2027年高考物理一轮复习月度滚动测试(全国通用)(核心基础版)
2026-10-27
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内容正文:
2027年高考一轮复习11月度滚动测试(核心基础版)
高三物理·全解全析
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
考试范围:全范围
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.测试范围:全范围
一、选择题:本题共6小题,每小题4分,共24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.“竹蜻蜓”是一种中国传统的民间儿童玩具。如图所示,“竹蜻蜓”由竹柄和“翅膀”两部分组成。小明用双手搓动竹柄,然后双手立即松开,发现“竹蜻蜓”旋转着飞上天空,过了一会儿后,又落下来。则松手之后该“竹蜻蜓”( )
A.上升时处于超重状态 B.上升时处于失重状态
C.下降时机械能一定增加 D.下降时机械能一定减少
【答案】D
【详解】AB.竹蜻蜓上升过程的运动分为两个阶段:初始阶段旋转的翅膀提供向上的升力,若加速上升则加速度向上,处于超重状态;后续升力不足以抵消重力和空气阻力,竹蜻蜓会做减速上升,此时加速度向下,处于失重状态。因此上升过程并非全程超重或全程失重,AB错误;
CD.竹蜻蜓下降时,始终受到空气阻力的作用,空气阻力对竹蜻蜓做负功,持续消耗机械能转化为内能;同时翅膀旋转产生的升力本质也是空气作用力,同样属于耗散力做负功的效果,因此竹蜻蜓的机械能一定不断减少,C错误,D正确。
故选D。
2.太空实验舱内的环境并非处处完全失重,而存在微重力,微重力等于万有引力减去向心力,物体只有在实验舱的质心位置才恰好有。如图所示,实验舱绕地球做匀速圆周运动,为其质心,、、连线始终与实验舱线速度垂直,且,则( )
A.点处的质点,,微重力方向竖直向上
B.点处的质点,,微重力方向竖直向下
C.点处的质点处于完全失重状态,所受合外力为零
D.对于、点的等质量质点,点处质点所受微重力更小
【答案】A
【详解】A.实验舱绕地球做匀速圆周运动,则P质点、Q质点、质心O三者角速度相同,O点处的质点随实验舱做匀速圆周运动,万有引力完全提供向心力,即 ,O点处的质点微重力为零;P点位于实验舱质心的外侧,P点受到的万有引力小于圆周运动所需向心力,微重力方向竖直向上,故A正确;
B.Q点位于实验舱质心O的内侧,其受到的万有引力大于圆周运动所需向心力,微重力方向竖直向下,故B错误;
C.由A选项可知,O点处的质点随实验舱做匀速圆周运动,万有引力完全提供向心力,处于完全失重状态,其合力不为0,故C错误;
D.设质点O到地心间距为r,,则Q点处质点所受微重力大小为
P点处质点所受微重力大小为
由数学关系可知,即,故D错误。
故选A。
3.静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置。如图,一电子在电场中仅受电场力的作用,实线描绘出了其运动轨迹,虚线表示等势线,各等势线关于y轴对称,a、b、c、d分别是轨迹与等势线的交点。已知电子在经过a点时动能为60 eV,各等势线的电势高低标注在图中,则( )
A.b、c两点的电场强度相同
B.电子在经过等势线b点时的动能为40 eV
C.电子在a点的动能和电势能之和等于100 eV
D.电子从a到b运动时,电场力做正功,电势能减小
【答案】D
【详解】A.由图可知,、两点关于 轴对称,根据等势线的分布可知,这两点的电场强度大小相等,根据电场线垂直等势面且由高等势面指向低等势面,判断、两点电场强度方向不同分别指向左上方和右上方,故A错误;
BC.电子只受电场力作用,任意位置动能和电势能之和保持不变,则有
即
解得,故BC错误;
D.电子从a到b运动时,电场力做正功,电势能减小,故D正确。
故选D。
4.某游戏机的投币识别装置利用了“电磁阻尼”效应。其结构如图所示:在倾斜通道的中部固定有一对磁铁,以在硬币通道两侧产生水平方向的匀强磁场。当金属硬币经缓冲挡片减速后,沿斜面滚落并进入该磁场区域时,由于电磁感应,硬币内部会产生感应电流(涡流),从而受到阻碍其相对运动的安培力,导致速度发生改变。识别系统通过测量硬币穿过磁场区域所需的时间,来判断其材质,进而区分真伪。下列说法正确的是( )
A.硬币刚进入磁场时,感应电流的方向为顺时针
B.硬币离开磁场时,受到的安培力方向沿斜面向下
C.其他条件相同时,磁场的磁感应强度越大,硬币通过磁场区域的时间越短
D.其他条件相同时,导电性越好的硬币,通过磁场区域的时间越长
【答案】D
【详解】A.硬币刚进入磁场时,穿过硬币的磁通量(垂直纸面向里)增加,根据楞次定律,可知感应电流的磁场方向应垂直纸面向外,由安培定则可知感应电流方向为逆时针,故A错误;
B.硬币离开磁场时,根据楞次定律的推论“来拒去留”,安培力总是阻碍硬币的相对运动,硬币沿斜面向下运动,则受到的安培力方向沿斜面向上,故B错误;
C.硬币在磁场中运动时,磁场的磁感应强度越大,感应电动势越大,感应电流越大,安培力越大,可知硬币受到的阻力越大,通过磁场区域所需时间越长,故C错误;
