福建省宁德市博雅培文学校高三下学期三模物理试题

宁德市博雅培文学校三轮押题卷高三年级物理一、单选题（每小题4分，共16分）1.下列图示实验中，能说明原子具有核式结构的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【详解】A．该装置是用于观测α粒子散射实验现象，α粒子散射实验说明了原子的核式结构，故A正确；B．该装置是用于观察光电效应现象，光电效应说明光具有粒子性，故B错误；C．该装置将放射线在电场中偏转，是根据带点粒子的偏转方向确定放射线的电性，故C错误；D．该装置是用于进行人工核反应的，通过它卢瑟福发现了质子，故D错误。故选A。2.甲、乙两辆汽车在平直的公路上行驶，某时刻两车正好并排行驶，从该时刻起两车的速度—时间图像如图所示，则下列说法正确的是A.t0时刻两车并排行驶B.0〜t1时间内，乙车的平均速度大于C.t0〜t1时内，甲、乙两车的加速度大小均逐渐减小、且方向相同D.t0〜t1时内，甲、乙两车一定会在某一时刻并排行驶，之后甲车将一直在乙车前方【答案】D【解析】【详解】A．根据速度一时间图象中图线与时间轴所围的“面积”表示位移，0〜t0时间内，乙车的位移比甲车的大，则t0时刻两车没有并排行驶，故A错误；B．0〜t1时间内，乙车的平均速度小于，故B错误；C．t0—t1时间内，甲、乙两车图象斜率均逐渐减小，则它们的加速度大小均逐渐减小，甲图像切线斜率为正，乙图象切线斜率为负，则两车加速度方向相反，故C错误；D．t0—t1时间内，甲车速度比乙车大，在某一时刻，甲、乙图线与时间轴所围“面积”相等，此时两车并排，之后，甲图线与时间轴所围“面积”总大于乙图线与时间轴所围“面积”，则甲车将一直在乙车前方，故D正确．3.如图为自行车气嘴灯及其结构图，弹簧一端固定在端，另一端拴接重物，当车轮高速旋转时，重物由于离心运动拉伸弹簧后才使触点接触，从而接通电路，LED灯就会发光。下列说法正确的是（）A气嘴灯做圆周运动时，重物受到重力、弹簧弹力和向心力B.气嘴灯运动至最高点时处于超重状态C.以相同转速匀速行驶时，重物质量越小，在最低点时LED灯越容易发光D.以相同转速匀速行驶时，若LED灯转到最高点时能发光，则在最低点时也一定能发光【答案】D【解析】【详解】A．根据题意可知，气嘴灯做圆周运动时，重物受重力和弹簧弹力，其合力提供向心力，故A错误；B．气嘴灯运动至最高点时，合力指向圆心向下，具有向下的加速度，处于失重状态，故B错误；C．在最低点时，由牛顿第二定律有可得可知，以相同转速匀速行驶时，重物质量越小，在最低点时，弹簧弹力越小，LED灯越不容易发光，故C错误；D．在最高点时，由牛顿第二定律有解得可知，以相同转速匀速行驶时，在最高点，弹簧的弹力小于最低点时弹簧弹力，则若LED灯转到最高点时能发光，则在最低点时也一定能发光，故D正确。故选D。4.如图所示，一足够长的竖直放置的圆柱形磁铁，产生一个中心辐射的磁场（磁场水平向外），一个与磁铁同轴的圆形金属环，环的质量m，环单位长度的电阻为，半径r（稍大于圆柱形磁铁的半径）。金属环由静止开始下落，环面始终水平，金属环切割处的磁感应强度大小均为B，不计空气阻力，重力加速度g取。则（）A.环下落过程的最大速度为B.环下落过程中，电流始终为逆时针（从上往下看）C.若下落时间为2s时环已经达到最大速度，则这个过程通过环截面电荷量是32CD.若下落高度为3m时环已经达到最大速度，则这个过程环产生的热量为【答案】D【解析】【详解】A．金属环达到最大速度时，加速度为0，受力平衡设金属环的最大速度为vm，则解得故A错误；B．由右手定则可知，环下落过程中，电流始终为顺时针（从上往下看），选项B错误；C．若下落时间为2s时环已经达到最大速度，根据动量定理则有其中联立可得故C错误；D．若下落高度为3m时环已经达到最大速度，则得故D正确。故选D。二、多选题（每小题6分，共24分，每小题全部选对得6分，选对但不全得3分，有错误的不得分）5.如图所示为内燃机中轻质活塞和曲柄连杆结构的示意图和简图。汽缸内高压气体推动活塞使其往复运动，某时刻活塞的速度为，连杆AO与活塞轴线BO垂直，汽缸中高压气体及外部大气对活塞作用力的合力大小为F，已知，不计一切摩擦，则此刻（）A.活塞对连杆AB的作用力为2FB.汽缸壁对活塞的作用力为C.连杆AB的A端沿连杆AB方向的线速度为D.连杆OA的A端绕O点转动的线速度为【答案】BD【解析】【详解】AB．连杆AO与活塞轴线BO垂直时，由几何关系可知BA与BO之间的夹角由于是轻质活塞，所以活塞所受合外力为零，活塞受连杆AB对其的推力、汽缸壁对其的弹力和高压气体及外部大气对活塞的作用力作用，如图所示根据平衡条件可得解得故A错误，B正确；CD．沿连杆AB方向和垂直于连杆AB方向分解，如图所示沿连杆AB方向的速度连杆OA的A端绕O转动的线速度故C错误，D正确。故选BD.6.“古有司南，今有北斗”，如图甲所示的北斗卫星导航系统入选“2022全球十大工程成就”。组成北斗系统的卫星运行轨道半径r越高，线速度v越小，卫星运行状态视为匀速圆周运动，其v2r图像如图乙所示，图中R为地球半径，r0为北斗星座GEO卫星的运行轨道半径，图中物理量单位均为国际单位，引力常量为G，忽略地球自转，则（）A.地球的质量为B.地球的密度为C.GEO卫星的加速度为D.地球表面的重力加速度为【答案】BC【解析】【详解】A．根据万有引力提供向心力，有解得故A错误；B．地球的密度为故B正确；C．根据牛顿第二定律解得故C正确；D．根据万有引力与重力的关系所以地球表面的重力加速度为故D错误故选BC。7.世界上第一个想利用火箭飞行的人是明朝的士大夫万户。如图所示，他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，竖直飞上天空，当自己运动到最高点时展开风筝平稳着陆。假设万户及所携设备：火箭（含燃料）、椅子、风筝等总质量为，点燃火箭后在极短的时间内，将质量为的炽热燃气相对地面以的速度竖直向下喷出。上升阶段忽略空气阻力的影响，重力加速度g取。下列说法正确的是（）A.燃气喷出后，万户上升过程中处于超重状态B.火箭的推力来源于燃气对它的反作用力C.喷出燃气后，万户及所携设备能上升最大高度为D.在火箭喷气结束后的上升过程中，万户及所携设备机械能增大【答案】BC【解析】【详解】A．燃气喷出后，万户将减速上升，加速度方向向下，可知万户上升过程中处于失重状态，A错误；B．炽热的燃气向下喷出过程中，火箭对燃气的作用力与燃气对火箭的作用力是一对相互作用力，火箭的推力来源于燃气对它的反作用力，B正确；C．由于点燃火箭后，喷气过程在极短的时间内完成，则内力远远大于外力，该过程动量近似守恒，则有上升阶段忽略空气阻力的影响，之后火箭做竖直上抛运动，则有解得C正确；D．在火箭喷气结束后的上升过程中，由于上升阶段忽略空气阻力的影响，即只有重力做功，则万户及所携设备的机械能守恒，即机械能不变，D错误。故选BC。8.如图所示为一种质谱仪的简化结构，粒子源释放出初速度可忽略不计的带电粒子P1和P2，粒子经加速电压为的直线加速器加速后由通道入口的中心缝垂直于边界进入磁场区。该通道的上下表面是内半径为R、外半径为的半圆环。该通道置于竖直向上的匀强磁场B中，正对着通道出口处放置一块照相底片，能记录粒子从出口射出时的位置。已知带电粒子P1的电荷量为q，质量为m，粒子P2的电荷量为，质量为，粒子P1恰好能击中照相底片的正中间位置，下列说法正确的是（）A.照相底片上P1和P2所击中位置间的距离为B.照相底片上P1和P2所击中位置间的距离为C.若加速电压在到之间波动，则粒子P1和P2在底片上刚好没有重叠区域D.若加速电压在到之间波动，则粒子P1和P2在底片上刚好没有重叠区域【答案】BC【解析】【详解】AB．设粒子P1和P2经过加速后获得的速度大小分别为，根据动能定理有，根据牛顿第二定律有，联立解得，则照相底片上P1和P2所击中位置间的距离故B正确，A错误；CD．在相同的电压下粒子P2的偏转半径大于粒子P1的偏转半径，若要P1和P2在底片上没有重叠区域，则只需P2粒子的最小偏转距离大于P1粒子的最大偏转距离即可，则对于P2粒子有，解得对于P1粒子有，解得没有重叠区域则即故C正确，D错误。故选BC。三、填空题及实验题9.某汽车后备箱内撑起箱盖的装置，主要由汽缸和活塞组成。开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示。在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，则缸内气体对外做___________功（选填“正”或“负”），气体温度______________（选填“升高”“降低”或“不变”）【答案】①.正②.降低【解析】【详解】[1]密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，气体体积增大，缸内气体对外做正功；[2]缸内气体与外界无热交换，即，由于缸内气体对外做正功，即外界对气体做负功，即，根据热力学第一定律，可知气体的内能减小，气体温度降低。10.在2021年12月9日的天宫课堂中，三位航天员观察到水球中的气泡特别明亮，这主要是因为光在气泡表面发生了_______现象。如图，若在P点恰好发生全反射，，则水的折射率为_______。已知线段AB长为L，光在空气中传播速度为c，则光在水中传播的时间为_______。（用题中物理量表示）【答案】①.全反射②.③.【解析】【详解】[1]水球中的气泡特别明亮，这主要是因为光在气泡表面发生了全反射现象。[2]由得[3]光在水中传播的距离光在水中的速度所以11.实验小组的同学在实验室做“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。（1）下列最合理的装置是___________A．B．C．D．（2）为使重力加速度的测量结果更加准确，下列做法合理的有___________A．测量摆长时，应测量水平拉直后的摆线长B．在摆球运动过程中，必须保证悬点固定不动C．摆球运动过程中，摆线与竖直方向的夹角不能太大D．测量周期时，应该从摆球运动到最高点时开始计时（3）某同学课后尝试在家里做用单摆测量重力加速度的实验。由于没有合适的摆球，于是他找到了一块鸡蛋大小、外形不规则的大理石块代替小球进行实验。如图1所示，实验过程中他先将石块用细线系好，结点为M，将细线的上端固定于O点。然后利用刻度尺测出OM间细线的长度l作为摆长，利用的秒表功能测出石块做简谐运动的周期T。在测出几组不同摆长l对应的周期T的数值后，他作出的图像如图2所示。①该图像的斜率为___________A．gB．C．D．②由此得出重力加速度的测量值为___________。（π取，计算结果保留三位有效数字）（4）实验中，该同学测量摆长使用绳长，而非悬点到石块重心之间的距离，这对重力加速度测量结果的影响是：测量值___________真实值。（填“>”、“=”、“<”）【答案】①.D②.BC##CB③.C④.⑤.【解析】【详解】（1）[1]根据单摆理想模型可知，为减小空气阻力的影响，摆球应采用密度较大，体积较小的铁球，为使单摆摆动时摆长不变化，摆线应用不易形变的细私线，悬点应该用铁夹来固定。故选D。（2）[2]根据周期公式可得重力加速度为A．测量摆长时，应该测量竖直拉直后的摆线长，故A错误；B．在摆球运动过程中，必须保证悬点固定不动，故B正确；C．摆球运动过程中，摆线与竖直方向的夹角不能太大，如摆角太大，将不能看作简谐运动，单摆周期公式失效，故C正确；D．测量周期时，应该从摆球运动到最低点时开始计时，因为最低点位置摆球速度最大，相同的视觉距离误差引起的时间误差较小，则周期测量比较准确，故D错误。故选BC。（3）[3]由图可知，设M点到重心得距离为d，根据周期公式可得故该图像的斜率为故选C。[4]由于解得由此得出重力加速度的测量值为（4）[5]由之前的分析可知，有图像的斜率为其重力加速度为由上述分析可知，其摆长的测量不影响重力加速度的测量结果，所以其测量值等于真实值。12.某实验小组利用如图1所示的电路来观察电容器充、放电现象。已知电流从电表的“+”接线柱流入时，指针向右偏转，反之向左偏转；电解电容器的长脚接电源正极，短脚接电源负极，实验室里部分器材如下：A．电解电容器C（3000μF，25V）B．电阻箱R（0~999.9Ω）C．定值电阻（阻值约1.5kΩ）D．直流电压表V（3V，内阻约3kΩ）E．灵敏电流计G（±300μA，100Ω）F．学生电源G．单刀双掷开关H．导线若干（1）为了使电流计的量程扩大到±3mA，则应将电阻箱阻值调为___________Ω后与电流计并联（结果保留3位有效数字）。（2）按电路图连接好电路，如图2，导线1的另一端应与电容器的___________（选填“a”或“b”）连接。（3）接好电路，为观察电容器C放电时的现象，将电源电动势调至4V后，应将单刀双掷开关S接___________（选填“A”或“B”）给电容器充电。一段时间后将单刀双掷开关接另一接线柱，让电容器放电，由计算机得到电容器放电时流过改装后的电流表的电流I随时间t的变化曲线如图3，且由计算机识别知图像面积为9300μA·s，则充电结束后电容器两端的电压约为___________V（结果保留2位有效数字）。【答案】①.②.a③.A④.【解析】【详解】（1）[1]将量程为0.3mA的电流计改装成3mA的电流表，则并联的电阻（2）[2]电解电容器中长脚接电源正极，导线1是从正极接过来，所以导线1的另一端应该接a脚。（3）[3]单刀双掷开关接A时，电容器与电源相连，此时电容器充电。[4]根据可得，充电结束后电容器两端的电压为四、解答题（40分）13.如图是我国传统农具——风谷车，如图是其工作原理示意图。转动摇柄、联动风箱内的风叶向车斗内送风，质量较大的谷粒为饱粒，落入出料口AB，瘪粒及草屑被吹出出风口。已知A、B两点在同一水平线上，AB的宽度x，A在C正下方，AC的高度h，一质量的谷粒从C漏下，恰好碰到B点落入出料口。设谷粒从C漏出时速度为零，谷粒在车斗内所受水平风力恒定，只考虑其所受重力和风力作用，重力加速度。求该谷粒从C落到出料口的过程中（1）所经历的时间；（2）所受水平风力冲量的大小。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设谷粒从C落到出料口的过程中所经历的时间为t，谷粒在竖直方向自由落体运动，根据运动的独立性，有解得（2）设谷粒从C落到出料口B点时的水平速度为vx，因水平方向上做初速为零的匀加速直线运动，根据运动的独立性原理有解得则只在水平方向上根据动量定理，所受水平风力冲量的大小为14.下雨时，为什么蚊子不会被雨滴砸死？科学家研究发现蚊子被雨滴击中时并不抵挡雨滴，而