内容正文:
湖南省涟源市2025年下学期高三部分学校第二次月考
物理试题
总分:100分 时量:75分钟
一、单选题(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,只有一项符合题目要求)
1. 如图所示,物理研究小组正在测量桥面某处到水面的高度。一同学将两个相同的铁球1、2用长L=3.8m的细线连接。用手抓住球2使其与桥面等高,让球1悬挂在正下方,然后由静止释放,桥面处的接收器测得两球落到水面的时间差Δt=0.2s,g=10m/s2,不计空气阻力,则桥面该处到水面的高度为( )
A. 22m B. 20m C. 18m D. 16m
【答案】B
【解析】
【详解】设桥面到水面的高度为h,根据自由落体运动位移公式,对铁球2有
对铁球1有
又t2-t1=Δt
解得h=20m
故选B。
2. 下面列出的是一些核反应方程:,其中( )
A. X是正电子,Y是中子,Z是质子
B. X是质子,Y是中子,Z是正电子
C. X是正电子,Y是质子,Z是中子
D. X是中子,Y是正电子,Z是质子
【答案】A
【解析】
【详解】根据电荷数守恒、质量数守恒,可知X的电荷数为1,质量数为0,为正电子;Y的电荷数为0,质量数为1,为中子;Z的电荷数为1,质量数为1,为质子。可知A选项符合题意。
故选A。
3. Th具有放射性,发生一次β衰变成为新原子核X的同时放出能量,下列说法正确的是( )
A. Th核能放射出β粒子,说明其原子核内有β粒子
B. 新核X的中子数为143
C. Th核的质量等于新核X与β粒子的质量之和
D. 让Th同其他的稳定元素结合成化合物,其半衰期将增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.放射出β粒子,是由于原子核内发生β衰变,其中的中子转化为质子和电子放出的,故A错误;
B.根据质量数和电荷数守恒得新核的质子数为91,质量数为234,则中子数为,故B正确;
C.发生β衰变时,反应前后质量数守恒,质量不相等,故C错误;
D.元素原子核的半衰期是由元素本身决定的,与元素所处的物理和化学状态无关,故D错误。
故选B。
4. 如图所示,某段滑雪雪道倾角为,总质量为m的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑,加速度为。运动员从上向下滑到底端的过程中( )
A. 减少的机械能为 B. 增加的动能为
C. 克服摩擦力做功为 D. 合外力做功为
【答案】A
【解析】
【详解】D.合外力做功为
代入数据可得
故D错误;
B.对滑雪运动员由动能定理可知,增加的动能为
故B错误;
AC.对滑雪运动员由牛顿第二定律应有
可得运动员受到的阻力
所以运动员克服摩擦力做的功为
可知运动员减少的机械能为,故A正确,C错误。
故选A。
5. 一个静止的放射性原子核发生天然衰变时,在匀强磁场中得到内切圆的两条径迹,如图所示.若两圆半径之比为44:1,则( )
A. 发生的是α衰变
B. 轨迹2是反冲核的径迹
C. 反冲核是逆时针运动,放射出的粒子是顺时针运动
D. 该放射性元素的原子序数是90
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A.发生衰变时,放出的射线与新核速度方向相反,因轨迹是内切圆,所以是β衰变,故A错误;
B.由半径公式
知,电子轨迹为1,新核轨迹为2,故B正确;
D.由
得
则放射性元素的原子序数为43,故D错误;
C.由左手定则知反冲核是逆时针运动,放射出的粒子是顺时针运动,故C正确。
故选BC。
6. 如图所示,水平传送带以速度匀速运动,将质量为的小物块无初速度放在传送带的左端,传送带足够长,物块到达右端之前已经与传送带共速。下列说法正确的是( )
A. 物块与传送带共速后,物块受到向右的静摩擦力
B. 传送带运动速度越大,物块加速运动的时间越短
C. 物块与传送带共速前,摩擦力对物块做负功
D. 物块与传送带之间因摩擦产生的热量等于
【答案】D
【解析】
【详解】A.物块与传送带共速后,做匀速直线运动,则水平方向上处于平衡状态,故不受摩擦力,故A错误;
BC.物块在与传送带共速前,受到水平向右的滑动摩擦力,使物块向右加速,摩擦力做正功;根据牛顿第二定律可得加速度为定值,根据可得,若达到与传送带相同的速度,则加速度为定值,传送带运动速度越大,物块加速运动的时间越长,故BC错误;
D.对物体分析,
传送带的位移为,划痕为
摩擦产生的热量
故D正确。
故选D。
7. 利用光电管研究光电效应的实验电路如图所示,用频率为的可见光照射阴极K,电流表中有电流通过,则( )
A. 用紫外光照射阴极K,电流表中不一定有电流通过
B. 用红外光照射阴极K,电流表中一定无电流通过
