2021届重庆市直属校联考高考物理模拟试卷(3月份)含答案
展开 高考物理模拟试卷〔3月份〕
一、选择题:本大题共8小题,每题6分,共48分.第14-17题为单项选择题,第18-21题为多项选择题.
1.如图为氢原子能级示意图。光子能量在1.63eV~3.10eV范围内的是可见光。要使处于第一激发态〔n=2〕的氢原子被激发后可辐射出可见光光子,最少应给氢原子提供的能量为〔 〕
A. 12.09eV B. 10.20eV C. 1.89eV
2.“嫦娥四号〞探月飞船实现了月球反面软着陆,按方案我国还要发射“嫦娥五号〞,执行月面采样返回任务。月球外表的重力加速度约为地球外表重力加速度的 ,地球和月球的质量分别为M1和M2 , 月球半径为R,月球绕地球公转的轨道半径为r,引力常量为G,以下说法正确的选项是〔 〕
A. 月球的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的
B. 使飞船从地球飞向月球,地球上飞船的发射速度是地球的第一宇宙速度
C. 采样返回时,使飞船从月球飞向地球,月球上飞船的发射速度为
D. 采样返回时,使飞船从月球飞向地球,月球上飞船的发射速度应大于
3.如图,半径为0.1m的半球形陶罐随水平转台一起绕过球心的竖直轴水平旋转,当旋转角速度为10rad/s时,一质量为m的小物块恰好能随陶罐一起与陶罐保持相对静止做匀速圆周运动,小物块与陶罐的球心O的连线跟竖直方向的夹角θ为37°,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。〔重力加速度g取10m/s2 , sin37°取0.6,cos37°取0.8〕。那么小物块与陶罐内壁的动摩擦因数μ为〔 〕
A. B. C. D.
4.如下列图,甲、乙两图中实线表示半径相同的带电圆弧,每段圆弧为电荷分布均匀且电荷量相同的 绝缘圆弧,电性如下列图。甲图中O点场强大小为E,那么乙图中P点场强大小为〔 〕
A. E B. E C. 0 D.
5.如下列图为一台教学用手摇式交流发电机。假设大皮带轮半径为0.2m,小皮带轮半径为0.02m,摇动手柄以每分钟60圈匀速转动,且摇动过程中皮带不打滑,那么以下说法中正确的选项是〔 〕
A. 大皮带轮与小皮带轮的转动的角速度之比为10:1
B. 发电机产生的交变电流频率为10Hz
C. 假设手摇手柄的转速减半,产生交流电的最大值不变
D. 假设手摇手柄的转速减半,产生交流电的有效值也减半
6.从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受到重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度h在1.5m以内时,物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如下列图。重力加速度取10m/s2 . 那么该物体〔 〕
A. 质量为1.0kg B. 受到的外力大小为1.5N
C. 上升的最大高度为3m D. 落地时的速度为12m/s
7.如下列图,两竖直光滑墙壁的水平间距为6m,贴近左边墙壁从距离地面高20m处以初速度10m/s水平向右抛出一小球,一切碰撞均无机械能损失。小球每次碰撞时:平行于接触面方向的分速度不变、垂直于接触面方向的分速度反向。不计空气阻力,重力加速度取10m/s2 , 那么〔 〕
A. 小球第一次与地面碰撞点到左边墙壁的水平距离为6m
B. 小球第一次与地面碰撞点到左边墙壁的水平距离为4m
C. 小球第二次与地面碰撞点到左边墙壁的水平距离为2m
D. 小球第二次与地面碰撞点到左边墙壁的水平距离为0m
8.如图,纸面内有两个半径均为R且相切的圆形磁场区域,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里;左侧有一半径同为R的圆形导线框,导线框电阻为r。三圆共面且圆心在同一直线上。现使圆形线框以v水平向右做匀速运动,那么〔 〕
A. 当 t= 时,线框感应电流为 B. 当 t= ,线框中电流第一次反向
C. 当 t= ,线框感应电动势到达极大值 D. 在线框穿过磁场过程中,电流改变两次方向
二、非选择题
9.为了测量物块A和B之间的摩擦因数,在水平台面上将两个物块叠放,两物块上都固定一个拉力传感器,如图甲所示,连接B物块的绳子右端固定在竖直墙壁上。刚开始,两物块静止,两传感器示数都为零,现向左拉A物块的力F从零开始缓慢增大:
〔1〕某同学进行了如下的操作,你认为正确的选项是 ;
