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文档简介
大综合素养卷(二)
(总分:100分)
一、单项选择题:本大题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题列出的四个选项中,只
有一项符合题目要求。
1.⑵)25•甘肃兰州-期中),P是一种具有放射性的磷的同位素,它能衰变成为一种稳定的硫
的同位素至S,同时产生高频电磁波。下列说法正确的是()
A.yp比-s的质量大
B.ys比笠p的结合能小
c.笠P发生的是a衰变
D.如果加热含有非P的物体,将会缩短的半衰期
A[衰变过程有能量放出,有质量亏损,所以相P比的质量大,故A正确;因为衰变放出
了一定的能量,产物更加稳定,比结合能更大,所以相S比,P的结合能大,故B错误;衰变方
程为,PT非S+X,根据质量数守恒和电荷薮守恒分别有32=32+〃,15=16+〃,解得X的
质量数、电荷数分别为a=0,Z?=-l,可得X为_;e,所以,P发生的是0衰变,故C错误;
温度并不会影响半衰期,故D错误。故选A。]
2.(2025•山东济宁•模拟预测)氢原子的能级图如图1所示,一群处于〃=4激发态的氢原子
自发跃迁,用辐射出的光子去照射图2的阴极K,只有两种光子a、b可以使之发生光电效
应。移动滑动变阻器的滑片及调换电源正负极,测得电流表示数与电压表示数的对应关系如图
3所示。已知阴极金属的逸出功Wo=11.43eV,下列说法正确的是()
瓦斜
8n........()
5-------------------0.54
4-------------------0.85
-@——Y
3------------------1.51
2-------------------3.40
1-------------------13.6
图1图2
J
-a
1>
图3
A.a光子是氢原子从〃=4激发态跃迁到基态辐射出的
B.b光子的波长比a光子的波长长
C.光电子的最大初动能之比Eka:Ekb=l:3
D.Uc2:Uci=2:1
D[已知阴极金属的逸出功VV()=11.43eV,故只有能量大于等于11.43eV的光子才能使阴极
发生光电效应;由题知,一群处于〃=4激发态的氢原子自发跃迂,能辐射出废=6种频率的
光子,根据氢原子能级跃迂公式从〃=4到〃=1有AE4i=E4-Ei=-0.85eV-
(-13.6eV)=12.75eV,从〃=3到n=\有AE3i=E3—臼=一1.51eV-(—13.6eV)=12.09eV,
从〃=2到〃=1有△曲=及一田=一3.40eV-(—13.6eV)=10.2eV,可知剩余其他三种,即
从〃=4到〃=3,从〃=4到〃=2,从〃=3到〃=2跃迁辐射出来的光子,能量都小于11.43
eV;而只有两种光子a、b可以使之发生光电效应,故能使阴极发生光电效应的是从〃=4到〃
=1和从〃=3到n=1跃迁辐射出的光子,其中能量较大的是从〃=4到n=1跃迁辐射出的光
子,根据光电效应方程有&=加一皿,根据动能定理有一6a=0一反,联立解得a=竺一%,
ee
可知能量越大的光子照射金属发生光电效应,对应遏止电压越大,由题图3可知,b的遏止电
压更大,故b光子是氢原子从〃=4激发态跃迁到基态辐射出的,故A错误;b光子是氢原子
从〃=4激发态跃迁到基态辐射出的,而a光子是氢原子从〃=3激发态跃迁到基态辐射出的,
根据氢原子能级跃迁公式△£=£,〃一跳,可知b光子的能量大于a光子的能量;根据E=hvf
可知b光子的频率大于a光子的频率;根据c=入,可知b光子的波长比a光子的波长短,故
B错误;根据光电效应方程可得Eka=12.09eV-11.43eV=0.66eV,Ekb=12.75eV-11.43eV
=1.32eV,故光电子的最大初动能之比Eka:Ekb=l:2,故C错误;根据动能定理有一《Uc=
0-H,解得(7c=-,故Uc2:Uci=Ekb:Eka=2:I,故D正确。故选D。]
e
3.(2025•山东烟台・二模)我国近地小行星防御系统能够监测、预警和应对近地天体的撞击,
展现了从被动预警到主动防御的科技跨越。如图所示,近地圆轨道I和椭圆轨道II相切于P点,
椭圆轨道II和同步轨道【II相切于Q点。现有防御卫星在轨道I处做匀速圆周运动,经变轨后
运行到同步轨道in的M点拦截小行星进行干预,己知地球自转的角速度为。防御卫星在轨
