在平衡位置,且正在向下运动,已知两船间只有一个波谷,求:
(1)两船平衡位置间的距离x;
(2)浮标恰好位于平衡位置的时刻。
14. 如图甲,xOy平面内,以O为圆心,R为半径的圆形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为。一比荷大小为c的粒子以某一初速从A(R,0)沿方向射入磁场,并从B(0,R)射出。不计粒子重力。
(1)求粒子的初速度大小;
(2)若在原磁场区域叠加上另一垂直于纸面的匀强磁场,粒子从A以原初速射入磁场,射出时速度方向与轴成60°,求所叠加的磁场的磁感应强度;
(3)若在平面内施加一个以O为圆心,原磁场边界为内边界的圆环形匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,如图乙。粒子从A以原初速射入磁场,从B射出后,在圆环形磁场中偏转,从P(,)再次从圆环形磁场进入圆形磁场,则圆环形磁场外径应满足什么条件?并求粒子运动的周期。
15. 如图甲所示,穿过小球A的轻绳左端固定在水平杆的O处,右端与套在杆上的轻环相连。将轻环拉至与O相距的B处并锁定.已知小球A质量为m,绳长为,重力加速度为g,不计一切摩擦。
(1)求小球A静止时轻绳的拉力大小F;
(2)解除轻环的锁定,杆绕过O点的竖直轴匀速转动,轻环稳定在B点,求杆转动的角速度ω;
(3)解除轻环的锁定,如图乙所示,将小球A拉至最右端由静止释放,求轻环滑至B处时的速度大小。
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