D.其他条件相同时,导电性越好的硬币,其电阻越小,可得电流越大,安培力越大,可得通过磁场区域所需时间越长,故D正确。
故选D。
5.物理课上老师做了一个有趣的乒乓球水杯弹跳实验,乒乓球与盛水的水杯一起自由落下,发现乒乓球弹起的高度大于乒乓球单独自由落下后弹起的高度。小郴同学将其简化为如图所示模型来分析,两质量分别为m和M的小球A、B叠放在一起(B相当于盛水水杯),从高度为h处自由下落。h远大于两小球半径,落地瞬间球B先与地面碰撞(假设碰后B速度大小不变,方向改变),后与球A碰撞,碰后球B速度为0,所有的相互作用和运动都发生在竖直方向上,碰撞时间均很短。已知重力加速度为g,则对该模型分析下列正确的是( )
A.反弹的高度只与最初一起释放的高度有关
B.原释放高度h越大,则反弹的高度与原高度的比值将变大
C.球B落地速度为
D.球A 上升的高度为
【答案】D
【详解】C.球B落地时,由机械能守恒定律可知
解得落地的速度为 ,C错误;
ABD.两球落地时速度均为;B球撞地之后,速度瞬间反向,大小相等,对两球碰撞过程研究,设碰后A球的速度为v1、B球速度为零,选竖直向上为正方向,由动量守恒定律得
碰后A球上升,则
解得
即
可知反弹的高度不只与最初一起释放的高度有关,还与两球的质量有关;原释放高度h越大,则反弹的高度与原高度的比值将不变,D正确,AB错误。
故选D。
6.如图为单反照相机取景器的示意图,ABCDE为五棱镜的一个截面,AB⊥BC。光线垂直AB射入,分别在CD和EA上发生全反射,且两次反射的入射角相等,最后光线垂直BC射出。则下列说法正确的是( )
A.五棱镜的A、C两个角一定相等
B.五棱镜的E、D两个角一定相等
C.这个五棱镜的折射率最小值为n=2
D.光线在CD边界的入射角为θ=23.5°
【答案】A
【详解】D.根据题意画出光路图如图所示
根据光路图和反射定律可知4θ=90°
解得θ=22.5°,故D错误;
A.由四边形内角和为360°和角度关系可得∠C=∠A=90°+θ=112.5°,故A正确;
B.由图中几何关系不能得出五棱镜的E、D两个角一定相等,故B错误;
C.光线在CD和AE界面上恰好发生全反射时,对应着五棱镜折射率n的最小值,则
解得,故C错误。
故选A。
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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。
7.历史上,为了研究原子、原子核的性质,科学家们做了大量的实验研究,下列说法正确的是( )
A.卢瑟福根据图甲的粒子散射实验结果发现了质子和中子
B.图乙表示的重核裂变的核反应方程为:
C.图丙为氡的衰变图像,可知100个氡经过3.8天后还剩50个
D.图丁中一群处于能级的氢原子向基态跃迁,最多可辐射3种频率的光子
【答案】BD
【详解】A.图甲是卢瑟福的粒子散射实验。少数粒子发生大角度偏转,说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在很小的原子核;该实验发现的是原子核,不能据此说发现了质子和中子,故A错误;
B.核反应必须同时满足质量数和电荷数守恒。式中质量数满足,电荷数满足,故B正确;
C.图丙是氡的质量比随时间衰减曲线,横轴为时间、纵轴为质量比。由图读得在时的质量比为
所以氡的半衰期为。半衰期是大量原子核衰变的统计规律,对仅有100个原子不能确定恰好剩50个,故C错误;
D.氢原子从能级回到基态可以有,和三种跃迁,分别对应三个不同的能量差,故最多辐射3种频率的光子,故D正确。
故选BD。
8.如图所示,边长为L的立方体区域abcda′b′c′d′内有匀强磁场。一质量为m,电量为+q的粒子,以初速度v0水平从正方形add′a′的中心垂直进入磁场区域,最后由正方形abb′a′中心垂直飞出磁场区域。忽略粒子重力。下列判断正确的是( )
A.磁场的方向竖直向上
B.增大磁感应强度,粒子可能从add′a′平面飞出
C.若同时加入垂直abb′a′向外的匀强电场,粒子可能沿直线运动
D.若要使粒子恰好从c点飞出,匀强磁场的方向应改为垂直平面a′b′cd,大小为原来的倍
【答案】ABD
【详解】A.设粒子在水平截面上的入射点为,原出射点为。两点的速度分别垂直于相邻侧面,轨道圆心位于这两个侧面的公共棱中点,故原轨道半径
粒子初入磁场时洛伦兹力指向前侧面;由正电荷的初速度方向和左手定则可知,磁场竖直向上,故A正确;
B.设原磁感应强度为,增大后为,新轨道半径为。两个磁场中均由洛伦兹力提供向心力,有,。
因此
磁场增至原来的两倍以上时,半径满足
入射点距前侧面为,此时轨道直径小于该距离,粒子走过半圆便返回入射面。图中为入射点,为增强磁场后的回返点,为原出射点,轨迹显示了两种磁场下的出射面。
所以粒子可能从面飞出,故B正确;
C.原磁场使正电荷在入射时受到指向前侧面外侧的洛伦兹力。若再加入垂直于该面向外的匀强电场,入射时电场力与洛伦兹力同向,横向合力不为零,粒子不能沿直线运动,故C错误;
