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- 2021-05-31 发布
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河北省唐山市2020届高三下学期
第二次模拟考试
一、选择题
1.下列说法中正确的是( )
A. 天然放射现象是原子核受激发放出射线的现象
B. 把放射性元素放入温度很低的冷冻室中,半衰期变长
C. 衰变的实质原子外层电子释放出来
D. 大多数核电站是利用重核裂变释放的核能
【答案】AD
【详解】A.天然放射现象中的γ射线是伴随着原子核的衰变产生的,也可以说是原子核受激发产生的,故A正确;
B.把放射性元素的半衰期与外界条件无关,选项B错误;
C.衰变的实质是原子核内的中子转化为质子时放出的负电子,选项C错误;
D.大多数核电站是利用重核裂变释放的核能,选项D正确。
故选AD。
2.长为L的轻杆一端固定一个质量为m的小球,另一端固定在水平转轴O上,杆随转轴O在竖直平面匀速转动,角速度为。当小球从图中P点逆时针转到Q点的过程,轻杆对小球的作用力将( )
A. 逐渐减小 B. 逐渐增大
C. 先减小后增大 D. 先增大后减小
【答案】A
【详解】ABCD.由于杆随转轴O在竖直平面匀速转动,角速度为
则小球的向心力
且不变,又因为向心力是由小球的重力和杆对小球的作用力的合力提供,如图所示
则有
当小球从图中P点逆时针转到Q点的过程,角逐渐减小,即逐渐减小,A正确,BCD错误。
故选A。
3.如图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,弹簧一直保持竖直,空气阻力不计,那么小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中,下列说法中正确的是( )
A. 小球动能一直减小
B. 小球的机械能守恒
C. 克服弹力做功大于重力做功
D. 最大弹性势能等于小球减少的动能
【答案】C
【详解】A.小球开始下落时,只受重力作用做加速运动,当与弹簧接触时,受到弹簧弹力作用,开始时弹簧压缩量小,因此重力大于弹力,速度增加,随着弹簧压缩量的增加,弹力增大,当重力等于弹力时,速度最大,然后弹簧继续被压缩,弹力大于重力,物体开始减速运动,所以整个过程中物体先加速后减速运动,根据
动能先增大然后减小,故A错误;
B.在往下运动的过程中,小球受到的弹力,对它做了负功,小球的机械能不守恒,故B错误;
CD.在往下运动过程中,重力势能减小,最终物体的速度为零,动能减小,弹簧的压缩量增大,弹性势能增大,根据能量守恒,最大弹性势能等于小球减少的动能和减小的重力势能之和,即克服弹力做功大于重力做功,故D错误,C正确。
故选C。
4.在一条平直的公路上,甲、乙两车从零时刻开始运动,两车的位移随时间的变化规律如图所示,乙车图像是过原点的一条抛物线,抛物线与横轴相切于O点,整个运动过程中两车可视为质点,则下列说法正确的是( )
A. 甲车正在匀减速直线运动
B. 乙车正在做加速度增大的加速直线运动
C. t=6s时,甲、乙车速度大小相等
D. t=8s时,乙的位置坐标小于甲车的位置坐标
【答案】C
【详解】A.在x-t图像中斜率表示速度,甲图像斜率不变,说明甲车正在做匀速直线运动,故A错误;
B.乙车图像是过原点的一条抛物线,抛物线与横轴相切于O点,说明乙车做初速度为零的匀加速直线运动,设加速度大小为a,由图像可知
可得
这说明乙车正在做匀加速直线运动,加速度大小不变,故B错误;
C.t=6s时,甲的速度大小
乙车速度大小
比较数据可知甲、乙两车速度相等,故C正确;
D.t=8s时,由图象分析可知乙位置坐标大于甲车的位置坐标,故D错误。
故选C
5.一边长为的正三角形金属框abc静置于光滑绝缘水平面上,宽度为的有界匀强磁场位于正三角形右侧,边界平行于bc,如图所示。现用外力沿bc的中垂线方向匀速拉动线框并穿过磁场区域。从顶点a进入磁场开始计时,规定感应电流沿abca为正方向,则金属框经过磁场的过程中,感应电流随时间变化的图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】AB.线圈进入磁场的过程中,根据楞次定律,感应电流的磁场与原磁场方向相反,再根据右手螺旋定则可知,电流方向为正,而离开磁场时,感应电流的磁场与原磁场方向相同,电流为负方向,故AB错误;
CD.线圈在磁场中运动过程中,根据
