北京市中央民族大学附属中学2021-2022学年高三下学期2月适应性练习物理试题含答案

这是一份北京市中央民族大学附属中学2021-2022学年高三下学期2月适应性练习物理试题含答案，共14页。试卷主要包含了15 MeV，氢原子能级示意如图，核聚变过程可以释放大量能量等内容，欢迎下载使用。
中央民族大学附属中学2022年高三物理本试卷共100分   考试时间90分钟 本试卷共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。第一部分一．单项选择题（本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。）  原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源。当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量。这几种反应的总效果可以表示为:6 ―→k ＋d ＋2 ＋43.15 MeV由质量数守恒和电荷数守恒可知(  )A．k＝1，d＝4        B．k＝2，d＝2C．k＝1，d＝6         D．k＝2，d＝32.氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于能级上，下列说法正确的是（  ）A. 这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子B. 从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子频率低C. 从能级跃迁到能级需吸收的能量D. 能级的氢原子电离至少需要吸收的能量3.一列简谐横波沿 轴正方向传播，周期为 ， 时的波形如图所示。 时（ ）。A.质点 速度方向沿 轴负方向B.质点 沿 轴正方向迁移了 C.质点 的加速度为零D.质点 的位移为 4．如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10 m，该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg。绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m/s，g取9.8m/s2，则此时每根绳子平均承受的拉力约为(     )A．200 N      B．400 N    C．600 N     D．800 N5.我国首次火星探测任务被命名为“天问一号”。已知火星质量约为地球质量的10%，半径约为地球半径的50%，下列说法正确的是（  ）A. 火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度B. 火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间C. 火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度D. 火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度6.如图所示，在 平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为 的匀强磁场。一带电粒子从 轴上的 点射入磁场，速度方向与 轴正方向的夹角
θ=45° 。粒子经过磁场偏转后在 点（图中未画出）垂直穿过 轴。已知 ，粒子电荷量为 ，质量为 ，重力不计。则（   ）    粒子带正电荷    粒子速度大小为     粒子在磁场中运动的轨道半径为     与 点相距 7．如图所示的平面内，有静止的等量异号点电荷，M、N两点关于两电荷连线对称，M、P两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是(       )A．M点的场强比P点的场强大B．M点的电势比N点的电势高C．N点的场强与P点的场强相同D．电子在M点的电势能比在P点的电势能大8.如图所示电路中，电源内阻不可忽略，L1、L2为两只完全相同、阻值恒定的灯泡，R为光敏电阻(光照越强，阻值越小)。闭合开关S后,随着光照强度逐渐增强              (  )A. L1逐渐变暗,L2逐渐变亮B. L1逐渐变亮,L2逐渐变暗C. 电源内电路消耗的功率逐渐减小D. 光敏电阻R和L1消耗的总功率逐渐增大9.两个完全相同的质量均为m的滑块A和B，放在光滑水平面上，滑块A与轻质弹簧相连，弹簧另一端固定在墙上。滑块B以v0的速度向滑块A运动，如图所示，两滑块相碰后一起运动不再分开，下述正确的是                                          A.弹簧最大弹性势能为B.弹簧最大弹性势能为C.两滑块相碰后一起运动过程中，系统动量守恒D.两滑块（包括弹簧）相碰后一起运动过程中，系统机械能守恒10．如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是 A．原线圈的输入功率为B．电流表的读数为1 A C．电压表的读数为D．副线圈输出交流电的周期为50 s 11.在如图所示的电路中，A1、A2为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，E为电源，R为滑动变阻器，S为开关。闭合开关后，发现A1比A2亮。自感线圈L的直流电阻为RL，此时滑动变阻器接入电路的电阻为R0。下列说法正确的是              (  )A.R0>RL；断开开关S的瞬间，A2中的电流方向为a→bB.R0>RL；断开开关S的瞬间，A2中的电流方向为b→aC.R0<RL；断开开关S的瞬间，A2中的电流方向为a→bD.R0<RL；断开开关S的瞬间，A2中的电流方向为b→a12.理想实验是以可靠的事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而深刻地揭示自然规律的科学研究方法。伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展，伽利略理想实验步骤如下：①两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面AB滚下，小球将滚上另一个斜面BC.②如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度.③减小第二个斜面的倾角，小球仍然要达到原来的高度.④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速直线运动.上述四个步骤中，属于理想化推论的是（    ） ②          B. ②③C.  ②③④     D. ①②③④ 13. 如图所示是某笔记本电脑电池上的标注，充满电后正常办公可以使用10小时，电脑主人发现该笔记本还有一个空余的硬盘位，于是又添加了一块500G的固态硬盘，该固态硬盘额定工作电压3.3V，平均工作电流20mA，那么电池充满电后，该笔记本电脑正常办公使用时间约为（  ）A. 10小时   B. 9小时C. 8小时D. 7小时14.核聚变过程可以释放大量能量。一种典型的聚变反应就是四个氢原子核（质子）结合成一个氦原子核，大约释放28MeV的能量。太阳内部就时刻发生着核聚变，给我们带来光和热。如果想实现人工核聚变，困难在于原子核都带正电，互相排斥，一般情况下不能相互靠近而发生结合，只有在温度达到极高温度时，原子核的热运动速度非常大，才能冲破库仑斥力的壁垒，碰撞到一起发生结合，这叫热核反应。根据统计物理学，绝对温度为T时，粒子的平均动能，其中k=1.38×J/K，叫做玻尔兹曼常量。理论计算表明，当质子的平均动能达到约7.2×105eV时，热运动的质子容易发生结合而发生聚变反应。不考虑量子效应及相对论效应，根据以上信息结合经典理论，判断下列说法正确的是（  ）A. 将氦核的核子全部分开，大约需要28MeV的能量，氦核的比结合能约为14MeVB. 若两个质子以相同初动能E0相向运动正碰而恰好结合，则一个质子从远处以初动能2E0与另一个静止的质子发生正碰，也能恰好结合C. 若两个质子以相同初动能E0相向运动正碰而恰好结合，则一个质子从远处以初动能4E0与另一个静止的质子发生正碰，也能恰好结合D. 由以上信息可以计算出发生热核反应时的温度约为107K量级第二部分某同学利用如图甲所示的装置探究物体的加速度a与所受合力F的关系。 图甲(1)  打点计时器使用的电源是______（选填选项前的字母）。A．交流电源 B．直流电源 (2) 他用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是平衡摩擦力。a. 具体操作是：把木板垫高后，小车放在木板上，在不挂小桶且计时器______（选填“打点”或“不打点”）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其它阻力的影响。b. 实验时保持小桶和砝码的总质量远小于小车的质量，其目的是____（选填选项前的字母）。A．小车所受的拉力近似等于小车所受的合力B．小车所受的拉力近似等于小桶和砝码的总重力C．保证小车运动的加速度不超过当地重力加速度(3) 图乙所示为实验中得到的一条纸带，纸带上相邻两计数点之间的时间间隔为T=0.10s，由图中数据可计算出小车在B点的速度大小vB=        （结果保留3位有效数字）；加速度a =_______m/s2（结果保留2位有效数字）。 图乙(4) 若实验中砂和桶的总质量为，则从理论分析可得砂和桶的总重力与细绳对小车的拉力F的大小关系为________ F（选填“略大于”、“等于”或“略小于”）。指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。(1)  如图甲所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中S为一个单刀多掷开关,通过操作开关,接线柱B可以分别与触点1、2、3接通,从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能。关于此多用电表,下列说法中正确的是    。(选填选项前面的字母) A.当S接触点1时,多用电表处于测量电流的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔B.当S接触点2时,多用电表处于测量电压的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔C.当S接触点2时,多用电表处于测量电阻的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔D.当S接触点3时,多用电表处于测量电压的挡位,其中接线柱B接的是红表笔(2) 用实验室的多用电表进行某次测量时,指针在表盘的位置如图乙所示。a.若所选挡位为直流250 mA挡,则示数为_________mA。 b.若所选挡位为电阻×10 Ω挡,则示数为      _________Ω。 (3) 用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约15 Ω的电阻后,需要继续测量一个阻值约2 kΩ的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前,请选择以下必需的步骤,并按操作顺序逐一写出步骤的序号:   。 A.将红表笔和黑表笔接触B.把选择开关旋转到“×100”位置C.把选择开关旋转到“×1 k”位置D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点(4)丙同学在图丙所示实验中，闭合开关后发现小灯泡不发光。该同学检查接线均良好。保持开关闭合，用多用电表2.5V直流电压挡进行检测。下列说法正确的是         。 A．将多用电表红、黑表笔分别接触A、B，若电压表几乎没有读数，说明灯泡可能出现短路故障B．将多用电表红、黑表笔分别接触C、D，若电压表几乎没有读数，说明开关出现断路故障C．