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佳木斯市第一中学校2023届高三上学期第三次调研物理试卷(含答案)
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这是一份佳木斯市第一中学校2023届高三上学期第三次调研物理试卷(含答案)，共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1、由中科院等离子体物理研究所设计制造的EAST全超导非圆截面托卡马克实验装置试用已经成功，标志着我国站在了世界核聚变研究的前端。设可控热核反应前氘核（）的质量为，氚核（）的质量为，反应后氦核（）的质量为，中子（）的质量为，已知真空中的光速为c。下列说法中正确的是( )
A.核反应放出的能量为
B.上述核反应过程中原子核的比结合能减小
C.这种热核反应释放出氦核，是α衰变
D.这种装置的核反应原理与我国大亚湾核电站所使用核装置的原理相同
2、如图所示，长为L的轻绳一端系于O点，另一端系一小球，在O点正下方P点有一钉子。现将小球拉至A点由静止释放，小球摆至最低点B后继续向右摆至最高点C。整个过程中，小球摆角始终小于5°。下列说法不正确的是( )
A.小球在C点时回复力最大
B.小球从A摆至B点时合力突然变大
C.小球在B点时合力为零
D.若将钉子的位置上移，则小球从A点摆至C点的时间变长
3、下图中实线是沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图，虚线是这列波在时刻的波形图。已知该波的波速是80cm/s，则下列说法中正确的是( )
A.这列波有可能沿x轴正向传播
B.这列波的波长是10cm
C.这列波的周期是0.15s
D.时刻处的质点正在向下运动
4、如图所示，质量为m的钢板B与直立的轻弹簧连接，弹簧的下端固定在水平地面上，平衡时弹簧的压缩量为。另一个表面涂有油泥、质量也为m的物块A，从距钢板高度处自由落下，与钢板碰后粘连在一起向下压缩弹簧，重力加速度大小为g，则( )
A.粘连后的最大速度是
B.粘连后的最大速度大于
C.在压缩弹簧过程中，组成的系统机械能守恒
D.从A开始运动到压缩弹簧至最短的整个过程中，和弹簧组成的系统机械能守恒
5、如图所示，已知带电小球A、B的电荷量分别为，，都用长L的绝缘丝线悬挂在绝缘墙角O点处，静止时A、B相距为d，为使平衡时AB间距离减为，可采用以下哪些方法( )
A.将小球A、B的质量都增加到原来的2倍
B.将小球B的质量增加到原来的4倍
C.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半
D.将两小球的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍
6、如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图象如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.光电管阴极K金属材料的逸出功为7.0eV
B.这些氢原子跃迁时共发出5种频率的光
C.若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源右侧为正极
D.氢原子跃迁放出的光子中有3种频率的光子可以使阴极K发生光电效应现象
7、如图所示，圆O在匀强电场中，场强方向与圆O所在平面平行，带正电的微粒以相同的初动能沿着各个方向从A点进入圆形区域中，只在电场力作用下运动，从圆周上不同点离开圆形区域，其中从C点离开圆形区域的带电微粒的动能最大，图中O是圆心，AB是圆的直径，AC是与AB成α角的弦，则匀强电场的方向为( )
A.沿AB方向B.沿AC方向C.沿OC方向D.沿BC方向
二、多选题
8、某些建筑材料可产生放射性气体-氡，氡可以发生α或β衰变，如果人长期生活在氡浓度过高的环境中，那么，氡经过人的呼吸道沉积在肺部，并放出大量的射线，从而危害人体健康。原来静止的氡核（）发生一次α衰变生成新核钋（），并放出一个能量为的γ光子。则下列说法正确的是( )
A.生成的钋核与原来的氡核相比，中子数少了4
B.氡核α衰变中产生的γ光子是从钋核中放出的
C.氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经过7.6天后就只剩下一个氡原子核
D.钋核的比结合能大于氡核的比结合能
9、如图所示是一对不等量异种点电荷的电场线分布图，图中两点电荷连线长度为2r，左侧点电荷带电荷量为，右侧点电荷带电荷量为，P、Q两点关于两电荷连线对称。由图可知( )
A.P、Q两点的电场强度相同
B.M点的电场强度大于N点的电场强度
C.把同一试探电荷放在N点，其所受电场力大于放在M点所受的电场力
D.两点电荷连线的中点处的电场强度为
10、如图所示为某电场中x轴上电势随x变的图象，一个带电粒子仅受电场力作用在处由静止释放后沿x轴正向运动，且以一定的速度通过处，则下列说法正确的是( )