D.设为新轨道圆心,为新轨道半径。取磁场垂直于斜截面且使粒子向点偏转,轨迹便在此截面内。从到沿初速度方向的位移为,垂直初速度方向的位移为。截面内的圆弧及半径关系如图。
由勾股定理得
解得
粒子速率不变,磁感应强度与轨道半径成反比,因此,故D正确。
故选ABD。
9.某超声波探伤器简化原理图如图甲所示,时超声波探头的发射装置发射出连续的简谐横波,而接收装置先后接收到经材料表面和内部裂痕分别反射回来的信号。接收的信号图像如图乙所示,时刻开始接收到反射信号,时刻信号振幅开始增大。已知发射装置和接收装置位于同一位置,简谐横波在传导介质中速度为,在材料内传播速度为,下列说法正确的有( )
A.该简谐波在材料内的波长大小等于
B.该简谐波在材料内部传播频率大于在传导介质中传播的频率
C.探头的接收装置与材料表面间的距离为
D.缺陷处与材料表面间的距离为
【答案】AD
【详解】A.由图乙得这段时间对应个周期,故
该简谐波在材料内传播速度为,故该简谐波在材料内的波长,故A正确;
B.波的频率由波源决定,与介质无关,所以该简谐波在材料内部传播频率等于在传导介质中传播的频率,故B错误;
C.波发射到接收所传播的长度应该为距离的两倍,所以探头的接收装置与材料表面间的距离,故C错误;
D.同理,时刻信号振幅开始增大,对应接收装置收到经材料表面和内部裂痕反射回来的信号叠加,故探头的接收装置与内部裂痕间的距离为
故内部裂痕处与材料表面间的距离为,故D正确。
故选AD。
10.手摇柄驱动圆盘匀速转动,通过图甲中装置带动垂直导轨的导体棒PM在匀强磁场中做简谐运动而产生正弦交变电流,导体棒PM的振动图像如图乙所示(以水平向右为位移的正方向)。已知导体棒PM的最大速度为,导轨间距,磁感应强度,导轨右端接一理想变压器,其原、副线圈匝数比为,导体棒PM、导线及导轨电阻均不计。下列说法正确的是( )
A.时,导体棒PM中感应电流的方向为流向
B.圆盘的角速度大小为
C.导体棒PM切割磁感线产生的电动势的有效值为
D.图甲中交流电压表的示数为
【答案】CD
【详解】B.由图乙可知,导体棒做简谐运动,振幅,周期
因此简谐运动的角频率为
圆盘匀速转动一周,导体棒完成一次往复运动,所以圆盘角速度也为,故B错误;
A.由图乙可知,时,导体棒经过平衡位置,且位移由正变负,速度方向向左。
导体棒切割磁感线产生感应电动势,方向可由右手定则判断:磁场垂直纸面向外,导体棒向左运动,感应电流在导体棒中由下端P流向上端M,即方向为P→M,故A错误;
C.导体棒切割磁感线产生的感应电动势,最大速度
故感应电动势的最大值
正弦交变电动势的有效值,故C正确;
D.理想变压器原、副线圈匝数比
所以副线圈电压有效值
交流电压表测量的是有效值,因此示数为,故D正确。
故选CD。
三、非选择题:本题共5小题,共56分。
11.(9分)在中学物理实验中,可以利用光电门传感器和打点计时器测量物体运动的速度和加速度。
(1)如上图所示,利用光电门传感器和气垫导轨进行实验。在滑块上安装宽度为的遮光条,滑块先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间,通过第二个光电门的时间,遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间,则可估算滑块通过第一个光电门时速度________,通过第二个光电门时速度________,加速度的大小为________(结果均保留3位有效数字)。
(2)如上图所示,利用此实验装置探究小车做匀加速运动的规律。
①甲小组的同学打出的纸带一部分如下图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为,纸带上标出的每两个相邻计数点之间还有4个打出的点未画出,则相邻两个计数点间的时间间隔________。打出点时小车的速度大小为________,小车运动的加速度为________(计算结果均保留3位有效数字)。
②若实验时电源频率小于,而实验者不知道,仅考虑该系统误差,测出的加速度将会________(填“偏大”“偏小”或“准确”)
(3)乙小组的同学计算出所得纸带上各计数点对应的速度后,在坐标系中描出的点如图所示,请根据这些点在图中作出图像________,并根据图像计算出小车运动的加速度________(保留3位有效数字)。
【答案】(1) 0.0500 0.100 0.0200
(2) 0.100 0.135 0.191 偏大
(3) 1.50
【详解】(1)[1]用遮光条通过光电门的平均速度近似表示滑块通过光电门时的瞬时速度,有
代入得
[2]通过第二个光电门时的速度为
代入得
[3]按题意用两次开始遮光的时间间隔估算加速度,有
代入得
(2)[1]相邻计数点之间有5个打点周期,因此
[2]匀变速直线运动中,一段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度,故
代入得
[3]设从点开始的六段相邻计数点间位移依次为至,由逐差法得
代入得
[4]实际电源频率偏低,实际相邻计数点间的时间间隔大于按计算的时间间隔。由逐差法可知,在位移差相同的情况下,加速度与时间间隔的平方成反比,因此采用偏小的时间间隔会使测得的加速度偏大。
(3)[1][2]作图时,用一条直线表示速度随时间变化的总体趋势,使其余数据点大致均匀分布在直线两侧;对明显偏离总体趋势的点不强行连线。如图所示
由图中直线读取时,时,由速度—时间图像的斜率求加速度,有
代入得
12.(6分)某实验小组选用如图(a)所示电路测定一节干电池的电动势和内阻。其中所选定值电阻阻值为。
(1)根据电路图,用笔代替导线把图(b)中的实物电路补充完整______。
(2)根据闭合电路欧姆定律,本实验中电压表的示数U与电流表的示数I的关系是______(用E、U、I、r和表示)
(3)实验小组多次测量,利用图像法处理数据。用测出的U、I值绘出如图(c)所示的图像,根据图像得出该电池的电动势____V,内阻____。(结果均保留两位小数)
(4)本实验中,考虑到电表不是理想电表,该电池的电动势测量值与真实值相比_______(选“偏大”、“偏小”或“不变”)。简述理由:_______________________________。
【答案】(1)
(2)U=E-I(R0+r)
(3) 2.90 0.60
(4) 偏小 由于电压表的分流作用
【详解】(1)根据电路图,实物电路连接如图所示
(2)根据闭合电路欧姆定律有E=U+I(R0+r)
可得U=E-I(R0+r)
(3)[1]根据U=E-I(R0+r)
可知U-I图像的纵轴截距为电池的电动势,可得E=2.90V
[2]图线斜率的绝对值为
又R0=2Ω,可得内阻r=0.60Ω
(4)[1][2]本实验的电流表相对电池为外接法,误差来源是电压表的分流,使得电流表测量值小于干路的真实电流,根据E=U+I(R0+r)可知,电动势的测量值偏小。
13.(10分)某同学受《三国演义》的启发,设计了一个“借箭”游戏模型。如图所示,城堡上装有一根足够长的光滑细杆,杆上套一个质量为的金属环,金属环用轻绳悬挂着一个质量为的木块,静止在城墙上方。若士兵以一定角度射出质量为的箭,箭刚好水平射中木块并留在木块中(箭与木块的作用时间极短),之后带动金属环运动。已知箭的射出点到木块的水平距离为、竖直高度为,重力加速度,在整个运动过程中,木块整体上升的最大高度小于绳长,箭、木块、金属环均可视为质点,忽略空气阻力,求:
(1)箭射中木块前瞬间的速度大小;
(2)箭射入木块的过程中系统损失的机械能;
(3)木块第一次回到最低点时木块的速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)箭刚好水平射中木块,这意味着击中点恰好是箭运动的最高点,此时竖直分速度为,可知箭的运动过程逆向看属于平抛运动
因此竖直方向可认为做自由落体运动,运动时间为
水平方向上可认为做匀速直线运动,则水平速度为
因为击中瞬间竖直分速度为,所以箭射中木块前的瞬间速度大小为
(2)在极短的碰撞瞬间,木块受到箭的水平冲量,获得水平速度。由于绳子是竖直的,绳子的拉力只能沿竖直方向,无法提供水平冲量,因此金属环在碰撞瞬间水平速度仍然为零。
在水平方向上,箭和木块组成的系统动量守恒,金属环未参与该瞬间的水平动量交换。
设箭射入木块后的瞬间速度为,有
解得
碰前动能为
碰后瞬间动能为
因此系统损失的机械能为
(3)碰撞后,木块带箭以向右摆动,金属环在绳子的牵引下开始水平向右运动。对于“金属环+木块+箭”组成的系统,在水平方向上不受外力,因此全过程水平方向动量守恒。
整个系统的初始水平总动量为
当木块第一次回到最低点时,绳子恢复竖直。此时系统势能与碰撞后瞬间相同,设此时金属环速度为,木块速度为
由水平动量守恒得
由系统机械能守恒得
联立两式,解得或
对应的是碰撞刚刚结束的瞬间,故舍去,取
因此木块第一次回到最低点时木块的速度大小为
14.(13分)小明设计的电磁健身器的简化装置如图乙所示,两根平行金属导轨相距l=0.50 m,倾角θ=53°,导轨上端串接一个R=0.05 Ω的电阻。在导轨间长d=0.56 m的区域内,存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度B=2.0 T。质量m=4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上,用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距x=0.24 m。一位健身者用恒力F=80 N拉动GH杆,CD棒由静止开始运动,上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时健身者松手,触发恢复装置使CD棒回到初始位置。不计CD杆和导轨的电阻,不计拉杆和绳索的质量,忽略一切摩擦。重力加速度g=10 m/s2,sin 53°=0.8.求:
(1)CD棒进入磁场时速度v的大小
(2)CD棒进入磁场时的加速度a的大小
(3)在拉升CD棒的过程中,电阻R 产生的焦耳热Q
(4)健身者每次由于拉升CD棒的过程而消耗的能量E
【答案】(1)
(2)0
(3)26.88J
(4)64J
【详解】(1)金属棒CD进入磁场前,在恒力作用下沿导轨向上做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律有
代入数据解得
