四川省南充市西充中学2024-2025学年高三上学期适应性考试物理试卷(Word版附解析)
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1. 某瑜伽运动员以如图所示的姿势保持身体平衡在水平地面上,则下列说法正确的是( )
A. 运动员一定受到摩擦力
B. 运动员受到的支持力和重力是一对平衡力
C. 运动员所受支持力就是重力
D. 运动员受到的支持力是由于手掌形变产生的
【答案】B
【解析】
【详解】A.运动员以题图所示的姿势在水平地面上,处于平衡状态,在水平方向没有相对运动,也没有相对运动的趋势,因此不受摩擦力的作用,故A错误;
B.运动员受到的支持力和重力大小相等,方向相反,是一对平衡力,故B正确;
C.运动员所受的支持力是水平地面的形变产生的作用,重力是地球的吸引力产生,因此所受支持力不是重力,故C错误;
D.运动员受到的支持力是由于水平地面的形变产生的,故D错误。
故选B。
2. 下列说法正确的是( )
A. 碘131的半衰期是8天,20g碘131经过24天后还有2.5g未衰变
B. β衰变中产生的β射线是原子的核外电子形成
C 结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定
D. 卢瑟福发现质子的核反应方程式是
【答案】A
【解析】
【详解】A.碘131的半衰期是8天,根据
可得20g碘131经过24天后还有2.5g未衰变,故A正确;
B.β衰变中产生的β射线是原子核内的一个中子转化为一个质子,同时释放一个电子形成的,故B错误;
C.比结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定,故C错误;
D.卢瑟福发现质子的核反应方程式是,故D错误。
故选A。
3. 静电纺纱是利用高压静电场使单纤维两端带异种电荷,在电场力作用下使纤维伸直、平行排列和凝聚的纺纱工艺。如图所示为其电场分布简图,下列说法正确的是( )
A. A、B两点的电场强度相同
B. C、D两点的电势相同
C. 在D点静止释放一质子,它将在电场力作用下沿着虚线DC运动
D. 将一正电荷从A点移到在C点,电场力做正功
【答案】D
【解析】
【详解】A.电场线的疏密反映场强的大小,A、B两点电场线疏密程度不同,则两点的电场强度不相同,选项A错误;
B.电场线从右向左,沿电场线电势逐渐降低,可知D点的电势高于C点,选项B错误;
C.因CD之间的电场线是曲线,则在D点静止释放一质子,在电场力作用下不会沿着虚线DC运动,选项C错误;
D.因A点电势高于C点,则将一正电荷从A点移到在C点,电势能减小,电场力做正功,选项D正确。
故选D。
4. 如图所示,一光滑的轻小定滑轮用轻杆固定于点,跨过定滑轮的细绳一端系着物块a,另一端系在物块b上,物块b静置于粗糙水平桌面上。现将物块a拉至与定滑轮相同的高度,此时细绳刚好伸直且无拉力,然后将物块a由静止释放,在物块a摆到最低点的过程中,物块b始终保持静止状态,则该过程中( )
A. 细绳对物块a的拉力逐渐减小
B. 轻杆对定滑轮的作用力逐渐减小
C. 桌面对物块b的支持力逐渐减小
D. 桌面对物块b的摩擦力逐渐减小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.物块a摆动过程中,物块速度逐渐增大,细绳对其拉力也逐渐增大,A错误;
B.轻杆对定滑轮的作用力与细绳对定滑轮的合外力等大反向,而细绳与定滑轮相接触处两边的夹角越来越小,细绳对定滑轮的合外力逐渐增大,B错误;
CD.细绳对物块b的拉力逐渐增大,根据正交分解,可知桌面对物块b的支持力逐渐减小,桌面对物块b的摩擦力逐渐增大,C正确,D错误。
故选C。
5. 如图为小明玩橡皮筋球的瞬间,小球正在向上运动,手正在向下运动,橡皮筋处于拉伸状态。在橡皮筋逐渐恢复原长的过程中,小球一直在上升,下列说法正确的是( )