A.和处的电场强度均为零
B.和之间场强方向不变
C.粒子从到过程中，电势能先减小后增大
D.粒子从到过程中，加速度先减小后增大
11、如图所示，在光滑的水平面上有质量相等的木块A、B，木块A以速度v前进，木块B静止。当木块A碰到木块B左侧所固定的弹簧时（不计弹簧质量），则( )
A.当弹簧压缩最大时，木块A减少的动能最多，木块A的速度要减少
B.当弹簧压缩最大时，整个系统减少的动能最多，木块A的速度减少
C.当弹簧由压缩恢复至原长时，木块A减少的动能最多，木块A的速度要减少v
D.当弹簧由压缩恢复至原长时，整个系统不减少动能，木块A的速度也不减
12、宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的四颗星组成的四星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，设每个星体的质量均为m，四颗星稳定地分布在边长为a的正方形的四个顶点上，已知这四颗星均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动，引力常量为G。则下列说法正确的是( )
A.星体做匀速圆周运动的轨道半径为
B.若实验观测得到星体的半径为R，则星体表面的重力加速度为
C.星体做匀速圆周运动的周期为
D.每个星体做匀速圆周运动的向心力大小为
三、实验题
13、某实验小组组装了如图甲所示的实验装置来完成验证动量守恒定律的实验。在小车P的前端粘有橡皮泥，推动小车P使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车Q相碰并粘在一起，继续做匀速运动，已知打点计时器所接电源的频率为50Hz。
（1）下列说法正确的是__________。
A.实验时小车的速度越大越好
B.安装好实验装置之后必须抬起长木板平衡摩擦力
C.先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源
（2）若打出的一条纸带如图乙所示，并测得各计数点间距、、、，A点为小车P的起点，应选__________段来计算P和Q碰后的共同速度。（选填“”、“”、“”或“”）
（3）已测得小车P的质量为，小车Q的质量为，由以上测量结果可得系统碰前总动量为__________，碰后总动量为__________。（计算结果均保留三位有效数字）该实验结论：____________________。
14、某同学利用图甲装置探究“系统的机械能守恒”，该系统由钩码与弹簧组成，实验步骤如下：
（1）首先测量出遮光条的宽度d。
（2）按图竖直悬挂好轻质弹簧，将轻质遮光条水平固定在弹簧下端，测出此时弹簧的长度；在铁架台上固定一个位置指针，标示出弹簧不挂钩码时遮光条下边缘的位置。
（3）用轻质细线在弹簧下方挂上钩码，测量出平衡时弹簧的长度x，并按图所示将光电门的中心线调至与遮光条下边缘同一高度。
（4）用手缓慢的将钩码向上托起，直至遮光片恰好回到弹簧原长标记指针的等高处（保持细线竖直），将钩码由静止释放，记下遮光条经过光电门的时间；
（5）多次改变钩码个数，重复步骤（3）（4），得到多组数据，作出图象如图乙所示。通过查找资料，得知弹簧的弹性势能表达式为：，其中k为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量，已知当地重力加速度为g。则图线斜率等于________（用d和g表示）时可得系统的机械能是守恒的。
（6）实验中钩码的速度实际上______（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
四、计算题
15、如图所示，固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量分别为和，A、B相距为2d，MN是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球p，质量为m、电荷量为（可视为点电荷，不影响电场的分布），现将小球p从与点电荷A等高的C处由静止开始释放，小球p向下运动到距C点距离为d的O点时，速度为v，已知MN与AB之间的距离为，静电力常量为k，重力加速度为g。求：
（1）C、O间的电势差；
（2）小球p经过O点时的加速度。
16、一列简谐横波在时刻的波形图如图所示，此时振动形式刚传到P点，已知该波沿x轴负方向传播，在时，质点P刚好第二次出现波峰，求：
（1）此波的周期T及波速v；
（2）前8s内，质点Q的路程；
（3）Q质点第二次出现波谷的时刻。
17、如图所示，倾角为θ的足够长光滑、固定斜面的底端有一垂直斜面的挡板，A、B两物体质量均为m，通过劲度系数为k的轻质弹簧相连放在斜面上，开始时两者都处于静止状态.现对A施加一沿斜面向上的恒力(g为重力加速度)，经过作用时间t，B刚好离开挡板，若不计空气阻力，求：
（1）刚施加力F的瞬间，A的加速度大小；
（2）B刚离开挡板时，A的速度大小；
（3）在时间t内，弹簧的弹力对A的冲量.
