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2023—2024學(xué)年秋季學(xué)期期中聯(lián)考診斷測(cè)試高三年級(jí)理科綜合試卷二、單選題1.放射性同位素釷經(jīng)一系列衰變后生成氡,以下說(shuō)法正確的是()A.每經(jīng)過(guò)一次衰變?cè)雍说馁|(zhì)量數(shù)會(huì)減少個(gè)B.的半衰期約為1分鐘,所以2分鐘后1g原子核就將全部衰變完C.放射性元素釷的原子核比氡原子核的中子數(shù)少個(gè)D.釷衰變成氡一共經(jīng)過(guò)次衰變和次衰變【答案】D【解析】【詳解】A.每經(jīng)過(guò)一次衰變?cè)雍说馁|(zhì)量數(shù)會(huì)減少4個(gè),故A錯(cuò)誤;B.經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期,原子核剩余的質(zhì)量故B錯(cuò)誤;C.放射性元素釷的原子核的中子數(shù)氡原子核的中子數(shù)所以放射性元素釷的原子核比氡原子核的中子數(shù)多8個(gè),故C錯(cuò)誤;D.釷衰變成氡,可知質(zhì)量數(shù)少12,電荷數(shù)少4,因?yàn)榻?jīng)過(guò)一次衰變,電荷數(shù)少2,質(zhì)量數(shù)少4;經(jīng)過(guò)一次衰變,電荷數(shù)多1,質(zhì)量數(shù)不變,可知經(jīng)過(guò)3次衰變,2次衰變,故D正確。故選D。2.疊放在水平地面上的四個(gè)完全相同的排球如圖所示,質(zhì)量均為m,相互接觸,球與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,則:A.上方球與下方3個(gè)球間均沒(méi)有彈力B.下方三個(gè)球與水平地面間均沒(méi)有摩擦力C.水平地面對(duì)下方三個(gè)球的支持力均為D.水平地面對(duì)下方三個(gè)球的摩擦力均為【答案】C【解析】【詳解】對(duì)上方球分析可知,小球受重力和下方球支持力而處于平衡狀態(tài),所以上方球一定與下方球有力的作用,故A錯(cuò)誤;下方球由于受上方球斜向下的彈力作用,所以下方球有運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),故下方球受摩擦力作用,故B錯(cuò)誤;對(duì)四個(gè)球的整體分析,整體受重力和地面的支持力而處于平衡,所以三個(gè)小球受支持力大小為4mg,每個(gè)小球受支持力為mg,故C正確;三個(gè)下方小球受到的是靜摩擦力,故不能根據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式進(jìn)行計(jì)算,故D錯(cuò)誤.故選C.3.1970年成功發(fā)射的“東方紅一號(hào)”是我國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星,該衛(wèi)星至今仍沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動(dòng)。如圖所示,設(shè)衛(wèi)星在近地點(diǎn)、遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度分別為、,近地點(diǎn)到地心的距離為r,地球質(zhì)量為M,引力常量為G。則()A.v1>v2,v1= B.v1>v2,v1>C.v1<v2,v1= D.v1<v2,v1>【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)開(kāi)普勒第二定律有若衛(wèi)星繞地心做軌道半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),線速度大小為將衛(wèi)星從半徑為r的圓軌道變軌到圖示的橢圓軌道,必須在近地點(diǎn)加速,所以有故選B。4.如圖所示,輕彈簧的一端固定在豎直墻上,質(zhì)量為2m的光滑弧形槽靜止放在光滑水平面上,弧形槽底端與水平面相切,一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊從槽高h(yuǎn)處開(kāi)始自由下滑,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.在下滑過(guò)程中,物塊和弧形槽組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B.在下滑過(guò)程中,物塊和槽的水平方向動(dòng)量守恒C.物塊被彈簧反彈后,離開(kāi)彈簧時(shí)的速度大小為v=2D.物塊壓縮彈簧的過(guò)程中,彈簧的最大彈性勢(shì)能Ep=【答案】D【解析】【分析】滑塊下滑過(guò)程,滑塊與弧形槽組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒,系統(tǒng)機(jī)械能守恒,應(yīng)用動(dòng)量守恒定律與機(jī)械能守恒定律求出滑塊與弧形槽的速度,然后應(yīng)用能量守恒定律分析答題.