A 小球动能一直增加B. 小球机械能一直增加
C. 小球一直处于超重状态D. 橡皮筋与小球构成的系统机械能守恒
【答案】B
【解析】
【详解】AC.小球正在向上运动,此后橡皮筋在恢复原长的过程中,当橡皮筋弹力大于小球重力时,小球向上做加速运动,小球处于超重状态,小球动能增加;当橡皮筋弹力小于小球重力时,小球向上做减速运动,小球处于失重状态,小球动能减少;故AC错误;
B.橡皮筋在恢复原长的过程中,小球向上运动,橡皮筋弹力对小球一直做正功,则小球的机械能一直增加,故B正确;
D.由于手在下降,因此手对橡皮筋的弹力做负功,系统的机械能减小,故D错误。
故选B。
【点睛】本题考查做功、机械能守恒条件、超重失重的概念。
6. 水袖舞是中国京剧的特技之一,演员通过对水袖的运用来刻画人物。某次表演中演员甩出水袖的波浪可简化为如图乙所示沿x轴方向传播的简谐横波,其中实线为时刻的波形图,虚线为时刻的波形图,波的周期大于0.5s,关于该列简谐波,下列说法正确的是( )
A. 波沿x轴负方向传播
B. 演员手的振动频率为1.2Hz
C. 波传播的速度大小为2.5m/s
D. 若演员手的振动加快,则形成的简谐波波长变长
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于波的周期大于0.5s,因此0.2s小于半个周期,因此从实线到虚线只能是四分之一周期,即波沿x轴正方向传播,故A错误;
B.波动周期为0.8s,波动频率
故B错误;
C.波速为
故C正确;
D.由
可知,频率变大,波长变短,故D错误。
故选C。
7. 如图,圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,质量为m、电荷量为的带电粒子从圆周上的M点沿直径方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为,离开磁场时速度方向偏转;若射入磁场时的速度大小为,离开磁场时速度方向偏转,不计重力,则为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】根据题意做出粒子的圆心如图所示
设圆形磁场区域的半径为R,根据几何关系有第一次的半径
第二次半径
根据洛伦兹力提供向心力有
可得
所以
故选B。
8. 一定质量的理想气体状态变化的图像如图所示,由图像可知( )
A. 气体在、、三个状态的密度
B. 在的过程中,气体的内能增加
C. 在的过程中,气体分子的平均动能增大
D. 在的过程中,气体对外界放热
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据
可知气体在、、三个状态的体积关系
则密度
选项A错误;
B.在过程中,气体的温度升高,则内能增加,选项B正确;
C.在的过程中,气体分子的温度降低,则分子的平均动能减小,选项C错误;
D.在的过程中,气体体积减小,外界对气体做功,温度降低,内能减小,则气体对外界放热,选项D正确。
故选BD。
9. 如图所示,波长为和的两种单色光射入三棱镜,经折射后射出两束单色光a和b,则这两束光( )
A. 照射同一种金属均有光电子逸出,光电子最大初动能
B. 射向同一双缝干涉装置,其干涉条纹间距
C. 在水中的传播速度
D. 光子动量
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据光路图可知三棱镜对b光的偏折程度更大,所以b光折射率大,频率高,波长短。根据光电效应方程:
因为,所以,故A错误;
B.根据双缝干涉条纹间距公式:
因为,所以,故B正确;
C.介质中传播速度:
因为,所以,故C错误;
D.根据光子动量的公式:
因为,所以,故D正确。
故选BD.
