高考物理模擬試題（五）

■湖北省枝江一中 陳 宏

一、選擇題(第1～5題為單選題,第6～8題為多選題)

1.2022年1月1日,我國(guó)自主研發(fā)的第三代核電“華龍一號(hào)”中核集團(tuán)福清核電6號(hào)機(jī)組首次并網(wǎng)成功。核電站使用的燃料主要是鈾,已知真空中一個(gè)靜止的鈾238 核經(jīng)過(guò)一次α衰變后變成一個(gè)釷234 核,衰變方程為,則下列說(shuō)法中正確的是( )。

A.反應(yīng)前鈾238 核的能量等于反應(yīng)后釷234核與α粒子的能量之和

B.衰變后釷234核的動(dòng)量與α粒子的動(dòng)量相同

C.衰變后釷234核的質(zhì)量與α粒子的質(zhì)量之和小于衰變前鈾238核的質(zhì)量

D.若钚元素的半衰期為τ,則經(jīng)過(guò)時(shí)間τ,100個(gè)中有50個(gè)已經(jīng)發(fā)生了衰變

2.中國(guó)高鐵具有極好的穩(wěn)定性,硬幣可以穩(wěn)穩(wěn)地直立在高速行駛的列車窗臺(tái)上。關(guān)于這枚直立在列車窗臺(tái)上的硬幣,下列判斷正確的是( )。

A.硬幣直立過(guò)程中,列車不可能做加速或減速運(yùn)動(dòng)

B.硬幣直立過(guò)程中,一定只受重力和支持力作用,而處于平衡狀態(tài)

C.硬幣直立過(guò)程中,可能受到與列車行駛方向相同的摩擦力作用

D.列車做加速或減速運(yùn)動(dòng)時(shí),硬幣都會(huì)受到與列車行駛方向相同的摩擦力作用

3.一輛汽車由靜止開(kāi)始做加速度大小為a1的勻加速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,改為以加速度大小為a2做勻減速直線運(yùn)動(dòng),再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間停止運(yùn)動(dòng)。已知汽車在這兩段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的總位移為d,則它運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為( )。

4.“投壺”是中國(guó)古代士大夫宴飲時(shí)做的一種投擲游戲。如圖1所示,若將投壺用的箭 (質(zhì)量均相等)視為質(zhì)點(diǎn),投壺時(shí)箭距壺口的高度為h,與壺邊緣的最近水平距離為20L,壺口的半徑為L(zhǎng)。若將箭的運(yùn)動(dòng)視為平拋運(yùn)動(dòng),假設(shè)箭都投入壺中,重力加速度為g,則( )。

圖1

A.每支箭從拋出到剛落入壺中的過(guò)程中機(jī)械能守恒

B.所有箭落入壺中前瞬間的重力的功率不相同

C.若箭的初速度為v0,則

D.箭剛落入壺中時(shí),最大速率與最小速率度之比為11∶10

5.如圖2所示,曲線Ⅰ是一顆繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星軌道的示意圖,其半徑為R;曲線Ⅱ是一顆繞地球做橢圓運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星軌道的示意圖,O點(diǎn)為地球球心,AB為橢圓的長(zhǎng)軸。兩軌道和地球球心在同一平面內(nèi),已知在兩軌道上運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的周期相等,引力常量為G,地球質(zhì)量為M,則下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( )。

圖2

A.橢圓軌道半長(zhǎng)軸的長(zhǎng)度為R

B.若衛(wèi)星在曲線Ⅰ上運(yùn)行時(shí)的速率為v0,衛(wèi)星運(yùn)行到曲線Ⅱ上B點(diǎn)時(shí)的速率為vB, 則v0＞vB

C.若衛(wèi)星在曲線Ⅰ上運(yùn)行時(shí)的加速度大小為a0,衛(wèi)星運(yùn)行到曲線Ⅱ上A點(diǎn)時(shí)的加速度大小為aA,則a0＜aA

6.滑板運(yùn)動(dòng)是年輕人喜愛(ài)的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目之一。如圖3所示,一運(yùn)動(dòng)員在玩滑板,他一只腳蹬地后,滑板和他一起以大小v0=3 m/s的速度在水平面上從A點(diǎn)向右無(wú)動(dòng)力運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)恰能沿斜面下滑,到達(dá)斜面底端C點(diǎn)時(shí)的速度大小vC=4 m/s。已知水平面A、B間的距離x1=1.8 m,斜面傾角θ=37°,滑板與AB、BC段間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,運(yùn)動(dòng)員和滑板的總質(zhì)量m=60 kg,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,取重力加速度g=10 m/s2。下列說(shuō)法中正確的是( )。

圖3

A.運(yùn)動(dòng)員在水平面AB上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力f=150 N

B.滑板與水平面AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5

C.運(yùn)動(dòng)員在斜面BC上下滑時(shí)的加速度大小a=4 m/s2

D.斜面BC的長(zhǎng)度x2=2 m

7.如圖4所示為研究遠(yuǎn)距離輸電的裝置,左側(cè)升壓變壓器和右側(cè)降壓變壓器均為理想變壓器,兩變壓器原、副線圈的匝數(shù)比滿足n1∶n2=n4∶n3,升壓變壓器的輸入電壓u1=50 2sin 100πt(V),輸電線的總電阻為r。下列說(shuō)法中正確的是( )。

圖4

A.閉合燈泡所在支路的開(kāi)關(guān)后,燈泡兩端的電壓為50 V

B.閉合燈泡所在支路的開(kāi)關(guān)后,通過(guò)燈泡的電流的頻率為50 Hz

C.閉合降壓變壓器負(fù)載上的開(kāi)關(guān)數(shù)越多,接通的燈泡獲得的總功率越大

D.依次閉合開(kāi)關(guān)S1、S2、S3、……,燈泡L1越來(lái)越暗

8.如圖5所示,足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌水平放置,導(dǎo)軌間距L=1 m,虛線右側(cè)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1 T,方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量均為m=1 kg,電阻均為R=1 Ω 的導(dǎo)體棒ab、cd均靜止在導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒cd到磁場(chǎng)左邊界(虛線)的距離x=3 m,導(dǎo)體棒ab在磁場(chǎng)外,在外力作用下壓縮著一根水平輕彈簧,彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能Ep=8 J。現(xiàn)撤去外力,導(dǎo)體棒ab被彈簧水平彈出,在此后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終接觸良好。若兩導(dǎo)體棒發(fā)生的是彈性碰撞,則下列說(shuō)法中正確的是( )。

圖5

A.導(dǎo)體棒ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),導(dǎo)體棒cd的加速度為2 m/s2

B.導(dǎo)體棒ab先減速到2.5 m/s時(shí)與導(dǎo)體棒cd相碰,碰后又開(kāi)始做加速運(yùn)動(dòng)

C.導(dǎo)體棒cd一直做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱為2 J

D.最終穩(wěn)定時(shí)兩導(dǎo)體棒間的距離為1 m

二、非選擇題

(一)必考題

9.在“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中,在水平桌面上放一塊方木板,用圖釘把一張白紙釘在方木板上。再用圖釘把橡皮條一端固定在板上的A點(diǎn)。在橡皮條另一端拴上兩根細(xì)繩形成結(jié)點(diǎn),細(xì)繩的另一端系著繩套。先用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套,互成角度地拉橡皮條;再用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)繩套拉橡皮條。

(1)下列方案中可以選出適合完成實(shí)驗(yàn)的彈簧測(cè)力計(jì)的是( )。

A.兩彈簧測(cè)力計(jì)置于水平桌面在對(duì)拉時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)相等

B.兩彈簧測(cè)力計(jì)豎直懸掛在鐵架臺(tái)上對(duì)拉時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)相等

C.用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量同一物體的重力時(shí)讀數(shù)相等但略小于物體的實(shí)際重力

D.用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量同一物體的重力時(shí)讀數(shù)相等且等于物體的實(shí)際重力

(2)在某次測(cè)量時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖6所示,則其拉力為_(kāi)___N,實(shí)驗(yàn)中必須要做的標(biāo)記或者記錄的信息有____。

圖6

A.拉伸后橡皮條的長(zhǎng)度

B.拉伸后結(jié)點(diǎn)的位置

C.力F的大小和方向

D.力F1與F2的夾角

(3)下列實(shí)驗(yàn)要求中正確的是____。

A.木板只能放在水平面上不能豎直固定

B.細(xì)繩應(yīng)盡可能長(zhǎng)一些

C.細(xì)繩AO與BO之間的夾角應(yīng)盡可能大于90°

D.在一次實(shí)驗(yàn)中測(cè)量力F和力F1、F2時(shí),一定要使結(jié)點(diǎn)O靜止在同一位置

10.某物理興趣小組想測(cè)定一個(gè)阻值大約為10 kΩ,額定電功率為0.1 W 的電阻Rx的阻值,現(xiàn)有以下實(shí)驗(yàn)器材可供選擇:

A.電流表A1(量程為0～1 mA,內(nèi)阻約為100 Ω)

B.電流表A2(量程為0～3 mA,內(nèi)阻約為20 Ω)

C.電壓表V1(量程為0～10 V,內(nèi)阻約為50 kΩ)

D.電壓表V2(量程為0～30 V,內(nèi)阻約為100 kΩ)

E.直流電源E(電動(dòng)勢(shì)為9 V,內(nèi)阻約為1 Ω)

F.滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為20 Ω,額定電流為1 A)

G.開(kāi)關(guān)兩個(gè),導(dǎo)線若干

(1)為了方便并能多次測(cè)量使結(jié)果盡可能精確,電流表應(yīng)選____,電壓表應(yīng)選____。(填器材前面的字母序號(hào))

(2)根據(jù)所選器材設(shè)計(jì)并畫(huà)出電路圖。

(3)若操作、讀數(shù)、計(jì)算均無(wú)誤,根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析系統(tǒng)誤差可知,采用(2)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量電阻時(shí)R測(cè)_________R真(選填“＞”“=”或“＜”)。

(4)為了盡量準(zhǔn)確地測(cè)量電阻Rx的阻值,小組成員提出采用如圖7所示的方案完成實(shí)驗(yàn)。連接好電路后,閉合開(kāi)關(guān)S1,調(diào)節(jié)各可變電阻,使得開(kāi)關(guān)S2由斷開(kāi)到閉合,靈敏電流計(jì)G 的指針無(wú)偏轉(zhuǎn),并記錄此時(shí)電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I,則待測(cè)電阻Rx=_____。

圖7

(5)采用如圖7所示方案測(cè)量電阻時(shí),從系統(tǒng)誤差方面分析可知,R測(cè)_____R真(選填“＞”“=”或“＜”)。

11.如圖8所示是某游戲裝置的示意圖,它由彈丸發(fā)射器,固定在水平地面上傾角α=37°的斜面體,以及放置在水平地面上的光滑半圓形擋板墻構(gòu)成。游戲者調(diào)節(jié)發(fā)射器,使彈丸(可視為質(zhì)點(diǎn))每次從A點(diǎn)水平發(fā)射后都能恰好無(wú)碰撞地進(jìn)入到斜面頂端B點(diǎn),然后沿斜面中線下滑至低端C點(diǎn),再沿粗糙水平地面滑至D點(diǎn)切入半圓形擋板墻。已知彈丸的質(zhì)量m=0.2 kg,彈丸與斜面間的滑動(dòng)摩擦力F1=0.3mg,彈丸與水平地面間的滑動(dòng)摩擦力F2=0.6mg,彈丸發(fā)射器距水平地面的高度H=1.35 m,斜面的高度h=0.9 m,半圓形擋板墻的半徑R=0.5 m,不考慮彈丸在C處碰撞地面時(shí)的能量損失,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。

圖8

(1)求彈丸從A點(diǎn)發(fā)射時(shí)的初速度v0。

(2)向左平移半圓形擋板墻,使C、D兩點(diǎn)重合,推導(dǎo)彈丸受到擋板墻的側(cè)壓力F與彈丸在擋板墻上轉(zhuǎn)過(guò)圓弧所對(duì)圓心角θ之間的函數(shù)關(guān)系式。

(3)左右平移半圓形擋板墻,改變C、D兩點(diǎn)間的長(zhǎng)度,要使彈丸最后停止位置不在半圓形擋板墻區(qū)域內(nèi),則C、D兩點(diǎn)間的長(zhǎng)度x應(yīng)滿足什么條件？

12.如圖9所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy的第一、二象限內(nèi)有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1,虛線是第二、三象限的角平分線,虛線的右上方有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B;第三、四象限內(nèi)有水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2,且E1=E2。現(xiàn)有一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電微粒從x軸上的P點(diǎn),以大小為v0、方向與x軸正方向成α=45°角的速度射入第二象限,微粒沿直線運(yùn)動(dòng)到虛線上的Q點(diǎn),然后進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域,再?gòu)淖鴺?biāo)原點(diǎn)O進(jìn)入第三象限,最后打在y軸上的N點(diǎn),已知重力加速度為g。求:

圖9

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E1和磁感應(yīng)強(qiáng)度B。

(2)微粒通過(guò)N點(diǎn)時(shí)的位置坐標(biāo)和速度。

(3)微粒從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間。

(二)選考題

13.[選修3—3]

(1)鉆石是首飾和高強(qiáng)度鉆頭的主要材料,設(shè)鉆石的密度為ρkg/m3,摩爾質(zhì)量為Mg/mol,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則每個(gè)鉆石分子的直徑表達(dá)式為d=_____;已知空氣的平均摩爾質(zhì)量為29 g/mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下的摩爾體積Vmol=22.4 L/mol,一個(gè)房間的地面面積為15 m2,高為3 m,則標(biāo)準(zhǔn)狀況下這個(gè)房間內(nèi)空氣的質(zhì)量M=_____。

(2)2021年11月8日,王亞平身穿我國(guó)自主研發(fā)的艙外航天服“走出”太空艙,成為我國(guó)第一位在太空“漫步”的女性。艙外航天服是密封一定氣體的裝置,用來(lái)提供適合人體生存的氣壓。王亞平先在節(jié)點(diǎn)艙(航天員出艙前的氣閘艙)穿上艙外航天服,航天服內(nèi)密閉氣體的體積約為V1=2 L,壓強(qiáng)p1=1.0×105Pa,溫度t1=27 ℃。她穿好航天服后,需要把節(jié)點(diǎn)艙的氣壓降低,以便于打開(kāi)艙門(mén)。

(ⅰ)若節(jié)點(diǎn)艙氣壓降低到能打開(kāi)艙門(mén)時(shí),航天服內(nèi)密閉氣體的體積膨脹到V2=2.5 L,溫度變?yōu)閠2=-3 ℃,則此時(shí)航天服內(nèi)密閉氣體的壓強(qiáng)p2為多少？

(ⅱ)為便于艙外活動(dòng),當(dāng)航天服內(nèi)密閉氣體的溫度變?yōu)閠2=-3 ℃時(shí),航天員把航天服內(nèi)的一部分氣體緩慢放出,使其壓強(qiáng)降到p3=4.0×104Pa。假設(shè)釋放氣體過(guò)程中溫度不變,體積變?yōu)閂3=3 L,那么需要放出的氣體與航天服內(nèi)原來(lái)氣體的質(zhì)量之比為多少？

14.[選修3—4]

(1)a、b兩束單色光從空氣垂直玻璃磚上表面射入,在其下表面反射和折射的情況如圖10所示,則a、b兩束光( )。

圖10

A.在同種均勻介質(zhì)中傳播時(shí),b光的傳播速度較大

B.以相同的入射角從空氣斜射入水中,b光的折射角較大

C.在真空中,a光的波長(zhǎng)較大

D.在玻璃中,b光的折射率較大

E.讓b光以入射點(diǎn)為軸,沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),則b光會(huì)在玻璃磚的下表面發(fā)生全反射

(2)一列橫波的波形圖如圖11所示,波長(zhǎng)λ=8 m,實(shí)線表示t1=0時(shí)刻的波形圖,虛線表示t2=0.005 s時(shí)刻的波形圖。求:

圖11

(ⅰ)這列波的波速為多大？

(ⅱ)若2T＞t2-t1＞T,則這列波的波速為多大？

(ⅲ)若T＜t2-t1,且波速為3 600 m/s,則這列波沿哪個(gè)方向傳播？