A.实验之前,直接把连接B物块的绳子竖直提起,记录下B物块悬空静止时传感器的示数F1
B.实验过程中,保证拉A的力F保持水平向左,不然会对测量的摩擦因数有影响
C.实验过程中,保证拉B的绳子保持水平,记录稳定时传感器2的示数F2
D.实验过程中,当A动起来之后,必须匀速向左拉出,加速拉出测量的摩擦因数会偏小
〔2〕实验过程中,传感器2的示数如图乙,刚开始的小段时间,传感器1有示数,而传感器2示数为零的原因是________,物块AB之间的摩擦因数是________〔用题中符号表示〕。
10.某学习小组决定探究“光电效应〞的实验规律,采用如下列图的实验电路,用稳定的黄色强光照射光电管的阴极板:
〔1〕要描绘光电管的伏安曲线,开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应该在________端〔选填“a或b〞〕。
〔2〕实验过程中发现,实验室提供的微电流传感器G〔电阻为Rg=1995Ω〕量程太小了,该小组同学决定把量程放大400倍,应该给微电流传感器________联一个________Ω的电阻。
〔3〕滑动滑片P,读出电压表示数U,微电流传感器示数I示 , 并换算成光电管的实际电流I实际 , 如表:
U〔V〕
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
I示〔×10﹣10A〕
I实际〔×10﹣10A〕
4
28
44
56
68
76
84
92
100
104
112
116
116
116
通过所采集的数据描出光电管的伏安曲线,实验证实:随着电压的增大,电流有饱和值的存在。
在上述探究“光电效应〞中的“饱和电流〞实验中,电路图中电源的负极为________端〔选填“M或N〞〕。每个光电子带电量为e=1.6×10﹣19C,那么在实验中每秒钟阴极板上被光照射而逸出的光电子个数约为________个。〔结果保存3位有效数字〕
11.如下列图,直角坐标系xOy的第一象限内存在沿y轴正方向的匀强电场,第四象限内有一边长为 a的正方形有界匀强磁场,正方形磁场A点位于〔a,0〕,B点位于〔0,﹣a〕,磁场方向垂直于纸面向里,现有一质量为m,电荷量为q的带负电的粒子,从y轴上的P点以速度v0平行于x轴射入电场中,粒子恰好从A点进入磁场,进入磁场时速度方向与x轴正方向的夹角为60°.然后从B点离开磁场,不考虑粒子的重力,求:
〔1〕P点的位置坐标;
〔2〕磁感应强度的大小
12.如图,半径R= m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点A和圆心O的连线与水平方向夹角θ=30°,另一端点B为轨道的最低点,其切线水平。一质量M=2kg、板长L=2.0m的滑板静止在光滑水平地面上,右端紧靠B点,滑板上外表与圆弧轨道B点和左侧固定平台C等高。光滑水平面EF上静止一质量为m=1kg的物体〔可视为质点〕P,另一物体Q以v0= m/s向右运动,与P发生弹性正碰,P随后水平抛出,恰好从A端无碰撞进入圆弧轨道,且在A处对轨道无压力,此后沿圆弧轨道滑下,经B点滑上滑板。滑板运动到平台C时立刻被粘住。物块P与滑板间动摩擦因数μ=0.5,滑板左端到平台C右侧的距离为s。取g=10m/s2 , 求:
〔1〕物体P经过A点时的速度;
〔2〕物体Q的质量mQ;
〔3〕物体P刚滑上平台C时的动能EkC与s的函数表达式。
三、【物理一选修3-3】〔15分〕
13.以下说法中正确的选项是〔 〕
A. 温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大
B. 毛细现象只能发生在浸润的固体和液体之间
C. 在完全失重的情况下,密闭容器内的气体对器壁没有压强
D. 水的饱和汽压随温度的升高而增大
E. 一定量的气体,在压强不变时,分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加
14.如下列图,一绝热的薄壁气缸质量为m、底面积为S、深度为L,放在水平地面上,气缸与地面的动摩擦因数为μ.一轻质绝热活塞与轻杆连接固定在竖直墙上,轻杆保持水平,轻杆与活塞的作用力保持水平,活塞与气缸内壁密封且可无摩擦的自由滑动。缸内封闭有一定质量的理想气体,初时活塞位于距气缸底部 处、缸内气压为P0、温度T0;现用缸内的加热装置对缸内气体缓慢加热,〔外界大气压恒为P0 , 重力加速度为g,气缸与地面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力〕,求:
①气缸刚要开始相对地面滑动时,缸内气体的压强是多少?
②活塞刚滑动到气缸口时,缸内气体的温度是多少?
四、[物理--选修3-4]
15.如下列图,虚线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图,实线是这列波在t= s时刻的波形图。该波的波速是1.8m/s,那么以下说法正确的选项是〔 〕
A. 这列波的波长是14cm B. 这列波的频率是15Hz
C. 这列波一定沿x轴正方向传播的 D. 从t=0时刻开始,x=6cm处的质点经0.05s振动到波峰
E. 每经过 s介质中的质点就沿x轴移动12cm
16.真空中有一个半球形的玻璃,半径为R,直径所在的圆形截面水平。如图是过球心的竖直半圆形纵截面,在该竖直面内有一束竖直向上的光线从P点射入该玻璃半球。入射方向的延长线与圆形截面的交点Q与球心O点的间距为 R,该玻璃球的折射率为 ,光速为c。
求:①光进入玻璃后,第一次从玻璃射出点到球心O点的距离3
②光在玻璃半球中传播的时间
答案解析局部
一、选择题:本大题共8小题,每题6分,共48分.第14-17题为单项选择题,第18-21题为多项选择题.
1.【解析】【解答】解:氢原子从高能级向基态跃迁时,所辐射光子能量最小值为:E=E2﹣E1=﹣3.40eV﹣〔﹣13.6eV〕=10.2eV>3.10eV,
故可知要产生可见光,氢原子吸收能量后,最起码要跃迁到n>2能级;
由于E'=E3﹣E2=﹣1.51eV﹣〔﹣3.40eV〕=1.89eV,满足1.63eV<E'<3.10eV,
故可知要使处于第一激发态〔n=2〕的氢原子被激发后可辐射出可见光光子,氢原子最起码应该跃迁到n=3能级。
那么氢原子吸收的最小能为:Em=E3﹣E2=﹣1.51eV﹣〔﹣3.4eV〕=1.89eV,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C
【分析】利用能级跃迁的能量差结合可见光的能量可以判别需要提供的能量。
2.【解析】【解答】解:A、月球的第一宇宙速度 ,地球第一宇宙速度 ,月球外表的重力加速度约为地球外表重力加速度的 ,月球第一宇宙速度与地球第一宇宙速度之比 ,A不符合题意;
BCD、地球到月球飞船速度要大于地球的第一宇宙速度,月球到地球飞船速度要大于月球的第一宇宙速度,BC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】利用引力提供向心力可以求出第一宇宙速度之比;发生飞船向月球其发射速度要大于地球的第一宇宙速度;返回时其发射速度要大于月球的第一宇宙速度。
3.【解析】【解答】解:小物块恰好保持相对静止,物块受重力、支持力和摩擦力,合外力为向心力,故摩擦力斜向上。
Nsinθ﹣μNcosθ=mRω2sinθ
Ncosθ﹣μNsinθ=mg
解得: ,A符合题意;
假设物体由上滑趋势,可以算出动摩擦因数μ为负值,舍去。
故答案为:A
【分析】利用向心力的方向结合牛顿第二定律和平衡方程可以求出动摩擦因素的大小。
4.【解析】【解答】解:甲图中O点电场强度为E,乙图图形相当于甲图图形顺时针旋转45°,再与另一甲图中图形叠加,所以乙图中P点电场强度如下列图,
可视为两个E夹角为45°叠加,两矢量水平分量之和为〔1 〕E,竖直分量之和为 ,
那么P处的电场强度为EP=E = ,ABC不符合题意,D符合题意;
故答案为:D
【分析】利用场强的叠加结合平行四边形定那么可以求出场强的大小。
5.【解析】【解答】解:A、大轮与小轮通过皮带相连,与皮带接触的点线速度大小相同,根据v=ωr可知 ,A不符合题意;
B、摇动手柄以每分钟60圈匀速转动,即n=60r/min=1r/s,角速度ω大=2πn=2πrad/s,那么小轮转动的角速度ω小=10ω大=20πrad/s,故产生交流电的频率f= ,B符合题意;
C、假设手摇手柄的转速减半,小轮的角速度减半,由Em=NBSω知,产生交流电的最大值减半,根据 可知,有效值减半,C不符合题意,D符合题意;
