河北省2022-2023学年高三下学期高考前适应性考试
物理
注意事项:
1.考试时间为75分钟,满分100分。
2.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.镭原子核的衰变方程为,镭放出的射线在磁场中进行偏转,下列说法正确的是( )
A.镭在衰变过程中发射出的射线X在磁场中径迹是1
B.当未衰变的原子核还剩下1000个时,再经过一个半衰期则只剩下500个
C.的比结合能大于的比结合能
D.的结合能大于的结合能
2.如图所示,轻绳的两端固定在水平天花板上,轻绳系在轻绳的某处,悬挂有质量为m的物体光滑轻滑轮跨在轻绳上。用向下的力F拉,使O点处于如图所示的位置,在保证O点位置不变的情况下,改变力F的方向,使物体一直处于平衡态,下列说法正确的是( )
A.若拉力F竖直向下,则拉力F的大小为
B.改变绳的方向,F的最小值为
C.使绳以O点为圆心顺时针转动,滑轮所受合力变大
D.使绳以O点为圆心顺时针转动,细绳与竖直方向的夹角变大
3.如图所示,质量均为m的物块P与物块Q之间拴接一轻弹簧,静止在光滑的水平地面上,弹簧恰好处于原长。现给P物体-瞬时初速度,以下说法正确的是( )
A.运动的过程中,物体P的最小速度为
B.运动的过程中,物体Q的最大速度为
C.弹簧的弹性势能最大为
D.弹簧的弹性势能最大为
4.一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后又回到状态A。其中C→D→A为等温过程。该循环过程如图所示,下列说法正确的是( )
A.A→B过程中,气体对外做功与从外界吸收的热量相等
B.B→C过程中,单位时间单位面积气体撞击器壁的个数减小
C.状态A气体分子平均动能大于状态C的气体分子平均动能
D.气体状态变化的全过程中,气体对外做的功大于该图像围成的面积
5.将一篮球以速度竖直上抛,上升到最高点后回到出发位置。篮球在运动的过程中受到的阻力大小保持不变,则下列说法正确的是( )
A.篮球上升的时间等于下降的时间 B.篮球上升的时间大于下降的时间
C.篮球上升的时间小于下降的时间 D.没有具体数据无法计算
6.如图所示,鼓形轮的半径为R,可绕固定的光滑水平轴O转动。在轮上沿直径方向固定两根直杆,杆上分别固定有小球A、B,两球与O的距离均为2R。在轮上绕有长绳,绳上悬挂着小球C。已知三个小球质量相等,绳与轮之间无相对滑动,忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量,不计空气阻力,重力加速度为g。开始A、B两小球与鼓形轮圆心等高,两球从静止开始运动,带动鼓形轮转动。在B球顺时针转动到最低位置的过程中(三球在转动过程中不相碰)。以下说法正确的是( )
A.同一时刻A球的角速度大小是C球的两倍
B.重力对B球做功的瞬时功率一直增大
C.杆对B球不做功,B球机械能守恒
D.B球转动到最低位置时的速度大小为
7.如图所示,在竖直平面内存在匀强电场,是正三角形,边长为l,长为且沿竖直方向。将一个质量为m、电荷量绝对值为q的带电小球以的初动能从O点抛出,运动到A点的动能为,运动到C点的动能为,已知重力加速度为g,以下说法正确的是( )
A.带电小球由O到A的过程,电场力做功为
B.电场强度的大小
C.电场强度的方向由O指向C
D.带电小球由O到B的过程,电场力做功为
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.在如图所示的电路中,A、B是两个完全相同的灯泡,C是电容足够大的电容器,D是理想二极管,L是一个自感系数较大的线圈,且L的直流电阻与灯泡的电阻相同。下列说法正确的是( )
A.开关闭合后,灯泡A会闪亮一下
B.开关闭合后,电路接通稳定后,流过灯泡A的电流是流过灯泡B的电流的一半
C.电路接通稳定后,断开开关S,A灯会闪亮一下,然后逐渐熄灭
D.电路接通稳定后,断开开关S,在灯熄灭前,L中不会产生自感电动势
9.太空电梯的原理并不复杂,与生活中的普通电梯十分相似。只需在地球同步轨道上建造一个空间站,并用某种足够长也足够结实的“绳索”将其与地面相连,在引力和向心加速度的相互作用下,绳索会绷紧,宇航员、乘客以及货物可以通过电梯轿厢一样的升降舱沿绳索直入太空,这样不需要依靠火箭、飞船这类复杂航天工具。如乙图所示,假设有一长度为r的太空电梯连接地球赤道上的固定基地与同步空间站a,相对地球静止,卫星b与同步空间站a的运行方向相同,此时二者距离最近,经过时间t之后,a、b第一次相距最远。已知地球半径R,自转周期T,下列说法正确的是( )
A.太空电梯各点均处于失重状态
B.b卫星的周期为
C.太空电梯上各点线速度与该点离地球球心距离成正比
D.太空电梯上各点线速度的平方与该点离地球球心距离成正比
10.如图所示,足够长的木板静止放在光滑水平面上,木板右端与墙壁相距为,在木板左端放一个质量为m的小物块(可视为质点),与木板的动摩擦因数为,木板的质量为M,,现给小物块一个水平向右的初始速度,运动过程中,木板与墙壁发生弹性碰撞(碰撞后原速率反弹),重力加速度为。在整个运动过程中,下列说法正确的是( )
A.木板碰墙前,木块的速度大于木板速度
B.木板向左运动的最大距离为0.5m
C.木板的总路程为1.5m
D.木板的总路程为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
11.(6分)某实验小组利用一个柱状玻璃砖测量玻璃的折射率,柱状玻璃砖的横截面如图所示,经测量为矩形,,,为圆。用一细束单色光在图示平面内从中点P以的入射角射入,在M、N处插针标记入射光的路径在侧观察并在E处插针可挡住M、N处的针,在F处插针可挡住M、N、E处的针。
(1)完成光路图;
(2)玻璃的折射率为__________;
(3)光线__________在O点发生全反射。(填“能”或“不能”)
12.(10分)实验小组的同学要用所学的电学知识较准确地测量一捆铜线的长度。利用如下器材:量程为3V的电压表和量程为15V的电压表(均可视为理想电压表);R为阻值范围是0~999.9Ω的电阻箱;电源;为定值电阻(作为保护电阻);S为开关。采用如下步骤完成实验:
(1)在图甲所示的矩形框内设计电路来较准确测量这捆铜线的电阻;
(2)先用螺旋测微器测量该铜线的直径__________;
(3)这捆电线的阻值表达式为__________;__________(表达式中各物理量的含义)。
(4)改变电阻箱的阻值R,记下多组R、、的示数,计算出每一组的值,作出图像如图丙所示。
(5)已知这捆铜线材料的电阻率为,则这捆铜线的长度为__________m(结果保留三位有效数字)。
13.(10分)一列简谐横波沿水平方向向右传播,在该波上有M、N两质点,平衡位置间距为3m。从某时刻开始计时,两质点的振动图像如图所示,若M、N两质点平衡位置间的距离小于该简谐横波的波长,试求:该简谐横波的传播周期和波速。
14.(13分)如图甲,辘轳是古代民间提水设施,由卷筒、支架、井绳、水斗等部分构成。图乙为提水设施工作原理简化图,某次需从井中汲取的水,高度为的薄壁水斗的质量为,井中水面与井口的高度差为。时刻,厚度不计,质量为卷筒由静止开始绕中心轴转动,装满水的水斗到达井口前已做匀速运动,人转动卷筒到最大功率,不计辐条、井绳的质量和转动轴处的摩擦,重力加速度,求:
(1)若水斗先以加速度匀加速上升,匀加速运动的最大速度的大小;
(2)空水斗从水斗口位于井口处由静止释放并带动卷筒自由转动,求水斗落到水面时的速度大小v;
(3)水斗从图示位置缓慢上升高度,忽略提水过程中水面高度的变化,考虑水斗在水中所受浮力,求此过程中人做的功W。
15.(15分)沿竖直方向有光滑绝缘导轨框。导轨框内侧安装电磁铁(图中未画出),能产生垂直于导轨平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B。导轨框内的滑块K由高强度绝缘材料制成,滑块K上绕有闭合矩形线圈,线圈的边和边电阻均为R,其余电阻忽略不计,匝数为n,边长为L。整个装置从与地面相距H的高度下落与地面碰撞后,滑块K立即停下,此后在线圈与磁场的作用下使导轨框减速。导轨框的总质量为m,地球表面的重力加速度为g,不计空气阻力,滑块K以及线圈的质量忽略不计。
(1)求滑块刚停止运动时,导轨框加速度大小;
(2)若导轨框向下移动距离H后速度为零,则此过程中线圈中通过的电量和产生的焦耳热各是多少?
河北省2022-2023学年高三下学期高考前适应性考试
物理参考答案
1.D【解析】镭在衰变过程中发射出的射线X是α粒子,根据左手定则可知,射线3带正电,为α射线,A错误;半衰期是统计规律,少量原子核衰变时是随机的,不遵从统计规律,B错误;的结合能大于的结合能,的比结合能小于的比结合能,C错误,D正确。
2.A【解析】对轻绳结点O受力分析,如图所示,根据共点力平衡及几何关系,合力正好平分两个分力的夹角,可得,对滑轮受力分析得,根据轻绳拉力特点可知,,则,A正确。当F与垂直时,F最小为,B错误;使绳以O点为圆心顺时针转动,滑轮所受合力一直为零,保证O点位置不变,物体一直处于平衡态的情况下,细绳与竖直方向的夹角不变。CD不正确。
3.D【解析】弹簧压缩到最短时,P、O共速,,弹簧的弹性势能最大,,C错误,D正确;弹簧恢复原长时,由动量守恒,由动能不变,,经计算可知,Q的速度最大,P的速度最小,。AB错误。
4.B【解析】A→B过程中,气体压强不变,体积变大,温度升高,气体从外界吸收的热量大于对外做功,选项A错误;B→C过程中,气体体积不变,压强减小,温度降低,气体的平均速率减小,单位时间单位面积气体撞击器壁的个数减小,选项B正确;状态A和状态C,气体的温度相同,则气体分子平均动能相同,选项C错误;根据可知,A→B气体对外做的功,B→C气体体积不变,则,C→A气体体积减小,外界对气体做的功,其值等于曲线与横轴围成的面积,则气体状态变化的全过程中,气体对外做的功等于该图像围成的面积,选项D错误。
5.C【解析】篮球上升时,,篮球下降时,,经计算可知,,由可知,篮球上升的时间小于下降的时间,C正确。
6.D【解析】由题意可知,A、C的角速度大小相等,A错误;杆在水平位置时,重力对B做功的瞬时功率为零,杆在竖直位置时,B球的重力方向和速度方向垂直,重力对B球做功的瞬时功率也为零,但在其他位置时,重力对B球做功的瞬时功率不为零,因此,重力对B球做功的瞬时功率先增大后减小,故B错误;设B球转动到最低位置时,速度为v,A、B两球的线速度大小相等,同一时刻,A球的速度大小是C球速度大小的两倍,对A、B、C三球和杆组成的系统,由机械能守恒定律得,解得,故D正确;B球的重力势能减少量为,动能的增加量,由于,B球机械能减少,杆对B球做负功,故C错误。
7.B【解析】O到A的过程,根据动能定理,解得电场力做功,A错误;同理,O到C的过程,根据动能定理,解得电场力做功,则由O运动到B的过程,解得电场力做功,可知A、B为等势点,为一条等势线,电场强度的方向垂直,O到A的过程,,所以,CD错误,B选项正确。
8.AC【解析】开关闭合后,电容器充电的过程中,灯泡A发光,开关闭合且电路稳定时,二极管是导通的,灯泡A被短路,电容器上极板带负电,下极板带正电,当开关断开,电容器放电,电流由下极板经电路流向上极板,因为电感线圈对电流的阻碍作用,会有电流通过A灯,A灯会闪亮一下,然后逐渐熄灭,故AC正确,B错误;电容器放电过程中,二极管是导通的,通过L中的电流发生变化,产生自感电动势,故D错误。
9.AC【解析】太空电梯各点随地球一起做匀速圆周运动,电梯上各点均处于失重状态,故A正确;同步卫星的周期为,当两卫星a、b第一次相距最远时,满足,解得,故B错误;太空电梯相对地球静止,各点角速度相等,各点线速度与该点离地球球心距离成正比,C正确,故D错误。
10.BD【解析】因,可知木板最终停在墙壁边,两者的速度都为零,若第一次碰前木板与物块速度相等,设共速时,速度为,则,得,木板变速运动过程中,,木板的路程,因为,故木板碰墙前恰好与木块共速,A选项错误;木板再次向左移动的最大距离,B选项正确;碰后木板与物块动量守恒,再一次速度相等时,有,得,第二次碰后木板向左移动的最大距离,再一次速度相等时,有,第三次碰后木板向左移动的最大距离为,以此类推木板的总路程为,C选项错误,D选项正确。
11.(1)见解析;(2);(3)能(每空2分).
【解析】(1)光路图如图所示.
(2)由图中几何关系可得
,则有,
解得,根据折射定律可知,玻璃砖的折射率为.
(3)由图可知,光束在O点的入射角为,设光束在O点发生全反射的临界角为C,
则有,可得,光束在O点发生全反射.
12.(1)见解析;(2)1.000mm;
(3);为电压表的示数,为电压表的示数,R为电阻箱的读数;
(5)(每空2分).
【解析】(1);(2)螺旋测微器读数1.000mm;
(3)通过铜线的电流为,.
(5)改变电阻箱的阻值R,记下多组R、、的示数,每一组数据都满足上式,整理可得,易知图像的斜率为的阻值,,
由电阻定律知,,,则.
13.3.6s;5m/s.
【解析】M质点的振动方程为(2分),将点和代入解得(1分),同理可得N质点的振动方程为(1分),因为简谐波沿水平向右传播,则,(2分),
当时,,波的周期为(2分),波的速度为(2分).
14.(1)30m/s;(2)10m/s;(3)257.5J
【解析】(1)由于(2分),
根据上述有(2分),则有(1分).
(2)水斗由静止下落的过程中,水桶和卷筒组成的系统机械能守恒,
则有(2分),解得(1分).
设水桶在水中受到的浮力为,桶口运动到井口的过程中,
由动能定理得(2分),(1分),
解得(2分).
15.(1);(2),.
【解析】(1)滑块刚接触地面时,轨道的速度(2分),(2分),
边产生电动势(2分),边受到的安培力
(2分),对轨道由牛顿第二定律
(2分),解得(1分).
(2)根据能量守恒可知,产热(2分),通过截面电量(2分).
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