鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟学校2018年五月联考
高三理科综合试卷(物理)
二、选择题:(本题共8小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,第14-18题只有一项符合题目要求,第19-21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1. 关于原子结构与原子核的知识,下列说法正确的是
A. I→Xe+e属于重核裂变反应,反应过程有质量亏损
B. Th(钍核)的半衰期是24天,对它施加压力后,半衰期可能变短
C. α、β、γ三种射线中,α射线的穿透能力最强
D. 卢瑟福根据α粒子散射实验,提出了原子的核式结构模型
【答案】D
【解析】A、I→Xe+e属于裂变反应,反应过程有质量亏损,故A错误;
B、半衰期是由原子核内部自身决定的,与地球环境不同,所以半衰期不变,故B错误;
C、α、β、γ三种射线中,γ射线的穿透能力最强,α射线的穿透能力最弱,电离能力最强,故C错误;
D、卢瑟福根据α粒子散射实验,提出了原子的核式结构模型,故D正确;
故选D。
2. 两个质点A、B放在同一水平面上,从同一位置沿相同方向做直线运动,其运动的v-t图象如图所示.对A、B运动情况的分析,下列结论正确的是
A. 在6s末,质点A的加速度大于质点B的加速度
B. 在0-12s时间内,质点A的平均速度为ms
C. 质点A在0-9s时间内的位移大小等于质点B在0-3s时间内的位移大小
D. 在12s末,A、B两质点相遇
【答案】A
............
B、在0~12s时间内,质点A的位移为,平均速度为,故B错误;
C、质点A在0-9s时间内的位移大小,质点B在0-3s时间内的位移大小,故C错误;
D、在12s末,A、B两质点相距的距离等于它们的位移之差,为,故D错误;
故A正确;
【点睛】在速度-时间图象中,图线的斜率表示加速度,图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移;根据几何关系求出质点A、B在0~12s内的位移,再由位移与时间之比求其平均速度,根据位移关系分析何时两质点相遇。
3. 如图所示,平行板电容器与一个恒压直流电源连接,下极板通过A点接地,一带电液滴在P点刚好平衡,现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离,则
A. 静电计指针张角变小 B. 液滴将向上移动
C. P点电势降低 D. 液滴在P点的电势能减小
【答案】D
【解析】A、静电计测量的是电容器两端的电势差,因为电容器始终与电源相连,则电势差不变,所以静电计指针张角不变,故A错误;
BCD、电势差不变,d增大,则由公式分析得知板间电场强度减小,带电液滴受到的电场力减小,液滴将向小移动;P点与上极板间的电势差减小,而P点的电势比上极板低,上极板的电势不变,则P点的电势增大,因为油滴带负电荷,则小球的电势能减小,故D正确,BC错误;
故选D。
【点睛】本题运用分析板间场强的变化,及掌握电容的定义式与决定式的区别.运用推论:正电荷在电势高处电势能大,而负电荷在电势高处电势能小,来判断电势能的变化。
4. 如图所示,一绝缘的斜面体始终静止于水平地面上,C、D、E是斜面上3个点,一带正电的绝缘点电荷+Q固定在斜面体内部P点(斜面体对点电荷+Q的电场分布没有影响),P、D连线垂直于斜面。滑块A、B叠在一起,B带负电,A不带电,A与B绝缘。现将A、B从C点由静止释放,下滑过程中A、B保持相对静止,斜面体始终受到地面向左的静摩擦力,在滑块A、B从C点经过D点再滑到E点过程中,下列说法正确的是
A. 滑块A、B在D点速度最大
B. 整个下滑过程中,滑块A、B均处于失重状态
C. 整个下滑过程中,滑块A、B机械能的变化量一定大于滑块B电势能的变化量
D. 若在B上施加一个平行斜面向下的恒力F,地面对斜面体的摩擦力将变大
【答案】B
