高考物理模擬試題（五）

■湖北省枝江一中 陳 宏

一、選擇題(第1～5題為單選題,第6～8題為多選題)

1.2022年1月1日,我國自主研發的第三代核電“華龍一號”中核集團福清核電6號機組首次并網成功。核電站使用的燃料主要是鈾,已知真空中一個靜止的鈾238 核經過一次α衰變后變成一個釷234 核,衰變方程為,則下列說法中正確的是( )。

A.反應前鈾238 核的能量等于反應后釷234核與α粒子的能量之和

B.衰變后釷234核的動量與α粒子的動量相同

C.衰變后釷234核的質量與α粒子的質量之和小于衰變前鈾238核的質量

D.若钚元素的半衰期為τ,則經過時間τ,100個中有50個已經發生了衰變

2.中國高鐵具有極好的穩定性,硬幣可以穩穩地直立在高速行駛的列車窗臺上。關于這枚直立在列車窗臺上的硬幣,下列判斷正確的是( )。

A.硬幣直立過程中,列車不可能做加速或減速運動

B.硬幣直立過程中,一定只受重力和支持力作用,而處于平衡狀態

C.硬幣直立過程中,可能受到與列車行駛方向相同的摩擦力作用

D.列車做加速或減速運動時,硬幣都會受到與列車行駛方向相同的摩擦力作用

3.一輛汽車由靜止開始做加速度大小為a1的勻加速直線運動,運動一段時間后,改為以加速度大小為a2做勻減速直線運動,再經過一段時間停止運動。已知汽車在這兩段時間內發生的總位移為d,則它運動的總時間為( )。

4.“投壺”是中國古代士大夫宴飲時做的一種投擲游戲。如圖1所示,若將投壺用的箭 (質量均相等)視為質點,投壺時箭距壺口的高度為h,與壺邊緣的最近水平距離為20L,壺口的半徑為L。若將箭的運動視為平拋運動,假設箭都投入壺中,重力加速度為g,則( )。

圖1

A.每支箭從拋出到剛落入壺中的過程中機械能守恒

B.所有箭落入壺中前瞬間的重力的功率不相同

C.若箭的初速度為v0,則

D.箭剛落入壺中時,最大速率與最小速率度之比為11∶10

5.如圖2所示,曲線Ⅰ是一顆繞地球做圓周運動的衛星軌道的示意圖,其半徑為R;曲線Ⅱ是一顆繞地球做橢圓運動的衛星軌道的示意圖,O點為地球球心,AB為橢圓的長軸。兩軌道和地球球心在同一平面內,已知在兩軌道上運動的衛星的周期相等,引力常量為G,地球質量為M,則下列說法中錯誤的是( )。

圖2

A.橢圓軌道半長軸的長度為R

B.若衛星在曲線Ⅰ上運行時的速率為v0,衛星運行到曲線Ⅱ上B點時的速率為vB, 則v0＞vB

C.若衛星在曲線Ⅰ上運行時的加速度大小為a0,衛星運行到曲線Ⅱ上A點時的加速度大小為aA,則a0＜aA

6.滑板運動是年輕人喜愛的運動項目之一。如圖3所示,一運動員在玩滑板,他一只腳蹬地后,滑板和他一起以大小v0=3 m/s的速度在水平面上從A點向右無動力運動,運動到B點時恰能沿斜面下滑,到達斜面底端C點時的速度大小vC=4 m/s。已知水平面A、B間的距離x1=1.8 m,斜面傾角θ=37°,滑板與AB、BC段間的動摩擦因數相同,運動員和滑板的總質量m=60 kg,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,取重力加速度g=10 m/s2。下列說法中正確的是( )。

圖3

A.運動員在水平面AB上運動時受到的滑動摩擦力f=150 N

B.滑板與水平面AB間的動摩擦因數μ=0.5

C.運動員在斜面BC上下滑時的加速度大小a=4 m/s2

D.斜面BC的長度x2=2 m

7.如圖4所示為研究遠距離輸電的裝置,左側升壓變壓器和右側降壓變壓器均為理想變壓器,兩變壓器原、副線圈的匝數比滿足n1∶n2=n4∶n3,升壓變壓器的輸入電壓u1=50 2sin 100πt(V),輸電線的總電阻為r。下列說法中正確的是( )。

圖4

A.閉合燈泡所在支路的開關后,燈泡兩端的電壓為50 V

B.閉合燈泡所在支路的開關后,通過燈泡的電流的頻率為50 Hz

C.閉合降壓變壓器負載上的開關數越多,接通的燈泡獲得的總功率越大

D.依次閉合開關S1、S2、S3、……,燈泡L1越來越暗

8.如圖5所示,足夠長的光滑導軌水平放置,導軌間距L=1 m,虛線右側存在磁感應強度B=1 T,方向豎直向下的勻強磁場。質量均為m=1 kg,電阻均為R=1 Ω 的導體棒ab、cd均靜止在導軌上,導體棒cd到磁場左邊界(虛線)的距離x=3 m,導體棒ab在磁場外,在外力作用下壓縮著一根水平輕彈簧,彈簧儲存的彈性勢能Ep=8 J。現撤去外力,導體棒ab被彈簧水平彈出,在此后的運動過程中,兩導體棒與導軌始終接觸良好。若兩導體棒發生的是彈性碰撞,則下列說法中正確的是( )。

圖5

A.導體棒ab剛進入磁場時,導體棒cd的加速度為2 m/s2

B.導體棒ab先減速到2.5 m/s時與導體棒cd相碰,碰后又開始做加速運動

C.導體棒cd一直做加速度逐漸減小的加速運動,整個過程中產生的焦耳熱為2 J

D.最終穩定時兩導體棒間的距離為1 m

二、非選擇題

(一)必考題

9.在“探究兩個互成角度的力的合成規律”實驗中,在水平桌面上放一塊方木板,用圖釘把一張白紙釘在方木板上。再用圖釘把橡皮條一端固定在板上的A點。在橡皮條另一端拴上兩根細繩形成結點,細繩的另一端系著繩套。先用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套,互成角度地拉橡皮條;再用一個彈簧測力計通過細繩套拉橡皮條。

(1)下列方案中可以選出適合完成實驗的彈簧測力計的是( )。

A.兩彈簧測力計置于水平桌面在對拉時彈簧測力計讀數相等

B.兩彈簧測力計豎直懸掛在鐵架臺上對拉時彈簧測力計讀數相等

C.用兩個彈簧測力計測量同一物體的重力時讀數相等但略小于物體的實際重力

D.用兩個彈簧測力計測量同一物體的重力時讀數相等且等于物體的實際重力

(2)在某次測量時彈簧測力計的示數如圖6所示,則其拉力為____N,實驗中必須要做的標記或者記錄的信息有____。

圖6

A.拉伸后橡皮條的長度

B.拉伸后結點的位置

C.力F的大小和方向

D.力F1與F2的夾角

(3)下列實驗要求中正確的是____。

A.木板只能放在水平面上不能豎直固定

B.細繩應盡可能長一些

C.細繩AO與BO之間的夾角應盡可能大于90°

D.在一次實驗中測量力F和力F1、F2時,一定要使結點O靜止在同一位置

10.某物理興趣小組想測定一個阻值大約為10 kΩ,額定電功率為0.1 W 的電阻Rx的阻值,現有以下實驗器材可供選擇:

A.電流表A1(量程為0～1 mA,內阻約為100 Ω)

B.電流表A2(量程為0～3 mA,內阻約為20 Ω)

C.電壓表V1(量程為0～10 V,內阻約為50 kΩ)

D.電壓表V2(量程為0～30 V,內阻約為100 kΩ)

E.直流電源E(電動勢為9 V,內阻約為1 Ω)

F.滑動變阻器R1(最大阻值為20 Ω,額定電流為1 A)

G.開關兩個,導線若干

(1)為了方便并能多次測量使結果盡可能精確,電流表應選____,電壓表應選____。(填器材前面的字母序號)

(2)根據所選器材設計并畫出電路圖。

(3)若操作、讀數、計算均無誤,根據實驗原理分析系統誤差可知,采用(2)設計的實驗方法測量電阻時R測_________R真(選填“＞”“=”或“＜”)。

(4)為了盡量準確地測量電阻Rx的阻值,小組成員提出采用如圖7所示的方案完成實驗。連接好電路后,閉合開關S1,調節各可變電阻,使得開關S2由斷開到閉合,靈敏電流計G 的指針無偏轉,并記錄此時電壓表示數U和電流表示數I,則待測電阻Rx=_____。

圖7

(5)采用如圖7所示方案測量電阻時,從系統誤差方面分析可知,R測_____R真(選填“＞”“=”或“＜”)。

11.如圖8所示是某游戲裝置的示意圖,它由彈丸發射器,固定在水平地面上傾角α=37°的斜面體,以及放置在水平地面上的光滑半圓形擋板墻構成。游戲者調節發射器,使彈丸(可視為質點)每次從A點水平發射后都能恰好無碰撞地進入到斜面頂端B點,然后沿斜面中線下滑至低端C點,再沿粗糙水平地面滑至D點切入半圓形擋板墻。已知彈丸的質量m=0.2 kg,彈丸與斜面間的滑動摩擦力F1=0.3mg,彈丸與水平地面間的滑動摩擦力F2=0.6mg,彈丸發射器距水平地面的高度H=1.35 m,斜面的高度h=0.9 m,半圓形擋板墻的半徑R=0.5 m,不考慮彈丸在C處碰撞地面時的能量損失,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。

圖8

(1)求彈丸從A點發射時的初速度v0。

(2)向左平移半圓形擋板墻,使C、D兩點重合,推導彈丸受到擋板墻的側壓力F與彈丸在擋板墻上轉過圓弧所對圓心角θ之間的函數關系式。

(3)左右平移半圓形擋板墻,改變C、D兩點間的長度,要使彈丸最后停止位置不在半圓形擋板墻區域內,則C、D兩點間的長度x應滿足什么條件？

12.如圖9所示,在平面直角坐標系xOy的第一、二象限內有豎直向下的勻強電場E1,虛線是第二、三象限的角平分線,虛線的右上方有垂直于紙面向里的勻強磁場B;第三、四象限內有水平向左的勻強電場E2,且E1=E2。現有一電荷量為q、質量為m的帶電微粒從x軸上的P點,以大小為v0、方向與x軸正方向成α=45°角的速度射入第二象限,微粒沿直線運動到虛線上的Q點,然后進入磁場區域,再從坐標原點O進入第三象限,最后打在y軸上的N點,已知重力加速度為g。求:

圖9

(1)電場強度E1和磁感應強度B。

(2)微粒通過N點時的位置坐標和速度。

(3)微粒從P點運動到N點經歷的時間。

(二)選考題

13.[選修3—3]

(1)鉆石是首飾和高強度鉆頭的主要材料,設鉆石的密度為ρkg/m3,摩爾質量為Mg/mol,阿伏加德羅常數為NA,則每個鉆石分子的直徑表達式為d=_____;已知空氣的平均摩爾質量為29 g/mol,標準狀況下的摩爾體積Vmol=22.4 L/mol,一個房間的地面面積為15 m2,高為3 m,則標準狀況下這個房間內空氣的質量M=_____。

(2)2021年11月8日,王亞平身穿我國自主研發的艙外航天服“走出”太空艙,成為我國第一位在太空“漫步”的女性。艙外航天服是密封一定氣體的裝置,用來提供適合人體生存的氣壓。王亞平先在節點艙(航天員出艙前的氣閘艙)穿上艙外航天服,航天服內密閉氣體的體積約為V1=2 L,壓強p1=1.0×105Pa,溫度t1=27 ℃。她穿好航天服后,需要把節點艙的氣壓降低,以便于打開艙門。

(ⅰ)若節點艙氣壓降低到能打開艙門時,航天服內密閉氣體的體積膨脹到V2=2.5 L,溫度變為t2=-3 ℃,則此時航天服內密閉氣體的壓強p2為多少？

(ⅱ)為便于艙外活動,當航天服內密閉氣體的溫度變為t2=-3 ℃時,航天員把航天服內的一部分氣體緩慢放出,使其壓強降到p3=4.0×104Pa。假設釋放氣體過程中溫度不變,體積變為V3=3 L,那么需要放出的氣體與航天服內原來氣體的質量之比為多少？

14.[選修3—4]

(1)a、b兩束單色光從空氣垂直玻璃磚上表面射入,在其下表面反射和折射的情況如圖10所示,則a、b兩束光( )。

圖10

A.在同種均勻介質中傳播時,b光的傳播速度較大

B.以相同的入射角從空氣斜射入水中,b光的折射角較大

C.在真空中,a光的波長較大

D.在玻璃中,b光的折射率較大

E.讓b光以入射點為軸,沿逆時針方向轉動,則b光會在玻璃磚的下表面發生全反射

(2)一列橫波的波形圖如圖11所示,波長λ=8 m,實線表示t1=0時刻的波形圖,虛線表示t2=0.005 s時刻的波形圖。求:

圖11

(ⅰ)這列波的波速為多大？

(ⅱ)若2T＞t2-t1＞T,則這列波的波速為多大？

(ⅲ)若T＜t2-t1,且波速為3 600 m/s,則這列波沿哪個方向傳播？