根据匀变速直线运动的速度与位移关系有
代入数据解得
(2)金属棒CD进入磁场时产生感应电动势,根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律及安培力公式分别有,,
联立并代入数据解得
对金属棒CD受力分析,根据牛顿第二定律有
代入数据解得
(3)由小问2可知,金属棒CD进入磁场时的加速度为,故金属棒CD在磁场中做匀速直线运动,在拉升金属棒CD穿过磁场的过程中,根据能量守恒定律有
代入数据解得
(4)健身者每次由于拉升金属棒CD的过程而消耗的能量等于恒力所做的功,根据功的计算公式有
代入数据解得
15.(18分)如图为实验室筛选带电粒子的装置示意图:左端加速电极M、N间的电压为。中间速度选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强磁场的场强,两板电压,两板间的距离。选择器右端是一个半径的圆筒,可以围绕竖直中心轴顺时针转动,筒壁的一个水平圆周上均匀分布着8个小孔至。圆筒内部有竖直向下的匀强磁场。一电荷量为、质量为的带电的粒子,从静止开始经过加速电场后以的速度匀速穿过速度选择器。圆筒不转时,粒子恰好从小孔射入,从小孔射出,粒子进入圆筒的速度方向与连线平行,若粒子碰到圆筒就被圆筒吸收。求:
(1)加速器两端的电压的大小并判断粒子带正电还是负电;
(2)速度选择器中的磁场和圆筒内匀强磁场的大小;
(3)要使粒子从一个小孔射入圆筒后能从正对面的小孔射出(如从进从出),则圆筒匀速转动的角速度多大?
【答案】(1),粒子带负电
(2),
(3)
【详解】(1)粒子经过电场加速的过程中,运用动能定理有:
代入数值解得加速器两端的电压大小为
粒子恰好从小孔射入,从小孔射出,且速度方向与连线平行,圆筒内部有竖直向下的匀强磁场,根据左手定则可知,粒子带负电。
(2)速度选择器中电场强度大小为
粒子匀速穿过速度选择器,根据力的平衡条件有
代入数值解得速度选择器中的磁场大小为
粒子在圆筒中受到洛伦兹力做匀速圆周运动,轨迹如下图所示
根据几何关系可得,粒子圆周运动的半径为
洛伦兹力提供向心力,则有:
则圆筒内匀强磁场大小为
(3)根据以上分析可知,粒子从一个孔射入到另一个孔射出的运动轨迹的圆心角为
对应的轨迹长度为
粒子运动的时间为
要使粒子从一个小孔射入圆筒后能从正对面的小孔射出,则对面的孔转过的角度为(…)
则圆筒匀速转动的角速度为(…)。
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2027年高考一轮复习11月度滚动测试(核心基础版)
高三物理·双向细目表
题号
难度系数
详细知识点
备注
1
0.65
超重和失重现象分析 常见力做功与相应的能量转化
单选题
2
0.65
万有引力的计算 完全失重
单选题
3
0.65
电场线、等势面和运动轨迹的定性分析 计算带电粒子穿越不同等势面时电场力做功和能量变化
单选题
4
0.68
电磁阻尼
单选题
5
0.53
弹性碰撞:动碰动 机械能守恒定律的初步应用
单选题
6
0.45
几何体组合模型
单选题
7
0.65
α粒子散射实验 核裂变 半衰期相关的计算 定态和原子的能级结构
多选题
8
0.4
带电粒子在矩形边界磁场中的运动 带电粒子在叠加场中做直线运动 洛伦兹力的方向
多选题
9
0.65
波长、频率和波速的关系 波的叠加原理 波的反射和折射
多选题
10
0.65
正弦式交流电的电动势和电流有效值 理想变压器两端电压与匝数的关系 导体棒平动切割磁感线 右手定则
多选题
11
0.73
探究小车速度随时间变化规律 用光电门研究匀变速运动
实验题
12
0.62
电源的U-I图像 利用伏安法测量电源的电动势和内阻
实验题
13
0.5
平抛运动速度的计算 机械能守恒定律在绳连接系统中的应用 单次碰撞的多过程问题 板块/子弹打木块模型
解答题
14
0.56
能量守恒定律的初步应用 动能定理的初步应用 倾斜平面内的导轨单杆模型
解答题
15
0.56
粒子由电场进入磁场 向心力的计算 带电粒子在圆(弧)形边界磁场中运动 带电粒子在匀强电场中做直线运动 速度选择器
解答题
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高三物理·考试版
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
考试范围:全范围
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.测试范围:全范围
一、选择题:本题共6小题,每小题4分,共24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.“竹蜻蜓”是一种中国传统的民间儿童玩具。如图所示,“竹蜻蜓”由竹柄和“翅膀”两部分组成。小明用双手搓动竹柄,然后双手立即松开,发现“竹蜻蜓”旋转着飞上天空,过了一会儿后,又落下来。则松手之后该“竹蜻蜓”( )
A.上升时处于超重状态 B.上升时处于失重状态
C.下降时机械能一定增加 D.下降时机械能一定减少