切割磁感线的导线有效长度不变,因此感应电流恒定不变,但不为零,故C错误,D正确。
故选D。
6.嫦娥三号探测器欲成功软着陆月球表面,首先由地月轨道进入环月椭圆轨道Ⅰ,远月点A距离月球表面为h,近月点B
距离月球表面高度可以忽略,运行稳定后再次变轨进入近月轨道Ⅱ。已知嫦城三号探测器在环月椭圆轨道周期为T、月球半径为R和引力常量为G,根据上述条件可以求得( )
A. 探测器在近月轨道Ⅱ运行周期
B. 探测器在环月椭圆轨道Ⅰ经过B点的加速度
C. 月球的质量
D. 探测器在月球表面的重力
【答案】ABC
【详解】A.根据开普勒第三定律可得
解得
A正确;
B.探测器在环月椭圆轨道Ⅰ经过B点时,由万有引力提供向心力
即
B正确;
C.由万有引力提供向心力
可得
C正确;
D.由于不知道探测器的质量,无法求出探测器在月球表面的重力,D错误。
故选ABC。
7.如图所示,绝缘水平面内有一直线AC,B为AC中点,其中AB段光滑,BC段粗糙,AB段处于水平向右的匀强电场中,电场强度大小为4N/C。AC垂直于竖直绝缘弹性挡板,物体与挡板相碰可以等速率反弹。现将可视为质点的物块P由A点静止释放,物块P带电量为+0.5C、质量为1kg。为使物块P仅能与挡板发生一次碰撞,BC段与物块P的动摩擦因数可以是(g取10m/s2)( )
A. 0.01 B. 0.05 C. 0.10 D. 0.15
【答案】CD
【详解】设AC间距离为L,当动摩擦因数最大时,物块恰好运动到C点时速度减为0,根据动能定理
解得
当动摩擦因数最小时,物块恰好第二次运动到C点时速度减为0,由于物块与C碰撞没有能量损失,再进入电场然后再离开电场速度大小相等,也没有能量损失,相当于在BC段运动了3次,根据动能定理
解得
因此物块P仅能与挡板发生一次碰撞条件
故CD正确,AB错误。
故选CD。
8.如图是一套模拟远距离输电装置示意图,图中变压器为理想变压器,电表为理想交流电表。升压变压器的输入端接电压恒定的交变电源,输电线的总电阻为r,降压变压器输出端接阻值相等的电阻R1、R2,当电键S闭合时,下列说法中正确的有( )
A. 电压表V1、V2示数均变大 B. 电流表A示数变大
C. 交变电源输出功率增大 D. 远距离输电的效率增大
【答案】BC
【详解】AB.升压变压器的输入端接电压恒定的交变电源,当电键S闭合时,降压变压器输出端的电阻减小,输出的总功率增加,因此电流增加,又因为升压变压器的输入端的电压不变,由
可知电压表不变,设降压变压器原线圈的电压为。则
可知降低,因此变小,A错误B正确;
C.由电流表A示数变大,则升压变压器的输入端的电流变大,则交变电源输出功率增大,C正确;
D.由于传输过程中电能的损失增加,远距离输电的效率减小,D错误。
故选BC。
二、实验题
9.如图所示为某两档欧姆表电路原理图。欧姆表内部电流表的量程为0~10mA,内阻为Rg=99Ω,电源电动势E=l.5V,R2为调零电阻,R3为保护电阻。
(1)表笔1为_________表笔(填“红”或“黑”);
(2)断开电键K,使用该表测量电阻,电流表指针指到刻度盘中间位置时,所测量电阻的阻值为______Ω;
(3)闭合电键K,使用该表测量电阻,要求其中值电阻为15Ω,则电阻R1的阻值为____Ω。
【答案】 (1). 黑 (2). 150 (3). 11
【详解】(1)欧姆表内电源正极接黑表笔,如图表笔1为黑表笔;
(2)由闭合电路的欧姆定律,当电流表满偏时
当电流表半偏时
代入数值求得
(3)当电表测电阻的中值电阻为时,即此电表的内阻为。则电阻R1的阻值满足
10.研究小组利用下图甲所示装置来探究动能定理。在左端带有滑轮的长木板上放置一滑块,滑块通过细绳与小物体连接,滑块上端安装遮光片,在虚线P位置安装有光电门,遮光片经过光电门时,数字计时器会记录遮光片的挡光时间。实验步骤如下:
A.使用十分度的游标卡尺测量遮光片的宽度,如图乙所示;
B.按图组装器材,调节滑轮高度使细绳与木板平行;
C.将滑块固定在某一位置,使遮光片与O点对齐,测量O点与P点之间的距离x;
D.释放滑块,遮光片通过光电门,光电计时器记录的时间为t,得到滑块运动到虚线P位置的速度;
E.改变滑块释放位置O,重复实验,记录多组距离x和对应的时间t;
F.整理器材,处理数据。
(1)步骤A中游标卡尺的读数为d=___________mm;
(2)步骤D中,滑块经过P位置时的速度大小v=___________(用题中字母表示);
(3)步骤F中,该小组在坐标系中进行描点作图。应选用的坐标系为______;