18、游乐场中某表演项目可简化为如图的过程，在空中搭有水平光滑的足够长平行导轨，导轨左侧有固定平台，质量的小车紧靠平台右侧，长的轻质刚性绳一端固定在小车底部的O点，质量的表演者（视为质点）抓住绳另一端，使绳伸直后表演者从平台上与O点等高的A点由静止出发，当表演者向右摆到最高点时松手，他恰好切入倾角为的光滑斜面，斜面底端固定劲度系数轻弹簧组成的弹射装置（不计质量），自然状态时其上端D与斜面顶端C相距，已知宽的弹性势能与弹簧的形变量x满足，重力加速度，不计空气阻力。
（1）为保证表演者的安全，求刚性绳至少要能承受多大拉力；
（2）若表演者向右摆动到最高点时，绳与竖直方向的夹角为α，求的值及表演者的速度大小；
（3）假设弹簧始终在弹性限度范围内，求该过程中弹射装置的最大弹性势能。
参考答案
1、答案：A
解析：可控热核反应装置中发生的核反应方程式是，核反应过程中存在质量亏损，因此，核反应过程中的质量亏损，释放的核能为，A正确；因轻核聚变反应释放巨大核能，说明反应后的原子核比反应前的原子核稳定，则生成物的比结合能更大，B错误；这种热核实验反应是核聚变反应，而不是自发发生的α衰变，C错误；这种装置的核反应原理是核聚变，我国大亚湾核电站所使用核装置的原理是核裂变，它们的核反应原理不相同，D错误。
2、答案：C
解析：A、小球在运动过程中受到重力和拉力，由于细线的拉力始终与小球的速度垂直，对小球不做功，所以小球运动过程中机械能守恒，则小球到达右侧的最大高度等于左侧的最大高度；小球摆角始终小于5°，根据单摆做简谐运动的特点可知，小球的回复力为，θ是摆线的偏角，小球在C点时摆线偏角最大，回复力最大，故A正确；
B、小球在B点，由合力提供向心力，由知，小球经过B点时速度不变，圆周运动的半径突然变小，则合力突然变大，故B正确；
C、小球在B点，由合力提供向心力，合力不为零，故C错误；
D、单摆做简谐运动的周期为：，将钉子的位置上移，摆长变大，则小球运动的周期增大，所以从A点摆至C点的时间变长，故D正确；
本题选不正确的，故选：C。
3、答案：C
解析：由图可知波的波长，故B错误.如果波沿x轴正方向传播，则由实线得到虚线需将波形向右平移，传播的时间为，解得，其中,1,2,…则波速，显然波速的最小值为160m/s.故波只能沿x轴负方向传播.故A错误.由于波沿x轴负方向传播，则由实线得到虚线需将波形向右平移，传播的时间为，解得，其中,1,3,….故时，即有解.故C正确.由于波沿x轴负方向传播，则在0.05s时，处的质点正在沿y轴正方向运动.故D错误.
故选C.
4、答案：B
解析：物块A下落，由动能定理有，得物块A与钢板碰撞前瞬间的速度，碰撞时间极短，钢板与物块组成的系统动量守恒，设两者碰后瞬间的共同速度为，则，解得，当粘连后的瞬间，的总重力（）大于此时弹簧的弹力（），粘连后先要向下加速再减速，所以粘连后的最大速度大于，A错误，B正确；在压缩弹簧过程中，组成的系统机械能减小，减小的机械能等于弹簧增加的弹性势能，C错误；由于碰后粘连，属于完全非弹性碰撞，会有机械能损失，所以从A开始运动到压缩弹簧至最短的整个过程中，和弹簧组成的系统机械能不守恒，D错误。故选B。
5、答案：D
解析：对B球进行受力分析，B球受重力mg，绳子拉力T，库仑力，将三个力构成一个力学三角形，与几何三角形相似，所以，而，所以，要让AB之间的距离变为原来的一半，也就是中，变为原来的。
A选项：AB质量变为原来的两倍，所以变为原来的一半，故A错误；
B选项：B的质量变为原来的4倍，所以变为原来的，故B错误；
C选项：AB电荷变为原来的一半，所以变为原来的，故C错误；
D选项：AB电量减为一半，B质量变为两倍，所以变为原来的，故D正确；
故选D。
6、答案：D
解析：A.大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出的光子中，其中频率最高的光子，对应的能量为
由光电效应方程可得
由丙图可知截止电压为7V，代入数据解得阴极K金属材料的逸出功为
A错误；
B.这些氢原子跃迁时发出频率不同的光子种类数为
B错误；
C.若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则电子受到的电场力应向左，场强应向右，则可判断图乙中电源左侧为正极，C错误；
D.由于阴极K金属材料的逸出功为
氢原子跃迁放出的光子中，4、3、2能级跃迁至1能级的光子能量大于该逸出功，可以使阴极K发生光电效应现象，故共有3种，D正确。
故选D。
7、答案：C
解析：仅在电场力作用下从A点进入，离开C点的动能最大，则C点是沿电场强度方向电势最低的点，所以电场力沿过OC的方向，由于带电微粒是带正电，故匀强电场的方向沿OC方向，故C正确，ABD错误。故选C。
8、答案：BD
解析：A.中子数=质量数-核电荷数
氡核中子数为个
钋核中子数为个
生成的钋核与原来的氡核相比，中子数少了2个，故A错误；
B.衰变过程中产生的γ光子是从不稳定的新核中放出的，故B正确；
C.半衰期是对大量原子核衰变时的一种统计规律，对单个或少数原子核的衰变没有意义，故C错误；
D.比结合能越大，原子核越稳定，原子核的衰变是因为原子核不稳定，所以衰变后的新原子核比衰变前的原子核要稳定，则钋核比氡核稳定，所以钋核的比结合能大于氡核的比结合能，故D正确。
故选：BD。
9、答案：BD
解析：
10、答案：CD
解析：A.图象切线的斜率表示电场强度的大小，故和处的电场强度均不为零，A错误；
B.沿电场线方向电势降低，由图可知，和之间电势先增大后减小，所以场强的方向先沿x轴负方向，再沿x轴正方向，故B错误；
C.粒子由静止释放电场力先做正功后做负功，所以电势能先减小后增大，故C正确；
D.粒子运动的加速度为，从到的过程中，切线的斜率先减小后增大，所以电场强度的大小先减小后增大，加速度先减小后增大，故D正确。
故选：CD。
11、答案：BC
解析：A、当弹簧恢复到原长时，木块A损失的动能最大.故A错误；
B、弹簧压缩最大时，弹簧弹性势能最大，弹簧弹性势能由系统动能转化而来.所以此时系统动能损失最大，此时木块A和木块B达到共同速度，根据动量守恒定律得：，解得，所以木块A的速度减少，故B正确；
C、在弹簧被压缩到最短到弹簧恢复原长的过程中，弹簧弹力始终对木块A做负功，故弹簧恢复到原长时，A的速度为零，木块A动能损失最大，所以木块A的速度要减少v，故C正确，D错误.