C. 用频率为的可见光照射阴极K,滑动变阻器的滑片移到A端,电流表中一定无电流通过
D. 用频率为的可见光照射阴极K,滑动变阻器的滑片向B端滑动时,电流表示数可能不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.用可见光照射阴极K,可以发生光电效应,用紫外光照射阴极K,因为紫外光的频率大于可见光的频率,所以一定能发生光电效应,A错误;
B.因为不知阴极K的极限频率和红外光的频率大小关系,所以用红外光照射时不能确定是否发生光电效应,B错误;
C.用频率为的可见光照射阴极K,滑动变阻器的滑片移到A端,光电管两端的电压为零,但光电子有初动能,故电流表中仍有电流通过,C错误;
D.用频率为的可见光照射K,滑动变阻器的滑片向B端滑动前,可能光电流已达到饱和,所以滑动变阻器的滑片向B端滑动时,电流表示数可能不变,D正确。
故选D。
二、多选题(本题共3小题,每小题5分,共15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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 一种典型的铀核裂变是生成钡和氪,同时放出3个中子,核反应方程是,已知部分原子核的比结合能与核子数的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A. 核反应方程中,X粒子是中子
B. 核反应方程中,X粒子是质子
C. 、相比,核的比结合能最大,它最稳定
D. 、,核相比,的核子数最多,它的结合能最大
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.根据铀核裂变的原理可知,铀核需要吸收一个中子后才会发生裂变,所以X一定是中子,A正确,B错误;
C.分析比结合能随核子数变化的曲线可知,在铁原子核附近比结合能最大,然后随核子数的增大,比结合能减小,所以、相比,核的比结合能最大,最稳定,C错误;
D.原子核中核子数越多的结合能越大,故、、核相比,的核子数最多,它的结合能最大,D正确。
故选AD。
9. 如图所示为氢原子能级示意图,从能级n=5分别跃迁到能级n=1、n=2和n=3的过程产生a、b、c三种光,已知可见光的光子能量范围为1.63~3.10 eV,则下列说法正确的是( )。
A. a、b、c三种光分别为紫外线、可见光、红外线
B. a、b、c三种光分别为红外线、可见光、紫外线
C. 若b光照射某一金属能发生光电效应,a光照射该金属一定能发生光电效应
D. b光在同一介质中的传播速度比c光的传播速度大
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.根据能级差则有E5-E1=13.06eV、E5-E2=2.86eV、E5-E3=0.97eV,a、b、c三种光分别为紫外线、可见光、红外线,故A正确,B错误;
C.若可见光照射某一金属能发生光电效应,则紫外线照射该金属一定能发生光电效应,即b光照射某一金属能发生光电效应,a光照射该金属一定能发生光电效应,故C正确;
D.可见光的折射率比红外线的大,根据n=知,可见光在同一介质中的传播速度小,即b光在同一介质中的传播速度比c光的传播速度小,故D错误。
故选AC。
10. 一个原子核在中子的轰击下发生一种可能的核裂变反应,其裂变方程为+→X++2,则下列说法正确的是( )。
A. X原子核中含有86个中子
B. X原子核中含有141个核子
C. 根据核反应规律可知,核裂变后的总质量数不变
D. 因为核裂变释放能量,出现质量亏损,所以核裂变后的总质量减少
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB.设X原子核的质量数为A,电荷数为Z,由核反应前后质量数守恒和电荷数守恒得235+1=A+94+2×1,92=Z+38
解得A=140,Z=54
X原子核中的中子数为N=A-Z=140-54=86,故A正确,B错误;
CD.核裂变释放能量,由质能关系可知,核裂变后总质量减少,但质量数守恒,故CD正确。
故选ACD。
三、实验题(本题共2小题,共16分。)
11. 某同学设计出如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律。让小球自由下落,下落过程中小球的球心经过光电门1和光电门2,光电计时器记录下小球通过光电门的时间、,已知当地的重力加速度为g。
(1)该同学先用螺旋测微器测出小球的直径如图2所示,则其直径d=___________mm。
(2)为了验证机械能守恒定律,该实验还需要测量下列哪些物理量______(填选项序号)。
A.小球的质量m
B.光电门1和光电门2之间的距离h
C.小球从光电门1到光电门2下落的时间t
(3)小球通过光电门1时的瞬时速度_______(用题中所给的物理量符号表示)。
(4)保持光电门1位置不变,上下调节光电门2,多次实验记录多组数据,作出随h变化的图像如图3所示,如果不考虑空气阻力,若该图线的斜率_______,就可以验证小球下落过程中机械能守恒。
(5)考虑到实际存在空气阻力,设小球在下落过程中平均阻力大小为f,根据实际数据绘出的随h变化的图像的斜率为,则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力的比值_______(用k、表示)。
【答案】 ①. 6.200 ②. B ③. ④. ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1] 直径
(2)[2] A.根据机械能守恒的表达式可知,方程两边可以约掉质量,因此不需要测量质量,故A错误;
B.计算重力势能的减少量时,需要测量光电门1和光电门2之间的距离h,故B正确;
C.利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度,不需要测量小球从光电门1到光电门2下落的时间t,故C错误。
故选B。
(3)[3] 已知经过光电门的时间和小球的直径,由平均速度表示经过光电门时的瞬时速度,故
(4)[4] 小球通过光电门2时的动能为
根据机械能守恒
化简得
则该图线的斜率
(5)[5] 因存在阻力,则有
实验过程中所受的平均阻力f与小球重力的比值
12. 图(a)为研究平抛运动的实验装置,其中装置A、B固定在铁架台上,装置B装有接收器并与计算机连接。装有发射器的小球从装置A某高处沿着轨道向下运动,离开轨道时,装置B开始实时探测小球运动的位置变化。根据实验记录的数据由数表作图软件拟合出平抛运动曲线方程,如图(b)所示。
(1)安装并调节装置A时,必须保证轨道末端______。(填“水平”或“光滑”)
(2)根据拟合曲线方程,可知坐标原点______抛出点。(填“在”或“不在”)
(3)根据拟合曲线方程,可计算出平抛运动的初速度为______m/s。(当地重力加速度g取,计算结保留2位有效数字)
【答案】(1)水平 (2)不在
(3)1.7
【解析】
【小问1详解】
安装并调节装置A时,必须保证轨道末端水平,以保证小球做平抛运动。
【小问2详解】
根据曲线方程可知抛物线的顶点横坐标为
可知坐标原点不在抛出点。
【小问3详解】
设在坐标原点位置小球的水平速度为v0竖直速度vy0,则根据
解得
对比
可得
解得
v0≈1.7m/s
四、解答题(本题共3小题,第13题15分、第14题11分,第15题15分)
13. 如图所示,探测器及其保护背罩通过弹性轻绳连接降落伞。在接近某行星表面时以60m/s的速度竖直匀速下落。此时启动“背罩分离”,探测器与背罩断开连接,背罩与降落伞保持连接。已知探测器质量为1000kg,背罩质量为50kg,该行星的质量和半径分别为地球的和。地球表面重力加速度大小取g=10m/s2。忽略大气对探测器和背罩的阻力。
(1)该行星表面的重力加速度大小为多少;
(2)“背罩分离”后瞬间,背罩的加速度大小为多少;
(3)“背罩分离”后瞬间,探测器所受重力对其做功的功率为多少。
【答案】(1)4m/s2
(2)80m/s2 (3)2.4105W
【解析】
【小问1详解】
在星球表面,根据万有引力等于重力有
可得表面重力加速度为
则该行星表面的重力加速度大小和地球表面重力加速度之比为
可得该行星表面的重力加速度大小
【小问2详解】
“背罩分离”前,探测器及其保护背罩和降落伞整体做匀速直线运动,对探测器受力分析,可知探测器与保护背罩之间的作用力
“背罩分离”后,背罩所受的合力大小为4000N,对背罩,根据牛顿第二定律
解得a=80m/s2
【小问3详解】
“背罩分离”后瞬间,探测器所受重力对其做功的功率为
14. 室内装修污染四大有害气体是苯系物、甲醛、氨气和氡。氡存在于建筑水泥、矿渣砖、装饰石材及土壤中。氡看不到,嗅不到,即使在氡浓度很高的环境里,人们对它也毫无感觉。氡进入人的呼吸系统能诱发肺癌,是除吸烟外导致肺癌的第二大因素。静止的氡核放出一个粒子x后变成钋核,钋核的动能为Ek1,若衰变放出的能量全部变成钋核和粒子x的动能。试回答以下问题:
①写出上述衰变的核反应方程(请用物理学上规定的符号表示粒子x);
②求粒子x的动能Ek2。
【答案】①;②
【解析】
【分析】
【详解】①根据题意
② 设钋核的质量为m1、速度为v1,粒子x的质量为m2、速度为v2,根据动量守恒定律,有
粒子x的动能
