顶尖计划物理试题

“顶尖计划”2023届高中毕业班第一次测试物理一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1题只有一个选项符合题目要求,第题有多个选项符合要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。1.氘核是重要的核燃料,地球上的氘核非常少,用中子轰击锂核可以得到并产生一个新核,则下列说法正确的是A.与质量数相同B.与中子数相同C.该核反应为轻核聚变D.该核反应为衰变2.如图所示,为质量为的粗细均匀的粗软绳,端用细线连接悬于点,在绳上点用水平拉力拉着,整条绳处于静止状态,段绳与段绳长之比为4:1,段细线与竖直方向夹角为,重力加速度为,则拉力的大小等于A.B.C.D.3.如图所示的自耦变压器为理想变压器，R为定值电阻，在a,b两端输入正弦交流电，将滑片P向下移动，使原线圈的匝数减少为原来的80%，则变压器副线圈输出电压将会是原来的A.1.2倍B.1.25倍C.0.8倍D.0.75倍4.我国在2022年完成空间站在轨建造。空间站绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的。则下列说法正确的是A.宇航员在空间站内受到的重力可忽略不计B.空间站绕地球飞行的周期为地球自转周期的倍C.空间站绕地球飞行的加速度为地球表面里力加速度的倍D.飞船与空间站对接后,连接体的总质量变大,轨道半径将变小5.某跳台滑雪赛道简化为如图所示模型,AB为直道,BCD为半径为R的圆弧道,两滑道在B点平滑连接,圆弧道与水平地面相切于C点,CD段圆弧所对的圆心角为,不计一切摩擦，一个小球从直道上离地面高为H处由静止释放，小球从D点飞出后上升到的最高点离地面的高度为A.B.C.D.6.将一个金属圆环和一个长直导线固定在绝缘水平面上，第一次如图1所示，圆环中通有沿逆时针方向的恒定电流，直导线中通有从到b的恒定电流；第二次如图2所示，圆环和直导线中开始均没有电流，给直导线通电的一瞬间，圆环中产生了沿逆时针方向的电流，则下列判断正确的是A.图1中，圆环有向左运动趋势B.图1中，圆环有向右运动趋势C.图2中，直导线中通入的电流从到bD.图2中，直导线中通入的电流从b到7.“蹦极”是很多年轻人喜爱的极限运动，蹦极爱好者从跳台上落下，不计空气阻力，从弹性绳刚好伸直开始直至最低点的过程中，蹦极爱好者的速度随下落时间、速度平方随下落高度关系图像，可能正确的是8.如图所示，P、Q是两个固定的等量异种点电荷，A、B所在虚线是P、Q连线的垂直平分线，ACEDB是一段曲线，A、B关于P、Q连线对称，C、D也关于P、Q连线对称，O为P、Q连线中点，E为曲线与P、Q连线的交点，则下列说法正确的是A.A、B两点场强相同，电势相同B.C、D两点场强相同，电势相同C.O点场强比E点大，电势比E点高D.A点场强比E点小，电势比E点高9.如图所示,空间存在水平方向的匀强电场,电场强度大小为E,同时存在垂直于电场向里的水平匀强磁场,在垂直于磁场的竖直面内固定一根粗细均匀光滑的弯曲杆ACDF,杆AC段竖直,CD段是半径为R的八分之一圆弧,DF段为直杆,三段平滑连接,一个质量为m,电荷量为q的带正电的小球套在杆上,在A点由静止释放,AC间的距离为R,小球从F点滑出后做直线运动，重力加速度为g，则A.电场方向水平向右B.电场强度的大小为C.小球在DF段做匀加速运动D.小球滑离杆时的速度大小为10.如图所示,质量为2kg的物块B放在光滑水平面上,质量为1kg的物块A叠放在物块B上,A与B间的动摩擦因数为0.5。开始时,两物块处于静止状态,t=0时刻,给物块B施加一个水平向右的推力,推力随时间变化的规律如图2所示,t=5s时刻,物块A与B恰好要发生相对滑动，已知最大摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，则A.t=5s时刻，推力的大小为10NB.t=5s时刻，物块A的速度大小为12.5m/sC.内，物块A受到的摩擦力冲量为D.内，推力F做功大小为134.75J二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第题为必考题，每个考生都必须作答。第16、17题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共55分。11.（7分）某同学用如图1所示装置做探究加速度与力的关系实验。钩码质量远小于小车质量，小车的质量为M，重力加速度为g。实验前要平衡摩擦力，不挂钩码，将轨道一端抬高，给小车一初速度使其在轨道上运动，利用位移传感器获得小车的位移—时间图像如图2所示，应适当______（填“增大”或“减小”）轨道倾角，直至获得小车位移—时间图像是一条_______。挂上钩码，记录钩码的质量，经过正确操作，将位移传感器测得的小车运动位移及对应的运动时间输入计算机，作出图像是一条倾斜直线，如果图像的斜率为，则小车运动的加速度为_______。保持小车质量不变，多次改变钩码的质量，重复实验，测得多组钩码质量及小车运动的加速度，作出图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，且图像的斜率为_______，则实验得到的结论是：质量一定时，小车的加速度与合外力成正比。12.