故选BC。
12、答案：ABC
解析：A.根据题意可知四星系统模型如下所示，四边形顶点到对角线交点O的距离即为星体做圆周运动的半径r，根据图中几何关系可得
故A正确；
B.物体在星体表面所受的重力等于星体对其施加的万有引力，设物体质量为，根据万有引力定律有
解得，故B正确；
CD.根据题意可知，任意一个星体都受到其他三个星体的引力作用，根据对称性可知每个星体所受引力合力大小相等，且指向对角线的交点O。对上图模型中右上角星体分析受力，可知其所受万有引力合力大小为
星体做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有
联立两式可得
故C正确，D错误。
故选：ABC。
13、答案：（1）B（2）DE（3）1.08；1.06；在误差允许的范围内，系统的动量守恒
解析：（1）A.实验时，若小车运动的速度过大，打点计时器在纸带上打出的点太少，不利于测量，故A错误；
B.为保证碰撞前后小车做匀速直线运动且碰撞过程中动量守恒，实验中需要平衡摩擦力，故B正确；
C.打点计时器使用过程中应先接通打点计时器的电源，后释放小车，故C错误。
故选B。
（2）从纸带上的点迹和数据看到，AB段小车P处于加速阶段，BC段小车P处于匀速运动状态，CD段表示小车P与小车Q处于碰撞缓冲阶段，DE段表示小车P、Q碰后一起做匀速直线运动，故选BC段来计算P的碰前速度，选DE段来计算P和Q碰后的共同速度。
（3）根据纸带可计算小车P碰前的速度
碰前的总动量
两车碰撞后的速度
碰撞后的总动量
据此得出结论：在误差允许的范围内，系统动量守恒。
14、答案：（5）（6）大于
解析：（5）挂上钩码时，弹簧伸长了，由胡克定律
将钩码静止释放，到遮光条经过光电门，由机械能守恒定律
又
联立可得
则图线的斜率等于；
（6）实验中钩码的速度等于遮光条中间位置经光电门时的速度，而
求得的是遮光条经过光电门时的平均速度，即遮光条经过光电门的中间时刻的瞬时速度，物体做匀变速直线运动时，中间位置的瞬时速度大于中间时刻的瞬时速度，所以实验中钩码的速度实际上大于。
15、
（1）答案：
解析：小球由C运动到O时，由动能定理得
解得
（2）答案：
解析：小球p经过点O时受力如图所示
由边角关系知，，由库仑定律得
它们的合力为
由牛顿第二定律得
解得
16、答案：（1），（2）72cm（3）
解析：（1）该波沿x轴负方向传播，根据波形图可知质点P在0时刻向下振动，由题意得
解得
由波形图可知该波的波长为4m，所以波速为
解得
（2）波传播到Q点的时间为
质点Q振动的时间为
质点Q共振动n个周期，有
由图知振幅为6cm，路程为
（3）由波形图与传播方向可知，质点的起振方向为向下，所以质点Q第二次出现波谷时，是其开始振动后的时，所以有
17、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）刚施加力F的瞬间，弹簧的形变不发生变化，有：
根据牛顿第二定律，对A：
解得
（2）由题意可知，开始时弹簧处于压缩状态，其压缩量为
当B刚要离开挡板时，弹簧处于伸长状态，其伸长量
此时其弹性势能与弹簧被压缩时的弹性势能相等；
从弹簧压缩到伸长的过程，对A由动能定理：
解得
（3）设沿斜面向上为正方向，对A由动量定理：，
解得
18、答案：（1）1800N（2）（3）960J
解析：（1）由题意分析可知，当表演者在最低点B时，绳子拉力最大，从A到B，由机械能守恒得
设绳子能承受最小拉力为F，则在B点，设由牛顿第二定律得
解得
（2）如下图所示
表演者达到最高点后，小车和表演者速度v相等且沿水平方向，若此时小球经过B点后上升的高度为，水平方向，对小车和表演者，由动量守恒定律
解得
由机械能守恒定律
由几何关系知
联立解得
（3）在C点时，速度与水平方向的夹角为θ，则
解得
当表演者的速度为零时，设弹簧被压缩，弹簧有最大弹性势能，有机械能守恒定律有
又
联立解得
一、单选题
1、由中科院等离子体物理研究所设计制造的EAST全超导非圆截面托卡马克实验装置试用已经成功，标志着我国站在了世界核聚变研究的前端。设可控热核反应前氘核（）的质量为，氚核（）的质量为，反应后氦核（）的质量为，中子（）的质量为，已知真空中的光速为c。下列说法中正确的是( )
A.核反应放出的能量为
B.上述核反应过程中原子核的比结合能减小
C.这种热核反应释放出氦核，是α衰变
D.这种装置的核反应原理与我国大亚湾核电站所使用核装置的原理相同
