湖北省襄阳市高三上学期1月调研统一测试理综物理试题

湖北省襄阳市2018届高三上学期1月调研统一测试理综物理试题一、选择题1.核泄漏中的钚（Pu）是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提供罹患癌症的风险，．已知钚的一种同位素94239Pu的半衰期为24100年，其衰变方程为A.X原子核中含有92个中子B.100个94239Pu经过24100C.由于衰变时释放巨大能量，根据E=mc2，衰变过程总质量增加D.衰变发出的γ放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力【答案】D【解析】A项：根据电荷数守恒、质量数守恒知，X的电荷数为92，质量数为235，则中子数为143，故A错误；B项：半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用．故B错误；C项：由于衰变时释放巨大能量，根据E=mC2，衰变过程总质量减小，故C错误；D项：衰变发出的γ放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力，故D正确。点晴：根据电荷数守恒、质量数守恒守恒求出X的电荷数和质量数，抓住质量数等于质子数和中子数之和求出中子数，半衰期具有统计规律，对于大量的原子核适用。2.如图所示，AC、BD为圆的两条相互垂直的直径，圆心为O，半径为R，电荷量均为Q的正负点电荷放在圆周上，它们的位置关于AC对称，，已知+Q与O点的连线和OC夹角为60°，下列说法正确的是（）A.O点电场强度大小为kQR2，方向由B.O点电场强度大小为3kQR2C.A、C两点的电势关系是φD.A电荷量为q的正电荷在A点的电势能大于在C点的电势能【答案】B【解析】A、B项：O点的场强大小E=E1cos300+E2C项：等量异种电荷中垂线为等势线，因此A、C两点的电势相等，故C错误；D项：A点与C点的电势相等，其电势差为零，则电荷q从A点运动到C点，电场力做功为零，A点的电势能等于在C点的电势能，故D错误。3.如图所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动监测到推力F、物体速度v随时间v变化的的规律如图所示，g=A.第1s内推力做功为1JB.第2s内物体克服摩擦力做的功为W=2.0JC.第1.5s时推力F的功率为2WD.第2s内推力F做功的平均功率1.5W【答案】B【解析】试题分析：从速度时间图像中可知物体在第1s内速度为零，即处于静止状态，所以推力做功为零，A错误；速度时间图像与坐标轴围成的面积表示位移，所以第2s内的位移为x=12×1×2=1考点：考查了功和功率的计算【名师点睛】对于速度图象类的题目，主要是要理解斜率的含义：斜率代表物体的加速度；速度正负的含义：速度的正负代表物体运动的方向；速度图象与时间轴围成的面积的含义：面积代表物体的位移4.如图所示，穿在水平直杆上质量为m的小球开始时静止，现对小球沿杆方向施加恒力F0，垂直于杆方向施加竖直向上的力F，且F的大小始终与小球的速度成正比，即F=kv（图中未标出）．已知小球与杆间的动摩擦因数为μ，小球运动过程中未从杆上脱落，且F0＞μmg．下列关于运动中的速度时间图象正确的是（）A.B.C.D.【答案】C【解析】试题分析：根据竖直方向上平衡，确定杆子对球弹力的变化，从而得知摩擦力大小的变化，根据牛顿第二定律得出小球加速度的变化．小球开始重力大于竖直向上的力，支持力方向向上，随着速度的增大，F增大，则支持力减小，摩擦力减小，根据牛顿第二定律，加速度增大．然后竖直向上的拉力大于重力，杆子对球的弹力向下，F增大，弹力增大，摩擦力增大，根据牛顿第二定律，加速度减小，当加速度减小到零，做匀速直线运动，故C正确．5.如图所示，在距水平地面高度为3h的水平面和水平地面间有一竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，从距地面4h高处的A点以初速度v0水平抛出一带电小球（可视作质点），带电小球电量为q，质量为m，若q、m、h、B满足关系式5πmqB=2hA.vB.vC.vD.v【答案】B学￥科￥网...学￥科￥网...学￥科￥网...学￥科￥网...学￥科￥网...学￥科￥网...学￥科￥网...又因为已知5πmqB=2h投影图如右图所示：则x=v02h6.两根相距为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mgtan37°B.回路中电流为mC.回路中电流的总功率为mgvsin37°D.m与v大小的关系为m【答案】AD【解析】试题分析：ab棒切割磁感线产生感应电流，由右手定则知方向由a至b，在cd棒中由d至c，cd棒受力如图：cd棒受安培力F安=ILB=mgtan37°，回路电流I=mgtan37°BL,ab棒所示安培力与cd棒相同，因ab棒匀速，拉力也等于安培力，又根据功能关系，拉力的功率即为电流的总功率，P=F考点：切割情况下电磁感应安培力功能关系物体平衡条件的应用7.如图所示，一电荷量q=+3×105C的小球，用绝缘细线悬挂于竖直放置足够大的平行金属板中的O点，开关S合上后，小球静止时细线与竖直方向的夹角θ=37°．已知两板间距d=0.1m，电源电动势E=15V，内阻r=0.5Ω，电阻R1=3Ω，R2=R3=R4=8Ω，．取g=10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8．则以下说法正确的是()A.电源的输出功率为14WB.两板间的电场强度的大小为140V/mC.带电小球的质量5.6毫克D.若增加R1的大小，会有瞬时电流从左向右流过R4【答案】BD【解析】R2与R3并联后的电阻值R23=R2R3R2+R3=4Ω，由闭合电路欧姆定律得I=ER1+R23+r=1538.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的质点与障碍物相距为x，在障碍物以vo=4m/s匀速向左运动的同时，质点自由下落．忽略空气阻力，g=10A.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：t1=2H−h−dg=2×2−1.2−0.610=0.2s；小球做自由落体运动到矩形孔下沿的时间为t2=2H−hg=2×2−1.210=0.4s二、实验题9.某活动小组利用如图甲的装置验证机械能守恒定律，将光电门固定在B处，钢球从与O点登高的A点由静止做圆周运动，通过B处的光电门，计时装置测出钢球通过光电门的时间为t，用钢球通过光电门的平均速率表示钢球通过光电门的瞬时速度，测出绳子的长度为L，小球直径D不可忽略，当地的重力加速度为g（1）用游标卡尺测量钢球的直径，读数如图乙所示，钢球静止为D=______cm；（2）小球到达B的速度表达式为__________；（用已知字母表达）（3）要验证机械能守恒，只要在误差允许的范围内，表达式__________成立即可（用t、L、D、g表达）。【答案】(1).D=1.21cm；(2).v【解析】(1)游标尺上共有10小格，精度为0.1mm，用游标卡尺测量钢球直径为D＝(1.2＋0.1×1)cm＝1.21cm；(2)由于小球直径较小，利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，所以小球到达B的速度为vB(3)根据机械能守恒的表达式有：mg(L点晴：对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，正确使用这些基本仪器进行有关测量；无论采用什么样的方法来验证机械能守恒，明确其实验原理都是解决问题的关键，同时在处理数据时，要灵活应用所学运动学的基本规律。10.某探究小组准备用图甲所示的电路测量某电源的电动势和内阻，实验器材如下：待测电源（电动势约2V）；电阻箱R（最大阻值为99.99Ω）；定值电阻R0（阻值为2.0Ω）；定值电阻R1（阻值为4.5kΩ）电流表G（量程为400μA，内阻Rg=500Ω）开关S，导线若干．（1）图甲中将定值电阻R1和电流表G串联，相当于把电流表G改装成了一个量程为_____V的电压表；（2）闭合开关，多次调节电阻箱，并记下电阻箱的阻值R和电流表G的示数I；（3）分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则1I和1R的关系式为（4）以1I为纵坐标，1R为横坐标，探究小组作出1I−1R的图像如图（乙）所示，根据该图像求得电源的内阻（5）该实验测得的电动势E测与真实值E真相比，理论上E测______E真【答案】(1).2；(2).1I=R1+【解析】(1)根据串联电路电流相等，当电流表满偏时改装后的电压表达到最大量程即Ug(2)根据闭合电路欧姆定律可得：E=I((3)由对应的图象可知，(R1+(4)通过（3）分析可知，本实验中不存大原理误差，即I(Rg点晴：本题考查测量电动势和内电阻的实验，要注意明确实验原理，重点分析实验电路图，同时能正确利用闭合电路欧姆定律列式，注意本题中一定要考虑电表的内阻，同时在分析图象时要认真分析坐标轴的起点值。三、计算题11.小球A以速度v0从平台边缘O点水平抛出，其运动轨迹为曲线OD，如图所示，为了研究物体从光滑抛物线轨道顶端无初速度下滑的运动，特制作了一个与与A平抛轨道完全相同的光滑轨道，并将该轨道固定在与OD曲线重合的位置，让小球A沿该轨道无初速下滑（经分析，A下滑过程中不会脱离轨道）．在OD曲线上有一M点，O和M两点连线与竖直方向的夹角为45°，求小球A通过M【答案】vm【解析】以O点为坐标原点，沿水平方向建立x轴，竖直方向建立y轴。