A. B. C.
(4)关于实验的操作步骤,下列说法中正确的是_______;
A.释放滑块前,需要调整木板角度平衡摩擦力
B.实验不需要小物体质量m远小于滑块的质量M
C.不需要测量小物体质量m
D.需要测量滑块的质量M
(5)本实验的误差有一部分来源于滑块速度的获取,实验中步骤D获得的速度比真实速度值_____(填“偏大”、“等于”、“偏小”)。
【答案】 (1). 5.4 (2). (3). C (4). BC (5). 偏大
【详解】(1)如图所示,游标卡尺的读数为
(2)滑块经过P位置时的速度大小
(3)滑块做初速度为零的匀变速直线运动,由位移速度公式
应选用坐标系为C;
(4)AB.此实验只要求滑块合外力不变,对于是否平衡摩擦力不影响实验,实验不需要小物体质量m远小于滑块的质量M,A错误,B正确;
CD.由滑块做匀变速度直线运动,加速度一定,则滑块受到的合外力
由动能定律可得
即
不需要测量小物体质量m和滑块的质量M,C正确,D错误。
故选BC。
(5)如下图所示
实验中步骤D获得的速度比真实速度值偏大。
三、解答题
11.倾角为、长为L的固定斜面ABC,如图所示。质量为3m物体P放置在斜面的底端A,质量为m物体Q放置在斜面的中点B,两物体与斜面间的动摩擦因数相同,且都能恰好静止在斜面上,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。给物体P沿斜面向上的初速度,与物体Q发生弹性碰撞后,Q恰能运动到斜面的顶端C。求:
(1)两物体与斜面间的动摩擦因数;
(2)物体P的初速度。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)恰好静止在斜面上
解得
①
(2)物体P从A到B的过程,根据动能定理
②
物体P与Q发生弹性碰撞
③
④
物体Q恰好运动到最高点,根据动能定理
⑤
由①②③④⑤联立得
12.如图所示,直角坐标系xOy第一象限有沿y轴负向的匀强电场E,第二象限有垂直纸面向外的匀强磁场B1,第三四象限有垂直纸面向外的匀强磁场B2。在y轴上y=d处先后释放甲、乙两个粒子,粒子甲以大小为的速度沿x轴正向进入电场,到达x轴的位置P坐标为(2d,0),粒子乙以大小为的速度沿x轴负向进入磁场,到达x轴上的Q点时,速度方向偏转了。已知甲乙两粒子质量均为m,电需量分别为+q和-q,不计重力和两粒子间的相互作用。
(1)求电场强度E和磁感应强度B1;
(2)控制两粒子的释放时间,使两粒子同时到达x轴进入磁场,若要求甲、乙两粒子能够在到达x轴之前相遇,且相遇时两粒子速度方向共线,求磁感应强度的大小。
【答案】(1),;(2) 或
【详解】(1)粒子甲以大小为的速度沿x轴正向进入电场,做类平抛运动,则有
①
②
③
联立①~③求得:
④
粒子乙以大小为的速度沿x轴负向进入磁场,做匀速圆周运动,有:
⑤
利用几何关系求得:
⑥
联立⑤⑥求得:
⑦
(2)粒子甲以大小为的速度沿x轴正向进入电场,做类平抛运动,设此时速度大小为,与x轴正方向夹角为,则由动能定理有:
⑧
又
⑨
联立④⑧⑨,求得:
⑩
故粒子甲与粒子乙进入磁场时的速度大小相等,若要求甲、乙两粒子能够在到达x轴之前相遇,且相遇时两粒子速度方向共线,则可能存在如下两种情况:
(i)甲乙粒子在同一个圆上相遇,轨迹关于PQ中垂线对称,且圆心在PQ的中垂线上,故由几何知识可得:
⑪
又⑫
联立⑩⑪⑫求得,
(ii)甲乙粒子的轨迹关于PQ中垂线对称,且轨迹相切,速度方向沿y轴正方向,由几何知识可得
⑬
联立⑩⑫⑬求得,
四、选考题
13.以下说法正确的是( )
A. 水的体积很难被压缩,这是分子间存在斥力的宏观表现
B. 气体总是很容易充满容器,这是分子间存在斥力的宏观表现
C. 理想气体在等容变化过程中,气体对外不做功,气体的内能不变
D. 液体的饱和气压只与液体的性质和温度有关,与体积无关
E. 布朗运动是小颗粒运动,它反映了液体分子永不停息地做无规则运动
【答案】ADE
【详解】A.水的体积很难被压缩,这是分子间存在斥力的宏观表现,选项A正确;
B.气体总是很容易充满容器,这是由于气体分子在永不停息的做无规则运动的缘故,不能说明分子间存在斥力,选项B错误;
C.理想气体在等容变化过程中,气体对外不做功,若气体的温度发生变化,则气体的内能要变化,选项C错误;
D.液体的饱和气压只与液体的性质和温度有关,与体积无关,选项D正确;
E.布朗运动是悬浮在液体表面的固体小颗粒的运动,它反映了液体分子永不停息地做无规则运动,选项E正确。
故选ADE。
14.如图所示,一U形玻璃管竖直放置,左端开口,右端不封闭,初始时管内汞柱及空气柱长度如图所示。现在左端开口处接一抽气机,不断的向外抽气,直至管内两边汞柱高度相等时停止。求抽出的气体与左侧原有气体质量的百分比。(已知玻璃管的横截面积处处相同,抽气体的过程中,环境温度不变,大气压强cmHg)
【答案】58%
【详解】如图所示,未抽空气前,右管空气柱满足
①
当U形玻璃管内两边汞柱高度相等时,由于环境温度不变,即右管发生等温变化
②
此时左管内气体压强
③
因为环境温度不变,即左管发生等温变化,再跟据理想气态方程式可得
④
且
⑤
联立①②③④⑤式解得
即抽出的气体与左侧原有气体质量的百分比
15.一列沿x轴传播的简谐横波,某时刻的波形如图所示,从此时刻开始计时,m的质点Q比m的质点P早回到平衡位置0.3s,下列说法正确的( )
A. 这列简谐横波沿x轴正方向传播
B. P质点简谐运动的频率为2Hz
C. 简谐横波波速为5m/s
D. 再过0.8s,x=4.0m处的质点向前移动到x=8.0m处
E. 再过0.6s,x=6.5m处的质点正在远离平衡位置
【答案】ACE
【详解】A.因为m的质点Q比m的质点P早回到平衡位置0.3s,如图所示,可判断这列简谐横波沿x轴正方向传播,A正确;
BC.因为m的质点Q比m的质点P早回到平衡位置0.3s,则简谐横波的波速
可求得周期
则频率为
B错误,C正确;
D.质点只能在自己的位置振动,不能前后移动,D错误;
E.经过时间波向前移动。再经过,图中的质点的波形刚好传到 的质点的位置,此时0.6s,x=6.5m处的质点正在远离平衡位置,E正确。
故选ACE。
16.如图所示,某种玻璃制成的三棱镜ABC,其中∠A=45°、∠B=60°、AB长度为30cm。今有一束单色光从距离A点5cm处的P点垂直BC边入射,从BC边上的M点出射,出射方向与BC夹角为60°,已知光在真空中的传播速度(不考虑光的多次反射,sin15°=0.25,cos15°=0.96)。求:
(1)该玻璃的折射率;
(2)光从P点入射到M点出射的时间。
【答案】(1)1.92;(2)
【详解】(1)光从AC射入,从BC射出,则在AB边发生全反射,由于不考虑光的多次反射,则光线在玻璃中的光路图如图所示
设光在AB边N点发生全反射,由几何关系可得,在AB边反射的入射角和出射角为
由几何关系可得,
光在BC边M点
玻璃的折射率为
(2)光从P点入射N点,有几何关系计算可得
,
在三角形中由正弦定理可得
则
则光在玻璃中从P点入射到M点出射通过的距离为
所以光从P点入射到M点出射的时间