内容正文:
平凉一中2027届高三第二次月考考(卷)
物 理
时间:75 min
第Ⅰ卷(选择题 共43分)
一、单选题(共7题,每题4分,共28分)
1. 海南昌江核电示范项目“玲珑一号”是中国自主研发的全球首个陆上商用模块化小型核反应堆,其中发生的一个核反应方程为,则为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设X的电荷数为、质量数为,对反应方程两侧列守恒关系:电荷数守恒
解得
质量数守恒
解得
电荷数为0、质量数为1的粒子是中子,因此X为中子。
故选C。
2. 地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位,叫作天文单位,用符号AU表示,用来量度太阳系内天体与太阳的距离。已知土星公转的轨道半径约为9.5AU,则土星的公转周期约为( )
A. 20年 B. 29年 C. 19年 D. 45年
【答案】B
【解析】
【详解】根据开普勒第三定律,绕太阳公转的行星满足轨道半径的三次方与公转周期平方的比值为定值,即
对地球和土星有
已知、年、
代入解得年
故选B。
3. 关于运动的合成与分解,下列说法正确的是( )
A. 合运动的速度一定比每一个分运动的速度大
B. 合运动的速度至少比其中一个分运动的速度大
C. 两个匀变速直线运动的合运动可能是匀变速曲线运动
D. 只要两个分运动都是直线运动,合运动就一定是直线运动
【答案】C
【解析】
【详解】AB.合运动的速度可能比分运动的速度大,可能比分运动的速度小,可能与分运动的速度相等,故AB错误;
C.当两个匀变速直线运动的合初速度与合力不在一条直线上时,这两个匀变速直线运动的合运动是匀变速曲线运动,故C正确;
D.两个分运动都是直线运动,合运动不一定是直线运动,例如平抛运动,故D错误。
故选C。
4. 对于生活中的圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 汽车在水平路面拐弯时可由地面的支持力来提供向心力
B. 汽车通过凹形桥的最低点时处于失重状态
C. 洗衣机甩干衣服利用了水在高速旋转时会做离心运动的特点
D. 在火车拐弯处,通常要求内、外轨一样高
【答案】C
【解析】
【详解】A.汽车在水平路面拐弯时,向心力由地面与轮胎之间的静摩擦力提供,而地面的支持力方向竖直,无法提供水平方向的向心力,故A错误。
B.汽车通过凹形桥最低点时,支持力满足
支持力大于重力,处于超重状态,故B错误。
C.洗衣机脱水时,当转速足够大,水所需的向心力超过附着力提供的力,水做离心运动被甩出,故C正确。
D.火车拐弯处通常外轨高于内轨,利用重力和支持力的合力提供向心力,若内外轨等高则需靠轮缘弹力提供向心力,故D错误。
故选C。
5. 如图,小船从河岸处A点出发渡河。若河宽为100m,河水流速,方向平行于河岸指向河的下游,船在静水中速度,船头方向与河岸垂直,船视为质点,则下列说法正确的是( )
A. 小船从A点出发经过20s到达对岸
B. 小船到达对岸的位置在河正对岸下游125m处
C. 若河水流速变慢,小船从A点到对岸的时间可能低于20s
D. 若小船行驶到河中央时水流变快,小船的实际速度方向会改变
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.小船过河时间由垂直河岸的速度和河宽决定,与水流速度无关,所以小船过河时间为
小船到达对岸的位置在河正对岸下游
故ABC错误;
D.小船的合速度是相互垂直的船速和水速的合成,则小船行驶到河中央时水流变快,即水速变大,小船合速度的大小和方向都会变,故D正确。
故选D。
6. 如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面,一束红光a从空气沿半径方向入射到圆心O,当时,反射光b和折射光c刚好垂直。下列说法正确的是( )
A. 该材料对红光的折射率为
B. 若,则光线c将会消失
C. 若入射光a改为紫光,光线b的位置改变
D. 若入射光a改为紫光,光线c的位置不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.光线从透明材料射向空气,反射角等于入射角,则反射角为。因反射光与折射光垂直,则折射角为
根据折射定律有,故A错误;
B.设临界角为C,则有
解得
则若,光在该材料表面会发生全反射,所以光线c消失,故B正确;
C.反射光b的反射角始终等于入射角,则入射光a改为紫光后入射角不变,反射角也不变,所以b的位置不改变,故C错误;
D.紫光对该介质的折射率大于红光,相同入射角下紫光的折射角更大,因此折射光c的位置会发生偏移,故D错误。
