模拟试卷（三）-【名师领考】2027年福建省高中学业水平合格性考试物理模拟试卷

2027年福建省普通高中学业水平合格性考试模拟试卷（三）（物理） （本卷满分100分　考试时间70分钟） 一、选择题：本大题共20小题，每小题3分，共60分。在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1．万有引力定律是科学史上最伟大的定律之一，它向人们揭示，复杂运动的背后可能隐藏着简洁的科学规律。下列关于万有引力定律的说法正确的是（ ） A．引力常量首先是由牛顿测得的　B．万有引力与两物体间的距离成反比 C．两个物体质量发生改变时，万有引力一定改变　D．自然界中任何两个物体间都存在万有引力 2．如图甲、乙、丙、丁所示，下列情况中能产生感应电流的是（ ） A．如图甲所示，导体AB垂直磁感线运动　B．如图乙所示，条形磁铁一部分放在线圈中不动 C．如图丙所示，小螺线管A置于大螺线管B中不动，开关S一直接通　D．如图丁所示，闭合线圈沿磁场方向向上运动 3．牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中曾设想，在高山上水平抛出物体，若速度一次比一次大，落点就一次比一次远。当速度足够大时，物体就不会落回地面而成为人造卫星。若不计空气阻力，这个足够大的速度至少为（ ） A．7.9 m/s　B．7.9 km/s C．11.2 km/s　D．16.7 km/s 4．测量体温是新冠疫情防控的一种措施。在许多场合，使用手持测温仪测量体温，该测温仪用到的传感器通常是（ ） A．气体传感器　B．红外线传感器　C．压力传感器　D．生物传感器 5．第19届杭州亚运会于2023年9月23日至10月8日举行，我国运动健儿取得了201金111银71铜的优异成绩。亚运会的运动项目里面包含了许多物理知识，下列说法正确的是（ ） A．研究女子单人10米跳台跳水金牌得主全红婵的跳水姿态，全红婵可看作质点　B．巩立姣以19米58的成绩夺得女子铅球金牌，19米58指铅球在空中运动的路程 C．谢震业在男子100米决赛中以9秒97获得金牌，这里的“9秒97”是指时间间隔　D．双人赛艇运动员邹佳琪和邱秀萍获得亚运会首金，比赛时两位运动员认为彼此静止，因为选择的参考系是水面 6．下列有关热学现象的说法，正确的是（ ） A．当分子间作用力表现为引力时，分子势能随分子间距离减小而增大　B．所有晶体都具有各向异性的特征 C．一切自然过程总是向着分子热运动无序性减小的方向进行　D．高压气体突然快速膨胀会导致气体温度降低 7．下列单位中，属于国际单位制中基本单位的是（ ） A．m/s　B．N　C．J　D．kg 8．下列物理量中属于矢量的是（ ） A．温度　B．加速度　C．路程　D．时间 9．跳高是体育课常进行的一项运动，小明同学身高1.70m，质量为60kg，在一次跳高测试中，他先弯曲两腿向下蹲，再用力蹬地起跳，从蹬地开始经0.4s竖直跳离地面，假设他蹬地的力恒为1050N，其重心上升可视为匀变速直线运动，则小明从蹬地开始到最大高度过程中机械能的增加量为（不计空气阻力，g取10m/s2）（ ） A．1830J　B．1470J　C．630J　D．270J 10．如图所示，在电场强度为E的匀强电场中，有相距为L的A，B两点，其连线与电场强度方向的夹角为θ，A、B两点间的电势差UAB=U1。现将一根长为L的细金属棒沿AB连线方向置于该匀强电场中，此时金属棒两端的电势差UAB=U2，则（ ） A．U1=U2=ELcosθ　B．U1=U2=-ELcosθ C．U1=ELcosθ，U2=0　D．U1=-ELcosθ，U2=ELcosθ 11．一木块放在水平桌面上，关于木块的受力情况，下列说法中正确的是（ ） A．只受重力作用　B．只受支持力作用 C．受重力、支持力作用　D．受重力、支持力和摩擦力作用 12．关于大小分别为7N和5N的两个力的合力，下列说法正确的是（ ） A．合力可能为12N　B．合力不可能为10N C．合力可能为15N　D．合力不可能为4N 13．下列物理量的合成与分解不遵循平行四边形法则的是（ ） A．速度　B．加速度　C．位移　D．路程 14．在如图所示的电路中，闭合开关，电源给电容器充电。稳定后，电容器（ ） A．两极板带等量同种电荷　B．两极板带等量异种电荷 C．上极板所带电荷量为零　D．下极板所带电荷量为零 15．2022年3月23日，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行太空授课，精彩展示失重环境下的太空“冰雪”实验、液桥演示实验、水油分离实验、太空抛物实验。空间站物体处于失重状态，是指这个物体（ ） A．不受地球吸引力　B．受到地球吸引力和向心力平衡 C．不受重力作用　D．受到的地球引力提供了物体做圆周运动的向心力 16．如图所示，竖直平面内有一圆心为、半径为的圆，水平直径的A、C两端点分别固定点电荷，为竖直直径，为OB的中点，且P、D两点的电势差为。一带电荷量为、质量为的小球以一定初速度从点开始竖直向下运动，经过点时加速度大小为，在P、B间运动时加速度大于。忽略小球所带电荷对电场的影响，重力加速度为，取无穷远处为零电势点。则小球从到的过程中（ ） A．经过点时的速度最小　B．经过点时的加速度大于 C．机械能先增大后减小　D．初动能大于 17．如图所示，一带电粒子以速度垂直于电场从某点射入极板M、N之间，并从右侧射出电场。如果M、N间电压变为原来的4倍，粒子仍以原速度v射入，且仍能从右侧射出。不计粒子重力，则前后两次带电粒子在电场中运动的时间之比为（ ） A．4∶1　B．1∶4　C．1∶1　D．2∶1 18．电子被加速器加速后轰击重金属靶时，会产生射线，可用于放射治疗。图甲展示了一台医用电子直线加速器，其原理如图乙所示：从阴极射线管的阴极K发射出来的电子（速度可忽略），经电势差的绝对值为U的电场加速后获得速度v，加速电场两极板间的距离为d，不计电子所受重力。下列操作可使v增大的是（ ） A．仅增大U　B．仅减小U　C．仅增大d　D．仅减小d 19．如图所示，一电荷仅受电场力作用沿虚线从A点运动到B点，则运动过程中下列说法正确的是（ ） A．该电荷带正电　B．该电荷做加速运动 C．该电荷电势能增加　D．该电荷的加速度在减小 20．如图所示，水平放置着一根通电直导线，电流方向垂直纸面向外，a、b、c和d是以通电直导线为圆心的同一圆周上的四个点。已知通电直导线产生磁场的磁感应强度在同一圆周上各点大小相等。再添加一个竖直向下的匀强磁场，则在这四个点中合磁场的磁感应强度最大的点是（ ） A．a　B．b　C．c　D．d 二、填空题：本大题共2小题，每小题6分，共12分。 21．（6分）汤姆孙的研究表明,电子是构成原子的基本粒子之一,1909年卢瑟福用α粒子轰击金箔后,提出电子广泛存在于原子内部的核外空间中。设电子质量为m,电荷量为e。 图1 图2 (1)以一个α粒子以速度v与原来静止的电子发生弹性正碰为例,通过计算说明“枣糕模型”中的电子不足以影响α粒子的运动。(已知α粒子的质量为电子质量的7 300倍) (2)正电子发射计算机断层扫描是一种核医学成像技术,它的基本原理:将放射性同位素氟-18注入人体参与人体的代谢过程。氟-18在人体内衰变放出正电子,与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子,被探测后,经计算机处理后产生清晰的图像(图1)。 ①写出氟-18的衰变的方程式 。 ②设光速为c,普朗克常量为h,探测到的正、负电子湮灭后生成的光子的波长为 。 (3)如图2,真空玻璃管两端的圆形金属电极K、A间的距离为d,电极A的半径为r、用频率为f的光照射K,当电源接的是反向电压U1时,电流表恰无示数。已知普朗克常量为h。 ①金属K的极限频率νc是 。 ②(计算)当电源提供正向电压时,K、A之间的电场可看作匀强电场,为使从电极K中心逸出光电子都能到达电极A,正向电压U2为多大? 22．（6分）请回答下列问题: 一个静止在匀强磁场中的铀核92238U,经一次α衰变后,产生钍核90234Th。 (1)试写出上述衰变的核反应方程 ; (2)一个静止的铀核发生衰变,以v的速度释放一个α粒子,求钍核的速度大小 ; (3)若铀核的质量为m1,α粒子的质量为m2,产生的钍核的质量为m3,真空光速为c,一个铀核发生α衰变释放的结合能大小为 。 (4)发生衰变后放出的α粒子和反冲核都以垂直于磁感线的方向运动,形成如图所示的8字型轨迹,大圆是 (选填“A.钍核”、“B.α粒子”)的运动轨迹,并在图中标出小圆粒子的运动方向。 三、实验探究题：本大题共2小题，每小题6分，共12分。 23．（6分）在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤: ①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水。待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。 ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定。 ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。 ④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。 ⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。 完成下列填空: (1)上述步骤中,正确的顺序是 。(填写步骤前面的数字) (2)将1 cm3的油酸溶于酒精,制成300 cm3的油酸酒精溶液;测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是0.13 m2。由此估算出油酸分子的直径为 m。(结果保留1位有效数字) 24．（6分）小云用如图所示装置探究水的沸腾。 (1)组装实验器材时,应按照 (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序。实验室现有水银温度计(-20~120 ℃)、酒精温度计(-80~60 ℃)、体温计、寒暑表等不同种类的温度计,本实验应选用的温度计是 。 (2)实验中,小云观察到水在沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同,如图甲、乙所示,表示沸腾前气泡上升情况的是图 。 (3)实验完毕,小云撤去酒精灯后发现水继续沸腾了一段时间,原因是 。 四、计算题：本大题共2小题，共16分。 25．（8分）图(a)为一LC振荡电路,已知电容器C板上带电量随时间变化的图线如图(b)所示。那么在1×10-6 s至2×10-6 s时间内,电容器C处于何种过程?由这个振荡电路激发的电磁波波长又为多大? 26．（8分）某物体在地面上受到的重力为160 N,将它放置在卫星中,在卫星以a=12g的加速度随火箭向上加速升空的过程中,当物体与卫星中支持物相互挤压的力为90 N时,卫星距地球表面有多远?(地球半径R地=6.4×103 km,g表示地面处重力加速度,g取10 m/s2 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027年福建省普通高中学业水平合格性考试模拟试卷（三）（物理） （本卷满分100分　考试时间70分钟） 一、选择题：本大题共20小题，每小题3分，共60分。在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1．万有引力定律是科学史上最伟大的定律之一，它向人们揭示，复杂运动的背后可能隐藏着简洁的科学规律。下列关于万有引力定律的说法正确的是（ ） A．引力常量首先是由牛顿测得的　B．万有引力与两物体间的距离成反比 C．两个物体质量发生改变时，万有引力一定改变　D．自然界中任何两个物体间都存在万有引力 【答案】D 【解析】A．引力常量首先是由卡文迪许测得的，选项A错误； B．万有引力与两物体间的距离的平方成反比，选项B错误； C．根据 可知，两个物体质量发生改变时，万有引力不一定改变，选项C错误； D．自然界中任何两个物体间都存在万有引力，选项D正确。 故选D。 2．如图甲、乙、丙、丁所示，下列情况中能产生感应电流的是（ ） A．如图甲所示，导体AB垂直磁感线运动　B．如图乙所示，条形磁铁一部分放在线圈中不动 C．如图丙所示，小螺线管A置于大螺线管B中不动，开关S一直接通　D．如图丁所示，闭合线圈沿磁场方向向上运动 【答案】A 【解析】A．导体垂直磁感线运动，切割磁感线，会产生电流，故A正确； B．条形磁铁部分插入线圈中不动，通过线圈的磁通量不发生变化，不会产生电流，故B错误； C．小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时，通过B的磁通量不变，故不会产生电流，故C错误； D．闭合线圈沿磁场方向向上运动，通过线圈的磁通量不变，故不会产生电流，故D错误； 故选A。 3．牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中曾设想，在高山上水平抛出物体，若速度一次比一次大，落点就一次比一次远。当速度足够大时，物体就不会落回地面而成为人造卫星。若不计空气阻力，这个足够大的速度至少为（ ） A．7.9 m/s　B．7.9 km/s C．11.2 km/s　D．16.7 km/s 【答案】B 【解析】当物体的速度大到向心力恰好等于地球的万有引力时，物体就能成为地球的卫星而不落到地球上，这个足够大的速度是地球的第一宇宙速度，大小是7.9 km/s。 故选B。 4．测量体温是新冠疫情防控的一种措施。在许多场合，使用手持测温仪测量体温，该测温仪用到的传感器通常是（ ） A．气体传感器　B．红外线传感器　C．压力传感器　D．生物传感器 【答案】B 【解析】手持测温仪用到的传感器通常是红外线传感器。 故选B。 5．第19届杭州亚运会于2023年9月23日至10月8日举行，我国运动健儿取得了201金111银71铜的优异成绩。亚运会的运动项目里面包含了许多物理知识，下列说法正确的是（ ） A．研究女子单人10米跳台跳水金牌得主全红婵的跳水姿态，全红婵可看作质点　B．巩立姣以19米58的成绩夺得女子铅球金牌，19米58指铅球在空中运动的路程 C．谢震业在男子100米决赛中以9秒97获得金牌，这里的“9秒97”是指时间间隔　D．双人赛艇运动员邹佳琪和邱秀萍获得亚运会首金，比赛时两位运动员认为彼此静止，因为选择的参考系是水面 【答案】C 【解析】A．研究全红婵在女子10米台决赛中的姿态，全红婵不可看作质点，故A错误； B．巩立姣以19米58的成绩夺得女子铅球金牌，“19米58”是比赛中铅球在水平方向的位移，不是铅球在空中运动的路程，故B错误； C．谢震业在男子100米决赛中以9秒97获得金牌，“9秒97”是指时间间隔，故C正确； D．双人赛艇运动员邹佳琪和邱秀萍认为彼此静止，是以运动员自己为参考系，以水面为参考系两人是运动的，故D错误。 故选C。 6．下列有关热学现象的说法，正确的是（ ） A．当分子间作用力表现为引力时，分子势能随分子间距离减小而增大　B．所有晶体都具有各向异性的特征 C．一切自然过程总是向着分子热运动无序性减小的方向进行　D．高压气体突然快速膨胀会导致气体温度降低 【答案】D 【解析】A．当分子间作用力表现为引力时，分子间距离减小，分子间作用力做正功，分子势能减小，故A错误； B．只有单晶体才表现为各向异性，多晶体表现为各向同性，故B错误； C．根据熵增加原理，一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，故C错误； D．高压气体突然快速膨胀对外做功，气体的内能减少，温度降低，故D正确。 故选D。 7．下列单位中，属于国际单位制中基本单位的是（ ） A．m/s　B．N　C．J　D．