高考物理模擬試題(三)

■重慶市大學城第一中學校 楊天才(特級教師,正高級教師)

一、選擇題(第1～5題為單選題,第6～8題為多選題)

1.甘肅武威的釷基熔鹽堆核能系統(TMSR)是第四代核能系統之一,它的試驗成功標志著我國在這方面的研究處于國際引領地位。其中釷基核燃料鈾由較難裂變的釷吸收一個中子后經過若干次β衰變而來,鈾的一種典型裂變產物是鋇和氪。下列說法中正確的是( )。

A.外界溫度越高,釷核衰變的速度越快

C.在鈾核裂變成鋇和氪的核反應中,核子的比結合能增大

2.在如圖1所示的電路中,L1、L2、L3是三個相同的燈泡,電感線圈L的電阻和電源的內阻可忽略,D 為理想二極管。下列判斷中正確的是( )。

圖1

A.開關S從斷開狀態突然閉合時,燈泡L1逐漸變亮,燈泡L2一直不亮,燈泡L3立即變亮

B.開關S從斷開狀態突然閉合時,燈泡L1、L2逐漸變亮,燈泡L3立即變亮再熄滅

C.開關S從閉合狀態突然斷開時,燈泡L1逐漸熄滅,燈泡L2突然變亮,然后逐漸變暗至熄滅,燈泡L3立即熄滅

D.開關S從閉合狀態突然斷開時,燈泡L1、L2逐漸熄滅,燈泡L3突然變亮,然后逐漸變暗至熄滅

3.如圖2所示,一粗糙斜面固定在水平面上,質量為m的滑塊通過一根跨過斜面頂端光滑定滑輪的輕繩與一鉤碼相連。能使滑塊在斜面上保持勻速運動的鉤碼質量的最大值和最小值分別為m1和m2。設輕繩與斜面保持平行,斜面傾角為θ,則滑塊與斜面之間的動摩擦因數為( )。

圖2

4.如圖3所示,空間分布著范圍足夠大的磁感應強度為B的水平勻強磁場,一個質量為m,電荷量為+q的帶電小圓環套在一根固定的絕緣傾斜長桿上,環與桿之間的動摩擦因數為μ。現使圓環以初速度v0沿桿向上運動,不計空氣阻力。如圖4所示的描述該圓環上滑過程中的速度v隨時間t、機械能E隨位移x變化的圖像中,可能正確的是( )。

圖3

圖4

5.一靜止的物體受到水平外力作用在粗糙水平地面上從t=0時刻開始做直線運動,其x-t圖像如圖5所示。0～T、T～2T時間內的函數關系分別為不同的二次函數。下列說法中正確的是( )。

A.0～T時間內物體的速度為零

B.物體在0～T、T～2T時間內的加速度大小之比為1∶3

C.物體在T、2T末的速率之比為1∶3

D.在T～2T時間內物體受到的水平外力為恒力

6.在某靜電場中建立Ox軸,x軸上各點的電場強度均與x軸共線,x軸上各點的電勢φ隨坐標x變化的關系圖像如圖6所示,圖像上P點為曲線拐點,P點切線與x軸交點處坐標為x2。現讓一電子從坐標原點O以初速度v0沿x軸正方向運動。已知電子的質量為m,電荷量的絕對值為e,不計電子重力,取無窮遠處電勢為零。下列說法中正確的是( )。

圖6

A.電子沿x軸做加速運動

B.電子經過x1處時加速度最大,此時電勢能也最大

C.若電子最遠能到達x3處,則x3處的電勢

7.地球同步軌道上的衛星失效后,及時將其清理,能為新的衛星釋放空間。2021年12月底,我國自主研發的“實踐21 號”衛星“捕捉”到同步軌道上已失效的“北斗2號”衛星,并與之完成對接。2022年1月22日,“實踐21號”完成大幅度變軌機動,將“北斗2號”拖入一條高于同步軌道的“墓地軌道”。1月26日,“實踐21號”與“北斗2號”脫離,并于1月28日返回地球同步軌道。已失效的“北斗2號”將在高于同步軌道帶的太空區域漂流。這一舉措展示了我國作為太空大國的責任和擔當,也讓世界見證了中國的科技實力。將上述過程作如圖7所示的簡化:組合體在同步軌道上的P點變軌,經過轉移軌道,運行到比同步軌道高3 000 km 的“墓地軌道”上的Q點,在Q點組合體完成分離,其中“實踐21號”再經轉移軌道獨自返回同步軌道。已知地球同步軌道高度約為35 786 km,地球半徑約為6 371 km,則( )。

