2019届四川省泸州市泸县重点中学高三三诊模拟理综-物理试题(解析版)
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一、选择题
1.一个原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应,其裂变方程为,则下列叙述正确的是
A. X原子核中含有86个中子 B. X原子核中含有141个核子
C. 因为裂变时释放能量,根据,所以裂变后的总质量数增加 D. 因为裂变时释放能量,出现质量亏损,所以生成物的总质量数减少
【答案】A
【解析】
设X的原子核中含有x个质子,质量数为y,根据电荷数和质量数守恒有:92=x+38,235+1=y+94+2,解得x=54,y=140,所以X的中子数为:y-x=86,故A正确;根据A选项的论述可知X含义质量数为140,即核子数为140,故B错误;裂变反应过程中质量数守恒,质量数不会增加,裂变过程存在质量有亏损,质量不守恒,故CD错误。所以A正确,BCD错误。
2.入冬以来,全国多地多次发生雾霾天气,能见度不足,在这样恶劣天气中,甲.乙两汽车在一条平直的单行道上,乙在前.甲在后同向行驶。某是时刻两车司机同时听到前方有事故发生的警笛提示,同时开始刹车,两辆车刹车时的图像如图,则( )
A. 若两车发生碰撞,开始刹车时两辆车的间距一定等于
B. 若两车发生碰撞,开始刹车时两辆车间距一定小于
C. 若两车发生碰撞,则一定是在刹车后之内的某时刻发生相撞
D. 若两车发生碰撞,则一定是在刹车后以后的某时刻发生相撞
【答案】C
【解析】
试题分析:由图像可知,两车速度相等时经历的时间为20s,甲车的加速度为:,乙车的加速度为:,此时甲乙两车速度为5m/s,故甲车的位移:,乙车的位移为:,可知要想不相撞,两车的至少距离,因为两车发生碰撞,则两车的距离小于100m,故A.B错;因为速度相等后,若不相撞,两者的距离由逐渐增大,可知两辆车一定是在刹车后的20s之内的某时刻发生相撞的,故C对,D错。
考点:匀变速直线的速度时间图像.
【名师点睛】追及相遇问题:
1.从常见的三种追及、相遇问题看一个条件——两者速度相等
(1)初速度为零(或较小)的匀加速直线运动的物体追匀速运动的物体,在速度相等时二者间距最大;
(2)匀减速直线运动的物体追匀速运动的物体,若在速度相等之前未追上,则在速度相等时二者间距最小;
(3)匀速运动的物体追匀加速直线运动的物体,若在速度相等之前未追上,则在速度相等时二者间距最小.
2.分析追及、相遇类问题时,要注意抓住题目中的关键字眼
审题时要充分挖掘题目中的隐含条件,如“刚好”、“恰好”、“最多”、“至少”等,往往对应一个临界状态,满足相应的临界条件.
3.如图所示,水平放置平行金属板间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场强度为E,磁感应强度为B。一带电量为+q,质量为m的粒子(不计重力)以速度v水平向右射入,粒子恰沿直线穿过,则下列说法正确的是
A. 若只将带电粒子带电量变为+2q,粒子将向下偏转
B. 若只将带电粒子带电量变为-2q,粒子仍能沿直线穿过
C. 若只将带电粒子速度变为2v且粒子不与极板相碰,则从右侧射出时粒子的电势能减少
D. 若带电粒子从右侧水平射入,粒子仍能沿直线穿过
【答案】B
【解析】
粒子恰沿直线穿过,电场力和洛伦兹力均垂直于速度,故合力为零,粒子做匀速直线运动;
根据平衡条件,有,解得,只要粒子速度为,就能沿直线匀速通过选择器;若带电粒子带电量为+2q,速度不变,仍然沿直线匀速通过选择器,A错误;若带电粒子带电量为-2q,只要粒子速度为,电场力与洛伦兹力仍然平衡,仍然沿直线匀速通过选择器,B正确;若带电粒子速度为2v,电场力不变,洛伦兹力变为2倍,故会偏转,克服电场力做功,电势能增加,C错误;若带电粒子从右侧水平射入,电场力方向不变,洛伦兹力方向反向,故粒子一定偏转,D错误.