2.太空实验舱内的环境并非处处完全失重,而存在微重力,微重力等于万有引力减去向心力,物体只有在实验舱的质心位置才恰好有。如图所示,实验舱绕地球做匀速圆周运动,为其质心,、、连线始终与实验舱线速度垂直,且,则( )
A.点处的质点,,微重力方向竖直向上
B.点处的质点,,微重力方向竖直向下
C.点处的质点处于完全失重状态,所受合外力为零
D.对于、点的等质量质点,点处质点所受微重力更小
3.静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置。如图,一电子在电场中仅受电场力的作用,实线描绘出了其运动轨迹,虚线表示等势线,各等势线关于y轴对称,a、b、c、d分别是轨迹与等势线的交点。已知电子在经过a点时动能为60 eV,各等势线的电势高低标注在图中,则( )
A.b、c两点的电场强度相同 B.电子在经过等势线b点时的动能为40 eV
C.电子在a点的动能和电势能之和等于100 eV D.电子从a到b运动时,电场力做正功,电势能减小
4.某游戏机的投币识别装置利用了“电磁阻尼”效应。其结构如图所示:在倾斜通道的中部固定有一对磁铁,以在硬币通道两侧产生水平方向的匀强磁场。当金属硬币经缓冲挡片减速后,沿斜面滚落并进入该磁场区域时,由于电磁感应,硬币内部会产生感应电流(涡流),从而受到阻碍其相对运动的安培力,导致速度发生改变。识别系统通过测量硬币穿过磁场区域所需的时间,来判断其材质,进而区分真伪。下列说法正确的是( )
A.硬币刚进入磁场时,感应电流的方向为顺时针
B.硬币离开磁场时,受到的安培力方向沿斜面向下
C.其他条件相同时,磁场的磁感应强度越大,硬币通过磁场区域的时间越短
D.其他条件相同时,导电性越好的硬币,通过磁场区域的时间越长
5.物理课上老师做了一个有趣的乒乓球水杯弹跳实验,乒乓球与盛水的水杯一起自由落下,发现乒乓球弹起的高度大于乒乓球单独自由落下后弹起的高度。小郴同学将其简化为如图所示模型来分析,两质量分别为m和M的小球A、B叠放在一起(B相当于盛水水杯),从高度为h处自由下落。h远大于两小球半径,落地瞬间球B先与地面碰撞(假设碰后B速度大小不变,方向改变),后与球A碰撞,碰后球B速度为0,所有的相互作用和运动都发生在竖直方向上,碰撞时间均很短。已知重力加速度为g,则对该模型分析下列正确的是( )
A.反弹的高度只与最初一起释放的高度有关
B.原释放高度h越大,则反弹的高度与原高度的比值将变大
C.球B落地速度为
D.球A 上升的高度为
6.如图为单反照相机取景器的示意图,ABCDE为五棱镜的一个截面,AB⊥BC。光线垂直AB射入,分别在CD和EA上发生全反射,且两次反射的入射角相等,最后光线垂直BC射出。则下列说法正确的是( )
A.五棱镜的A、C两个角一定相等
B.五棱镜的E、D两个角一定相等
C.这个五棱镜的折射率最小值为n=2
D.光线在CD边界的入射角为θ=23.5°
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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。
7.历史上,为了研究原子、原子核的性质,科学家们做了大量的实验研究,下列说法正确的是( )
A.卢瑟福根据图甲的粒子散射实验结果发现了质子和中子
B.图乙表示的重核裂变的核反应方程为:
C.图丙为氡的衰变图像,可知100个氡经过3.8天后还剩50个
D.图丁中一群处于能级的氢原子向基态跃迁,最多可辐射3种频率的光子
8.如图所示,边长为L的立方体区域abcda′b′c′d′内有匀强磁场。一质量为m,电量为+q的粒子,以初速度v0水平从正方形add′a′的中心垂直进入磁场区域,最后由正方形abb′a′中心垂直飞出磁场区域。忽略粒子重力。下列判断正确的是( )
A.磁场的方向竖直向上
B.增大磁感应强度,粒子可能从add′a′平面飞出
C.若同时加入垂直abb′a′向外的匀强电场,粒子可能沿直线运动
D.若要使粒子恰好从c点飞出,匀强磁场的方向应改为垂直平面a′b′cd,大小为原来的倍
9.某超声波探伤器简化原理图如图甲所示,时超声波探头的发射装置发射出连续的简谐横波,而接收装置先后接收到经材料表面和内部裂痕分别反射回来的信号。接收的信号图像如图乙所示,时刻开始接收到反射信号,时刻信号振幅开始增大。已知发射装置和接收装置位于同一位置,简谐横波在传导介质中速度为,在材料内传播速度为,下列说法正确的有( )
A.该简谐波在材料内的波长大小等于
B.该简谐波在材料内部传播频率大于在传导介质中传播的频率
C.探头的接收装置与材料表面间的距离为
D.缺陷处与材料表面间的距离为
10.手摇柄驱动圆盘匀速转动,通过图甲中装置带动垂直导轨的导体棒PM在匀强磁场中做简谐运动而产生正弦交变电流,导体棒PM的振动图像如图乙所示(以水平向右为位移的正方向)。已知导体棒PM的最大速度为,导轨间距,磁感应强度,导轨右端接一理想变压器,其原、副线圈匝数比为,导体棒PM、导线及导轨电阻均不计。下列说法正确的是( )
A.时,导体棒PM中感应电流的方向为流向
B.圆盘的角速度大小为
C.导体棒PM切割磁感线产生的电动势的有效值为
D.图甲中交流电压表的示数为
三、非选择题:本题共5小题,共56分。
11.(9分)在中学物理实验中,可以利用光电门传感器和打点计时器测量物体运动的速度和加速度。
(1)如上图所示,利用光电门传感器和气垫导轨进行实验。在滑块上安装宽度为的遮光条,滑块先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间,通过第二个光电门的时间,遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间,则可估算滑块通过第一个光电门时速度________,通过第二个光电门时速度________,加速度的大小为________(结果均保留3位有效数字)。
(2)如上图所示,利用此实验装置探究小车做匀加速运动的规律。
①甲小组的同学打出的纸带一部分如下图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为,纸带上标出的每两个相邻计数点之间还有4个打出的点未画出,则相邻两个计数点间的时间间隔________。打出点时小车的速度大小为________,小车运动的加速度为________(计算结果均保留3位有效数字)。
②若实验时电源频率小于,而实验者不知道,仅考虑该系统误差,测出的加速度将会________(填“偏大”“偏小”或“准确”)
(3)乙小组的同学计算出所得纸带上各计数点对应的速度后,在坐标系中描出的点如图所示,请根据这些点在图中作出图像________,并根据图像计算出小车运动的加速度________(保留3位有效数字)。
12.(6分)某实验小组选用如图(a)所示电路测定一节干电池的电动势和内阻。其中所选定值电阻阻值为。
(1)根据电路图,用笔代替导线把图(b)中的实物电路补充完整______。
(2)根据闭合电路欧姆定律,本实验中电压表的示数U与电流表的示数I的关系是______(用E、U、I、r和表示)
(3)实验小组多次测量,利用图像法处理数据。用测出的U、I值绘出如图(c)所示的图像,根据图像得出该电池的电动势____V,内阻____。(结果均保留两位小数)
(4)本实验中,考虑到电表不是理想电表,该电池的电动势测量值与真实值相比_______(选“偏大”、“偏小”或“不变”)。简述理由:_______________________________。
13.(10分)某同学受《三国演义》的启发,设计了一个“借箭”游戏模型。如图所示,城堡上装有一根足够长的光滑细杆,杆上套一个质量为的金属环,金属环用轻绳悬挂着一个质量为的木块,静止在城墙上方。若士兵以一定角度射出质量为的箭,箭刚好水平射中木块并留在木块中(箭与木块的作用时间极短),之后带动金属环运动。已知箭的射出点到木块的水平距离为、竖直高度为,重力加速度,在整个运动过程中,木块整体上升的最大高度小于绳长,箭、木块、金属环均可视为质点,忽略空气阻力,求:
(1)箭射中木块前瞬间的速度大小;
(2)箭射入木块的过程中系统损失的机械能;
(3)木块第一次回到最低点时木块的速度大小。
14.(13分)小明设计的电磁健身器的简化装置如图乙所示,两根平行金属导轨相距l=0.50 m,倾角θ=53°,导轨上端串接一个R=0.05 Ω的电阻。在导轨间长d=0.56 m的区域内,存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度B=2.0 T。质量m=4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上,用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距x=0.24 m。一位健身者用恒力F=80 N拉动GH杆,CD棒由静止开始运动,上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时健身者松手,触发恢复装置使CD棒回到初始位置。不计CD杆和导轨的电阻,不计拉杆和绳索的质量,忽略一切摩擦。重力加速度g=10 m/s2,sin 53°=0.8.求:
(1)CD棒进入磁场时速度v的大小
(2)CD棒进入磁场时的加速度a的大小
(3)在拉升CD棒的过程中,电阻R 产生的焦耳热Q
(4)健身者每次由于拉升CD棒的过程而消耗的能量E
15.(18分)如图为实验室筛选带电粒子的装置示意图:左端加速电极M、N间的电压为。中间速度选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强磁场的场强,两板电压,两板间的距离。选择器右端是一个半径的圆筒,可以围绕竖直中心轴顺时针转动,筒壁的一个水平圆周上均匀分布着8个小孔至。圆筒内部有竖直向下的匀强磁场。一电荷量为、质量为的带电的粒子,从静止开始经过加速电场后以的速度匀速穿过速度选择器。圆筒不转时,粒子恰好从小孔射入,从小孔射出,粒子进入圆筒的速度方向与连线平行,若粒子碰到圆筒就被圆筒吸收。求:
(1)加速器两端的电压的大小并判断粒子带正电还是负电;
(2)速度选择器中的磁场和圆筒内匀强磁场的大小;
(3)要使粒子从一个小孔射入圆筒后能从正对面的小孔射出(如从进从出),则圆筒匀速转动的角速度多大?