2、如图所示，长为L的轻绳一端系于O点，另一端系一小球，在O点正下方P点有一钉子。现将小球拉至A点由静止释放，小球摆至最低点B后继续向右摆至最高点C。整个过程中，小球摆角始终小于5°。下列说法不正确的是( )
A.小球在C点时回复力最大
B.小球从A摆至B点时合力突然变大
C.小球在B点时合力为零
D.若将钉子的位置上移，则小球从A点摆至C点的时间变长
3、下图中实线是沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图，虚线是这列波在时刻的波形图。已知该波的波速是80cm/s，则下列说法中正确的是( )
A.这列波有可能沿x轴正向传播
B.这列波的波长是10cm
C.这列波的周期是0.15s
D.时刻处的质点正在向下运动
4、如图所示，质量为m的钢板B与直立的轻弹簧连接，弹簧的下端固定在水平地面上，平衡时弹簧的压缩量为。另一个表面涂有油泥、质量也为m的物块A，从距钢板高度处自由落下，与钢板碰后粘连在一起向下压缩弹簧，重力加速度大小为g，则( )
A.粘连后的最大速度是
B.粘连后的最大速度大于
C.在压缩弹簧过程中，组成的系统机械能守恒
D.从A开始运动到压缩弹簧至最短的整个过程中，和弹簧组成的系统机械能守恒
5、如图所示，已知带电小球A、B的电荷量分别为，，都用长L的绝缘丝线悬挂在绝缘墙角O点处，静止时A、B相距为d，为使平衡时AB间距离减为，可采用以下哪些方法( )
A.将小球A、B的质量都增加到原来的2倍
B.将小球B的质量增加到原来的4倍
C.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半
D.将两小球的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍
6、如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图象如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.光电管阴极K金属材料的逸出功为7.0eV
B.这些氢原子跃迁时共发出5种频率的光
C.若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源右侧为正极
D.氢原子跃迁放出的光子中有3种频率的光子可以使阴极K发生光电效应现象
7、如图所示，圆O在匀强电场中，场强方向与圆O所在平面平行，带正电的微粒以相同的初动能沿着各个方向从A点进入圆形区域中，只在电场力作用下运动，从圆周上不同点离开圆形区域，其中从C点离开圆形区域的带电微粒的动能最大，图中O是圆心，AB是圆的直径，AC是与AB成α角的弦，则匀强电场的方向为( )
A.沿AB方向B.沿AC方向C.沿OC方向D.沿BC方向
二、多选题
8、某些建筑材料可产生放射性气体-氡，氡可以发生α或β衰变，如果人长期生活在氡浓度过高的环境中，那么，氡经过人的呼吸道沉积在肺部，并放出大量的射线，从而危害人体健康。原来静止的氡核（）发生一次α衰变生成新核钋（），并放出一个能量为的γ光子。则下列说法正确的是( )
A.生成的钋核与原来的氡核相比，中子数少了4
B.氡核α衰变中产生的γ光子是从钋核中放出的
C.氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经过7.6天后就只剩下一个氡原子核
D.钋核的比结合能大于氡核的比结合能
9、如图所示是一对不等量异种点电荷的电场线分布图，图中两点电荷连线长度为2r，左侧点电荷带电荷量为，右侧点电荷带电荷量为，P、Q两点关于两电荷连线对称。由图可知( )
A.P、Q两点的电场强度相同
B.M点的电场强度大于N点的电场强度
C.把同一试探电荷放在N点，其所受电场力大于放在M点所受的电场力
D.两点电荷连线的中点处的电场强度为
10、如图所示为某电场中x轴上电势随x变的图象，一个带电粒子仅受电场力作用在处由静止释放后沿x轴正向运动，且以一定的速度通过处，则下列说法正确的是( )
A.和处的电场强度均为零
B.和之间场强方向不变
C.粒子从到过程中，电势能先减小后增大
D.粒子从到过程中，加速度先减小后增大
11、如图所示，在光滑的水平面上有质量相等的木块A、B，木块A以速度v前进，木块B静止。当木块A碰到木块B左侧所固定的弹簧时（不计弹簧质量），则( )
A.当弹簧压缩最大时，木块A减少的动能最多，木块A的速度要减少
B.当弹簧压缩最大时，整个系统减少的动能最多，木块A的速度减少
C.当弹簧由压缩恢复至原长时，木块A减少的动能最多，木块A的速度要减少v
D.当弹簧由压缩恢复至原长时，整个系统不减少动能，木块A的速度也不减
12、宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的四颗星组成的四星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，设每个星体的质量均为m，四颗星稳定地分布在边长为a的正方形的四个顶点上，已知这四颗星均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动，引力常量为G。则下列说法正确的是( )
A.星体做匀速圆周运动的轨道半径为
B.若实验观测得到星体的半径为R，则星体表面的重力加速度为
C.星体做匀速圆周运动的周期为
D.每个星体做匀速圆周运动的向心力大小为
三、实验题
13、某实验小组组装了如图甲所示的实验装置来完成验证动量守恒定律的实验。在小车P的前端粘有橡皮泥，推动小车P使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车Q相碰并粘在一起，继续做匀速运动，已知打点计时器所接电源的频率为50Hz。
（1）下列说法正确的是__________。
A.实验时小车的速度越大越好
B.安装好实验装置之后必须抬起长木板平衡摩擦力
C.先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源
（2）若打出的一条纸带如图乙所示，并测得各计数点间距、、、，A点为小车P的起点，应选__________段来计算P和Q碰后的共同速度。（选填“”、“”、“”或“”）
（3）已测得小车P的质量为，小车Q的质量为，由以上测量结果可得系统碰前总动量为__________，碰后总动量为__________。（计算结果均保留三位有效数字）该实验结论：____________________。
14、某同学利用图甲装置探究“系统的机械能守恒”，该系统由钩码与弹簧组成，实验步骤如下：
（1）首先测量出遮光条的宽度d。
（2）按图竖直悬挂好轻质弹簧，将轻质遮光条水平固定在弹簧下端，测出此时弹簧的长度；在铁架台上固定一个位置指针，标示出弹簧不挂钩码时遮光条下边缘的位置。
（3）用轻质细线在弹簧下方挂上钩码，测量出平衡时弹簧的长度x，并按图所示将光电门的中心线调至与遮光条下边缘同一高度。
（4）用手缓慢的将钩码向上托起，直至遮光片恰好回到弹簧原长标记指针的等高处（保持细线竖直），将钩码由静止释放，记下遮光条经过光电门的时间；
（5）多次改变钩码个数，重复步骤（3）（4），得到多组数据，作出图象如图乙所示。通过查找资料，得知弹簧的弹性势能表达式为：，其中k为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量，已知当地重力加速度为g。则图线斜率等于________（用d和g表示）时可得系统的机械能是守恒的。
（6）实验中钩码的速度实际上______（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
四、计算题
15、如图所示，固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量分别为和，A、B相距为2d，MN是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球p，质量为m、电荷量为（可视为点电荷，不影响电场的分布），现将小球p从与点电荷A等高的C处由静止开始释放，小球p向下运动到距C点距离为d的O点时，速度为v，已知MN与AB之间的距离为，静电力常量为k，重力加速度为g。求：
（1）C、O间的电势差；
（2）小球p经过O点时的加速度。
16、一列简谐横波在时刻的波形图如图所示，此时振动形式刚传到P点，已知该波沿x轴负方向传播，在时，质点P刚好第二次出现波峰，求：
（1）此波的周期T及波速v；
（2）前8s内，质点Q的路程；
（3）Q质点第二次出现波谷的时刻。
17、如图所示，倾角为θ的足够长光滑、固定斜面的底端有一垂直斜面的挡板，A、B两物体质量均为m，通过劲度系数为k的轻质弹簧相连放在斜面上，开始时两者都处于静止状态.现对A施加一沿斜面向上的恒力(g为重力加速度)，经过作用时间t，B刚好离开挡板，若不计空气阻力，求：
（1）刚施加力F的瞬间，A的加速度大小；
（2）B刚离开挡板时，A的速度大小；
（3）在时间t内，弹簧的弹力对A的冲量.
