高考物理模拟试题（五）

■湖北省枝江一中 陈 宏

一、选择题(第1～5题为单选题,第6～8题为多选题)

1.2022年1月1日,我国自主研发的第三代核电“华龙一号”中核集团福清核电6号机组首次并网成功。核电站使用的燃料主要是铀,已知真空中一个静止的铀238 核经过一次α衰变后变成一个钍234 核,衰变方程为,则下列说法中正确的是( )。

A.反应前铀238 核的能量等于反应后钍234核与α粒子的能量之和

B.衰变后钍234核的动量与α粒子的动量相同

C.衰变后钍234核的质量与α粒子的质量之和小于衰变前铀238核的质量

D.若钚元素的半衰期为τ,则经过时间τ,100个中有50个已经发生了衰变

2.中国高铁具有极好的稳定性,硬币可以稳稳地直立在高速行驶的列车窗台上。关于这枚直立在列车窗台上的硬币,下列判断正确的是( )。

A.硬币直立过程中,列车不可能做加速或减速运动

B.硬币直立过程中,一定只受重力和支持力作用,而处于平衡状态

C.硬币直立过程中,可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用

D.列车做加速或减速运动时,硬币都会受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用

3.一辆汽车由静止开始做加速度大小为a1的匀加速直线运动,运动一段时间后,改为以加速度大小为a2做匀减速直线运动,再经过一段时间停止运动。已知汽车在这两段时间内发生的总位移为d,则它运动的总时间为( )。

4.“投壶”是中国古代士大夫宴饮时做的一种投掷游戏。如图1所示,若将投壶用的箭 (质量均相等)视为质点,投壶时箭距壶口的高度为h,与壶边缘的最近水平距离为20L,壶口的半径为L。若将箭的运动视为平抛运动,假设箭都投入壶中,重力加速度为g,则( )。

图1

A.每支箭从抛出到刚落入壶中的过程中机械能守恒

B.所有箭落入壶中前瞬间的重力的功率不相同

C.若箭的初速度为v0,则

D.箭刚落入壶中时,最大速率与最小速率度之比为11∶10

5.如图2所示,曲线Ⅰ是一颗绕地球做圆周运动的卫星轨道的示意图,其半径为R;曲线Ⅱ是一颗绕地球做椭圆运动的卫星轨道的示意图,O点为地球球心,AB为椭圆的长轴。两轨道和地球球心在同一平面内,已知在两轨道上运动的卫星的周期相等,引力常量为G,地球质量为M,则下列说法中错误的是( )。

图2

A.椭圆轨道半长轴的长度为R

B.若卫星在曲线Ⅰ上运行时的速率为v0,卫星运行到曲线Ⅱ上B点时的速率为vB, 则v0＞vB

C.若卫星在曲线Ⅰ上运行时的加速度大小为a0,卫星运行到曲线Ⅱ上A点时的加速度大小为aA,则a0＜aA

6.滑板运动是年轻人喜爱的运动项目之一。如图3所示,一运动员在玩滑板,他一只脚蹬地后,滑板和他一起以大小v0=3 m/s的速度在水平面上从A点向右无动力运动,运动到B点时恰能沿斜面下滑,到达斜面底端C点时的速度大小vC=4 m/s。已知水平面A、B间的距离x1=1.8 m,斜面倾角θ=37°,滑板与AB、BC段间的动摩擦因数相同,运动员和滑板的总质量m=60 kg,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,取重力加速度g=10 m/s2。下列说法中正确的是( )。

图3

A.运动员在水平面AB上运动时受到的滑动摩擦力f=150 N

B.滑板与水平面AB间的动摩擦因数μ=0.5

C.运动员在斜面BC上下滑时的加速度大小a=4 m/s2

D.斜面BC的长度x2=2 m

7.如图4所示为研究远距离输电的装置,左侧升压变压器和右侧降压变压器均为理想变压器,两变压器原、副线圈的匝数比满足n1∶n2=n4∶n3,升压变压器的输入电压u1=50 2sin 100πt(V),输电线的总电阻为r。下列说法中正确的是( )。