故答案为:BD。
【分析】利用边缘线速度相等结合半径的大小可以求出角速度的比值;利用角速度的大小可以求出频率的大小;利用电动势的表达式可以判别转速对交流电峰值和有效值的影响。
6.【解析】【解答】解:AB、根据动能定理可得:F合△h=△Ek ,
那么Ek﹣h图象的斜率大小k=F合 ,
上升过程中有:mg+F= =
下落过程中:mg﹣F= =8N
联立解得:F=2N,m=1kg,B不符合题意,A符合题意;
C、上升过程,根据动能定理有﹣〔mg+F〕H=0﹣Ek0 ,
代入数据解得上升的最大高度为H=3m,C符合题意;
D、从最高点到落地根据动能定理有mgH﹣FH= ﹣0,
代入数据解得物体落地时的速度为v= ,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】利用动能定理结合斜率可以求出外力和质量的大小;利用动能定理可以求出上升的最大高度及落地速度的大小。
7.【解析】【解答】解:AB、在竖直方向,加速度不变,设运动时间为t,那么有:h= gt2
解得:t=
在水平方向上,由于速度不变,故总路程共有:x=v0t=10×2m=20m,水平方向位移经过6m与墙壁碰撞一次,那么小球与墙碰撞3次后落地,
两竖直墙壁间的距离为6m,根据运动可知,小球第一次与地面碰撞点到左边墙壁的水平距离为4m,A不符合题意,B符合题意;
CD、平抛斜抛运动总时间t′=3t=6s,运动的总路程x=vt′=60m,由于水平方向每过6m与墙壁碰撞一次,那么再次与与地面碰撞10次刚好落在与左墙相距0m处,C不符合题意,D符合题意;
故答案为:BD
【分析】利用平抛运动的位移公式可以判别落地点和左端墙壁之间的距离大小。
8.【解析】【解答】解:画出圆形导线框运动的5个状态,如下列图:
A、当 t= 时,导线框运动到1位置,有效切割长度为2Rsin60°= R,线框中的感应电流:I= = ,A符合题意;
B、当 t= 时,导线框运动到2位置,当 t= 时,导线框运动到3位置,从初始位置到2位置,穿过线框的磁通量变大,从2位置到3位置,穿过线框的磁通量变小,根据楞次定律可知,当t= 时,导线框运动到2位置时,电流方向第一次反向,B符合题意;
C、当 t= 时,导线框运动到3位置,此时导线框的左右两侧都在切割,切割长度和方向均相同,此时的感应电动势相互抵消,实际感应电动势为0,C不符合题意;
D、全过程中,磁感线的贯穿方向始终不变,所以线框中的电流方向改变一次,D不符合题意。
故答案为:AB
【分析】利用有效长度结合电动势和欧姆定律可以求出感应电流的大小;利用磁通量的变化可以判别感应电流的方向;利用有效场强的大小可以判别电动势的大小;利用楞次定律可以判别电流方向改变的次数。
二、非选择题
9.【解析】【解答】解:〔1〕在拉力F作用下,AB发生相对运动,B始终处于静止状态,此时处于平衡状态,那么μmBg=F2 , 要求的AB间的摩擦力,那么必须测量出F2B的质量
A、实验之前,直接把连接B物块的绳子竖直提起,记录下B物块悬空静止时传感器的示数F1 , 此时即为B物体的重力,即F1=mBg,A符合题意;
B、实验过程中,不管A的拉力F水平向左如何变化,B都处于平衡状态,B不符合题意;
C、实验过程中,保证拉B的绳子保持水平,此时在水平方向上,绳子的拉力才等于B受到的摩擦力,记录稳定时传感器2的示数F2 , C符合题意;
D、实验过程中,当A动起来之后,必须匀速向左拉出,加速拉出时,B仍然处于平衡状态,故摩擦因数不变,测量的摩擦因数不会变,D不符合题意;
故答案为:AC〔2〕传感器1有示数,而传感器2示数为零,说明AB之间没有相对运动趋势,也就是说A与地面没有先对运动或相对运动趋势,其原因是滑块A与地面之间有摩擦力,
对B根据共点力平衡可知F2=μmg
由于F1=mg
联立解得
故答案为:〔1〕AC;〔2〕滑块A与地面之间有摩擦力;
【分析】〔1〕无论拉到A的力方向如何B只要处于平衡状态那么动摩擦力不变其动摩擦因素保持不变;