【点睛】本题难度中等,首先应根据核反应的质量数守恒和核电荷数守恒判断生成新的原子核的质量数,再由分裂前后动量守恒列公式求解。
15. 如图所示,一轻绳吊着一根粗细均匀的棒,棒下端离地面的高度为H,上端套着一个细环。棒和环的质量分别为M、m,相互间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力(,g为重力加速度大小),断开轻绳,棒和环自由下落。棒足够长,与地面发生弹性碰撞且触地时间极短。棒在整个运动过程中始终保持竖直,环始终套在棒上,不计空气阻力。求:
(1)棒第一次与地面碰撞时环的速度大小v;
(2)棒从与地面第一次碰撞至第二次碰撞过程中运动的路程x;
(3)从断开轻绳到棒和环都静止的过程中,棒和环摩擦产生的热量Q。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
棒与环一起做自由落体运动,有
解得
【小问2详解】
设棒弹起后的加速度大小为a,由牛顿第二定律有
则棒第一次弹起后做匀减速直线运动,向上运动的高度
由题意有
解得
【小问3详解】
设环在该过程中与棒的相对位移大小为d,由能量守恒定律有
又
解得
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湖南省涟源市2025年下学期高三部分学校第二次月考
物理试题
总分:100分 时量:75分钟
一、单选题(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,只有一项符合题目要求)
1. 如图所示,物理研究小组正在测量桥面某处到水面的高度。一同学将两个相同的铁球1、2用长L=3.8m的细线连接。用手抓住球2使其与桥面等高,让球1悬挂在正下方,然后由静止释放,桥面处的接收器测得两球落到水面的时间差Δt=0.2s,g=10m/s2,不计空气阻力,则桥面该处到水面的高度为( )
A. 22m B. 20m C. 18m D. 16m
2. 下面列出的是一些核反应方程:,其中( )
A. X是正电子,Y是中子,Z是质子
B. X是质子,Y是中子,Z是正电子
C. X是正电子,Y是质子,Z是中子
D. X是中子,Y是正电子,Z是质子
3. Th具有放射性,发生一次β衰变成为新原子核X的同时放出能量,下列说法正确的是( )
A. Th核能放射出β粒子,说明其原子核内有β粒子
B. 新核X的中子数为143
C. Th核的质量等于新核X与β粒子的质量之和
D. 让Th同其他的稳定元素结合成化合物,其半衰期将增大
4. 如图所示,某段滑雪雪道倾角为,总质量为m的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑,加速度为。运动员从上向下滑到底端的过程中( )
A. 减少的机械能为 B. 增加的动能为
C. 克服摩擦力做功为 D. 合外力做功为
5. 一个静止的放射性原子核发生天然衰变时,在匀强磁场中得到内切圆的两条径迹,如图所示.若两圆半径之比为44:1,则( )
A. 发生的是α衰变
B. 轨迹2是反冲核的径迹
C. 反冲核是逆时针运动,放射出的粒子是顺时针运动
D. 该放射性元素的原子序数是90
6. 如图所示,水平传送带以速度匀速运动,将质量为的小物块无初速度放在传送带的左端,传送带足够长,物块到达右端之前已经与传送带共速。下列说法正确的是( )
A. 物块与传送带共速后,物块受到向右的静摩擦力
B. 传送带运动速度越大,物块加速运动的时间越短
C. 物块与传送带共速前,摩擦力对物块做负功
D. 物块与传送带之间因摩擦产生的热量等于
7. 利用光电管研究光电效应的实验电路如图所示,用频率为的可见光照射阴极K,电流表中有电流通过,则( )
A. 用紫外光照射阴极K,电流表中不一定有电流通过
B. 用红外光照射阴极K,电流表中一定无电流通过
C. 用频率为的可见光照射阴极K,滑动变阻器的滑片移到A端,电流表中一定无电流通过
D. 用频率为的可见光照射阴极K,滑动变阻器的滑片向B端滑动时,电流表示数可能不变
二、多选题(本题共3小题,每小题5分,共15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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 一种典型的铀核裂变是生成钡和氪,同时放出3个中子,核反应方程是,已知部分原子核的比结合能与核子数的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A. 核反应方程中,X粒子是中子
B. 核反应方程中,X粒子是质子
C. 、相比,核的比结合能最大,它最稳定
D. 、,核相比,的核子数最多,它的结合能最大
