资源描述
吉林省长春市一五0中学2025-2026学年物理高三第一学期期末统考模拟试题
注意事项
1.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回.
2.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置.
3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符.
4.作答选择题,必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案.作答非选择题,必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律无效.
5.如需作图,须用2B铅笔绘、写清楚,线条、符号等须加黑、加粗.
一、单项选择题: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、横截面为直角三角形的两个相同斜面紧靠在一起,固定在水平面上,如图所示。它们的竖直边长都是底边长的一半。现有三个小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右平抛,最后落在斜面上,其落点分别是a、b、c。下列判断正确的是
A.a球落在斜面上的速度方向与斜面平行
B.三小球比较,落在c点的小球飞行时间最长
C.三小球比较,落在b点的小球飞行过程速度变化最快
D.无论小球抛出时初速度多大,落到斜面上的瞬时速度都不可能与斜面垂直
2、某行星外围有一圈厚度为d的光带,简化为如图甲所示模型,R为该行星除光带以外的半径.现不知光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群,当光带上的点绕行星中心的运动速度v,与它到行星中心的距离r,满足下列哪个选项表示的图像关系时,才能确定该光带是卫星群
A. B.
C. D.
3、如图所示,平行板a、b组成的电容器与电池E连接,平行板电容器P处固定放置一带负电的点电荷,平行板b接地。现将电容器的b板向下稍微移动,则( )
A.点电荷所受电场力增大 B.点电荷在P处的电势能减少
C.P点电势减小 D.电容器的带电荷量增加
4、在电场方向水平向右的匀强电场中,一带电小球从A 点竖直向上抛出,其运动的轨迹如图所示,小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上,M为轨迹的最高点,小球抛出时的动能为8.0J,在M点的动能为6.0J,不计空气的阻力,则( )
A.从A点运动到M点电势能增加 2J
B.小球水平位移 x1与 x2 的比值 1:4
C.小球落到B点时的动能 24J
D.小球从A点运动到B点的过程中动能有可能小于 6J
5、一简谐机械波沿x轴正方向传播,周期为T,波长为l。若在x = 0处质点的振动图像如图所示,则该波在时刻的波形曲线为( )
A. B.
C. D.
6、两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一部分在同一水平面内,另一部分垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ,导轨电阻不计,回路总电阻为2R。整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v1沿导轨匀速运动时,cd杆也正好以速度v2向下匀速运动。重力加速度为g。下列说法中正确的是( )
A.ab杆所受拉力F的大小为 B.cd杆所受摩擦力为零
C.回路中的电流强度为 D.μ与v1大小的关系为μ=
二、多项选择题: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,有多个选项是符合题目要求的。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、如图甲所示,一足够长的绝缘竖直杆固定在地面上,带电量为 0.01C、质量为 0.1kg 的圆环套在杆上。整个装置处在水平方向的电场中,电场强度 E 随时间变化的图像如图乙所示,环与杆间的动摩擦因数为 0.5。t=0 时,环由静止释放,环所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计空气阻力,g 取10m/s2 。则下列说法正确的是( )
A.环先做加速运动再做匀速运动
B.0~2s 内环的位移大于 2.5m
C.2s 时环的加速度为5m/s2
D.环的最大动能为 20J
8、下列说法中正确的是________
A.当温度升高时,物体内所有分子热运动速率都一定增大
B.分子间距离增大时,分子间的引力和斥力都减小
C.在潮湿的天气里,空气的相对湿度小,有利于蒸发
D.温度相同的不同物体,它们分子的平均动能一定相同
E.一定质量的理想气体分别经等容过程和等压过程,温度均由T1升高到T2,等压过程比等容过程吸收的热量多
9、如图所示,两平行金属板A、B板间电压恒为U,一束波长为λ的入射光射到金属板B上,使B板发生了光电效应,已知该金属板的逸出功为W,电子的质量为m。电荷量为e,已知普朗克常量为h,真空中光速为c,下列说法中正确的是( )
A.若增大入射光的频率,金属板的逸出功将大于W
B.到达A板的光电子的最大动能为-W+eU
C.若减小入射光的波长一定会有光电子逸出
D.入射光子的能量为
10、如图所示是导轨式电磁炮的原理结构示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定,其间安放炮弹。炮弹可沿导轨无摩擦滑行,且始终与导轨保持良好接触。内阻为r可控电源提供的强大恒定电流从一根导轨流入,经过炮弹,再从另一导轨流回电源,炮弹被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中,该磁场在炮弹所在位置始终可以简化为磁感应强度为B的垂直平行轨道匀强磁场。已知两导轨内侧间距L,炮弹的质量m,炮弹在导轨间的电阻为R,若炮弹滑行s后获得的发射速度为v。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.a为电源负极
B.电磁炮受到的安培力大小为
C.可控电源的电动势是
D.这一过程中系统消耗的总能量是+
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11.(6分)图甲为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池,R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻,表头电流表G的量程为0~1mA,内阻,B为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位,分别为直流电压3V挡和15V挡,直流电流5mA挡和1A挡,欧姆“”挡。
(1)图甲中A端与________(填“红”或“黑”)色表笔相连接
(2)开关S接位置_________(填“1”或“2”)时是电流挡的大量程,根据题给条件可得。______Ω,_______Ω,_______Ω。
(3)某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示,若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读数为_______;若此时B端是与“3”相连的,则读数为________。
(4)多用电表长时间使用后会造成电源的电动势减小和内阻增大,若继续使用时还能进行欧姆调零,则用该多用电表测量电阻时,所测得的电阻值将_________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
12.(12分)为了测量一个电动势约为6V~8V,内电阻小于的电源,由于直流电压表量程只有3V,需要将这只电压表通过连接一固定电阻(用电阻箱代替),改装为量程9V的电压表,然后再用伏安法测电源的电动势和内电阻,以下是他们的实验操作过程:
(1)把电压表量程扩大,实验电路如图甲所示,实验步骤如下,完成填空。
第一步:按电路图连接实物
第二步:把滑动变阻器滑动片移到最右端,把电阻箱阻值调到零
第三步:闭合电键,把滑动变阻器滑动片调到适当位置,使电压表读数为3.0V
第四步:把电阻箱阻值调到适当值,使电压表读数为__________V。
第五步:不再改变电阻箱阻值,保持电压表和电阻箱串联,撤去其它线路,即得量程为9V的电压表
(2)以上实验可供选择的器材有:
A.电压表(量程为3V,内阻约)
B.电流表(量程为3A,内阻约)
C.电阻箱(阻值范围)
D.电阻箱(阻值范围)
E.滑动变阻器(阻值为,额定电流3A)
F.滑动变阻器(阻值为,额定电流0.2A)
电阻箱应选_______,滑动变阻器应选_______。
③用该扩大了量程的电压表(电压表的表盘没变),测电源电动势E和内电阻r,实验电路如图乙所示,得到多组电压表U和电流I的值,并作出U—I图线如图丙所示,可知电池的电动势为____V,内电阻为_____。(结果保留2位有效数字)
四、计算题:本题共2小题,共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13.(10分)我国发射的“神舟”五号飞船于2003年10月15日上午9:00在酒泉载人航天发射场发射升空,按预定计划在太空飞行了接近21小时,环绕地球14圈,在完成预定空间科学和技术试验任务后于北京时间10月16日6时07分在内蒙古中部地区准确着陆。飞船运行及航天员活动时刻表如下:
15日[09:00发射升空][09:10船箭分离][09:34感觉良好]
15日[09:42发射成功][17:26天地通知][18:40展示国旗]
15日[19:58家人通话][23:45太空熟睡]
16日[04:19进入最后一圈][05:04进入轨道][0.5:35命令返回]
16日[0.5:36飞船分离][05:38制动点火][06:07飞船着陆]
16日[06:36回收成功][06:54自主出舱]
试回答下列问题:
(1)根据以上数据可以估计船的轨道半径约是通讯卫星轨道半径的多少倍?(保留根号)
(2)当返回舱降到距地球10km时,回收着陆系统启动工作,弹出伞舱盖,连续完成拉出引导伞、减速伞和主伞动作,主伞展开面积足有1200m2,由于空气阻力作用有一段减速下落过程,若空气阻力与速度的平方成正比,并已知返回舱的质量为8t,这一过程的收尾速度为14m/s,则当返回舱速度为42m/s时的加速度为多大?(g取10m/s2)
(3)当返回舱在距地面约1m时,点燃反推火箭发动机,最后以不大于3.5m/s的速度实现软着陆,这一过程中反推火箭产生的动力约等于多少?(这一过程空气阻力与自身重力可看作平衡)
14.(16分)能量守恒定律、动量守恒定律、电荷守恒定律等等是自然界普遍遵循的规律,在微观粒子的相互作用过程中也同样适用.卢瑟福发现质子之后,他猜测:原子核内可能还存在一种不带电的粒子.