图4

A.闭合灯泡所在支路的开关后,灯泡两端的电压为50 V

B.闭合灯泡所在支路的开关后,通过灯泡的电流的频率为50 Hz

C.闭合降压变压器负载上的开关数越多,接通的灯泡获得的总功率越大

D.依次闭合开关S1、S2、S3、……,灯泡L1越来越暗

8.如图5所示,足够长的光滑导轨水平放置,导轨间距L=1 m,虚线右侧存在磁感应强度B=1 T,方向竖直向下的匀强磁场。质量均为m=1 kg,电阻均为R=1 Ω 的导体棒ab、cd均静止在导轨上,导体棒cd到磁场左边界(虚线)的距离x=3 m,导体棒ab在磁场外,在外力作用下压缩着一根水平轻弹簧,弹簧储存的弹性势能Ep=8 J。现撤去外力,导体棒ab被弹簧水平弹出,在此后的运动过程中,两导体棒与导轨始终接触良好。若两导体棒发生的是弹性碰撞,则下列说法中正确的是( )。

图5

A.导体棒ab刚进入磁场时,导体棒cd的加速度为2 m/s2

B.导体棒ab先减速到2.5 m/s时与导体棒cd相碰,碰后又开始做加速运动

C.导体棒cd一直做加速度逐渐减小的加速运动,整个过程中产生的焦耳热为2 J

D.最终稳定时两导体棒间的距离为1 m

二、非选择题

(一)必考题

9.在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,在水平桌面上放一块方木板,用图钉把一张白纸钉在方木板上。再用图钉把橡皮条一端固定在板上的A点。在橡皮条另一端拴上两根细绳形成结点,细绳的另一端系着绳套。先用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条;再用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条。

(1)下列方案中可以选出适合完成实验的弹簧测力计的是( )。

A.两弹簧测力计置于水平桌面在对拉时弹簧测力计读数相等

B.两弹簧测力计竖直悬挂在铁架台上对拉时弹簧测力计读数相等

C.用两个弹簧测力计测量同一物体的重力时读数相等但略小于物体的实际重力

D.用两个弹簧测力计测量同一物体的重力时读数相等且等于物体的实际重力

(2)在某次测量时弹簧测力计的示数如图6所示,则其拉力为____N,实验中必须要做的标记或者记录的信息有____。

图6

A.拉伸后橡皮条的长度

B.拉伸后结点的位置

C.力F的大小和方向

D.力F1与F2的夹角

(3)下列实验要求中正确的是____。

A.木板只能放在水平面上不能竖直固定

B.细绳应尽可能长一些

C.细绳AO与BO之间的夹角应尽可能大于90°

D.在一次实验中测量力F和力F1、F2时,一定要使结点O静止在同一位置

10.某物理兴趣小组想测定一个阻值大约为10 kΩ,额定电功率为0.1 W 的电阻Rx的阻值,现有以下实验器材可供选择:

A.电流表A1(量程为0～1 mA,内阻约为100 Ω)

B.电流表A2(量程为0～3 mA,内阻约为20 Ω)

C.电压表V1(量程为0～10 V,内阻约为50 kΩ)

D.电压表V2(量程为0～30 V,内阻约为100 kΩ)

E.直流电源E(电动势为9 V,内阻约为1 Ω)

F.滑动变阻器R1(最大阻值为20 Ω,额定电流为1 A)

G.开关两个,导线若干

(1)为了方便并能多次测量使结果尽可能精确,电流表应选____,电压表应选____。(填器材前面的字母序号)

(2)根据所选器材设计并画出电路图。

(3)若操作、读数、计算均无误,根据实验原理分析系统误差可知,采用(2)设计的实验方法测量电阻时R测_________R真(选填“＞”“=”或“＜”)。

(4)为了尽量准确地测量电阻Rx的阻值,小组成员提出采用如图7所示的方案完成实验。连接好电路后,闭合开关S1,调节各可变电阻,使得开关S2由断开到闭合,灵敏电流计G 的指针无偏转,并记录此时电压表示数U和电流表示数I,则待测电阻Rx=_____。