18、游乐场中某表演项目可简化为如图的过程，在空中搭有水平光滑的足够长平行导轨，导轨左侧有固定平台，质量的小车紧靠平台右侧，长的轻质刚性绳一端固定在小车底部的O点，质量的表演者（视为质点）抓住绳另一端，使绳伸直后表演者从平台上与O点等高的A点由静止出发，当表演者向右摆到最高点时松手，他恰好切入倾角为的光滑斜面，斜面底端固定劲度系数轻弹簧组成的弹射装置（不计质量），自然状态时其上端D与斜面顶端C相距，已知宽的弹性势能与弹簧的形变量x满足，重力加速度，不计空气阻力。
（1）为保证表演者的安全，求刚性绳至少要能承受多大拉力；
（2）若表演者向右摆动到最高点时，绳与竖直方向的夹角为α，求的值及表演者的速度大小；
（3）假设弹簧始终在弹性限度范围内，求该过程中弹射装置的最大弹性势能。
参考答案
1、答案：A
解析：可控热核反应装置中发生的核反应方程式是，核反应过程中存在质量亏损，因此，核反应过程中的质量亏损，释放的核能为，A正确；因轻核聚变反应释放巨大核能，说明反应后的原子核比反应前的原子核稳定，则生成物的比结合能更大，B错误；这种热核实验反应是核聚变反应，而不是自发发生的α衰变，C错误；这种装置的核反应原理是核聚变，我国大亚湾核电站所使用核装置的原理是核裂变，它们的核反应原理不相同，D错误。
2、答案：C
解析：A、小球在运动过程中受到重力和拉力，由于细线的拉力始终与小球的速度垂直，对小球不做功，所以小球运动过程中机械能守恒，则小球到达右侧的最大高度等于左侧的最大高度；小球摆角始终小于5°，根据单摆做简谐运动的特点可知，小球的回复力为，θ是摆线的偏角，小球在C点时摆线偏角最大，回复力最大，故A正确；
B、小球在B点，由合力提供向心力，由知，小球经过B点时速度不变，圆周运动的半径突然变小，则合力突然变大，故B正确；
C、小球在B点，由合力提供向心力，合力不为零，故C错误；
D、单摆做简谐运动的周期为：，将钉子的位置上移，摆长变大，则小球运动的周期增大，所以从A点摆至C点的时间变长，故D正确；
本题选不正确的，故选：C。
3、答案：C
解析：由图可知波的波长，故B错误.如果波沿x轴正方向传播，则由实线得到虚线需将波形向右平移，传播的时间为，解得，其中,1,2,…则波速，显然波速的最小值为160m/s.故波只能沿x轴负方向传播.故A错误.由于波沿x轴负方向传播，则由实线得到虚线需将波形向右平移，传播的时间为，解得，其中,1,3,….故时，即有解.故C正确.由于波沿x轴负方向传播，则在0.05s时，处的质点正在沿y轴正方向运动.故D错误.
故选C.
4、答案：B
解析：物块A下落，由动能定理有，得物块A与钢板碰撞前瞬间的速度，碰撞时间极短，钢板与物块组成的系统动量守恒，设两者碰后瞬间的共同速度为，则，解得，当粘连后的瞬间，的总重力（）大于此时弹簧的弹力（），粘连后先要向下加速再减速，所以粘连后的最大速度大于，A错误，B正确；在压缩弹簧过程中，组成的系统机械能减小，减小的机械能等于弹簧增加的弹性势能，C错误；由于碰后粘连，属于完全非弹性碰撞，会有机械能损失，所以从A开始运动到压缩弹簧至最短的整个过程中，和弹簧组成的系统机械能不守恒，D错误。故选B。
5、答案：D
解析：对B球进行受力分析，B球受重力mg，绳子拉力T，库仑力，将三个力构成一个力学三角形，与几何三角形相似，所以，而，所以，要让AB之间的距离变为原来的一半，也就是中，变为原来的。
A选项：AB质量变为原来的两倍，所以变为原来的一半，故A错误；
B选项：B的质量变为原来的4倍，所以变为原来的，故B错误；
C选项：AB电荷变为原来的一半，所以变为原来的，故C错误；
D选项：AB电量减为一半，B质量变为两倍，所以变为原来的，故D正确；
故选D。
6、答案：D
解析：A.大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出的光子中，其中频率最高的光子，对应的能量为
由光电效应方程可得
由丙图可知截止电压为7V，代入数据解得阴极K金属材料的逸出功为
A错误；
B.这些氢原子跃迁时发出频率不同的光子种类数为
B错误；
C.若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则电子受到的电场力应向左，场强应向右，则可判断图乙中电源左侧为正极，C错误；
D.由于阴极K金属材料的逸出功为
氢原子跃迁放出的光子中，4、3、2能级跃迁至1能级的光子能量大于该逸出功，可以使阴极K发生光电效应现象，故共有3种，D正确。
故选D。
7、答案：C
解析：仅在电场力作用下从A点进入，离开C点的动能最大，则C点是沿电场强度方向电势最低的点，所以电场力沿过OC的方向，由于带电微粒是带正电，故匀强电场的方向沿OC方向，故C正确，ABD错误。故选C。
8、答案：BD
解析：A.中子数=质量数-核电荷数
氡核中子数为个
钋核中子数为个
生成的钋核与原来的氡核相比，中子数少了2个，故A错误；
B.衰变过程中产生的γ光子是从不稳定的新核中放出的，故B正确；
C.半衰期是对大量原子核衰变时的一种统计规律，对单个或少数原子核的衰变没有意义，故C错误；
D.比结合能越大，原子核越稳定，原子核的衰变是因为原子核不稳定，所以衰变后的新原子核比衰变前的原子核要稳定，则钋核比氡核稳定，所以钋核的比结合能大于氡核的比结合能，故D正确。
故选：BD。
9、答案：BD
解析：
10、答案：CD
解析：A.图象切线的斜率表示电场强度的大小，故和处的电场强度均不为零，A错误；
B.沿电场线方向电势降低，由图可知，和之间电势先增大后减小，所以场强的方向先沿x轴负方向，再沿x轴正方向，故B错误；
C.粒子由静止释放电场力先做正功后做负功，所以电势能先减小后增大，故C正确；
D.粒子运动的加速度为，从到的过程中，切线的斜率先减小后增大，所以电场强度的大小先减小后增大，加速度先减小后增大，故D正确。
故选：CD。
11、答案：BC
解析：A、当弹簧恢复到原长时，木块A损失的动能最大.故A错误；
B、弹簧压缩最大时，弹簧弹性势能最大，弹簧弹性势能由系统动能转化而来.所以此时系统动能损失最大，此时木块A和木块B达到共同速度，根据动量守恒定律得：，解得，所以木块A的速度减少，故B正确；
C、在弹簧被压缩到最短到弹簧恢复原长的过程中，弹簧弹力始终对木块A做负功，故弹簧恢复到原长时，A的速度为零，木块A动能损失最大，所以木块A的速度要减少v，故C正确，D错误.
故选BC。
12、答案：ABC
解析：A.根据题意可知四星系统模型如下所示，四边形顶点到对角线交点O的距离即为星体做圆周运动的半径r，根据图中几何关系可得
故A正确；
B.物体在星体表面所受的重力等于星体对其施加的万有引力，设物体质量为，根据万有引力定律有
解得，故B正确；
CD.根据题意可知，任意一个星体都受到其他三个星体的引力作用，根据对称性可知每个星体所受引力合力大小相等，且指向对角线的交点O。对上图模型中右上角星体分析受力，可知其所受万有引力合力大小为
星体做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有
联立两式可得
故C正确，D错误。
故选：ABC。
13、答案：（1）B（2）DE（3）1.08；1.06；在误差允许的范围内，系统的动量守恒
解析：（1）A.实验时，若小车运动的速度过大，打点计时器在纸带上打出的点太少，不利于测量，故A错误；
B.为保证碰撞前后小车做匀速直线运动且碰撞过程中动量守恒，实验中需要平衡摩擦力，故B正确；
C.打点计时器使用过程中应先接通打点计时器的电源，后释放小车，故C错误。
故选B。
（2）从纸带上的点迹和数据看到，AB段小车P处于加速阶段，BC段小车P处于匀速运动状态，CD段表示小车P与小车Q处于碰撞缓冲阶段，DE段表示小车P、Q碰后一起做匀速直线运动，故选BC段来计算P的碰前速度，选DE段来计算P和Q碰后的共同速度。
（3）根据纸带可计算小车P碰前的速度
碰前的总动量
两车碰撞后的速度
碰撞后的总动量
据此得出结论：在误差允许的范围内，系统动量守恒。
14、答案：（5）（6）大于
解析：（5）挂上钩码时，弹簧伸长了，由胡克定律
将钩码静止释放，到遮光条经过光电门，由机械能守恒定律
又
联立可得
则图线的斜率等于；
（6）实验中钩码的速度等于遮光条中间位置经光电门时的速度，而
求得的是遮光条经过光电门时的平均速度，即遮光条经过光电门的中间时刻的瞬时速度，物体做匀变速直线运动时，中间位置的瞬时速度大于中间时刻的瞬时速度，所以实验中钩码的速度实际上大于。
15、
（1）答案：
解析：小球由C运动到O时，由动能定理得
解得
（2）答案：
解析：小球p经过点O时受力如图所示
由边角关系知，，由库仑定律得
它们的合力为
由牛顿第二定律得
解得
16、答案：（1），（2）72cm（3）
解析：（1）该波沿x轴负方向传播，根据波形图可知质点P在0时刻向下振动，由题意得
解得
由波形图可知该波的波长为4m，所以波速为
解得
（2）波传播到Q点的时间为
质点Q振动的时间为
质点Q共振动n个周期，有
由图知振幅为6cm，路程为
（3）由波形图与传播方向可知，质点的起振方向为向下，所以质点Q第二次出现波谷时，是其开始振动后的时，所以有
17、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）刚施加力F的瞬间，弹簧的形变不发生变化，有：
根据牛顿第二定律，对A：
解得
（2）由题意可知，开始时弹簧处于压缩状态，其压缩量为
当B刚要离开挡板时，弹簧处于伸长状态，其伸长量
此时其弹性势能与弹簧被压缩时的弹性势能相等；
从弹簧压缩到伸长的过程，对A由动能定理：
解得
（3）设沿斜面向上为正方向，对A由动量定理：，
解得
18、答案：（1）1800N（2）（3）960J
解析：（1）由题意分析可知，当表演者在最低点B时，绳子拉力最大，从A到B，由机械能守恒得
设绳子能承受最小拉力为F，则在B点，设由牛顿第二定律得
解得
（2）如下图所示
表演者达到最高点后，小车和表演者速度v相等且沿水平方向，若此时小球经过B点后上升的高度为，水平方向，对小车和表演者，由动量守恒定律
解得
由机械能守恒定律
由几何关系知
联立解得
（3）在C点时，速度与水平方向的夹角为θ，则
解得
当表演者的速度为零时，设弹簧被压缩，弹簧有最大弹性势能，有机械能守恒定律有
又
联立解得
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