将多用电表红、黑表笔分别接触E、F，若电压表读数接近2.5V，说明灯泡和灯泡座可能接触不良（即存在断路） 17．（9分）如图所示，在距水平地面高h=0.80m的水平桌面左边缘有一质量mA=1.0kg的物块A以v0=5.0m/s的初速度沿桌面运动，经过位移s=1.8m与放在桌面右边缘O点的物块B发生正碰，碰后物块A的速度变为0，物块B离开桌面后落到地面上。设两物块均可视为质点，它们的碰撞时间极短，物块A与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，物块B的质量mB=1.6kg，重力加速度g=10m/s2。求：（1）两物块碰撞前瞬间，物块A的速度大小vA；（2）物块B落地点到桌边缘O点的水平距离x；（3）物块A与B碰撞的过程中系统损失的机械能E。    18．（9分）许多电磁现象可以用力的观点来分析，也可以用动量、能量等观点来分析和解释． 如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，导轨间距为L ，一端连接阻值为R的电阻．导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B．质量为m、电阻为r的导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好．已知导体棒MN以初速度v0向右运动，求：（1）当导体棒运动的速度为v0时，求其加速度a的大小；（2）若金属导轨足够长，求导体棒速度由v0减到v0/2过程中，回路中产生的电热（3）证明导体棒克服安培力做功的功率等于回路消耗的热功率      19．（10分）玻尔的原子结构理论指出，电子环绕原子核做圆周运动，如图1所示。已知某状态下电子绕核运动的轨道半径为r，电子的电量为e，静电力常量为k。试回答以下问题：（1）求电子在轨道半径为r圆周上运动时动能Ek；（2）氢原子核外电子的轨道是一系列分立、特定的轨道，如图2所示，电子对应的轨道半径关系为rn=n2r1（n=1，2，3…）。图3为氢原子的能级图。已知n=1时，相应的轨道半径r1=0.53×10-10 m，静电力常量k=9.0×109 Nm2/C2。计算n=3时，氢原子的势能Ep3；（3）若规定两质点相距无限远时引力势能为零，则质量分别为M、m的两个质点相距为r时的引力势能表达式为，式中G为引力常量。原子核和它周围的电子运动模型与太阳和地球、地球和人造卫星运动很相似。如图4所示，设距地球无穷远处万有引力势能为零，已知地球的质量为MD，地球半径为RD。请推导地球的第二宇宙速度表达式。        图1            图2              图3          图4  
20.（12分）静止电荷在其周围空间产生的电场，称为静电场；随时间变化的磁场在其周围空间激发的电场称为感生电场。（1）如图1所示，真空中一个静止的均匀带电球体，所带电荷量为＋Q，半径为R，静电力常量为k。距球心r处电场强度的大小分布满足如下关系：；a．将电荷量为q的试探电荷放在距离带电球球心2R处，求其受到的静电力大小F；b．在图2坐标系中画出E- r图像，并借助该图像求出带电球的球心与球面间的电势差U。（2）如图3所示，在纸面内以O为圆心、半径为a的圆形区域内，分布着垂直纸面向里的磁场，磁感应强度B的大小随时间均匀增加，变化率为k。该变化磁场激发感生电场，距圆心r处的电场强度大小分布满足如下关系：；电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备。一种电子感应加速器的简化模型如图4所示，空间存在垂直纸面向里的磁场，在以O为圆心，半径小于r0的圆形区域内，磁感应强度B1=k1t，在大于等于r0的环形区域内，磁感应强度B2=k2t，其中k1、k2均为正的定值。电子能在环形区域内沿半径等于r0的圆形轨道运动，并不断被加速。a．分别说明B1、B2的作用；b．推导k1与k2应满足的数量关系。  2022年高三物理参考答案1、B2、C3、C4、B5、C6、D7、C8、A9、D10、B11、B12、C13、A14、C15、(1)  A（2分）(2)  a. 打点（2分）；b. B（2分）(3)  0.565m/s（1分）；1.1m/s2（1分）(4)  略大于（1分）16、(1)  AC （3分）(2)  a. 111（110-112即可）（1分）；b. 190（1分）(3)  BAD（2分）(4)  AC（2分）   17．（9分）（1）物块A沿桌面滑动所受摩擦力f=μmAg做匀减速运动的加速度  a=μg=2.5m/s2   公式有v02 – vA2=2as    解得vA=4.0m/s （2）设两物块碰撞后瞬间，物块B的速度大小为vB，因碰撞时间极短，根据动量守恒定律有  mAvA=mBvB  解得vB=2.5m/s物块B离开桌面后做平抛运动的时间t==0.40s物块B落地点到桌边缘O点的水平距离  x=vBt=1.0m （3）物块A与B碰撞的过程中系统损失的机械能E=mAvA2-mBvB2=3.0J 18：(1)导体速度为v0时切割磁感线产生感应电动势 导体中电流强度： 导体受到安培力：  由牛顿第二定律    所以：（2） （3）19、（1）（6分）设电子质量为me，根据牛顿第二定律，∴ （2）（6分）根据rn=n2r1，当n=3时，可知r3=9r1∴≈2.42×10-19 J≈ 1.51eV 又∵ ∴eV（3）若要摆脱地球的约束，需从地球表面飞至无穷远,由于地球无穷远处万有引力势能为零，忽略空气阻力，物体和地球组成的系统机械能守恒， 则   ∴20.（12分）（1）a. ；b.如图所示；；（2）a.略；b. 。 【解析】（1）a.  由所给表达式可得                (2分)b.   E- r关系如图所示根据图像所围面积可求出球心到球面的电势差为             (4分)（2）a.  B1的作用是产生感生电场，使电子加速，B2的作用是为电子做圆周运动提供向心力                  (2分)b. 电子在轨道运动的瞬时速度为v，电子的质量为m，电荷量为e，由牛顿第二定律得   经极短时间综上得            (4分)全卷评分说明：用其他方法解答正确，给相应分数。