图7

(5)采用如图7所示方案测量电阻时,从系统误差方面分析可知,R测_____R真(选填“＞”“=”或“＜”)。

11.如图8所示是某游戏装置的示意图,它由弹丸发射器,固定在水平地面上倾角α=37°的斜面体,以及放置在水平地面上的光滑半圆形挡板墙构成。游戏者调节发射器,使弹丸(可视为质点)每次从A点水平发射后都能恰好无碰撞地进入到斜面顶端B点,然后沿斜面中线下滑至低端C点,再沿粗糙水平地面滑至D点切入半圆形挡板墙。已知弹丸的质量m=0.2 kg,弹丸与斜面间的滑动摩擦力F1=0.3mg,弹丸与水平地面间的滑动摩擦力F2=0.6mg,弹丸发射器距水平地面的高度H=1.35 m,斜面的高度h=0.9 m,半圆形挡板墙的半径R=0.5 m,不考虑弹丸在C处碰撞地面时的能量损失,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。

图8

(1)求弹丸从A点发射时的初速度v0。

(2)向左平移半圆形挡板墙,使C、D两点重合,推导弹丸受到挡板墙的侧压力F与弹丸在挡板墙上转过圆弧所对圆心角θ之间的函数关系式。

(3)左右平移半圆形挡板墙,改变C、D两点间的长度,要使弹丸最后停止位置不在半圆形挡板墙区域内,则C、D两点间的长度x应满足什么条件？

12.如图9所示,在平面直角坐标系xOy的第一、二象限内有竖直向下的匀强电场E1,虚线是第二、三象限的角平分线,虚线的右上方有垂直于纸面向里的匀强磁场B;第三、四象限内有水平向左的匀强电场E2,且E1=E2。现有一电荷量为q、质量为m的带电微粒从x轴上的P点,以大小为v0、方向与x轴正方向成α=45°角的速度射入第二象限,微粒沿直线运动到虚线上的Q点,然后进入磁场区域,再从坐标原点O进入第三象限,最后打在y轴上的N点,已知重力加速度为g。求:

图9

(1)电场强度E1和磁感应强度B。

(2)微粒通过N点时的位置坐标和速度。

(3)微粒从P点运动到N点经历的时间。

(二)选考题

13.[选修3—3]

(1)钻石是首饰和高强度钻头的主要材料,设钻石的密度为ρkg/m3,摩尔质量为Mg/mol,阿伏加德罗常数为NA,则每个钻石分子的直径表达式为d=_____;已知空气的平均摩尔质量为29 g/mol,标准状况下的摩尔体积Vmol=22.4 L/mol,一个房间的地面面积为15 m2,高为3 m,则标准状况下这个房间内空气的质量M=_____。

(2)2021年11月8日,王亚平身穿我国自主研发的舱外航天服“走出”太空舱,成为我国第一位在太空“漫步”的女性。舱外航天服是密封一定气体的装置,用来提供适合人体生存的气压。王亚平先在节点舱(航天员出舱前的气闸舱)穿上舱外航天服,航天服内密闭气体的体积约为V1=2 L,压强p1=1.0×105Pa,温度t1=27 ℃。她穿好航天服后,需要把节点舱的气压降低,以便于打开舱门。

(ⅰ)若节点舱气压降低到能打开舱门时,航天服内密闭气体的体积膨胀到V2=2.5 L,温度变为t2=-3 ℃,则此时航天服内密闭气体的压强p2为多少？

(ⅱ)为便于舱外活动,当航天服内密闭气体的温度变为t2=-3 ℃时,航天员把航天服内的一部分气体缓慢放出,使其压强降到p3=4.0×104Pa。假设释放气体过程中温度不变,体积变为V3=3 L,那么需要放出的气体与航天服内原来气体的质量之比为多少？

14.[选修3—4]

(1)a、b两束单色光从空气垂直玻璃砖上表面射入,在其下表面反射和折射的情况如图10所示,则a、b两束光( )。

图10

A.在同种均匀介质中传播时,b光的传播速度较大

B.以相同的入射角从空气斜射入水中,b光的折射角较大

C.在真空中,a光的波长较大

D.在玻璃中,b光的折射率较大

E.让b光以入射点为轴,沿逆时针方向转动,则b光会在玻璃砖的下表面发生全反射

(2)一列横波的波形图如图11所示,波长λ=8 m,实线表示t1=0时刻的波形图,虚线表示t2=0.005 s时刻的波形图。求:

图11

(ⅰ)这列波的波速为多大？

(ⅱ)若2T＞t2-t1＞T,则这列波的波速为多大？

(ⅲ)若T＜t2-t1,且波速为3 600 m/s,则这列波沿哪个方向传播？