圖7

A.由題中所給數據,可以估算出已失效的“北斗2號”在“墓地軌道”上的運行周期

B.由題干材料可知,“實踐21號”在轉移軌道上的運行周期約為4天

C.對于“實踐21號”衛星,若僅考慮地球對它的萬有引力作用,其沿同步軌道運行經過P點時的加速度大小為a1,沿轉移軌道運行經過P點時的加速度大小為a2,則a1=a2

D.若要使已失效的衛星由Q點脫離地球引力的束縛,需要在Q點至少給它一個大于11.2 km/s的初速度

8.如圖8所示,質量均為m的A、B兩個物塊放在水平轉盤上,它們與臺面之間的動摩擦因數均為μ,A、B兩物塊離軸的距離分別為L、2L,開始時,細繩恰好伸直但無張力。現讓轉盤從靜止開始轉動,在其角速度緩慢增大的過程中,物塊均未相對轉盤運動前,設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。下列說法中正確的是( )。

圖8

A.物塊A受到的摩擦力先增大再減小再增大

C.不可能出現A、B兩物塊所受摩擦力大小相等的時刻

D.細繩拉力的最大值為3μmg

二、非選擇題

(一)必考題

9.利用如圖9所示的裝置測定某地的重力加速度g。打開試管夾,由靜止釋放小鐵球,小鐵球經過正下方的固定在鐵架臺上的光電門1和2,與光電門相連的光電計時器顯示小鐵球經過光電門1和2所用的時間分別為Δt1和Δt2,用刻度尺測量得光電門1和2間的距離為H。

圖9

(1)用游標為20分度的卡尺測量小鐵球的直徑,卡尺上的示數如圖10所示,則小鐵球的直徑D=____mm。

圖10

(2)小鐵球經過光電門2 時的瞬時速度大小v=____。(用題中字母表示)

(3)該地的重力加速度大小g=____。(用題中字母表示)

10.在電學實驗設計電路時,要思考以下兩個問題:

(1)電流表內接還是外接?

如圖11所示,某同學測量燈泡電阻時采用試接的方法,讓電壓表的一端接在A點,另一端先后接到B點和C點。他發現電壓表示數有明顯變化,而電流表示數無明顯變化,說明小燈泡的阻值與_____(選填“電流表”或“電壓表”)的阻值接近,應選擇電流表_____(選填“內接”或“外接”)的電路。

圖11

(2)如何選擇滑動變阻器?

某負載電阻R0=50 Ω,有四種規格的滑動變阻器可供選擇,其最大阻值R1分別為5 Ω、20 Ω、50 Ω、200 Ω。將它們分別接入如圖12甲所示的電路中。保持M、N間的電壓恒定,從左向右移動滑片P,研究電壓表的示數U與滑動變阻器接入電路的長度x的關系,畫出U-x圖像,如圖12乙所示。設,要求滑動變阻器對電壓的調節最好是線性的,不要突變,電壓的變化范圍要盡量大。滿足上述要求的k值的理想范圍為______。

圖12

A.k＜0.1

B.0.1≤k≤0.5

C.k＞1

11.“打彈珠”是一種常見的兒童游戲,該游戲的規則為:將手中一彈珠以一定的初速度瞬間彈出,并與另一靜止的彈珠發生碰撞,被碰彈珠若能進入小坑中即為勝出。現將此游戲進行簡化,如圖13所示,粗糙程度相同的水平地面上,彈珠A和彈珠B與坑在同一直線上,兩彈珠間距x1=2 m,彈珠B與坑的間距x2=1 m。某同學將彈珠A以初速度v0=6 m/s水平向右瞬間彈出,經過時間t1=0.4 s與彈珠B發生彈性正碰。已知兩彈珠的質量均為m=2.5 g,取重力加速度g=10 m/s2,若彈珠A、B與地面間的動摩擦因數均相同,并將彈珠的運動視為滑動,求:

