2021届福建省福州市一中高三第五次模拟考试 物理

2021届福建省福州市一中高三第五次模拟考试 物理

（满分：100分  考试用时：75分钟）

  班级__________座号____________姓名_____________

　一、单项选择题（每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。）

１．2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并实现首次放电，标志着我国可控核聚变事业由并跑向领跑迈进。聚变反应的一种方程式是：，该X粒子是（　　）

 A.　电子   B.　质子   C.　中子   D.　 光子

２. 竖直墙上A、B、C三处各有一个水平细钉子，光滑圆环如图悬挂，圆环的内侧与三个钉子均有接触。A、B、C三点中，A在圆环的最高点，C与圆环的圆心等高，则圆环受到钉子的弹力情况是（　　）

A. 可能只有A处有　　　　　　B. 可能只有A、B两处有

C. 一定只有B、C两处有　　　D. A、B、C三处一定都有

３. 如图1所示，用手握住长绳的一端，t = 0时刻在手的带动下A点开始上下振动，其振动图像如图2所示，则以下四幅图中能正确反映t1时刻绳上形成的波形的是（　　）

４.  如图甲所示，一儿童站在平板小车中间，与小车一起沿水平地面匀速向右运动，儿童突然走向小车一端,此过程儿童和小车的速度一时间关系如图乙所示，不计地面的摩擦.以下说法正确的是（　　）

A.儿童的质量小于小车的质量        

B.儿童靠近小车左端

C.儿童和小车的总动能减少     

  D.小车对儿童的冲量方向水平向右

二．多项选择题（每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）

5．网球训练中，若一运动员某一次击球时，将网球从A点水平击出，网球击中D点；另一运动员将该网球从位于A点正下方且与D点等高的B点斜向上击出，最高点为C，网球也击中D点。A、C高度相同。忽略空气阻力，则（　　）

A．网球在两个过程中飞行时间相等

B．网球在后一个过程中击中D点时速度较小

C．运动员在两个过程中对网球所做功可能相等

D．网球在后一个过程中，击中D点时重力做功的瞬时功率较大

6.  如图甲所示，“天问一号”探测器从地球发射后，立即被太阳引力俘获，沿以太阳为焦点的椭圆轨道b运动到达火星，被火星引力俘获后环绕火星飞行，轨道b与地球公转轨道a、火星公转轨道c相切。如图乙所示，“天问一号”目前已由椭圆轨道I进入圆轨道II，进行预选着陆区探测。下列说法正确的是（　　）

A. “天问一号”的发射速度v满足7.9km/s< v <11.2km/s

B. “天问一号”的发射速度v满足11.2km/s≤v <16.7km/s

C. “天问一号”在轨道II上的速度小于火星的第一宇宙速度

D. “天问一号”在椭圆轨道I上经过M点的速度小于在圆轨道II上经过M点的速度

７.如图所示，在x轴上放有两个电荷量分别为q1和q2的点电荷，q1位于x轴的坐标原点，电荷q2的右侧各点电势φ随x变化的关系如图曲线所示，其余部分的电势变化情况没有画出，其中B点电势为零，BD段中的电势最低点为C点，则（　　）

A．B点的电场强度大小为零 

B．将一带负电的试探电荷从C点移到D点，电场力做负功

C．A点的电场强度方向向左 

D．两点电荷的电荷量的大小关系为q1＞q2

８.    如图甲所示是一种振动发电装置的示意图，半径为r＝0.1 m、匝数n＝20的线圈位于辐向分布的磁场中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图乙所示)，线圈所在位置的磁感应强度的大小均为B＝ T，线圈电阻为R1＝0.5 Ω，它的引出线接有R2＝9.5 Ω的小电珠L，外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示(摩擦等损耗不计)，则（　　）

A．小电珠中电流的峰值为0.16 A

B．小电珠中电流的有效值为0.16 A

C．电压表的示数约为1.5 V                                

D．t＝0.1 s时外力的大小为0.128 N                                  

三、非选择题（本大题７小题共，60分）

９. （4分）一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a, p-V图像中各状态参量，如图所示。在a→b过程中，气体温度　　　　　（填“增加”、“减小”、或“不变”）；气体在a→b→c→a一个循环过程中对外界放出的热量为　　  　。

10. （4分）如图，轻质弹簧一端固定，另一端连接套在水平光滑杆上的质量为m的小球A，A以O点为平衡位置振动。小球B在竖直平面内以O′为圆心做匀速圆周运动（O与O′在同一竖直线上），角速度为ω，半径为R。用竖直向下的平行光照射小球B，可以观察到小球B在水平杆上的“影子”和小球A在任何瞬间都重合。由此可知：小球A的振动周期为________，弹簧的劲度系数为________。

11．（4分）某同学研究自由落体运动的规律时，将小球固定在刻度尺的旁边由静止释放，用手机拍摄小球自由下落的视频，然后用相应的软件处理得到分帧图片，利用图片中小球的位置就可以得出速度、加速度等信息，实验装置如图1所示。

如图2所示为小球下落过程中三幅连续相邻的分帧图片I、II、III，相邻两帧之间的时间间隔为0.02s，刻度尺为毫米刻度尺。

(1)图片II中小球的瞬时速度约为________m/s。（结果保留两位小数）　　　　　　

(2)关于实验装置和操作，以下说法正确的是________。

A．刻度尺应固定在竖直平面内

B．固定手机时，摄像镜头应正对刻度尺

C．选择材质密度大的小球

D．铅垂线的作用是检验小球是否沿竖直方向下落

(3)为了得到更精确的加速度值，该同学利用多帧图片测算其对应的速度v和下落的高度h，绘制了图像，如图3所示。其中P、Q分别为两个大小相同，质量不同的小球下落的图像，由图像可知____。

A．图像的斜率表示小球下落的加速度

B．小球P的质量等于小球Q的质量

C．小球P的质量小于小球Q的质量

D．小球P的数据算出的加速度值更接近当地重力加速度

12.（8分）某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率．实验操作如下：

（1）螺旋测微器如题图所示．在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动     （选填“A”“B”或“C”），

　直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏．

（2）选择电阻丝的　　　　选填“同一”或“不同”）位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径．

（3）甲图中Rx，为待测电阻丝．请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入乙图实物电路中的正确位置．

（4）为测量R，利用甲图所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1–I1关系图象如丙图所示．接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压U2和电流I2的值，数据见下表：

请根据表中的数据，在丁图方格纸上作出U2–I2图象．

（5）由此，可求得电阻丝的Rx=      Ω（保留３位有效数字）．

根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率．

13．（8分）研究表明，一般人的刹车反应时间（即图甲中“反应过程”所用时间）t0=0.4s，但饮酒会导致反应时间延长，在某次试验中，一质量为50kg的志愿者少量饮酒后驾车以v0=72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L＝39m。减速过程中汽车速度v与位移s的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动。重力加速度取g=10m/s2。求：

（1）减速过程汽车加速度的大小；

（2）饮酒志愿者的反应时间；

（3）减速过程中，汽车对志愿者作用力与志愿者重力大小的比值；

14．（14分）质谱仪是以离子源、质量分析器和离子检测器为核心的电子仪器。质谱仪的部分原理图可简化为如图甲所示，离子源（在狭缝上方，图中未画出）产生的带电离子经狭缝之间的电场加速后，匀速并垂直射入偏转磁场区域（匀强磁场方向垂直纸面，PQ为磁场的边界），加速电场的电压随时间变化如图乙所示。离子进入磁场区域后，在洛伦兹力的作用下打到照相底片上并被接收，形成一细条纹。若从离子源产生的离子初速度为零、电荷量为+q ( q > 0 )、质量为m，加速电压为U0时，离子恰好打在P点，PN为放置照相底片的离子检测区域，M为PO的中点。已知MO=L，MN =（不计离子的重力以及离子在电场内加速时电压的变化与加速时间）。

求：（1）加速电压为U0时，离子经加速电场加速后的速度v1；

（2）若要求所有的离子都能打在照相底片上，则离子进入加速电场的时间范围；

（3）若偏转磁场区域为圆形，且与PQ相切于O点，如图丙所示，其他条件不变，当加速电压为U0时，要保证离子进入偏转磁场后不能打到PQ边界上（PQ足够长），求磁场区域的半径R应满足的条件。

15．（18分）如图所示，上表面光滑的“L”形木板B锁定在倾角为37°的足够长的斜面上；将一小物块A从木板B的中点轻轻地释放，同时解除木板B的锁定，此后A与B发生碰撞，碰撞过程时间极短且不计机械能损失；已知物块A的质量m=1kg，木板B的质量m0=4kg，板长L=6m，木板与斜面间的动摩擦因数为μ=0.6，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

（1）求第一次即将碰撞的瞬间A的速度；

（2）在第一次碰撞后的瞬间Ｂ的速率

（3）求在第一次碰撞后到第二次碰撞前的过程中，A距B下端的最大距离。

参考答案

【答案】1C ２.A ３.B  4.B 5.BC 6.BC 7.CD  8.AD　9.增加 、4p0V0   

10. (1) (2)mω2   11.  1.40(1.37-1.43) ; ABC ; D   

12.【答案】（1）C  （2）不同   （3）见图1   （4）见图2

（5）23.5（23.0~24.0都算对）

13.（8分）

（1）设刹车加速度为a，由题可知刹车初速度v0=20m/s，末速度 vt=0 位移 S=25m （1分）

由运动学公式得：         ①        （1分）

                    代入数据得：a=8m/s2，            （1分）

（2）设志愿者反应时间为t′，反应时间的增加量为△t，

由运动学公式得：L-S=v0 t′     ②               （１分）

代入数据解得： t′=0.7s                       （1分）

（3）设志愿者所受合外力的大小为F，汽车对志愿者的作用力的大小为F0，志愿者质量为m，受力如图，由牛顿第二定律得

               ③     （１分）

由平行四边形定则得：   ④   （1分）

由④ ⑤式可得：                      （1分）

14.【详解】

（1）加速电压为时，对离子经加速电场加速过程应用动能定理有

    解得  

（2）由题意可知，加速电压为时，离子在偏转磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为

在偏转磁场中，离子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有

解得

当离子恰好打在N点时，离子在偏转磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为

在偏转磁场中，离子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有

离子经加速电场加速过程应用动能定理有  －0

解得

故离子进入偏转电场的时间范围为或　

（3）离子不能打到边界，则磁场区域的半径应小于等于离子在偏转磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径，又当加速电压为时，离子在磁场中的轨迹半径为L，根据以上分析可知，磁场区域的半径应满足

15（1）设小物块A与木板B发生弹性碰撞前的速度大小为，由机械能守恒定律得

（2）　　对木板B受力分析，有　

所以在A与B发生碰撞前，木板B处于静止状态。

设A与B发生弹性碰撞后的速度分别为和，碰撞过程动量守恒和能量守恒，有

联立以上各式解得  

可见，A与B第一次碰后，A的速度大小为3.6m/s，方向沿斜面向上，B的速率为2.4m/s，。

（3）A与B第一次碰后，A沿板向上做匀减速运动，B沿斜面向下做匀速直线运动，在A与B第一次碰撞后到第二次碰撞前，当A与B速度相等之时，A与B下端有最大距离，

此过程中，A运动的时间   

A距B下端有最大距离  

其中   ，

解得