（8分）某同学设计了如图所示电路，测量一节新干电池的电动势和内阻。除了待测新干电池，实验室提供的器材有：A.电流表A1（量程0.6A，内阻很小）B.电流表A2（量程，内阻）C.滑动变阻器R（）D.定值电阻E.定值电阻F.定值电阻（电阻约为2）G.开关2个，单刀双掷开关1个，导线若干（1）若要将电流表A2与定值电阻R0串联后改装成量程为3V的电压表，则R0取_____（填“R1”或“R2”）.（2）先将开关S2合向1，将电路图中滑动变阻器滑片移到最_____（填“左”或“右”）端，闭合开关S1、S3，调节滑动变阻器到适当阻值，得到此时电流表A2示数与电流表A1示数之比为k1；断开S3，保持滑动变阻器阻值不变，得到此时电流表A2示数与电流表A1示数之比为k2；断开开关S1，由此可得到定值电阻的表达式为=_____(用已知量和测量量的符号表示)（3）保持S3断开，将开关S2合向1，将滑动变阻器滑片移到合适位置，闭合开关S1，调节滑动变阻器，得到多组电流表A1、A2的读数I1、I2，做I2-I1图像，如果图像与纵轴的截距为，图像斜率的绝对值为k，则电池的电动势E=_____,电源内阻r=_____（为了简化计算，不考虑电流表A2的分流，结果均用已知量和测量量的符号表示）13.（10分）如图所示，边界AC上方及半径为R的半圆外侧有垂直于纸面向外的匀强磁场，半圆的圆心在AC上的O点，PQ为其直径。平行于AC放置的平行板MN间施加有恒定电压，紧靠N板有一粒子源，由静止释放质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，粒子经电场加速后从AC边上的D点垂直AC并垂直磁场进入匀强磁场中。P、D间距离为R，当MN板间的电压为U时，粒子刚好打在P点，不计粒子的重力，求：（1）匀强磁场的磁感应强度大小；（2）若M、N间的加速电压为4U，则粒子在进入半圆区域前，在磁场中运动的时间为多少。14.（14分）如图所示,竖直面内的光滑轨道由水平面AB、半径均为R的圆弧轨道BC,CD及水平面DE组成,BC段和CD段圆弧轨道所对的圆心角均为,各段轨道间平滑连接,轻弹簧放在水平面AB上,一端固定在竖直墙面上,用质量为m的小球向左挤压弹簧到P点,由静止释放小球,小球被弹簧弹出,沿水平轨道运动后滚上圆弧轨道,小球到达D点时,对圆弧轨道的压力大小等于,g为重力加速度,求:(1)弹簧开始具有的弹性势能;(2)若在B点放一个小球b.用小球仍压缩弹簧至Р点由静止释放,,b两球发生弹性碰撞后,小球b运动到D点时对圆弧轨道的压力恰好为零,小球b的质量大小(可用根号表示)。15.（16分）如图所示,水平线M、N之间有垂直纸面向里的水平匀强磁场,M与N、N与地面间的距离均为2L。边长为L、电阻为R,质量为m的正方形单匝金属线框bcde在竖直面内,此时bc边与M的距离为L。由静止释放线框,线框刚好能匀速进入磁场,线框出磁场过程中产生的焦耳热为Q;线框运动过程中始终在竖直面内,bc边始终水平,不计空气阻力，重力加速度为g,求:（1）匀强磁场的磁感应强度大小;（2）线框ed边刚出磁场时,线框的速度多大;（3）若线框在开始的位置时给线框一个水平向右的初速度,结果线框bc边刚进磁场的一瞬间,速度与水平方向的夹角为,线框bc边刚好落地时,线框的动能多大;线框从抛出到bc边刚好落地所用时间为多少。(二)选考题:共15分。请考生从给出的16、17两道题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。16.[选修3-3]（15分)(1)(5分)下列说法正确的是_____。（填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分，最低得分为0分)A.如果系统的温度不变则内能一定不变B.食盐晶体中的钠离子按一定规律分布，具有空间上的周期性C.当分子间作用力表现为引力时，作用力随分子间距的减小而增大D.自然界一切进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性,都是不可逆的E.从微观角度看,气休压强的大小跟气休分子的平均动能和分子密集程度有关(2)(10分)如图所示,导热性能良好的气缸开口向上竖直放置,a,b是固定在气缸内壁的卡环,两卡环间的距离为h，缸内一个质量为m,横截面积为S的活塞与气缸内壁接触良好,无摩擦不漏气,活塞只能在ab之间移动,缸内封闭一定质量的理想气体。此时环境温度为T0,活塞与卡环b刚好接触,无作用力,活塞离缸底的距离为3h,卡环能承受的压力最大为,活塞的厚度不计,大气压强大小等于为重力加速度,求:（i）要使卡环不被破坏,环境的温度最低能降到多少;（ii）若提高环境温度，当环境温度为1.4T0时缸内气体的压强多大。17.[选修3-4](15分)(1)（5分）如图所示，在同一均匀介质中的轴上有两个波源,，在坐标原点,在处，两波源处的质点同时从平衡位置开始振动,并开始计时,开始振动的方向完全相反，波源形成的简谐横波在介质中沿轴正方向传播,形成的简谐横波在介质中沿轴负方向传播，s时刻,质点A开始起振且开始起振的方向沿y轴正向,两列波叠加后能形成稳定的干涉图样,则下列说法正确的是______。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分:每选错1个扣3分,最低得分为0分)A.波源处的质点沿y轴负方向开始起振B.波源处质点的振动传播速度大小