〔2〕那是因为A刚开始没有相对运动趋势那么导致传感器读数等于0;利用动摩擦力的表达式可以求出动摩擦因素的大小。
10.【解析】【解答】解:〔1〕为了保护电表和光电管,开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应该在a端。〔2〕根据电表改装原理,小量程的电流表改装成大量程的电流表需要并联分流电阻,根据并联电路的规律可知,IgRg=〔I﹣Ig〕R并 ,
解得并联电阻:R并=5Ω。〔4〕研究“光电效应〞的“饱和电流〞需要在光电管两端加正向电压,电路图中电源的负极为N端;
分析光电管的伏安曲线可知,饱和电流:I=115×10﹣10A=1.15×10﹣8A,
根据电流的定义式可知,每秒钟阴极板上被光照射而逸出的光电子个数:n= = 个=7.19×1010个。
故答案为:〔1〕a;〔2〕并;5;〔4〕N;7.19×1010。
【分析】〔1〕刚开始需要分压等于0所以滑片的位置要在最左端;
〔2〕利用电表的改装可以判别电流表并联电阻的大小;
〔3〕利用电流的方向可以判别电源的正负极;利用电流的定义式可以求出光电子的数量。
11.【解析】【分析】〔1〕利用类平抛的位移关系可以求出P点的坐标;
〔2〕利用几何关系结合牛顿第二定律可以求出磁感应强度的大小。
12.【解析】【分析】〔1〕利用牛顿第二定律可以求出速度的大小;
〔2〕利用速度的分解结合动量守恒定律和能量守恒定律可以求出质量的大小;
〔3〕利用机械能守恒定律结合动量守恒定律和动能定理可以求出动能的表达式。
三、【物理一选修3-3】〔15分〕
13.【解析】【解答】解:A、温度是分子平均动能的标志,故温度高平均动能一定大,内能的多少还与物质的多少有关,A符合题意;
B、毛细现象可以发生在浸润的固体和液体之间,也可以发生在不浸润的固体和液体之间,B不符合题意;
C、在完全失重的情况下,气体的重力体重气做自由落体运动,而气体分子对器壁的碰撞不会改变,故体密闭容器内的气体对器壁有压强,C不符合题意;
D、水的饱和汽压随温度升高而增大,D符合题意;
E、气体的压强是由大量分子对器壁的碰撞而产生的,它包含两方面的原因:分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数和每一次的平均撞击力。气体的温度降低时,分子的平均动能减小,所以,在压强不变时,分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加。E符合题意;
故答案为:ADE
【分析】温度影响分子平均动能的大小不直接影响物体内能的大小;压强不会受重力的效果影响;压强不变温度降低时体积变小那么挡位时间分子对容器壁撞击的次数增加;毛细现象可以发生在不浸润固体和液体之间。
14.【解析】【分析】〔1〕利用平衡方程可以求出气体的压强大小;
〔2〕利用理想气体的状态方程可以求出气体的温度。
四、[物理--选修3-4]
15.【解析】【解答】解:A、由波动图象可知,波长为:λ=12cm=0.12m,A不符合题意;
B、波速为:v=1.8m/s,那么波的传播周期为:T= = s,频率为:f= =15Hz,B符合题意;
C、t= s= T,那么波沿x轴正方向传播,C符合题意;
D、t=0时刻,x=6cm处的质点,沿y轴负方向振动,经过0.75T到达波峰,时间为:△t=0.75T=0.05s,D符合题意;
E、波传播过程中,质点不随波迁移,E不符合题意。
故答案为:BCD
【分析】利用图像可以得出波长的大小;利用波长和波速可以求出周期和频率的大小;利用运动时间结合波的平移可以判别波的传播方向;利用质点的位置可以判别运动的时间;质点不会随波移动。
16.【解析】【分析】〔1〕利用几何关系结合折射角和反射角的大小可以求出折射率的大小及距离的大小;
〔2〕利用传播的速度和传播的路程可以求出传播的时间。
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