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    北京市中央民族大学附属中学2021-2022学年高三下学期2月适应性练习物理试题含答案
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    北京市中央民族大学附属中学2021-2022学年高三下学期2月适应性练习物理试题含答案

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    这是一份北京市中央民族大学附属中学2021-2022学年高三下学期2月适应性练习物理试题含答案,共14页。试卷主要包含了15 MeV,氢原子能级示意如图,核聚变过程可以释放大量能量等内容,欢迎下载使用。

    中央民族大学附属中学2022年高三物理

    本试卷共100   考试时间90分钟

     

    本试卷共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。

    第一部分

    一.单项选择题本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。

    1.   原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源。当氘等离子体被加热到适当高温时,

    氘核参与的几种聚变反应可能发生,放出能量。这几种反应的总效果可以表示为:

    6 k d 2 43.15 MeV

    由质量数守恒和电荷数守恒可知(  )

    Ak1d4        Bk2d2

    Ck1d6         Dk2d3

    2.氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于能级上,下列说法正确的是( 

    A. 这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子

    B. 能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子频率低

    C. 能级跃迁到能级需吸收的能量

    D. 能级的氢原子电离至少需要吸收的能量

    3.一列简谐横波沿 轴正方向传播,周期为 时的波形如图所示。 时( )。

    A.质点 速度方向沿 轴负方向

    B.质点 沿 轴正方向迁移了

    C.质点 的加速度为零

    D.质点 的位移为

    4.如图,一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10 m,该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg。绳的质量忽略不计,当该同学荡到秋千支架的正下方时,速度大小为8 m/sg9.8m/s2,则此时每根绳子平均承受的拉力约为(     )

    A200 N      B400 N    C600 N     D800 N

    5.我国首次火星探测任务被命名为天问一号。已知火星质量约为地球质量的10%,半径约为地球半径的50%,下列说法正确的是( 

    A. 火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度

    B. 火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间

    C. 火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度

    D. 火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度

    6.如图所示,在 平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为 的匀强磁场。一带电粒子从 轴上的 点射入磁场,速度方向与 轴正方向的夹角
    θ=45° 。粒子经过磁场偏转后在 点(图中未画出)垂直穿过 轴。已知 ,粒子电荷量为 ,质量为 ,重力不计。则(  

    1.     粒子带正电荷
    2.     粒子速度大小为
    3.     粒子在磁场中运动的轨道半径为
    4.     点相距

    7.如图所示的平面内,有静止的等量异号点电荷,MN两点关于两电荷连线对称,MP两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是(       )

    AM点的场强比P点的场强大

    BM点的电势比N点的电势高

    CN点的场强与P点的场强相同

    D.电子在M点的电势能比在P点的电势能大

    8.如图所示电路中,电源内阻不可忽略,L1L2为两只完全相同、阻值恒定的灯泡,R为光敏电阻(光照越强,阻值越小)。闭合开关S,随着光照强度逐渐增强              (  )

    A. L1逐渐变暗,L2逐渐变亮

    B. L1逐渐变亮,L2逐渐变暗

    C. 电源内电路消耗的功率逐渐减小

    D. 光敏电阻RL1消耗的总功率逐渐增大

    9.两个完全相同的质量均为m的滑块AB,放在光滑水平面上,滑块A与轻质弹簧相连,弹簧另一端固定在墙上。滑块Bv0的速度向滑块A运动,如图所示,两滑块相碰后一起运动不再分开,下述正确的是                                         

    A.弹簧最大弹性势能为

    B.弹簧最大弹性势能为

    C.两滑块相碰后一起运动过程中,系统动量守恒

    D.两滑块(包括弹簧)相碰后一起运动过程中,系统机械能守恒

    10如图所示,理想变压器的原线圈接在的交流电源上,副线圈接有的负载电阻,原、副线圈匝数之比为21,电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是