(1)为寻找这种不带电的粒子,他的学生查德威克用粒子轰击一系列元素进行实验.当他用粒子轰击铍原子核时发现了一种未知射线,并经过实验确定这就是中子,从而证实了卢瑟福的猜测.请你完成此核反应方程.
(2)为了测定中子的质量,查德威克用初速度相同的中子分别与静止的氢核与静止的氮核发生弹性正碰.实验中他测得碰撞后氮核的速率与氢核的速率关系是.已知氮核质量与氢核质量的关系是,将中子与氢核、氮核的碰撞视为完全弹性碰撞.请你根据以上数据计算中子质量与氢核质量的比值.
(3)以铀235为裂变燃料的“慢中子”核反应堆中,裂变时放出的中子有的速度很大,不易被铀235俘获,需要使其减速.在讨论如何使中子减速的问题时,有人设计了一种方案:让快中子与静止的粒子发生碰撞,他选择了三种粒子:铅核、氢核、电子.以弹性正碰为例,仅从力学角度分析,哪一种粒子使中子减速效果最好,请说出你的观点并说明理由.
15.(12分)如图甲所示,两竖直同定的光滑导轨AC、A'C'间距为L,上端连接一阻值为R的电阻。矩形区域abcd上方的矩形区域abA'A内有方向垂直导轨平面向外的均匀分布的磁场,其磁感应强度B1随时间t变化的规律如图乙所示(其中B0、t0均为已知量),A、a两点间的高度差为2gt0(其中g为重力加速度),矩形区域abcd下方有磁感应强度大小为B0、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场。现将一长度为L,阻值为R的金属棒从ab处在t=0时刻由静止释放,金属棒在t=t0时刻到达cd处,此后的一段时间内做匀速直线运动,金属棒在t=4t0时刻到达CC'处,且此时金属棒的速度大小为kgt0(k为常数)。金属棒始终与导轨垂直且接触良好,导轨电阻不计,空气阻力不计。求:
(1)金属棒到达cd处时的速度大小v以及a、d两点间的高度差h;
(2)金属棒的质量m;
(3)在0-4t0时间内,回路中产生的焦耳热Q以及d、C两点的高度差H。
参考答案
一、单项选择题: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、D
【解析】
A.根据平抛运动的推论可知,设a球落在斜面上的速度方向与水平方向夹角为θ,对应处位置位移与水平方向偏转角为α,即 ,根据题意 ,所以θ=45°,不可能与斜面平行,选项A错误。
B.根据平抛运动规律 ,a球竖直方向下落距离最大,所以a球飞行时间最长,选项B错误;
C.三个球都做平抛运动,即速度变化快慢(加速度)均相同,选项C错误。
D.通过A的分析可知,a球不可能与斜面垂直。对于b、c点而言,竖直方向分速度gt,水平速度v0,假设能与斜面垂直,则
对应的竖直方向的距离为
水平方向的距离为
显然这是不可能满足的,因此选项D正确。
2、D
【解析】
若光带是卫星群,则应该满足,即,即 图像应该是过原点的直线,故选D.
3、B
【解析】
A.因电容器与电源始终相连,故两板间的电势差不变,B板下移,则板间距离d增大,则板间电场强度E变小,由F=Eq可知电荷所受电场力变小,故A错误;
BC.板间距离d增大,则板间电场强度E变小,由U=Ed知,P与a板的电压减小,而a的电势不变,故P的电势升高,由EP=qφ而q为负值,故电势能减小,故B正确,C错误;
D.由Q=CU,又有,故C减小,Q减小,故D错误。
4、D
【解析】
将小球的运动沿水平和竖直方向正交分解,水平分运动为初速度为零的匀加速直线运动,竖直分运动为匀变速直线运动;
A.从A点运动到M点过程中,电场力做正功,电势能减小,故A错误;
B.对于初速度为零的匀加速直线运动,在连续相等的时间间隔内位移之比为1:3,故B错误;
C.设物体在B动能为EkB,水平分速度为VBx,竖直分速度为VBy。
由竖直方向运动对称性知
mVBy2=8J
对于水平分运动
Fx1=mVMx2-mVAX2
F(x1+x2)=mVBx2-mVAX2
x1:x2=1:3
解得:
Fx1=6J;
F(x1+x2)=24J
故
EkB=m(VBy2+VBx2)=32J
故C错误;
D.由于合运动与分运动具有等时性,设小球所受的电场力为F,重力为G,则有:
Fx1=6J
Gh=8J
所以:
由右图可得:
所以
则小球从 A运动到B的过程中速度最小时速度一定与等效G’垂直,即图中的 P点,故
故D正确。
故选D。
5、A
【解析】
由振动图像可知,在 x =0处质点在时刻处于平衡位置,且要向下振动,又由于波的传播方向是沿x轴正方向传播,根据同侧法可判断出选项A是正确的,BCD错误;
故选A.
6、D
【解析】
A.导体ab切割磁感线时产生沿ab方向,产生感应电动势,导体cd向下匀速运动,未切割磁感线,不产生感应电动势,故整个电路的电动势为导体ab产生的,大小为:
①
感应电流为:
②
导体ab受到水平向左的安培力,由受力平衡得:
③
解得:
④
AC错误;
B.导体棒cd匀速运动,在竖直方向受到摩擦力和重力平衡,有:
⑤
即导体棒cd摩擦力不为零,B错误;
D.联立②⑤式解得,D正确。
故选D。
二、多项选择题: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,有多个选项是符合题目要求的。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、CD
【解析】
A.在t=0时刻环受的摩擦力为,则开始时物体静止;随着场强的减小,电场力减小,则当摩擦力小于重力时,圆环开始下滑,此时满足
即
E=200N/C
即t=1s时刻开始运动;且随着电场力减小,摩擦力减小,加速度变大;当电场强度为零时,加速度最大;当场强反向且增加时,摩擦力随之增加,加速度减小,当E=-200N/C时,加速度减为零,此时速度最大,此时刻为t=5s时刻;而后环继续做减速运动直到停止,选项A错误;
BC.环在t=1s时刻开始运动,在t=2s时E=100N/C,此时的加速度为
解得
a=5m/s2
因环以当加速度为5m/s2匀加速下滑1s时的位移为
而在t=1s到t=2s的时间内加速度最大值为5m/s2,可知0~2s 内环的位移小于 2.5m,选项B错误,C正确;
D.由以上分析可知,在t=3s时刻环的加速度最大,最大值为g,环从t=1s开始运动,到t=5s时刻速度最大,结合a-t图像的面积可知,最大速度为
则环的最大动能
选项D正确。
故选CD。
8、BDE
【解析】
A.当温度升高时,物体内分子的平均速率变大,并非所有分子热运动速率都一定增大,选项A错误;
B.分子间距离增大时,分子间的引力和斥力都减小,选项B正确;
C.在潮湿的天气里,空气的相对湿度大,不利于蒸发,选项C错误;
D.温度是分子平均动能的标志,温度相同的不同物体,它们分子的平均动能一定相同,选项D正确;
E.一定质量的理想气体温度由T1升高到T2,则内能变化量相同,经等压过程,体积变大,对外做功W<0,则等容过程中不对外做功W=0,根据热力学第一定律可知,等压过程比等容过程吸收的热量多,选项E正确。
故选BDE。
9、BCD
【解析】
A.金属板的逸出功取决于金属材料,与入射光的频率无关,故A错误;
B.由爱因斯坦光电效应方程可知,光电子的逸出最大动能
根据动能定理
则当到达A板的光电子的最大动能为
故B正确;
C.若减小入射光的波长,那么频率增大,仍一定会有光电子逸出,故C正确;
D.根据,而,则光子的能量为
故D正确。
故选BCD。
10、AD
【解析】
A.若电源a、b分别为负极、正极,根据左手定则可知,受到的安培力向右,则导体滑块可在磁场中向右加速;故A正确;
B.因安培力F=BIL,根据动能定理
所以
选项B错误;
C.由匀加速运动公式
由安培力公式和牛顿第二定律,有
F=BIL=ma
根据闭合电路欧姆定律根据闭合电路欧姆定律
联立以上三式解得
选项C错误;
D.因这一过程中的时间为
所以系统产生的内能为
Q=I2(R+r)t
联立解得
炮弹的动能为
由能的转化与守恒定律得这一过程中系统消耗的总能量为
所以D正确。
故选AD。
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11、黑 1 50 560 2400 0.52A 1400Ω 偏大
【解析】
(1)[1]由题中所示电路图可知,B与欧姆表内置电源的负极相连,B为红表笔,A为黑表笔。
(2)[2]由题中所示电路图可知,开关S接位置1时,分流电阻较小,此时电流挡的大量程;
