精品解析：2027届江苏淮安市淮阴师范学院附属中学高三第一学期零模考前模拟物理试卷

高三零模考前模拟物理试卷 一、单选题 1. 我国计划在2050年实现可控聚变能装置“人造小太阳”的商业化，是人造小太阳中的核聚变方程，下列说法正确的是（ ） A. 核聚变方程中的X是中子，该反应中的核燃料与当前核电站采用的核燃料不同 B. 原子核必须在超高温下才能发生聚变，说明核聚变过程需要吸收能量 C. 核聚变方程中的X是质子，任何两个原子核都可以发生聚变 D. 核反应表明，原子核越重，比结合能越大 2. 电子双缝干涉实验是世界十大经典物理实验之一，某中学的物理兴趣小组在实验室再现了电子双缝干涉实验，实验时使电子垂直射到双缝上。如图所示，M点为光屏上的一固定点，欲使OM间亮条纹数增加，可行的措施为（　　） A. 仅增加电子的动量 B. 增加电子束到双缝的距离 C. 仅将光屏稍远离双缝屏 D. 仅减小双缝之间的距离 3. 如图1所示，小明用甲、乙、丙三束单色光分别照射同一光电管的阴极K，调节滑动变阻器的滑片P，得到了三条光电流I随电压U变化关系的曲线如图2所示。下列说法正确的是（　　） A. 甲光的光子能量最大 B. 用乙光照射时饱和光电流最大 C. 用乙光照射时光电子的最大初动能最大 D. 分别射入同一单缝衍射装置时，乙光的中央亮条纹最宽 4. 用题图甲所示的足球发球机在球门正前方的、两个相同高度的位置发射同一足球，情景如题图乙所示，两次足球都水平击中球门横梁上的同一点，不计空气阻力。则（　　） A. 两次击中横梁的速度相同 B. 足球两次运动的速度变化量相同 C. 从位置发射的足球初速度较大 D. 从位置发射的足球在空中的运动时间长 5. 在《流浪地球2》电影中出现了太空电梯的科幻设想（如图甲）。人类可以乘坐电梯轿厢从固定在地面的基座出发，经国际空间站（轨道距地球表面约400km）向同步轨道空间站（距地球表面约36000km）运行（如图乙），在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电梯轿厢所受地球的万有引力逐渐增大 B. 电梯轿厢绕地球运行的线速度逐渐增大 C. 电梯轿厢绕地球运行的角速度逐渐增大 D. 电梯轿厢绕地球运行的向心加速度逐渐减小 6. 一定质量的理想气体从A状态变化到B状态的过程，压强p与摄氏温度t的关系如图所示，则从A到B的过程中，下列判断正确的是（　　） A. 气体的体积不变 B. 气体的内能不变 C. 外界对气体做正功 D. 一定是吸热过程 7. 如图所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电源电流的关系图像，将一定值电阻分别接到a、b两电源上，功率相等。则（　　） A. 电源a、b效率相同 B. 电源a的内阻更大 C. 若将定值电阻换为大于的电阻，电源b的输出功率大于电源a的输出功率 D. 若将定值电阻换为小于的电阻，电源b的功率大于电源a的功率 8. 如图所示，在内壁光滑、水平放置的玻璃圆管内，有一直径略小于圆管口径的带正电的小球，正以速率沿逆时针方向做匀速圆周运动。在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度随时间均匀增大的磁场。运动过程中小球所带的电荷量不变，则下列说法正确的是（　　） A. 洛伦兹力对小球做正功 B. 小球先做减速圆周运动，再反向做加速圆周运动 C. 小球受到的电场力不做功 D. 小球所受洛伦兹力始终指向圆心 9. 如图所示，三脚架上放置泥三角，坩埚静止放置于泥三角上，若坩埚的重力为，则泥三角对坩埚的作用力大小为（　　） A. G B. C. D. 10. 图甲为某同学在研究匀强电场过程甲建立的一直角坐标并以坐标原点O为中心，以半径r画一个圆。圆与坐标轴交点分别为A、B、C、D。