    A.原线圈的输入功率为

    B.电流表的读数为1 A

    C.电压表的读数为

    D.副线圈输出交流电的周期为50 s

    11.在如图所示的电路中,A1A2为两个完全相同的灯泡,L为自感线圈,E为电源,R为滑动变阻器,S为开关。闭合开关后,发现A1A2亮。自感线圈L的直流电阻为RL此时滑动变阻器接入电路的电阻为R0。下列说法正确的是              (  )

    A.R0>RL;断开开关S的瞬间,A2中的电流方向为ab

    B.R0>RL;断开开关S的瞬间,A2中的电流方向为ba

    C.R0<RL;断开开关S的瞬间,A2中的电流方向为ab

    D.R0<RL;断开开关S的瞬间,A2中的电流方向为ba

    12.理想实验是以可靠的事实为基础,经过抽象思维,抓住主要因素,忽略次要因素,从而深刻地揭示自然规律的科学研究方法。伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展,伽利略理想实验步骤如下:

    两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面AB滚下,小球将滚上另一个斜面BC.

    如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度.

    减小第二个斜面的倾角,小球仍然要达到原来的高度.

    继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面做持续的匀速直线运动.

    上述四个步骤中,属于理想化推论的是(   

    1.           B. ②③

    C.  ②③④     D. ①②③④

    13. 如图所示是某笔记本电脑电池上的标注,充满电后正常办公可以使用10小时,电脑主人发现该笔记本还有一个空余的硬盘位,于是又添加了一块500G的固态硬盘,该固态硬盘额定工作电压3.3V,平均工作电流20mA,那么电池充满电后,该笔记本电脑正常办公使用时间约为( 

    A. 10小时  

    B. 9小时

    C. 8小时

    D. 7小时

    14.核聚变过程可以释放大量能量。一种典型的聚变反应就是四个氢原子核(质子)结合成一个氦原子核,大约释放28MeV的能量。太阳内部就时刻发生着核聚变,给我们带来光和热。如果想实现人工核聚变,困难在于原子核都带正电,互相排斥,一般情况下不能相互靠近而发生结合,只有在温度达到极高温度时,原子核的热运动速度非常大,才能冲破库仑斥力的壁垒,碰撞到一起发生结合,这叫热核反应。根据统计物理学,绝对温度为T时,粒子的平均动能其中k=1.38×J/K,叫做玻尔兹曼常量。理论计算表明,当质子的平均动能达到约7.2×105eV时,热运动的质子容易发生结合而发生聚变反应。不考虑量子效应及相对论效应,根据以上信息结合经典理论,判断下列说法正确的是( 

    A. 将氦核的核子全部分开,大约需要28MeV的能量,氦核的比结合能约为14MeV

    B. 若两个质子以相同初动能E0相向运动正碰而恰好结合,则一个质子从远处以初动能2E0与另一个静止的质子发生正碰,也能恰好结合

    C. 若两个质子以相同初动能E0相向运动正碰而恰好结合,则一个质子从远处以初动能4E0与另一个静止的质子发生正碰,也能恰好结合

    D. 由以上信息可以计算出发生热核反应时的温度约为107K量级

    第二部分

    1. 某同学利用如图甲所示的装置探究物体的加速度a与所受合力F的关系。

    图甲

    (1)  打点计时器使用的电源是______(选填选项前的字母)。

    A.交流电源 B.直流电源

    (2) 他用小木块将长木板无滑轮的一端垫高,目的是平衡摩擦力。

    a. 具体操作是:把木板垫高后,小车放在木板上,在不挂小桶且计时器______(选填打点不打点)的情况下,轻推一下小车,若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其它阻力的影响。

    b. 实验时保持小桶和砝码的总质量远小于小车的质量,其目的是____选填选项前的字母)。

    A.小车所受的拉力近似等于小车所受的合力

    B.小车所受的拉力近似等于小桶和砝码的总重力

    C.保证小车运动的加速度不超过当地重力加速度

    (3) 图乙所示为实验中得到的一条纸带,纸带上相邻两计数点之间的时间间隔为T=0.10s,由图中数据可计算出小车在B点的速度大小vB=        (结果保留3位有效数字)

    ;加速度a =_______m/s2(结果保留2位有效数字)。

    图乙

    (4) 若实验中砂和桶的总质量为,则从理论分析可得砂和桶的总重力与细绳对小车的拉力F的大小关系为________ F(选填略大于等于略小于)。

    1. 指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。

    (1)  如图甲所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中S为一个单刀多掷开关,通过操作开关,接线柱B可以分别与触点123接通,从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能。关于此多用电表,下列说法中正确的是    (选填选项前面的字母)

    A.S接触点1,多用电表处于测量电流的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔

    B.S接触点2,多用电表处于测量电压的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔

    C.S接触点2,多用电表处于测量电阻的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔

    D.S接触点3,多用电表处于测量电压的挡位,其中接线柱B接的是红表笔

    (2) 用实验室的多用电表进行某次测量时,指针在表盘的位置如图乙所示。

    a.若所选挡位为直流250 mA,则示数为_________mA

    b.若所选挡位为电阻×10 Ω,则示数为      _________Ω

    (3) 用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约15 Ω的电阻后,需要继续测量一个阻值约2 kΩ的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前,请选择以下必需的步骤,并按操作顺序逐一写出步骤的序号:  

    A.将红表笔和黑表笔接触

    B.把选择开关旋转到“×100”位置

    C.把选择开关旋转到“×1 k”位置

    D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点

    (4)丙同学在图丙所示实验中,闭合开关后发现小灯泡不发光。该同学检查接线均良好。保持开关闭合,用多用电表2.5V直流电压挡进行检测。下列说法正确的是        

    A.将多用电表红、黑表笔分别接触AB,若电压表几乎没有读数,说明灯泡可能出现短路故障

    B.将多用电表红、黑表笔分别接触CD,若电压表几乎没有读数,说明开关出现断路故障

    C.将多用电表红、黑表笔分别接触EF,若电压表读数接近2.5V,说明灯泡和灯泡座可能接触不良(即存在断路)

     

    17.(9分)如图所示,在距水平地面高h=0.80m的水平桌面左边缘有一质量mA=1.0kg的物块Av0=5.0m/s的初速度沿桌面运动,经过位移s=1.8m与放在桌面右边缘O点的物块B发生正碰,碰后物块A的速度变为0,物块B离开桌面后落到地面上。设两物块均可视为质点,它们的碰撞时间极短,物块A与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,物块B的质量mB=1.6kg,重力加速度g=10m/s2。求:

    1)两物块碰撞前瞬间,物块A的速度大小vA

    2)物块B落地点到桌边缘O点的水平距离x

    3)物块AB碰撞的过程中系统损失的机械能E

     

     

     

     

    18.(9分)许多电磁现象可以用力的观点来分析,也可以用动量、能量等观点来分析和解释. 如图所示,足够长的平行光滑金属导轨水平放置,导轨间距为L ,一端连接阻值为R的电阻.导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.质量为m、电阻为r的导体棒MN放在导轨上,其长度恰好等于导轨间距,与导轨接触良好.已知导体棒MN以初速度v0向右运动,求:

    1)当导体棒运动的速度为v0时,求其加速度a的大小;

    2)若金属导轨足够长,求导体棒速度由v0减到v0/2过程中,回路中产生的电热

    3)证明导体棒克服安培力做功的功率等于回路消耗的热功率

     

     

     

     

     

     

    19.(10分)玻尔的原子结构理论指出,电子环绕原子核做圆周运动,如图1所示。已知某状态下电子绕核运动的轨道半径为r,电子的电量为e,静电力常量为k。试回答以下问题:

    1)求电子在轨道半径为r圆周上运动时动能Ek

    2)氢原子核外电子的轨道是一系列分立、特定的轨道,如图2所示,电子对应的轨道半径关系为rn=n2r1n=123…)。图3为氢原子的能级图。已知n=1时,相应的轨道半径r1=0.53×10-10 m,静电力常量k=9.0×109 Nm2/C2。计算n=3时,氢原子的势能Ep3