9. 如图所示为氢原子能级示意图,从能级n=5分别跃迁到能级n=1、n=2和n=3的过程产生a、b、c三种光,已知可见光的光子能量范围为1.63~3.10 eV,则下列说法正确的是( )。
A. a、b、c三种光分别为紫外线、可见光、红外线
B. a、b、c三种光分别为红外线、可见光、紫外线
C. 若b光照射某一金属能发生光电效应,a光照射该金属一定能发生光电效应
D. b光在同一介质中的传播速度比c光的传播速度大
10. 一个原子核在中子的轰击下发生一种可能的核裂变反应,其裂变方程为+→X++2,则下列说法正确的是( )。
A. X原子核中含有86个中子
B. X原子核中含有141个核子
C. 根据核反应规律可知,核裂变后的总质量数不变
D. 因为核裂变释放能量,出现质量亏损,所以核裂变后的总质量减少
三、实验题(本题共2小题,共16分。)
11. 某同学设计出如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律。让小球自由下落,下落过程中小球的球心经过光电门1和光电门2,光电计时器记录下小球通过光电门的时间、,已知当地的重力加速度为g。
(1)该同学先用螺旋测微器测出小球的直径如图2所示,则其直径d=___________mm。
(2)为了验证机械能守恒定律,该实验还需要测量下列哪些物理量______(填选项序号)。
A.小球的质量m
B.光电门1和光电门2之间的距离h
C.小球从光电门1到光电门2下落的时间t
(3)小球通过光电门1时的瞬时速度_______(用题中所给的物理量符号表示)。
(4)保持光电门1位置不变,上下调节光电门2,多次实验记录多组数据,作出随h变化的图像如图3所示,如果不考虑空气阻力,若该图线的斜率_______,就可以验证小球下落过程中机械能守恒。
(5)考虑到实际存在空气阻力,设小球在下落过程中平均阻力大小为f,根据实际数据绘出的随h变化的图像的斜率为,则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力的比值_______(用k、表示)。
12. 图(a)为研究平抛运动的实验装置,其中装置A、B固定在铁架台上,装置B装有接收器并与计算机连接。装有发射器的小球从装置A某高处沿着轨道向下运动,离开轨道时,装置B开始实时探测小球运动的位置变化。根据实验记录的数据由数表作图软件拟合出平抛运动曲线方程,如图(b)所示。
(1)安装并调节装置A时,必须保证轨道末端______。(填“水平”或“光滑”)
(2)根据拟合曲线方程,可知坐标原点______抛出点。(填“在”或“不在”)
(3)根据拟合曲线方程,可计算出平抛运动的初速度为______m/s。(当地重力加速度g取,计算结保留2位有效数字)
四、解答题(本题共3小题,第13题15分、第14题11分,第15题15分)
13. 如图所示,探测器及其保护背罩通过弹性轻绳连接降落伞。在接近某行星表面时以60m/s的速度竖直匀速下落。此时启动“背罩分离”,探测器与背罩断开连接,背罩与降落伞保持连接。已知探测器质量为1000kg,背罩质量为50kg,该行星的质量和半径分别为地球的和。地球表面重力加速度大小取g=10m/s2。忽略大气对探测器和背罩的阻力。
(1)该行星表面的重力加速度大小为多少;
(2)“背罩分离”后瞬间,背罩的加速度大小为多少;
(3)“背罩分离”后瞬间,探测器所受重力对其做功的功率为多少。
14. 室内装修污染四大有害气体是苯系物、甲醛、氨气和氡。氡存在于建筑水泥、矿渣砖、装饰石材及土壤中。氡看不到,嗅不到,即使在氡浓度很高的环境里,人们对它也毫无感觉。氡进入人的呼吸系统能诱发肺癌,是除吸烟外导致肺癌的第二大因素。静止的氡核放出一个粒子x后变成钋核,钋核的动能为Ek1,若衰变放出的能量全部变成钋核和粒子x的动能。试回答以下问题:
①写出上述衰变的核反应方程(请用物理学上规定的符号表示粒子x);
②求粒子x的动能Ek2。
15. 如图所示,一轻绳吊着一根粗细均匀的棒,棒下端离地面的高度为H,上端套着一个细环。棒和环的质量分别为M、m,相互间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力(,g为重力加速度大小),断开轻绳,棒和环自由下落。棒足够长,与地面发生弹性碰撞且触地时间极短。棒在整个运动过程中始终保持竖直,环始终套在棒上,不计空气阻力。求:
(1)棒第一次与地面碰撞时环的速度大小v;
(2)棒从与地面第一次碰撞至第二次碰撞过程中运动的路程x;
(3)从断开轻绳到棒和环都静止的过程中,棒和环摩擦产生的热量Q。
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