10. 吸血鬼恒星是一种理论上的天体,它通过从伴星吸取物质来维持自身的光和热。这种恒星通常处于双星系统中,吸血鬼恒星通过这种方式获得额外的物质,从而延长自己的寿命。这种现象在天文学中被称为质量转移或吸积过程。假设两恒星中心之间的距离保持不变,忽略因热核反应和辐射等因素导致的质量亏损,经过一段时间演化后,则( )
A. 两恒星的周期不变B. 两恒星的轨道半径保持不变
C. 吸血鬼恒星的线速度增大D. 伴星的线速度增大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.假设在演化开始时,吸血鬼恒星的质量为,伴星的质量为,两者之间的中心距离为,根据双星运动的特点,对于吸血鬼恒星有
同理对于伴星
又有
联立解得
由题意知两恒星的总质量不变,也不变,则周期不变,故A正确;
BCD.由A中分析,联立可解得
,
根据题意可知,增大,减小,故减小,增大,又有
则吸血鬼恒星的线速度减小,伴星的线速度增大,故BC错误D正确;
故选AD。
二、非选择题:本大题共5小题,其中11、12题每空1分,共12分,13题12分,14题12分,15题18分,总共54分。
11. 某同学用如图(a)所示的装置验证机械能守恒定律。不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮,轻绳两端分别连接物块P与感光细钢柱K,两者质量均为m=100g。钢柱K下端与质量为M=200g的物块Q相连。铁架台下部固定一个电动机,电动机竖直转轴上装一支激光笔,电动机带动激光笔绕转轴在水平面内匀速转动,每转一周激光照射在细钢柱表面时就会使细钢柱感光并留下痕迹。初始时P、K、Q系统在外力作用下保持静止,轻绳与细钢柱均竖直(重力加速度g取9.8m/s2)。
(1)开启电动机,待电动机以角速度ω=20πrad/s匀速转动后,将P、K、Q系统由静止释放,Q落地前,激光在细钢柱K上留下感光痕迹,取下K,测出感光痕迹间距离如图(b)所示:hA=38.40cm,hB=60.00cm,hC=86.40cm。感光痕迹间的时间间隔T=_____s,激光束照射到B点时,细钢柱速度大小为vB=_______m/s。经判断系统由静止释放时激光笔光束恰好经过O点,在OB段,系统动能的增加量Ek=_____J,重力势能的减少量Ep=____J,比较两者关系可判断系统机械能是否守恒。(该小问除第一空外,其余计算结果均保留3位有效数字)
(2)选取相同的另一感光细钢柱K,若初始时激光笔对准K上某点,开启电动机的同时系统由静止释放,电动机的角速度按如图(c)所示的规律变化,图像斜率为k,记录下如图(d)所示的感光痕迹,其中两相邻感光痕迹间距均为d。当满足______________即可证明系统在运动过程中机械能守恒(用含字母d、k、g、π的表达式表示)。
【答案】(1) ①. 0.1 ②. 2.40 ③. 1.15 ④. 1.18
(2)
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3][4]感光痕迹间的时间间隔
激光束照射到B点时,细钢柱速度大小为
在OB段,系统动能的增加量
重力势能的减少量
【小问2详解】
从初始时激光笔对准K上某点开始选取连续的n段,根据时间关系有
根据运动学公式有
根据机械能守恒定律有
解得
12. 一同学探究阻值约为的待测电阻在范围内的伏安特性。可用器材有:电压表V(量程为,内阻很大),电流表A(量程为,内阻为),电源E(电动势约为,内阻不计),滑动变阻器R(最大阻值可选或),定值电阻(阻值可选或),开关S,导线若干。
(1)要求通过的电流可在范围内连续可调,在答题卡上将图(a)所示的器材符号连线,画出实验电路的原理图________;
(2)实验时,图(a)中的R应选最大阻值为______(填“”或“”)的滑动变阻器,应选阻值为______(填“”或“”)的定值电阻;
(3)测量多组数据可得的伏安特性曲线。若在某次测量中,电压表、电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示,则此时两端的电压为______V,流过的电流为_____,此组数据得到的的阻值为______(保留3位有效数字)。
【答案】 ①. ②. ③. ④. ⑤. ⑥.
【解析】
【详解】(1)[1]电流表内阻已知,电流表与并联扩大电流表量程,进而准确测量通过的电流,电压表单独测量的电压;滑动变阻器采用分压式接法,电表从开始测量,满足题中通过的电流从连续可调,电路图如下
(2)[2]电路中应选最大阻值为的滑动变阻器,方便电路的调节,测量效率高、实验误差小;
[3]通过的电流最大为,需要将电流表量程扩大为原来的倍,根据并联分流的规律示意图如下
根据并联分流,即并联电路中电流之比等于电阻的反比,可知
解得
(3)[4]电压表每小格表示,向后估读一位,即;
[5]电流表每小格表示,本位估读,即,电流表量程扩大倍,所以通过的电流为;
[6]根据欧姆定律可知
13. 如图,一不可伸长的细绳的上端固定,下端系在边长为的正方形金属框的一个顶点上。金属框的一条对角线水平,其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。已知构成金属框的导线单位长度的阻值为;在到时间内,磁感应强度大小随时间t的变化关系为
。求:
(1)时金属框所受安培力的大小;
(2)在到时间内金属框产生的焦耳热。
【答案】(1);(2)0.016J
【解析】
【详解】(1)金属框的总电阻为
金属框中产生的感应电动势为
金属框中的电流为
t=2.0s时磁感应强度为
金属框处于磁场中的有效长度为
此时金属框所受安培力大小为
(2)内金属框产生的焦耳热为
14. 如图所示,竖直光滑的半圆轨道ABC固定在粗糙水平面上,直径AC竖直。小物块P和Q之间有一个被压缩后锁定的轻质弹簧,P、Q和弹簧作为一个系统可视为质点。开始时,系统位于A处,某时刻弹簧解锁(时间极短)使P、Q分离,Q沿水平面运动至D点静止,P沿半圆轨道运动并恰能通过最高点C,
最终也落在D点。已知P的质量为m1=0.4kg,Q的质量为m2=0.8kg,半圆轨道半径R=0.4m,重力加速度g取10m/s2,求:
(I)AD之间的距离;
(2)弹簧锁定时的弹性势能;
(3)Q与水平面之间的动摩擦因数。(结果保留两位小数)
【答案】(1)0. 8m (2)6J(3)0.31
【解析】
【详解】(1)设物块P在C点时的速度v,AD距离为L,由圆周运动和平抛运动规律,得
解得
(2)设P、Q分离瞬间的速度大小分别为、,弹簧锁定时的弹性势能为,
由动量守恒定律和机械能守恒定律,得
联立解得
(3)设Q与水平面之间的动摩擦因数为,由动能定理,得
解得
15. 如图,水平桌面上固定一光滑U型金属导轨,其平行部分的间距为,导轨的最右端与桌子右边缘对齐,导轨的电阻忽略不计。导轨所在区域有方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为。一质量为、电阻为、长度也为的金属棒P静止在导轨上。导轨上质量为的绝缘棒Q位于P的左侧,以大小为的速度向P运动并与P发生弹性碰撞,碰撞时间很短。碰撞一次后,P和Q先后从导轨的最右端滑出导轨,并落在地面上同一地点。P在导轨上运动时,两端与导轨接触良好,P与Q始终平行。不计空气阻力。求
(1)金属棒P滑出导轨时的速度大小;
(2)金属棒P在导轨上运动过程中产生的热量;
(3)与P碰撞后,绝缘棒Q在导轨上运动的时间。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由于绝缘棒Q与金属棒P发生弹性碰撞,根据动量守恒和机械能守恒可得
联立解得
,
由题知,碰撞一次后,P和Q先后从导轨的最右端滑出导轨,并落在地面上同一地点,则金属棒P滑出导轨时的速度大小为
(2)根据能量守恒有
解得
(3)P、Q碰撞后,对金属棒P分析,根据动量定理得
又
,
联立可得
由于Q为绝缘棒,无电流通过,做匀速直线运动,故Q运动的时间为
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