2022-2023学年陕西省五校重点中学招生伯乐马模拟考试（四）物理试题

2022-2023学年陕西省五校重点中学招生伯乐马模拟考试（四）物理试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、一含有理想变压器的电路如图所示，交流电源输出电压的有效值不变，图中三个电阻R完全相同，电压表为理想交流电压表，当开关S断开时，电压表的示数为U0；当开关S闭合时，电压表的示数为．变压器原、副线圈的匝数比为（）A．5 B．6 C．7 D．82、重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239（），这种钚239可由铀239（）经过n次β衰变而产生，则n为（）A．2 B．239 C．145 D．923、宇航员在某星球表面以初速度2.0m/s水平抛出一物体，并记录下物体的运动轨迹，如图所示，O为抛出点，若该星球半径为4000km，引力常量G＝6.67×10－11N·m2·kg－2，则下列说法正确的是（）A．该星球表面的重力加速度为16.0m/s2B．该星球的第一宇宙速度为4.0km/sC．该星球的质量为2.4×1020kgD．若发射一颗该星球的同步卫星，则同步卫星的绕行速度可能大于4.0km/s4、图中实线是某电场中一簇未标明方向的电场线，虚线是一带电粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。根据此图不能作出判断的是（）A．a、b两点中，哪点的电势较高B．a、b两点中，哪点的电场强度较大C．带电粒子在a、b两点的加速度哪点较大D．带电粒子在a、b两点的电势能哪点较大5、如图所示，小球B静止在光滑水平台右端，小球A以一定的初速度v0与小球B发生弹性正撞，碰撞后两小球由台阶水平抛出，B球第一次落在了水平地面上的P点，A球第一次落到地面上弹起来后第二次也落到了P点。若两球与地面碰撞时没有能量损失，碰撞前后速度方向满足光的反射定律，则A、B两球的质量之比m1：m2为（）A．2∶1 B．3∶1 C．3∶2 D．5∶36、友谊的小船说翻就翻，假如你不会游泳，就会随着小船一起沉入水底。从理论上来说，你和小船沉入水底后的水面相比于原来（）A．一定上升 B．一定下降C．一定相等 D．条件不足，无法判断二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图甲所示，一交流发电机线圈的总电阻，用电器电阻，流过用电器的电流图象如图乙所示，则下列说法中正确的是（）A．交流发电机电动势的峰值为B．交流发电机线圈从图示位置开始经过时电动势的瞬时值为C．交流发电机线圈从图示位置开始转过时电压表示数为D．交流发电机线圈从图示位置开始转过的过程中的平均感应电动势为8、如图所示，铜圆盘安装在竖直的铜轴上，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场中。电路通过电刷与圆盘的边缘和铜轴接触良好，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻为R。先将开关闭合，待圆盘转速稳定后再断开开关，不计一切摩擦，下列说法中正确的是（）A．闭合开关时，从上往下看圆盘逆时针转动B．闭合开关转速稳定时，流过圆盘的电流为零C．断开开关时，a点电势低于b点电势D．断开开关后，流过电阻R上的电流方向与原电流方向相反9、如图所示，水平面(未画出)内固定一绝缘轨道ABCD，直轨道AB与半径为R的圆弧轨道相切于B点，圆弧轨道的圆心为O，直径CD//AB。整个装置处于方向平行AB、电场强度大小为E的匀强电场中。一质量为m、电荷量为q的带正电小球从A点由静止释放后沿直轨道AB下滑。记A、B两点间的距离为d。一切摩擦不计。下列说法正确的是（）A．小球到达C点时的速度最大，且此时电场力的功率最大B．若d=2R，则小球通过C点时对轨道的压力大小为7qEC．若d=R，则小球恰好能通过D点D．无论如何调整d的值都不可能使小球从D点脱离轨道后恰好落到B处10、如图所示，在真空中某点电荷的电场中，将两个电荷量相等的试探电荷分别置于M、N两点时，两试探电荷所受电场力相互垂直，且F2>F1，则以下说法正确的是（）A．这两个试探电荷的电性可能相同 B．M、N两点可能在同一等势面上C．把电子从M点移到N点，电势能可能增大 D．N点场强一定大于M点场强三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某实验小组利用如图所示的装置验证“碰撞过程中的动量守恒”和探究“碰撞过程中的动能是否守恒”。水平的气垫导轨上有两滑块A、B，滑块A上有宽度为d的遮光板；滑块B上固定一支架，支架上水平固定一内壁光滑左侧开口的细薄金属直管，金属管右侧用金属板封闭，管内靠近金属板处静置一金属小球。气垫导轨通气后利用右侧挡板上的弹射装置将滑块A向左弹出，测得滑块A第一次经过光电门的时间为t1，后与静止的滑块B相碰，碰后滑块B和小球一起向左滑动滑块A向右运动。滑块A第二次通过光电门的时间为t2，滑块B与左侧挡板刚接触时，立即被安装的锁止装置锁止，同时金属管中的小球沿管壁飞出落在水平地面上的O点(图中未画出)。用天平称量出滑块A(包括遮光板的总质量M1、滑块B(包括支架、金属管)的总质量M2、小球的质量m，重力加速度为g。请回答以下问题：（1）除了题中已给出的物理量还需用刻度尺测出的物理量及符号是________。（2）小球离开金属管口时的速度大小为________(用题中已知和(1)问中物理量符号表示)。（3）要验证碰撞过程中的动量守恒，本实验需要验证的表达式为________。（4）要进一步探究碰撞过程中的动能是否守恒，需要比较表达式________与表达式________在误差允许范围内是否相等。12．（12分）(1)有一螺旋测微器，用它测量一根圆形金属的直径，如图所示的读数是__________mm；(2)在用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，使质量为1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示。O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点。己知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为，那么：①根据图上所得的数据，应取图中O点到________点来验证机械能守恒定律；②从O点到①问中所取的点，重物重力势能的减少量=___J，动能增加量=_____J（结果取三位有效数字）；③若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图象是下图中的______。A．B．C．D．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，水平桌面上竖直放置上端开口的绝热圆柱形汽缸，导热性能良好的活塞甲和绝热活塞乙质量均为m,两活塞均与汽缸接触良好，活塞厚度不计，忽略一切摩擦，两活塞把汽缸内部分成高度相等的三个部分，下边两部分封闭有理想气体A和B。汽缸下面有加热装置，初始状态温度均为T=-3℃,气缸的截而积为S,外界大气压强为且不变，其中g为重力加速度，现对气体B缓慢加热。求：①活塞甲恰好到达汽缸上端时气体B的温度；②若在活塞甲上放一个质量为m的砝码丙，继续给气体B加热，当活塞甲再次到达汽缸上端时，气体B的温度。14．（16分）二十世纪初，卢瑟福进行粒子散射实验的研究，改变了人们对原子结构的认识。(1)如图1所示，有两个粒子均以速度射向金原子，它们速度方向所在的直线都不过金原子核中心。请在图1中分别画出两个粒子此后的运动轨迹示意图；(2)如图2所示，一个粒子以速度射向金原子，速度方向所在直线过金原子核中心。由于金原子受到周边其他金原子的作用，可将粒子与一个金原子核的作用等效为与一个静止的、质量非常大的粒子发生弹性碰撞。请推导说明粒子与金原子核作用后速度的大小和方向；(3)实验发现，绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有极少数粒子发生了大角度偏转（超过90°）。卢瑟福根据该实验现象提出了原子的核式结构模型。为了研究问题的方便，可作如下假设：①将粒子视为质点，金原子视为球，金原子核视为球体；②金箔中的金原子紧密排列，金箔厚度可以看成很多单原子层并排而成；③各层原子核前后不互相遮蔽；④大角度偏转是粒子只与某一层中的一个原子核作用的结果。如果金箔厚度为L，金原子直径为，大角度偏转的粒子数占总粒子的比例为，且。a.请估算金原子核的直径；b.上面的假设做了很多简化处理，这些处理会对金原子核直径的估算产生影响。已知金箔的厚度约，金原子直径约，金原子核直径约。请对“可认为各层原子核前后不互相遮蔽”这一假设的合理性做出评价。15．（12分）如图所示，间距为L、光滑的足够长的金属导轨(金属导轨的电阻不计)所在斜面倾角为，两根同材料、长度均为L、横截面均为圆形的金属棒CD、PQ放在斜面导轨上，已知CD棒的质量为m、电阻为R，PQ棒的圆截面的半径是CD棒圆截面的2倍．磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上，两根劲度系数均为k、相同的弹簧一端固定在导轨的下端，另一端连着金属棒CD．开始时金属棒CD静止，现用一恒力平行于导轨所在平面向上拉金属棒PQ，使金属棒PQ由静止开始运动，当金属棒PQ达到稳定时，弹簧的形变量与开始时相同．已知金属棒PQ开始运动到稳定的过程中通过CD棒的电荷量为q，此过程可以认为CD棒缓慢地移动，已知题设物理量符合的关系式，求此过程中(要求结果均用mg、k、来表示)：（1）CD棒移动的距离；（2）PQ棒移动的距离；（3）恒力所做的功．