kg 【答案】D 【解析】力学中的基本物理量有三个，它们分别是长度、质量、时间，它们的单位分别为m、kg、s，N、J、m/s都是导出单位，不是基本单位。 故选D。 8．下列物理量中属于矢量的是（ ） A．温度　B．加速度　C．路程　D．时间 【答案】B 【解析】加速度既有大小、又有方向，属于矢量；温度、路程和时间都只有大小、没有方向，都是标量。 故选B。 9．跳高是体育课常进行的一项运动，小明同学身高1.70m，质量为60kg，在一次跳高测试中，他先弯曲两腿向下蹲，再用力蹬地起跳，从蹬地开始经0.4s竖直跳离地面，假设他蹬地的力恒为1050N，其重心上升可视为匀变速直线运动，则小明从蹬地开始到最大高度过程中机械能的增加量为（不计空气阻力，g取10m/s2）（ ） A．1830J　B．1470J　C．630J　D．270J 【答案】C 【解析】根据牛顿第二定律得 解得 重心上升的高度为 离开地面时的速度为 增加的机械能为 故选C。 10．如图所示，在电场强度为E的匀强电场中，有相距为L的A，B两点，其连线与电场强度方向的夹角为θ，A、B两点间的电势差UAB=U1。现将一根长为L的细金属棒沿AB连线方向置于该匀强电场中，此时金属棒两端的电势差UAB=U2，则（ ） A．U1=U2=ELcosθ　B．U1=U2=-ELcosθ C．U1=ELcosθ，U2=0　D．U1=-ELcosθ，U2=ELcosθ 【答案】C 【解析】根据匀强电场中电势差与电场强度关系式得 将金属杆放置于匀强电场中，静电平衡时金属杆为等势体，故 故选C。 11．一木块放在水平桌面上，关于木块的受力情况，下列说法中正确的是（ ） A．只受重力作用　B．只受支持力作用 C．受重力、支持力作用　D．受重力、支持力和摩擦力作用 【答案】C 【解析】ABCD．木块放在水平桌面上时，竖直方向上受到重力和支持力，水平方向上木块相对于桌面没有相对运动或相对运动趋势，不受摩擦力作用，故选C。 12．关于大小分别为7N和5N的两个力的合力，下列说法正确的是（ ） A．合力可能为12N　B．合力不可能为10N C．合力可能为15N　D．合力不可能为4N 【答案】A 【解析】大小分别为7N和5N的两个力的合力范围为 即 A．合力可能为12N，故A正确； B．合力可能为10N，故B错误； C．合力不可能为15N，故C错误； D．合力可能为4N，故D错误。 故选A。 13．下列物理量的合成与分解不遵循平行四边形法则的是（ ） A．速度　B．加速度　C．位移　D．路程 【答案】D 【解析】速度、加速度和位移既有大小又有方向，即为矢量，矢量运算遵循平行四边形定则，而路程只有大小，没有方向，为标量，标量运算不遵循平行四边形定则。 故选D。 14．在如图所示的电路中，闭合开关，电源给电容器充电。稳定后，电容器（ ） A．两极板带等量同种电荷　B．两极板带等量异种电荷 C．上极板所带电荷量为零　D．下极板所带电荷量为零 【答案】B 【解析】AB．稳定后，电容器上极板带正电，下极板带负电，故两极板带等量异种电荷，故A错误，B正确； CD．上、下极板所带电荷量为 故CD错误。 故选B。 15．2022年3月23日，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行太空授课，精彩展示失重环境下的太空“冰雪”实验、液桥演示实验、水油分离实验、太空抛物实验。空间站物体处于失重状态，是指这个物体（ ） A．不受地球吸引力　B．受到地球吸引力和向心力平衡 C．不受重力作用　D．受到的地球引力提供了物体做圆周运动的向心力 【答案】D 【解析】ABD．空间站中的物体处于完全失重状态，是由于地球对物体的万有引力提供它们围绕地球做圆周运动的向心力，故AB错误，D正确； C．万有引力的分力提供重力，物体仍受重力作用，故C错误。 故选D。 16．如图所示，竖直平面内有一圆心为、半径为的圆，水平直径的A、C两端点分别固定点电荷，为竖直直径，为OB的中点，且P、D两点的电势差为。一带电荷量为、质量为的小球以一定初速度从点开始竖直向下运动，经过点时加速度大小为，在P、B间运动时加速度大于。忽略小球所带电荷对电场的影响，重力加速度为，取无穷远处为零电势点。则小球从到的过程中（ ） A．经过点时的速度最小　B．经过点时的加速度大于 C．机械能先增大后减小　D．初动能大于 【答案】D 【解析】A．设点的场强大小为，则在点有 可得 又小球在P、B间运动时加速度大于，则P、B间场强大于，且方向竖直向下。根据对称性可知小球在OD中点所受合力为零，小球先减速后加速，在OD中点时速度最小，A错误； B．点的场强为零，小球在点只受重力，加速度大小为g，B错误； C．从到的过程中电场力先做负功后做正功，小球的机械能先减小后增大，C错误； D．设OD中点为，根据对称性可知，P、F电势相等，则F、D两点的电势差也为U，从到，电场力大于重力，小球做减速运动，从到，小球做加速运动，即小球到达点时速度不为0，就能到达点，使小球能经过点即可到达点，由 有 D正确。 故选D。 17．如图所示，一带电粒子以速度垂直于电场从某点射入极板M、N之间，并从右侧射出电场。如果M、N间电压变为原来的4倍，粒子仍以原速度v射入，且仍能从右侧射出。不计粒子重力，则前后两次带电粒子在电场中运动的时间之比为（ ） A．4∶1　B．1∶4　C．1∶1　D．2∶1 【答案】C 【解析】根据题意可知，带电粒子在垂直于电场方向上做匀速直线运动，前后两次均从右侧射出，其垂直于电场方向上的位移不变，由于垂直于电场方向上速度不变，由可知 可得，前后两次带电粒子在电场中运动的时间不变，即时间之比为。 故选C。 18．电子被加速器加速后轰击重金属靶时，会产生射线，可用于放射治疗。图甲展示了一台医用电子直线加速器，其原理如图乙所示：从阴极射线管的阴极K发射出来的电子（速度可忽略），经电势差的绝对值为U的电场加速后获得速度v，加速电场两极板间的距离为d，不计电子所受重力。下列操作可使v增大的是（ ） A．仅增大U　B．仅减小U　C．仅增大d　D．仅减小d 【答案】A 【解析】电子在电场中加速，由动能定理可得 解得 易知可使v增大的操作是仅增大U。 故选A。 19．如图所示，一电荷仅受电场力作用沿虚线从A点运动到B点，则运动过程中下列说法正确的是（ ） A．该电荷带正电　B．该电荷做加速运动 C．该电荷电势能增加　D．该电荷的加速度在减小 【答案】B 【解析】A．由于合力指向轨迹内侧，而电荷仅仅受到电场力作用，可知电荷所受电场力方向与电场强度方向相反，则电荷带负电，故A错误； B．根据上述可知，电场力与电荷运动速度方向之间的夹角为锐角，即该电荷做加速运动，故B正确； C．根据上述可知，电场力做正功，电势能减小，故C错误； D．电场线分布的密集程度表示电场强弱，根据图像可知由A到B，电场线分布逐渐变密集，则电场强度逐渐增大，电荷所受电场力逐渐增大，则该电荷的加速度在逐渐增大，故D错误。 故选B。 20．如图所示，水平放置着一根通电直导线，电流方向垂直纸面向外，a、b、c和d是以通电直导线为圆心的同一圆周上的四个点。已知通电直导线产生磁场的磁感应强度在同一圆周上各点大小相等。再添加一个竖直向下的匀强磁场，则在这四个点中合磁场的磁感应强度最大的点是（ ） A．a　B．b　C．c　D．d 【答案】A 【解析】根据右手螺旋定则可知，通电直导线产生的磁场方向为逆时针方向，如图所示 根据磁感应强度叠加原则可知合磁场的磁感应强度最大的点是a。 故选A。 二、填空题：本大题共2小题，每小题6分，共12分。 21．（6分）汤姆孙的研究表明,电子是构成原子的基本粒子之一,1909年卢瑟福用α粒子轰击金箔后,提出电子广泛存在于原子内部的核外空间中。设电子质量为m,电荷量为e。 图1 图2 (1)以一个α粒子以速度v与原来静止的电子发生弹性正碰为例,通过计算说明“枣糕模型”中的电子不足以影响α粒子的运动。(已知α粒子的质量为电子质量的7 300倍) (2)正电子发射计算机断层扫描是一种核医学成像技术,它的基本原理:将放射性同位素氟-18注入人体参与人体的代谢过程。氟-18在人体内衰变放出正电子,与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子,被探测后,经计算机处理后产生清晰的图像(图1)。 ①写出氟-18的衰变的方程式 。 ②设光速为c,普朗克常量为h,探测到的正、负电子湮灭后生成的光子的波长为 。 (3)如图2,真空玻璃管两端的圆形金属电极K、A间的距离为d,电极A的半径为r、用频率为f的光照射K,当电源接的是反向电压U1时,电流表恰无示数。已知普朗克常量为h。 ①金属K的极限频率νc是 。 ②(计算)当电源提供正向电压时,K、A之间的电场可看作匀强电场,为使从电极K中心逸出光电子都能到达电极A,正向电压U2为多大? 【答案】(1)说明见解析。(2)①918F→818O+10e;②hmc。(3)①v-eU1h;②4U1d2r2。 【解析】(1)设电子的质量为me,碰撞后α粒子的速度为va,电子的速度为ve,碰撞过程中 由动量守恒有mαv=mαvα+meve, 由能量守恒有12mαv2=12mαvα2+12meve2 解得vα=mα-memα+mev,因为mα-memα+me≈1,所以vα≈v, 即α粒子受电子的影响是微乎其微的,不能被反弹。 (2)①根据质量数与质子数守恒,氟-18的衰变方程为 918F→818O+10e; ②正负电子湮灭方程为 10e+-10e→2γ, 由质能方程得ΔE=Δmc2=2mc2, 由能量守恒得ΔE=2hv=2hcλ 化简得正负电子湮灭后生成的光子的波长为λ=hmc。 (3)①根据动能定理有Ekmax=eU1, 根据光电效应方程有Ekmax=hν-W0,W0=hνc 解得金属K的极限频率vc=v-eU1h。 ②假设光电子从K极板出来后,最大初动能的速度是平行K极板时,如果此种情况光电子都能达到A极板上,则所有的光电子都能达到A极板上,有Ekmax=eU1=12mv02,v0t=r,a=eU2md,12at2=d 解得正向电压U2=4U1d2r2。 22．（6分）请回答下列问题: 一个静止在匀强磁场中的铀核92238U,经一次α衰变后,产生钍核90234Th。 (1)试写出上述衰变的核反应方程 ; (2)一个静止的铀核发生衰变,以v的速度释放一个α粒子,求钍核的速度大小 ; (3)若铀核的质量为m1,α粒子的质量为m2,产生的钍核的质量为m3,真空光速为c,一个铀核发生α衰变释放的结合能大小为 。 (4)发生衰变后放出的α粒子和反冲核都以垂直于磁感线的方向运动,形成如图所示的8字型轨迹,大圆是 (选填“A.钍核”、“B.α粒子”)的运动轨迹,并在图中标出小圆粒子的运动方向。 【答案】(1)92238U→90234Th+24He; (2)2v117; (3)(m1-m2-m3)c2; (4)B; 【解析】(1)衰变的核反应方程 92238U→23490Th+24He (2)由动量守恒可知m钍v'-mαv=0 可得钍核的速度v'=mαm钍v=4234v=2v117 (3)质量亏损:Δm=m1-m2-m3 根据质能方程,则有释放出的能量 ΔE=Δmc2=(m1-m2-m3)c2 (4)根据qvB=mv2r 可得r=mvqB 两粒子动量大小相等,则r∝1q 可知大圆是α粒子的运动轨迹,故选B; 根据左手定则可知,小圆粒子运动方向也为顺时针,如图 三、实验探究题：本大题共2小题，每小题6分，共12分。 23．（6分）在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤: ①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水。待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。 ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定。 ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。 ④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。 ⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。 完成下列填空: (1)上述步骤中,正确的顺序是 。(填写步骤前面的数字) (2)将1 cm3的油酸溶于酒精,制成300 cm3的油酸酒精溶液;测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是0.13 m2。由此估算出油酸分子的直径为 m。(结果保留1位有效数字) 【答案】(1)④①②⑤③(2)5×10-10 【解析】(1)“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为: 配制酒精油酸溶液(教师完成,记下配制比例)→测定一滴酒精油酸溶液的体积v=VN(题中的④)→准备浅水盘(①)→形成油膜(②)→描绘油膜边缘(⑤)→测量油膜面积(③)→计算分子直径(③) (2)计算步骤:先计算一滴油酸酒精溶液中油酸的体积=一滴酒精油酸溶液的体积×配制比例=1×10-650×1300,再计算油膜面积,最后计算分子直径=1×10-650×1300×10.13=5×10-10m。 24．（6分）小云用如图所示装置探究水的沸腾。 (1)组装实验器材时,应按照 (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序。实验室现有水银温度计(-20~120 ℃)、酒精温度计(-80~60 ℃)、体温计、寒暑表等不同种类的温度计,本实验应选用的温度计是 。 (2)实验中,小云观察到水在沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同,如图甲、乙所示,表示沸腾前气泡上升情况的是图 。 (3)实验完毕,小云撤去酒精灯后发现水继续沸腾了一段时间,原因是 。 【答案】(1)自下而上;水银温度计;(2)甲;(3)石棉网的余温仍高于水的沸点,水可以继续吸热。 【解析】(1)酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度,而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中,但不能碰到容器壁和容器底,所以先放好烧杯后,再调节温度计的高度,所以组装实验器材时,应按照自下而上的顺序; 温度计的量程是35 ℃~42 ℃,家用寒暑表的量程是-20 ℃~60 ℃,水银温度计的量程为-20 ℃~120 ℃;酒精温度计的量程为-80 ℃~60 ℃,而标准大气压下水的沸点是100 ℃,所以应选择水银温度计; (2)甲图气泡在上升过程中,体积逐渐减小,所以是沸腾前的情况,乙图气泡在上升过程中气泡体积增大,所以是沸腾时的情况; (3)刚撤掉酒精灯时,铁圈、石棉网的温度还高于水的温度,所以可以继续吸热,不马上停止沸腾; 四、计算题：本大题共2小题，共16分。 25．（8分）图(a)为一LC振荡电路,已知电容器C板上带电量随时间变化的图线如图(b)所示。那么在1×10-6 s至2×10-6 s时间内,电容器C处于何种过程?由这个振荡电路激发的电磁波波长又为多大? 【答案】电容器C处于充电过程,这个振荡电路激发的电磁波波长1 200米。 【解析】由题意可知,电容器在1×10-6 s到2×10-6 s内,电量在不断增加,说明正在充电; 由图可知,T=4×10-6 s,根据λ=CT=3×108×4×10-6 m=1 200 m 26．（8分）某物体在地面上受到的重力为160 N,将它放置在卫星中,在卫星以a=12g的加速度随火箭向上加速升空的过程中,当物体与卫星中支持物相互挤压的力为90 N时,卫星距地球表面有多远?(地球半径R地=6.4×103 km,g表示地面处重力加速度,g取10 m/s2 ) 【答案】1.92×104 km 【解析】物体在地面受到地球的引力等于重力 即GMmR地2=mg, 物体离地面h处受到地球的引力为GMmR地+h2, 物体随火箭向上加速,由牛顿第二定律得 FN-GMmR地+h2=ma, 联立解得h=1.92×104 km。 