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- 2021-06-02 发布
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河南省名校联盟2020届高三上学期11月
教学质量检测试题
一、选择题
1.钚的一种同位素Pu的衰变方程为Pu→X+He+γ,衰变后产生的巨大的能量以γ光子的形式释放,若Pu的半衰期为24100年,则( )
A. X的核电荷数为92,72个Pu经过24100年后一定还剩余36个
B. X的中子数为143,40克Pu经过48200年后,还有10克未衰变
C. X的质量数为236,核反应过程中电荷数、质量数守恒
D. Pu核衰变前的质量等于衰变后X、He核的质量之和
【答案】B
【解析】
【详解】A.半衰期是大量原子核衰变的统计规律,对少数的原子核衰变不适应,选项A错误;
BC.根据质量数和电荷数守恒可知,X的质量数为235,电荷数为92,则中子数为235-92=143,40克Pu经过48200年后,还有未衰变,选项B正确,C错误;
D.因反应放出能量,则有质量亏损,即Pu核衰变前的质量大于衰变后X、He核的质量之和,选项D错误;
故选B.
2.公交车进站时的刹车过程可近似看作匀减速直线运动。下面是该过程中公交车的位移,速度v、加速度a、动能Ek随时间t变化的图像,其中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.由可知,图像A正确;
B.由可知,图像B错误;
C.匀减速运动的加速度不变,则选项C错误;
D.根据可知,图像D错误。
故选A.
3.滑雪是冬奥会的比赛项目之一。如图所示,某运动员(可视为质点)从雪坡上先后以初速度之比vl:v2=3:4沿水平方向飞出,不计空气阻力,则运动员从飞出到落到雪坡上的整个过程中( )
A. 运动员先后在空中飞行的时间相同
B. 运动员先后落在雪坡上的速度方向不同
C. 运动员先后落在雪坡上动量的变化量之比为3:4
D. 运动员先后落在雪坡上动能的增加量之比为1:1
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据x=vt,,则
两次初速度不同,则时间不同,选项A错误;
B.速度方向与水平方向的夹角
可知.运动员先后落在雪坡上的速度方向相同,选项B错误;
C.根据动量定理
则运动员先后落在雪坡上动量的变化量之比为3:4,选项C正确;
D.根据动能定理:
则运动员先后落在雪坡上动能的增加量之比为9:16,选项D错误;
故选C.
4.一个半径为R的均匀导电金属圆环放置在粗糙的水平绝缘桌面上,现加上一方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场,如图所示(俯视图)。将金属圆环接入电路中,干路电流为I,接入点a、b是圆环直径上的两个端点。金属圆环始终处于静止状态,则( )
A. 当电流为I时,金属圆环上半部分受到的安培力大小为丁πBIR
B. 当电流为I时,金属圆环受到的安培力大小为BIR
C. 增大干路电流,金属圆环对桌面的压力增大
D. 增大干路电流,金属圆环对桌面的摩擦力增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.当电流为I时,金属圆环上半部分受到的安培力大小为 ,选项A错误;
B.当电流为I时,金属圆环上下两部分受到的安培力均为BIR且方向相同,则金属环受到的安培力大小为2BIR,选项B错误;
CD.由左手定则可知,金属环所受的安培力方向沿水平方向,则增大干路电流,安培力变大,但金属圆环对桌面的压力不变,金属圆环对桌面的摩擦力增大,选项C错误,D正确;故选D.
5.如图所示,由绝缘轻杆构成的正方形ABCD位于竖直平面内,其中AB边位于水平方向,顶点处分别固定一个带电小球。其中A、B处小球质量均为m,电荷量均为2q(q>0);C、D处小球质量均为2m,电荷量均为q。空间存在着沿DB方向的匀强电场,在图示平面内,让正方形绕其中心O顺时针方向旋转90°,则四个小球所构成的系统( )
A. 电势能增加,重力势能增加
B. 电势能不变,重力势能不变
C. 电势能减小,重力势能减小
D. 电势能不变,重力势能增加
【答案】D
【解析】
【详解】让正方形绕其中心O顺时针方向旋转90°,则电场力对四个小球做总功为:
则系统电势能不变;
系统重力势能变化量:
则重力势能增加;
A.电势能增加,重力势能增加,与结论不相符,选项A错误;
B.电势能不变,重力势能不变,与结论不相符,选项B错误;
C.电势能减小,重力势能减小,与结论不相符,选项C错误;
D.电势能不变,重力势能增加,与结论相符,选项D正确;
故选D.