取O点电势为零，从A点逆时针转动测量圆上各点的电势，电势与转过的角度θ的关系如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 该匀强电场的场强大小为 B. A、B、C、D四点中D点电势最高 C. 在A点沿AC方向射入一电子，电子有可能经过D点 D. 在O点放置一正点电荷，A、B、C、D四点中A点场强最大 二、实验题 11. 某同学要测量一个量程为的电压表内阻。 （1）该同学先用多用电表粗测电压表的内阻，将多用电表选择开关拨到“”倍率挡后进行欧姆调零，再将红表笔接电压表的__________（填“”或“）接线柱，若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示，则测量的结果是__________ （2）为了精确测量电压表的内阻，该同学设计了如图乙所示的测量电路，毫安表的量程为，电阻闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移到最__________（填“左”或“右”）端。闭合开关后，该同学通过调节滑动变阻器，测得多组电流表和电压表的示数、，作出图像如图丙，图像斜率为，则电压表的内阻__________（用、表示）； （3）该同学认为用图乙中的实验器材组成图丁所示的电路也能精确测量电压表的内阻，你认为是否可行，请说明理由。__________ 三、解答题 12. 用某透明材料制作的半球形光学元件如图所示，平行单色光垂直射到半径为R的半球底平面上，材料对该单色光的折射率，半球的上方平行于半球底平面放置一足够大的光屏，单色光经半球折射后在光屏上可形成一个圆形光斑。不考虑光的干涉、衍射及在半球内的多次反射，真空中光速为c。求： （1）当以临界角入射时，光线汇集点到O点的距离； （2）圆心O到光屏的距离时，光屏被照亮的面积。 13. 如图是正电子穿过云室留下的径迹照片，中间是一块厚度很小的铅板，整个云室处在垂直纸面方向的匀强磁场中。已知图中虚线圆的半径为R，正电子从A点沿AO方向射入，经D点穿过铅板后速度方向不变，到达圆上的C点，点C、D、O在同一直线上，且，正电子的质量为m，电荷量为，正电子进入云室的初动能为E0。忽略相对论效应，忽略正电子在云室中受到的阻力，求： （1）云室中磁感应强度B的大小与方向； （2）粒子在穿过铅板过程中产生的热量Q。 14. 某款电磁阻尼拉力健身器材的简化装置如图所示。矩形框架的边长，绕有匝数匝、电阻的闭合金属线圈，框架和线圈的总质量。将框架静置于下端固定的竖直弹簧上（不拴接），弹簧的压缩量，框架上端通过轻质绝缘绳索跨过轻质定滑轮与轻质拉杆相连。在区域内存在方向垂直框架平面向内、磁感应强度的匀强磁场，磁场边界与之间的距离。一位健身爱好者用恒力向下拉动拉杆，框架由静止开始竖直向上运动。边上升到时，弹簧恰好恢复原长，上升到时，健身者松手，装置触发复位机制使框架回到初始位置，整个过程框架与定滑轮不相碰。已知重力加速度，不计一切阻力。求： （1）弹簧的劲度系数k； （2）边刚进入磁场时框架的速度和加速度a的大小； （3）若边通过磁场的时间，边运动到时框架的速度大小。 15. 交流发电机的示意图如图所示，装置中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场，磁感应强度为B。矩形线圈abcd的面积为S，共有n匝，线圈总电阻为r，线圈绕垂直于磁场的固定对称轴OO'逆时针匀速转动，角速度为ω。线圈在转动时可以通过滑环K、L和电刷E、F保持与外电路电阻R的连接。（不计转动轴及滑环与电刷的摩擦）从图示位置开始计时，求： （1）线圈中的电动势瞬时值e； （2）发电机在上述工作状态下的输出功率P； （3）线圈转过90°的过程中通过电阻R的电荷量q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三零模考前模拟物理试卷 一、单选题 1. 