学科网（北京）股份有限公司 $2027年福建省普通高中学业水平合格性考试模拟试卷（三) (物理) (本卷满分100分考试时间70分钟) 一、选择题：本大题共20小题，每小题3分，共60分。在每小题列出的四个选项中，只有 一项符合题目要求。 1.万有引力定律是科学史上最伟大的定律之一，它向人们揭示，复杂运动的背后可能隐藏 着简洁的科学规律。下列关于万有引力定律的说法正确的是（) A.引力常量首先是由牛顿测得的B.万有引力与两物体间的距离成反比 C.两个物体质量发生改变时，万有引力一定改变D.自然界中任何两个物体间都存在万 有引力 2.如图甲、乙、丙、丁所示，下列情况中能产生感应电流的是() A.如图甲所示，导体AB垂直磁感线运动B.如图乙所示，条形磁铁一部分放在线圈中不 动 C.如图丙所示，小螺线管A置于大螺线管B中不动，开关S一直接通D.如图丁所示， 闭合线圈沿磁场方向向上运动 3.牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中曾设想，在高山上水平抛出物体，若速度一次比 次大，落点就一次比一次远。当速度足够大时，物体就不会落回地面而成为人造卫星。若 不计空气阻力，这个足够大的速度至少为() A.7.9 m/s B.7.9 km/s C.11.2km/sD.16.7km/s 4.测量体温是新冠疫情防控的一种措施。在许多场合，使用手持测温仪测量体温，该测温 仪用到的传感器通常是（) A.气体传感器B.红外线传感器C.压力传感器D.生物传感器 5.第19届杭州亚运会于2023年9月23日至10月8日举行，我国运动健儿取得了201金111 银71铜的优异成绩。亚运会的运动项目里面包含了许多物理知识，下列说法正确的是（) A.研究女子单人10米跳台跳水金牌得主全红婵的跳水姿态，全红婵可看作质点B.巩立 姣以19米58的成绩夺得女子铅球金牌，19米58指铅球在空中运动的路程 C.谢震业在男子100米决赛中以9秒97获得金牌，这里的“9秒97”是指时间间隔D.双人 赛艇运动员邹佳琪和邱秀萍获得亚运会首金，比赛时两位运动员认为彼此静止，因为选择的 参考系是水面 6.下列有关热学现象的说法，正确的是() A.当分子间作用力表现为引力时，分子势能随分子间距离减小而增大B.所有晶体都具 有各向异性的特征 C.一切自然过程总是向着分子热运动无序性减小的方向进行D.高压气体突然快速膨胀 会导致气体温度降低 7.下列单位中，属于国际单位制中基本单位的是() A.m/s B.N C.J D.kg 8.下列物理量中属于矢量的是（) A.温度B.加速度C.路程D.时间 9.跳高是体育课常进行的一项运动，小明同学身高1.70m,质量为60kg,在一次跳高测试 中，他先弯曲两腿向下蹲，再用力蹬地起跳，从蹬地开始经0.4s竖直跳离地面，假设他蹬地 的力恒为1050N,其重心上升可视为匀变速直线运动，则小明从蹬地开始到最大高度过程中 机械能的增加量为（不计空气阻力，g取10m/s2)()》 A.1830JB.1470JC.630JD.270J 10.如图所示，在电场强度为E的匀强电场中，有相距为L的A,B两点，其连线与电场强 度方向的夹角为6，A、B两点间的电势差UAB=U1。现将一根长为L的细金属棒沿AB连线 方向置于该匀强电场中，此时金属棒两端的电势差UAB=U2,则() A 50 E B A.U1=U2=ELcos0 B.U1=U2=-ELcos0 C.U1=ELcos0,U2=0 D.U1=-ELcos0,U2=ELcos0 11.一木块放在水平桌面上，关于木块的受力情况，下列说法中正确的是（) A.只受重力作用B.只受支持力作用 C.受重力、支持力作用D.受重力、支持力和摩擦力作用 12.关于大小分别为7N和5N的两个力的合力，下列说法正确的是（) A.合力可能为12NB.合力不可能为10N C.合力可能为15ND.合力不可能为4N 13.下列物理量的合成与分解不遵循平行四边形法则的是() A.速度B.加速度C.位移D.路程 14.在如图所示的电路中，闭合开关，电源给电容器充电。稳定后，电容器() A.两极板带等量同种电荷B.两极板带等量异种电荷 C.上极板所带电荷量为零D.下极板所带电荷量为零 15.2022年3月23日，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行 太空授课，精彩展示失重环境下的太空“冰雪”实验、液桥演示实验、水油分离实验、太空抛 物实验。空间站物体处于失重状态，是指这个物体（) A.不受地球吸引力B,受到地球吸引力和向心力平衡 C.不受重力作用D.受到的地球引力提供了物体做圆周运动的向心力 16.如图所示，竖直平面内有一圆心为、半径为的圆，水平直径的A、C两端点分别固定点 电荷，为竖直直径，为OB的中点，且P、D两点的电势差为。一带电荷量为、质量为的小 球以一定初速度从点开始竖直向下运动，经过点时加速度大小为，在P、B间运动时加速度 大于。忽略小球所带电荷对电场的影响，重力加速度为，取无穷远处为零电势点。则小球从 到的过程中() O R 805 D 2g g B D A ⊕C B A.经过点时的速度最小B.经过点时的加速度大于 C.机械能先增大后减小D.初动能大于 17.如图所示，一带电粒子以速度垂直于电场从某点射入极板M、N之间，并从右侧射出电 场。如果M、N间电压变为原来的4倍，粒子仍以原速度ⅴ射入，且仍能从右侧射出。不计 粒子重力，则前后两次带电粒子在电场中运动的时间之比为() M N一 A.4:1B.1:4C.1:1D.2:1 18.电子被加速器加速后轰击重金属靶时，会产生射线，可用于放射治疗。图甲展示了一台 医用电子直线加速器，其原理如图乙所示：从阴极射线管的阴极K发射出来的电子（速度可 忽略)，经电势差的绝对值为U的电场加速后获得速度ⅴ，加速电场两极板间的距离为d, 不计电子所受重力。下列操作可使ⅴ增大的是() 甲 乙 A.仅增大UB.仅减小UC.仅增大dD.仅减小d 19.如图所示，一电荷仅受电场力作用沿虚线从A点运动到B点，则运动过程中下列说法正 确的是（) E A.该电荷带正电B.该电荷做加速运动 C.该电荷电势能增加D.该电荷的加速度在减小 20.如图所示，水平放置着一根通电直导线，电流方向垂直纸面向外，α、b、c和d是以通 电直导线为圆心的同一圆周上的四个点。已知通电直导线产生磁场的磁感应强度在同一圆周 上各点大小相等。再添加一个竖直向下的匀强磁场，则在这四个点中合磁场的磁感应强度最 大的点是() A.a B.b C.c D.d 二、填空题：本大题共2小题，每小题6分，共12分。 21.(6分)汤姆孙的研究表明，电子是构成原子的基本粒子之一，1909年卢瑟福用粒子轰击 金箔后，提出电子广泛存在于原子内部的核外空间中。设电子质量为m,电荷量为e。 图1 图2 (1)以一个粒子以速度ⅴ与原来静止的电子发生弹性正碰为例，通过计算说明“枣糕模型”中的 电子不足以影响x粒子的运动。（已知粒子的质量为电子质量的7300倍） (2)正电子发射计算机断层扫描是一种核医学成像技术，它的基本原理：将放射性同位素氟-18注 入人体参与人体的代谢过程。氟-18在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转 化为一对光子，被探测后，经计算机处理后产生清晰的图像（图）。 ①写出氟-18的衰变的方程式。 ②设光速为c,普朗克常量为h,探测到的正、负电子湮灭后生成的光子的波长为。 (3)如图2，真空玻璃管两端的圆形金属电极K、A间的距离为d,电极A的半径为r、用频率为f 的光照射K,当电源接的是反向电压U1时，电流表恰无示数。已知普朗克常量为h。 ①金属K的极限频率vc是。 ②（计算）当电源提供正向电压时，K、A之间的电场可看作匀强电场，为使从电极K中心逸出光 电子都能到达电极A,正向电压U2为多大？ 18F原子核 射线 正电 子 Y- 射线 A A U 22.(6分)请回答下列问题： 一个静止在匀强磁场中的铀核92238U,经一次：衰变后，产生钍核90234Th。 (1)试写出上述衰变的核反应方程； (2)一个静止的铀核发生衰变，以ⅴ的速度释放一个，粒子，求钍核的速度大小； (3)若铀核的质量为m1,粒子的质量为m2,产生的钍核的质量为m3,真空光速为c,一个铀核发 生，衰变释放的结合能大小为。 (④)发生衰变后放出的：粒子和反冲核都以垂直于磁感线的方向运动，形成如图所示的8字型轨 迹，大圆是（选填“A钍核”、“B.粒子”）的运动轨迹，并在图中标出小圆粒子的运动方向。 三、实验探究题：本大题共2小题，每小题6分，共12分。 23.(6分)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水。待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在 水面上。 ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定。 ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算 出油酸分子直径的大小。 ④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积 时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。 ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。 完成下列填空： (1)上述步骤中，正确的顺序是。（填写步骤前面的数字） (2)将1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液；测得1cm3的油酸酒精溶液有50 滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13m2。由此估算出 油酸分子的直径为m。(结果保留1位有效数字) 24.(6分)小云用如图所示装置探究水的沸腾。 (1)组装实验器材时，应按照（选填“自上而下”或“自下而上的顺序。实验室现有水银温度计 (-20~120℃)、酒精温度计(80~60℃)、体温计、寒暑表等不同种类的温度计，本实验应选用的 温度计是。 (2)实验中，小云观察到水在沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同，如图甲、乙所示，表示沸 腾前气泡上升情况的是图。 (3)实验完毕，小云撤去酒精灯后发现水继续沸腾了一段时间，原因是。 甲 乙 四、计算题：本大题共2小题，共16分。 25.(8分)图(@)为一LC振荡电路，已知电容器C板上带电量随时间变化的图线如图b)所 示。那么在1×10-6s至2×10-6s时间内，电容器C处于何种过程？由这个振荡电路激发的电磁 波波长又为多大？ A 9/C 345 7/(×10-6s) 图(a) 图(b) 26.(8分)某物体在地面上受到的重力为160N,将它放置在卫星中，在卫星以α=12g的加速 度随火箭向上加速升空的过程中，当物体与卫星中支持物相互挤压的力为90N时，卫星距地球 表面有多远？（地球半径R地=6.4×103km,g表示地面处重力加速度，g取10m/s2)2027年福建省普通高中学业水平合格性考试模拟试卷（三) (物理) (本卷满分100分考试时间70分钟) 一、选择题：本大题共20小题，每小题3分，共60分。在每小题列出的四个选项中，只有 一项符合题目要求。 1.万有引力定律是科学史上最伟大的定律之一，它向人们揭示，复杂运动的背后可能隐藏 着简洁的科学规律。下列关于万有引力定律的说法正确的是（) A.引力常量首先是由牛顿测得的B.万有引力与两物体间的距离成反比 C.两个物体质量发生改变时，万有引力一定改变D.自然界中任何两个物体间都存在万 有引力 【答案】D 【解析】A.引力常量首先是由卡文迪许测得的，选项A错误； B.万有引力与两物体间的距离的平方成反比，选项B错误； C.根据 可知，两个物体质量发生改变时，万有引力不一定改变，选项C错误； D.自然界中任何两个物体间都存在万有引力，选项D正确。 故选D。 2.如图甲、乙、丙、丁所示，下列情况中能产生感应电流的是() 丙 A.如图甲所示，导体AB垂直磁感线运动B.如图乙所示，条形磁铁一部分放在线圈中不 动 C.如图丙所示，小螺线管A置于大螺线管B中不动，开关S一直接通D.如图丁所示， 闭合线圈沿磁场方向向上运动 【答案】A 【解析】A.导体垂直磁感线运动，切割磁感线，会产生电流，故A正确： B.条形磁铁部分插入线圈中不动，通过线圈的磁通量不发生变化，不会产生电流，故B错误； C.小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时，通过B的磁通量不变，故不会产生电流，故 C错误； D.闭合线圈沿磁场方向向上运动，通过线圈的磁通量不变，故不会产生电流，故D错误； 故选A。 3.牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中曾设想，在高山上水平抛出物体，若速度一次比 一次大，落点就一次比一次远。当速度足够大时，物体就不会落回地面而成为人造卫星。若 不计空气阻力，这个足够大的速度至少为() A.7.9 m/s B.7.9 km/s C.11.2km/sD.16.7km/s 【答案】B 【解析】当物体的速度大到向心力恰好等于地球的万有引力时，物体就能成为地球的卫星而不落到地球 上，这个足够大的速度是地球的第一宇宙速度，大小是7.9km/s。 故选B。 4.测量体温是新冠疫情防控的一种措施。在许多场合，使用手持测温仪测量体温，该测温 仪用到的传感器通常是() A.气体传感器B.红外线传感器C.压力传感器D.生物传感器 【答案】B 【解析】手持测温仪用到的传感器通常是红外线传感器。 故选B。 5.第19届杭州亚运会于2023年9月23日至10月8日举行，我国运动健儿取得了201金111 银71铜的优异成绩。亚运会的运动项目里面包含了许多物理知识，下列说法正确的是（) A.研究女子单人10米跳台跳水金牌得主全红婵的跳水姿态，全红婵可看作质点B.巩立 姣以19米58的成绩夺得女子铅球金牌，19米58指铅球在空中运动的路程 C.谢震业在男子100米决赛中以9秒97获得金牌，这里的“9秒97”是指时间间隔D.双人 赛艇运动员邹佳琪和邱秀萍获得亚运会首金，比赛时两位运动员认为彼此静止，因为选择的 参考系是水面 【答案】C 【解析】A.研究全红婵在女子10米台决赛中的姿态，全红婵不可看作质点，故A错误； B.巩立姣以19米58的成绩夺得女子铅球金牌，“19米58”是比赛中铅球在水平方向的位移，不是铅球在 空中运动的路程，故B错误； C.谢震业在男子100米决赛中以9秒97获得金牌，“9秒97”是指时间间隔，故C正确； D.双人赛艇运动员邹佳琪和邱秀萍认为彼此静止，是以运动员自己为参考系，以水面为参考系两人是运 动的，故D错误。 故选C。 6.下列有关热学现象的说法，正确的是() A.当分子间作用力表现为引力时，分子势能随分子间距离减小而增大B.所有晶体都具 有各向异性的特征 C.一切自然过程总是向着分子热运动无序性减小的方向进行D.高压气体突然快速膨胀 会导致气体温度降低 【答案】D 【解析】A.当分子间作用力表现为引力时，分子间距离减小，分子间作用力做正功，分子势能减小，故 A错误； B.只有单晶体才表现为各向异性，多晶体表现为各向同性，故B错误； C.根据熵增加原理，一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，故C错误； D.高压气体突然快速膨胀对外做功，气体的内能减少，温度降低，故D正确。 故选D。 7.下列单位中，属于国际单位制中基本单位的是() A.m/s B.N C.J D.kg 【答案】D 【解析】力学中的基本物理量有三个，它们分别是长度、质量、时间，它们的单位分别为、kg、s, N、J、m/s都是导出单位，不是基本单位。 