6.如图所示,物块甲和乙的质量分别为m、2m,用一个劲度系数为k的竖直轻质弹簧连接,最初系统静止。现在用方向竖直向上的力缓慢拉动甲直到乙刚好离开地面,重力加速度为g,忽略空气阻力,则( )
A. 物块乙刚好离开地面时,弹簧弹力大小为2mg
B. 物块乙刚好离开地面时,物块甲上升的高度为
C. 物块乙刚好离开地面时突然撤去拉力,物块甲的瞬时加速度大小为3g
D. 在此过程中,拉力做的功大于甲的重力势能的增加量
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.物块乙刚好离开地面时,对乙受力分析可知,弹簧弹力大小为2mg,选项 A错误;
B.开始时弹簧的压缩量为,当物块乙刚好离开地面时,弹簧伸长量,则此时物块甲上升的高度为,选项B错误;
C.物块乙刚好离开地面时甲受到的拉力为3mg,则突然撤去拉力,物块甲受到的合力为3mg,根据牛顿第二定律可知,甲的瞬时加速度大小为3g,选项C正确;
D.在此过程中,弹簧的形变量增加,弹性势能变大,拉力做的功等于甲的重力势能与弹簧的弹性势能的增加量之和,则拉力做的功大于甲的重力势能的增加量,选项D正确;
故选ACD.
7.2019年8月17日,“捷龙一号”首飞成功,标志着中国“龙”系列商业运载火箭从此登上历史舞台“捷龙一号”在发射卫星时,首先将该卫星发射到低空圆轨道1,待测试正常后通过变轨进入高空圆轨道2。假设卫星的质量不变,在两轨道上运行时的速率之比vl:v2=3:2,则( )
A. 卫星在两轨道运行时的向心加速度大小之比a1:a2 =81:16
B. 卫星在两轨道运行时的角速度大小之比ω1:ω2 =25:4
C. 卫星在两轨道运行的周期之比T1 :T2=4:27
D. 卫星在两轨道运行时的动能之比Ekl:Ek2 =9:4
【答案】AD
【解析】
【详解】根据可得,因为vl:v2=3:2,则rl:r2=4:9.
根据可知:
A.由,可得卫星在两轨道运行时的向心加速度大小之比
a1:a2 =81:16
选项A正确;
B.由可得,卫星在两轨道运行时的角速度大小之比
ω1:ω2 =27:8
选项B错误;
C.由可知,卫星在两轨道运行的周期之比
T1 :T2=8:27
选项C错误;
D.根据 ,则卫星在两轨道运行时的动能之比
Ekl:Ek2 =9:4
选项D正确;
故选AD.
8.如图所示,在水平面内两根间距为L、足够长的光滑平行金属导轨(电阻不计)水平放置。导轨间存在方向竖直向上、大小为B的匀强磁场。两平行金属杆ab、cd的质量分别为m1、m2,电阻分别为R1、R2,且始终与导轨保持垂直。开始两金属杆处于静止状态,相距为x0,现给金属杆ab一水平向右的初速度v0,一段时间后,两金属杆间距稳定为x1。下列说法正确的是( )
A. 金属杆cd先做匀加速直线运动,后做匀速直线运动
B. 当金属杆ab的加速度大小为a时,金属杆cd的加速度大小为
C. 这段时间内通过金属杆cd的电荷量为
D. 两金属杆ab、cd在运动过程中产生的焦耳热为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.开始时ab向右运动,产生感应电动势,在回路中形成感应电流,则ab将受到向左的安培力,cd受到向右的安培力,则ab做减速运动,cd做加速运动,随着ab速度的减小以及cd速度的增加,回路中感应电动势减小,两棒所受的安培力减小,则两棒的加速度均减小,当加速度减为零时两棒均做匀速运动,此时两棒共速,则金属杆cd先做变加速直线运动,后做匀速直线运动,选项A错误;
B.两棒所受的安培力等大反向,可知
解得金属杆cd的加速度大小为
选项B正确;
C.根据可得这段时间内通过金属杆cd的电荷量为
选项C正确;
D.从开始运动到两棒共速的过程,由动量守恒定律:
则产生的焦耳热
选项D错误;
故选BC.
二、非选择题
9.如图所示,某同学从打点计时器打出的纸带中选出一条点迹比较清晰的纸带,从便于测量的某一点开始,每五个点取一个计数点,打点计时器打点的时间间隔,,。
(1)小车的加速度大小a=_______m/s2(计算结果保留两位有效数字)。
(2)如果当时电网中交变电流的频率f=50.2Hz,而做实验的同学并不知道,由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏_______(填“大”或“小”)。
【答案】 (1). 0.64 (2). 小
【解析】
【详解】(1)[1].小车的加速度大小
(2)[2].如果当时电网中交变电流的频率f=50.2Hz,则打点周期偏小,点间距偏小,而做实验的同学并不知道,根据可知,由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏小。
10.某实验小组做“测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率”实验。
(1)先用螺旋测微器测其直径,如图甲所示,其直径为_______mm;再用游标卡尺测其长度,如图乙所示,其长度为_______cm;最后用多用表粗测其电阻,如图丙所示,其电阻为______Ω。
(2)为了减小实验误差,要用伏安法较准确地测出其阻值,除待测圆柱体外,实验室还备有如下实验器材,则电压表应选_______,滑动变阻器应选_______(均用器材前的序号表示)。要将电流表A的量程扩大至0.6 A,应将电阻箱与电流表_______(填“串联”或“并联”),电阻箱连人的电阻值为_______Ω。
A.两节新的干电池
B.电压表V1(量程0~3V,内阻约为1kΩ)
C.电压表V2(量程0~15V,内阻约为5kΩ)
D.电流表A(量程0~l00mA,内阻为10Ω)
E.电阻箱R1(0~999Ω,额定电流1A)
F.滑动变阻器R2 (0~5Ω,额定电流1A)
G.滑动变阻器R3(0~2000Ω,额定电流0.1A)
H.电键和导线若干
(3)改装后的电流表内阻已知,为消除系统误差,电压表示数从0开始,在虚线框中画出实验电路图。
【答案】(1). 1.844(1.842~1.846均可) 4.240 6 (2). B F 并联 2
(3).
【解析】
【详解】(1)[1][2][3].用螺旋测微器测其直径为:1.5mm+0.01mm×34.5=1.845mm;用游标卡尺测其长度为4.2cm+0.05mm×8=4.240cm;用多用表粗测其电阻为6Ω。
(2)[4][5].电源电动势为3V,可知电压表选用B;滑动变阻器要用分压电路,则选用阻值较小的F;
[6][7].要将电流表A的量程扩大至0.6 A,应将电阻箱与电流表并联,电阻箱连入的电阻值为
。
(3)[8].因改装后的电流表内阻已知,则采用电流表内接;滑动变阻器用分压电路,电路如图:
11.如图所示,水平虚线AB和CD间距为L,中间存在着方向向左且与虚线平行的匀强电场,CD的上侧存在一半径为R的圆形磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,圆形磁场与CD相切于点M。一质量为m、带电量为q(q>0)的粒子由电场下边界的S点以初速度v0垂直射人电场,一段时间后从M点离开电场进入磁场。粒子进入磁场的速度大小为2v0,且其运动轨迹恰好过圆形磁场的圆心O。粒子所受重力忽略不计,求:
(1)电场强度的大小;
(2)圆形磁场磁感应强度的大小。
【答案】(1) (2)
【解析】
【详解】(1)粒子在电场中运动时,竖直方向做匀速运动,水平方向做匀加速运动,粒子进入磁场时的速度大小为2v0,由几何关系可知,粒子进入磁场的方向与电场方向夹角为30°,则竖直方向
L=v0t
水平方向
解得:
(2)粒子进入磁场后经过圆心O可知,粒子运动的轨道半径
由
解得
12.如图所示,质量M=2kg、高h=0.2m的长木板静止在粗糙的水平地面上,长木板与地面间的动摩擦因数。在长木板上放置一个质量m=lkg的铁块(可视为质点),开始时铁块离长木板左端B点的距离L=0.5m,铁块与木板间的动摩擦因数,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g =10m/s2。若在长木板上加一个水平向右的恒力F,求:
(1)要将长木板从铁块下抽出,水平向右的恒力F应满足什么条件。
(2)若水平向右的恒力为17N,铁块与长木板分离时两者的速度大小。
(3)在(2)中,在铁块落地前的整个过程中,铁块、长木板和地面组成的系统因摩擦所产生的热量。
【答案】(1) F>9N; (2) 3m/s lm/s; (3) 4.75J
【解析】
【详解】(1)欲将长木板从铁块下抽出,这两者间必存在相对运动,两者刚好发生相对滑动时,对滑块,由牛顿第二定律有:
解得:
