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1、单科标准满分练 (一 )命题报告核心素养：第 15、 18、21、23 题培养学生构建物理模型、科学探究、逻辑推理等核心素养。仿真一选题情景创新： 22 题利用光电门验证机械能守恒。亮点展示角度创新：第17 题利用对氚核的加速考查回旋加速器的原理，设置选项角度新颖，有很好的区分度。难易度： 0.58题型题号考查内容难易度14原子核及核反应方程易15万有引力及天体质量的估算易16动态平衡问题中选择题17回旋加速器原理及应用中18平抛斜面问题中19电磁感应中的电路问题中20运动合成与分解及动能定律应用中21传送带中的动力学与能量问题难实验题22验证机械能守恒定律及仪器读数易23电学创新实验中计算题
2、24以曲面为背景动量与能量的综合中25带电粒子在电磁场中的运动难选考题33固体的性质与气体状态方程的应用中34波的图象与光的全反射中(时间： 60 分钟分值： 110 分 )第 卷二、选择题：本题共8 小题，每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中，第1418 题只有一项符合题目要求， 第 19 21 题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，有选错或不答的得0 分。142018 年 8 月 23 日，国家重大科技基础设施中国散裂中子源项目通过国家验收，投入正式运行，并将对国内外各领域的用户开放。有关中子的研究，下列说法正确的是 ()A卢瑟福发现中子的核反应方程为94
3、1214Be 2He 6C 0nB中子和其他微观粒子一样，都具有波粒二象性C核反应方程210y4的中子个数为 12884Po82X 2He 中的 y206， XD. 23592U 在中子轰击下生成 9438Sr 和 14054Xe 的过程中，原子核中核子的平均质量变大B 卢瑟福通过分析 粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构模型，查德威克通过 粒子轰击铍核获得碳核的实验发现了中子， A 错误；所有粒子都具有波粒二象性， B 正确； y210 4 206，X 的中子数为 206 82124，C 错误；裂变反应释放能量，根据质能方程可知，核反应过程中存在质量亏损，原子核中核子的平均质量变小， D
4、 错误。 15 2018 年软科世界一流学科排名中，北京航空航天大学的航空航天工程在本学科中排名世界第一。若北京航空航天大学的学生王华乘坐宇宙飞船，去探知未知天体 X 星，测得飞船绕 X 星表面附近做圆周运动的周期为 T，飞船降落到 X星表面后，王华将小球以初速度 v0 竖直向上抛出，测得小球经t 时间落回手中，已知 X 星表面是真空，X 星可视为质量分布均匀的球体， 忽略 X 星的自转，则 ()A X 星的半径为v 0T2v 0 T24tB X 星的半径为 2t2222v3T4v T0C X 星的质量为0D X 星的质量为 22 24 3ttB 设 X 星的质量为 M ，半径为 R，表面的重
5、力加速度大小为g0，由万有引力F提供向心力，则F，F0，小球做竖直上抛运动，则 v 0 0t，mgg 2v 0T2Mm34v 0T32F G2，得 M4解得 R 2 ，B 正确，A 错误；由万有引力定律得R2，C、tGtD 均错误。 16.如图所示，物块 A、B(可视为质点 )用跨过光滑轻质滑轮的轻绳1 连接，其中物块 A 放在水平地面上，滑轮用轻绳2 连接在竖直墙上，此时物块A、B 均静止不动，连接滑轮的轻绳2 与竖直墙壁间的夹角为。现将物块 A 向右缓慢移动一小段距离，若物块A、B 仍能保持静止不动，则()A轻绳 1 对物块 A 的拉力大小增大B地面对 A 的摩擦力减小C物块 A 对地面的
6、压力增大D轻绳 2 的拉力大小保持不变C 轻绳 1 对物块 A 的拉力大小始终等于物块 B 的重力大小，所以轻绳 1 的拉力大小不变， A 错误；对 A 进行受力分析如图所示，由共点力的平衡条件可得F fF T cos ，F N F Tsin mAg，由于 F T mBg，A 向右移动之后 变小，所以地面对 A 的摩擦力 F f 增大；又因为地面对A 的支持力 F NmA g FT sin 增大，由牛顿第三定律可知物块 A 对地面的压力增大， B 错误， C 正确；由几何知识可知， 290，由力的合成与分解知，轻绳 2 的拉力大小 F T2F T cos ，由于物块 A 向右移动后 减小，故
7、增大，轻绳 2 的拉力减小， D 错误。 17.某回旋加速器的示意图如图， 两个半径均为 R 的 D 形盒置于磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，并与高频电源两极相连，现对氚核 (31H) 加速，所需的高频电源的频率为 f。已知元电荷为e。下列说法正确的是 ()A D 形盒可以用玻璃制成eBfB氚核的质量为2C高频电源的电压越大，氚核从P 处射出的速度越大4He)加速，则高频电源的频率应调为3D若对氦核 (2f2D 为使 D 形盒内的带电粒子不受外电场的影响， D 形盒应用金属材料制成，以实现静电屏蔽， A 错误；为使回旋加速器正常工作，高频电源的频率应与带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的频
8、率相等，由T12m1和 T11，得氚核的eBf质量 m1 eB，B 错误；由 ev m 21v m，得 v meBR，可见氚核从 P 处射出时的2fBm Rm1最大速度 v m 与电源的电压大小无关， C 错误；结合 T22m2和 T2 1 ，得 f22m12eBf2m2m133f，又 m24，得 f22f，D 正确。 v18.如图所示，甲、乙两小球 (可看成质点 )分别以 v 和 2的速度同时从斜面顶端O 点，沿同一方向向左水平抛出，两球均落在斜面上，落点分别为A 和 B，不计空气阻力，则以下说法正确的是()A落在斜面上时，乙球的速度偏向角大于甲球的速度偏向角B甲、乙两球在空中运动的时间之比
9、为 41C落在斜面上时，甲、乙两球的位移之比为4 1D甲球落在斜面上时的速率与乙球落在斜面上时的速率之比为41C 甲、乙两球均落在斜面上，故两球的位移偏向角相等，根据平抛运动规律，速度偏向角也相等， A 错误；设速度偏向角为 ，则 v 竖直 v 水平 tan ，v 合 v水平，cos因为 相同，故落在斜面上时， 甲、乙两球在竖直方向上的速度大小之比也为21，合速度大小之比也为21，由 v 竖直 gt，可得甲、乙两球在空中运动的时间之比为 21，B、D 错误；落在斜面上时， 甲、乙两球在竖直方向上的位移之比为41，在水平方向上的位移之比为41，故合位移之比也为 4 1， C 正确。 如图所示，在
10、O、S间接有负载电阻R1 2 ，用电阻 R2 8 的导体弯19.成半径 L1 m 的闭合圆环，圆心为O，SOQ 是一条直径。整个圆环中均有B0.1 T 的匀强磁场垂直环面穿过。电阻r2、长度为 L 的导体棒 OP 贴着圆环做匀速运动，角速度 120 rad/s，导体棒 OP 与圆环接触良好， 不计一切摩擦以及导线的电阻，则 ()A棒转动过程中产生的感应电动势为12 VB当 OP 到达 OQ 处时圆环的电功率为2 WC当 OP 到达 OS 处时圆环的电功率为1 WD棒转动过程中电路的最大电功率为9 WBD棒为等效电源，棒转动过程中产生的感应电动势12E 2BL 6 V ，A错误；画出等效电路如图
11、所示，当OP 到达OQ 处时， R3 R44，并联后的电阻为2，外电阻为4 ，圆环的电功率为2 W ，B 正确；当OP 到达OS 处时，圆环不接入电路，圆环的电功率为零，此时电路中总电阻最小，而电动势不变，E2所以电功率最大为P R1 r 9 W， D 正确， C 错误。 20.如图所示，两端分别固定有小球 (视为质点 )C 和 D 的轻杆斜靠在竖直墙面 AO 和水平面 OB 上。开始时轻杆与墙面夹角为 ，杆由静止释放后，球 C 沿墙面下滑。已知轻杆的长度为L，两球的质量均为m，重力加速度大小为g。若不计一切摩擦，则下列说法正确的是()A球 C 着地前瞬间的速度大小为2gLcosB球 C 下滑
12、过程中，杆对球 D 一直做正功C球 C 下滑的全过程，杆对球 C 做的功为零D球 D 速度最大时，水平面对球D 的支持力大于 mgAC若不计一切摩擦，球C 下滑过程中，当杆与墙面夹角为时，两球速度分解如图所示，则v Ccosv CDv D sin ，得 v D v C ，在球 C 着地前瞬间即 tan 90时 v D 0，由于球 D 的初、末速度均为零，即球C 下滑过程中，球 D 的动能先增大后减小，根据动能定理知，杆对球D 先做正功后做负功， B 错误；若不计一切摩擦， 根据系统机械能守恒有mgLcos12mv 2，得球 C 着地前瞬间的速度大小v 2gLcos， A正确；对球C 下滑的全过
13、程，根据动能定理有mgLcos 12W 2mv ，得杆对球 C 做的功 W0，C 正确；在球 C 下滑过程中，球 D 速度先增大后减小，球 D 速度最大时，所受合力为 0，即杆对球 D 无作用力，水平面对球 D 的支持力等于球 D 的重力， D 错误。 21传送带是现代自动化产业中应用非常广泛的一种传动装置，如图所示，在一水平向右匀速传输的足够长的传送带的左端A 点，每隔相同的时间T，轻放上一个相同质量的小煤块。已知煤块与传送带间的动摩擦因数均为，煤块的质量为 m，经测量，发现右边那些已经和传送带达到相同速度的煤块之间的距离相同且均为 x，而且每个煤块在传送带上均留下长为L 的擦痕，重力加速度
14、为g，下列判断正确的有 ()2LA传送带的速率为T2LB煤块加速运动的时间为gC和传送带达到相同速度的煤块之间的距离为x T 2 gLmL2D传送带因传送每一个煤块而多消耗的能量为T2BC煤块在传送带上先做匀加速直线运动，与传送带共速后做匀速直线运动，设每个煤块匀加速运动的时间为t，传送带的速度为 v ，煤块的加速度为 ag，从 A 点到煤块与传送带共速的过程，vt a，煤块与传送带相对滑动的位移为x2 2v t v v ，且 x L，故传送带运动的速率为 v 2gL，故 A 错误；煤块 2g 2g加速时间t 与vT 无关， t a2L，故gB 正确；每个煤块滑上传送带后运动的规律均相同，可知
15、 xv TT 2gL，故 C 正确；每个煤块与传送带间因摩擦产生的热量为 Qmg xmgL，根据能量守恒知，传送带因传送一个煤块多消耗的能量为12E2mv Q2mgL，故D 错误。 第 卷三、非选择题 ：本卷包括必考题和选考题两部分。第2225 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33 34 题为选考题，考生根据要求作答(一)必考题：共 47 分。22 (5 分)某同学利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律，图中A、B为两个光电门。(1)该同学首先利用20 分度的游标卡尺测量小球的直径d，测量结果如图乙所示，则d_ cm。图乙(2)让小球从光电门 A 上方某一高度处自由下落，计时装置测出小
16、球通过光电门 A、 B 的挡光时间 tA、tB，已知当地的重力加速度为 g，用刻度尺测量出光电门A、B 间的距离 h，则只需比较 _与_是否相等就可以验证小球下落过程中机械能是否守恒。(用题目中涉及的物理量符号来表示)(3)该同学的实验操作均正确，经过多次测量发现，(2)中需要验证的两个数值总是 存在 一定 的误 差， 产生这种 误差 的主要原因 是。解析 (1)根据游标卡尺的读数规则可知，小球的直径为0.885 cm。(2)小球从A 到B，重力势能减少了mgh，动能增加了12m，因此，1要验证机械能是否守恒，只需比较gh 与2是否相等即可。12(3)小球下落过程中，受到空气阻力的作用，造成机
17、械能损失，所以gh 与 2(v Bv 2A)总是存在一定的误差。答案 (1)0.885(2 分)1(2)gh(1 分) 2(1 分)(3)小球下落过程中受到空气阻力的影响(1 分 )23 (10分 )货运交通事故往往是由车辆超载引起的，因此我国交通运输部对治理货运超载有着严格规定。监测站都安装有称重传感器，图1 是一种常用的力传感器，由弹簧钢和应变片组成，弹簧钢右端固定，在其上、下表面各贴一个相同的应变片，应变片由金属制成。若在弹簧钢的自由端施加一向下的作用力F ，则弹簧钢会发生弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩。力越大，弹簧钢的弯曲程度越大，应变片的电阻变化就越大，输出的电压差U|U1U2
18、|也就越大。已知传感器不受压力时的电阻约为 19 ，为了准确地测量该传感器的阻值，设计了以下实验，实验原理图如图 2 所示。图 1图 2图 3实验室提供以下器材：A定值电阻 R0(R0 5 )B滑动变阻器 (最大阻值为 2 ，额定功率为 50 W)C电流表 A1(0.6 A，内阻 r11 )D电流表 A2(0.6 A，内阻 r2 约为 5 )E直流电源 E1(电动势 3 V，内阻约为 1 )F直流电源 E2(电动势 6 V，内阻约为 2 )G开关 S 及导线若干。(1)外力 F 增大时，下列说法正确的是_。A上、下应变片电阻都增大B上、下应变片电阻都减小C上应变片电阻减小，下应变片电阻增大D上
19、应变片电阻增大，下应变片电阻减小(2)图2中、为电流表，其中电流表选选填“A1”或“ A2”)，_(电源选 _(选填“ E1”或“ E2”)。(3)为了准确地测量该阻值，在图3 中，将 B、C 间导线断开，并将滑动变阻器与原设计电路的A、B、C 端中的一些端点连接，调节滑动变阻器，测量多组数据，从而使实验结果更准确，请在图3 中正确连接电路。(4) 结合上述实验步骤可以得出该传感器的电阻的表达式为_(A1、 A2两电流表的电流分别用I 1、 I 2 表示 )。解析 (1)外力 F 增大时，上应变片长度变长，电阻变大，下应变片长度变短，电阻变小，故选D。(2)题图 2 中的 要当电压表使用，因此
20、内阻应已知，故应选电流表 A1；因回路总阻值接近11 ，满偏电流为 0.6 A，所以电源电动势应接近 6.6 V，故电源选 E2。(3)滑动变阻器应采用分压式接法，将 B、C 间导线断开，A、B 两端接全阻值， C 端接在变阻器的滑动端，如图所示。(4)由题图 2 知，通过该传感器的电流为I 2I 1，加在该传感器两端的电压为I 1r1，故该传感器的电阻为I 1r1I 2I 1。答案 (1)D(2 分)(2)A 1(1 分)E2(2 分 )(3)如图所示 (3 分 )I 1 r1(4)I 2 I 1(2 分)24(12 分)如图所示，质量为m22 kg 的滑道静止在光滑的水平面上，滑道的 AB
21、 部分是半径为 R0.3 m 的四分之一圆弧，圆弧底部与滑道水平部分相切，滑道水平部分右端固定一个轻弹簧。滑道CD 部分粗糙，长为 L 0.2 m，动摩擦因数 0.10，其他部分均光滑。现让质量为m11 kg 的物块 (可视为质点 )自 A2点由静止释放，取g 10 m/s 。求：(1)物块到达圆弧轨道最低点时的速度大小；(2)在整个运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能；(3)物块最终停止的位置。 解析 (1) 物块从释放到运动到圆弧轨道最低点，由动量守恒定律得：0m1v 1 m2v 2(2 分)由机械能守恒定律得：1212(2 分)m1gR m1 v1m2v222解得： v 12 m/s。(1
22、 分)(2)由能量守恒定律得：Epm m1gRm1gL，解得： Epm2.8 J。(3 分)(3)最终物块将停在C、 D 之间，由能量守恒定律得：m1gRm1gs，解得： s3 m，(3 分)所以 m1 最终停在 D 点。(1 分)答案 (1)2 m/s (2)2.8 J(3)最终停在 D 点25 (20 分 )如图所示，在竖直平面内，第二象限存在方向竖直向下的匀强电场(未画出 )，第一象限内某区域存在一边界为矩形、磁感应强度B00.1 T 、方向3q8垂直纸面向里的匀强磁场 (未画出 )，A 20 m,0 处在磁场的边界上， 现有比荷 m10C/kg 的离子束在纸面内沿与x 轴正方向成 60
23、角的方向从 A 点射入磁场，初速度范围为 11060106，所有离子经磁场偏转后均垂直穿过y轴正半轴，3m/s vm/s2进入电场区域。 x 轴负半轴上放置长为 L 的荧光屏 MN ，取 10，不计离子重力和离子间的相互作用。(1)求矩形磁场区域的最小面积和y 轴上有离子穿过的区域长度。(2)若速度最小的离子在电场中运动的时间与在磁场中运动的时间相等，求电场强度 E 的大小 (结果可用分数表示 )。(3)在第 (2)问的条件下，欲使所有离子均能打在荧光屏MN 上，求荧光屏的最小长度及 M 点的坐标。解析 (1)由洛伦兹力提供向心力，得qv Bmv 2(2 分)rrmax mv0max(2 分)
24、0.1 mqB0根据几何关系可知，速度最大的离子在磁场中做圆周运动的圆心恰好在y 轴1B0， 20 m点，如图 1 所示，离子从 C 点垂直穿过 y 轴。根据题意，所有离子均垂直穿过 y 轴，即速度偏向角相等， AC 连线是磁场的边界。速度最小的离子在磁mv0min1场中做圆周运动的半径rmin qB0 30 m (2 分 )图1图2速度最小的离子从磁场离开后，匀速前进一段距离，垂直y 轴进入电场，根据几何知识，离子恰好从B 点进入电场，如图2 所示故 y 轴上 B 点至 C 点区域有离子穿过，且1BC10 m(1 分)2 中所示，由几何关系可知矩形长31满足题意的矩形磁场应为图10 m，宽2
25、0m，32面积 S 200 m(2 分)(2)速度最小的离子从 B 点进入电场，离子在磁场中运动的时间112mt1 T 33 qB0(2 分)离子在电场中运动的时间为t2，则1 qE2分BO 2， t1 t2(2)2 mt解得 E9 104 V/m(1 分)4离子进入电场后做类平抛运动，1 qE2(3)BO 1，水平位移大小 x1 vB1，2 m tt1 qE2x2v C 2，得 x110， 230分CO 2，水平位移大小45 m15 m(2)2 m ttx荧光屏的最小长度Lminx2 x1m (2 分)M 点坐标为(2 分)答案 见解析(二)选考题：共 15 分。请考生从2 道物理题中任选一
26、题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。33 物理 选修 3 3(15 分)(1)(5 分 )下列说法正确的是 _。(填正确答案标号。选对1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为0 分)A固体很难被压缩是因为分子之间有斥力B可以根据各向同性或各向异性来区分晶体和非晶体C晶体具有天然规则的几何形状，是因为物质微粒是规则排列的D彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点E液晶不是液态的晶体，是介于液态与结晶态之间的一种物质状态(2)(10 分 )炎热的夏季是汽车轮胎爆胎频发时期，爆胎的一个原因是轮胎内气体压强较大。已知某汽车的
27、一只轮胎的容积为V0 100 L，高速行驶时允许的最大胎压为 3.0 atm。原来胎内气压为1.5 atm，现用一小型气泵给其打气，气泵每秒打入 0.6 L 压强为 1 atm 的空气。假设轮胎容积与气体温度不变。(原来胎内压强为1 1.5 atm 的气体，相当于多少升压强为p01 atm 的)p空气；()为保证行车安全，最多只能打气多长时间？解析 (1)固体很难被压缩是因为分子之间有斥力，A 正确；多晶体和非晶体都表现为各向同性，只有单晶体表现为各向异性，B 错误；晶体具有天然规则的几何形状，是因为物质微粒是规则排列的，C 正确；彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，D 错误
28、；液晶是介于液态与结晶态之间的一种物质状态， E 正确。(2)( )设相当于的空气的体积为V1，根据玻意耳定律有p1V0p0V1(2 分 )解得 V1150 L(1 分)()高速行驶时允许的最大胎压p23.0 atm，根据玻意耳定律有p2V0 p0V2(2分)解得 V2300 L(1 分)气泵每秒打入体积V0.6 L 、气压为 p01 atm 的空气，则最多打气时间 tV2 V1(2 分)V解得 t250 s(2 分)答案 (1)ACE(2)()150 L ( )250 s34 物理 选修 3 4(15 分)(1)(5 分 )图示为一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t 0 时刻的波形图，从
29、此刻起横坐标位于 x 6 m 处的质点 P 在最短时间内到达波峰历时 0.6 s。图中质点 M 的横坐标 x2.25 m。下列说法正确的是 _。 (填正确答案标号。选对1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为0 分)A该波的波速为 7.5 m/sB 0 0.6 s内质点 P 的路程为 4.5 mC 0.4 s末质点 M 的振动方向沿 y 轴负方向D 0 0.2 s内质点 M 的路程为 10 cmE 0.1 s末质点 M 恰好到达波峰(2)(10 分)图示为某一柱状透明体的截面图， 半径为 R 的1圆弧面 AB 与透明体4的侧面 AD
30、、BD 分别相切于 A、B 两点， P 点在 AD 上且 AP32 R。现有一细束单色光从 P 点垂直 AD 面射入透明体，射到圆弧面AB 时恰好发生全反射，第一次从 F 点射出透明体。已知光在真空中的速度大小为c。求：()透明体的折射率 n 以及从 F 点射出透明体时的折射角r 的正弦值；()单色光从 P 点射入到从 F 点射出透明体所用的时间t。解析 (1)由图象知波长 6m，根据波动与振动方向间的关系知，质点P在 t0 时刻沿 y 轴负方向振动，经过3 第一次到达波峰，即3 ，得周期T4T4T0.6 s0.8 s，由 v T 得波速 v 7.5 m/s，A 正确；由图象知振幅 A 10
31、cm,00.6 s 内质点 P 的路程 L3A30 cm，B 错误； t0 时刻质点 M 沿 y 轴正方向振动，经T过 0.4 s 即 2，质点 M 在 x 轴的下方且沿 y 轴负方向振动， C 正确； 0 0.2 s 内质点 M 先沿 y 轴正方向运动到达波峰后沿 y 轴负方向运动，因质点在靠近波峰位置时速度较小，故其路程小于 A 即 10 cm，D 错误；当波峰传到质点 M 时波沿 x 轴正方向传播了x2.25 m1.5 m0.75 m，传播时间txv 0.1 s，即0.1 s 末质点M 恰好到达波峰，E 正确。(2)透明体中的光路如图所示。()光射到圆弧面 AB 上的 E 点时恰好发生全反射，设临界角为，则sin 1(1 分)nsin AP3(1 分)OE2解得 60， n 233(1 分) EFG 为正三角形光射到 BD 面的入射角 i 90 60 30(1 分)sin r根据折射定律有n sin i(1 分)3解得 sin r 3(1 分)() DP 3，EFDP， PE R Rcossin 60R2 R光在透明体中传播的路程L PE EF (1 分)tL(1 分)vnc(1 分)v解得 t4 3 R。(1 分)