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2024—2025学年度下学期2022级
5.3模拟一物理试卷
一、选择题（共40分，1-7为单选题，8-10为多选题，全对4分，漏选2分，错选0分）
1．日本政府无视国际社会的强烈反对，单方面强行启动福岛核事故污染水排海，日本排海的核废水中有一种放射性物质铯137，对人体健康构成严重威胁。已知铯137发生衰变的方程是，半衰期约为30年，则下列说法正确的是（　　）
A．是粒子 B．铯137的衰变是衰变
C．铯137比钡137的比结合能大 D．100个铯137发生衰变，经过约60年后一定还剩25个
2．甲乙两车在同一水平路面上的两平行车道做直线运动，某时刻乙车在前，甲车在后，相距6m，从此时刻开始计时，两车运动的v-t图像如图所
示。在0~8s内，下列说法正确的是（ ）
A．t=4s时两车相距2m
B．t=4s时两车相遇
C．t=8s时两车相遇
D．t=8s时两车相距最远
3．“奇迹石”，是挪威最负盛名的旅游景点，有一块大的石头卡在两个绝壁间，如图甲所示。将该景观简化成如图乙所示的模型，右壁竖直，左壁稍微倾斜。设左壁与竖直方向的夹角为，石头的质量为m，忽略一切摩擦。下列说法中正确的是（　　）
A．石头对右壁的压力与右壁对石头的压力相互平衡
B．石头对左壁的压力大小小于石头的重力大小
C．石头对左壁的压力大小为
D．若随着风化程度的增加，导致夹角减小，则石头对左壁的压力也减小
4．质量分别为M和m的物块A和B形状、大小均相同，将它们通过轻绳跨过光滑定滑轮连接，如图甲所示，绳子平行于倾角为α的斜面，A物块恰好能静止在斜面上，不考虑两物块与斜面之间的摩擦。若互换两物块位置，按图乙放置，然后释放物块，斜面仍保持静止。则下列说法正确的是（　　）
A．轻绳的拉力等于Mg
B．轻绳的拉力小于mg
C．A物块运动的加速度大小为
D．A物块运动的加速度大小为
5．交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动。一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S=0.05m2，线圈转动的频率为50Hz ，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度。为用此发电机所发出的交流电带动两个标有“220V，110W”的灯泡正常工作，需在发电机的输出端a，b与灯泡之间接一个理想变压器，电路如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．发电机的输出电压的最大值为1100V
B．变压器原、副线圈的匝数比为
C．交流电流表的示数为0.1A
D．如果把其中一个灯泡从电路中拆除后，电流表的示数变大
6．如图所示，两平行金属板MN水平放置，两极间距离为2cm，N板接地，电场中A点距M板1cm，B点和C点均距N板0.5cm，MN接在的直流电源上，下列说法中正确的是（　　）
A．A点的电场强度大小为
B．A、C之间的电势差为2000V
C．电子在B点的电势能为J
D．电子从A点运动到C点，电场力做的功为
7．如图为“EAST超导托卡马克核聚变实验装置”的简化模型：把核材料约束在半径为r2的圆形区域内，等离子体只在半径为r1的圆形区域内反应，环形区域(约束区)存在着垂直于截面的匀强磁场。假设约束的核聚变材料只有氕核()和氘核()，已知氕核()的质量为m，电量为q，两个同心圆的半径满足r2＝(＋1)r1，只研究在纸面内运动的核子，不考虑核子间的相互作用、中子和质子的质量差异以及速度对核子质量的影响。设核聚变材料氕核()和氘核()具有相同的动能Ek，则以下说法正确的是（　　）
A．氕核()和氘核()的比荷之比为1：2
B．氕核()和氘核()分别在环形区域做匀速圆周运动的半径之比为1：
C．为了约束从反应区沿不同方向射入约束区的核子，则环形磁场区域所加磁场磁感应强度B满足的条件为B>
D．若约束区的磁感应强度为B0，氕核()从圆心O点沿半径方向以某一速度射入约束区，恰好经过约束区的外边界，则氘核()相邻两次经过O点所经历的时间为t＝
8．如图所示，有甲、乙两颗卫星分别在不同的轨道围绕一个半径为R、表面重力加速度为g的行星运动。甲、乙所在的轨道平面相互垂直，卫星甲的轨道为圆，距离行星表面的高度为，卫星乙的轨道为椭圆，M、N两点的连线为其椭圆轨道的长轴，M、N两点间的距离为3R。下列说法正确的是（　　）
A．卫星甲的线速度大小为
B．卫星乙运行的周期为
C．卫星乙沿椭圆轨道运行经过M点时的线速度大于卫星甲沿圆轨道运行的线速度
D．卫星乙沿椭圆轨道运行经过M点时的加速度小于卫星甲沿圆轨道运行的加速度
9．如图所示，两列波长与振幅都相同的横波，时，沿x轴正方向传播的波正好传播到坐标原点，沿x轴负方向传播的波刚好传播到处。已知两列波的振幅均为10cm，波速均为5m/s，则下列说法正确的是（　　）
A．两波相遇后，平衡位置位于原点的质点是振动加强点
B．在0~0.6s内，平衡位置位于原点的质点运动的路程为2m
C．时，坐标在0~1m之间的质点偏离平衡位置的位移都为0
D．时，坐标在0~1m之间的质点的速度均为0
10．如图所示，在地面上方等间距分布着足够多的、水平方向的条形匀强磁场，每一条形磁场区域的宽度及相邻区域的间距均为d。现有一边长为l（l ＜d）的正方形金属线框在离地高h处以水平初速度从左侧磁场边缘进入磁场，运动中线框平面始终竖直，最终落在地面上，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．线框在空中运动的时间一定为
B．一定，h越大线框运动的水平位移一定越大
C．h一定，越大线框运动过程中产生的焦耳热一定越多
D．h一定，的大小连续变化，线框落地点也一定相应的连续变化
二、实验题（共16分，每空2分）
11．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中。
（1）如图甲所示是用双缝干涉测光波波长的实验设备示意图，图中①是光源，②是滤光片，③是单缝，④是双缝，⑤是光屏。下列操作能减小光屏上相邻两条亮条纹之间距离的是 。
A．减小②和③之间的距离
B．减小③和④之间的距离
C．将红色滤光片改成绿色滤光片
D．增大双缝之间的距离
（2）转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹，此时手轮的示数为。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第13条亮条纹，此时手轮的示数如图乙所示，示数为 ，则相邻两条亮条纹的间距是 （最后一空，结果保留三位有效数字）。
（3）已知双缝的间距是、双缝和光屏之间的距离是，则待测光的波长是
（结果保留三位有效数字）。
12．某探究小组利用图1所示电路来测量定值电阻的阻值，并测定直流电源的电动势E与内阻r。所用实验器材有：直流电源、电压表（可视为理想电表）、定值电阻、电阻箱R、待测电阻、开关S1、单刀双掷开关S2和导线若干。
部分实验步骤如下：
① 连接好电路后，将电阻箱R调至适当阻
值，开关S2接1，闭合开关S1；
② 读取电阻箱的阻值R和电压表的示数U；
③ 改变电阻箱的阻值，重复步骤② ，测得
多组R和U的数值；
④ 断开开关S1，作出的线性关系图像如图所示，其中a、b、c已知。
（1）图像的横坐标x应为 （选填“R”或“”）。
（2）开关S2接2，闭合开关S1，读出电压表的示数，且，则在图中可以查出对应的待测电阻 。
（3）利用图像还可以测量该直流电源的电动势和内阻，则该直流电源的电动势 ，内阻 。（用a、b、c、表示）
三、解答题（44分）
13．某款全自动增压供水系统的圆柱形储水罐的总容积，水龙头正常工作时，罐内水面缓慢下降，最低只能下降到储水罐的正中间，水龙头出水口到罐内水面的最大高度差，如图所示，此时水泵自动启动给罐内补水，当压力开关检测到罐内封闭气体的压强达到时，自动断开水泵电源停止补水。已知水的密度，封闭气体可视为理想气体，忽略封闭气体温度的变化，外界大气压恒为，取重力加速度大小，求：
（1）水泵刚开始工作时罐内封闭气体的压强；
（2）水泵停止工作时罐内水的体积。
14．如图所示，在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心在O点，半径为r，内壁光滑，A、B两点分别是圆弧的最低点和最高点。该区间存在方向水平向右的匀强电场，场强大小为E，一个电荷量为q带负电的小球在轨道内侧做完整的圆周运动（电荷量不变），经C点时速度最大，O、C连线与竖直方向的夹角θ=，重力加速度为g。
（1）D、C两点间的电势差；
（2）如果在A点速度，小球经D点时对轨道压力的大小。
15．如图所示，光滑水平平台AB与足够长的光滑倾斜轨道AC平滑连接，长为的粗糙水平传送带BD与平台无缝对接。质量分别为和两个小物体中间有一被压缩的轻质弹簧，用细绳将它们连接。已知传送带以的速度向左匀速运动，小物体与传送带间动摩擦因数为。现剪断细绳，小物体向左运动，向右运动的速度大小为。g取。求：
（1）剪断细绳前弹簧的弹性势能；
（2）从小物体滑上传送带到第一次滑离传送带的过程中，为了维持传送带匀速运动，电动机需对传送带多提供的电能E；
（3）如果，弹簧储存的弹性势能为8J，剪断细绳，两物体被弹开，弹开后立即取走弹簧。设AB足够长，使两物体每次碰撞都发生在AB平面上。由于碰撞有动能损失，使每次两物块碰撞后的速度大小都变为碰撞前的。求在传送带上通过的总路程。（保留三位有效数字）
高三下学期5.3物理参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B A C C B D B AC AC AC
1．B【详解】AB．根据核反应过程满足质量数和电荷数守恒，可知是电子（），所以铯137的衰变是衰变，故A错误，B正确；C．衰变过程放出能量，反应后的钡137比反应前的铯137更稳定，则铯137比钡137的比结合能小，故C错误；D．半衰期是大量原子核发生衰变的统计规律，不适用于少数原子核，所以100个铯137发生衰变，经过约60年后不一定还剩25个，故D错误。故选B。
2．A【详解】AB．图像与时间轴围成的面积可表示位移；0-4s，甲的位移为48m，乙的位移为40m，甲、乙两车在同一水平道路上，乙车在前，甲车在后，相距6m，当t=4s时，甲车在前，乙车在后，相距2m。所以当t=4s时两车不相遇，故A正确，B错误；
CD．0-6s，甲的位移为60m，乙的位移为54m，6s时两车第二次相遇，6s后，由于乙的速度大于甲的速度，乙又跑到前面；8s时两车速度相等，乙在甲的前面相距8m-4m=4m，据此可知此时刻两车不相遇，也不是相距最远，故CD错误。故选A。
3．C【详解】A．石头对右壁的压力与右壁对石头的压力，是一对相互作用力，故A错误；
BC．根据共点力平衡条件可知，石头受到重力mg、石头对左壁的压力为，石头对右壁的压力
为，按照效果分解如图所示，可知，，根据牛顿第三定律可知石头对左壁的压力大小为N=。故B错误，C正确；D．随着风化程度的增加，导致夹角θ减小，sinθ和tanθ都减小，石头对左壁的压力增大，D错误。
4．C【详解】互换位置前，A静止在斜面上，则有，互换位置后，对A有，对B有，解得，，ABD错误，C正确
5．B【详解】A．发电机的输出电压的最大值为，又，解得。故A 错误；
B．变压器输入电压有效值为，根据电压比等于匝数比，可得变压器原、副线圈的匝数比为。故B正确；
C．根据，又，解得，可知交流电流表的示数为0.2A，故C错误；
D．如果把其中一个灯泡从电路中拆除，则负载电阻变大，副线圈的电流I2变小，则原线圈的电流I1变小，所以电流表的示数变小，故D错误。
6．D【详解】A．金属板间为匀强电场，电场强度大小为，即A点的电场强度大小为，A错误；
B．A、C之间的电势差为。B错误；
C．根据上述有，电子在B点的电势能为。C错误；
D．电子从A点运动到C点，电场力做的功为，D正确。故选D。
7．B【详解】A．氕核()和氘核()的比荷之比为。故A错误；B．根据，得，则半径之比为。
C．如图1所示，当离子的速度沿与内边界圆相切的方向射入磁场，且轨道与磁场外圆相切时所需磁场的磁感应强度B，即为要求的值，设轨迹圆的半径为R1，由几何关系得，根据，解得，当约束氘核时，对应磁场为。C错误；
D．如图2所示，由几何关系得，解得，故，又，联立可得，离子在约束区中做匀速圆周运动的周期，由几何关系可知，离子在约束区中一次运动的时间，氕核()在反应区域内的运动时间为，则氘核()相邻两次经过O点所经历的时间为。故D错误。
8．AC【详解】依题意，，卫星乙的半长轴为，设地表有一物体，质量为，忽略地球自转，则其重力为，得。A．对卫星甲，由，得。
B．对甲，由，得，对卫星甲和卫星乙，由开普勒第三定律得。
C．由A分析可知，轨道半径越大，线速度越小，故在以M到地心的距离为半径的圆轨道上运行的卫星，其线速度。卫星乙从M向N运行时，是离心运动，故其经过M点时的线速度大于，则卫星乙沿椭圆轨道运行经过M点时的线速度大于卫星甲沿圆轨道运行的线速度，C正确；
D．M到地心的距离小于，由，知卫星乙沿椭圆轨道运行经过M点时的加速度大于卫星甲沿圆轨道运行的加速度，D错误。故选AC。
9．AC【详解】A．由于两列波波速与波长相等，可知，两列波的频率相等，根据同侧法可知，0时刻两列波的波前振动方向相反，若将0时刻两列波的波前等效为两个波源，则两等效波源振动步调相反，由于两波前到图中坐标原点的距离差等于半波长，可知，平衡位置位于原点的质点是
振动加强点，故A正确；
B．根据，波长为2m，解得，在0~0.2s内，位于原点的质点运动的路程，0.2s时，右侧波传播到原点，结合上述可知，原点的质点振动加强，由于，则在0.2~0.6s内，位于原点的质点运动的路程，可知，在0~0.6s内，平衡位置位于原点的质点运动的路程为。故B错误；
C．根据，可知，时，波向前传播了一个波长的距离，根据图示，左侧波形的波峰恰好传播到平衡位置在0.5m的质点，右侧波形的波谷恰好传播到平衡位置在0.5m的质点，根据波的叠加原理可知，时，坐标在0~1m之间的质点偏离平衡位置的位移都为0，故C正确；D．结合上述可知，平衡位置在原点与1m位置的点均为振动加强点，时，坐标在0~1m之间的质点偏离平衡位置的位移都为0，此时平衡位置在原点与1m位置的点均处于平衡位置，这两点的速度达到最大值，故D错误。故选AC。
10．AC【详解】A．线框水平方向上进磁场和出磁场受安培力做减速运动，在无磁场区以及全部在磁场中做匀速直线运动，在竖直方向上仅受重力，做自由落体运动。根据自由落体运动，解得线框的运动的时间为，故A正确；
B．在进磁场和出磁场过程中，线框在水平方向受安培力作用，水平方向的速度减小，当水平方向的速度减为0时，线框只有竖直方向的速度，水平方向的位移不再增大。则在进或出磁场中，根据动量定理有，又，则有，且，联立得，解得，即在v0一定的情况下，线框进出磁场中的水平位移不变，
与h无关，而线框在无磁场区和完全在磁场区，水平方向的位移都一样为d，故总的水平位移不变；同理，当水平方向的速度没有减到零时线框就落地，则h越高，x越大，总的水平位移越大，故B错误；C．线框进入和穿出条形磁场区域时，才产生感应电动势，才受到安培力，出现安培力
做功，从而产生焦耳热，由公式，可知v0越大，线框
进出磁场任一过程中安培力越大，因为距离一定，则线框克服安培力做功越多，故产生的焦耳热一定越多，故C正确；D．线框进入和穿出条形磁场区域时，才产生感应电动势，才受到安培力，在水平方向做减速运动。因为线框在水平方向上做变减速运动，虽然v0的大小连续变化，下落时间不变，但落地点不是相应的连续变化，故D错误。故选AC。
11． CD 14.530 1.21
【详解】（1）[1]根据知，为减小相邻亮纹（暗纹）间的距离，可采取减小双缝到光屏的距离、增大双缝间距离、或减小入射光的波长（将红色滤光片改成绿色滤光片），而单缝与双缝间距以及滤光片与单缝间距不会影响条纹间距，故AB错误，CD正确。
（2）[2][3]图乙中固定刻度读数为14.5mm，可动刻度读数为0.01×3.0mm=0.030mm，所以最终读数，可得相邻干涉条纹的间距。
（3）[4]由得
12．(1) (2) (3)
【详解】（1）由闭合电路欧姆定律得，解得，可知
（2）由图像可知，当时。故
（3）[1][2]结合图像可知，，解得，
13．(1) (2)
【详解】（1）水龙头出水口到罐内水面的最大高度差，根据平衡条件有，解得
（2）罐内气体做等温变化，设水泵停止工作时，封闭气体的体积为，则有，
水泵停止工作时罐内水的体积为，解得
14．(1)；(2)
【详解】(1)由题意
(2)由题意mg与Eq的合力沿OC方向，设mg与Eq的合力为，则，
对小球从A到D过程应用动能定理，
在D点，可得，又由于，则，
由牛顿第三定律知：小球对轨道的压力
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）和弹开过程，取向左为正方向，根据动量守恒定律，有，解得，剪断细绳前弹簧的弹性势能为，解得
（2）设在传送带上向右减速运动最大距离为x，动能定理，有，解得，则先向右减速至速度为零，再向左加速至速度为，然后向左匀速运动，直至离开传送带。
设小物体滑上传送带到第一次与传送带共速所用时间为t，取向左为正方向，
根据动量定理，有，解得，该过程传送带运动的距离为，故为了维持传送带匀速运动，电动机需对传送带多提供的电能为，解得
（3）两小物体被弹开过程，根据动量守恒定律，有，
由能量守恒定律有，解得，
第一次滑上传送带到减速为0的位移，
第一次滑上传送带到离开的路程为，
第一次与碰撞后的速度为，
第二次滑上传送带到减速为0的位移，
第二次滑上传送带到离开的路程为，
第n次滑上传送带到离开的路程为（、2、3…），
解得在传送带上通过的总路程为

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