故选D。 8.下列物理量中属于矢量的是（) A.温度B.加速度C.路程D.时间 I答案】B 【解析】加速度既有大小、又有方向，属于矢量；温度、路程和时间都只有大小、没有方向，都是标 量。 故选B。 9.跳高是体育课常进行的一项运动，小明同学身高1.70m,质量为60kg,在一次跳高测试 中，他先弯曲两腿向下蹲，再用力蹬地起跳，从蹬地开始经0.4s竖直跳离地面，假设他蹬地 的力恒为1050N,其重心上升可视为匀变速直线运动，则小明从蹬地开始到最大高度过程中 机械能的增加量为（不计空气阻力，g取10m/s2)（) A.1830]B.1470]C.630JD.270J 【答案】C 【解析】根据牛顿第二定律得 解得 重心上升的高度为 离开地面时的速度为 增加的机械能为 故选C。 10.如图所示，在电场强度为E的匀强电场中，有相距为L的A,B两点，其连线与电场强 度方向的夹角为6，A、B两点间的电势差UAB=U1。现将一根长为L的细金属棒沿AB连线 方向置于该匀强电场中，此时金属棒两端的电势差UAB=U2,则() A E B A.U1=U2=ELcos0 B.U1=U2=-ELcos0 C.U1=ELcos0,U2=0 D.U1=-ELcos0,U2=ELcos0 【答案】C 【解析】根据匀强电场中电势差与电场强度关系式得 将金属杆放置于匀强电场中，静电平衡时金属杆为等势体，故 故选C。 11.一木块放在水平桌面上，关于木块的受力情况，下列说法中正确的是（) A.只受重力作用B.只受支持力作用 C.受重力、支持力作用D.受重力、支持力和摩擦力作用 【答案】C 【解析】ABCD.木块放在水平桌面上时，竖直方向上受到重力和支持力，水平方向上木块相对于桌面没 有相对运动或相对运动趋势，不受摩擦力作用，故选C。 12.关于大小分别为7N和5N的两个力的合力，下列说法正确的是（)】 A.合力可能为12NB.合力不可能为10N C.合力可能为15ND.合力不可能为4N 【答案】A 【解析】大小分别为7N和5N的两个力的合力范围为 即 A.合力可能为12N,故A正确： B.合力可能为1ON,故B错误； C.合力不可能为15N,故C错误； D.合力可能为4N,故D错误。 故选A。 13.下列物理量的合成与分解不遵循平行四边形法则的是() A.速度B.加速度C.位移D.路程 【答案】D 【解析】速度、加速度和位移既有大小又有方向，即为矢量，矢量运算遵循平行四边形定则，而路程只 有大小，没有方向，为标量，标量运算不遵循平行四边形定则。 故选D。 14.在如图所示的电路中，闭合开关，电源给电容器充电。稳定后，电容器（) A.两极板带等量同种电荷B.两极板带等量异种电荷 C.上极板所带电荷量为零D.下极板所带电荷量为零 【答案】B 【解析】AB.稳定后，电容器上极板带正电，下极板带负电，故两极板带等量异种电荷，故A错误，B 正确； CD.上、下极板所带电荷量为 故CD错误。 故选B。 15.2022年3月23日，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行 太空授课，精彩展示失重环境下的太空“冰雪”实验、液桥演示实验、水油分离实验、太空抛 物实验。空间站物体处于失重状态，是指这个物体（) A.不受地球吸引力B,受到地球吸引力和向心力平衡 C.不受重力作用D.受到的地球引力提供了物体做圆周运动的向心力 【答案】D 【解析】ABD.空间站中的物体处于完全失重状态，是由于地球对物体的万有引力提供它们围绕地球做 圆周运动的向心力，故AB错误，D正确； C.万有引力的分力提供重力，物体仍受重力作用，故C错误。 故选D。 16.如图所示，竖直平面内有一圆心为、半径为的圆，水平直径的A、C两端点分别固定点 电荷，为竖直直径，为OB的中点，且P、D两点的电势差为。一带电荷量为、质量为的小 球以一定初速度从点开始竖直向下运动，经过点时加速度大小为，在P、B间运动时加速度 大于。忽略小球所带电荷对电场的影响，重力加速度为，取无穷远处为零电势点。则小球从 到的过程中() O R 805 D 2g g B B qU--mgR A.经过点时的速度最小B.经过点时的加速度大于 C.机械能先增大后减小D.初动能大于 【答案】D 【解析】A.设点的场强大小为，则在点有 可得 又小球在P、B间运动时加速度大于，则P、B间场强大于，且方向竖直向下。根据对称性可知小球在 OD中点所受合力为零，小球先减速后加速，在OD中点时速度最小，A错误； B.点的场强为零，小球在点只受重力，加速度大小为9，B错误； C.从到的过程中电场力先做负功后做正功，小球的机械能先减小后增大，C错误； D.设OD中点为，根据对称性可知，P、F电势相等，则F、D两点的电势差也为U,从到，电场力大于 重力，小球做减速运动，从到，小球做加速运动，即小球到达点时速度不为0，就能到达点，使小球能经 过点即可到达点，由 有 D正确。 故选D。 17.如图所示，一带电粒子以速度垂直于电场从某点射入极板M、N之间，并从右侧射出电 场。如果M、N间电压变为原来的4倍，粒子仍以原速度ⅴ射入，且仍能从右侧射出。不计 粒子重力，则前后两次带电粒子在电场中运动的时间之比为() M N A.4:1B.1:4C.1:1D.2:1 【答案】C 【解析】根据题意可知，带电粒子在垂直于电场方向上做匀速直线运动，前后两次均从右侧射出，其垂 直于电场方向上的位移不变，由于垂直于电场方向上速度不变，由可知 可得，前后两次带电粒子在电场中运动的时间不变，即时间之比为。 故选C。 18.电子被加速器加速后轰击重金属靶时，会产生射线，可用于放射治疗。图甲展示了一台 医用电子直线加速器，其原理如图乙所示：从阴极射线管的阴极K发射出来的电子（速度可 忽略)，经电势差的绝对值为U的电场加速后获得速度ⅴ，加速电场两极板间的距离为d, 不计电子所受重力。下列操作可使ⅴ增大的是（) U 十 甲 乙 A.仅增大UB.仅减小UC.仅增大dD.仅减小d 【答案】A 【解析】电子在电场中加速，由动能定理可得 解得 易知可使v增大的操作是仅增大U。 故选A。 19.如图所示，一电荷仅受电场力作用沿虚线从A点运动到B点，则运动过程中下列说法正 确的是（) E A.该电荷带正电B.该电荷做加速运动 C.该电荷电势能增加D.该电荷的加速度在减小 【答案】B 【解析】A.由于合力指向轨迹内侧，而电荷仅仅受到电场力作用，可知电荷所受电场力方向与电场强度 方向相反，则电荷带负电，故A错误； B.根据上述可知，电场力与电荷运动速度方向之间的夹角为锐角，即该电荷做加速运动，故B正确； C.根据上述可知，电场力做正功，电势能减小，故C错误； D.电场线分布的密集程度表示电场强弱，根据图像可知由A到B,电场线分布逐渐变密集，则电场强度 逐渐增大，电荷所受电场力逐渐增大，则该电荷的加速度在逐渐增大，故D错误。 故选B。 20.如图所示，水平放置着一根通电直导线，电流方向垂直纸面向外，α、b、c和d是以通 电直导线为圆心的同一圆周上的四个点。已知通电直导线产生磁场的磁感应强度在同一圆周 上各点大小相等。再添加一个竖直向下的匀强磁场，则在这四个点中合磁场的磁感应强度最 大的点是() A.a B.b C.c D.d 【答案】A 【解析】根据右手螺旋定则可知，通电直导线产生的磁场方向为逆时针方向，如图所示 根据磁感应强度叠加原则可知合磁场的磁感应强度最大的点是α。 故选A。 二、填空题：本大题共2小题，每小题6分，共12分。 21.(6分)汤姆孙的研究表明，电子是构成原子的基本粒子之一，1909年卢瑟福用粒子轰击 金箔后，提出电子广泛存在于原子内部的核外空间中。设电子质量为m,电荷量为e。 图1 图2 (1)以一个粒子以速度ⅴ与原来静止的电子发生弹性正碰为例，通过计算说明“枣糕模型”中的 电子不足以影响x粒子的运动。（已知粒子的质量为电子质量的7300倍） (2)正电子发射计算机断层扫描是一种核医学成像技术，它的基本原理：将放射性同位素氟-18注 入人体参与人体的代谢过程。