资源描述
2026届宁夏自治区银川一中高三阶段性测试(五)物理试题试卷
考生请注意:
1.答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内,不得在试卷上作任何标记。
2.第一部分选择题每小题选出答案后,需将答案写在试卷指定的括号内,第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
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、关于原子、原子核的相关知识,下列说法正确的是( )
A.当发生光电效应时,光电子的最大初动能随着入射光强度的增大而增大
B.当氢原子从n=3的能级跃迁到n=5的能级时,辐射出光子
C.核反应方程中的X是中子
D.轻核聚变的过程质量增大,重核裂变的过程质量亏损
2、如图所示为氢原子的能级图,用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子,受到激发后的氢原子只辐射出三种不同频率的光a、b、c,频率νa>νb>νc,下列说法正确的是
A.照射氢原子的光子能量为12.75eV
B.从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光频率为νa
C.从n=3能级跃迁到n=1能级辐射出的光频率为νc
D.光a能使逸出功为10.2eV的某金属发生光电效应
3、如图所示,重力均为G的两小球用等长的细绳a、b悬挂在O点,两小球之间用一根轻弹簧连接,两小球均处于静止状态,两细绳a、b与轻弹簧c恰好构成正三角形。现用水平力F缓慢拉动右侧小球,使细绳a最终竖直,并保持两小球处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.最终状态时,水平拉力F等于
B.最终状态与初态相比,轻弹簧c的弹性势能保持不变
C.最终状态与初态相比,右侧小球机械能的增加量等于弹簧弹性势能的减小量加上力F做的功
D.最终状态与初态相比,系统的机械能增加
4、空中飞椅是游乐场里少年儿童们十分喜爱的娱乐项目,其模型如图所示,顶端转盘上吊着多个座椅,甲、乙两个儿童分别坐在A、B两个吊椅中,当转盘以一定的角速度稳定匀速转动时,连接座椅的钢丝绳与竖直方向的夹角分别为a、θ。巳知连接A、B座椅的钢丝绳长度分别为L1、L2,甲、乙两儿童的质量分别为m1、m2,两座椅的质量相等,若a>θ,则一定有
A.L1>L2 B.L1<L2
C.m1>m2 D.m1<m2
5、将一物体竖直向上抛出,不计空气阻力。用x表示物体运动的路程,t表示物体运动的时间,Ek表示物体的动能,下列图像正确的是( )
A.
B.
C.
D.
6、质点在Ox轴运动,时刻起,其位移随时间变化的图像如图所示,其中图线0~1s内为直线,1~5s内为正弦曲线,二者相切于P点,则( )
A.0~3s内,质点的路程为2m B.0~3s内,质点先做减速运动后做加速运动
C.1~5s内,质点的平均速度大小为1.27m/s D.3s末,质点的速度大小为2m/s
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、如图所示为固定在竖直平面内的光滑半圆形轨道ABC。现有一小球以一定的初速度v0从最低点A冲上轨道,小球运动到最高点C时的速度为。已知半圆形轨道的半径为0.4m,小球可视为质点,且在最高点C受到轨道的作用力为5N,空气阻力不计,取g =10m/s2,则下列说法正确的是( )
A.小球初速度
B.小球质量为0.3kg
C.小球在A点时重力的功率为20W
D.小球在A点时对半圆轨道的压力为29N
8、如图所示。在MNQP中有一垂直纸面向里匀强磁场。质量和电荷量都相等的带电粒子a、b、c以不同的速率从O点沿垂直于PQ的方向射入磁场。图中实线是它们的轨迹。已知O是PQ的中点。不计粒子重力。下列说法中正确的是( )