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高三物理·参考答案
一、选择题:本题共10小题,共44分。在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一项符合题目要求,每小题4分,有选错或不答的得0分;第7~10题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,有选错或不答的得0分。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
A
D
D
D
A
BD
ABD
AD
CD
三、非选择题:本题共5小题,共56分。
11.(9分)【答案】(1) 0.0500 0.100 0.0200
(2) 0.100 0.135 0.191 偏大
(3) 1.50
12.(6分)【答案】(1)
(2)U=E-I(R0+r)
(3) 2.90 0.60
(4) 偏小 由于电压表的分流作用
13.(10分)【答案】(1) (2) (3)
【详解】(1)箭刚好水平射中木块,这意味着击中点恰好是箭运动的最高点,此时竖直分速度为,可知箭的运动过程逆向看属于平抛运动
因此竖直方向可认为做自由落体运动,运动时间为
水平方向上可认为做匀速直线运动,则水平速度为
因为击中瞬间竖直分速度为,所以箭射中木块前的瞬间速度大小为
(2)在极短的碰撞瞬间,木块受到箭的水平冲量,获得水平速度。由于绳子是竖直的,绳子的拉力只能沿竖直方向,无法提供水平冲量,因此金属环在碰撞瞬间水平速度仍然为零。
在水平方向上,箭和木块组成的系统动量守恒,金属环未参与该瞬间的水平动量交换。
设箭射入木块后的瞬间速度为,有
解得
碰前动能为
碰后瞬间动能为
因此系统损失的机械能为
(3)碰撞后,木块带箭以向右摆动,金属环在绳子的牵引下开始水平向右运动。对于“金属环+木块+箭”组成的系统,在水平方向上不受外力,因此全过程水平方向动量守恒。
整个系统的初始水平总动量为
当木块第一次回到最低点时,绳子恢复竖直。此时系统势能与碰撞后瞬间相同,设此时金属环速度为,木块速度为
由水平动量守恒得
由系统机械能守恒得
联立两式,解得或
对应的是碰撞刚刚结束的瞬间,故舍去,取
因此木块第一次回到最低点时木块的速度大小为
14.(13分)【答案】(1) (2)0 (3)26.88J (4)64J
【详解】(1)金属棒CD进入磁场前,在恒力作用下沿导轨向上做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律有
代入数据解得
根据匀变速直线运动的速度与位移关系有
代入数据解得
(2)金属棒CD进入磁场时产生感应电动势,根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律及安培力公式分别有,,
联立并代入数据解得
对金属棒CD受力分析,根据牛顿第二定律有
代入数据解得
(3)由小问2可知,金属棒CD进入磁场时的加速度为,故金属棒CD在磁场中做匀速直线运动,在拉升金属棒CD穿过磁场的过程中,根据能量守恒定律有
代入数据解得
(4)健身者每次由于拉升金属棒CD的过程而消耗的能量等于恒力所做的功,根据功的计算公式有
代入数据解得
15.(18分)【答案】(1),粒子带负电 (2), (3)
【详解】(1)粒子经过电场加速的过程中,运用动能定理有:
代入数值解得加速器两端的电压大小为
粒子恰好从小孔射入,从小孔射出,且速度方向与连线平行,圆筒内部有竖直向下的匀强磁场,根据左手定则可知,粒子带负电。
(2)速度选择器中电场强度大小为
粒子匀速穿过速度选择器,根据力的平衡条件有
代入数值解得速度选择器中的磁场大小为
粒子在圆筒中受到洛伦兹力做匀速圆周运动,轨迹如下图所示
根据几何关系可得,粒子圆周运动的半径为
洛伦兹力提供向心力,则有:
则圆筒内匀强磁场大小为
(3)根据以上分析可知,粒子从一个孔射入到另一个孔射出的运动轨迹的圆心角为
对应的轨迹长度为
粒子运动的时间为
要使粒子从一个小孔射入圆筒后能从正对面的小孔射出,则对面的孔转过的角度为(…)
则圆筒匀速转动的角速度为(…)。
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