山东省日照市五莲县第一中学高三上学期1月月考物理试题

高三期末模拟题一物理试题第I卷（共40分）一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.月壤中存在大量氦3（），氦3可以进行核聚变反应，反应方程式为：，是理想的清洁核能源。已知的质量3.0161u，的质量4.0026u，的质量1.0078u，的质量1.0087u，1u相当于的能量，下列说法正确的是（）A.X是质子，释放能量约 B.X是质子，释放能量约C.X是中子，释放能量约 D.X是中子，释放能量约【答案】B【解析】【详解】核反应遵循质量数和电荷数守恒，可知X是质子，释放能量为故选B。2.密闭容器内封有一定质量的理想气体，图像如图所示，从状态a开始变化，经历状态b、状态c，最后回到状态a完成循环。下列说法正确的是（）A.气体在由状态a变化到状态b的过程中放出热量B.气体在由状态b变化到状态c的过程中，内能增加C.气体从状态a完成循环回到状态a的过程中，向外界放出热量D.气体从状态c变化到状态a的过程中，单位时间撞击单位面积容器壁的分子数增加【答案】C【解析】【详解】A．气体在由状态a变化到状态b的过程中压强不变，体积增大，气体对外做功，即W＜0温度升高，气体内能增大，即＞0由热力学第一定律有可知Q＞0气体吸收热量，故A错误；B．气体在由状态b变化到状态c的过程中，气体温度变，气体内能不变，故B错误；C．气体从状态a完成循环回到状态a的过程中，气体温度不变，气体内能不变，由热力学第一定律有从a到b为等压变化，气体体积变大，气体对外做功为从b到c为等温变化，气体体积减小，外界对气体做功为为从b到c的压强的平均值，据可得pc＞pb所以＞pb数值上W2＞W1而气体从c到a体积不变，气体不做功，故气体从状态a完成循环回到状态a的的过程中，表现为外界对气体做功，总全程功为正值，根据热力学第一定律可知气体向外界放出热量，故C正确；D．气体从状态c变化到状态a的过程中，体积不变，分子密度不变，而温度降低，分子的平均动能减小，气体的压强减小，所以单位时间撞击单位面积容器壁的分子数不会增加，故D错误。故选C。3.如图所示，理想变压器原线圈电源电压，副线圈两端电压，输出端连有完全相同的两个灯泡和，单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为3V，当开关S断开时，电流表的示数是15A。电表均为理想电表。下列说法正确的是（）A.原线圈匝数为75匝B.当开关S断开时，电流表的示数为2AC.当开关S闭合时，电流表的示数变小D.当开关S闭合时，电流表的示数是30A【答案】D【解析】【详解】A．设单匝线圈的匝数用表示，电压为，原线圈的匝数为，由电压与匝数的关系可得匝故A错误；B．当开关S断开时，由输入功率等于输出功率有代入数据解得故B错误；C．当开关S闭合时，副线圈回路中的总电阻减小，故而电流增大，而原副线圈的匝数比不变，则可知原线圈中的电流也增大，即电流表的示数变大，故C错误；D．当开关S闭合时，两灯泡完全相同，并联后总电阻变为原来的一半，而输入端的电压以及线圈的匝数都不变，则可知副线圈两端的电压不变，因此副线圈回路中的电流变为原来的两倍，即电流表的示数是30A，故D正确。故选D。4.如图所示，折射率的透明玻璃半圆柱体，半径为R，O点是某一截面的圆心，虚线与半圆柱体底面垂直。现有一条与距离的光线垂直底面入射，经玻璃折射后与的交点为M，图中未画出，则M到O点的距离为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】光路图如图所示由几何关系知在B点的入射角为α=30°根据折射定律有解得θ=45°可知β=135°r=15°根据正弦定理有解得故选A。5.如图所示，一长木板a在光滑水平地面上运动，某时刻将一个相对于地面静止的物块b轻放在木板上，此时a的速度为，同时对b施加一个水平向右的恒力F，已知物块与木板的质量相等，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上，则物块放到木板上后，下列图中关于a、b运动的速度时间图像可能正确的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【详解】长木板和滑块速度达到相对之前，相对向左运动，受到向右的摩擦力和恒力，受到向左的摩擦力，做减速运动，做加速运动，由于不清楚、质量以及恒力的大小，无法比较、加速度的关系，、共速后，若在作用下，、间的摩擦力没有达到最大静摩擦力，对、整体由牛顿第二定律可知，、一起做加速运动，若在作用下，、间的摩擦力达到最大静摩擦力后，则、加速度大小不相等，均做加速运动。故选D。6.如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波，实线为时刻的波形图，此时质点Q（）向y轴正向振动，虚线为时的波形图，质点P（）在0.9s时恰好第三次到达波峰，则下列说法正确的是（）A.该波沿x轴负方向传播 B.该波的传播速度为C.在时刻，Q点处于波峰位置 D.在0～0.9s内，Q运动的路程为20m【答案】C【解析】【详解】A．根据同侧法可知该波沿x轴正方向传播，故A错误；B．质点P（）在0.9s时恰好第三次到达波峰，则有解得T=0.4s由图知波长为8m，则故B错误；C．据Q点波峰坐标为则波峰传到Q点的时间为当时，解得n=4故C正确；*D．若质点Q振动时，其通过的路程为但在0～0.9s内，即Q点只振动了，所以Q运动的路程小于20m。故D错误。故选C。7.在电影《流浪地球》中，宏大的太空电梯场景十分引人入胜，目前已发现的高强度轻质材料碳纳米管，其强度是钢的1000倍，密度是钢的1/6，这使得人们有望在赤道上建造垂直于水平面的“太空电梯”（如图甲所示）。如图乙图像所示，图线A表示地球引力对电梯仓产生的加速度大小a与电梯仓到地心的距离r的关系，图线B表示航天员由于地球自转而产生的向心加速度大小与r的关系，其中R为地球半径，已知地球自转角速度为ω，关于相对地面静止在不同高度的电梯仓内的质量为m的航天员，下列说法正确的有（）A.航天员在处的线速度等于第一宇宙速度B.航天员在与处的线速度的比为C.电梯仓运动至处，航天员对电梯仓的压力为零D.地球表面重力加速度可以表示为【答案】C【解析】【详解】A．第一宇宙速度是万有引力完全提供向心力，但是在处，地球引力对航天员产生的加速度与航天员由于地球自转而产生的加速度大小不相等，万有引力不完全提供向心力，所以此处的线速度不等于第一宇宙速度，故A错误；B．由题可知在处，由万有引力完全提供随地球自转的向心力，与同步卫星情况一致，此处为同步卫星轨道，速在与地球自转角速度ω相等，根据可知航天员在与处的线速度的比为故B错误；C．由题知，在处，航天员的加速度等于地球同步卫星的加速度，所以航天员处于完全失重状态，航天员对电梯仓的压力为零，故C正确；D．因为有太空天梯的存在，航天员的位置相对地球保持不变，即可认为在处是地球的同步卫星，由万有引力得又在处解得故D错误。故选C。8.如图所示，质量为1kg的小球A与质量未知的滑环B用绕过光滑定滑轮的不可伸长的轻绳连接，连接滑环B的绳与杆垂直并在同一竖直平面内。滑环B套在与竖直方向成的粗细均匀的固定杆上，滑环和杆间的动摩擦因数，初始时滑环恰好不下滑，现对小球A施加一个水平力F，使小球A在水平力F的作用下沿着1/4圆弧轨迹缓慢上移，设滑环与杆间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力（），下列说法正确的是（）A.绳子拉力保持不变B.滑环B的质量C.固定杆给滑环B的弹力方向垂直于杆向上D.滑环B受到的摩擦力逐渐变小【答案】B【解析】【详解】A．对小球A施加一个水平力F，使小球A在水平力F的作用下沿着1/4圆弧轨迹缓慢上移，在圆周上任一位置时，根据平衡条件可得，绳的拉力为外力F为小球A沿着1/4圆弧轨迹缓慢上移，增大，可知拉力T和外力F均增大，故A错误；B．初始时，绳的拉力在A点为初始时滑环恰好不下滑，对B由平衡条件得解得故B正确；C．由于绳的拉力增大，开始时由于拉力T1增大，则N垂直于杆向下且增大，故C错误；D．由于N增大，所以B保持静止，则可知摩擦力大小不变，故D错误。故选B。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.光干涉现象在工业技术中有重要应用，例如检查平面的平整程度。如图甲所示，把一透明板压在另一透明板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让红光和蓝光分别从上方射入，得到明暗相间的条纹如图乙所示。下列说法正确的是（）A.a图是红光，b图是蓝光B.将两种颜色的光分别通过狭窄的单缝，也能得到如图所示的条纹C.条纹间距之比等于波长之比D.若将薄片的厚度增加，则条纹间距减小【答案】CD【解析】【详解】ACD．根据可得条纹间距之比为若将薄片的厚度d增加，则条纹间距减小，由图可知a图的条纹间距小于b图的条纹间距，所以a的波长小于b的波长，而红光的波长大于蓝光的波长，故A错误，CD正确；B．此图干涉现象，若将两种颜色的光分别通过狭窄的单缝，产生的是衍射现象，故不能得到如图所示的条纹，故B错误。故选CD。10.物理学的不断发展使人们对于世界的认识逐渐趋于统一，大到宇宙天体小到带电粒子，它们的运动也能发现很多相似之处。若在点电荷M的作用之下，能够让一点电荷P在平面内绕x轴上固定的点电荷M做逆时针方向的低速椭圆运动，其中C、D关于O点的中心对称点分别为E、F，不计点电荷P的重力。下列说法正确的是（）A.若P为负电荷，则A点的电势可能比B点的电势高B.当P沿E、A、C运动时，电场力先做负功后做正功C.P从C运动到D的时间等于从E运动到F的时间D.若点电荷M到坐标原点的距离与半长轴之比为2：3，则P在A、B两点的速度之比为1：5【答案】BD【解析】【详解】A．点电荷P在平面内绕x轴上固定的点电荷M做逆时针方向的低速椭圆运动，两者为吸引力，若P为负电荷，则点电荷M为正电荷，则A点的电势比B点的电势低，故A错误；B．两点电荷为吸引力，当P沿E、A、C运动时，速度与电场力的夹角先为钝角后为锐角，所以电场力先做负功后做正功，故B正确；C．由对称性可知，点电荷P在CD上任一点的电势能比在EF点上任一的电势能小，由能量守恒可知，点电荷P点CD上任一点的动能比在EF点上任一的动能大，即在CD上的平均速率比在EF上的大，而CD与EF的长度相等，根据可知P从C运动到D的时间小于从E运动到F的时间，故C错误；D．若点电荷M到坐标原点的距离与半长轴之比为2：3，则点电荷M到A、B两点的距离之比为5：1，设A、B两处的曲率圆半径为r，则在A点在B点解得可得P在A、B两点的速度之比为1：5，故D正确。故选BD。11.如图所示，质量均为m的物块A和B用轻弹簧连接并竖直放置，轻绳绕过分别固定在同一水平面上O、E两点的定滑轮，一端与物块A连接，另一端与质量也为m的小球C相连，小球C套在水平固定且粗细均匀的光滑直杆上，开始时小球C锁定在直杆上的P点，连接小球的轻绳和水平方向的夹角为，物体B对地面的压力恰好为零，某时刻解除对小球C的锁定，同时施加一个水平向右、大小为F的恒力，小球C运动到直杆上的Q点时速度达到最大，与水平方向的夹角也为θ，D为的中点，间距离为L，在小球C的运动过程中，轻绳始终处于拉直状态，弹簧始终在弹性限度内，忽略两个定滑轮大小，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.小球C从P点运动到D点的过程中，合外力对物体A做功为零B.小球C从P点运动到D点的过程中，弹簧弹力和轻绳拉力对物体A的冲量之和为零C.小球C运动到Q点时，物块A的速度大小为D.小球C运动到Q点时，物体A的加速度大小为【答案】ACD【解析】【详解】A．小球C运动到D点时，物体A的速度为零，根据动能定理可知故A正确；B．小球C从P点运动到D点的过程中，根据动量定理知重力的冲量不为零，所以弹簧弹力和轻绳拉力对物体A的冲量之和也不为零，故B错误；C．小球C运动到Q点时，弹簧的弹性性能变化量为零，A、C和弹簧组成的系统根据能量守恒有且解得故C正确；D．小球C运动到直杆上的Q点时速度达到最大，根据平衡条件有根据对称性可知，小球C运动到直杆上的Q点时物体B对地面的压力恰好为零，则弹簧处于伸长状态，且大小为物体A的加速度大小为故D正确。故选ACD。12.电磁减震器是利用电磁感应原理制作的一种新型智能化汽车独立悬架系统。该减震器是由绝缘滑动杆及固定在杆上12个相互紧靠的相同矩形线圈构成。减震器右侧是一个由电磁铁产生的磁场，磁场的磁感应强度与通入电磁铁的电流间的关系可简化为，其中，磁场范围足够大。当减震器在光滑水平面上以初速度v进入磁场时会有减震效果产生，当有超过6个线圈进入磁场进行减速时，车内人员会感觉颠簸感较强。已知滑动杆及线圈的总质量，每个矩形线圈匝数匝，电阻值，边长，边长，整个过程不考虑互感影响，则下列说法正确的是（）A.当电磁铁中的电流为2mA时，为了不产生较强颠簸，则减速器进入磁场时的最大速度为3m/sB.若检测到减速器以5m/s将要进入磁场时，为了不产生较强的颠簸，则调节磁场的电流可以为3mAC.若检测到减速器以5m/s将要进入磁场时，为了不产生较强的颠簸，则调节磁场的电流可以为2.5mAD.当电磁铁中的电流为2mA，减速器速度为5m/s时，磁场中第1个线圈和最后1个线圈产生的热量比【答案】B【解析】【详解】A．由题分析知当每个线圈进入磁场时，安培力冲量大小为而解得可知每个线框进入磁场的安培力冲量相等，则每完全进入一个线圈时，减震器的速度减少量相等，根据动量定理可得每进入一个线框的速度减少量为即而则当磁场的电流为2mA时，则由题知当有超过6个线圈进入磁场进行减速时，车内人员会感觉颠簸感较强，为了不产生较强颠簸，则最多6个线圈进入磁场，则减速器进入磁场时的最大速度为故A错误；B．若磁场的电流为3mA时，则若检测到减速器以5m/s将要进入磁场时，则进入磁场的线圈个数为＜6个可知减速器不产生较强的颠簸，故B正确；C．若磁场的电流为2.5mA时，则若检测到减速器以5m/s将要进入磁场时，则进入磁场的线圈个数为＞6个可知减速器会产生较强的颠簸，故C错误；D．当电磁铁中的电流为2mA，每进入一个线框的速度减少量为当减速器速度为5m/s时，能够进入磁场的线圈个数为只有进入磁场的线圈产生热量，根据能量守恒知线圈产生的热量等于减少的动能，第一个线圈完全进入磁场时速度为第12线圈进入磁场和完全进入磁场时的速度为则磁场中第1个线圈和第12线圈产生的热量比故D错误。故选B。第Ⅱ卷（共60分）三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.某物理活动小组想利用一根压缩的弹簧弹开带有遮光片的滑块来探究弹簧的弹性势能与形变量之间的关系，装置如图（a）所示，将带有刻度尺的长木板水平固定在桌面上，弹簧的左端固定在挡板上，弹簧左端对应刻度尺位置坐标为零，右端与滑块刚好接触（但不连接，弹簧为原长），记录弹簧原长位置，现让滑块压缩弹簧至P点并锁定，P点位置坐标记为，然后在木板上弹簧原长位置处固定光电门，位置坐标记为。实验步骤如下：（1）用游标卡尺测量遮光片的宽度d，其示数如图（b）所示，__________；（2）将光电门连接计时器，解除弹簧锁定，滑块被弹开并沿木板向右滑动，计时器记录遮光片通过光电门的时间，再测量滑块停止时的位置坐标记为，若已知遮光片与滑块总质量为m，则弹簧的弹性势能__________（用物理量符号表示）；（3）改变P点的位置，记录弹簧形变量的数值，多次重复步骤（2），通过计算得到多组值，选择合适标度在坐标纸上描点作图，即可得到弹簧弹性势能与形变量的关系；（4）若在实验过程中，某同学用图像法处理数据，以为纵坐标，以x为横坐标得图像如图（c）所示，设重力加速度为g，则该同学选择的横坐标x为__________，由图线可得滑块与木板间的动摩擦因数__________（用物理量的符号表示）。【答案】①.1.30②.③.④.【解析】【详解】（1）[1]游标卡尺主尺读数为，游标尺读数为，则；（2）[2]位置的速度为根据功能关系有根据动能定理有解得（3）[3][4]的过程中，根据动能定理有可得则横坐标应为，根据图象斜率可知解得14.某实验小组用图甲所示的电路探究某灯泡的电阻和功率随电压变化的规律，该灯泡在25℃时的电阻约为2.5Ω，所加电压为2V时的电阻约为4.0Ω。图甲中其它部分器材的参数如下：电源（电动势为4V，内阻不计）；电压表（量程为3V时内阻约为，量程为15V时内阻约为）；电流表（量程为0.6A时内阻约为，量程为3A时内阻约为）。（1）将图甲所示的实验电路补充完整，要求灯泡两端的电压自零开始调节；（）（2）电压表示数用U表示，电流表示数用I表示，调整滑动变阻器滑片位置，得到多组U、I数据，根据得到的U、I数据画出的图像如图乙所示，由图像可得灯泡在时的电阻为__________Ω（保留两位有效数字），由于实验存在系统误差，该测量值比真实值__________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）；（3）将两个这样的小灯泡串联后接在电动势为3V，内阻为2Ω的电源上，则每个小灯泡消耗的功率约为__________W，电源的效率约为__________（保留两位有效数字）。【答案】①.②.2.0③.偏小④.0.50⑤.67%【解析】【详解】（1）[1]要求灯泡两端的电压自零开始调节，滑动变阻器应采用分压接法；电动势为，则电压表量程选择，由于灯泡的电阻远小于电压表内阻，则电流表应采用外接法，则实物连线如图所示（2）[2]根据图像可知，时，电流为，此时灯泡电阻为[3]由于电流表采用外接法，误差来源于电压表的分流，使得电流表的示数大于通过灯泡的实际电流，则灯泡电阻的测量值比真实值偏小。（3）[4]将两个这样的小灯泡串联后接在电动势为3V，内阻为2Ω的电源上，设每个灯泡的电压为，电流为，根据闭合电路欧姆定律可得可得在灯泡的图像画出对应关系图像，如图所示由图像交点可知，每个小灯泡消耗的功率约为[5]电源的效率约为15.如图所示，三角形是由某种均匀透明物质制成的直角三棱镜的横截面，，相距为d的完全相同的两细光束在纸面内垂直面射入棱镜，发现细光束恰好不能从面射出，最后从面射出。已知光在真空中的传播速度为c。求：（1）三棱镜的折射率n；（2）两细光束在透明物质内传播的时间差。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）由题意可知，光线从AB垂直射入，恰好在AC面发生全反射，光线最后从BC面射出，设光发生全反射的临界角为C，由几何关系可知则解得（2）由折射规律可知两束光在BC面射出也是平行光，如图所示根据几何关系可知两细光束在透明物质内传播的路程差光在透明物质内传播速度两细光束在透明物质内传播的时间差16.如图所示，与水平面夹角的传送带正以的速度沿顺时针方向匀速运行，A、B两端相距。现每隔1s把质量的工件（视为质点）轻放在传送带A端，在传送带的带动下，工件向上运动，工件与传送带间的动摩擦因数，g取，求：（1）两个工件间的最小距离；（2）传送带满载时与空载时相比，电机对传送带增加的牵引力。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）对工件受力分析，根据牛顿第二定律工件放上传送带后的加速度大小经过时间与传送带速度相等，则加速时间、运动距离分别为再过，放下一个工件，此时该工件距前一个工件距离最小，有代入数据解之得（2）工件与传送带同速后相对静止，在静摩擦力作用下做匀速直线运动直到端，匀速距离为解得每个工件在传送带上的运动时间当第1个工件刚到达端时，第6个工件已经在传送带上运动了，而第7个工件还未放上；传送带上满载时，有1个工件在传送带上滑动，有5个工件相对传送带静止，传送带受到的摩擦力故电机对传送带增加的牵引力17.电子质量为m、电荷量为e，从坐标