A.粒子c带正电,粒子a、b带负电
B.射入磁场时粒子c的速率最小
C.粒子a在磁场中运动的时间最长
D.若匀强磁场磁感应强度增大,其它条件不变,则a粒子运动时间不变
9、在《流浪地球》的“新太阳时代”,流浪2500年的地球终于定居,开始围绕比邻星做匀速圆周运动,己知比邻星的质量约为太阳质量的,目前地球做匀速圆周运动的公转周期为1y,日地距离为1AU(AU为天文单位)。若“新太阳时代"地球的公转周期也为1y,可知“新太阳时代”( )
A.地球的公转轨道半径约为AU
B.地球的公转轨道半径约为AU
C.地球的公转速率与目前地球绕太阳公转速率的比值为1∶2
D.地球的公转速率与目前地球绕太阳公转速率的比值为1∶4
10、如图为某小型水电站的电能输送示意图,发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电,已知输电线的总电阻R=10Ω,降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4:1,副线圈与用电器R0组成闭合电路.若T1、T2均为理想变压器, T2的副线圈两端电压.(V),当用电器电阻R0=llΩ时( )
A.通过用电器R0的电流有效值是20A
B.当用电器的电阻R0减小时,发电机的输出功率减小
C.发电机中的电流变化频率为100 Hz
D.升压变压器的输入功率为4650W
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)某学习小组在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,除导线和开关外,可供选择的实验器材如下:
A.小灯泡L,规格2.5V,1.0W
B.电流表A1,量程0.6A,内阻约为1.5Ω
C.电流表A2,量程3A,内阻约为0.5Ω
D.电压表V1,量程3V,内阻约为3kΩ
E.电压表V2,量程15V,内阻约为9kΩ
F.滑动变阻器R1,阻值范围0~1000Ω
G.滑动变阻器R2,阻值范围0~5Ω
H.学生电源4V,内阻不计
(1)为了调节方便,测量尽量准确,电流表应选用______、电压表应选用______、实验电路应选用如下电路中的______(一律填选项序号)。
A. B.
C. D.
(2)实验测得该灯泡的伏安特性曲线如图所示,由此可知,当灯泡两端电压为2.0V时,小灯泡的灯丝电阻是_______Ω(保留两位有效数字)。
12.(12分)某物理兴趣小组在学习了电流的磁效应后,得知通电长直导线周围某点磁场的磁感应强度B的大小与长直导线中的电流大小I成正比,与该点离长直导线的距离r成反比。该小组欲利用如图甲所示的 实验装置验证此结论是否正确,所用的器材有:长直导线、学生电源、直流电流表(量程为0~3A)、滑动变 阻器、小磁针(置于刻有360°刻度的盘面上)、开关及导线若干:
实验步骤如下:
a.将小磁针放置在水平桌面上,等小磁针静止后,在小磁针上方沿小磁针静止时的指向水平放置长直 导线,如图甲所示;
b.该小组测出多组小磁针与通电长直导线间的竖直距离 r、长直导线中电流的大小I及小磁针的偏转 角度θ;
c.根据测量结果进行分析,得出结论。 回答下列问题:
(1)某次测量时,电路中电流表的示数如图乙所示,则该电流表的读数为______A;
(2)在某次测量中,该小组发现长直导线通电后小磁针偏离南北方向的角度为30°(如图丙所示),已知实验所在处的地磁场水平分量大小为B0=3×10-5T,则此时长直导线中的电流在小磁针处产生的磁感应强度B的大小为_______T(结果保留两位小数);
(3)该小组通过对所测数据的分析,作出了小磁针偏转角度的正切值tanθ与之间的图像如图丁所示,据此得出了通电长直导线周围磁场的磁感应强度B与通电电流I成正比,与离长直导线的距离r成反比的结论, 其依据是______;
(4)通过查找资料,该小组得知通电长直导线周围某点的磁感应强度B与电流I及距离r之间的数学关系为,其中为介质的磁导率。根据题给数据和测量结果,可计算出=_______ 。
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)如图所示,在一竖直放置的圆环形管道内封闭有一定质量的理想气体.用一绝热的固定活塞C和绝热、不计质量、可自由移动的活塞A将管道内气体分隔成体积相等的两部分,A、C与圆环的圆心O等高,两部分气体的温度均为T0=300K.现保持下部分气体的温度不变,对上部分气体缓慢加热至T=500K,求此时活塞A的位置与O点的连线跟竖直方向OB之间的夹角θ.(不计两活塞的体积)
14.(16分)如图所示,在光滑水平面上距离竖直线MN左侧较远处用弹簧锁定不带电绝缘小球A,弹性势能为0.45J,A球质量M=0.1kg,解除锁定后与静止在M点处的小球B发生弹性正碰,B球质量m=0.2kg、带电量q=+10C。MN左侧存在水平向右的匀强电场E2,MN右侧空间区域范围内存在竖直向上、场强大小E1=0.2N/C的匀强电场和方向垂直纸面向里磁感应强度为B=0.2T的匀强磁场。(g=10m/s2,不计一切阻力)求:
(1)解除锁定后A球获得的速度v1;
(2)碰后瞬间B球速度v2;
(3) E2大小满足什么条件时,B球能经电场E2通过MN所在的直线;(不考虑B球与地面碰撞再次弹起的情况)
(4)在满足(3)问情景下B球在电场E2中与MN的最大距离。
15.(12分)如图所示,光滑水平地面上固定一竖直挡板P,质量mB=2kg的木板B静止在水平面上,木板右端与挡板P的距离为L。质量mA=1kg的滑块(可视为质点)以v0=12m/s的水平初速度从木板左端滑上木板上表面,滑块与木板上表面的动摩擦因数μ=0.2,假设木板足够长,滑块在此后的运动过程中始终未脱离木板且不会与挡板相碰,木板与挡板相碰过程时间极短且无机械能损失,g=10m/s2,求:
(1)若木板与挡板在第一次碰撞前木板已经做匀速直线运动,则木板右端与挡板的距离至少为多少?
(2)若木板右端与挡板的距离L=2m,木板第一次与挡板碰撞时,滑块的速度的大小?
(3)若木板右端与挡板的距离L=2m,木板至少要多长,滑块才不会脱离木板?(滑块始终未与挡板碰撞)
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、C
【解析】
A.当发生光电效应时,光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大,与光强无关,选项A错误;
B.当氢原子从n=3的能级跃迁到n=5的能级时,要吸收出光子,选项B错误;
C.根据核反应的质量数和电荷数守恒可知,核反应方程中的X质量数为1,电荷数为0,是中子,选项C正确;
D.轻核聚变的过程和重核裂变的过程都要释放能量,有质量亏损,选项D错误。
故选C。
2、D
【解析】
根据公式,可知,n=3,因此受到激发后的氢原子处于第n=3能级;
A.根据氢原子由n=3跃迁到n=1产生的光子能量与从n=1跃迁到n=3所吸收的光子能量相等可知,照射氢原子的光子能量为:△E31=E3-E1=-1.51-(-13.6)=12.09eV,故A错误;
B.频率大小关系为va>vb>vc,从n=3跃迁到n=2辐射出的能量最小,即其对应的光频率为vc,故B错误;
C.氢原子由n=3跃迁到n=1产生的光的能量最大,辐射出的光频率为va,故C错误;
D.氢由n=3跃迁到n=1产生的光的能量12.09eV,依据光电效应方程,所以能使逸出功为10.2eV的金属能发生光电效应,故D正确。
3、D
【解析】
AB.以左边小球为研究对象,初状态受到重力、弹簧弹力和细绳拉力,如图所示
根据平衡条件可得细绳拉力,其中θ=30°,则
根据对称性可知,初状态细绳b的拉力大小为,末状态以右边的小球为研究对象,受到重力、细绳b的拉力和水平方向拉力而平衡,根据图中几何关系可得
其中α>θ,则
根据平衡条件可得:F=Gtanα,由于弹簧的长度发生变化,轻弹簧c的弹性势能改变,后来三边构成的三角形不是等边三角形,故α≠60°,则,故AB错误。
C.最终状态与初态相比,根据能量守恒可知,两球机械能的增加量等于弹簧弹性势能的减小量加上力F做的功,而左侧小球机械能减小,故右侧小球增加量大于弹簧弹性势能的减小量加上力F做的功,故C错误;
D.两球和弹簧组成的系统机械能的增加量等于外力F做的功,由于F做正功,故系统机械能增加,故D正确。
故选D。
4、A
【解析】
设座椅做匀速圆周运动时转速为n,由重力和绳子的拉力的合力提供座椅圆周运动的向心力,如图,则有:
解得
据题知:n相同,r也相同,则当L变长时,θ变大,与m无关。
A. L1>L2与计算结果相符,故A正确。
B. L1<L2与计算结果不符,故B错误。
C. m1>m2与计算结果不符,故C错误。
D. m1<m2与计算结果不符,故D错误。
5、B
【解析】
AB.由机械能守恒得
Ek与x是线性关系,故A错误,B正确;
CD.根据机械能守恒定律得
又
得
m、v0、g都是定值,则Ek是t的二次函数,Ek-t图象是抛物线,故CD错误。
故选B。
6、D
【解析】
A.根据纵坐标的变化量表示位移,可知,内,质点通过的位移大小为3.27m,路程为3.27m。内,质点通过的位移大小为1.27m,路程为1.27m,故内,质点的路程为
A错误;
B.根据图像的斜率表示速度,知内,质点先做匀速运动,再做减速运动后做加速运动,B错误;
C.内,质点的位移大小0,平均速度大小为0,C错误;
D.3s末质点的速度大小等于1s末质点的速度大小,为
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、AD
【解析】
A.小球从最低点到最高点,由机械能守恒
解得
v0=5m/s
选项A正确;
B.在最高点C时
解得
m=0.4kg
选项B错误;
C.小球在A点时竖直速度为零,则根据P=mgvy可知重力的功率为0,选项C错误;
D.小球在A点时
解得
NA=29N
选项D正确;
故选AD。
8、AC
【解析】
A.带电粒子在磁场中受到洛伦兹力发生偏转,根据左手定则可知粒子c带正电,粒子a、b带负电,A正确;
B.洛伦兹力提供向心力
解得
根据几何关系可知粒子运动的半径最小,所以粒子的速率最小,B错误;
C.粒子在磁场中运动的周期为
粒子在磁场中轨迹对应的圆心角最大,大小为,所以粒子在磁场中运动的时间最长,为半个周期,C正确;
D.洛伦兹力提供向心力
解得粒子运动半径
磁感应强度增大,可知粒子运动的半径减小,所以粒子运动的圆心角仍然为,结合上述可知粒子运动的周期改变,所以粒子运动的时间改变,D错误。
故选AC。
9、AC
【解析】
AB.根据万有引力提供向心力可知:
解得公转半径为:
比邻星质量约为太阳质量,公转周期相同,则“新太阳时代”,地球的公转轨道半径约为AU,A正确,B错误;
CD.根据
解得公转速率
比邻星质量约为太阳质量,公转半径之比为1:2,则公转速率之比为1:2,C正确,D错误。
故选AC。
10、AD
【解析】
A. 降压变压器副线圈两端交变电压有效值为U=V=220V,负载电阻为11Ω,所以通过R0电流的有效值是20A,故A正确;
B. 当用电器的电阻R0减小时,由于电压不变,电流增大,输出功率增大,则发电机的输出功率也增大,故B错误;
C. 交流电经过变压器,频率不变,则交流电的频率f=ω/2π=50Hz.故C错误;
D. 根据I3:I4=n4:n3得,输电线上的电流I3=5A,则输电线上损耗的功率P损= =25×10W=250W,降压变压器的输入功率P3=U4I4=220×20W=4400W,则升压变压器的输出功率P=P3+P损=4400+250W=4650W.故D正确;
故选AD
在输电的过程中,交流电的频率不变,结合降压变压器的输出电压和用电器的电阻,根据欧姆定律求出通过用电器的电流,结合输电线上的功率损失求出升压变压器的输入功率.
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、B D C 5.1(或5.2或5.3)
【解析】
(1)[1][2]小灯泡L的额定电压为2.5V,故电压表选D(3V),额定电流为
故电流表选B(0.6A);
[3]小灯泡的电阻为
由于
故采用电流表外接法,要求小灯泡两端的电压从零开始,所以滑动变阻器采用分压式接法,故实验电路应选C。
(2)[4]由图像可知,当灯泡两端电压为2.0V时,小灯泡的电流约为0.38A,则小灯泡的电阻为
(5.1或5.2)
12、2.00 电流产生的磁感应强度,而偏角的正切值与成正比
【解析】
(1)[1]电流表量程为3A,则最小分度为0.1A,由指针示数可知电流为2.00A;
(2)[2]电流产生向东的磁场,则指针指向地磁场分量和电流磁场的合磁场方向,如图所示
则有
解得
(3)[3]由图可知,偏角的正切值与成正比,而根据(2)中分析可知
则可知与成正比,故说明通电长直导线周围磁场的磁感应强度与通电电流成正比,与长导线的距离成反比;
(4)[4]由公式
可知,图象的斜率
解得
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、45°
【解析】
设圆环管道内上下两部分气体的初始体积为V0,加热前后两部分气体的压强分别为P0、P,
上部分气体体积的增加量为△V,对上部分气体,根据理想气体状态方程有
对下部分气体,根据玻意耳定律有
P0V0=P(V0-△V)
解得
△V=V0
故活塞A的位置与O点的连线和竖直方向的夹角为
θ=45°
本题关键是找到两部分气体的状态参量,然后根据玻意耳定律和气体的状态变化方程列式后联立求解,不难,要用耐心.
14、 (1)3m/s,方向水平向右;(2)2m/s,方向水平向右;(3)E2≥0.283V/m;(4)0.142m
【解析】
(1)球和弹簧系统机械能守恒
得
即解除锁定后获得的速度大小为3m/s,方向水平向右
(2)A、B在MN处理碰撞动量守恒,系统机械能守恒
方向水平向右
(3)B球进入MN右侧后,电场力
=
即重力电场力平衡,因此小球在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得
在电磁场区域运动半个圆周后速度方向垂直MN水平向左射出,出射点距M点距离
在MN左侧的运动竖直方向为自由落体运动,水平方向类似于竖直上抛运动,若B球返回MN,必须满足(向右为正方向):
得
(4)由以上可知当()时,B球恰好能回到M点,在此过程中水平方向速度为零时距离MN最远
15、 (1) 8m (2) 8m/s (3) (35.85m或35.9m)
【解析】
(1)木板与滑块共速后将做匀速运动,由动量守恒定律可得:
对B木板,由动能定理可得:
解得
L1=8m
(2)对B木板,由动能定理可得:
B与挡板碰撞前,A、B组成的系统动量守恒:
得
vA=8m/s
(3)从A滑上木板到木板与挡板第一次碰撞过程中,A在木板上滑过的距离,由能量守恒定律可得:
解得
B与挡板碰后向左减速,设水平向右为正方向,由己知可得:B与挡板碰后速度,此时A的速度vA=8m/s,由牛顿第二定律可得:
,
木板向左减速,当速度减为零时,由
得
t1=2s
此时B右端距离挡板距离由,得
L2=2m
此时A的速度由,可得:
此时系统总动量向右,设第二次碰撞前A.B已经共速,由动量守恒定律可得:
得
木板从速度为零到v共1经过的位移SB,由,得
故第二次碰前瞬间A、B已经共速,从第一次碰撞到第二次碰撞,A在B上滑过的距离,由能量守恒定律可得:
得
第二次碰撞后B的动量大小大于A的动量大小,故之后B不会再与挡板相碰,对AB由动量守恒可得:
得
从第二次碰撞到最终AB做匀速运动,A在B上滑过距离,由能量守恒定律可得:
得
则
(35.85m或35.9m)
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