【解析】AB、以滑块AB、斜面体为整体,根据牛顿第二定律可知,滑块AB有水平向左的加速度分量,以滑块A、B整体,受重力、斜面体对其作用力,整个下滑过程中, 滑块A、B受到的合外力方向为左斜下,滑块A、B一直沿斜面向下加速运动,故A错误;B正确;
C、整个下滑过程中,若斜面无摩擦,根据能量守恒,滑块A、B机械能的变化量等于滑块B电势能的变化量;若斜面有摩擦,根据能量守恒,滑块A、B机械能的变化量等于滑块B电势能的变化量与因摩擦增加的内能之和,故C错误;
D、以滑块A、B为对象,在B上施加一个平行斜面向下的恒力F时,斜面体对其支持力不变,所以斜面体对其摩擦力不变,即斜面体对其作用力不变;以斜面体为对象,B对斜面体的作用力不变,故地面对斜面体的摩擦力将不变,故D错误;
故选B。
5. 某人在赤道上通过天文观测,发现一颗奇特卫星,该卫星在赤道平面内自西向东飞行,绕地球周运动,每隔时间t都会出现在他头顶上方,已知地球自转周期为T,地球表面重力加速度为g,地球半径为R,则下列说法中不正确的是
A. 地球的质量M=
B. 该卫星的周期T0=
C. 该卫星的高度h=
D. 若该卫星的圆轨道半径增大,则相邻两次出现在观察者头顶的时间间隔t将增大
【答案】C
【解析】A、由万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得,解得地球的质量,故A正确;
B、设该卫星的周期为,根据题意可得,解得,故B正确;
C、由万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得,该卫星的高度,故C错误;
D、若该卫星的圆轨道半径增大,根据开普勒第三定律可知该卫星的周期增大,则相邻两次出现在观察者头顶的时间间隔将增大,故D正确;
不正确的故选C。
6. 如图甲所示为小型交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,线圈的匝数n=200、电阻r=1Ω,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R=9Ω,与R并联的交流电压表为理想电表,在r=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量随时间t按如图乙所示的正弦规律变化。下列说法正确的是
A. 该交流电的频率为50Hz
B. 交流发电机产生的电动势最大值为400V
C. 电路中交流电压表的示数约为255V
D. 若将线圈转速变成原来2倍,交流发电机的输出功率将变成原来的2倍
【答案】BC
【解析】A、由图可知,该交流电的频率为,故A错误;
B、交流发电机产生的电动势最大值为,故B正确;
C、交流发电机产生的电动势有效值为,电路中交流电压表的示数,故C正确;
D、若将线圈转速变成原来2倍,根据,可知交流发电机产生的电动势为原来的2倍,根据可知交流发电机的输出功率将变成原来的倍,故D错误;
故选BC。
【点睛】根据Em=NBSω求出交流发电机产生的的感应电动势,电路中交流电压表的示数为有效值,根据求出有效值,根据判断交流发电机的输出功率变化。
7. 地面上方存在竖直方向的电场,电场强度随高度的变化而改变,如图甲所示,一带电的物体静止在绝缘的水平地面上,在电场力的作用下开始向上运动。在物体运动过程中所带电量不变,空气阻力不计,物体在运动过程中仅受重力和电场力作用,取水平地面为重力势能的零势能面,其机械能E与竖直位移x的关系图象如图乙所示,其中曲线上A点处的切线的斜率最大,则
A. 在x1处电场强度最强
B. 在x1→x2过程中,物体的动能先增大后减小
C. 在x3→x4过程中,物体向下运动
D. 在x3→x4过程中,物体的电势能一直增大
【答案】ABD
【解析】A、机械能与位移图线的斜率表示受到的电场力,A处的切线的斜率最大,说明此位置受到的电场力F最大,则电场强度E=Fq最大,即在x1处电场强度最强,故A正确;
B、在x1→x2过程中,电场力减小,在x2的位置,电场力为零,所以合外力方向先竖直向上后竖直向下,故合外力先做正功后做负功,物体的动能先增大后减小,故B错误;
CD、在x3→x4过程中,机械能在减小,则电场力在做负功,电势能要增大;图线的斜率为负,表示电场力向下,物体向上运动,故C错误,D正确;
故选ABD。
【点睛】本题画出了我们平时所陌生的机械能与高度的变化图象;要求我们从图象中分析物体的运动过程.要求我们能明确机械能与电场力做功的关系;明确重力做功与重力势能的关系;并正确结合图象进行分析求解。
8. 如图所示,光滑金属轨道由圆弧部分和水平部分组成,圆弧轨道与水平轨道平滑连接,水平部分足够长,轨道间距为L=1m,平直轨道区域有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为IT,同种材料的金属杆a、b长度均为L,a放在左端弯曲部分高h=0.45m处,b放在水平轨道上,杆ab的质量分别为ma=2kg,mb=1kg,杆b的电阻Rb=0.2Ω,现由静止释放a,已知杆a、b运动过程中不脱离轨道且不相碰,g取10m/s2,则
A. a、b匀速运动时的速度为2m/s
B. 当b的速度为1m/s时,b的加速度为3.75m/s2
C. 运动过程中通过b的电量为2C
D. 运动过程中b产生的焦耳热为1.5J
【答案】AC
【解析】A、对杆a下滑的过程中,由机械能守恒定律得: ,解得,a、b杆在水平面上运动时,稳定时一起匀速运动,由动量守恒定律得:,解得,故A正确;
B、a、b杆在水平面上运动时,由动量守恒定律得:,当b的速度为1m/s时,a的速度为2.5m/s,b受到的安培力为,b的加速度为,故B错误;
C、对b杆,由动量定理可得,运动过程中通过b的电量为,故C正确;
D、由能量守恒得杆a和杆b共产生的焦耳热为,杆b中产生的焦耳热为,故D错误;
故选AC。
9. 用如图甲所示装置结合频闪照相机拍摄的照片来验证动量守恒定律,实验步骤如下:
①用天平测出A、B两个小球的质量mA和mB;
②安装好实验装置,使斜槽的末端所在的平面保持水平;
③先不在斜槽的末端放小球B,从斜槽上位置P由静止开始释放小球A,小球A离开斜槽后,频闪照相机连续拍摄小球A的两位置(如图乙所示);
④将小球B放在斜槽的末端,再从位置P处由静止释放小球A,使它们碰撞,频闪照相机连续拍摄下两个小球的位置(如图丙所示);
⑤测出所需要的物理量。
请回答:
(1)实验①中A、B的两球质量应满足mA__________mB (填“>”、“=”或“<”)
(2)在步骤⑤中,需要在照片中直接测量的物理量有_____________(请选填“x0、y0、xA、yA、xB、yB” )
(3)两球在碰撞过程中若动量守恒,满足的方程是:__________________(用所测物理量表示)
【答案】 (1). > (2). , , (3).
【解析】(1)在小球碰撞过程中水平方向动量守恒,故有mAv0=mAv1+mBv2,在碰撞过程中动能守恒,故有,解得,要碰后a的速度v1>0,即mA-mB>0,mA>mB;(2)由于频闪照相的频率固定,因此只需要测量小球的水平位移,在步骤⑤中,需要在照片中直接测量的物理量有x0、xA、xB;(3)验证的方程为mAx0=mAxA+mBxB
10. 同学为了测量一种电热丝的电阻率,他先用刻度尺量得电热丝的长度为L,用螺旋测微器测得直径D,再用多用表测量该电热丝的电阻。
(1)如图甲所示,直径D=___________mm,用多用表“×100”的欧姆挡测量该电热丝的电阻如图乙所示,则电阻Rx =___________Ω
实验室还提供了如下器材:
①电流表A1(量程:0.6A、内阻RA1=0.1Ω) ②电流表A2(量程:1mA,内阻RA2=120Ω)
③电压表V1(量程:15V、内阻约为7.5kΩ) ④电压表V2(量程:3V、内阻约为1kΩ)
⑤定值电阻R1,阻值为30Ω ⑥定值电阻R2,阻值为880Ω
⑦滑动变阻器R(最大阻值为20Ω) ⑧电势为3V的电池组E(内阻可忽略不计)
⑨开关S一个,导线若干
(2)为了精确地测量该电热丝的阻值,需要多测几组数据,需要选用的器材是_________(填器材前的序号),并将设计电路画在方框中(电热丝用“”表示)
(3)根据设计方案,电压表的读数为U,电流表的读数为I,则电阻率的表达式为ρ=________(所测物理量及已知物理量的字母表示)。
【答案】 (1). (2). (3). ②④⑤⑦⑧⑨ (4).
【解析】(1)由图甲所示螺旋测微器可知,固定刻度示数为0.5mm,可动刻度所示为6.0×0.01mm=0.060mm,螺旋测微器的示数为0.5mm+0.060mm=0.5600mm;
由图乙所示多用电表可知,金属丝电阻阻值R=6.0×100Ω=600Ω;
(2)先选唯一的器材是⑦⑧⑨,由于电势为3V的电池组E,故电压表选④电压表V2(量程:3V、内阻约为1kΩ),根据,电流表选②电流表A2(量程:1mA,内阻RA2=120Ω)与⑤定值电阻R1,阻值为30Ω并联改装的电表;故需要选用的器材是②④⑤⑦⑧⑨,
由于改装后的电流表阻值是已知值,所以电表内接法,由于滑动变阻器R小于电热丝的电阻,故滑动变阻器分压式,电路如图
(3)根据电路图可知电热丝的电阻,由于,联立解得
11. 如图所示,半径为R的四分之一光滑圆弧轨道最低点与水平传送带平滑连接,传送带以速度v0顺时针匀速转动,质量为m、可视为质点的物块从圆弧轨道顶端由静止下滑,物块与传送带间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,传送带不打滑。求物块从开始运动到第一次返回圆弧轨道的过程中:
(1)物块在水平传送带上运动的最大位移x;
(2)物块能够到达圆弧轨道的最大高度hmax
【答案】(1) (2)
解:(1)物块运动到斜面底端的速度为v1,由动能定理可得
解得
物块向左减速运动过程中加速度为a,最大位移为x,由牛顿第二定律可得
解得
由运动学公式可得
(2)由于传送带足够长,物块向左减速为0后再向右加速
若,即,则根据对称性,物块向右加速到斜面底端速度以
此时恰能回到出发点,即
若,即,则物块先向右加速,再向右匀速至斜面底端
由动能定理可得
解得
故当时,
当时,
12. 如图所示,在竖直平面内的xoy直角坐标系中,MN与水平x轴平行,在MN与x轴之间有竖直向上的匀强电场和垂直坐标平面水平向里的匀强磁场,电场强度E=2N/C,磁感应强度B=1T,从y轴上的P点沿x轴方向以初速度v0=1m/s水平抛出一带正电的小球,小球的质量为m=2×10-6kg,电荷量q=1×10-5C,g取10m/s2。已知P点到O点的距离为d0=0.15m,.MN到x轴距离为d=0.20m.(π=3.14,=1.414,=1.732,结果保留两位有效数字)
(1)求小球从P点运动至MN边界所用的时间;
(2)当小球运动到x轴时撤去电场,求小球到达MN边界时的速度。
【答案】(1) (2)
【解析】【分析】小球做平抛运动,由平抛运动的规律求进入磁场时速度,小球进入电磁场区域时,小球作匀速圆周运动,由几何关系,小球运动到MN时轨迹与MN相切,在电磁场中运动的时间,撤去电场后小球运动至MN,由动能定理和动量定理求出球到达MN边界时的速度的大小和方向;
解:(1)由平抛运动的规律,小球做平抛运动的时间为t1,进入磁场的速度为v,进入磁场时速度与x轴的夹角为,则
,解得
,
解得,
小球进入电磁场区域时,
故小球作匀速圆周运动,设轨迹半径为r,则
解得
由几何关系,小球运动到MN时轨迹与MN相切,在电磁场中运动的时间
小球从P点运动到MN所用时间
(2)撤去电场后小球运动至MN时速度大小为v,方向与水平方向成角,由动能定理
解得
取小球在水平方向上的运动分析,由动量定理:
,即
解得
13. 关于分子动理论,下列说法正确的是_______
A.已知标准状况下1mol氧气的体积为22.4L,阿伏伽德罗常数为NA,则标准状况下氧气分子之间的平均距离约为m
B.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则的运动,这反映了炭分子运动的无规则性
C.水和酒精混合后体积减小,说明液体分子之间存在着空隙
D.热平衡定律又叫做热力学第零定律
E.物质的温度是它的分子热运动的平均动能的标志
【答案】CDE
【解析】A、已知标准状况下1mol氧气的体积为22.4L,阿伏伽德罗常数为NA,则标准状况下氧气分子之间的平均距离约为m,故A错误;
B、显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则的运动,是布朗运动,这反映了液体分子运动的无规则性,故B错误;
C、水和酒精混合后体积减小,说明液体分子之间存在着空隙,故C正确;
D、热平衡定律又叫做热力学第零定律,故D正确;
E、物质的温度是它的分子热运动的平均动能的标志,故E正确;
故选CDE。
14. 一个容积为V0的氧气罐(视为容积不变),经检测,内部封闭气体压强为1.6p0,温度为0℃,为了使气体压强变为p0,可以选择以下两种方案:
①冷却法:已知T=t+273.15K,求气体温度降低了多少摄氏度(结果保留两位小数)?
②放气法:保持罐内气体温度不变,缓慢地放出一部分气体,求氧气罐内剩余气体的质量与原来总质量的比
【答案】(1) (2)
【解析】解(1)由气体的等容变化规律知
解得
气体温度降低了
(2)以全部气体为研究对象,由气体的等温变化规律
解得
氧气罐内剩余气体的质量与原来总质量的比
15. 如图所示,A、B两处为在同一均匀介质中且振动频率均为f的振源,两振源的振动步调完全相同,O点为两振源连线的中点。已知两振源在该介质中形成的机械波的振幅均为A0、波速均为v,AB=a,两振源的振动方向与初相位均相同。则下列说法中正确的是________(填正确答案的标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每错选1个扣3分,最低得分为0分)。
A.当O点开始振动后其振动频率等于振源的振动频率f
B.当O点开始振动后其振动频率等于振源的振动频率2f
C.当O点开始振动后其振幅等于2A0
D.当两振源间的距离a=n(n=1、2、3…)时,O点开始振动后其振幅一定小于2A0
E.当O点开始振动后,其振动不一定与两振源的振动步调相同
【答案】ACE
【解析】AB、两个波源振动频率均为f,那么质点O的振动频率也为f,故A正确,B错误;
C、波源的振幅为A,O为AB的中点,根据波叠加原理,则质点O的振幅为2A,故C正确;
D、根据波长与波速关系,则有,只要不满足,(n=1,2,3,…)那么两波源传播到质点O的振动,不是同步的,质点O的振幅就一定小于2A,故D错误;
E、当波源到质点O的间距是半个波长的偶数倍时,则O的振动可能与波源同步;若间距是半个波长的奇数倍时,则O的振动可能与波源不同步,故E正确;
故选ACE。
【点睛】各点的振动频率相同,根据振动方向来确定振动加强,还是减弱,进而确定振幅大小;根据两者间距与波长的倍数关系,从而确定是否同步。
16. 如图为三棱柱形棱镜的横截面,该横截面为直角边d=1m的等腰直角三角形,一细光束由AB面斜射入,并逐渐调节入射角及入射点的位置,使细光束经AB面折射后直接射到AC面,且当细光束与AB面的夹角为θ=30°时,该细光束恰好不能从AC面射出。求:
①棱镜的折射率为多大?
②如果入射点到A点的距离为,光在真空中的传播速度为c=3.0×108m/s,则光束从AB面传播到AC面所用的时间应为多少?(结果可保留根号)
【答案】(1) (2)
【解析】解:由题以作出光路图,如图所以
由几何关系可知,入射角
由于在AC面发生了全反射,则有
又因为
在AB面上
解得
(2)由几何关系可知,因为
所以
则有
光在棱镜中的速度为
则光速从AB面传播到AC面所用的时间
本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/e155686c2bf90242a8956bec0975f46527d3a7cc.html
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