高考物理模拟试题(三)

■重庆市大学城第一中学校 杨天才(特级教师,正高级教师)

一、选择题(第1～5题为单选题,第6～8题为多选题)

1.甘肃武威的钍基熔盐堆核能系统(TMSR)是第四代核能系统之一,它的试验成功标志着我国在这方面的研究处于国际引领地位。其中钍基核燃料铀由较难裂变的钍吸收一个中子后经过若干次β衰变而来,铀的一种典型裂变产物是钡和氪。下列说法中正确的是( )。

A.外界温度越高,钍核衰变的速度越快

C.在铀核裂变成钡和氪的核反应中,核子的比结合能增大

2.在如图1所示的电路中,L1、L2、L3是三个相同的灯泡,电感线圈L的电阻和电源的内阻可忽略,D 为理想二极管。下列判断中正确的是( )。

图1

A.开关S从断开状态突然闭合时,灯泡L1逐渐变亮,灯泡L2一直不亮,灯泡L3立即变亮

B.开关S从断开状态突然闭合时,灯泡L1、L2逐渐变亮,灯泡L3立即变亮再熄灭

C.开关S从闭合状态突然断开时,灯泡L1逐渐熄灭,灯泡L2突然变亮,然后逐渐变暗至熄灭,灯泡L3立即熄灭

D.开关S从闭合状态突然断开时,灯泡L1、L2逐渐熄灭,灯泡L3突然变亮,然后逐渐变暗至熄灭

3.如图2所示,一粗糙斜面固定在水平面上,质量为m的滑块通过一根跨过斜面顶端光滑定滑轮的轻绳与一钩码相连。能使滑块在斜面上保持匀速运动的钩码质量的最大值和最小值分别为m1和m2。设轻绳与斜面保持平行,斜面倾角为θ,则滑块与斜面之间的动摩擦因数为( )。

图2

4.如图3所示,空间分布着范围足够大的磁感应强度为B的水平匀强磁场,一个质量为m,电荷量为+q的带电小圆环套在一根固定的绝缘倾斜长杆上,环与杆之间的动摩擦因数为μ。现使圆环以初速度v0沿杆向上运动,不计空气阻力。如图4所示的描述该圆环上滑过程中的速度v随时间t、机械能E随位移x变化的图像中,可能正确的是( )。

图3

图4

5.一静止的物体受到水平外力作用在粗糙水平地面上从t=0时刻开始做直线运动,其x-t图像如图5所示。0～T、T～2T时间内的函数关系分别为不同的二次函数。下列说法中正确的是( )。

A.0～T时间内物体的速度为零

B.物体在0～T、T～2T时间内的加速度大小之比为1∶3

C.物体在T、2T末的速率之比为1∶3

D.在T～2T时间内物体受到的水平外力为恒力

6.在某静电场中建立Ox轴,x轴上各点的电场强度均与x轴共线,x轴上各点的电势φ随坐标x变化的关系图像如图6所示,图像上P点为曲线拐点,P点切线与x轴交点处坐标为x2。现让一电子从坐标原点O以初速度v0沿x轴正方向运动。已知电子的质量为m,电荷量的绝对值为e,不计电子重力,取无穷远处电势为零。下列说法中正确的是( )。

图6

A.电子沿x轴做加速运动

B.电子经过x1处时加速度最大,此时电势能也最大

C.若电子最远能到达x3处,则x3处的电势

7.地球同步轨道上的卫星失效后,及时将其清理,能为新的卫星释放空间。2021年12月底,我国自主研发的“实践21 号”卫星“捕捉”到同步轨道上已失效的“北斗2号”卫星,并与之完成对接。2022年1月22日,“实践21号”完成大幅度变轨机动,将“北斗2号”拖入一条高于同步轨道的“墓地轨道”。1月26日,“实践21号”与“北斗2号”脱离,并于1月28日返回地球同步轨道。已失效的“北斗2号”将在高于同步轨道带的太空区域漂流。这一举措展示了我国作为太空大国的责任和担当,也让世界见证了中国的科技实力。将上述过程作如图7所示的简化:组合体在同步轨道上的P点变轨,经过转移轨道,运行到比同步轨道高3 000 km 的“墓地轨道”上的Q点,在Q点组合体完成分离,其中“实践21号”再经转移轨道独自返回同步轨道。已知地球同步轨道高度约为35 786 km,地球半径约为6 371 km,则( )。

图7

A.由题中所给数据,可以估算出已失效的“北斗2号”在“墓地轨道”上的运行周期

B.由题干材料可知,“实践21号”在转移轨道上的运行周期约为4天

C.对于“实践21号”卫星,若仅考虑地球对它的万有引力作用,其沿同步轨道运行经过P点时的加速度大小为a1,沿转移轨道运行经过P点时的加速度大小为a2,则a1=a2

D.若要使已失效的卫星由Q点脱离地球引力的束缚,需要在Q点至少给它一个大于11.2 km/s的初速度

8.如图8所示,质量均为m的A、B两个物块放在水平转盘上,它们与台面之间的动摩擦因数均为μ,A、B两物块离轴的距离分别为L、2L,开始时,细绳恰好伸直但无张力。现让转盘从静止开始转动,在其角速度缓慢增大的过程中,物块均未相对转盘运动前,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法中正确的是( )。

图8

A.物块A受到的摩擦力先增大再减小再增大

C.不可能出现A、B两物块所受摩擦力大小相等的时刻

D.细绳拉力的最大值为3μmg

二、非选择题

(一)必考题

9.利用如图9所示的装置测定某地的重力加速度g。打开试管夹,由静止释放小铁球,小铁球经过正下方的固定在铁架台上的光电门1和2,与光电门相连的光电计时器显示小铁球经过光电门1和2所用的时间分别为Δt1和Δt2,用刻度尺测量得光电门1和2间的距离为H。

图9

(1)用游标为20分度的卡尺测量小铁球的直径,卡尺上的示数如图10所示,则小铁球的直径D=____mm。

图10

(2)小铁球经过光电门2 时的瞬时速度大小v=____。(用题中字母表示)

(3)该地的重力加速度大小g=____。(用题中字母表示)

10.在电学实验设计电路时,要思考以下两个问题:

(1)电流表内接还是外接?

如图11所示,某同学测量灯泡电阻时采用试接的方法,让电压表的一端接在A点,另一端先后接到B点和C点。他发现电压表示数有明显变化,而电流表示数无明显变化,说明小灯泡的阻值与_____(选填“电流表”或“电压表”)的阻值接近,应选择电流表_____(选填“内接”或“外接”)的电路。

图11

(2)如何选择滑动变阻器?

某负载电阻R0=50 Ω,有四种规格的滑动变阻器可供选择,其最大阻值R1分别为5 Ω、20 Ω、50 Ω、200 Ω。将它们分别接入如图12甲所示的电路中。保持M、N间的电压恒定,从左向右移动滑片P,研究电压表的示数U与滑动变阻器接入电路的长度x的关系,画出U-x图像,如图12乙所示。设,要求滑动变阻器对电压的调节最好是线性的,不要突变,电压的变化范围要尽量大。满足上述要求的k值的理想范围为______。

图12

A.k＜0.1

B.0.1≤k≤0.5

C.k＞1

11.“打弹珠”是一种常见的儿童游戏,该游戏的规则为:将手中一弹珠以一定的初速度瞬间弹出,并与另一静止的弹珠发生碰撞,被碰弹珠若能进入小坑中即为胜出。现将此游戏进行简化,如图13所示,粗糙程度相同的水平地面上,弹珠A和弹珠B与坑在同一直线上,两弹珠间距x1=2 m,弹珠B与坑的间距x2=1 m。某同学将弹珠A以初速度v0=6 m/s水平向右瞬间弹出,经过时间t1=0.4 s与弹珠B发生弹性正碰。已知两弹珠的质量均为m=2.5 g,取重力加速度g=10 m/s2,若弹珠A、B与地面间的动摩擦因数均相同,并将弹珠的运动视为滑动,求:

图13

(1)碰撞前瞬间弹珠A的速度大小和弹珠与地面间的动摩擦因数μ。

(2)判断该同学能否胜出。

12.如图14所示,位于竖直平面内的直角坐标系xOy的第一象限虚线上方(包含虚线)存在竖直向下的匀强电场,电场强度为E;第三象限某个区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场(未画出),磁感应强度为B。现有大量质量为m,电荷量为+q的粒子以相同的初速度v0水平射入电场,均经过O点进入磁场,最后离开磁场进入第四象限,粒子在第三象限内运动时均处在磁场中,忽略粒子的重力及相互间的作用。

图14

(1)匀强电场的边界方程(粒子入射点的坐标y和x间的关系)。

(2)将粒子进入电场的位置记为P(x,y),其中0＜y≤y0,0＜x≤x0,若,求磁场区域的最小面积。

(3)在(2)问的基础上,若在x＞0,y＜0的空间内加一沿x轴方向的大小未知的匀强磁场B1,则从P(x0,y0)进入电场的粒子,在磁场B1中运动轨迹最高点的y轴坐标恰好为0,求轨迹最高点对应的x轴坐标的可能取值。

(二)选考题

13.[选修3—3]

(1)一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C、D再到状态A,其体积V和热力学温度T的关系图像如图15所示,BA和CD连线的延长线均经过O点,则下列说法中正确的是( )。

图15

A.气体在状态B时的压强大于在状态C时的压强

B.从状态D到状态A,外界对气体做功,气体吸热

C.从状态C到状态D,每个气体分子的速率都减小

D.从状态A到状态B的过程中气体对外界做的功等于从状态C到状态D的过程中外界对气体做的功

(2)疫情防控,人人有责。某商场保洁人员用于消毒的喷壶示意图如图16甲所示,壶的容积为2.0 L,内含1.5 L的消毒液。现闭合阀门,缓慢向下压压杆,每次可向壶内储气室充入体积为0.05 L、压强为1.0 atm 的空气,多次下压后,壶内气体压强变为2.5 atm时,按下按柄,打开阀门,消毒液从喷嘴处喷出,待消毒液不再喷出时关闭阀门。若将空气视为理想气体,充气和喷液过程中气体温度保持不变,不考虑导管内液柱对喷壶内气体压强的影响,外界大气压强为1.0 atm,1.0 atm=1.0×105Pa。

图16

(ⅰ)求充气过程向下压压杆的次数n。

(ⅱ)喷液过程中,气体状态变化的等温线可近似看成一段倾斜直线,如图16乙所示,估算喷液过程中壶内气体从外界吸收的热量Q。

14.[选修3—4]

(1)如图17所示,甲、乙两列简谐横波在同种均匀介质中传播,t=0时刻两列波恰好在坐标原点O相遇,已知甲波沿x轴正方向传播,频率为5 Hz;乙波沿x轴负方向传播,则( )。

图17

A.甲波在该介质中传播的周期为0.4 s

B.乙波在该介质中传播的速度为20 m/s

C.甲、乙两波均传播到坐标原点处后,该处质点始终位于平衡位置

D.甲、乙两波均传播到x=2 m 处后,该处质点的振幅为30 cm

(2)如图18所示,玻璃砖的截面由半圆和等腰直角三角形组成,半圆的半径为R,在截面内一束单色光由D点射入玻璃砖,入射角为α,折射角为β,折射光线与半圆的直径垂直,且通过AB边的中点E,DE连线与AB边的夹角也为α,最后光线从玻璃砖中射出时与入射光线相交于P点(未画出),已知光在真空中的传播速度为c,sin 15°=求:

图18

(ⅰ)玻璃砖的折射率n。

(ⅱ)光从P点射向玻璃砖到再次回到P点所用的时间t。