【点评】在速度选择器中,粒子的受力特点:同时受到方向相反的电场力和洛伦兹力作用;粒子能匀速通过选择器的条件:电场力和洛伦兹力平衡,即,,只有速度为的粒子才能沿直线匀速通过选择器;若粒子从反方向射入选择器,所受的电场力和磁场力方向相同,粒子必定发生偏转.
4.如图所示,光滑水平面上有大小相同的A、B两球沿同一直线上运动。两球的质量关系为mB = 2mA,规定向右为正方向,两球的动量均为5kg·m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量变化量为-3 kg·m/s,则
A. 右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1:2
B. 右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1:4
C. 左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1:2
D. 左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1:4
【答案】C
【解析】
规定向右为正方向,碰撞前A、B两球的动量均为5kg•m/s,说明A、B两球的速度方向向右,两球质量关系为,所以碰撞前,所以左方是A球.碰撞后A球的动量增量为-3kg•m/s,所以碰撞后A球的动量是2kg•m/s,碰撞过程系统总动量守恒,,所以碰撞后B球的动量是8kg•m/s,根据mB=2mA,所以碰撞后A、B两球速度大小之比为1:2,C正确.
5.如图所示电路中电源为恒流源或恒压源(不管外电路的电阻如何变化,它都能够提供持续的定值电流或定值电压).当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时,电压表的读数变化量的绝对值为ΔU,电流表的读数变化量的绝对值为ΔI,则下列说法正确的是
A. 若电源为恒压源时,V示数增大,A示数减小
B. 若电源为恒压源时,V示数不变,A示数增大
C. 若电源为恒流源时,V示数增大,A示数减小,
D. 若电源为恒流源时,V示数增大,A示数增大,
【答案】C
【解析】
【详解】滑动变阻器的滑动触头向上滑动时,变阻器接入电路的阻值增大。若电源为恒压源时,电压表示数不变,电阻增大,电流变小,电阻R2两端的电压减小,并联部分的电压增大,流过电阻R1的电流增大,因总电流减小,电流表示数减小,故AB错误;电源为恒流源时,电路中总电流不变,变阻器向上滑动,总电阻增大,电压表示数增大,因电流不变,电阻R2两端的电压不变,并联部分的电压增大,电阻R1中的电流增大,总电流不变,所以电流表示数减小,电阻R2两端电压不变,电阻R1两端电压的变化量等于电压表的变化量△U,因总电流不变,所以电流表示数的变化量等于电阻R1的电流的变化量,所以有,故C正确,D错误。
6.1932年,劳伦斯和利文斯顿设计出了回旋加速器.回旋加速器的工作原理如图所示,置于真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计,磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直.A处粒子源产生初速度不计、质量为m、电荷量为+q的粒子,粒子在狭缝中被加速,加速电压为U,加速过程中不考虑相对论效应和重力影响,则关于回旋加速器,下列说法正确的是
A. 带电粒子每一次通过狭缝时获得的能量不同
B. D形盘的半径R越大,粒子离开回旋加速器时获得的最大动能越大
C. 交变电源的加速电压U越大,粒子离开回旋加速器时获得的最大动能越大
D. 粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为
【答案】BD
【解析】
【详解】根据带电粒子从电场中获得能量,则由动能定理:qU=△Ek,可知,每一次通过狭缝时获得的能量相同,故A错误;根据,可得回旋加速器加速质子的最大速度为,与加速的电压无关,与D形盒的半径以及磁感应强度有关,由此D形盘的半径R越大,粒子离开回旋加速器时获得的最大动能越大,故B正确,C错误;只有电场力做功,粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后的动能之比是2:1,所以速度之比是,根据:,可得轨道半径之比为,故D正确。
7.两根相距为 L 的足够长的金属弯角光滑导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面 内,另一边与水平面的夹角为 37°,质量均为 m 的金属细杆 ab、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路,导轨的电阻不计,回路总电阻为 2R,整个装置处于磁感应强度大小为 B,方向竖 直向上的匀强磁场中,当 ab 杆在平行于水平导轨的拉力 F 作用下以速度 v 沿导轨匀速运动 时,cd 杆恰好处于静止状态,重力加速度为 g,以下说法正确的是( )
A. ab 杆所受拉力 F 的大小为 mg tan37°
B. 回路中电流为
C. 回路中电流的总功率为 mgv tan37°
D. m 与 v 大小的关系为
【答案】ACD
【解析】
对于cd杆,由平衡条件得:F安=mgtan37°,对ab杆,由于感应电流大小、导线的长度相等,两杆所受的安培力大小相等,由平衡条件得知,F=F安,拉力F=mgtan37°,故A正确;cd杆所受的安培力F安=BIL,又F安=mgtan37°,得电流为:,故B错误;回路中电流的总功率等于拉力的功率,为P=Fv=mgvtan37°,故C正确;根据E=BLv,,F安=BIL得,F安=,结合F安=mgtan37°,解得:m=,故D正确。故选ACD。
点睛:本题要熟练运用法拉第电磁感应定律、平衡方程等规律,强调受力分析的正确性,同时突出克服安培力所做的功等于产生的焦耳热.