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、B【解析】

设变压器原、副线圈匝数之比为k，当开关断开时，副线圈电压为，根据欧姆定律得副线圈中电流为：，则原线圈中电流为：，则交流电的输出电压为：①；当S闭合时，电压表的示数为，则副线圈的电压为，根据欧姆定律得：，则原线圈中电流为：，则交流电的输出电压为：②；①②联立解得k=6，故B正确．2、A【解析】

衰变方程为：根据电荷数守恒：解得。A正确，BCD错误。故选A。3、B【解析】

A．物体做平抛运动，根据平抛运动的规律有联立解得该星球表面的重力加速度为，故A错误；BC．设该星球的第一宇宙速度为，该星球的质量为，在星球表面附近，则有解得故B正确，C错误；D．根据万有引力提供向心力有解得卫星运动的轨道半径越大，则绕行速度越小，第一守宙速度是绕星球表面运行的速度，同步卫星的速度一定小于4.0km/s，故D错误；故选B。4、A【解析】

A．粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左，由于粒子的电性未知，所以电场线方向不能判断，则无法确定哪点的电势较高。故A错误，符合题意。B．由图看出a处电场线比b处电场线疏，而电场线疏密表示场强的大小，即可判断出a处场强较小，故B正确，不符合题意。C．带电粒子在a处所受的电场力较小，则在a处加速度较小，故C正确，不符合题意。D．由轨迹弯曲方向与粒子速度方向的关系分析可知，电场力对粒子做负功，粒子的电势能增大，则粒子在b点电势能较大。故D正确，不符合题意。故选A.5、B【解析】

由题意知两球水平抛出至第一次落到地面时，球运动的距离是球的3倍，故它们平抛的初速度两球发生弹性碰撞，故解得解得故选B。6、B【解析】

小船所受的浮力翻船前浮力与重力相等；翻船后沉入水底，所受浮力小于重力，船的排水量减少，所以水面一定下降，故B正确，ACD错误。故选B。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BD【解析】

A．由题图可得电路中电流的峰值为交流发电机电动势的峰值为故A错误；B．由题图可得交变电流的角速度，从线圈平面与磁场平行开始计时，则时电动势的瞬时值故B正确：C．电压表示数为有效值不随时间发生变化，电阻两端电压为所以电压表示数为，故C错误；D．交流发电机线圈从图示位置开始转过的过程中的平均感应电动势为故D正确。故选BD。8、BC【解析】

A．闭合开关时，铜圆盘中有电流经过，圆盘中电流方向沿半径向外，根据左手定则可知，从上往下看圆盘顺时针转动，故A错误；B．闭合开关转速稳定时，圆盘不受安培力作用，根据可知流过圆盘的电流为零，故B正确；C．断开开关时，从上往下看，圆盘顺时针转动，圆盘的半径切割磁感线产生感应电动势，由右手定则知，圆盘中电流方向沿半径向里，所以点电势低于点电势，故C正确；D．闭合开关时，流过电阻上的电流方向从点经电阻到点；断开开关时，点电势低于点电势，流过电阻上的电流方向从点经电阻到点，所以断开开关后，流过电阻上的电流方向与原电流方向相同，故D错误；故选BC。9、BD【解析】

A．小球到达C点时，其所受电场力的方向与速度方向垂直，电场力的功率为零，故A错误；B．当d=2R时，根据动能定理有小球通过C点时有解得N=7qE根据牛顿第三定律可知，此时小球对轨道的压力大小为7qE，故B正确；C．若小球恰好能通过D点，则有又由动能定理有解得故C错误；D．当小球恰好能通过D点时，小球从D点离开的速度最小。小球离开D点后做类平抛运动，有解得由于x>R故小球从D点脱离轨道后不可能落到B处，故D正确。故选BD。10、CD【解析】

A．将F2和F1的作用线延长相交，交点即为点电荷的位置，可知，点电荷对M处试探电荷有排斥力，对N处试探电荷有吸引力，所以这两个试探电荷的电性一定相反，故A错误；B．由于F2>F1，可知M、N到点电荷的距离不等，不在同一等势面上，故B错误；C．若点电荷带负电，则把电子从M点移到N点，电场力做负功，电势能增大，故C正确；D．由点电荷场强公式可知，由于F2>F1，则有故D正确。故选CD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、小球从离开金属管口到落地的过程中，运动的水平位移s和竖直高度h【解析】

(1)[1]．滑块A与静止的滑块B相碰后，A反向，B和小球一起向左滑动，B被锁止后，小球以碰后B的速度平抛，故利用平抛的运动规律可求出小球离开金属管时的初速度，也即碰后B和小球的共同速度故需要测出小球从离开金属管口到落地的过程中，运动的水平位移s和竖直高度h。(2)[2]．由平抛运动规律可知，平抛的初速度为。(3)[3]．取向左为正方向滑块A、B碰前的总动量为，碰后的总动量为，故需验证的表达式为(4)[4][5]．滑块A、B碰前的总动能为，碰后的总动能为，故要探究功能是否守恒，需要比较和是否相等。12、1.609B1.881.84A【解析】

(1)[1]螺旋测微器的固定刻度为1.5mm，可动刻度为所以最终读数为1.5mm+0.109mm=1.609mm(2)①[2]根据图上所得的数据，应取图中点到点来验证机械能守恒定律；②[3]从点到点的过程中，重物重力势能的减少量[4]点的瞬时速度等于段的平均速度，则有重物动能的增加量③[5]根据机械能守恒得则有可知的图线是过原点的倾斜直线，故A正确，B、C、D错误；故选A。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、①540K②840K【解析】①设B开始的体积为V1,活塞甲移动至恰好到达汽缸上端的过程中气体B做等压变化，体积变为2V1有得气体B的温度为②设放上丙继续加热过程后A的体积为V2,气体A做等温变化而得此时B的体积由理想气体状态方程得得此时气体B的温度为【点睛】处理理想气体状态方程这类题目，关键是写出气体初末状态的状态参量，未知的先设出来，然后应用理想气体状态方程列式求解即可．14、(1)；(2)碰撞后速度