故选B。
7. 悬挂线是数学中一种优美曲线,如图有一段质量均匀分布的细绳两端固定,构成悬挂线,曲线左右两端点的切线与水平方向夹角分别为和,那么由水平切线的垂线所分成的两部分质量比是( )
A. :
B. :
C. :
D. :
【答案】C
【解析】
【详解】对竖直虚线左边绳子受力分析如图所示
根据平衡条件得,竖直方向有
水平方向有
可得
同理对竖直虚线右边绳子受力分析如图所示,根据平衡条件可得
可得由水平切线的垂线所分成的左右两部分质量比为。
故选C。
二、多选题(每题5分,共15分;错选或不选为0分,少选得3分)
8. 一列简谐横波沿x轴负方向传播,周期T=1s,t=0时刻的波形如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该波的传播速度v=10m/s
B. t=0.5s时刻,质点P在平衡位置
C. 0~1.5s时间内,质点Q运动的路程为0.36m
D. t=2.2s时刻,质点M沿y轴负方向运动
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由图可知波长为,则该波的传播速度为
故A错误;
B.由于
可知t=0.5s时刻,质点P在波谷位置,故B错误;
C.由于
则0~1.5s时间内,质点Q运动的路程为
故C正确;
D.由于波沿x轴负方向传播,根据波形平移法可知,可知t=0时刻质点M沿y轴负方向运动;又
可知t=2.2s时刻与t=0.2s时刻相同,质点M沿y轴负方向运动,故D正确。
故选CD。
9. 我国载人航天事业已迈入“空间站时代”。若中国空间站绕地球近似做匀速圆周运动,运行周期为T,轨道半径约为地球半径的倍,已知地球半径为R,引力常量为G,忽略地球自转的影响,则( )
A. 漂浮在空间站中的宇航员不受地球的引力
B. 空间站绕地球运动的线速度大小约为
C. 地球的平均密度约为
D. 空间站绕地球运动的向心加速度大小约为地面重力加速度的倍
【答案】BD
【解析】
【详解】A.漂浮在空间站中的宇航员依然受地球的引力,所受引力提供向心力做匀速圆周运动而处于完全失重,视重为零,故A错误;
B.根据匀速圆周运动的规律,可知空间站绕地球运动的线速度大小约为
故B正确;
C.设空间站的质量为,其所受万有引力提供向心力,有
则地球的平均密度约为
故C错误;
D.根据万有引力提供向心力,有
则空间站绕地球运动的向心加速度大小为
地表的重力加速度为
可得
即空间站绕地球运动的向心加速度大小约为地面重力加速度的倍,故D正确。
故选BD。
10. 如图甲所示,机器人在斜坡上练习踢球,将球(可视为质点)从左侧斜坡上的A点以与斜坡有一定夹角方向踢出,球恰好沿水平方向经过斜面顶点B,其模型结构如图乙所示,A到B的距离为12m,AB斜坡的倾角为37°,BC斜坡的倾角为53°,忽略空气阻力,重力加速度,,。下列说法正确的是( )
A. 球从A运动到B的时间为2s
B. 球经过B点时的速度大小为8m/s
C. 球从A运动到B的过程中离左侧斜坡的最远距离为3.6m
D. 机器人踢球时速度方向与水平方向的夹角满足
【答案】BD
【解析】
【详解】A.A到B的竖直高度差
由于A到B的逆向运动为平抛运动,竖直方向有
代入数据得 ,故A错误;
B.A到B的水平位移
水平方向有,故B正确;
C. 当球的速度方向与AB斜坡平行时,此时球离左侧斜坡最远,由逆向思维法,看成从B到A的平抛运动,球的速度方向与AB斜坡平行时有
可得
根据平抛运动的推论可知球从A运动到B的过程中离左侧斜坡的最远距离为,故C错误;
D.设踢球速度与水平方向夹角为,则 ,故D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题(共2小题,每空2分,共16分)
11. 如图为在“探究小车速度随时间的变化规律”实验中,得到的纸带,从中确定五个计数点,量得,,,。每相邻两个计数点间的时间间隔是0.1s。则打C点时小车的速度______________m/s,小车的加速度______________m/s²,打E点时小车的速度______________m/s。(结果保留两位有效数字)
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】[1]匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,因此有
[2]在计算加速度时用逐差法,即,
可得
[3]打E点时小车的速度
12. 小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”,他的实验操作是:在小球A、B处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属片使A球水平飞出,同时B球被松开。
(1)他观察到的现象是小球A、B______(填“同时”或“先后”)落地。
(2)让A、B球恢复初始状态,用较大的力敲击弹性金属片,A球在空中运动的时间______(填“变长”“不变”或“变短”)。
(3)上述现象说明:平抛运动的竖直分运动是______运动。
(4)然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹,由于没有记录抛出点,如图丙所示,处理数据时选择A点为坐标原点(0,0),结合实验中重锤方向确定坐标系,图丙中小方格的边长均为0.05m,g取,则小球运动中水平分速度的大小为______m/s,小球经过B点时的速度大小为______m/s。
【答案】(1)同时 (2)不变
(3)自由落体 (4) ①. 1.5 ②. 2.5
【解析】
【小问1详解】
A球做平抛运动,竖直方向是自由落体运动;B 球同时做自由落体运动,初始高度相同,因此同时落地
【小问2详解】
A球在竖直方向做自由落体运动,根据可知,用较大的力敲击弹性金属片,A球在空中运动的时间不变(因为h不变)。
【小问3详解】
A、B 同时落地,说明平抛运动竖直方向和自由落体运动规律一样,即平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。
【小问4详解】
[2]小球在竖直方向有
解得t=0.1s
则小球运动中水平分速度的大小为
[2]小球经过B点时竖直方向速度大小为
则小球经过B点时的速度大小为
四、解答题(共3小题,每题必须写出必要的文字说明,必须再本题对应的位置答题,超出不给分)
13. 如图所示,上端开口、长度的玻璃管竖直静置。用水银柱封闭一段长的空气柱,已知水银柱长,空气柱可视为理想气体,外界大气压强恒为,,环境温度。
(1)求管内空气柱的压强;
(2)给玻璃管内的空气加热,当空气柱长度变为时,其温度是多少?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
管内空气柱的压强
【小问2详解】
以空气柱为研究对象,初始状态:
末态:
根据理想气体状态方程,有
解得
则温度是
14. 清代乾隆的《冰嬉赋》用“躄躠”(可理解为低身斜体)二字揭示了滑冰的动作要领。短道速滑世界纪录由我国运动员武大靖创造并保持。在其创造纪录的比赛中,
(1)武大靖从静止出发,先沿直道加速滑行,前用时。该过程可视为匀加速直线运动,求此过程加速度大小;
(2)武大靖途中某次过弯时的运动可视为半径为的匀速圆周运动,速度大小为。已知武大靖的质量为,求此次过弯时所需的向心力大小;
(3)武大靖通过侧身来调整身体与水平冰面的夹角,使场地对其作用力指向身体重心而实现平稳过弯,如图所示。求武大靖在(2)问中过弯时身体与水平面的夹角的大小。(不计空气阻力,重力加速度大小取,、、、)
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设武大靖运动过程的加速度大小为,根据
解得
(2)根据
解得过弯时所需的向心力大小为
(3)设场地对武大靖的作用力大小为,受力如图所示
根据牛顿第二定律可得
解得
可得
15. 如图所示,有一水平传送带,其上表面长,上表面到地面的高度为H,传送带顺时针转动。一小物块从传送带左端开始运动。小物块与传送带间的动摩擦因数为,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取。
(1)若小物块初速度为零,传送带以匀速转动,求小物块从左端运动到右端所用时间;
(2)若小物块初速度为零,传送带从静止开始先以大小为的加速度加速转动,2秒后,再以大小为的加速度减速转动直到停下。问小物块能不能到达传送带右端?若能,求出小物块到达右端所用时间;若不能,求出小物块最终离右端的距离;
(3)若小物块有向右的初速度,传送带以匀速转动,小物块内盛有细沙,小物块在传送带上运动的过程中,细沙从小物块底部的孔不断漏出(漏沙不影响小物块的运动),沙子漏出时相对小物块的速度为零。传送带沿运动方向开有细缝,正好可以让沙子漏到下面的地面上。沙子所受空气阻力可以忽略,沙子落到地面上立即静止。为使地面上所有沙子均可溯源(即可确定是从传送带上哪个位置漏下来的),求H的范围。
【答案】(1)
(2)不能,
(3)或
【解析】
【小问1详解】
设小物块的质量为,小物块在与传送带不共速时,受到滑动摩擦力作用,根据牛顿第二定律,有
解得小物块的加速度大小为
根据匀变速直线运动速度与时间的关系,小物块加速至与传送带共速所需时间为
根据匀变速直线运动位移与时间的关系,此阶段位移为
小物块距传送带右端的距离为
此阶段运动时间为
小物块从传送带左端运动到右端所用时间为
【小问2详解】
在时间内,小物块做匀加速直线运动,根据匀变速直线运动速度与时间的关系,在时,小物块的速度大小为
传送带的加速度大小为,传送带的速度大小为
设经过时间,小物块达到与传送带共速,根据匀变速直线运动速度与时间的关系,有
解得
则小物块做匀加速直线运动的时间为
根据匀变速直线运动位移与时间的关系,在时间内,小物块的位移为
之后小物块做匀减速直线运动,根据运动的对称性,此阶段小物块的位移为
小物块的总位移为
由于,所以小物块不能到达传送带右端,小物块最终离右端的距离为
【小问3详解】
设小物块运动到传送带右端的速度大小为,根据匀变速直线运动速度与位移的关系,得
解得
设沙子在传送带上任意两个漏出位置的位移分别为、,在两个位置的速度大小分别为、,根据匀变速直线运动速度与位移的关系,有
整理得
沙子从传送带漏出后做平抛运动,在竖直方向上,根据自由落体运动规律,运动时间为
在水平方向上做匀速直线运动,漏到地面上的沙子在水平方向上的位移分别为,
则地面上的沙子在水平方向上的位移差为
代入,解得
当时,所有沙子的相对位置始终不发生改变,其中,则
当时,所有沙子的相对位置全都发生改变,其中,则
故为使地面上所有沙子均可溯源,的范围为或。
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平凉一中2027届高三第二次月考考(卷)
物 理
时间:75 min
第Ⅰ卷(选择题 共43分)
一、单选题(共7题,每题4分,共28分)
1. 海南昌江核电示范项目“玲珑一号”是中国自主研发的全球首个陆上商用模块化小型核反应堆,其中发生的一个核反应方程为,则为( )
A. B. C. D.
2. 地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位,叫作天文单位,用符号AU表示,用来量度太阳系内天体与太阳的距离。已知土星公转的轨道半径约为9.5AU,则土星的公转周期约为( )
A. 20年 B. 29年 C. 19年 D. 45年
3. 关于运动的合成与分解,下列说法正确的是( )
A. 合运动的速度一定比每一个分运动的速度大
B. 合运动的速度至少比其中一个分运动的速度大
C. 两个匀变速直线运动的合运动可能是匀变速曲线运动
D. 只要两个分运动都是直线运动,合运动就一定是直线运动
4. 对于生活中的圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 汽车在水平路面拐弯时可由地面的支持力来提供向心力
B. 汽车通过凹形桥的最低点时处于失重状态
C. 洗衣机甩干衣服利用了水在高速旋转时会做离心运动的特点
D. 在火车拐弯处,通常要求内、外轨一样高
5. 如图,小船从河岸处A点出发渡河。若河宽为100m,河水流速,方向平行于河岸指向河的下游,船在静水中速度,船头方向与河岸垂直,船视为质点,则下列说法正确的是( )
A. 小船从A点出发经过20s到达对岸
B. 小船到达对岸的位置在河正对岸下游125m处
C. 若河水流速变慢,小船从A点到对岸的时间可能低于20s
D. 若小船行驶到河中央时水流变快,小船的实际速度方向会改变
6. 如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面,一束红光a从空气沿半径方向入射到圆心O,当时,反射光b和折射光c刚好垂直。下列说法正确的是( )
A. 该材料对红光的折射率为
B. 若,则光线c将会消失
C. 若入射光a改为紫光,光线b的位置改变
D. 若入射光a改为紫光,光线c的位置不变
7. 悬挂线是数学中一种优美曲线,如图有一段质量均匀分布的细绳两端固定,构成悬挂线,曲线左右两端点的切线与水平方向夹角分别为和,那么由水平切线的垂线所分成的两部分质量比是( )
A. :
B. :
C. :
D. :
二、多选题(每题5分,共15分;错选或不选为0分,少选得3分)
8. 一列简谐横波沿x轴负方向传播,周期T=1s,t=0时刻的波形如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该波的传播速度v=10m/s
B. t=0.5s时刻,质点P在平衡位置
C. 0~1.5s时间内,质点Q运动的路程为0.36m
D. t=2.2s时刻,质点M沿y轴负方向运动
9. 我国载人航天事业已迈入“空间站时代”。若中国空间站绕地球近似做匀速圆周运动,运行周期为T,轨道半径约为地球半径的倍,已知地球半径为R,引力常量为G,忽略地球自转的影响,则( )
A. 漂浮在空间站中的宇航员不受地球的引力
B. 空间站绕地球运动的线速度大小约为
C. 地球的平均密度约为
D. 空间站绕地球运动的向心加速度大小约为地面重力加速度的倍
10. 如图甲所示,机器人在斜坡上练习踢球,将球(可视为质点)从左侧斜坡上的A点以与斜坡有一定夹角方向踢出,球恰好沿水平方向经过斜面顶点B,其模型结构如图乙所示,A到B的距离为12m,AB斜坡的倾角为37°,BC斜坡的倾角为53°,忽略空气阻力,重力加速度,,。下列说法正确的是( )
A. 球从A运动到B的时间为2s
B. 球经过B点时的速度大小为8m/s
C. 球从A运动到B的过程中离左侧斜坡的最远距离为3.6m
D. 机器人踢球时速度方向与水平方向的夹角满足
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题(共2小题,每空2分,共16分)
11. 如图为在“探究小车速度随时间的变化规律”实验中,得到的纸带,从中确定五个计数点,量得,,,。每相邻两个计数点间的时间间隔是0.1s。则打C点时小车的速度______________m/s,小车的加速度______________m/s²,打E点时小车的速度______________m/s。(结果保留两位有效数字)
12. 小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”,他的实验操作是:在小球A、B处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属片使A球水平飞出,同时B球被松开。
(1)他观察到的现象是小球A、B______(填“同时”或“先后”)落地。
(2)让A、B球恢复初始状态,用较大的力敲击弹性金属片,A球在空中运动的时间______(填“变长”“不变”或“变短”)。
(3)上述现象说明:平抛运动的竖直分运动是______运动。
(4)然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹,由于没有记录抛出点,如图丙所示,处理数据时选择A点为坐标原点(0,0),结合实验中重锤方向确定坐标系,图丙中小方格的边长均为0.05m,g取,则小球运动中水平分速度的大小为______m/s,小球经过B点时的速度大小为______m/s。
四、解答题(共3小题,每题必须写出必要的文字说明,必须再本题对应的位置答题,超出不给分)
13. 如图所示,上端开口、长度的玻璃管竖直静置。用水银柱封闭一段长的空气柱,已知水银柱长,空气柱可视为理想气体,外界大气压强恒为,,环境温度。
(1)求管内空气柱的压强;
(2)给玻璃管内的空气加热,当空气柱长度变为时,其温度是多少?
14. 清代乾隆的《冰嬉赋》用“躄躠”(可理解为低身斜体)二字揭示了滑冰的动作要领。短道速滑世界纪录由我国运动员武大靖创造并保持。在其创造纪录的比赛中,
(1)武大靖从静止出发,先沿直道加速滑行,前用时。该过程可视为匀加速直线运动,求此过程加速度大小;
(2)武大靖途中某次过弯时的运动可视为半径为的匀速圆周运动,速度大小为。已知武大靖的质量为,求此次过弯时所需的向心力大小;
(3)武大靖通过侧身来调整身体与水平冰面的夹角,使场地对其作用力指向身体重心而实现平稳过弯,如图所示。求武大靖在(2)问中过弯时身体与水平面的夹角的大小。(不计空气阻力,重力加速度大小取,、、、)
15. 如图所示,有一水平传送带,其上表面长,上表面到地面的高度为H,传送带顺时针转动。一小物块从传送带左端开始运动。小物块与传送带间的动摩擦因数为,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取。
(1)若小物块初速度为零,传送带以匀速转动,求小物块从左端运动到右端所用时间;
(2)若小物块初速度为零,传送带从静止开始先以大小为的加速度加速转动,2秒后,再以大小为的加速度减速转动直到停下。问小物块能不能到达传送带右端?若能,求出小物块到达右端所用时间;若不能,求出小物块最终离右端的距离;
(3)若小物块有向右的初速度,传送带以匀速转动,小物块内盛有细沙,小物块在传送带上运动的过程中,细沙从小物块底部的孔不断漏出(漏沙不影响小物块的运动),沙子漏出时相对小物块的速度为零。传送带沿运动方向开有细缝,正好可以让沙子漏到下面的地面上。沙子所受空气阻力可以忽略,沙子落到地面上立即静止。为使地面上所有沙子均可溯源(即可确定是从传送带上哪个位置漏下来的),求H的范围。
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