联立得小球A的平抛轨迹方程为y=在M点，x=y，所以yM小球A自O点沿该轨道无初速下滑到M点，有12解得：vM小球A由轨道经M点的速度方向与平抛经M点时的速度方向相同，则有vM联立解得：vM12.如图，ABD为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB段是水平的，BD段为半径R=0.2m的半圆，两段轨道相切于B点，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中，场强大小E=5.0×103V/m．一不带电的绝缘小球甲，以速度v0沿水平轨道向右运动，与静止在B点带正电的小球乙发生弹性碰撞．已知甲、乙两球的质量均为m=1.0×102kg，乙所带电荷量q=2.0×105C，g取10m/s2．（水平轨道足够长，甲、乙两球可视为质点，整个运动过程无电荷转移）（1）甲乙两球碰撞后，乙恰能通过轨道最高点D，求乙在轨道上首次落点到B点的距离；（2）在满足（1）的条件下，求甲的速度v0（3）若甲仍以速度v0向右运动，增大甲的质量，保持乙的质量不变，求乙在轨道上的首次落点到B【答案】（1）x=0.4m（2）v【解析】：（1）在乙恰好能通过轨道的最高点的情况下，设乙到达最高点的速度为vD，乙离开D点达到水平轨道的时间为t，乙的落点到B点的距离为xmv2Rx=联立①②③得：x=（2）设碰撞后甲、乙的速度分别为v甲、vmv12联立⑤⑥得：v乙由动能定理得：−m联立①⑦⑧得：vD（3）设甲的质量为M，碰撞后甲、乙的速度分别为vM、vMv12联立（10）（11）得：vm由（12）和M≥m，可得：vD设乙球过D点的速度为vD−m联立⑨（13）（14）得：2m/s设乙在水平轨道上的落点到B点的距离为x'x'联立②（15）（16）得：0.4m＜x'视频13.对于一定质量的理想气体，下列说法正确_______。A．空气中PM2.5的运动属于分子热运动B．当分子力表现为引力时，分子力随分子间距离的增大先增大后减小，分子势能总是随分子间距离的增大而增大C．用油膜法估测分子大小时，用油酸溶液体积除以油膜面积，可估测油酸分子的直径D．一定质量的理想气体等温膨胀，一定吸收热量E．一定质量的理想气体体积不变时，温度越高，单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多【答案】BDE【解析】A项：空气中PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，其运动是由于来自空气分子的各个方向的撞击不平衡所引起的，属于布朗运动，即不是分子热运动，当然不属于分子的热运动，所以A错误；B项：由分子力与分子间距离关系图可知：分子力随分子间距离的增大先增大后减小，在分子间距增在过程中，引力做负功，所以分子势能增大，故B正确；C项：一滴油酸酒精溶液的体积并非为油酸体积，要根据油酸酒精溶液中所含油酸的比例，求出所含油酸体积，故C错误；D项：根据热力学定律ΔU=Q+W可知，膨胀，气体对外做功即E项：一定质量的理想气体体积不变时，温度越高，分子平均动能越大，即大部分分子运动更快，所以单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多，故E正确。14.如图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体．p0和T0分别为大气的压强和温度．已知：气体内能U与温度T的关系为U=αT，α为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求（i）气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1；（ii）在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q。【答案】(1)V1=1【解析】①由理想气体状态方程得1.2P解得：V1=12V②在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为W=P0（V﹣V1）活塞刚要下降时,由理想气体状态方程得1.2P0解得：T1=2T0；在这一过程中，气体内能的变化量为△U=α（T0﹣T1）由热力学第一定律得，△U=W+Q解得：Q=12p0V+αT0视频15.如图甲所示，沿波的传播方向上有间距均为1m的六个质点a、b、c、d、e、f，均静止在各自的平衡位置，t=0时刻振源a从平衡位置竖直向上做简谐运动，其振动图象如图乙所示，形成的简谐横波以1m/s的速度水平向右传播，则下列说法正确的是（_____）A．这列波的周期为4sB．0~3s质点b运动路程为4ccmC．4~5s质点c的