资源描述
河南省郑州市河南实验中学2026年高三下学期第二次月考试题物理试题试卷
注意事项:
1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
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、如图所示,A、B两球质量相等,A球用不能伸长的轻绳系于O点,B球用轻弹簧系于O′点,O与O′点在同一水平面上,分别将A、B球拉到与悬点等高处,使轻绳和轻弹簧均处于水平且自然伸直状态,将两球分别由静止开始释放,当两球达到各自悬点的正下方时,两球仍处在同一水平面上,则( )
A.两球到达各自悬点的正下方时,两球损失的机械能相等
B.两球到达各自悬点的正下方时,A球速度较小
C.两球到达各自悬点的正下方时,重力对A球做的功比B球多
D.两球到达各自悬点的正下方时,A球的动能大于B球的动能
2、分离同位素时,为提高分辨率,通常在质谐仪内的磁场前加一扇形电场.扇形电场由彼此平行、带等量异号电荷的两圆弧形金属板形成,其间电场沿半径方向.被电离后带相同电荷量的同种元素的同位素离子,从狭缝沿同一方向垂直电场线进入静电分析静电分器,经过两板间静电场后会分成几束,不考虑重力及离子间的相互作用,则
A.垂直电场线射出的离子速度的值相同
B.垂直电场线射出的离子动量的值相同
C.偏向正极板的离子离开电场时的动能比进入电场时的动能大
D.偏向负极板的离子离开电场时动量的值比进入电场时动量的值大
3、在物理学研究过程中科学家们创造出了许多物理学研究方法,如理想实验法、控制变量法、极限法、理想模型法、微元法等。以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是( )
A.牛顿采用微元法提出了万有引力定律,并计算出了太阳和地球之间的引力
B.根据速度定义式v=,当Δt非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义采用了极限法
C.将插有细长玻璃管的玻璃瓶内装满水,用力捏玻璃瓶,通过细管内液面高度的变化,来反映玻璃瓶发生了形变,该实验采用了放大的思想
D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看成匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法
4、如图所示,木箱置于水平地面上,一轻质弹簧一端固定在木箱顶部,另一端系一小球,小球下端用细线拉紧固定在木箱底部。剪断细线,小球上下运动过程中木箱刚好不能离开地面。已知小球和木箱的质量相同,重力加速度大小为,若时刻木箱刚好不能离开地面,下面说法正确的是
A.时刻小球速度最大
B.时刻小球加速度为零
C.时刻就是刚剪断细线的时刻
D.时刻小球的加速度为
5、原子核A、B结合成放射性原子核C.核反应方程是A+B→C,已知原子核A、B、C的质量分别为、、,结合能分别为、、,以下说法正确的是( )
A.原子核A、B、C中比结合能最小的是原子核C
B.原子核A、B结合成原子核C,释放的能量
C.原子核A、B结合成原子核C,释放的能量
D.大量原子核C经历两个半衰期时,已发生衰变的原子核占原来的
6、如图所示,质量为m的木块A放在斜面体B上,对B施加一水平向左的推力F,使A、B保持相对静止向左做匀速直线运动,则B对A的作用力大小为(重力加速度为g)( )
A.mg B.mgsin θ C.mgcos θ D.0
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、一列简谐横波在某时刻的波形如图所示,此时刻质点P的速度为v,经过1s后它的速度大小、方向第一次与v相同,再经过0.2 s它的速度大小、方向第二次与v相同,则下列判断正确的是_______。
A.波沿x轴负方向传播,且周期为1.2 s
B.波沿x轴正方向传播,且波速为10 m/s
C.质点M与质点Q的位移大小总是相等,方向总是相反
D.若某时刻N质点速度为零,则Q质点一定速度为零
E.从图示位置开始计时,在3s时刻,质点M偏离平衡位置的位移y=-10 cm
8、如图所示,质量为m的飞行器绕中心在O点、质量为M的地球做半径为R的圆周运动,现在近地轨道1上的P点开启动力装置,使其变轨到椭圆轨道3上,然后在椭圆轨道上远地点Q再变轨到圆轨道2上,完成发射任务。已知圆轨道2的半径为3R,地球的半径为R,引力常量为G,飞行器在地球周围的引力势能表达式为Ep=,其中r为飞行器到O点的距离。飞行器在轨道上的任意位置时,r和飞行器速率的乘积不变。则下列说法正确的是( )
A.可求出飞行器在轨道1上做圆周运动时的机械能是
B.可求出飞行器在椭圆轨道3上运行时的机械能是-
C.可求出飞行器在轨道3上经过P点的速度大小vP和经过Q点的速度大小vQ分别是、
D.飞行器要从轨道1转移到轨道3上,在P点开启动力装置至少需要获取的的动能是
9、如图所示,B为理想变压器,接在原线圈上的交流电压U保持不变,R为定值电阻,电压表和电流表均为理想电表。开关闭合前灯泡L1上的电压如图,当开关S闭合后,下列说法正确的是( )
A.电流表A1的示数变大 B.电流表A2的示数变小
C.电压表V的示数大于220V D.灯泡L1的电压有效值小于220V
10、如图所示,正方形abcd区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,甲、乙两带电粒子从a点沿与ab成30°角的方向垂直射入磁场.甲粒子垂直于bc边离开磁场,乙粒子从ad边的中点离开磁场.已知甲、乙两a带电粒子的电荷量之比为1:2,质量之比为1:2,不计粒子重力. 以下判断正确的是
A.甲粒子带负电,乙粒子带正电
B.甲粒子的动能是乙粒子动能的16倍
C.甲粒子所受洛伦兹力是乙粒子所受洛伦兹力的2倍
D.甲粒子在磁场中的运动时间是乙粒子在磁场中运动时间的倍
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)在测定电容器电容的实验中,将电容器、电压传感器、阻值为3 kΩ的电阻R、电源、单刀双掷开关S按图甲所示电路图进行连接。先使开关S与1相连,电源给电容器充电,充电完毕后把开关S掷向2,电容器放电,直至放电完毕,实验得到的与电压传感器相连接的计算机所记录的电压随时间变化的图线如图乙所示,图丙为由计算机对图乙进行数据处理后记录了“峰值”及图线与时间轴所围“面积”的图像。
(1)根据图甲所示的电路,观察图乙可知:充电电流与放电电流方向________(填“相同”或“ 相反”),大小都随时间________(填“增大”或“ 减小”)。
(2)该电容器的电容为________F(结果保留两位有效数字)。
(3)某同学认为:仍利用上述装置,将电压传感器从电阻两端改接在电容器的两端,也可以测出电容器的电容值,请你分析并说明该同学的说法是否正确________。
12.(12分)测量玩具遥控汽车的额定功率实验,简要步骤如下:
A.测出小车质量为0.6kg。
B.在小车尾部系一条长纸带,让纸带穿过电源频率为50Hz的打点计时器。
C.使小车以额定功率沿水平面加速到最大速度,继续运行一段时间后关闭小车发动机,让其在水平面上滑行直到停止。
D.取下纸带进行研究。测得的数据如图所示。
回答下列问题:
(1)由纸带知遥控汽车的最大速度为____________,汽车滑行时的加速度为____________;
(2)汽车滑行时的阻力为____________;其额定功率为____________。
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.(10分)如图所示,水平线ab上方存在竖直向下的匀强电场,ab以及ab下方都存在竖直向上的匀强电场,场强大小都相等。在ab 下方同时存在垂直纸面向外的匀强磁场。P为ab上方一点,到ab距离为2L。一质量为m、带电荷量为-q(q>0)的带电小球从P点以大小为、与竖直方向成θ= 30°斜向下抛出。g为重力加速度,经过ab上C点(图中未画出)时速度水平。
(1)求电场强度大小;
(2)小球经过ab下方Q点(图中未画出)时获得最大速度,Q到ab的距离为,求磁场的磁感应强度大小。
14.(16分)如图,在x0y平面坐标系的第Ⅰ象限内有沿x轴负方向的匀强电场,它的场强大小为 E=4×105V/m,第Ⅱ象限有垂直平面向里的匀强磁场—个带正电粒子以速度大小v0=2×107m/s 从上A点沿y轴正方向射人电场,并从C点进入磁场.已知A点坐标为(0.2m,0),该粒子的比荷=2.5×109C/kg,不计粒子的重力.
(1)求C点的坐标;
(2)求粒子刚进入磁场时的速度;
(3)若要使粒子不能进入第Ⅲ象限,求磁感应强度B的大小.
15.(12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.
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.A球运动过程中,只有重力做功,机械能守恒,B球运动过程中,B球机械能转化为弹簧的弹簧势能,故A错误;
BD.两个球都是从同一个水平面下降的,到达最低点时还是在同一个水平面上,可知在整个过程中,A、B两球重力势能减少量相同。球A的重力势能全部转化为动能,球B的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能,所以两球到达各自悬点的正下方时,A球动能较大,速度较大,故B错误,D正确;
C.两个球都是从同一个水平面下降的,到达最低点时还是在同一个水平面上,可知在整个过程中,A、B两球重力势能减少量相同,即重力做功相同,故C错误。
故选D。
2、D
【解析】
垂直电场线射出的离子,在电场中做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律有,解得,同位素的质量不同,所以垂直电场线射出的离子动能的值相同,速度不同,动量不同,AB错误;偏向正极板的离子离开电场时克服电场力做功,动能比进入电场时的小,C错误;偏向负极板的离子离开电场时,过程中电场力做正功,速度增大,动量增大,故比进入电场时动量的值大,D正确.
3、A
【解析】
A.牛顿采用理想模型法提出了万有引力定律,没有计算出太阳和地球之间的引力,故A符合题意;
B.根据速度定义式v=,当Δt非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义采用了极限法,故B不符合题意
C.将插有细长玻璃管的玻璃瓶内装满水,用力捏玻璃瓶,通过细管内液面高度的变化,来反映玻璃瓶发生了形变,该实验采用了放大的思想,故C不符合题意;
D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看成匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法,故D不符合题意。
故选A。
4、D
【解析】
小球运动到最高点时木箱恰好不能离开地面,此时小球速度为零,对木箱受力分析有: ,对小球受力分析有:
又,,解得:
A.A项与 上述分析结论不相符,故A错误;
B.B项与 上述分析结论不相符,故B错误;
C.C项与 上述分析结论不相符,故C错误;
D.D项与 上述分析结论相符,故D正确。
5、B
【解析】
ABC.某原子核的结合能是独立核子结合成该核时释放的能量,原子核A、B结合成放射性原子核C,要释放能量,原子核C的比结合能最大,释放的能量
根据质能方程得
故AC错误,B正确;
D.原子核的半衰期是原子核有半数发生衰变所需要的时间,大量原子核C经历两个半衰期时,未发生衰变的原子核占原来的,D错误。
故选B。
6、A
【解析】
A向左做匀速直线运动,则其所受合力为零,对A受力分析可知,B对A的作用力大小为mg,方向竖直向上,故A正确。
故选A。
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、ADE
【解析】
AB.由于1s>0.2s,即质点P第一次达到相同速度的时间间隔大于第二次的,故可得到图示时刻质点P向下运动,经过1.2s正好运动一个周期回到图示位置,故波沿x轴负方向传播,且周期为1.2 s,波速
故A正确,B错误;
C.M、Q的平衡位置距离大于λ,故质点M和质点Q的相位差不等于π,那么,质点M与质点Q的位移不可能总是大小相等,方向相反,故C错误;
D.N、Q的平衡位置距离刚好等于λ,故质点M和质点Q的相位差等于π,那么,质点M与质点Q的位移、速度总是大小相等,方向相反,故若某时刻N质点速度为零,则Q质点一定速度为零,故D正确;
E.3s=T,即质点M振动个周期,那么,由波沿x轴负方向传播可得:零时刻质点向上振动,故在3s时刻,质点M偏离平衡位置的位移y=-10cm,故E正确;
故选ADE。
8、BC
【解析】
A.飞行器在轨道1上做圆周运动,则
则动能
势能
机械能
选项A错误;
BC.飞行器在椭圆轨道3上运行时
解得
选项BC正确;
D.飞行器要从轨道1转移到轨道3上,在P点开启动力装置至少需要获取的的动能是
选项D错误。
故选BC。
9、ACD
【解析】
A. 当S接通后,电路的总电阻减小,总电流变大,而变压器的匝数比不变,所以原线圈中的电流增大,电流表A1的示数变大,故A正确;
B. 当S接通后,电路的总电阻减小,副线圈总电流变大,电流表A2的示数变大,故B错误;
C.根据图像可知,开关闭合前灯泡L1上的电压为220V,故电压表的示数为副线圈总电压,大于220V,闭合开关后,输入电压和匝数不变,电压表示数仍大于220V,故C正确;
D. 开关闭合后,总电阻减小,干路电流增大,故电阻分的电压增大,灯泡L1的电压减小,小于220V,故D正确。
故选ACD。
10、CD
【解析】
根据粒子运动轨迹,应用左手定则可以判断出粒子的电性;粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据题意求出粒子轨道半径关系,然后应用牛顿第二定律求出粒子的速度然后分析答题;根据粒子做圆周运动的周期公式与粒子转过的圆心角求出粒子的运动时间.
【详解】
由甲粒子垂直于bc边离开磁场可知,甲粒子向上偏转,所以甲粒子带正电,由粒子从ad边的中点离开磁场可知,乙粒子向下偏转,所以乙粒子带负电,故A错误;由几何关系可知,R甲=2L,乙粒子在磁场中偏转的弦切角为60°,弦长为,所以:=2R乙sin60°,解得:R乙=L,由牛顿第二定律得:qvB=m,动能:EK=mv2=,所以甲粒子的动能是乙粒子动能的24倍,故B错误;由牛顿第二定律得:qvB=m,解得:,洛伦兹力:f=qvB=,即,故C正确;由几何关系可知,甲粒子的圆心角为300,由B分析可得,乙粒子的圆心角为120°,粒子在磁场中的运动时间:t=T,粒子做圆周运动的周期: 可知,甲粒子在磁场中的运动时间是乙粒子在磁场中运动时间的1/4倍,故D正确..
题考查带电粒子在匀强磁场中的运动,要掌握住半径公式、周期公式,画出粒子的运动轨迹后,利用洛伦兹力提供向心力,结合几何关系进行求解;运用粒子在磁场中转过的圆心角,结合周期公式,求解粒子在磁场中运动的时间.
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、相反 减小 1.0×10-2 正确
【解析】
(1)[1][2]根据图甲所示的电路,观察图乙可知充电电流与放电电流方向相反,大小都随时间减小;
(2)[3]根据充电时电压—时间图线可知,电容器的电荷量为:
Q=It=t
而电压的峰值为Um=6 V,则该电容器的电容为:
C=
设电压—时间图线与坐标轴围成的面积为S,联立解得:
C===F=1.0×10-2 F;
(3)[4]正确,电容器放电的过程中,电容器C与电阻R两端的电压大小相等,因此通过对放电曲线进行数据处理后记录的“峰值Um”及图线与时间轴所围“面积”,仍可应用:
C==
计算电容值。
12、1.00m/s -1.73m/s 1.04N 1.04W
【解析】
(1)[1][2].汽车的最大速度为
纸带上最后6段对应汽车做关闭发动机做减速运动,加速度为
(2)[3][4].根据牛顿第二定律得
f=ma=0.6×(-1.73)N≈-1.04N
当汽车匀速运动时,牵引力与阻力大小相等,即有F=f
则汽车的额定功率为
P=Fvm=fvm=1.04×1W=1.04W
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)小球在上方,受到电场力(竖直向上)与重力的合力
产生的加速度大小为
竖直向上
经过线时速度水平,则竖直分速度
从点到点,竖直方向分速度匀减速到0,故
解得
(2)根据速度分解可知小球在点时的速度为
电场力和重力的合外力
竖直向下;
之后在重力、电场力和洛伦兹力作用下做曲线运动。
根据左手定则可知小球运动到点时速度水平向右,设为。
从到,根据动能定理有
解得
把小球从到的过程分成无数个小过程:
在第1个小过程中水平方向应用动量定理有
即
在第2个小过程中水平方向应用动量定理有
即
在第3个小过程中水平方向应用动量定理有
即
……
在第个小过程中水平方向应用动量定理有
即
把以上各式相加有
而
联立解得
14、(l)(0,0.4m);(2),与y轴的夹角为;(3).
【解析】
试题分析:(1)粒子在第一象限内做类平抛运动,即沿y轴正方向做匀速直线运动,沿x轴负方向做匀加速直线运动,由类平抛运动规律可以求出水平位移.(2)在第一问手基础上,求出类平抛运动的末速度即为进入磁场的初速度.(3)粒子进入第二象限后做匀速圆周运动,若要使粒子不进入第三象限,则当粒子的运动轨迹恰与x轴相切时,是粒子的最大的半径,对应最小的磁感应强度.
(l)粒子在第I象限内的运动类似平抛运动,轨迹如图
沿x轴负方向做匀加速运动,则有:,
沿y轴正方向做匀速运动,则有:
联立解得:y=0.4m
故粒子经过y轴时的坐标为(0,0.4m)
(2)设粒子进入磁场时的速度为v
则x轴方向的速度为,y轴方向的速度为
由,解得:
设速度v的方向与y轴的夹角为
则有:
解得:,即速度v的方向与y轴的夹角为
(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动,其最大半径为R的圆弧
在运动轨迹图中,由几何关系得:,
又
联立解得:磁感应强度最小值为
则第 II象限内的磁场磁感应强度
【点睛】本题是带电粒子在组合的匀强电场和匀强磁场中做类平抛运动和匀速圆周运动的综合题,需要考虑的是带电粒子在匀强磁场中运动的极端情况,要使粒子不进入第三象限,则带电粒子最大的运动半径恰恰与x轴相切,由几何关系求出最大半径,再由洛仑兹力提供向心力从而求出最小的磁感应强度.
15、(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.
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