对长木板,由牛顿第二定律有:
解得:
即恒力F应满足的条件为
(2)当时,滑块相对于长木板将发生相对滑动,对长板,有:
解得:
a1=6m/s2
滑块的加速度:
a2=a=2m/s2
分离时长木板的位移:
铁块的位移:
两者分离时有:
解得:
设滑块离开长木板的瞬间,长木板与铁块的速度分别为v1,v2,则:
(3)(2)问中,分离时长木板位移:
滑块离开长木板后做平抛运动,由平抛运动规律有:
滑块离开长木板后,对长木板,由牛顿第二定律可知:
解得:
a3=7.5m/s2
滑块离开长木板到落地时长木板的位移:
解得:
x3=0.75m
整个过程中,滑块与长板间因摩擦产生的热量:
长木板与水平面间因摩擦产生的热量:
铁块、长木板和水平地面组成的系统因摩擦产生的热量:
13.(1)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,所用油酸酒精溶液体积浓度为0.10%,且知一滴油酸酒精溶液的体积V=4.8×10-3 mL。油酸未完全散开时就开始测量油酸膜的面积,会导致计算结果____(填“偏大”“偏小”或“不变”);若一滴油酸酒精溶液形成的油膜面积S=40cm2,则可测出油酸分子的直径为________m。
【答案】偏大 1.2×10-9
【解析】
【详解】[1].油酸未完全散开时就开始测量油酸膜的面积,则测得的油膜的面积偏小,根据可知会导致计算结果偏大;
[2].油酸分子的直径为
14.如图所示,一定质量的理想气体在状态A时压强为1.5×l05 Pa,经历A→B→C→A的过程,已知B→C过程中气体做功数值是C→A过程中气体做功数值的3倍,求:
①气体在状态B和C时的压强;
②整个过程中气体与外界交换的热量。
【答案】①pB = 4.5×105 Pa;PC=l.5×l05 Pa ②600 J
【解析】
【详解】①由图可知,气体从状态A到状态B为等容变化过程,在状态B时气体温度,
,由查理定律有:
解得:
由图可知,气体从状态B到状态C为等温变化过程,在状态C时气体体积,由玻意耳定律有:
解得:
②由状态B经状态C回到状态A,设外界对气体做总功为W,从状态C到状态A,发生等压变化,外界对气体做功:
WCA=pC(VC-VA)=300J
B→C过程中气体做功的大小是C→A过程中气体做功大小的3倍,则B→C过程中气体对外做功:
WBC=-900J
从状态A到状态B,由图线知为等容过程,外界对气体不做功,所以整个过程中外界对气体做功:
W= WCA+WBC=-600J
整个过程中气体内能增加量,设气体从外界吸收的热量为Q,由热力学第一定律:
解得:
Q=600 J
即气体从外界吸收的热量为600J。
15.关于机械波与电磁波,下列说法中正确的是
A. 机械波在介质中传播时,介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动,是受迫振动
B. 弹簧振子在四分之一个周期里运动的路程一定等于一个振幅
C. 有经验的战士可以根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹是接近还是远去
D. 电磁波衍射能力由强到弱的顺序是无线电波、可见光、红外线、γ射线
E. 在真空中传播的电磁波频率不同,传播的速度相同
【答案】ACE
【解析】
【详解】A.机械波在介质中传播时,介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动,是受迫振动,选项A正确;
B.弹簧振子只有从平衡位置或者离平衡位置最远处开始振动计时,在四分之一个周期里运动路程才等于一个振幅,选项B错误;
C.有经验的战士可以根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹是接近还是远去,这是根据多普勒效应,选项C正确;
D.波长越大的衍射能量越强,则电磁波衍射能力由强到弱的顺序是无线电波、红外线、可见光、γ射线,选项D错误;
E.在真空中传播的电磁波频率不同,传播的速度相同,选项E正确;
故选ACE.
16.如图所示,ABC是一个三棱镜的截面图,一束单色光以i=60°的入射角从侧面的中点N射入。已知三棱镜对该单色光的折射率,AB长为L,光在真空中的传播速度为c,求:
①此束单色光第一次从三棱镜射出的方向(不考虑AB面的反射);
②此束单色光从射入三棱镜到BC面所用时间。
【答案】①光将垂直于底面AC,沿PQ方向射出棱镜 ②
【解析】
【详解】①设此束光从AB面射人棱镜后的折射角为r,由折射定律有:
解得,显然光从AB射入棱镜后的折射光线NP平行于AC,光在BC面上的入射角为45°,设临界角为α,则由得:
可知,故光在BC面上发生全反射,根据几何知识和光的反射定律可知,光将垂直于底面AC,沿PQ方向射出棱镜
②光在棱镜中传播的速率:
所以此束光从射入三棱镜到BC面所用的时间:
解得: