山西省忻州市团城中学高三物理模拟试卷含解析

山西省忻州市团城中学高三物理模拟试卷含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.（多选题）如图所示，光滑半球的半径为R，球心为O，固定在水平面上，其上方有一个光滑曲面轨道AB，高度为．轨道底端水平并与半球顶端相切．质量为m的小球由A点静止滑下．小球在水平面上的落点为C（重力加速度为g），则（）A．将沿半球表面做一段圆周运动后抛至C点B．小球将从B点开始做平抛运动到达C点C．OC之间的距离为RD．小球从A运动到C的时间等于（1+）参考答案：BC解：A、从A到B的过程中，根据机械能守恒可，mgR=mV2，解得V=，在B点，当重力恰好作为向心力时，由mg=m，解得VB=，所以当小球到达B点时，重力恰好作为向心力，所以小球将从B点开始做平抛运动到达C，所以A错误，B正确．C、根据平抛运动的规律，水平方向上：x=VBt竖直方向上：R=gt2解得x=R，t=；所以C正确，D、由A到C过程时物体先做变速曲线运动，再做平抛运动，平抛运动的时间t=；根据给出的答案可知，求出的曲线运动时间t1=（1+）﹣=，很明显是利用了除以，而实际情况是物体沿圆弧运动，经过的路程不是，同时平均速度也不是，所以求出的结果一定是错误的，故D错误．故选：BC．2.（单选）下列叙述正确的是 A．经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用． B．法拉第把引起电流的原因概括为五类，包括变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体 C．物理学中用到大量的科学研究方法，在建立“合力与分力”“质点”“电场强度”物理概念时，都用到了“等效替代”的方法 D．机场、车站和重要活动场所的安检门可以探测人身携带的金属物品是利用自感现象参考答案：B3.如图所示，有一均匀金属环质量为，半径为电阻为，在光滑的水平面上，以的初速度向一磁感应强度为B的有界匀强磁场滑去（磁场宽度）。若从圆环进入磁场到圆环一半进入磁场历时秒，这时圆环上产生的焦耳热为，则秒末圆环的加速度为,感应电流的瞬时功率为,则正确的是

A．

B．

C．

D．参考答案：BC4.如图所示，一个可视为质点的质量为m的小球以速度飞离高为H的桌面，当它经过距地面高为h的A点时，所具有的机械能是(以地面为零势能面，不计空气阻力)

A．

B．

C．

D．参考答案：D5.如图甲所示，在粗糙绝缘的水平面上，金属框架ABCD的一部分处于有界匀强磁场中．若磁场的磁感应强度B随时间按图乙所示规律变化，其中图示磁场方向(即竖直向下)为正。在0—t0这一段时间内金属框架ABCD一直保持静止，则该段时间内水平面对它的静摩擦力的大小A．变大

B．变小

C．先变小再变大D．先变大再变小参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一股水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l1=18.0cm和l2=12.0cm，左边气体的压强为12.0cmHg。现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求U形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中，气体温度不变。参考答案：7.5cm试题分析

本题考查玻意耳定律、液柱模型、关联气体及其相关的知识点。解析设U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为p1和p2。U形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p，此时原左、右两边气体长度分别变为l1′和l2′。由力的平衡条件有①式中为水银密度，g为重力加速度大小。由玻意耳定律有p1l1=pl1′②p2l2=pl2′③l1′–l1=l2–l2′④由①②③④式和题给条件得l1′=22.5cm⑤l2′=7.5cm⑥7.一个带电小球，带有5.0×10-9C的负电荷；当把它放在电场中某点时，受到方向竖直向下、大小为2.0×10-8N的电场力，则该处的场强大小为_____，方向__

_；如果在该处放上一个电量为3.2×10-12C带正电的小球，所受到的电场力大小为__

__，方向__

__；参考答案：4N/C

竖直向上

1.28×10-11N

竖直向上

场强大小为，方向与负电荷所受的电场力方向相反，即竖直向上；如果在该处放上一个电量为带正电的小球，所受到的电场力大小为，方向竖直向上；8.(4分)如图所示，水平直线表示空气与某种均匀介质的分界面，与其垂直的为法线．一束单色光从空气射向该介质时，测得入射角i＝45。折射角r＝30。，则该均匀介质的折射率n=_________；若同种单色光从该均匀介质射向空气，则当入射角为__________时，恰好没有光线射入空气。参考答案：答案：9.如图所示，一列简谐波沿+x方向传播,实线为t＝0时刻的波形，虚线表示经过Dt＝0.2s后它的波形图，已知T＜Dt＜2T（T表示周期），则这列波传播速度v＝________m/s；这列波的频率f＝___________Hz。参考答案：0.25m/s，6.25Hz。10.光传感元件可用来测量光屏上光强分布。分别用单缝板和双缝板做了两组实验，采集到下列两组图像，则甲图所示为

现象；乙图反映了

现象的光强分布。参考答案：单缝衍射;双缝干涉11.图甲为某一小灯泡的U－I图线，现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4Ω的定值电阻R串联，接在内阻为1Ω、电动势为5V的电源两端，如图乙所示。则通过每盏小灯泡的电流强度为________A，此时每盏小灯泡的电功率为________W。

参考答案：0.3

0.6 12.有两个单摆做简谐运动，位移与时间关系是：x1=3asin(4πbt+π/4)和x2=9asin(8πbt+π/2)，其中a、b为正的常数，则它们的：①振幅之比为__________；②摆长之比为_________。参考答案：①1：3

②4：113.图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。（1）在图中画线连接成实验电路图。（2）完成下列主要实验步骤中的填空①按图接线。②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1。③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D________；然后读出___________________，并用天平称出____________。④用米尺测量_______________。（3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=_________。（4）判定磁感应强度方向的方法是：若____________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。参考答案：(1)如图所示(2)③重新处于平衡状态电流表的示数I此时细沙的质量m2④D的底边长度l(3)(4)m2＞m1三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（4分）历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5MeV的质子H轰击静止的X，生成两个动能均为8.9MeV的He.（1MeV=1.6×-13J）①上述核反应方程为___________。②质量亏损为_______________kg。参考答案：解析：或，。考点：原子核15.（10分）在其他能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势，在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。(1)核反应方程式，是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，为X的个数，则X为________，=__________，以、分别表示、、核的质量，，分别表示中子、质子的质量，c为光的真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能（2）有一座发电能力为的核电站，核能转化为电能的效率为。假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应，已知每次核反应过程中放出的核能，核的质量，求每年(1年=3.15×107s)消耗的的质量。参考答案：解析：(1)

(2)反应堆每年提供的核能

①其中T表示1年的时间以M表示每年消耗的的质量，得：

②解得:代入数据得：M=1.10×103（kg）

③四、计算题：本题共3小题，共计47分16.为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了一种“闪烁”装置。如图所示，自行车后轮由半径r1=5.0×10－2m的金属内圈、半径r2=0.40m的金属外圈和绝缘辐条构成。后轮的内、外圈之间等间隔地接有4根金属条，每根金属条的中间均串联有一电阻值为R的小灯泡。在支架上装有磁铁，形成了磁感应强度B=0.10T、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场，其内半径为r1、外半径为r2、张角θ＝.后轮以角速度ω＝2πrad/s相对于转轴转动。若不计其他电阻，忽略磁场的边缘效应。(1)当金属条ab进入“扇形”磁场时，求感应电动势E，并指出ab上的电流方向；(2)当金属条ab进入“扇形”磁场时，画出“闪烁”装置的电路图；(3)从金属条ab进入“扇形”磁场时开始，经计算画出轮子转一圈过程中，内圈与外圈之间电势差Uab随时间t变化的Uab－t图象；(4)若选择的是“1.5V、0.3A”的小灯泡，该“闪烁”装置能否正常工作？有同学提出，通过改变磁感应强度B、后轮外圈半径r2、角速度ω和张角θ等物理量的大小，优化前同学的设计方案，请给出你的评价。参考答案：(1)E＝4.9×10－2V，感应电流方向为b→a。(2)电路图为(3)Uab－t图象如图所示。(4)“闪烁”装置不能正常工作。(金属条的感应电动势只有4.9×10－2V，远小于小灯泡的额定电压，因此无法工作。)B增大，E增大，但有限度；r2增大，E增大，但有限度；ω增大，E增大，但有限度；θ增大，E不变．17.如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为S。开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h0。将整个装置放在大气压恒为p0的空气中后，当气体从外界吸收热量Q，活塞缓慢上升d后再次平衡。求：①外界空气的温度是多少?

②在此过程中密闭气体的内能增加了多少?参考答案：①

②Q-（mg+p0S）d．解：①取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，

由盖?吕萨克定律得：解得：外界的空气温度为：T＝②活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对系统做的功W=-（mg+p0S）d

根据势力学第一定律得密闭气体增加的内能

△U=Q+W=Q-（mg+p0S）d18.1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q，在加速器中被加速，加速电压为U。加速过程中不考虑重力作用。（1）求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨

道半径之比；（2）求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t；（3）讨论粒子能获得的动能Ek

跟加速器磁感应强度和加速电场频率之间关系。参考答案：(1)设粒子第1次经过狭缝后的半径为r1,速度为v1

qU=mv12

..............................................1分

qv1B=m

.............................................1分

解得

..................................1分同理，粒子第2次经过狭缝后的半径

....................................2分则............................................1分（2）设粒子到出口处被加速了n圈解得

..............................................4×1分解上四个方程得..........................................................2分（3）