高考物理模擬試題(三)

■重慶市大學(xué)城第一中學(xué)校 楊天才(特級教師,正高級教師)

一、選擇題(第1～5題為單選題,第6～8題為多選題)

1.甘肅武威的釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)(TMSR)是第四代核能系統(tǒng)之一,它的試驗成功標(biāo)志著我國在這方面的研究處于國際引領(lǐng)地位。其中釷基核燃料鈾由較難裂變的釷吸收一個中子后經(jīng)過若干次β衰變而來,鈾的一種典型裂變產(chǎn)物是鋇和氪。下列說法中正確的是( )。

A.外界溫度越高,釷核衰變的速度越快

C.在鈾核裂變成鋇和氪的核反應(yīng)中,核子的比結(jié)合能增大

2.在如圖1所示的電路中,L1、L2、L3是三個相同的燈泡,電感線圈L的電阻和電源的內(nèi)阻可忽略,D 為理想二極管。下列判斷中正確的是( )。

圖1

A.開關(guān)S從斷開狀態(tài)突然閉合時,燈泡L1逐漸變亮,燈泡L2一直不亮,燈泡L3立即變亮

B.開關(guān)S從斷開狀態(tài)突然閉合時,燈泡L1、L2逐漸變亮,燈泡L3立即變亮再熄滅

C.開關(guān)S從閉合狀態(tài)突然斷開時,燈泡L1逐漸熄滅,燈泡L2突然變亮,然后逐漸變暗至熄滅,燈泡L3立即熄滅

D.開關(guān)S從閉合狀態(tài)突然斷開時,燈泡L1、L2逐漸熄滅,燈泡L3突然變亮,然后逐漸變暗至熄滅

3.如圖2所示,一粗糙斜面固定在水平面上,質(zhì)量為m的滑塊通過一根跨過斜面頂端光滑定滑輪的輕繩與一鉤碼相連。能使滑塊在斜面上保持勻速運動的鉤碼質(zhì)量的最大值和最小值分別為m1和m2。設(shè)輕繩與斜面保持平行,斜面傾角為θ,則滑塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)為( )。

圖2

4.如圖3所示,空間分布著范圍足夠大的磁感應(yīng)強度為B的水平勻強磁場,一個質(zhì)量為m,電荷量為+q的帶電小圓環(huán)套在一根固定的絕緣傾斜長桿上,環(huán)與桿之間的動摩擦因數(shù)為μ。現(xiàn)使圓環(huán)以初速度v0沿桿向上運動,不計空氣阻力。如圖4所示的描述該圓環(huán)上滑過程中的速度v隨時間t、機械能E隨位移x變化的圖像中,可能正確的是( )。

圖3

圖4

5.一靜止的物體受到水平外力作用在粗糙水平地面上從t=0時刻開始做直線運動,其x-t圖像如圖5所示。0～T、T～2T時間內(nèi)的函數(shù)關(guān)系分別為不同的二次函數(shù)。下列說法中正確的是( )。

A.0～T時間內(nèi)物體的速度為零

B.物體在0～T、T～2T時間內(nèi)的加速度大小之比為1∶3

C.物體在T、2T末的速率之比為1∶3

D.在T～2T時間內(nèi)物體受到的水平外力為恒力

6.在某靜電場中建立Ox軸,x軸上各點的電場強度均與x軸共線,x軸上各點的電勢φ隨坐標(biāo)x變化的關(guān)系圖像如圖6所示,圖像上P點為曲線拐點,P點切線與x軸交點處坐標(biāo)為x2?，F(xiàn)讓一電子從坐標(biāo)原點O以初速度v0沿x軸正方向運動。已知電子的質(zhì)量為m,電荷量的絕對值為e,不計電子重力,取無窮遠(yuǎn)處電勢為零。下列說法中正確的是( )。

圖6

A.電子沿x軸做加速運動

B.電子經(jīng)過x1處時加速度最大,此時電勢能也最大

C.若電子最遠(yuǎn)能到達(dá)x3處,則x3處的電勢

7.地球同步軌道上的衛(wèi)星失效后,及時將其清理,能為新的衛(wèi)星釋放空間。2021年12月底,我國自主研發(fā)的“實踐21 號”衛(wèi)星“捕捉”到同步軌道上已失效的“北斗2號”衛(wèi)星,并與之完成對接。2022年1月22日,“實踐21號”完成大幅度變軌機動,將“北斗2號”拖入一條高于同步軌道的“墓地軌道”。1月26日,“實踐21號”與“北斗2號”脫離,并于1月28日返回地球同步軌道。已失效的“北斗2號”將在高于同步軌道帶的太空區(qū)域漂流。這一舉措展示了我國作為太空大國的責(zé)任和擔(dān)當(dāng),也讓世界見證了中國的科技實力。將上述過程作如圖7所示的簡化:組合體在同步軌道上的P點變軌,經(jīng)過轉(zhuǎn)移軌道,運行到比同步軌道高3 000 km 的“墓地軌道”上的Q點,在Q點組合體完成分離,其中“實踐21號”再經(jīng)轉(zhuǎn)移軌道獨自返回同步軌道。已知地球同步軌道高度約為35 786 km,地球半徑約為6 371 km,則( )。

圖7

A.由題中所給數(shù)據(jù),可以估算出已失效的“北斗2號”在“墓地軌道”上的運行周期

B.由題干材料可知,“實踐21號”在轉(zhuǎn)移軌道上的運行周期約為4天

C.對于“實踐21號”衛(wèi)星,若僅考慮地球?qū)λ娜f有引力作用,其沿同步軌道運行經(jīng)過P點時的加速度大小為a1,沿轉(zhuǎn)移軌道運行經(jīng)過P點時的加速度大小為a2,則a1=a2

D.若要使已失效的衛(wèi)星由Q點脫離地球引力的束縛,需要在Q點至少給它一個大于11.2 km/s的初速度

8.如圖8所示,質(zhì)量均為m的A、B兩個物塊放在水平轉(zhuǎn)盤上,它們與臺面之間的動摩擦因數(shù)均為μ,A、B兩物塊離軸的距離分別為L、2L,開始時,細(xì)繩恰好伸直但無張力。現(xiàn)讓轉(zhuǎn)盤從靜止開始轉(zhuǎn)動,在其角速度緩慢增大的過程中,物塊均未相對轉(zhuǎn)盤運動前,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。下列說法中正確的是( )。

圖8

A.物塊A受到的摩擦力先增大再減小再增大

C.不可能出現(xiàn)A、B兩物塊所受摩擦力大小相等的時刻

D.細(xì)繩拉力的最大值為3μmg

二、非選擇題

(一)必考題

9.利用如圖9所示的裝置測定某地的重力加速度g。打開試管夾,由靜止釋放小鐵球,小鐵球經(jīng)過正下方的固定在鐵架臺上的光電門1和2,與光電門相連的光電計時器顯示小鐵球經(jīng)過光電門1和2所用的時間分別為Δt1和Δt2,用刻度尺測量得光電門1和2間的距離為H。

圖9

(1)用游標(biāo)為20分度的卡尺測量小鐵球的直徑,卡尺上的示數(shù)如圖10所示,則小鐵球的直徑D=____mm。

圖10

(2)小鐵球經(jīng)過光電門2 時的瞬時速度大小v=____。(用題中字母表示)

(3)該地的重力加速度大小g=____。(用題中字母表示)

10.在電學(xué)實驗設(shè)計電路時,要思考以下兩個問題:

(1)電流表內(nèi)接還是外接?

如圖11所示,某同學(xué)測量燈泡電阻時采用試接的方法,讓電壓表的一端接在A點,另一端先后接到B點和C點。他發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)有明顯變化,而電流表示數(shù)無明顯變化,說明小燈泡的阻值與_____(選填“電流表”或“電壓表”)的阻值接近,應(yīng)選擇電流表_____(選填“內(nèi)接”或“外接”)的電路。

圖11

(2)如何選擇滑動變阻器?

某負(fù)載電阻R0=50 Ω,有四種規(guī)格的滑動變阻器可供選擇,其最大阻值R1分別為5 Ω、20 Ω、50 Ω、200 Ω。將它們分別接入如圖12甲所示的電路中。保持M、N間的電壓恒定,從左向右移動滑片P,研究電壓表的示數(shù)U與滑動變阻器接入電路的長度x的關(guān)系,畫出U-x圖像,如圖12乙所示。設(shè),要求滑動變阻器對電壓的調(diào)節(jié)最好是線性的,不要突變,電壓的變化范圍要盡量大。滿足上述要求的k值的理想范圍為______。

圖12

A.k＜0.1

B.0.1≤k≤0.5

C.k＞1

11.“打彈珠”是一種常見的兒童游戲,該游戲的規(guī)則為:將手中一彈珠以一定的初速度瞬間彈出,并與另一靜止的彈珠發(fā)生碰撞,被碰彈珠若能進(jìn)入小坑中即為勝出?，F(xiàn)將此游戲進(jìn)行簡化,如圖13所示,粗糙程度相同的水平地面上,彈珠A和彈珠B與坑在同一直線上,兩彈珠間距x1=2 m,彈珠B與坑的間距x2=1 m。某同學(xué)將彈珠A以初速度v0=6 m/s水平向右瞬間彈出,經(jīng)過時間t1=0.4 s與彈珠B發(fā)生彈性正碰。已知兩彈珠的質(zhì)量均為m=2.5 g,取重力加速度g=10 m/s2,若彈珠A、B與地面間的動摩擦因數(shù)均相同,并將彈珠的運動視為滑動,求:

圖13

(1)碰撞前瞬間彈珠A的速度大小和彈珠與地面間的動摩擦因數(shù)μ。

(2)判斷該同學(xué)能否勝出。

12.如圖14所示,位于豎直平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系xOy的第一象限虛線上方(包含虛線)存在豎直向下的勻強電場,電場強度為E;第三象限某個區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向里的勻強磁場(未畫出),磁感應(yīng)強度為B。現(xiàn)有大量質(zhì)量為m,電荷量為+q的粒子以相同的初速度v0水平射入電場,均經(jīng)過O點進(jìn)入磁場,最后離開磁場進(jìn)入第四象限,粒子在第三象限內(nèi)運動時均處在磁場中,忽略粒子的重力及相互間的作用。

圖14

(1)勻強電場的邊界方程(粒子入射點的坐標(biāo)y和x間的關(guān)系)。

(2)將粒子進(jìn)入電場的位置記為P(x,y),其中0＜y≤y0,0＜x≤x0,若,求磁場區(qū)域的最小面積。

(3)在(2)問的基礎(chǔ)上,若在x＞0,y＜0的空間內(nèi)加一沿x軸方向的大小未知的勻強磁場B1,則從P(x0,y0)進(jìn)入電場的粒子,在磁場B1中運動軌跡最高點的y軸坐標(biāo)恰好為0,求軌跡最高點對應(yīng)的x軸坐標(biāo)的可能取值。

(二)選考題

13.[選修3—3]

(1)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B、C、D再到狀態(tài)A,其體積V和熱力學(xué)溫度T的關(guān)系圖像如圖15所示,BA和CD連線的延長線均經(jīng)過O點,則下列說法中正確的是( )。

圖15

A.氣體在狀態(tài)B時的壓強大于在狀態(tài)C時的壓強

B.從狀態(tài)D到狀態(tài)A,外界對氣體做功,氣體吸熱

C.從狀態(tài)C到狀態(tài)D,每個氣體分子的速率都減小

D.從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中氣體對外界做的功等于從狀態(tài)C到狀態(tài)D的過程中外界對氣體做的功

(2)疫情防控,人人有責(zé)。某商場保潔人員用于消毒的噴壺示意圖如圖16甲所示,壺的容積為2.0 L,內(nèi)含1.5 L的消毒液。現(xiàn)閉合閥門,緩慢向下壓壓桿,每次可向壺內(nèi)儲氣室充入體積為0.05 L、壓強為1.0 atm 的空氣,多次下壓后,壺內(nèi)氣體壓強變?yōu)?.5 atm時,按下按柄,打開閥門,消毒液從噴嘴處噴出,待消毒液不再噴出時關(guān)閉閥門。若將空氣視為理想氣體,充氣和噴液過程中氣體溫度保持不變,不考慮導(dǎo)管內(nèi)液柱對噴壺內(nèi)氣體壓強的影響,外界大氣壓強為1.0 atm,1.0 atm=1.0×105Pa。

圖16

(ⅰ)求充氣過程向下壓壓桿的次數(shù)n。

(ⅱ)噴液過程中,氣體狀態(tài)變化的等溫線可近似看成一段傾斜直線,如圖16乙所示,估算噴液過程中壺內(nèi)氣體從外界吸收的熱量Q。

14.[選修3—4]

(1)如圖17所示,甲、乙兩列簡諧橫波在同種均勻介質(zhì)中傳播,t=0時刻兩列波恰好在坐標(biāo)原點O相遇,已知甲波沿x軸正方向傳播,頻率為5 Hz;乙波沿x軸負(fù)方向傳播,則( )。

圖17

A.甲波在該介質(zhì)中傳播的周期為0.4 s

B.乙波在該介質(zhì)中傳播的速度為20 m/s

C.甲、乙兩波均傳播到坐標(biāo)原點處后,該處質(zhì)點始終位于平衡位置

D.甲、乙兩波均傳播到x=2 m 處后,該處質(zhì)點的振幅為30 cm

(2)如圖18所示,玻璃磚的截面由半圓和等腰直角三角形組成,半圓的半徑為R,在截面內(nèi)一束單色光由D點射入玻璃磚,入射角為α,折射角為β,折射光線與半圓的直徑垂直,且通過AB邊的中點E,DE連線與AB邊的夾角也為α,最后光線從玻璃磚中射出時與入射光線相交于P點(未畫出),已知光在真空中的傳播速度為c,sin 15°=求:

圖18

(ⅰ)玻璃磚的折射率n。

(ⅱ)光從P點射向玻璃磚到再次回到P點所用的時間t。