圖13

(1)碰撞前瞬間彈珠A的速度大小和彈珠與地面間的動摩擦因數μ。

(2)判斷該同學能否勝出。

12.如圖14所示,位于豎直平面內的直角坐標系xOy的第一象限虛線上方(包含虛線)存在豎直向下的勻強電場,電場強度為E;第三象限某個區域內存在垂直于紙面向里的勻強磁場(未畫出),磁感應強度為B。現有大量質量為m,電荷量為+q的粒子以相同的初速度v0水平射入電場,均經過O點進入磁場,最后離開磁場進入第四象限,粒子在第三象限內運動時均處在磁場中,忽略粒子的重力及相互間的作用。

圖14

(1)勻強電場的邊界方程(粒子入射點的坐標y和x間的關系)。

(2)將粒子進入電場的位置記為P(x,y),其中0＜y≤y0,0＜x≤x0,若,求磁場區域的最小面積。

(3)在(2)問的基礎上,若在x＞0,y＜0的空間內加一沿x軸方向的大小未知的勻強磁場B1,則從P(x0,y0)進入電場的粒子,在磁場B1中運動軌跡最高點的y軸坐標恰好為0,求軌跡最高點對應的x軸坐標的可能取值。

(二)選考題

13.[選修3—3]

(1)一定質量的理想氣體從狀態A經過狀態B、C、D再到狀態A,其體積V和熱力學溫度T的關系圖像如圖15所示,BA和CD連線的延長線均經過O點,則下列說法中正確的是( )。

圖15

A.氣體在狀態B時的壓強大于在狀態C時的壓強

B.從狀態D到狀態A,外界對氣體做功,氣體吸熱

C.從狀態C到狀態D,每個氣體分子的速率都減小

D.從狀態A到狀態B的過程中氣體對外界做的功等于從狀態C到狀態D的過程中外界對氣體做的功

(2)疫情防控,人人有責。某商場保潔人員用于消毒的噴壺示意圖如圖16甲所示,壺的容積為2.0 L,內含1.5 L的消毒液。現閉合閥門,緩慢向下壓壓桿,每次可向壺內儲氣室充入體積為0.05 L、壓強為1.0 atm 的空氣,多次下壓后,壺內氣體壓強變為2.5 atm時,按下按柄,打開閥門,消毒液從噴嘴處噴出,待消毒液不再噴出時關閉閥門。若將空氣視為理想氣體,充氣和噴液過程中氣體溫度保持不變,不考慮導管內液柱對噴壺內氣體壓強的影響,外界大氣壓強為1.0 atm,1.0 atm=1.0×105Pa。

圖16

(ⅰ)求充氣過程向下壓壓桿的次數n。

(ⅱ)噴液過程中,氣體狀態變化的等溫線可近似看成一段傾斜直線,如圖16乙所示,估算噴液過程中壺內氣體從外界吸收的熱量Q。

14.[選修3—4]

(1)如圖17所示,甲、乙兩列簡諧橫波在同種均勻介質中傳播,t=0時刻兩列波恰好在坐標原點O相遇,已知甲波沿x軸正方向傳播,頻率為5 Hz;乙波沿x軸負方向傳播,則( )。

圖17

A.甲波在該介質中傳播的周期為0.4 s

B.乙波在該介質中傳播的速度為20 m/s

C.甲、乙兩波均傳播到坐標原點處后,該處質點始終位于平衡位置

D.甲、乙兩波均傳播到x=2 m 處后,該處質點的振幅為30 cm

(2)如圖18所示,玻璃磚的截面由半圓和等腰直角三角形組成,半圓的半徑為R,在截面內一束單色光由D點射入玻璃磚,入射角為α,折射角為β,折射光線與半圓的直徑垂直,且通過AB邊的中點E,DE連線與AB邊的夾角也為α,最后光線從玻璃磚中射出時與入射光線相交于P點(未畫出),已知光在真空中的傳播速度為c,sin 15°=求:

圖18

(ⅰ)玻璃磚的折射率n。

(ⅱ)光從P點射向玻璃磚到再次回到P點所用的時間t。