我国计划在2050年实现可控聚变能装置“人造小太阳”的商业化，是人造小太阳中的核聚变方程，下列说法正确的是（ ） A. 核聚变方程中的X是中子，该反应中的核燃料与当前核电站采用的核燃料不同 B. 原子核必须在超高温下才能发生聚变，说明核聚变过程需要吸收能量 C. 核聚变方程中的X是质子，任何两个原子核都可以发生聚变 D. 核反应表明，原子核越重，比结合能越大 【答案】A 【解析】 【详解】A．由质量数和电荷数守恒知X是中子，发生聚变的核燃料是轻核，当前核电站采用的核燃料是铀235，故A正确； B．尽管核聚变在高温高压下才能发生，但聚变过程会放出能量，故B错误； C．X为中子，自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素一氘与氚的聚变，不是任意的原子核都能发生核聚变，故C错误； D．中等质量的原子核比结合能较大，故D错误。 故选A。 2. 电子双缝干涉实验是世界十大经典物理实验之一，某中学的物理兴趣小组在实验室再现了电子双缝干涉实验，实验时使电子垂直射到双缝上。如图所示，M点为光屏上的一固定点，欲使OM间亮条纹数增加，可行的措施为（　　） A. 仅增加电子的动量 B. 增加电子束到双缝的距离 C. 仅将光屏稍远离双缝屏 D. 仅减小双缝之间的距离 【答案】A 【解析】 【详解】A．电子双缝干涉实验中，电子表现出波动性，由德布罗意公式得到物质波波长，其中h为普朗克常量，p为电子动量。双缝干涉条纹间距公式为，其中L为双缝到光屏的距离，d为双缝间距。O点为中央亮纹位置，M点为光屏上的固定点，因此OM距离是固定的。设，则OM间亮条纹数约为 要使亮条纹数增加，就要使条纹间距减小。仅增加电子的动量p时，波长减小，减小，N增大，A正确； B．增加电子束到双缝的距离，不影响以上参数，不影响干涉条纹间距，不改变OM间条纹数，B错误； C．仅将光屏稍远离双缝屏，L增大，增大，条纹变疏，OM间亮条纹数减少，C 错误； D．仅减小双缝之间的距离，d减小，增大，条纹变疏，OM间亮条纹数减少，D错误。 故选A。 3. 如图1所示，小明用甲、乙、丙三束单色光分别照射同一光电管的阴极K，调节滑动变阻器的滑片P，得到了三条光电流I随电压U变化关系的曲线如图2所示。下列说法正确的是（　　） A. 甲光的光子能量最大 B. 用乙光照射时饱和光电流最大 C. 用乙光照射时光电子的最大初动能最大 D. 分别射入同一单缝衍射装置时，乙光的中央亮条纹最宽 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据光电效应方程 根据动能定理 解得， 乙光对应的遏止电压较大，对应的光子能量最大，A错误； B．用甲光照射时饱和光电流最大，B错误； C．根据动能定理 解得 用乙光照射时光电子的最大初动能最大，C正确； D．乙光的光子能量最大，频率最高，波长最短，分别射入同一单缝衍射装置时，乙光的中央亮条纹最窄，D错误。 故选C。 4. 用题图甲所示的足球发球机在球门正前方的、两个相同高度的位置发射同一足球，情景如题图乙所示，两次足球都水平击中球门横梁上的同一点，不计空气阻力。则（　　） A. 两次击中横梁的速度相同 B. 足球两次运动的速度变化量相同 C. 从位置发射的足球初速度较大 D. 从位置发射的足球在空中的运动时间长 【答案】B 【解析】 【详解】A．将足球发射到水平击中球门横梁，看成逆向的平抛运动，根据平抛运动规律有， 解得 由于两次的水平位移不相等，高度相等，所以两次的水平分速度不相等，即两次击中横梁的速度不相同，故A错误； BD．根据，由于两次足球在空中的高度相等，所以两次足球在空中的运动时间相等，再根据，则足球两次运动的速度变化量相同，故B正确，D错误； C．足球发射的初速度大小为，由于两次高度相等，所以两次足球发射的初速度竖直分量相等，由于从B位置发射的足球水平位移较小，则从B位置发射的足球水平分速度较小，从B位置发射的足球初速度较小，故C错误。 故选B。 5. 在《流浪地球2》电影中出现了太空电梯的科幻设想（如图甲）。人类可以乘坐电梯轿厢从固定在地面的基座出发，经国际空间站（轨道距地球表面约400km）向同步轨道空间站（距地球表面约36000km）运行（如图乙），在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电梯轿厢所受地球的万有引力逐渐增大 B. 电梯轿厢绕地球运行的线速度逐渐增大 C. 电梯轿厢绕地球运行的角速度逐渐增大 D. 电梯轿厢绕地球运行的向心加速度逐渐减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．由万有引力定律可知，电梯轿厢所受地球的万有引力大小为 其中r是电梯轿厢到地心的距离，则当电梯轿厢从地面（）上升到同步轨道（）时，r增大，因此万有引力减小，故A错误； BCD．由题意可知，电梯轿厢的角速度不变，且， 其中r是电梯轿厢到地心的距离，则当电梯轿厢从地面（）上升到同步轨道（）时，r增大，因此电梯轿厢绕地球运行的线速度逐渐增大、电梯轿厢绕地球运行的向心加速度逐渐增大，故B正确，CD错误。 故选B。 6. 一定质量的理想气体从A状态变化到B状态的过程，压强p与摄氏温度t的关系如图所示，则从A到B的过程中，下列判断正确的是（　　） A. 气体的体积不变 B. 气体的内能不变 C. 外界对气体做正功 D. 一定是吸热过程 【答案】C 【解析】 【详解】A．压强p与摄氏温度t成正比，有 作出压强p与热力学温度T的关系如图所示 根据理想气体状态方程有 联立可得 体积越大，温度越小，可知从A到B的过程中，气体的体积变小，故A错误； BCD．从A到B的过程中，气体的体积变小，可知外界对气体做功，可知；又温度升高，内能增大，可得 可得 该过程与外界之间的热传递情况不能够确定，即该过程不一定是吸热过程，故BD错误，C正确。 故选C。 7. 如图所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电源电流的关系图像，将一定值电阻分别接到a、b两电源上，功率相等。则（　　） A. 电源a、b效率相同 B. 电源a的内阻更大 C. 若将定值电阻换为大于的电阻，电源b的输出功率大于电源a的输出功率 D. 若将定值电阻换为小于的电阻，电源b的功率大于电源a的功率 【答案】C 【解析】 【详解】B．由闭合电路欧姆定律 U=E-Ir 可知，图像与U轴的交点表示电动势，则a的电动势较小，图像的斜率的绝对值表示电源内阻 则a电源的内阻r较小，故B错误； A．由于定值电阻分别接到a、b两电源上，功率相等，所以定值电阻两端的电压相等，即交点的纵坐标表示路端电压，由电源的效率 可知电源a效率高，故A错误； C．电源的输出功率即定值电阻的功率，若将定值电阻换为大于的电阻，如图 图中的n图线与A、B图线的交点的乘积为电源的输出功率，由于图线n与图线B交点的电压与电流值均大于图线n与图线A交点的电压与电流值，即电源b的输出功率大于电源a的输出功率，故C正确； D．电源的功率为，若将定值电阻换为小于的电阻，如图 图线l与图线A、B交点的电流值表示电路中的电流，可知定值电阻与电源a组成的闭合电路中的电流大，又电源a的电动势小，所以电源b的功率与电源a的功率大小无法比较，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，在内壁光滑、水平放置的玻璃圆管内，有一直径略小于圆管口径的带正电的小球，正以速率沿逆时针方向做匀速圆周运动。在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度随时间均匀增大的磁场。运动过程中小球所带的电荷量不变，则下列说法正确的是（　　） A. 洛伦兹力对小球做正功 B. 小球先做减速圆周运动，再反向做加速圆周运动 C. 小球受到的电场力不做功 D. 小球所受洛伦兹力始终指向圆心 【答案】B 【解析】 【详解】AB．