氟-18在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转 化为一对光子，被探测后，经计算机处理后产生清晰的图像（图）。 ①写出氟-18的衰变的方程式。 ②设光速为c,普朗克常量为h,探测到的正、负电子湮灭后生成的光子的波长为。 (3)如图2，真空玻璃管两端的圆形金属电极K、A间的距离为d,电极A的半径为r、用频率为f 的光照射K,当电源接的是反向电压U1时，电流表恰无示数。已知普朗克常量为h。 ①金属K的极限频率vc是。 ②（计算）当电源提供正向电压时，K、A之间的电场可看作匀强电场，为使从电极K中心逸出光 电子都能到达电极A,正向电压U2为多大？ 18F原子核 0在不 射线 正电 子 Y- 射线 【答案】(1)说明见解析。(2)①918F→818O+10e;②hmc。(3)①v-eU1h:②4U1d2r2。 【解析】(I)设电子的质量为me,碰撞后x粒子的速度为va,电子的速度为ve,碰撞过程中 由动量守恒有mxv=mvo+meve, 由能量守恒有12mxv2=12mv2+12meve2 解得va=m-mem+mev,因为mr-memx+me≈1，所以v≈v, 即α粒子受电子的影响是微乎其微的，不能被反弹。 (2)①根据质量数与质子数守恒，氟-18的衰变方程为 918F→818O+10e; ②正负电子湮灭方程为10e+-10e→2y, 由质能方程得△E=△mc2=2mc2, 由能量守恒得△E=2hv=2hc, 化简得正负电子湮灭后生成的光子的波长为=hmc。 (3)①根据动能定理有Ekmax=-eU1, 根据光电效应方程有Ekmax-=hv-W0,W0=hvc 解得金属K的极限频率vc=v-eU1h。 ②假设光电子从K极板出来后，最大初动能的速度是平行K极板时，如果此种情况光电子都能达到A极板 上，则所有的光电子都能达到A极板上，有Ekmax-=eU1=12mv02,v0t=r,a=eU2md,12at2=d 解得正向电压U2=4U1d2r2。 22.(6分)请回答下列问题： 一个静止在匀强磁场中的铀核92238U,经一次x衰变后，产生钍核90234Th。 (1)试写出上述衰变的核反应方程； (2)一个静止的铀核发生衰变，以ⅴ的速度释放一个粒子，求钍核的速度大小； (3)若铀核的质量为m1,o粒子的质量为m2,产生的钍核的质量为m3,真空光速为c,一个轴核发 生衰变释放的结合能大小为。 (④)发生衰变后放出的粒子和反冲核都以垂直于磁感线的方向运动，形成如图所示的8字型轨 迹，大圆是（选填“A钍核”、“B.粒子”）的运动轨迹，并在图中标出小圆粒子的运动方向。 【答案】(1)92238U→90234Th+24He; (2)2v117; (3)m1-m2-m3)c2: (4)B; 【解析】(1)衰变的核反应方程92238U→23490Th+24He (2)由动量守恒可知m钍v'-mv=0 可得钍核的速度v'=mom钍v=4234v=2v117 (3)质量亏损：△m=m1-m2-m3 根据质能方程，则有释放出的能量 △E=△mc2=(m1-m2-m3)c2 (4)根据qvB=mv2r 可得r=mvqB 两粒子动量大小相等，则roc1q 可知大圆是x粒子的运动轨迹，故选B; 根据左手定则可知，小圆粒子运动方向也为顺时针，如图 三、实验探究题：本大题共2小题，每小题6分，共12分。 23.(6分)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水。待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在 水面上。 ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定。 ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算 出油酸分子直径的大小。 ④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积 时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。 ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。 完成下列填空： (1)上述步骤中，正确的顺序是。（填写步骤前面的数字） (2)将1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液；测得1cm3的油酸酒精溶液有50 滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.132。由此估算出 油酸分子的直径为m。(结果保留1位有效数字) 【答案】(1)④①②⑤③(2)5×10-10 【解析】(1)“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为： 配制酒精油酸溶液（教师完成，记下配制比例）→测定一滴酒精油酸溶液的体积v=VN(题中的④)→准备浅水 盘（①）→形成油膜（②）→描绘油膜边缘（⑤》→测量油膜面积（③）→计算分子直径（③） (2)计算步骤：先计算一滴油酸酒精溶液中油酸的体积=一滴酒精油酸溶液的体积×配制比例=1×10- 650×1300,再计算油膜面积，最后计算分子直径=1×10-650×1300×10.13=5×10-10m。 24.(6分)小云用如图所示装置探究水的沸腾。 (1)组装实验器材时，应按照（选填“自上而下”或“自下而上的顺序。实验室现有水银温度计 (-20~120℃)、酒精温度计(80~60℃)、体温计、寒暑表等不同种类的温度计，本实验应选用的 温度计是。 (2)实验中，小云观察到水在沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同，如图甲、乙所示，表示沸 腾前气泡上升情况的是图。 (3)实验完毕，小云撤去酒精灯后发现水继续沸腾了一段时间，原因是。 甲 【答案】(1)自下而上；水银温度计；(2)甲(3)石棉网的余温仍高于水的沸点，水可以继续吸热。 【解析】（①）酒精灯需用外焰加热，所以要放好酒精灯，再固定铁圈的高度，而温度计的玻璃泡要全部浸没到液 体中，但不能碰到容器壁和容器底，所以先放好烧杯后，再调节温度计的高度，所以组装实验器材时，应按照自 下而上的顺序 温度计的量程是35℃~42℃，家用寒暑表的量程是-20℃~60℃，水银温度计的量程为-20℃~120℃酒精温 度计的量程为-80℃~60℃，而标准大气压下水的沸点是100℃，所以应选择水银温度计； (②)甲图气泡在上升过程中，体积逐渐减小，所以是沸腾前的情况，乙图气泡在上升过程中气泡体积增大，所以 是沸腾时的情况； (3)刚撤掉酒精灯时，铁圈、石棉网的温度还高于水的温度，所以可以继续吸热，不马上停止沸腾； 四、计算题：本大题共2小题，共16分。 25.(8分)图（α）为一LC振荡电路，已知电容器C板上带电量随时间变化的图线如图b)所 示。那么在1×10-6s至2×10-6s时间内，电容器C处于何种过程？由这个振荡电路激发的电磁 波波长又为多大？ t(X10-6s) 图(a) 图(b) 【答案】电容器C处于充电过程，这个振荡电路激发的电磁波波长1200米。 【解析】由题意可知，电容器在1×10-6s到2×10-6s内，电量在不断增加，说明正在充电； 由图可知，T=4×10-6s,根据λ=CT=3×108×4×10-6m=1200m 26.(8分)某物体在地面上受到的重力为160N,将它放置在卫星中，在卫星以α=12g的加速 度随火箭向上加速升空的过程中，当物体与卫星中支持物相互挤压的力为90N时，卫星距地球 表面有多远？（地球半径R地=6.4×103km,g表示地面处重力加速度，g取10m/s2) 【答案】1.92×104km 【解析】物体在地面受到地球的引力等于重力 即GMmR地2=mg, 物体离地面h处受到地球的引力为GMmR地+h2, 物体随火箭向上加速，由牛顿第二定律得 FN-GMmR地+h2=ma, 联立解得h=1.92×104km。