8.如图所示,宽为L的竖直障碍物上开有间距d=0.6m的矩形孔,其下沿离地高h=1.2m,离地高H=2m的可视为质点的小球与障碍物相距x,在障碍物以v0=4m/s的速度匀速向左运动的同时,小球自由下落,忽略空气阻力,g=10m/s2,则下列说法正确的是
A. L=1m、x=1m时小球可以穿过矩形孔
B. L=0.8m、x=0.8m时小球可以穿过矩形孔
C. L=0.6m、x=1m时小球可以穿过矩形孔
D. L=0.6m、x=1.2m时小球可以穿过矩形孔
【答案】BC
【解析】
根据自由落体运动的公式求出小球通过矩形孔的时间,从而通过等时性求出L的最大值.结合小球运动到矩形孔上沿的时间和下沿的时间,结合障碍物的速度求出x的最小值和最大值.
小球做自由落体运动到矩形孔的上沿的时间为:;小球做自由落体运动到矩形孔下沿的时间为,则小球通过矩形孔的时间为,根据等时性知L的最大值为,故A错误;若,x的最小值为,x的最大值为,x的取值范围是,B正确;若,x的最小值为,x的最大值为,所以,C正确D错误.
二、非选择题
9.在一次课外活动中,某同学用图甲所示装置测量放在水平光滑桌面上铁块A与金属板B间的动摩擦因数。已知铁块A的质量mA=0.5 kg,金属板B的质量mB=1 kg。用水平力F向左拉金属板B,使其一直向左运动,稳定后弹簧秤示数的放大情况如图甲所示,则A,B间的摩擦力Ff=______N,A,B间的动摩擦因数μ=____。(g取10 m/s2)。该同学还将纸带连接在金属板B的后面,通过打点计时器连续打下一系列的点,测量结果如图乙所示,图中各计数点间的时间间隔为0.1 s,可求得拉金属板的水平力F=________N
【答案】 (1). 2.50 ; (2). 0.50 ; (3). 4.50
【解析】
【详解】A处于平衡状态,所受摩擦力等于弹簧秤示数,Ff=F=2.50N。根据Ff=μmAg,解得:μ=0.50。由题意可知,金属板做匀加速直线运动,根据△x=aT2,其中△x=2cm=0.02m,T=0.1s,所以解得:a=2.0m/s2。根据牛顿第二定律得:F-Ff=mBa,代入数据解得F=4.50N。
10.某探究小组要尽可能精确地测量电流表○A1 的满偏电流,可供选用的器材如下:
A.待测电流表A1 (满偏电流Imax约为800 μA、内阻r1约为100Ω,表盘刻度均匀、总格数为N)
B.电流表A2 (量程为0.6 A、内阻r2=0.1Ω)
C.电压表V (量程3V、内阻RV=3kΩ)
D.滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)
E.电源E(电动势有3V、内阻r约为1.5Ω)
F.开关S一个,导线若干
(1)该小组设计了图甲、图乙两个电路图,其中合理的是________(选填“图甲”或“图乙”).
(2)所选合理电路中虚线圈处应接入电表________(选填“B”或“C”).
(3)在开关S闭合前,应把滑动变阻器的滑片P置于________端(选填“a”或“b”).
(4)在实验中,若所选电表的读数为Z,电流表A1的指针偏转了n格,则可算出待测电流表A1的满偏电流Imax=________.
【答案】 (1). 图乙 (2). C (3). b (4).
【解析】
本题①的关键是根据变阻器的全电阻远小于待测电流表内阻可知,变阻器应采用分压式接法;题②的关键是根据串联电路电流相等可知虚线处应是电流表B;题③关键是明确闭合电键前应将变阻器滑片置于输出电压最小的一端;题④的关键是求出待测电流表每小格的电流.
(1)由于待测电流表的量程较小,而内阻大于滑动变阻器的最大阻值,为了减小误差,变阻器应采用分压式接法。应选用甲电路图。
(2)由于两块电流表的量程差距较大,只能选用电压表当电流表使用,故选C.
(3)甲电路图中滑动变阻器采用的是分压式接法,在闭合开关前,要求测量电路的分压为零,故滑动变阻器的滑片P应置于b端.
(4)根据串联电路的特点,可得:,解得:
如图所示,倾角为θ的直角斜面体固定在水平地面上,其顶端固定有一轻质定滑轮,轻质弹簧和轻质细绳相连,一端接质量为m2的物块B,物块B放在地面上且使滑轮和物块间的细绳竖直,一端连接质量为m1的物块A,物块A放在光滑斜面上的P点保持静止,弹簧和斜面平行,此时弹簧具有的弹性势能为Ep,不计定滑轮、细绳、弹簧的质量,不计斜面、滑轮的摩擦,已知弹簧劲度系数为k,P点到斜面底端的距离足够长。现将物块A缓慢斜向上移动,直到弹簧刚恢复原长时的位置,并由静止释放物块A,当物块B刚要离开地面时,物块A的速度即变为零,求:
11.当物块B刚要离开地面时,物块A的加速度;
12.在以后的运动过程中物块A最大速度的大小。
【答案】11. a=(sinθ-)g,方向沿斜面向上
12.
【解析】
(1)B刚要离开地面时,A的速度恰好为零,即以后B不会离开地面.当B刚要离开地面时,地面对B的支持力为零,设绳上拉力为F,B受力平衡,F=m2g①
对A,由牛顿第二定律,设沿斜面向上为正方向m1gsinθ-F=m1a②
联立①②解得,a=(sinθ-)g③
由最初A自由静止在斜面上时,地面对B支持力不为零,推得m1gsinθ<m2g,即sinθ<故A的加速度大小为(sinθ-)g,方向沿斜面向上
(2)由题意,物块A将以P为平衡位置振动,当物块A回到位置P时有最大速度,
设为vm.从A由静止释放,到A刚好到达P点的过程,由系统能量守恒得,
m1gx0sinθ=Ep+④
当A自由静止在P点时,A受力平衡,m1gsinθ=kx0⑤
联立④⑤式解得,
13.如图所示,在一倾角为37°的绝缘斜面下端O,固定有垂直于斜面的绝缘挡板.斜面ON段粗糙,长度s=0.02 m,NM段光滑,长度L=0.5 m.在斜面的所在区域有竖直向下的匀强电场,场强为2×105N/C.有一小滑块质量为2×10-3kg,带正电,电量为1×10-7C,小滑块与ON段表面的动摩擦因数为0.75.将小滑块从M点由静止释放,在运动过程中没有电量损失,与挡板相碰后原速返回.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2.求:
(1)小滑块第一次过N点的速度大小;
(2)小滑块最后停在距离挡板多远的位置;
(3)小滑块在斜面上运动的总路程.
【答案】(1)2m/s (2)0.01 m (3)6.77 m
【解析】
试题分析:(1)小滑块第一次过N点的速度为v,
则由动能定理有
代入数据得:
(2)滑块在ON段运动时所受的摩擦力
滑块所受重力、电场力沿斜面的分力
因此滑块沿ON下滑时做匀速运动,上滑时做匀减速运动,速度为零时可停下.
设小滑块与挡板碰撞n次后停在距挡板距离为x处,
则由动能定理得:
由0≤x≤0.02 m,
得:12.5≤n≤13.5
取n=13得:x=0.01 m
考点:考查了动能定理,运动学公式,电场力做功
【名师点睛】本题关键明确滑块的运动规律,灵活地选择过程运用动能定理和功能关系列式,找出每两次返回时上升过程差是突破口.在使用动能定理分析问题时,一定要弄清楚这个过程中那个力做功,哪个力不做功,过程始末速度的变化
14.下列说法正确的是______________
A. 神舟十号航天员王亚平在天宫一号授课,自由漂浮在水滴呈球形,这是液体表面张力作用的结果
B. 布朗运动指的是悬浮在液体里的花粉中的分子的运动
C. 对气体而言,尽管大量分子做无规则运动,速率有大有小,但分子的速率是按一定的规律分布的
D. 一定质量的理想气体,在等温膨胀的过程中,对外界做功,内能减少
E. 在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强不为零
【答案】ACE
【解析】
【详解】自由漂浮的水滴呈球形,这是液体表面张力的作用收缩的结果,故A正确;布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动,不是分子的运动,故B错误;对气体而言,其规律符合统计规律;即大量分子做无规则运动,速率有大有小,但分子的速率是按一定的规律分布的,故C正确;一定质量的理想气体的内能仅仅与温度有关,温度不变时,则分子平均动能不变,故虽然对外做功,但内能不变,故D错误;气体压强由气体撞击器壁产生,故失重状态下,气体仍然有压强,故E正确。
15.如图所示,连通器中盛有密度为ρ的部分液体,两活塞与液面的距离均为l,其中密封了压强为p0的空气,现将右活塞固定,要使容器内的液面之差为l,求左活塞需要上升的距离x。
【答案】
【解析】
【详解】右侧发生等温变化,
初态:压强P1=P0,体积:V1=lS
末态:压强P2,体积:
根据玻意耳定律可得:P1V1=P2V2
即:P0lS=P2
左侧发生等温变化,
初态:压强P3=P0,体积:V3=lS
末态:压强P4,体积:
根据玻意耳定律可得:P3V3=P4V4
即:P0lS=P4
活塞上升x后,根据平衡可得:P4+ρgl=P2
联立可得左活塞需要上升的距离:
16.如图所示,图甲为一列简谐横波在t=0.6s时刻的波形图,图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像,从该时刻起,下列说法正确的是_______________
A. 经过0.05s时,质点Q距平衡位置的距离大于质点P距平衡位置的距离
B. 经过0.25s时,质点Q的加速度大小小于质点P的加速度大小
C. 经过0.15s,波沿x轴的正方形传播了3m
D. 经过0.1s时,质点Q的运动方向沿y轴负方向
E. 若该波在传播过程中遇到一个尺寸为0.5m的障碍物,能发生明显衍射现象
【答案】BCE
【解析】
【详解】根据乙图可知周期T=0.2s,在t=0.6s时P点在平衡位置向上振动,所以波沿+x方向传播,经过0.05s时,即经过,P达到波峰处,质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离,故A错误;经过0.25s时,即经过,P达到波峰处,根据可知质点Q的加速度大小小于质点P的加速度大小,故B正确;该波的波速,经过0.15s,波沿x轴的正方形传播了x=vt=3m,故C正确;经过0.1s时,即经过,质点Q的运动方向沿y轴正方向,故D错误;该波的波长λ=4m,当障碍物的尺寸比波长小、或跟波长差不多时能够发生明显的衍射,所以若该波在传播过程中遇到一个尺寸为0.5m的障碍物,能发生明显衍射现象,故E正确。
17.如图所示,在折射率为n,厚度为d的玻璃平板上方的空气中有一点光源S,从S发出的光线以角度θ入射到玻璃板上表面,经过玻璃板后从下表面射出,求:此光线在玻璃板中传播的时间?
【答案】
【解析】
【详解】设光在玻璃中的折射角为,传播的速度为v,传播时间为t.
光路如图所示:
由折射定律得:
由数学知识可得:
光玻璃中传的距离为:
联立解得: