湖南省长沙市长郡中学2020届高三物理上学期第五次调研考试试题（含解析）

湖南省长沙市长郡中学2020届高三物理上学期第五次调研考试试题（含解析）

‎2020学年高三第五次调研考试 ‎ 物理试卷 一、选择题 ‎1.关于原子核及其变化，下列说法正确的是 A. 一个中子和一个质子的质量之和等于一个H核的质量 B. 处于激发态的原子核放出射线时，核子数并没有发生变化 C. 结合能大的原子核，比结合能也大 D. 原子核发生一次衰变，原子核外就会失去一个电子 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 轻核聚变有质量亏损，向外放出能量．根据爱因斯坦质能方程判断反应前后的质量关系。‎ ‎【详解】A项：一个中子和一个质子结合成氘核，放出能量，由爱因斯坦质能方程可知，一个中子和一个质子的质量之和大于一个氘核的质量，故A错误；‎ B项：处于激发态的原子核放出射线即为光子流，所以核子数不变，故B正确；‎ C项：比结合能等于结合能与核子数的比值，所以结合能大的原子核，比结合能不一定大，故C错误；‎ D项：原子核衰变所放出的电子为原子核内一个中子转化而来的，故D错误。‎ 故应选：B。‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道重核裂变、轻核聚变都有质量亏损，向外放出能量。‎ ‎2.一辆玩具车在一条平直的公路上做匀变速直线运动，由0时刻开始，通过计算机描绘了该玩具车的 ‎ 图象，如图所示。其纵轴为位移与时间的比值，横轴为时间。则下列说法正确的是 A. 计时开始瞬间玩具车的速度大小为2 m／s B. 0～4 s的时间内，玩具车的平均速度大小为0．5 m／s C. 玩具车的加速度大小为0．5 m／s2‎ D. 0～4 s的时间内，玩具车通过的路程为2 m ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A、C项：由于玩具车做匀变速直线运动，将整理得：‎ 由图象可得：，，即，故A正确，C错误；‎ B项：4s末的速度为，所以平均速度为：，故B错误；‎ D项：前2s内通过的路程为：，后2s内的位移为，所以0～4 s的时间内，玩具车通过的路程为4 m，故D错误。‎ 故应选：A。‎ ‎3.如图所示，烟花可以增添欢乐气氛，当然烟花也蕴含着许多物理知识。假设在高空中有四个物体，在同一位置同时以速率v竖直向上、竖直向下、水平向左、水平向右被抛出，不考虑空气的阻力，经过3 s后四个物体在空中的位置构成的图形可能是下列所给图中的 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据运动的合成与分解的知识，每个小球的运动都可以分解为自由落体运动和沿着初速度方向的匀速直线运动；假设同时有个小球从同一位置自由落体，则其余4个球相对与该球都是匀速直线运动。‎ ‎【详解】每个小球的运动都可以看成是沿初速度方向的匀速直线运动和竖直向下的自由落体运动的合运动。‎ 向上运动的位移到出发点的距离：‎ 向下运动的位移到出发点的距离：‎ 两个小球之间的距离：△H=h1+h2=2v0t 向左的运动： ，‎ 向右的运动：，‎ 所以向左的小球到向右的小球之间的距离：L=x1-x2=2v0t 向左的小球到向上的小球之间的距离：‎ 水平方向：‎ 竖直方向：‎ 向左的小球到向下的小球之间的距离：‎ 水平方向：‎ 竖直方向：‎ 同理，向右的小球到向上的小球，以及到向下的小球之间的距离也是如此，所以四个小球所在位置为顶点所构成的图形应该是正方形，故A正确。‎ 故应选：A。‎ ‎【点睛】参考系选择恰当，可以是复杂问题简单化，本题再一次说明了这个道理。‎ ‎4.如图所示为固定在水平地面上的光滑对称圆弧形容器，容器两端A、C在同一高度上，B为容器的最低点，E、F是圆弧上处在同一高度的两点，一个可以看成质点的小球，从容器内的A点由静止释放后沿容器内壁运动到C点，则 A. 小球从A点运动到B点和从B点运动到C点所用时间不同 B. 小球运动到C点时加速度为零 C. 小球运动到E点和F点时的切向加速度大小相等 D. 小球运动到E点和F点时的速度相同 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：由于容器为光滑，根据对称性可知，小球从A点运动到B点和从B点运动到C点所用时间相同，故A错误；‎ B项：由对称性可知，小球到达C点时的速度为零，小球受重力，支持力，两力的合力一定不为零，所以加速度不为零，故B错误；‎ C项：由对称性可知，小球在E点和F点时受重力，支持力，且支持力与重力的夹角相同，所以加速度变相同，故C正确；‎ D项：由对称性可知，小球在E点和F点时的速率相等，但是速度方向不同，所以在E点和F点的速度不相同，故D错误。‎ 故应选：C。‎ ‎5.如图所示，在足够长的竖直线的右侧有方向垂直纸面向外且范围足够大的磁感应强度为B的匀强磁场区域，一带电粒子q从P点沿与竖直线成角θ＝45°方向，以大小为v的初速度垂直磁场方向射入磁场中，经时间t从Q点射出磁场。不计粒子重力，下列说法正确的是 A. 带电粒子q可能带正电荷 B. 带电粒子的比荷＝‎ C. 若PQ之间的距离等于L，则带电粒子在匀强磁场中的轨迹半径R＝L D. 粒子射出磁场时与水平线的夹角为θ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：由题意可知，粒子要从Q 点射出，所以粒子应向左上方偏转，由左手定则可知，粒子应带负电，故A错误；‎ B项：由题可知，粒子在磁场中运动的弦切角为450，由公式，解得：，故B错误；‎ C项：若PQ之间的距离等于L即粒子在磁场中做圆周运动对应的弦长为L，由数学知识可知，，解得：，故C错误；‎ D项：由粒子在磁场中做圆周运动的对称性可知，粒子射出磁场时与水平线的夹角为θ，故D正确。‎ 故应选：D。‎ ‎6.如图所示，细绳l1与l2共同作用于质量为m的小球而使其处于静止状态，其中细绳l1与竖直方向的夹角为θ，细绳l2水平，重力加速度为g，不计空气阻力。现剪断细绳l2，则剪断瞬间 A. 小球立即处于完全失重状态 B. 小球在水平方向上的加速度大小为gsin 2θ C. 细绳l1上的拉力大小为 D. 小球受到的合力大小为mgtan θ，方向水平向右 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 剪断细线瞬间，小球速度为零，则沿着绳子方向的合力为零，根据平衡条件求解L1‎ 上的拉力，小球运动到最低点的过程中，根据动能定理求出到达最低点的速度，在最低点，根据向心力公式求解绳子的拉力。‎ ‎【详解】A、B项：剪断细线瞬间，小球速度为零，则沿着绳子方向的合力为零，但重力沿与垂直绳l1方向还有分力：，加速度为 ，将加速度分解到水平方向和竖直方向，水平方向的加速度为：，故A错误，B正确；‎ C项：剪断细线瞬间，小球速度为零，则沿着绳子方向的合力为零，即，故C错误；‎ D项：剪断细线瞬间，小球速度为零，则沿着绳子方向的合力为零，小球的合外力沿与与垂直绳l1方向斜向下，大小为，故D错误。‎ 故应选：B。‎ ‎【点睛】本题考查了共点力平衡、牛顿第二定律、动能定理的基本运用．注意剪断l2线，绳子的拉力发生突变，该瞬间沿绳子方向的合力为零，合力沿垂直绳子方向。‎ ‎7.质谱仪可以测定有机化合物分子结构，现有一种质谱仪的结构可简化为如图所示，有机物的气体分子从样品室注入离子化室，在高能电子作用下，样品气体分子离子化或碎裂成离子。若离子化后的离子带正电，初速度为零，此后经过高压电源区、圆形磁场室（内为匀强磁场）、真空管，最后打在记录仪上，通过处理就可以得到离子比荷（）进而推测有机物的分子结构。已知高压电源的电压为U，圆形磁场区的半径为R，真空管与水平面夹角为θ，离子进入磁场室时速度方向指向圆心。则下列说法正确的是 A. 高压电源A端应接电源的正极 B. 磁场室的磁场方向必须垂直纸面向里 C. 若离子化后的两同位素X1、X2（X1质量大于X2质量）同时进入磁场室后，出现图中的轨迹Ⅰ和Ⅱ，则轨迹Ⅰ一定对应X1‎ D. 若磁场室内的磁感应强度大小为B，当记录仪接收到一个明显的信号时，与该信号对应的离子比荷为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据正离子在电场中加速确定高压电源A端为正极还是负极．根据左手定则判断磁场的方向，根据动能定理和洛伦兹力提供向心力得出半径的表达式，结合表达式分析判断，根据离子质荷比的表达式，得出磁感应强度B与质荷比的关系，从而进行求解。‎ ‎【详解】A项：正离子在电场中加速，可知高压电源A端应接“负极”，故A错误；‎ B项：根据左手定则知，磁场室的磁场方向应是垂直纸面向外，故B错误；‎ C项：正离在加速电场中运动时有：，在磁场室做圆周运动时有：，由此可知，质量越大的，半径越大，轨迹Ⅰ半径小，所以应为X2，故C错误；‎ D项：当记录仪接收到一个明显的信号时即正离子在磁场中偏转了角，由几何关系可知，正离子做圆周运动的半径为 ，由公式和联立解得：，故D正确。‎ 故应选：D。‎ ‎【点睛】本题考查了带电粒子在电场中的加速和磁场中的偏转，结合动能定理和半径公式分析判断。‎ ‎8.如图所示为重约2 t的某品牌跑车快速通过特别搭建的垂直摩天轮跑道的情境。为了成功通过直径约20 m的竖直环形跑道（在底部轨道错开），跑车在进入摩天轮环形跑道时的速度需达到v1＝22 m／s，在顶端倒立行驶的速度需达到v2＝19／s，以对抗地心引力，确保跑车能够在环形跑道顶点顺利地倒立行驶，重力加速度g＝10 m／s2。下列说法正确的是 A. 跑车通过摩天轮跑道的过程机械能守恒 B. 跑车在环形跑道最高点的向心加速度大小约为19 m／s2‎ C. 跑车刚进入环形跑道时受到跑道的支持力大小约为116 800 N D. 跑车刚进入环形跑道时发动机输出功率与到达环形跑道顶点时的相等 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：跑车通过摩天轮跑道的过程要克服摩擦力做功，所以机械能不守恒，故A错误；‎ B项：由公式，故B错误；‎ C项：由牛顿第二定律可得：，代入数据解得：，故C正确；‎ D 项：最低点摩擦力大要的牵引力也大，最高点摩擦力小，要的牵引力也小，最低点的速度大的，最高点速度小的，所以最低点的输出功率大，故D错误。‎ 故应选：Ｃ。‎ ‎9.如图所示，在倾角为θ的粗糙斜面上（动摩擦因数μ

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