资源描述
四川省阆中市阆中中学2025-2026学年高三年级模拟考试(四)物理试题
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、在光滑绝缘水平面上,三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上;a、b带正电,电荷量均为q,整个系统置于方向水平的匀强电场中。若三个小球均处于静止状态,则c球的带电量为( )
A.+q B.-q C.+2q D.-2q
2、已知光速为 3 × 108 m/s 电子的质量为 9.1 × 10−31 kg ,中子的质量为1.67 ×10−27 kg,质子的质量为1.67 × 10−27 kg。 氢原子能级示意图如图所示。静止氢原子从n =4 跃迁到 n =1 时,氢原子的反冲速度是多少?( )
A.4.07 m/s B.0.407 m/s C.407 m/s D.40.7 m/s
3、北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。为了兼顾高纬度地区的定位和导航需要,该系统已布置了10余颗倾斜地球同步轨道卫星(IGSO),其轨道是与赤道平面呈一定夹角的圆形,圆心为地心,运行周期与地球自转周期相同。关于倾斜地球同步轨道卫星,下列说法正确的是( )
A.该卫星不可能经过北京上空
B.该卫星距地面的高度与同步轨道静止卫星相同
C.与赤道平面夹角为的倾斜地球同步轨道只有唯一一条
D.该卫星运行的速度大于第一宇宙速度
4、如图所示,两点分别放置两个等量异种点电荷,为连线的中点,为连线上靠近的一点,为连线的垂直平分线上处于点上方的一点。把一个负检验电荷分别放在三点进行比较,则( )
A.电场中三点,T点电势最高
B.检验电荷在点电势能最大
C.检验电荷在点受力最小
D.检验电荷在点受力最大
5、如图,竖直平面内的Rt△ABC,AB竖直、BC水平,BC=2AB,处于平行于△ABC平面的匀强电场中,电场强度方向水平。若将一带电的小球以初动能Ek沿AB方向从A点射出,小球通过C点时速度恰好沿BC方向,则( )
A.从A到C,小球的动能增加了4Ek
B.从A到C,小球的电势能减少了3Ek
C.将该小球以3Ek的动能从C点沿CB方向射出,小球能通过A点
D.将该小球以4Ek的动能从C点沿CB方向射出,小球能通过A点
6、两个完全相同的波源在介质中形成的波相互叠加的示意图如图所示,实线表示波峰,虚线表示波谷,则以下说法正确的是( )
A.A点为振动加强点,经过半个周期后,A点振动减弱
B.B点为振动减弱点,经过半个周期后,B点振动加强
C.C点为振动加强点,经过四分之一周期后,C点振动仍加强
D.D点为振动减弱点,经过四分之一周期后,D点振动加强
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2所示是电子电路中经常用到的由半导体材料做成的转换器,它能把如图1所示的正弦式交变电压转换成如图3所示的方波式电压,转換规则:输入的交变电压绝对值低于,输出电压为0;输入的交变电压包对值大于、等于,输出电压恒为.则
A.输出电压的頻率为50Hz B.输出电压的颜率为100Hz
C.输出电压的有效值为 D.输出电压的有效值为
8、如图甲所示,轻弹簧竖直固定在水平面上,一质量为m= 0.2kg的小球,从弹簧上端某高度处自由下落,从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中(弹簧始终在弹性限度内),其速度v和弹簧压缩量x 之间的函数图象如图乙所示,其中A为曲线的最高点,小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计,(弹性势能,g取10m/s 2),则下列说法正确的是( )
A.小球刚接触弹簧时加速度最大
B.当x=0.1m时,小球的加速度为零
C.小球的最大加速度为51m/s2
D.小球释放时距弹簧原长的高度约为 1.35m
9、2019 年 11 月 5 日 01 时 43 分,我国在西昌卫展发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射了第 49 颗北斗导航卫星。该卫星属倾斜地球同步轨道卫星,标志着北斗三号系统 3 颗倾斜地球同步轨道卫星全部发射完毕。倾斜地球同步轨道卫星是运转轨道面与地球赤道面有夹角的轨道卫星, 它的运行周期与“同步卫星”相同(T=24h),运动轨迹如图所示。关于该北斗导航卫星说法正确的是( )
A.该卫星与地球上某一位置始终相对静止
B.该卫星的高度与“同步卫星”的高度相等
C.该卫星运行速度大于第一宇宙速度
D.该卫星在一个周期内有 2 次经过赤道上同一位置
10、如图所示,在x轴的负方向,存在磁感应强度为B1,方向垂直于纸面向里的匀强磁场,在x轴的正方向,存在磁感应强度为B2,方向也垂直于纸面向里的匀强磁场,且B1∶B2=3∶2。在原点O处同时发射两个质量分别为ma和mb的带电粒子,粒子a以速率va沿x轴正方向运动,粒子b以速率vb沿x轴负方向运动,已知粒子a带正电,粒子b带负电,电荷量相等,且两粒子的速率满足mava=mbvb。若在此后的运动中,当粒子a第4次经过y轴(出发时经过y轴不算在内)时,恰与粒子b相遇。粒子重力不计。下列说法正确的是( )
A.粒子a、b在磁场B1中的偏转半径之比为3∶2
B.两粒子在y正半轴相遇
C.粒子a、b相遇时的速度方向相同
D.粒子a、b的质量之比为1∶5
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)某同学要将一满偏电流为3mA的毫安表G改装为量程为30mA的电流表。他先测量出毫安表G的电阻,然后对表进行改装,最后再利用一标准毫安表,对改装后的电流表进行检测
具体实验步骤如下:
①按电路原理图a连接线路
②将R1的阻值调到最大,闭合开关S1后调节R1的阻值,使毫安表G的指针偏转到满刻度
③闭合S2,保持R1不变,调节R2的阻值,使毫安表G的指针偏转到满刻度的三分之一的位置
④记下R2的阻值
回答下列问题:
(1)如果按正确操作步骤测得R2的阻值为90Ω,则毫安表G内阻的测量值Rg=___Ω,与毫安表内阻的真实值相比,Rg____(填“>”、“=”或“<”)
(2)若忽略实验的误差,将上述毫安表G改装成量程为30mA的电流表,则需要并联一个阻值R=___Ω的电阻
(3)根据图b所示电路对改装后的电表进行检测,当标准毫安表的示数为16.0mA时,改装表的指针位置如图c所示,由此可以推测出改装的电表量程不是预期值,改装电流表的量程是__mA
(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k=____
12.(12分)实验室有一个室温下的阻值约为100Ω的温敏电阻RT。一实验小组想用伏安法较准确测量RT随温度变化的关系。其可供使用的器材有:电压表V1(量程为3V,内阻约为5kΩ);电压表V2(量程为15V,内阻约为100kΩ);电流表A1(量程为0.6A,内阻约为2Ω);电流表A2(量程为50mA,内阻约为30Ω);电源(电动势为3V,内阻不计);滑动变阻器R(最大阻值为20Ω);开关S、导线若干。
(1)综合以上信息,请你帮助该实验小组设计出科学合理的测量其电阻的电路原理图_____,其中电压表应选用__(填“V1”或“V2”),电流表应选用__(填“A1”或“A2”);
(2)实验中测得不同温度下电阻阻值如下表
温度t()
0
10
20
30
40
50
阻值R()
100.0
103.9
107.8
111.7
115.6
119.4
请在给出的坐标纸中作出其阻值随温度变化的图线___
(3)由图线可知,该温敏电阻的阻值随温度变化的特点是_____;
(4)根据温敏电阻的阻值随温度变化的特点,可以制成测温仪表,原理如图,E为电源,是一量程适当的电流表(0刻度在刻度盘左端,满偏电流在右端),使用时只要将的刻度盘由电流改为温度,就能测量所处环境的温度,则改换后越靠近刻度盘右端表示的温度越____(填“高”或“低”),盘面的刻度是___(填“均匀”或“不均匀”)的。
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)空间存在如图所示的相邻磁场,磁场I垂直纸面向内,磁感应强度为B,磁场II垂直纸面向外,宽度为。现让质量为m带电量为q的粒子以以水平速度v垂直磁场I射入磁场中,当粒子a从磁场II边缘C处射出时,速度也恰好水平。若让质量为2m、带电量为q的粒子b从a下方处水平射入磁场I中,最终粒子b也恰好从C处水平射出。已知粒子以在磁场I中运动的时间是磁场II中运动的时间的2倍,且,不计粒子重力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求
(1)粒子a在磁场中运动的时间;
(2)粒子a、b的速度大小之比。
14.(16分)在容积为40L的容器中,盛有压缩二氧化碳3.96kg,该容器能承受的压强不超过6.0106pa,求容器会有爆炸危险时内部气体达到的摄氏温度?(已知二氧化碳在标准状态下的密度是1.98kg/m3,温度是0,压强是1105pa)
15.(12分)静止在水平地面上的两小物块A、B(均可视为质点),质量分别为mA=1.0kg、mB=4.0kg,两者之间有一被压缩的微型弹簧,A与其右侧竖直墙壁的距离L,如图所示。某时刻,将压缩的微型弹簧释放,使A、B瞬间分离,两物块获得的动能之和为EK=10.0J。释放后,A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.2。重力加速度取g=10m/s2。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。
(1)求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小;
(2)若要让B停止运动后A、B才第一次相碰,求L的取值范围;
(3)当L=0.75m时,B最终停止运动时到竖直墙壁的距离。
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、b带正电,要使a、b都静止,c必须带负电,否则匀强电场对a、b的电场力相同,而其他两个电荷对a和b的合力方向不同,两个电荷不可能同时平衡,设c电荷带电量大小为Q,以a电荷为研究对象受力分析,根据平衡条件得c、b对a的合力与匀强电场对a的力等值反向,即为:
=×cos
所以C球的带电量为-2q
A.+q与分析不符,故A错误;
B.-q与分析不符,故B错误;
C.+2q与分析不符,故C错误;
D.-2q与分析不符,故D正确。
2、A
【解析】
氢原子从n =4 跃迁到 n =1 时放出光子的能量为
光子的动量
光子的能量
可得
根据动量守恒定律可知
可得
故选A。
3、B
【解析】
A.根据题目描述,倾斜地球同步轨道卫星的轨道是与赤道平面呈一定夹角的圆形,圆心为地心,所以有可能在运动过程中经过北京上空,所以A错误;
B.由题意可知,倾斜地球同步轨道卫星的周期与地球同步卫星的周期相同,根据
可知,该卫星的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径相同,即该卫星距地面的高度与同步轨道静止卫星相同,所以B正确;
C.由题意可知,圆心在地心,与赤道平面成的圆形轨道有无数个,所以C错误;
D.根据公式
可知,卫星轨道半径越大,运行速度越小,而第一宇宙速度是最大的环绕速度,所以该卫星的运行速度比第一宇宙速度小,D错误。
故选B。
4、B
【解析】
A.根据等量异种点电荷电场的特点,可知两点处在同一等势面上,两点电势相等,点电势最低,故A错误;
B.结合电势能公式,可知负检验电荷在点电势能最大,故B正确;
CD.在两等量异种点电荷连线上,连线中点的电场强度最小,在两等量异种点电荷连线的垂直平分线上,点的电场强度最大,所以负检验电荷在点受力最小,在点受力最大,故CD错误。
故选B。
5、D
【解析】
A.设小球的速度为,则有
小球通过C点时速度恰好沿BC方向,则说明小球在竖直方向上的速度减为0,小球在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动,运动的位移为竖直方向上位移的2倍,则平均速度为竖直方向上平均速度的2倍,又这段时间竖直方向的平均速度为
故水平方向的平均速度为
又
解得
则
从A到C,小球的动能增加了
故A错误;
B.由动能定理可知重力与电场力做功之和为动能的增加量即,重力做负功,故电场力做功大于,则小球的电势能减小量大于,故B错误;
D.由上分析可知:动能为,则速度大小为2v,即小球以2v对速度从C点沿CB方向射出。而由AB分析可知,小球以初速度v沿AB方向从A点射出时,小球将以速度大小为2v,方向沿BC方向通过C点,则小球以2v的速度从C点沿CB方向射出后运动过程恰好可视为其逆过程,所以若将小球以2v的速度从C点沿CB方向射出,小球能通过A点;故D正确;
C.由D分析可知,若将小球以2v的速度从C点沿CB方向射出,小球能通过A点;则若将小球小于2v的速度从C点沿CB方向射出,小球将经过A点右侧。所以,若将该小球以的动能从C点沿CB方向射出,小球将经过A点右侧,不能经过A点,故C错误。
故选D。
6、C
【解析】
A.点是波峰和波峰叠加,为振动加强点,且始终振动加强,A错误;
B.点是波峰与波谷叠加,为振动减弱点,且始终振动减弱,B错误;
C.点处于振动加强区,振动始终加强,C正确;
D.点为波峰与波谷叠加,为振动减弱点,且始终振动减弱,D错误。
故选C。
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、BC
【解析】
AB.由图可知输出电压的周期T= 0.01s,故频率为f=100Hz, A错误,B正确;
CD.由:
解得:
U=
C正确,D错误.
8、BC
【解析】
AC.由小球的速度图象知,开始小球的速度增大,说明小球的重力大于弹簧对它的弹力,当△x为0.1m时,小球的速度最大,然后减小,说明当△x为0.1m时,小球的重力等于弹簧对它的弹力,所以可得
k△x=mg
解得
弹簧的最大缩短量为△xm=0.61m,所以弹簧的最大值为
Fm=20N/m×0.61m=12.2N
弹力最大时的加速度
小球刚接触弹簧时加速度为10m/s2,所以压缩到最短的时候加速度最大,故A错误,C正确;
B.当△x=0.1m时,速度最大,则弹簧的弹力大小等于重力大小,小球的加速度为零,故B正确;
D.设小球从释放点到弹簧的原长位置的高度为h,小球从静止释放到速度最大的过程,由能量守恒定律可知
解得
故D错误。
故选BC。
9、BD
【解析】
A.同步卫星相对于地球静止,必须为地球赤道面上的同步卫星,因为此卫星为倾斜轨道,因此不能与地球保持相对静止;A错误;
B.由公式可得,因为两个卫星的周期是一样的,其他常量都相同,所以高度相同;B正确.
C.地球的第一宇宙速度是最大的环绕速度,该卫星比近地卫星轨道半径大,所以速度小于第一宇宙速度;C错误
D.此卫星的轨道为倾斜轨道,因此当卫星转一周时,两次通过赤道;D正确.
故选BD。
10、BCD
【解析】
本题涉及到两个粒子分别在两个不同磁场中做匀速圆周运动问题,相遇问题既考虑到位移问题,又考虑到时间等时,比较复杂,所以要从简单情况出发,由题意a粒子逆时针旋转,b粒子顺时针旋转,由于两粒子的动量(m2va=m1vb)和电量相同,则半径之比就是磁感应强度的反比,所以在B1磁场中的半径小,则两粒子在两磁场旋转两个半周时,a粒子相对坐标原点上移,b粒子相对坐标原点下移,若b粒子在最初不相遇,则以后就不能相遇了。所以只考虑b粒子旋转半周就与a粒子相遇的情况。
【详解】
由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式知道:,所以选项A错误。由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式r=知道,a粒子从O点出发沿x轴正方向射出向上逆时针转半周在y轴上上移2ra2,穿过y轴后逆时针向下转半周后下移2ra1,由于B2<B1,则第二次经过y轴时在从标原点的上方(2ra2-2ra1)处,同理第四次经过y轴时在坐标原点上方2(2ra2-2ra1)处,所以由题意知选项B正确。从最短时间的情况进行考虑,显然是b粒子向上转半周后相遇的,a粒子第四次经过y轴时是向右方向,而b粒子转半周也是向右的方向,所以两者方向相同,所以选项C正确。根据周期公式及题意,当两粒子在y轴上相遇时,时间上有:Tb1=Ta1+Ta2 即:,结合B1:B2=3:2,得到:,所以选项D正确。故选BCD。
本题的难点在于两个粒子在不同的两个磁场中以不同的速度做半径和周期不同匀速圆周运动,又涉及到相遇问题,需要考虑多种因素。关键的一点是a粒子在两个磁场旋转一次后通过y轴时位置上移,而b粒子恰恰相反,所以是b粒子经过半周后与a粒子相遇的,有此结论可以判断选项的正误。
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、180 < 20 )32
【解析】
(1)[1]由于指针指在三分之一的位置,说明R2分得电流为电流计电流的两倍,所以电流计电阻是R2的两倍,为180Ω。闭合S2后,R2与Rg的并联值R并<Rg,所以I总>Ig,而此时G的示数为满偏电流的三分之一,所以IR2大于三分之二满偏电流,所以2R2<,即Rg<;
(2)[2]由并联电路分流特点,得
Ω=20Ω
(3)[3]标准毫安表的示数为16.0mA时,改装后的电表显示为刻度盘的中值刻度,故改装电流表的量程为32mA;
(4)[4]把毫安表改装成电流表需要并联分流电阻,并联电阻阻值
当量程为32mA时,则有
当量程为30mA时,则有
联立解得
12、 V1 A2 图见解析 其阻值随温度升高线性增加 低 不均匀
【解析】
(1)由于,应采用电流表的外接法;又由于滑动变阻器的最大阻值与待测电阻的阻值相比较小,所以变阻器应采用分压式接法,测量其电阻的电路原理如下图:
由电源电动势为3V知,电压表应选V1;电阻值约100Ω,所以通过电阻的电流最大不超过30mA,因此电流表应选A2;
(2)根据测得不同温度下电阻阻值,用一条平滑的直线将上述点连接起来,让尽可能多的点处在这条直线上或均匀地分布在直线的两侧,其阻值随温度变化的图线如下图:
(3)由图线可知,其阻值随温度的升高线性增加;
(4) 根据图像知R=100+kt,随t的增大,R增大,根据闭合电路欧姆定律可知,电流I减小,所以越靠近右端表示的温度越低;
根据闭合电路欧姆定律可知,I与R的关系是非线性的,由图像知R与t的关系是线性的,所以I与t的关系非线性,I的刻度均匀换成t的刻度就是不均匀的。
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)
【解析】
(1)粒子a在磁场中做匀速圆周运动,轨迹如图所示,
粒子a、b均从C处水平射出,则可知粒子在磁场Ⅰ、Ⅱ中偏转的圆心角相同。设粒子a在磁场Ⅰ中做圆周运动的半径为、圆心角为,粒子b在磁场Ⅰ中做圆周运动的半径为、圆心角为,粒子a在磁场Ⅰ中运动的时间是磁场Ⅱ中运动的时间的2倍,则磁场Ⅰ的宽度为d。
代入数据得
设磁场Ⅱ中磁场为B:
由集合关系可知
则
则
粒子a在磁场中运动的时间为
代入数据得
(2)设粒子b速度为v,在磁场Ⅰ、Ⅱ中的半径分别为、,由
得
同理有
粒子a、b均从C处水平射出,运动轨迹如图所示,则有
由集合关系可知
代入数据得
解得a、b两粒子的速度之比
14、54.6
【解析】
容器内的气体在标准状态下的状态量分别为:T1=273K,p1=1105pa,
气体达到爆炸点的状态量为:p2=6.0106pa,V2=40L=0.04m3
根据理想气体状态方程,代入数据,有爆炸危险时内部气体达到的温度
T2=327.6K
达到的摄氏温度t2=54.6。
答:容器会有爆炸危险时内部气体达到的摄氏温度是54.6。
15、(1),;(2);(3)
【解析】
(1)设弹簧释放瞬间A和B获得的速度大小分别为,以向右为正方向,由动量守恒定律:
①
两物块获得的动量之和为:
②
联立①②式并代入数据得:
(2)A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等,因而两者滑动时加速度大小相等,设为加速度为
③
设从弹簧释放到B停止所需时间为t,B向左运动的路程为,则有:
④
弹簧释放后A先向右匀减速运动,与墙碰撞后再反向匀减速。因,B先停止运动。设当A与墙距离为时,A速度恰好减为0时与B相碰
⑥
设当A与墙距离为时,B刚停止运动A与B相碰
⑦
联立③④⑤⑥⑦得
的范围为:
(3)当时,B刚停止运动时A与B相碰,设此时A的速度为v
⑧
故A与B将发生弹性碰撞。设碰撞后AB的速度分别为和,由动量守恒定律与机械能守恒定律有:
⑨
⑩
联立⑧⑨⑩式并代入数据得
碰撞后B继续向左匀减速运动,设通过位移为
⑪
最终B离墙的距离为S
解得
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