    3)若规定两质点相距无限远时引力势能为零,则质量分别为Mm的两个质点相距为r时的引力势能表达式为,式中G为引力常量。原子核和它周围的电子运动模型与太阳和地球、地球和人造卫星运动很相似。如图4所示,设距地球无穷远处万有引力势能为零,已知地球的质量为MD,地球半径为RD。请推导地球的第二宇宙速度表达式。

     

     

     

     

       1            2              3          4

     

     


    20.12分)静止电荷在其周围空间产生的电场,称为静电场;随时间变化的磁场在其周围空间激发的电场称为感生电场。

    1如图1所示,真空中一个静止的均匀带电球体,所带电荷量为+Q,半径为R,静电力常量为k。距球心r处电场强度的大小分布满足如下关系:

    a.将电荷量为q的试探电荷放在距离带电球球心2R处,求其受到的静电力大小F

    b.在图2坐标系中画出E- r图像,并借助该图像求出带电球的球心与球面间的电势差U

    2如图3所示,在纸面内以O为圆心、半径为a的圆形区域内,分布着垂直纸面向里的磁场,磁感应强度B的大小随时间均匀增加,变化率为k。该变化磁场激发感生电场,距圆心r处的电场强度大小分布满足如下关系:

    电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备。一种电子感应加速器的简化模型如图4所示,空间存在垂直纸面向里的磁场,在以O为圆心,半径小于r0的圆形区域内,磁感应强度B1=k1t,在大于等于r0的环形区域内,磁感应强度B2=k2t,其中k1k2均为正的定值。电子能在环形区域内沿半径等于r0的圆形轨道运动,并不断被加速。

    a.分别说明B1B2的作用;

    b.推导k1k2应满足的数量关系。

     

     

    2022年高三物理

    参考答案

    1B

    2C

    3C

    4B

    5C

    6D

    7C

    8A

    9D

    10B

    11B

    12C

    13A

    14C

    15

    (1)  A2分)

    (2)  a. 打点(2分);b. B2分)

    (3)  0.565m/s1分);1.1m/s21分)

    (4)  略大于(1分)

    16

    (1)  AC 3分)

    (2)  a. 111110-112即可)(1分);b. 1901分)

    (3)  BAD2分)

    (4)  AC2分)

     

     

     

    17.(9分)(1)物块A沿桌面滑动所受摩擦力f=μmAg

    做匀减速运动的加速度  a=μg=2.5m/s2   公式有v02 vA2=2as    解得vA=4.0m/s

     

    2)设两物块碰撞后瞬间,物块B的速度大小为vB,因碰撞时间极短,根据动量守恒定律有  mAvA=mBvB  解得vB=2.5m/s

    物块B离开桌面后做平抛运动的时间t==0.40s

    物块B落地点到桌边缘O点的水平距离  x=vBt=1.0m

     

    3)物块AB碰撞的过程中系统损失的机械能E=mAvA2-mBvB2=3.0J

     

    18(1)导体速度为v0时切割磁感线产生感应电动势 导体中电流强度:

    导体受到安培力:  由牛顿第二定律    所以:

    2

    3

    191)(6分)设电子质量为me,根据牛顿第二定律,

     

    2)(6分)根据rn=n2r1,当n=3时,可知r3=9r1

    ≈2.42×10-19 J≈ 1.51eV

     

     eV

    3若要摆脱地球的约束,需从地球表面飞至无穷远,由于地球无穷远处万有引力势能为零,忽略空气阻力,物体和地球组成的系统机械能守恒,

     

    20.12分)(1a. b.如图所示;;(2a.略;b.

    【解析】(1a.  由所给表达式可得                (2)

    b.   E- r关系如图所示

    根据图像所围面积可求出球心到球面的电势差为             (4)

    2a.  B1的作用是产生感生电场,使电子加速,

    B2的作用是为电子做圆周运动提供向心力                  (2)

    b. 电子在轨道运动的瞬时速度为v,电子的质量为m,电荷量为e

    由牛顿第二定律得  

    经极短时间

    综上得            (4)

    全卷评分说明:用其他方法解答正确,给相应分数。

     

     

     


     


     

     

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