变化的磁场产生了感生电场，根据楞次定律，感生电场为顺时针方向，故小球先减速，再反向加速，洛伦兹力不做功，故A错误，B正确； C．感生电场沿圆周切线方向，电场力沿切线方向，与速度方向共线，电场力一直做功，故C错误； D．根据左手定则，小球受洛伦兹力先背离圆心，再指向圆心，故D错误。 故选B。 9. 如图所示，三脚架上放置泥三角，坩埚静止放置于泥三角上，若坩埚的重力为，则泥三角对坩埚的作用力大小为（　　） A. G B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】坩埚处于受力平衡状态，仅受两个作用效果的力：竖直向下的重力，以及泥三角对坩埚的所有作用力的合力。根据平衡条件，泥三角对坩埚的总作用力与重力等大反向，大小为。 故选A 。 10. 图甲为某同学在研究匀强电场过程甲建立的一直角坐标并以坐标原点O为中心，以半径r画一个圆。圆与坐标轴交点分别为A、B、C、D。取O点电势为零，从A点逆时针转动测量圆上各点的电势，电势与转过的角度θ的关系如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 该匀强电场的场强大小为 B. A、B、C、D四点中D点电势最高 C. 在A点沿AC方向射入一电子，电子有可能经过D点 D. 在O点放置一正点电荷，A、B、C、D四点中A点场强最大 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，电势从到，转动角度为，两点间距离为 故A错误； B．由乙图可知 A、B、C、D四点中C点电势最高。故B错误； C．匀强电场场强与OA夹斜向右上，由牛顿第二定律可知，沿轴负方向的电子的加速度大小为 沿轴负方向的加速度大小为 设电子在A点的速度为，当水平为位移为时，设运动时间为，则 竖直方向的位移大小 故电子不可能到D点。故C错误； D．由矢量合成可知，在A点两个场强的夹角最小，故A点场强最大。故D正确。 故选D。 二、实验题 11. 某同学要测量一个量程为的电压表内阻。 （1）该同学先用多用电表粗测电压表的内阻，将多用电表选择开关拨到“”倍率挡后进行欧姆调零，再将红表笔接电压表的__________（填“”或“）接线柱，若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示，则测量的结果是__________ （2）为了精确测量电压表的内阻，该同学设计了如图乙所示的测量电路，毫安表的量程为，电阻闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移到最__________（填“左”或“右”）端。闭合开关后，该同学通过调节滑动变阻器，测得多组电流表和电压表的示数、，作出图像如图丙，图像斜率为，则电压表的内阻__________（用、表示）； （3）该同学认为用图乙中的实验器材组成图丁所示的电路也能精确测量电压表的内阻，你认为是否可行，请说明理由。__________ 【答案】（1） ①. - ②. 3000 （2） ①. 左 ②. （3）不可行；图丙中测量电路的最大电流为，由于图丙中测量时电流表的指针偏转角度小，测量的数据少，因此测量误差大，不可行。 【解析】 【小问1详解】 [1][2]欧姆表测电压表内阻时，电流是从黑表笔流出，红表笔流入，故应该将红表笔接电压表的“-”接线柱，图甲示数为； 【小问2详解】 [1]为了保护电路，防止通过电流表的电流过大，烧坏电表，闭合开关前，应该将滑动变阻器的滑片移到最左端； [2]根据欧姆定律有 变形可得 根据图像斜率可知 解得 【小问3详解】 略。 三、解答题 12. 用某透明材料制作的半球形光学元件如图所示，平行单色光垂直射到半径为R的半球底平面上，材料对该单色光的折射率，半球的上方平行于半球底平面放置一足够大的光屏，单色光经半球折射后在光屏上可形成一个圆形光斑。不考虑光的干涉、衍射及在半球内的多次反射，真空中光速为c。求： （1）当以临界角入射时，光线汇集点到O点的距离； （2）圆心O到光屏的距离时，光屏被照亮的面积。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）作出剖面图如图所示，光线入射到D点时恰好发生全反射 则有 由几何关系可得 （2）由上图可得 解得 光屏被照亮的面积 13. 如图是正电子穿过云室留下的径迹照片，中间是一块厚度很小的铅板，整个云室处在垂直纸面方向的匀强磁场中。已知图中虚线圆的半径为R，正电子从A点沿AO方向射入，经D点穿过铅板后速度方向不变，到达圆上的C点，点C、D、O在同一直线上，且，正电子的质量为m，电荷量为，正电子进入云室的初动能为E0。忽略相对论效应，忽略正电子在云室中受到的阻力，求： （1）云室中磁感应强度B的大小与方向； （2）粒子在穿过铅板过程中产生的热量Q。 【答案】（1），方向垂直纸面向里 （2） 【解析】 【小问1详解】 正电子带正电，由左手定则知，磁场方向垂直纸面向里。 由几何关系， 求得 由洛伦兹力提供向心力 正电子进入云室的初动能为 代入得 【小问2详解】 如图所示，穿过铅板后，粒子速度方向与与 C、D、O所在直线的夹角为37°，粒子的运动半径满足 即 由， 求得 产生的热量 14. 某款电磁阻尼拉力健身器材的简化装置如图所示。矩形框架的边长，绕有匝数匝、电阻的闭合金属线圈，框架和线圈的总质量。将框架静置于下端固定的竖直弹簧上（不拴接），弹簧的压缩量，框架上端通过轻质绝缘绳索跨过轻质定滑轮与轻质拉杆相连。在区域内存在方向垂直框架平面向内、磁感应强度的匀强磁场，磁场边界与之间的距离。一位健身爱好者用恒力向下拉动拉杆，框架由静止开始竖直向上运动。边上升到时，弹簧恰好恢复原长，上升到时，健身者松手，装置触发复位机制使框架回到初始位置，整个过程框架与定滑轮不相碰。已知重力加速度，不计一切阻力。求： （1）弹簧的劲度系数k； （2）边刚进入磁场时框架的速度和加速度a的大小； （3）若边通过磁场的时间，边运动到时框架的速度大小。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 框架初始处于静止状态，由力的平衡条件得 解得 【小问2详解】 框架从静止开始竖直向上运动到边刚进入磁场的过程，由动能定理得 由功的定义得 联立解得 由法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律得 框架边刚进入磁场时，由牛顿第二定律得 联立解得 【小问3详解】 框架边通过磁场的过程中，由动量定理得， ， 联立解得 15. 交流发电机的示意图如图所示，装置中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场，磁感应强度为B。矩形线圈abcd的面积为S，共有n匝，线圈总电阻为r，线圈绕垂直于磁场的固定对称轴OO'逆时针匀速转动，角速度为ω。线圈在转动时可以通过滑环K、L和电刷E、F保持与外电路电阻R的连接。（不计转动轴及滑环与电刷的摩擦）从图示位置开始计时，求： （1）线圈中的电动势瞬时值e； （2）发电机在上述工作状态下的输出功率P； （3）线圈转过90°的过程中通过电阻R的电荷量q。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 线圈中电动势的峰值为 从中性面位置开始计时，所以电动势瞬时值表达式为 【小问2详解】 电动势的有效值为 则电路中的电流的有效值为 所以，发电机在上述工作状态下的输出功率为 【小问3详解】 根据法拉第电磁感应定律可得 则电流为 通过电阻R的电荷量为 线圈转过90°的过程中，磁通量变化量的大小为 联立，解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $