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- 2021-05-31 发布
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山东省威海市文登区2020届高三下学期
一轮总复习试题
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3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β衰变中常伴有一种称为中微子的粒子放出。中微子的性质十分特别,在实验中很难探测。1953年,莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统,利用中微子与水中发生核反应,产生中子()和正电子()。根据该实验结论可以判定中微子的质量数和电荷数分别为( )
A. 0和0 B. 0和1 C. 1和0 D. 1和1
【答案】A
【解析】
【详解】由质量数守恒和电荷数守恒,可判断中微子的质量数和电荷数均为零,选项A正确,BCD错误。
故选A。
2.下列说法正确的是( )
A. 扩散运动是由微粒和水分子发生化学反应引起的
B. 水流速度越大,水分子的热运动越剧烈
C. 某时刻某一气体分子向左运动,则下一时刻它一定向右运动
D. 0oC和100oC氧气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律
【答案】D
【解析】
【详解】A.扩散运动是物理现象,没有发生化学反应,选项A错误;
B.水流速度是宏观物理量,水分子的运动速率是微观物理量,它们没有必然的联系,所以分子热运动越剧烈程度和流水速度无关。选项B错误;
C.分子运动是杂乱无章的,无法判断分子下一刻的运动方向;选项C错误;
D.0oC和100oC氧气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律,选项D正确。
故选D。
3.20世纪末,由于生态环境的破坏,我国北方地区3、4月份沙尘暴天气明显增多。近年来,我国加大了环境治理,践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念,沙尘天气明显减少。现把沙尘上扬后的情况简化为沙尘颗粒悬浮在空中不动。已知风对沙尘的作用力表达式为F=αρAv2,其中α为常数,ρ为空气密度,A为沙尘颗粒的截面积,v为风速。设沙尘颗粒为球形,密度为ρ0,半径为r,风速竖直向上,重力加速度为g,则v的表达式为( )
A B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】沙尘悬浮时受力平衡,根据平衡条件有
其中
由题意知
联立以上四式得
选项B正确,ACD错误。
故选B。
4.1970年4月24日,我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功,拉开了中国人探索宇宙奥秘、和平利用太空、造福人类的序幕,自2016年起,每年4月24日定为“中国航天日”。已知“东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道,其近地点M和远地点N的高度分别为439km和2384km。则( )
A. “东方红一号”的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
B. “东方红一号”在近地点的角速度小于远地点的角速度
C. “东方红一号”运行周期大于24h
D. “东方红一号”从M运动到N的过程中机械能增加
【答案】A
【解析】
【详解】A.“东方红一号”绕地球运行又不脱离地球,所以其发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间,选项A正确;
B.从M到N引力做负功,根据动能定理,速度减小,根据可知角速度更小,即近地点M处角速度大,远地点N处角速度小,选项B错误;
C.地球同步卫星距离地球的高度约为36000km,轨道半径大于“东方红一号”的轨道半径,轨道半径越小,周期越小,所以“东方红一号”运行周期小于24h,选项C错误;
D.从M运动到N的过程中克服阻力做功,机械能减少,选项D错误。
故选A。
5.2020年我国将全面进入万物互联的商用网络新时代,即5G时代。所谓5G是指第五代通信技术,采用3300~5000MHz(1M=106)频段的无线电波。现行的第四代移动通信技术4G,其频段范围是1880~2635MHz。未来5G网络的传输速率(指单位时间传送的数据量大小)可达10Gbps(bps为bitspersecond的英文缩写,即比特率、比特/秒),是4G网络的50~100倍。下列说法正确的是( )
A. 4G信号和5G信号都是纵波
B. 4G信号更容易发生衍射现象
C 4G信号和5G信号相遇能产生稳定干涉现象
D. 5G信号比4G信号在真空中的传播速度快
【答案】B
【解析】
【详解】A.电磁波均为横波,选项A错误;
B.因5G信号的频率更高,则波长小,故4G信号更容易发生明显的衍射现象,选项B正确;
C.两种不同频率的波不能发生干涉,选项C错误;
D.任何电磁波在真空中的传播速度均为光速,故传播速度相同,选项D错误。
故选B。
6.如图所示,等腰三角形ABC为一棱镜的横截面,顶角A为θ。一束光线从AB边入射,从AC边射出,已知入射光线与AB边的夹角和出射光线与AC边的夹角相等,入射光线与出射光线的夹角也为θ。则该棱镜的折射率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意画出光路图如图:
因为入射光线与AB边的夹角和出射光线与AC边的夹角相等,则
三角形为等腰三角形,DF、EF为法线,则
解得
又由几何关系得
所以
所以折射率
选项D正确,ABC错误。
故选D。
7.如图所示,a、b、c为一定质量的理想气体变化过程中的三个不同状态,下列说法正确的是( )
A. a、b、c三个状态的压强相等
B. 从a到c气体的内能减小
C. 从a到b气体吸收热量
D. 从a到b与从b到c气体对外界做功的数值相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据理想气体状态方程得
若压强不变,则V—T图象应为过原点的倾斜直线,选项A错误;
B.从a到c气体温度升高说明内能增加,选项B错误;
C.从a到b气体体积增加说明对外做功,温度升高说明内能增加,根据热力学第一定律公式知气体吸收热量,选项C正确;
D.从a到b与从b到c气体体积变化相同,但压强不同,因而对外界做功的数值不相等,选项D错误。
故选C。
8.离子推进器是新一代航天动力装置,可用于卫星姿态控制和轨道修正。推进剂从图中P处注入,在A处电离出正离子,已知B、C之间加有恒定电压U,正离子进入B
时的速度忽略不计,经加速形成电流为I的离子束后喷出推进器,单位时间内喷出的离子质量为J。为研究问题方便,假定离子推进器在太空中飞行时不受其他外力,忽略推进器运动速度。则推进器获得的推力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】在A处电离出正离子,经B、C间电压加速后,由动能定理可知
解得
以t秒内喷射的离子为研究对象,应用动量定理有
又因
解得
根据牛顿第三定律知推进器获得的推力大小为,选项A正确,BCD错误。
故选A。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9.如图a所示为一线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流的u-t图像,假设将此电压加在图b所示的回旋加速器上给氘核加速,已知氘核的质量为3.3×10-27kg,下列说法正确的是( )
A. 该交流电电压的有效值为2000kV
B. t=0.5×10-7s时,穿过线圈的磁通量最大
C. 氘核在回旋加速器中运动的周期为1.0×10-7s
D. 加在回旋加速器上的匀强磁场的磁感应强度大小约为1.3T
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.由图可知该交流电电压的最大值是2000kV,有效值为
选项A错误;
B.t=0.5×10-7s时,线圈在中性面位置,穿过线圈的磁通量最大,选项B正确;
C.氘核在回旋加速器中运动的周期与交流电电压的周期T相同为1.0×10-7s,选项C正确;
D.氘核在匀强磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律有
氘核运动的周期为
式中q=1.6×10-19C,m=3.3×10-27kg
欲使氘核能不断加速,必须满足T=T′
解得
选项D正确。
故选BCD。
10.如图所示为某同学利用传感器研究电容器放电过程的实验电路,实验时先使开关S与1端相连,电源向电容器C充电,待电路稳定后把开关S掷向2端,电容器通过电阻放电,传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的i﹣t曲线,这个曲线的横坐标是放电时间,纵坐标是放电电流。若其他条件不变,只将电阻R更换,现用虚线表示更换电阻后的i﹣t曲线,下列说法正确的是( )
A. 更换的电阻的阻值比原来的大
B. 充电过程中,电容器的电容逐渐增大
C. 图中实线与虚线分别与坐标轴围成的面积相等
D. 放电过程中,电阻R左端电势高于右端
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由图可知更换电阻后最大放电电流减小,所以更换的电阻的阻值比原来的大,选项A正确;
B.电容器的电容是电容器本身的属性,选项B错误;
C.i—t图线与坐标轴围成的面积即为电容器充电后所带电量,充电电量相同,所以图中实线与虚线分别与坐标轴围成的面积相等,选项C正确;
D.充电后电容器上极板带正电,所以放电过程中,电阻R右端电势高于左端,选项D错误。
故选AC。
11.如图所示,匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三个顶点,AB的长度为1m,D为AB的中点。已知电场线的方向平行于ABC所在平面,A、B、C三点的电势分别为4V、6V和2V。设电场强度大小为E,一质子从D点移到C点电场力所做的功为W,则( )
A. W=7eV
B. W=3eV
C. E>2V/m
D. E<2V/m
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.匀强电场中,由于D为AB的中点,则D点的电势
电荷从D点移到C点电场力所做的功为
选项A错误,B正确;
CD.AB的长度为1m,由于电场强度的方向并不是沿着AB方向,所以AB两点沿电场方向的距离
匀强电场中两点电势差与两点沿电场方向的距离成正比,即U=Ed,所以
选项C正确,D错误。
故选BC。
12.如图所示,质量均为1.0kg的木板A和半径为0.2m的光滑圆弧槽B静置在光滑水平面上,A和B接触但不粘连,B左端与A相切。现有一质量为2.0kg的小滑块C以5m/s的水平初速度从左端滑上A,C离开A时,A的速度大小为1.0m/s。已知A、C间的动摩擦因数为0.5,重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 木板A的长度为0.85m
B. 滑块C能够离开B且离开B后做竖直上抛运动
C. 整个过程中A、B、C组成的系统水平方向动量守恒
D. B的最大速度为5m/s
【答案】CD
【解析】
【详解】C.由于在光滑水平面上,小滑块C与木板A作用过程中,动量守恒;滑块在光滑圆弧槽B滑行的过程中,系统水平方向不受外力,动量守恒;所以整个过程A、B、C组成的系统水平方向动量守恒,选项C正确;
A.滑块在木板上滑行的过程中,设向右为正方向,对系统由动量守恒和能量守恒可得
联立并代入数据得
选项A错误;
B.滑块在光滑圆弧槽B上滑行的过程中,假设两者能达到速度相同,此时滑块滑上圆弧槽的最大高度。根据系统的动量守恒和能量守恒可得
联立并代入数据得
h=015m<0.2m
假设成立。即滑块C不会离开B,选项B错误;
D.之后滑块会下滑,圆弧槽速度继续增大。当滑块滑到最低点时,圆弧槽获得最大速度,根据系统的动量守恒和能量守恒可得
解得
选项D正确。
故选CD。
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13.在“用单摆测定重力加速度”的实验中:
(1)需要记录的数据有:小钢球的直径d、_______、摆长L、_______和周期T;
(2)用标准游标卡尺测小钢球的直径如图甲所示,则直径d为______mm;
(3)如图所示,某同学由测量数据作出L-T2图线,根据图线求出重力加速度g=______m/s2(已知π2≈9.86,结果保留3位有效数字)。
【答案】 (1). 摆线长l 30次全振动的总时间t (2). 18.6mm (3). 9.66 (9.60~9.70)
【解析】
【详解】(1)[1][2]根据单摆的周期公式知要测重力加速度,需要测量小钢球的直径d、摆线长l从而得到单摆的摆长L;还要测量30次全振动的总时间t从而得到单摆的周期T。
(2)[3]游标卡尺的主尺读数为18mm,游标尺上第6个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为
6×0.1mm=0.6mm
所以最终读数为
10mm+0.6mm=18.6mm
(3)[4] 根据单摆的周期公式得
再根据L-T2图象的斜率为
即
得g≈9.66
(9.60~9.70都正确)
14.某实验小组要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,实验原理如图所示,要求当热敏电阻的温度达到或超过60oC时,系统报警。该热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示。
t/oC
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
Rt/Ω
220.0
165.0
130.0
100.0
80.0
70.0
可供选用的器材有:
A.电源E1(3V,内阻不计)
B.电源E2(9V,内阻不计)
C.滑动变阻器R1(0~100Ω)
D.滑动变阻器R2(0~1000Ω)
E.热敏电阻Rt
F.报警器(电阻不计,流过的电流超过40mA就会报警,超过80mA将损坏)
G.开关S
H.导线若干
(1)电路中电源应选用______,滑动变阻器应选用______;(填器材前的代号)
(2)实验中发现电路不工作。某同学为排查电路故障,用多用电表测量各接点间的电压,则应将选择开关旋至______(选填“直流2.5V”,“直流10V”,“交流2.5V”)档,合上开关S,用调节好的多用电表进行排查,现测量a、b和a、c两点间的电压,则接在a点的应是______(填“红”或“黑”)表笔,若接入a、b时示数为零,接入a、c时指针偏转,若电路中只有一处故障,则电路故障为______;
(3)排除故障后,将热敏电阻置于温控室中,调整温控室的温度为60oC,将开关S闭合,调整滑动变阻器,当报警器刚开始报警时,滑动变阻器接入电路的阻值为______Ω,若要求降低报警温度,则滑动触头应该向______移动(填“左”或“右”)。
【答案】 (1). B D (2). 直流10V 红 bc间断路 (3). 125 左
【解析】
【详解】(1)[1]当热敏电阻的温度达到或超过60oC时,系统报警,此时热敏电阻的阻值Rt为100.0Ω流过报警器的电流超过40mA,所以电源电压
因此电源选用B.电源E2(9V,内阻不计)。
[2]电源电压为9V,而报警时的电流为
40mA=40×10-3A
此时电路中的总电阻为
而热敏电阻的阻值约为100Ω,所以此时滑动变阻器接入的电阻应为125Ω,滑动变阻器的最大阻值应超过125Ω,故滑动变阻器选D.滑动变阻器R2(0~1000Ω)
(2)[3]因电源选用电源E2(9V,内阻不计),所以应将选择开关旋至“直流10V”档;
[4]测量a、b和a、c两点间的电压,则接在a点的应是“红”表笔;
[5]若接入a、b时示数为零,接入a、c时指针偏转,若电路中只有一处故障,则电路故障为bc间断路;
(3)[6]将热敏电阻置于温控室中,调整温控室的温度为60oC,热敏电阻的阻值约为100Ω,将开关S闭合,调整滑动变阻器,当报警器刚开始报警时,报警时的电流为
40mA=40×10-3A
此时电路中的总电阻为
而热敏电阻的阻值约为100Ω,所以此时滑动变阻器接入的电阻应为125Ω。
[7]若要求降低报警温度,热敏电阻的阻值变大,则滑动变阻器接入电路的阻值变小,所以滑动触头应该向“左”移动。
15.坐标原点O处有一波源做简谐振动,它在均匀介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播。t=0时,波源开始振动,t=3s时,波刚好传到x=6m处,波形图如图所示,其中P为介质中的一个质点。
(1)通过计算画出波源的振动图像;
(2)再经过多长时间P点的动能最大。
【答案】(1);(2),n=1、2、3......
【解析】
【详解】(1)简谐横波传播的速度
由图像得
所以简谐波的周期
得波源的振动图像:
(2)简谐波的表达式为
根据P点的纵坐标及得到达P点的时间为
根据简谐运动的对称性及周期性可得P点运动到动能最大的时间为
n=1、2、3……
16.如图甲所示,两根足够长的光滑平行直导轨固定在水平面上,导轨左侧连接一电容器,一金属棒垂直放在导轨上,且与导轨接触良好。在整个装置中加上垂直于导轨平面的磁场,磁感应强度按图乙所示规律变化。0~t0内在导体棒上施加外力使导体棒静止不动,t0时刻撤去外力。已知电容器的电容为C,两导轨间距为L,导体棒到导轨左侧的距离为d,导体棒的质量为m。求:
(1)电容器带电量的最大值;
(2)导体棒能够达到的最大速度vm。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)电容器两极板的电压
电容器的带电量
(2)电容器放电后剩余的电量
由动量定理得
解得
17.如图所示,质量分别为mA=0.2kg、mB=0.1kg的A、B两物块叠放在竖直轻弹簧上静止(B与弹簧连接,A、B间不粘连),弹簧的劲度k=20N/m。若给A一个竖直向上的拉力F,使A由静止开始以加速度a=2m/s2向上做匀加速运动。已知弹簧弹性势能的表达式为Ep=kx2(k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)。重力加速度g取10m/s2。求:
(1)B上升高度h为多大时A、B恰好分离;
(2)从开始运动到A、B分离,拉力做的功WF;
(3)定性画出B运动到最高点的过程中其加速度a与位移l的关系图像。(以B初态静止的位置为位移零点)
【答案】(1)0.09m;(2)0.135J;(3)
【解析】
【详解】(1)初态时,AB整体受力平衡,由平衡条件得
对B利用牛顿第二定律有
B上升的高度
解得
(2)设A、B分离的速度为v,由运动学公式得
初态时,弹簧的弹性势能
分离时,弹簧的弹性势能
对A、B和弹簧组成系统,由能量守恒定律得
解得
(3)以B初态静止的位置为位移零点,B运动到最高点的过程中其加速度a与位移l的关系图像如图:
18.如图所示,在平面直角坐标系xOy中,第一、二象限存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,第四象限存在着沿y轴正方向的匀强电场,场强大小未知。一带正电的粒子从y轴上的M点以速度v0沿x轴正方向开始运动,从x轴上的N点进入磁场后恰好经O点再次进入电场,已知MN两点的连线与x轴的夹角为θ,且tanθ= ,带电粒子的质量为m,电量为q,不计带电粒子的重力。求:
(1)粒子第一次经过N点的速度v;
(2)粒子从N点运动到O点过程中,洛伦兹力的冲量I;
(3)电场强度E的大小;
(4)粒子连续两次通过x轴上同一点的时间间隔t。
【答案】(1),速度方向与x轴正方向成45°角;(2),方向沿y轴负方向;(3);(4)
【解析】
【详解】(1)设带电粒子从M运动到N的过程中,水平位移为x,竖直位移为y,则有
粒子第一次经过N点的速度
解得
设粒子第一次经过N点的速度与x轴夹角为α,则
解得
即速度方向与x轴正方向成45°角。
(2)对粒子从N点运动到O点过程中,利用动量定理有
方向沿y轴负方向。
(3)由向心力公式和牛顿第二定律得
由几何知识得
由运动学公式得
由牛顿第二定律得
解得
(4)带电粒子在复合场中的运动轨迹如图所示:
由周期公式得
带电粒子在磁场中的运动时间
带点粒子在电场中的运动时间
所以