【詳解】滑塊下滑過(guò)程,只有重力做功,系統(tǒng)機(jī)械能守恒,故A正確;滑塊下滑過(guò)程,滑塊與弧形槽組成系統(tǒng)水平方向所受合外力為零,系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒,故B正確;設(shè)小球到達(dá)水平面時(shí)速度大小為v1,槽的速度大小為v2,且可判斷球速度方向向右,槽的速度方向向左,以向右為正方向,在球和槽在球下滑過(guò)程中,系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒,由動(dòng)量守恒定律得:mv1-2mv2=0,由機(jī)械能守恒定律得:mgh=mv12+?2mv22,由以上兩式解得:v1=2,v2=,物塊與彈簧相互作用過(guò)程系統(tǒng)機(jī)械能守恒,物塊離開(kāi)彈簧時(shí)速度大小與物塊接觸彈簧前的速度大小相等,v=v1=2,故C正確;物塊與彈簧相互作用過(guò)程系統(tǒng)機(jī)械能守恒,物塊速度為零時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能最大,由機(jī)械能守恒定律可知,最大彈性勢(shì)能Ep=mv12=,故D錯(cuò)誤;本題選錯(cuò)誤的,故選D.【點(diǎn)睛】本題考查了動(dòng)量守恒定律與機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用,分析清楚物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程,應(yīng)用動(dòng)量守恒定律與機(jī)械能守恒定律即可正確解題.5.基于人的指紋具有終身不變性和唯一性的特點(diǎn),發(fā)明了指紋識(shí)別技術(shù).目前許多國(guó)產(chǎn)手機(jī)都有指紋解鎖功能,常用的指紋識(shí)別傳感器是電容式傳感器,如圖所示.指紋的凸起部分叫“嵴”,凹下部分叫“峪”.傳感器上有大量面積相同的小極板,當(dāng)手指貼在傳感器上時(shí),這些小極板和正對(duì)的皮膚表面部分形成大量的小電容器,這樣在嵴處和峪處形成的電容器的電容大小不同.此時(shí)傳感器給所有的電容器充電后達(dá)到某一電壓值,然后電容器放電,電容值小的電容器放電較快,根據(jù)放電快慢的不同,就可以探測(cè)到嵴和峪的位置,從而形成指紋圖象數(shù)據(jù).根據(jù)文中信息,下列說(shuō)法正確的是()A.在峪處形成的電容器電容較大B.在峪處形成的電容器放電較慢C.充電后在嵴處形成的電容器的電荷量大D.潮濕的手指頭對(duì)指紋識(shí)別絕對(duì)沒(méi)有影響【答案】C【解析】【分析】根據(jù)電容的決定式分析d改變時(shí)電容的變化以及電荷量的多少;根據(jù)電荷量的多少分析放電時(shí)間長(zhǎng)短.【詳解】A.根據(jù)電容的計(jì)算公式可得,極板與指紋峪(凹下部分)距離d大,構(gòu)成的電容器電容小,故A錯(cuò)誤;BC.傳感器給所有的電容器充電后達(dá)到某一電壓值,然后電容器放電,所以所有的電容器電壓一定,根據(jù)可知,極板與指紋溝(凹的部分,d大,電容小)構(gòu)成的電容器充上的電荷較少,所以在峪處形成的電容器放電過(guò)程中放電時(shí)間短,放電快;反之,在嵴處形成的電容器電容大,電荷量大,放電時(shí)間長(zhǎng),故C正確,B錯(cuò)誤;濕的手與傳感器之間有水填充,改變了原來(lái)匹配成平行板電容器的電容,所以會(huì)影響指紋解鎖,故D錯(cuò)誤.二、多選題6.下列有關(guān)光的現(xiàn)象、電磁波和相對(duì)論的說(shuō)法正確的是A.光通過(guò)偏振片時(shí),光的振動(dòng)方向與透振方向的夾角越大,透過(guò)的光越強(qiáng)B.楊氏干涉觀察到了明暗條紋證明光是一種波,如果用激光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)則效果沒(méi)有那么明顯C.赫茲在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),當(dāng)電磁波到達(dá)導(dǎo)線環(huán)時(shí),它在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),使得導(dǎo)線環(huán)中產(chǎn)生火花,這個(gè)導(dǎo)線環(huán)就是一個(gè)電磁波檢測(cè)器D.根據(jù)相對(duì)論原理,將兩只調(diào)整同步的銫原子鐘分別放在地面上和宇宙飛船上,則在宇宙飛船上的銫原子鐘會(huì)走得慢些【答案】CD【解析】【分析】光的振動(dòng)方向與透振方向的垂直時(shí),光不能透過(guò);激光的頻率單一,是相干光源;當(dāng)電火花在感應(yīng)圈兩個(gè)金屬球間跳動(dòng)時(shí),能產(chǎn)生電磁波,導(dǎo)線環(huán)會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng),接收到電磁波;根據(jù)狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)(相對(duì)性原理、光速不變?cè)恚┖蛶讉€(gè)基本結(jié)論:①鐘慢效應(yīng);②尺縮效應(yīng).【詳解】光通過(guò)偏振片時(shí),光的振動(dòng)方向與透振方向的垂直時(shí),沒(méi)有光透過(guò),當(dāng)兩者相平行時(shí),則透過(guò)的光最強(qiáng),故A錯(cuò)誤;楊氏干涉觀察到了明暗條紋證明光是一種波,如果用激光,由于是相干光源,則進(jìn)行實(shí)驗(yàn)則效果更明顯,故B錯(cuò)誤;當(dāng)火花在感應(yīng)圈兩個(gè)金屬球間跳動(dòng)時(shí),必定建立一個(gè)快速變化的電磁場(chǎng)這種變化的電磁場(chǎng)以電磁波的形式在空間快速傳播,當(dāng)電磁波經(jīng)過(guò)導(dǎo)線環(huán)時(shí),迅速變化的電磁場(chǎng)在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),使得導(dǎo)線環(huán)的兩個(gè)小球間也產(chǎn)生了火花在赫茲實(shí)驗(yàn)中,感應(yīng)圈成了電磁波發(fā)射器,導(dǎo)線環(huán)成了電磁波的檢測(cè)器,故C正確;根據(jù)鐘慢效應(yīng),宇宙飛船高速經(jīng)過(guò)地球附近時(shí),地球上有看宇宙飛船上的銫原子鐘會(huì)走得慢些,故D正確;故選CD.【點(diǎn)睛】考查光的偏振原理,掌握光的干涉條件,知道激光是相干光源,理解導(dǎo)線環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件,注意鐘慢效應(yīng)的適用范圍,若在宇宙飛船上人看鐘,則走得正常.7.關(guān)于描述物體做直線運(yùn)動(dòng)的四個(gè)圖像,下列說(shuō)法正確的是()A.圖甲中,物體在這段時(shí)間內(nèi)的位移小于75mB.圖乙中,物體的加速度為0.75m/s2C.圖丙中,時(shí)間內(nèi)物體的速度變化量為48m/sD.圖丁中,物體內(nèi)的位移為120m【答案】BC【解析】【詳解】A.如果物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則內(nèi),位移甲圖圖形面積大于勻加速直線運(yùn)動(dòng)的圖形面積,所以圖甲中,物體在這段時(shí)間內(nèi)的位移大于75m,故A錯(cuò)誤;B.圖乙中,由可得物體的加速度為故B正確;C.圖丙中,根據(jù)面積法有,時(shí)間內(nèi)物體的速度變化量為故C正確;D.由圖可知,物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng),則可得則物體內(nèi)的位移為故D錯(cuò)誤。故選BC。8.圖甲是一種振動(dòng)發(fā)電裝置的示意圖,半徑為r=0.1m、匝數(shù)n=20的線圈位于輻向分布的磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右視圖如圖乙所示),線圈所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B=T,線圈電阻為R1=0.5Ω,它的引出線接有R2=9.5Ω的小電珠L(zhǎng),外力推動(dòng)線圈框架的P端,使線圈沿軸線做往復(fù)運(yùn)動(dòng),線圈運(yùn)動(dòng)速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖丙所示(摩擦等損耗不計(jì)),則()A.小電珠中電流的峰值為0.16AB.小電珠中電流的有效值為0.16AC.電壓表的示數(shù)約為1.5VD.t=0.1s時(shí)外力的大小為0.128N【答案】AD【解析】【詳解】AB.由題意及法拉第電磁感應(yīng)定律知,線圈在磁場(chǎng)中做往復(fù)運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小符合正弦曲線變化規(guī)律,線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值為Em=nBlv=nB·2πrvm故小電珠中電流的峰值為故A正確,B錯(cuò)誤;C.電壓表示數(shù)故C錯(cuò)誤;D.當(dāng)t=0.1s也就是時(shí),外力的大小為F=nB·2πrIm=0.128N故D正確。故選AD。三、實(shí)驗(yàn)題9.某科學(xué)小組做新型材料的課題研究,要測(cè)量新材料的電阻率.取一均勻新材料制成的圓柱體進(jìn)行測(cè)量,實(shí)驗(yàn)步驟如下:(1)用刻度尺測(cè)出圓柱體的長(zhǎng)度為L(zhǎng).(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖甲所示,由圖可知其直徑D=________mm;(3)用多用表測(cè)量其電阻如圖乙所示,若此時(shí)歐姆表選擇“×100”擋位,可知電阻值________Ω.(4)用伏安法可以更加精確地測(cè)量該圓柱體的電阻,若在測(cè)量待測(cè)圓柱體電阻時(shí),電壓表和電流表示數(shù)分別用U和I表示,則該圓柱體材料的電阻率ρ=________(用題中所給字母L、D、U、I表示).【答案】①.3.202---3.205②.600③.【解析】【詳解】(2)[1].用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑:D=3mm+0.01mm×20.5=3.205mm;(3)[2].電阻值:6×100Ω=600Ω.(4)[3].由以及且解得10.在做“用油膜法估測(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)中,所用油酸酒精溶液的濃度為每溶液中有純油酸,用注射器測(cè)得上述溶液有滴,把滴該溶液滴入盛水的淺盤(pán)里,待水面穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺盤(pán)上,用筆在玻璃板上描出油酸的輪廓,再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上,其形狀和尺寸如圖所示,坐標(biāo)中正方形方格的邊長(zhǎng)為.(1)下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的___________A.本實(shí)驗(yàn)也可直接將純油酸滴水面上測(cè)量B.本實(shí)驗(yàn)將油膜看成單分子油膜C.本實(shí)驗(yàn)忽略了分子的間隙D.測(cè)量油膜面積時(shí),由于不足一格的正方形面積無(wú)法估讀,全部舍去(2)該實(shí)驗(yàn)中每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為_(kāi)__________;油酸膜的面積是___________;按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測(cè)出油酸分子的直徑為_(kāi)__________(保留一位有效數(shù)字)。(3)油酸酒精溶液滴入淺盤(pán)的水中后,迅速用筆在玻璃板上描出油膜的輪廓,然后根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)算出分子直徑,結(jié)果將___________(偏大、偏小、不變)?!敬鸢浮竣?BC②.③.284##288##292④.⑤.偏大【解析】【詳解】(1)[1]A.本實(shí)驗(yàn)不可直接將純油酸滴水面上測(cè)量,如果不稀釋,則在水面形成的油膜不是單分子油膜,故A錯(cuò)誤;BC.本實(shí)驗(yàn)將稀釋的油酸在水面上盡可能的展開(kāi),形成單分子油膜,本實(shí)驗(yàn)忽略了分子的間隙,故BC正確;D.測(cè)量油膜面積時(shí),多于半格按一格來(lái)計(jì)算,少于半格的舍去,故D錯(cuò)誤。
故選BC;(2)[2]每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積[3]根據(jù)“多于半格按一格來(lái)計(jì)算,少于半格的舍去”的方法,可以得到油膜所占格數(shù)為72格,則油酸膜的面積是[4]油酸分子的直徑[5]油酸酒精溶液滴入淺盤(pán)的水中后,迅速用筆在玻璃板上描出油膜的輪廓,這樣油酸可能沒(méi)有完全展開(kāi),使得測(cè)得的面積偏小,根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)算出分子直徑,結(jié)果將偏大。四、解答題11.質(zhì)量為M的絕緣細(xì)管,做成一圓形軌道,豎直固定在水平面上,如圖所示.圓心與坐標(biāo)原點(diǎn)重合,在I、II象限有垂直于軌道平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在IV象限有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng).一個(gè)帶正電的小球,其電荷量為q、質(zhì)量為m,從圖中位置由靜止釋放,第一次到達(dá)圓形軌道的最高點(diǎn)時(shí)剛好能通過(guò).不計(jì)一切摩擦,小球的電荷量保持不變,圓形軌道的半徑為R,絕緣細(xì)管的內(nèi)徑遠(yuǎn)小于R,小球直徑略小于絕緣細(xì)管的內(nèi)徑,小球可看成質(zhì)點(diǎn).求:(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大?。?2)若小球第四次到最高點(diǎn)時(shí),剛好對(duì)軌道無(wú)壓力,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。敬鸢浮浚?)(2)【解析】【詳解】(1)第一次小球恰能達(dá)到最高點(diǎn),到最高點(diǎn)速度為零,則:EqR=mgR解得:(2)小球第四次到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),對(duì)軌道無(wú)壓力,此時(shí):小球從開(kāi)始到第四次到達(dá)最高點(diǎn)的過(guò)程,由動(dòng)能定理可得:聯(lián)立解得:12.真空管道超高速列車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成平動(dòng)動(dòng)能的裝置.圖1是某種動(dòng)力系統(tǒng)的簡(jiǎn)化模型,圖中粗實(shí)線表示固定在水平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌,電阻忽略不計(jì),ab和cd是兩根與導(dǎo)軌垂直,長(zhǎng)度均為l,電阻均為R的金屬棒,通過(guò)絕緣材料固定在列車(chē)底部,并與導(dǎo)軌良好接觸,其間距也為l,列車(chē)的總質(zhì)量為m.列車(chē)啟動(dòng)前,ab、cd處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下,如圖1所示,為使列車(chē)啟動(dòng),需在M、N間連接電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源,電源內(nèi)阻及導(dǎo)線電阻忽略不計(jì),列車(chē)啟動(dòng)后電源自動(dòng)關(guān)閉.(1)要使列車(chē)向右運(yùn)行,啟動(dòng)時(shí)圖1中M、N哪個(gè)接電源正極,并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由;(2)求剛接通電源時(shí)列車(chē)加速度a大??;(3)列車(chē)減速時(shí),需在前方設(shè)置如圖2所示的一系列磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)寬度和相鄰磁場(chǎng)間距均大于l.若某時(shí)刻列車(chē)的速度為,此時(shí)ab、cd均在無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域,試討論:要使列車(chē)停下來(lái),前方至少需要多少塊這樣的有界磁場(chǎng)?【答案】(1)M接電源正極,理由見(jiàn)解析(2)(3)若恰好為整數(shù),設(shè)其為n,則需設(shè)置n塊有界磁場(chǎng),若不是整數(shù),設(shè)的整數(shù)部分為N,則需設(shè)置N+1塊有界磁場(chǎng)【解析】【詳解】試題分析:結(jié)合列車(chē)的運(yùn)動(dòng)方向,應(yīng)用左手定則判斷電流方向,從而判斷哪一個(gè)接電源正極;對(duì)導(dǎo)體棒受力分析,根據(jù)閉合回路歐姆定律以及牛頓第二定律求解加速度;根據(jù)動(dòng)量定理分析列車(chē)進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)時(shí)動(dòng)量變化,據(jù)此分析;(1)M接電源正極,列車(chē)要向右運(yùn)動(dòng),安培力方向應(yīng)向右,根據(jù)左手定則,接通電源后,金屬棒中電流方向由a到b,由c到d,故M接電源正極.(2)由題意,啟動(dòng)時(shí)ab、cd并聯(lián),設(shè)回路總電阻為,由電阻的串并聯(lián)知識(shí)得①;設(shè)回路總電流為I,根據(jù)閉合電路歐姆定律有②設(shè)兩根金屬棒所受安培力之和F,有F=BIl③根據(jù)牛頓第二定律有F=ma④,聯(lián)立①②③④式得⑤(3)設(shè)列車(chē)減速時(shí),cd進(jìn)入磁場(chǎng)后經(jīng)時(shí)間ab恰好進(jìn)入磁場(chǎng),此過(guò)程中穿過(guò)兩金屬棒與導(dǎo)軌所圍回路的磁通量的變化為,平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為,由法拉第電磁感應(yīng)定律有⑥,其中⑦;設(shè)回路中平均電流為,由閉合電路歐姆定律有⑧設(shè)cd受到的平均安培力為,有⑨以向右為正方向,設(shè)時(shí)間內(nèi)cd受安培力沖量為,有⑩同理可知,回路出磁場(chǎng)時(shí)ab受安培力沖量仍為上述值,設(shè)回路進(jìn)出一塊有界磁場(chǎng)區(qū)域安培力沖量為,有?設(shè)列車(chē)停下來(lái)受到的總沖量為,由動(dòng)量定理有?聯(lián)立⑥⑦⑧⑨⑩??式得?討論:若恰好為整數(shù),設(shè)其為n,則需設(shè)置n塊有界磁場(chǎng),若不是整數(shù),設(shè)的整數(shù)部分為N,則需設(shè)置N+1塊有界磁場(chǎng).?.【點(diǎn)睛】如圖所示,在電磁感應(yīng)中,電量q與安培力的沖量之間的
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