[3]根据题中所示电路图,由欧姆定律可知
[4][5]5mA电流挡的内阻为
则
(3)[6]B端是与“1”相连的,电流表量程为1A,分度值是0.02A,多用电表读数为
[7]此时B端是与“3”相连,多用电表测电阻,由图示可知,指针指在14的位置,则读数为
(4)[8]当电池电动势变小、内阻变大时,需要重新欧姆调零,由于满偏电流Ig不变,欧姆表内阻
变小,待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的,可知当R内变小时,有
由于Ig不变、R内变小,指针跟原来的位置相比偏左,欧姆表的示数变大,导致测量阻值偏大。
12、1.0 C E 6.9 1.5
【解析】
(1)[1]把3V的直流电压表接一电阻箱,改装为量程为9V的电压表时,将直流电压表与电阻箱串联,整个作为一只电压表,据题分析,电阻箱阻值调到零,电压表读数为3V,则知把电阻箱阻值调到适当值,使电压表读数为
(2)[2]由题,电压表的量程为3V,内阻约为2kΩ,要改装成9V的电压表,根据串联电路的特点可知,所串联的电阻箱电阻应为
2×2kΩ=4kΩ
故电阻箱应选C;
[3]在分压电路中,为方便调节,滑动变阻器选用阻值较小的,即选E;
(3)[4]由丙读出,外电路断路时,电压表的电压为
U=2.3V
则电源的电动势为
[5]内阻为
四、计算题:本题共2小题,共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (1);(2);(3)。
【解析】
(1)分析题中所给数据可知,飞船的运行周期约为90分钟。飞船绕地球飞行过程中:
=常量
对飞船与同步卫星,应有
解得:
(2)由题意可知:返回舱速度为42m/s时:
返回舱速变为14m/s时:
解得:
(3)点燃反推火箭后,由牛顿第二定律得:
F=ma
软着陆速度若是3.5m/s,则:
联立解得:
。
14、(1)(2)(3)仅从力学角度分析,氢核减速效果最好,理由见解析
【解析】
(1)根据核反应过程中核电荷数与质量数守恒,知核反应方程式为;
(2)设中子与氢核、氮核碰撞前后速率为,中子与氢核发生完全弹性碰撞时,取碰撞前中子的速度方向为正方向,由动量守恒定律和能量守恒定律有:;
,
解得碰后氢核的速率,
同理可得:中子与氮核发生完全弹性碰撞后,氮核的速率;
因此有,解得;
(3)仅从力学角度分析,氢核减速效果最好,因为中子与质量为m的粒子发生弹性正碰时,根据动量守恒定律和能量守恒定律知,碰撞后中子的速率;
①由于铅核质量比中子质量大很多,碰撞后中子几乎被原速率弹回;
②由于电子质量比中子质量小很多,碰撞后中子将基本不会减速;
③由于中子质量与氢核质量相差不多,碰撞后中子的速率将会减小很多.
15、 (1)gt0,;(2);(3),
【解析】
(1)在0~t0时间内,金属棒不受安培力,从ab处运动到cd处的过程做自由落体运动,则有
(2)在0~2t0时间内,回路中由于ab上方的磁场变化产生的感应电动势
在t0~2t0时间内,回路中由于金属棒切割磁感线产生的感应电动势
经分析可知,在t0~2t0时间内,金属棒做匀速直线运动,回路中有逆时针方向的感应电流,总的感应电动势为
根据闭合电路的欧姆定律有
对金属棒,由受力平衡条件有
B0IL=mg
解得
(3)在0~t0时间内,回路中产生的焦耳热∶
在t0 ~2t0时间内,金属棒匀速下落的高度∶
在t0~2t0时间内,回路中产生的焦耳热
设在2t0~4t0时间内,金属棒下落的高度为h2,回路中通过的感应电流的平均值为I,有
根据动量定理有
解得
经分析可知
解得
根据能量守恒定律可知,在2t0~4t0时间内,回路中产生的焦耳热
经分析可知
Q=Q1+Q2+Q3
解得
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