道I和山上运行的角速度为劭和①3,卫星在轨道I、in和轨道H上的尸点、Q点运行的线速
度分别为01、。3、VP、VQ0下列说法正确的是()
轨iJ
轨道in
A.co=oji>a)3
B.VP=V\>VQ=V3
C.卫星在轨道H上从尸点运动到。点过程中,机械能憎大
D.卫星在轨道川上从Q点到M点的运动时间大于在轨道II上从P点到Q点的运动时间
D[卫星绕地球做匀速圆周运动,由誓=〃“/「,解得”=楞,可知同步轨道的角速度如小
于近地轨道的角速度601,而地球自转的角速度CD和同步就道的角速度S3相同,综合可知I>603
=",故A错误;卫星绕地球做匀速圆周运动,由午=机艺,解得。=叵,可知0>。3,由于
ryjr
卫星在轨道I的P点需要点火加速到轨道II,则有VP>V],同理在Q点有V3>VQ,综合可知
VP>V]>V3>VQf故B错误;卫星在凯道n上从尸点运动到Q点过程中,机械能不变,故C错
误:由题图可知卫星在轨道in的轨道半径大于在轨道n的半长轴,根据开普勒第三定律可知卫
星在就道HI的运行周期大于在就道n的运行周期,故卫星在就道IH上从。点到M点的运动时
间大于在凯道II上从。点到。点的运动时间,故D正确。故选D。]
4.(2025•甘肃白银・三模)一-种电子透镜的部分电场分布如图所示,虚线为等差等势面.电子
枪发射的电子仅在静电力作用下的运动轨迹如图中实线所示,。、力、c是轨迹上的三个点,取
c点电势为0V,电子从。点运动到点电势能变化了1()eV,则()
电理/上一
b
F7T•:
A.。点电势为一15V
B.电子在〃点的电势能为一5eV
C.〃点的电场强度比c点的大
D.电子的运动轨迹与其中的一条电场线重合
B[根据电场线的方向与等势面垂直,可知题图中电场线的方向大体沿左上一右下方向;电子
从。到c的过程中向上弯曲,说明电子受到的静电力的方向指向左上方,则电子从。到c的过
程中受到的静电力的方向与运动方向之间的夹角为钝角,静电力做负功,所以电子从。点运动
到b点电势能增大10cV,电子带负电,则〃点的电势比a点的电势低10V,结合题图可知相
邻两等势面间的电势差为5V,取c点电势为0V,则〃点的电势为他=5VX3+0V=15V,
故A错误。取c点电势为()V,相邻两等势面间的电势差为5V,可知〃处电势为5V,则电
子在〃点的电势能为£P=—G”=—GX5V=-5eV,故B正确。根据等差等势面的疏密表示
电场的强弱可知人点的电场强度小于c点的电场强度,故C错误。电场线的方向与等势面垂
直,由题图可知电子运动的轨迹与等势面不垂直,则电子的运动轨迹不可能与其中的一条电场
线重合,故D错误。故选B。]
5.(2025•湖北襄阳・三模)某同学找来粗细均匀的圆柱形木棒,下端绕上铁丝,将其竖直浮在
装有水的杯子中,如图所示。竖直向下按压5cm后静止释放,木棒开始在液体中上下振动(不
计液体粘滞阻力),其运动可视为简谐运动,测得其振动周期为4s,以竖直向上为正方向,某
时刻开始计时,其振动图像力图所示。其中A为振幅。则木棒在振动过程中,下列说法正确的
是()
A./=力时,木棒的重力大于其所受的浮力
B.振动过程中木棒的机械能不守恒
C.开始计时12s内木棒所经过的路程是30cm
D.木棒的位移函数表达式是y=5sin(5nt-引cm
B[/=九时,木棒在最低点,合力向上,木棒的重力小于其所受的浮力,故A错误;由于木棒
振动过程中除重力外浮力做功,振动过程中木棒的机械能不守恒,故B正确;振幅A=5cm,
由Z=12s=37,开始计时12s内木棒所经过的路程是s=3X4A=60cm,故C错误;co=
—=-rad/s,振动方程为y=Asin(3t+w)=5sinf-1+cm,由/=()时y=一々解得
=—y,木棒的位移函数表达式是y=5sinQt-cm,故D错误。故选B。]
6.(2025•四川德阳•二模)如图所示为四分之一透明介质圆柱体,半径为高为3R,一束
光垂直射到圆柱体的ABC。面上。己知透明介质的折射率为竽,不考虑光在介质内的反射透
光,则弧面A8FE上的透光面积为()
c
A.3R2B.挪2C.TIR2D.孑R2
C[光线射到圆弧面上,法线是半径所在的直线,因此越靠近。尸边射入的光线,入射角越小。
只有入射角大于临界角才能发生全反射,不能射出,找到临界光线,入射角即为临界角C,如
图所示。临界角满足sinC==解得C=60。,则弧面ABFE上的透光面积为S=gx2兀RX3R
Tl360
=x/?2,故选Co]
临界————合义.
7.(2025•安徽芜湖•模拟预测)如图所示,底角为夕=30。、上表面光滑、底面粗糙的等腰三角
形底座abc放置在水平粗糙地面上,在b点固定一竖直杆。〃,在。点有一个轻质光滑小滑轮,
Q为"上的一点。轻质细线的一端与质量为m的小滑决P(可视为质点)相连,另一端绕过小
滑轮,在拉力下的作用下,拉着小滑块P从。点缓缓上滑,此过程中底座一直保持静止,拉
力厂方向与竖直方向的夹角始终和OP绳与竖直方向的夹角相等。己知必=历=04重力加
速度为g,不计空气阻力。P从。滑到。的过程中,下列说法正确的是()
A.尸在。处时,细线的拉力大小为呼
B.地面对底座的摩擦力不断减小
C.底座对地面的压力先减小后增大
D.底座对尸的弹力一直增大
B[对小滑块产进行受力分析,设拉力厂与竖直方向夹角为a,0尸绳与竖直方向夹角也为a,
如图,在〃处时,根据平衡条件有"zguZbcosa(因为尸和OP绳拉力大小相等),已知9=30。,
且由几何关系可知在〃处a=30。,则尸=竿=曳里,故A错误;对底座和小滑块P整体进行
V33
受力分析,水平方向受到地面对底座的摩擦力/,设/与竖直方向夹角为a,则/=bsina=
FNsin30°,在小滑块尸从〃滑到。的过程中,对P分析,根据矢量三角形的动态分析图可知,
随着P上滑,尸增大,尸N减小,a减小(因为拉力尸方向与竖直方向的夹角始终和OP绳与竖
直方向的夹角相等),则/=PNsin30。不断减小,故B正确,D错误;对整体在竖直方向分析,
可知地面对底座的支持力Nugz+Mlg+bcosa,由前面分析T7增大,a减小,所以尸cosa增
大,则N增大,故C错误。故选B。]
二、多项选择题:本大题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题列出的四个选项中,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。
8.(2025•浙江宁波-二模)S、S2为频率相同的简谐波源,接收点P位于S、S2连线上,如图
甲所示,Si、S2到户的距离之差为9m。1=0时Si、S2同时开始垂直平面向上振动,P点的振
动图像如图乙所示,则下列说法正确的是()
WPS2
A.两列波的波长为2m
B.两列波的波速为3m/s
C.Si、S2连线上一共有振动加强点11个
D.两列波的振幅分别为3cm和1cm
BC[由P点的振动图像可知,T=2s,4s末时第一列波传播至0点,7s末第二列波传播至
P点。时间差A/=3s,距离之差As=9m,故波速为3m/s,波长为6m,故A错误,B正确;
第一列波振幅为3cm,合振动振幅为1cm,As=9m为半波长奇数倍,。为振动减弱点,故第
二列波振幅为2cm,故D错浜;SiS2=33m,中央加强点在16.5m处,因相邻的加强点之间
相差g=3m,则一半的距离(等=5.5)有5个加强点,根据对称性可知Si、S2连线上一共有振
动加强点11个,故C正确。故选BC。]
9.(2025•山东威海・三模)如图甲所示,圆形金属框内充满垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应
强度大小为风,长为L的导体棒劭绕固定于圆心的。端以角速度“顺时针匀速转动;两竖直
平行金属导轨MM尸。间距为L上端分别用导线与圆形金属框和。端相连,M、2间接有定
值电阻R;长为L的导休棒cd与MN,PQ垂直且接触良好,cd始终处于垂直纸面向外的“厂!”
形磁场中,磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示。()时刻川棒从磁场的上边界以华
的速度开始向下匀速运动,力时刻锁定〃棒。已知R『Rm=R,其他电阻不计,重力加速度
为g。下列说法正确的是(
A.0〜/o通过M尸的电流大小为哈
3R
B.〃棒的质量为警
3gR
C./o〜2/o通过MP间电阻的电量为生警
3R
D.fo〜2fo回路消耗的总功率为军竺打
AC[0〜m时间内,仍棒匀速转动,产生的感应电动势为£=匏(比2。m棒匀速下滑,产生
的感应电动势为反=加等二石],/?&=:+/?=*由于两个电源并联,所以通过的电流大
小为力=卷_=笔史,故A正确;对4棒,根据平衡条件可得〃次,所以加=需;故
总
B错误;fo时刻锁定cd棒,磁场均匀增大,产生的感应电动势为E,=^=^-S=^L—ro=
AtAtt02
-B^L2CD=E\,由于两个电源并联,所以通过MP的电流大小为〃=旦=坦包,所以fo〜2m通过
2R...3R
MP间电阻的电量为q=go=B":;。,故C正确;m〜2/o回路消耗的总功率为P=2©)2R+
脸至,故D错误。故选AC。]
6R
10.(2024•福建宁德・三模)如图甲所示,光滑水平面上两物块A、B用轻质橡皮绳水平连接,
橡皮绳恰好处于原长。,=0时,A以水平向左的初速度如开始运动,B的初速度为(),A、B
运动的。”图像如图乙所示。已知A的质量为加,,=2m时二者速度开始不变,,=3/()时二者发
生碰撞并粘在一起,则()
A.B的质量为2加
B.橡皮绳的最大弹性势能为:m诏
C.橡皮绳的原长为如0
D.橡皮绳的原长为oom
AD[由题图乙及动量守恒定律得〃硒=(〃?+〃7B洋,解得"7B=2"?,故A正确;由题图乙知,
2m时刻橡皮绳处于原长,设此时A、B的速度分别为内、加,由动量守恒定律及能量守恒定
律得〃70O=〃BA+2〃7UB,,解得DA=—%o,VB=-VO,橡皮绳的原长£O=
-2mvl=2233
(加一OA)(3/O—2m)=0ofo,故C错误,D正确;由能量守恒定律,橡皮绳的最大弹性势能Ep=
)说一3机+2机)([%)=扣诏,故B错误。故选AD。]
三、非选择题:本大题共5小题,共54分。
11.(8分)(2025•云南大理・埃拟预测)物理实验小组采用如图甲所示的实验装置,验证“当
质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律,试回答下列问题:
轻动滑轮
弹簧测力计
打点计时器公f|细।线
纸带
定滑轮
申
长木板水平实验台
币:物
甲
(1)关于该实验的操作,下列说法中正确的是
A.必须用天平测出重物的质量
B.必须保证小车的质量远大于重物的质量
C.每次改变小车的质量时,需要重新平衡阻力
D.连接小车和重物的细线要与长木板保持平行
(2)实验中得到的一条纸带如图乙所示,1〜5为选取的连续计数点(两计数点间还有四个点没有
画出),相邻计数点间的距离如图乙所示。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,则小车加
速度的大小为m/s3结果保留3位有效数字)。
n2345单位.cm,
\[一⑷一[-2.553.664.76J)
C
丙
(3)某同学做实验时,未把木板的一侧垫高平衡阻力,就继续进行其他实验步骤,该同学作出
的小车加速度。与弹簧测力t-示数”的图像如图丙所示,图中s、Fo、B已知,则实验中小
车受到的阻力大小为,小车的质量为。
[解析](1)因为有弹簧测力计测量拉力,则不需要用天平测出重物的质量,选项A错误:实
险时有弹簧测力计测量拉力,则不需要满足小车质量远大于重物质量,选项B错误;每次改变
小车的质量时,不需要重新平衡阻力,选项C错误:要使细线拉力作为小车所受合外力,需调
节滑轮的高度,使细线与长木板平行,选项D正确。故选D。
⑵小车的加速度。=修芾=("端等皿xio-2m/s2)
^1.11m/s2o
(3)对小车根据牛顿第二定律2F~f=Ma
即a=-F-L
MM
由题图像可知。=()时F=FD
可潺尸2尸0,人念片
M尸1一伤
可得M=幺生侬。
[答案](1)D(2)1.11(3)2凡迎二也
即
12.(6分)(2025•天津河西・模拟预测)某实验小组要测量一电池的电动势和内阻,实验室提供
下列器材:
A.电池(电动势约为3V,内阻约为IOC)
B.灵敏电流表G(量程为()〜2mA,内阻%—6.0。)
C.定值电阻Ro
D.电阻箱砧(。〜999.9C)
E.开关和导线若干
(1)由于灵敏电流表G的量程较小,不满足实验要求,现要把灵敏电流表的量程扩大为原来的
3倍,则应使灵敏电流表G与定值电阻Ro____________(选填“串联”或“并联”),且定值电
阻Ro的阻值为C(结果保留两位有效数字)。
⑵如图甲所示,用改装好的电流表A测量电池的电动势和内阻,改变并记录电阻箱接入电路
中的电阻R,根据记录的数据,以灵敏电流表G的示数/的倒数为纵坐标,以相应电阻箱接
入电路的阻值Ri为横坐标,作出如图乙所示的图像,川电池电动势E=V(结果保留
三位有效数字)。
[解析]⑴电流表扩大量程需要并联电阻分流,根据欧姆定律有/g/?g=(3Zg-/§)/?o
解号Ro=3.O。。
(2)根据闭合电路欧姆定律有E=3/Ri++36
变形得片
IEE
可知工-Ri图像的斜率为攵=2=空二上V1
/E600
解得E^2.98Vo
[答案]⑴并联3.0⑵2.98
13.(12分)(2025•福建龙岩,二模)如图甲所示,内壁光滑的柱形汽缸内被活塞封闭了一定质
量的理想气体,当封闭气体的温度A=300K时,封闭气体的体积现对汽缸
内的气体缓慢加热,当封闭气体的温度上升至71=500K时,活塞恰好到达汽缸口,V"图线
如图乙,该过程中缸内气体吸收的热量Q=600J。已知活塞的质量rn=2kg,横截面积S=
1X10'2m2,外界大气压po=1X1()5pa,取g=10m/s2。求:
⑴缸内气体的压强P;
(2)活塞到达汽缸口时封闭气体的体积Vi;
(3)该过程中封闭气体内能的增量△
I解析|(1)选活塞为研究对象,有pS=0)S+mg
解潺缸内气体的压强为〃=1.02X1()5pa。
⑵对汽缸内的气体辍慢加热,封闭气体等压膨胀,由盖-吕萨克定律可得包=△
TOT1
解等V1=1X1O'2m\
(3)活塞上升的距离〃=t%=0.4m
外界对气体做功W=—pS〃=-4()8J
对封闭气体由热力学第一定律AU=W+Q
可将该过程中封闭气体内能的增量△U=192J。
[答案]⑴ISXlCPa(2)1XIO?n?
⑶192J
14.(13分)(2025•河南开封♦二模)如图所示,在第一象限存在正交的匀强电场和匀强磁场,
磁感应强度大小为B,方向垂直。孙坐标平面向里,电场强度大小E=等、方向沿y轴负方
向;在第二、三象限内存在半径为R的圆形匀强磁场区域,圆心位于。i(—R,0)位置,磁感应
强度的大小和方向与第一象限的磁场相同。一带正电的粒子从圆形磁场边界上的P点以初速
度内垂直磁场方向射入圆形匀强磁场区域,恰好从坐标原点。沿工轴正方向进入正交的电、
磁场区域。已知P点到),轴的距离为十,不计粒子所受重力,求:
⑴粒子的比荷;
(2)粒子在第一象限距大轴的最大距离:
⑶粒子在第一象限的轨迹与A轴相切点的横坐标。
I解析1(1)粒子在圆形匀强磁场中做匀速圆周运动,轨迹如图所示
设。户与x轴负方向的夹角为a,由几何关系有。尸=2Rcosa,^R=OPcosa
解等a=30。,OP=V3R
由比何关系可知,粒子做圆周运动的半径力=OP=V5R
根据洛伦兹力提供向心力,则有
解得?=煞。
m3BR
(2)将速度划分解,设分速度。।使粒子受到的洛伦兹力与静电力平衡,即qviB=qE
解得V\=-3Vo
由左手定则可知,速度。I方向沿X轴正方向,则有02=00—
3
方向沿X轴正方向,故粒子的运动可分解为沿X轴正方向、速度大小为5的匀速直线运动和
速度大小为02的沿逆时针方向的匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力,则有4。28=772经
r2
解得
n=—3R
粒子在第一象限距x轴的最大距离ym=2)2=—Ro
(3)粒子在第一象限运动的周期7=5=业
V2V0
粒子在第一象限的轨迹与x轴相切点的坐标x=oi•〃7=当〃兀R(〃=l,2,3,…)。
I答案](1)鲁⑵争
1,2,3,…)
(3)x=
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