四川省阆中中学2026届高三上学期1月月考物理试卷(Word版附解析)
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(满分:100分 考试时间:75分钟)
一、单选题(每题4分,共计28分)
1. (钍)具有放射性,发生某种衰变后变为 (镤),衰变方程为下列说法正确的是( )
A. 该衰变为α衰变
B. 该衰变过程的实质是核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子
C. 钍核发生衰变的过程,不仅释放出电子,而且还放出一个质子
D. 16个钍核经过三个半衰期后一定剩下2个钍核
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据衰变方程 ,钍核()的质量数234不变,原子序数从90增至91(镤核 ),符合β衰变特征(质量数不变,原子序数增加1),衰变产物X为电子,故A错误;
B.β衰变的实质是核内一个中子转化为一个质子和一个电子(并释放反电子中微子),原子序数增加1,故B正确;
C.β衰变仅释放电子(及反中微子),质子由中子转化而来并留在核内,无质子释放,故C错误;
D.半衰期是统计规律,适用于大量原子核,故D错误。
故选B。
2. 小南在学习了超重失重后,到科学馆做实验,站在压力传感器上连续做了2次下蹲——起立”的动作,屏幕上压力随时间变化的图线大致呈现为下图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】人下蹲动作分别有失重和超重两个过程,先是加速下降失重,到达一个最大速度后再减速下降超重,对应压力先减小后增大,起立时对应先超重再失重,则压力先增大后减小。
故选D。
3. 绿树阴浓夏日长,楼台倒影入池塘。炎炎夏日下,我们仍能看见外卖小哥忙碌的身影,如图所示为一外卖员在送餐途中所走的一段路程。已知外卖小哥与车总质量为500kg,所受合外力为1000N。骑手从A点出发到E点一直做匀加速直线运动,其中,下列说法正确的是( )
A. 骑手的加速度为
B. 骑手在C点的速度为
C. 骑手在C点的速度大于AE段平均速度
D. 骑手经过B、C、D、E时所用的时间之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据牛顿第二定律可知,骑手的加速度为,A错误;
B.骑手在C点的速度为,B错误;
C.B点是AE段的中间时刻,可知B点的速度等于AE段的平均速度,则骑手在C点的速度大于AE段平均速度,C正确;
D.根据可知,骑手经过B、C、D、E时所用的时间之比为,D错误。
故选C。
4. 北斗导航技术从空间信息层面彻底打破了国外技术垄断,北斗卫星群的运行轨道主要有三类:地球同步轨道、倾斜地球同步轨道和中圆地球轨道。在某次发射一颗质量为m的人造地球同步卫星时,先将其发射到贴近地球表面运行的圆轨道I上(离地面高度忽略不计),运行周期为T1,再通过一椭圆轨道II变轨后到达距地面高为h的预定圆轨道III上。已知它在圆轨道I上运行的加速度大小为g,地球半径为R,卫星在变轨过程中质量不变,则( )
A. 卫星在轨道III上运行的加速度大小为
B. 卫星在轨道II上运行的周期为
C. 卫星在轨道III上P的线速度小于卫星在轨道II上P的线速度
D. 卫星在轨道III上的机械能小于在轨道I上的机械能
【答案】B
【解析】
【详解】A.在圆轨道I上运行,有
卫星在轨道III上运行,有
可得,故A错误;
B.根据开普勒第三定律可得
所以,故B正确;
C.卫星从椭圆轨道II进入圆轨道III需要在P点点火加速,所以卫星在轨道III上P的线速度大于卫星在轨道II上P的线速度,故C错误;
D.卫星从轨道I进入椭圆轨道II要点火加速,机械能增大,从椭圆轨道II进入轨道III要再次点火加速,机械能继续增大,所以卫星在轨道III上的机械能大于在轨道I上的机械能,故D错误。
故选B。
5. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,其图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 气体分子热运动的平均动能一直减小
B. 气体对外界做的功小于气体从外界吸收的热量
C. 单位时间内撞击容器壁单位面积的气体分子数增多
D. 若A状态气体的温度为,则B状态为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图像可知,从状态A变化到状态B,压强p与体积V的乘积逐渐增大,根据理想气体状态方程可知气体温度一直在升高,所以分子平均动能一直在增大,故A错误;
B.该过程温度升高,所以内能增大,体积增大,气体对外做功,由热力学第一定律可知,因内能增大,所以气体从外界吸收热量,且大于对外做的功,故B正确;
C.压强减小,分子的平均动能增大,由压强的微观解释可知,单位时间内撞击容器壁单位面积的气体分子数减小,故C错误;
D.根据理想气体状态方程得
又,
求得
故D错误。
故选B。
6. 两个电荷量为q的负电荷固定在等高的M、N两个位置,距离为。另一个质量为m、电荷量为Q的带正电粒子,在AB连线的中垂面上绕中点O做匀速圆周运动,该粒子与两点电荷的连线和直线MN的夹角始终保持不变,不计粒子重力,k为静电力常量。该粒子做匀速圆周运动的角速度大小为()
A B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】粒子做圆周运动的向心力由两个点电荷的静电力的合力提供,则
解得
故选A。
7. 如图所示,左侧为一个固定在水平桌面上的半径为的半球形碗,碗口直径AB水平,点为球心,右侧是一个足够长固定斜面,一根不可伸长的轻质细绳跨过碗口及定滑轮,两端分别系有可视为质点的小球和,且。开始时恰在A点,在斜面上且距离斜面顶端足够远,此时连接两球的细绳与斜面平行且恰好伸直,C点在圆心的正下方,不计一切阻力及摩擦。当由静止释放开始运动,则下列说法中正确的是( )
A. 在从A点运动到C点的过程中,的机械能先增大后减小
B. 沿斜面上滑过程中,地面对斜面的支持力始终保持恒定
C. 当运动到C点时,的速率是速率的倍
D. 若运动到C点时细绳突然断开,在细绳断开后,能沿碗面上升到B点
【答案】B
【解析】
【详解】A.在从A点运动到C点过程中,由于绳子拉力一直对做负功,所以的机械能一直减小,故A错误;
B.沿斜面上滑过程中,设斜面倾角为,则斜面对的支持力大小
以斜面为对象,竖直方向根据平衡条件可得
可知地面对斜面的支持力始终保持恒定,故B正确;
C.当运动到C点时,根据几何关系可知,连接的绳子与竖直方向的夹角,根据速度关联可知,速度沿绳子方向的分速度等于的速度,则有
可得
可知的速率是速率的倍,故C错误;
D.从A点到C点过程,由于的机械能减小,则有
若运动到C点时细绳突然断开,在细绳断开后,设能沿碗面上升的高度为,则有
联立可得
可知不能沿碗面上升到B点,故D错误。
故选B。
二、多选题(每题6分,共计18分)
8. “战绳”健身爱好者通过手握水平伸直绳的一端,抖动绳端在绳上形成机械波从而达到训练力量的目的。若将绳上形成的机械波视为简谐横波,如图所示,图甲为沿轴传播的一列简谐波在时刻的波动图像,、分别是轴上和处的两质点,其中图乙为质点的振动图像,下列说法正确的是( )
A. 时刻,质点的加速度方向沿轴负方向
B. 该波沿轴正方向传播,波速为
C. 质点经的时间将沿轴方向移动
D. 该波与另一列频率为的波相遇时,不能发生干涉
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.根据图像可知周期为,波长为,在时刻质点P沿轴负方向振动,结合波形图,根据“上下坡法”可知,该波沿轴负方向传播,波速为
时刻,即再过质点到达波峰位置,则此时加速度方向沿轴负方向,故A正确,B错误;
C.质点只能在自己的平衡位置附近振动,不随波迁移,故C错误;
D.因该波的频率为
则该波与另一列频率为的波相遇时,不能发生干涉,故D正确。
故选AD。
9. 如图所示的电路中有一个平行板电容器,一个带电液滴位于电容器中间且处于静止状态,电流表和电压表为理想电表,电源内阻不可忽略,当闭合开关后滑动变阻器的滑片向端移动时,则( )
A. 电流表示数增大
B. 电阻的功率减小
C. 电源的总功率增大
D. 若将开关断开,带电液滴将向上极板运动
【答案】BD
【解析】
【详解】C.滑动变阻器的滑片向端移动,滑动变阻器接入电阻增大,电路总电阻增大,干路电流减小,电源的总功率减小,C错误;
B.电阻的功率减小,B正确;
A.并联部分电压增大,通过定值电阻电流增大,电流表示数减小,故A错误;
D.若将开关断开,与闭合开关时相比,电容器极板之间电压增大,根据可知,极板之间的电场强度增大,液滴所受电场力增大,则带电液滴将向上极板运动,故D正确。
故选BD。
10. 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。t=0时,A以水平向左的初速度v0开始运动,B初速度为0,A、B运动的v-t图像如图乙所示。已知A的质量为2m,0~t0时间内的位移为x0,t=3t0时二者发生碰撞并粘在一起。橡皮绳始终处于弹性限度内,则( )
A. 质量为4m
B. 橡皮绳的最大弹性势能为
C. 橡皮绳的原长为
D. 橡皮绳的最大形变量为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由于系统不受外力,动量守恒,则t=t0时刻有
解得B的质量为,故A正确;
B.t=t0时刻二者速度相同,橡皮绳刚好处于最大形变量,由能量守恒有
解得橡皮绳的最大弹性势能为,故B错误;
C.由图分析可知t=2t0时刻,橡皮绳刚好由拉伸状态变为原长,2t0~3t0阶段物块A向右匀速运动,物块B向左匀速运动,直至相碰,由系统动量和能量守恒有,
解得二者的速度大小为,
设橡皮绳原长为L0,由运动关系可知橡皮绳的原长,故C错误;
D.由于系统动量守恒,可得
以上方程对时间累积可得
由题意
所以
解得橡皮绳的最大形变量为,故D正确。
故选AD。
三、实验题(每空2分,共计14分)
11. 如图所示,用气体压强传感器探究气体等温变化规律,将注射器活塞移动到适当的位置,逐一连接注射器、压强传感器、数据采集器和计算机。推、拉活塞,改变注射器内气体体积,根据注射器针筒上的刻度读出体积值并输入计算机,同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机,实验完成后,实验模拟系统即可按要求显示出各种图线。
(1)关于该实验下列说法正确的是_________。
A.为方便推拉活塞,可以用手握住注射器
B.实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得
C.为保证封闭气体的气密性,应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油
D.实验过程中要以较快的速度推拉活塞,以免操作动作慢使空气柱的质量发生改变
(2)根据玻意耳定律,p-V图线理论上是一条_________(“抛物线”、“双曲线”或“倾斜直线”),所以无法从输出的p-V图线中直观地反映出p与V的关系,但是我们可以输出或 图线,下面能正确反映它们之间关系的是_________(注射器与压强传感器连接处软管的体积不能忽略)
(3)某同学想利用该装置测量出一个不规则形状小石块的体积,在连接器材时,他将小石块放进注射器针筒内,然后按规范的操作完成实验,输出的图线如图所示,已知注射器与压强传感器连接软管的体积为Va,则小石块的体积为_________。
【答案】 ①. C ②. 双曲线 ③. BD##DB ④. Va+Vb
【解析】
【详解】(1)[1] A.为避免温度发生变化,不能用手握住注射器,故A错误;
B.实验中气体体积不是通过数据采集器获得的,故B错误
C.为保证封闭气体的气密性,应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油,故C正确;
D.为避免温度发生变化,实验过程中不能以较快的速度推拉活塞,故D错误
故选C。
(2)[2]根据玻意耳定律,可知p-V图线理论上是一条双曲线;
[3] 根据
可得
由于在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中,压强增加,但实际增加的偏小所以图像的图形向下弯曲,所以画出的图像应当是D;
注射器与压强传感器连接处软管的体积不能忽略,根据
所以的图像应为B;
(3)[4]根据玻意耳定律有
变形可得
根据图像可知石头的体积为
12. 某同学用如图1所示的装置验证轻弹簧和物块(带有遮光条)组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调。物块释放前,细线与弹簧和物块的拴接点A、B在同一水平线上,且弹簧处于原长。滑轮质量和一切摩擦均不计,细线始终伸直。物块连同遮光条的总质量为m,弹簧的劲度系数为k,弹性势能(x为弹簧形变量),重力加速度为g,遮光条的宽度为d,物块释放点与光电门之间的距离为l(d远远小于l)现将物块由静止释放,记录物块通过光电门的时间t。
(1)改变光电门的位置,重复实验,每次物块均从B点静止释放,记录多组l和对应的时间t,作出图像如图2所示,若要验证轻弹簧和物块组成的系统机械能守恒,则在误差允许的范围内,需要验证正确的关系式是( )
A. B.
C. D.
(2)在(1)中的条件下,和时,物块通过光电门时弹簧具有的弹性势能分别为和,则________(用l1,l3,m,g表示)。
(3)在(1)中的条件下,l取某个值时,可以使物块通过光电门时的速度最大,速度最大值为_______(用m,g,k表示)。
【答案】(1)C (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
若物块和弹簧组成的系统机械能守恒,则,
联立可得
故选C。
【小问2详解】
根据系统机械能守恒定律可得,
所以
【小问3详解】
由图可知,当l=l2时,最大,则物块的速度最大,物块的加速度为零,则
根据系统机械能守恒定律可得
联立可得
四、解答题(13题12分、14题14分、15题14分,共计40分)
13. 水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明。如图为某景观水车模型,从槽口水平流出的水,垂直落在与水平面成角的水轮叶面上,轮叶在水流不断冲击下转动,稳定时轮叶边缘线速度与水流冲击的速度大小近似相等。已知槽口到冲击点A所在的水平面距离,水车轮轴到轮叶边缘的距离为R。忽略空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)水从槽口落到水轮叶面的时间t;
(2)槽口处水流的初速度大小;
(3)轮叶边缘上质量为m的钉子,随水车匀速转动时的向心力大小F。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由平抛运动规律知,竖直方向
解得
(2)竖直方向的分速度
由平抛运动得
解得水流的初速度大小
(3)由平抛运动得
向心力大小为
解得
14. 如图所示,竖直平面内固定有绝缘轨道ABMNP,AB段是长的水平轨道,BM段是半径、圆心角的光滑圆弧轨道,MN段是倾角的倾斜轨道,NP段是恰好能与BM段组成半圆的光滑圆弧轨道,各段轨道均平滑连接。、分别是两段圆弧轨道的圆心,所在直线右侧足够大空间存在匀强电场,电场方向与MN平行且向上,电场强度大小为。小物块a以初速度从A点向右运动,一段时间后,与静置在B点的小物块b发生弹性正碰(碰撞时间极短),b运动到P点时对轨道恰好无压力。已知a、b的质量分别为、,a与AB段的动摩擦因数为,b带正电,电荷量,a、b碰撞过程不会发生电荷转移,重力加速度大小,,。求
(1)a、b碰撞结束瞬间,b的速度大小;
(2)b通过P点时的速度大小;
(3)b通过P点后在电场中运动距MN的最远距离。
【答案】(1)4m/s;(2)1.6m/s;(3)0.7776m
【解析】
【详解】(1)a从A点运动至B点,根据动能定理有
a、b弹性正碰,根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得
(2)b在P点,根据牛顿第二定律
解得
(3)b过P点后做抛体运动,将运动沿电场所在方向(MN方向)和垂直电场方向(垂直MN方向)分解
根据抛体运动规律,沿垂直电场方向(垂直MN方向)速度为
沿垂直电场方向(垂直MN方向)位移为
沿垂直电场方向(垂直MN方向)加速度为
又
解得
15. 如图所示,MN是长L1=1 m的粗糙固定平台,在平台左端M点放置一质量m=0.1 kg的小物块P。平台右端的光滑水平桌面上,放有一质量m0=0.6 kg、长L2=2.9 m的长木板Q,其上表面与平台相齐,右端带有薄挡板。其上表面从左端开始,每隔d=0.389 m放有质量m=0.1 kg的小物块A、B、C、D。平台MN表面涂有特殊材料,小物块P与平台表面间的动摩擦因数μ1与小物块P到M点的距离x之间的关系为μ1=kx(k=0.9 m-1),小物块P、A、B、C、D与长木板Q之间的动摩擦因数均为μ2=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现给小物块P一个水平向右的瞬时冲量I=0.5 N·s,已知小物块P未从长木板Q上滑落,小物块均可视为质点,所有碰撞均为弹性碰撞,碰撞时间可忽略,重力加速度大小g=10 m/s2,求∶
(1)小物块P从平台左端M点运动至右端N点时的速度大小。
(2)从小物块P与小物块A相碰,直到小物块D与长木板Q的挡板相碰所用的时间。(保留一位小数)
(3)小物块D与长木板的挡板碰后的瞬间各自速度的大小及施加一冲量后的整个过程中所有物体间因摩擦而产生的热量。
【答案】(1)4 m/s
(2)0.9 s (3)1.18 J
【解析】
【小问1详解】
小物块P从M端运动到N端的过程,由动能定理得kmg=m-m,v0==5 m/s
解得vN=4 m/s
【小问2详解】
小物块P、A、B、C、D相对长木板Q滑动时的加速度大小均为a1==μ2g=2 m/s2
在D未与长木板Q的挡板相碰前,长木板Q的加速度大小a2==0.2 m/s2
从滑上长木板Q开始,设历时t0后,小物块P与A相碰,有vNt0-a1=a2+d
解得t0=0.1 s
设历时t1后,D与长木板Q的挡板相碰,由于质量相同的物体弹性碰撞后速度交换,则有vNt1-a1=a2+L2
解得t1=1.0 s
所求时间t=t1-t0=0.9 s
【小问3详解】
D与长木板Q的挡板相碰前小物块D的速度vD=vN-a1t1=2 m/s
D与长木板Q的挡板相碰前长木板Q的速度vQ=a2t1=0.2 m/s
D与长木板Q的挡板相碰,有mvD+m0vQ=mvD'+m0vQ',m+m0=mvD'2+m0vQ'2
联立解得vD'= m/s,vQ'= m/s
从小物块P滑上长木板Q到P、A、B、C、D与长木板Q达到共同速度v的过程,由动量守恒有mvN=(5m+m0)v
解得v= m/s
小物块P从M端运动到N端的过程,因摩擦产生的热量Q1=m-m
从小物块P滑上长木板到P、A、B、C、D与长木板Q达到共速的过程,所有物体间因摩擦产生的热量Q2=m-(5m+m0)v2
整个过程中所有物体间因摩擦而产生的热量Q=Q1+Q2=1.18 J
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