高中物理波与粒子基本粒子与恒星演化微观粒子素材鲁科选修

微观粒子
分子是由原子构成的。

大约在2400年前，古希腊哲学家德谟克利特相信一切都是由微小的粒子组成的。

分子也是如此吗？直到19世纪初，英国科学家道而顿才证明了原子的存在。

他认为物质由原子组成，原子不能创造，也不能毁灭，且在化学变化中不可再分割，它们在化学反应中保持本性不变。

有的分子由单个原子组成，叫做“单原子分子”；绝大多数分子都是由多个原子组成的，叫做“多原子分子”；例如，水分子是多原子分子，它是由两个氢原子和一个氧原子组成的。

如图所示：
下图则是一个水分子的结构示意图：
19世纪后期，物理学家对低气压下气体的放电现象进行进一步研究，发现了阴极射线。

1897年，英国物理学家汤姆生发现了电子，进一步的实验又证明电子是一种带负电并具有一定质量的微粒，电子能从各种不同物质中分离出来，说明电子普遍存在于原子中。

既然电子是原子的一个组成部分，电子又是带负电荷的微粒，而整个原子是呈电中性的，说明在原子中还存在着某种带正电荷的组成部分，而且它所带正电荷的电量必定和原子中所含电子的负电总量相等。

1911年英国物理学家卢瑟福通过α粒子散射实验证明，原子中这个带正电荷的部分集中在一起，被称为原子核。

在此实验的基础上，卢瑟福提出了带核的原子模型：原子由原子核和核外电子组成，原子核带正电荷，并位于原子中心，电子带负电荷，在原子核周围空间做高速运动，就像行星绕太阳运转一样。

地球沿着固定轨道围绕太阳运动，地球的卫星（月球或人造卫星）也以固定的轨道绕地球运转。

这些宏观物体运动的共同规律是有固定的轨道，人们可以在任何时间内同时准确地测出它们的运动速度和所在位置。

电子是一种极微小的粒子，质量为9.1×10-31kg，在核外的运动速度快（接近光速）。

因此电子的运动和宏观物体的运动不同。

原子核所带的正电荷数与核外电子所带负电荷总量相等，所以整个原子是电中性的。

原子很小，原子核更小，如果把原子看成是乒乓球体，则原子核只有大头针尖大小，所以，原子内部绝大部分是空的，而原子的质量几乎全部集中在原子核上。

原子核也具有复杂的结构，它由带正电荷的质子和不带电荷的中子组成。

原子是由原子核和电子构成的，原子核是由质子和中子构成的，质子和中子是由什么构成的呢？这的
确是轮中之轮！到了20世纪60年代，科学家发现质子和中子都是由被称为夸克的更小的粒子组成。

夸克又分为上夸克和下夸克。

一个质子由两个上夸克和一个下夸克组成；一个中子由两个下夸克和一个上夸克组成。

下图给出了微观粒子的空间尺度。

20世纪中叶起，人类为了探索微观世界的奥秘，制造了各种各样的粒子加速器（下图就是我国自行设计制造的粒子加速器）。

借助于不断完善的粒子加速器，又发现了μ子、π介子、K介子、Λ超子、Σ超子及τ子等400余种粒子。

这些粒子是比原子核更深一个层次的物质存在形式。

人类对自然界的认识永无止境，探索永不停止，微观世界的神秘面纱还有待于同学们去揭开。

高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．利用函数图像是一种解决物理问题的常用方法。

某同学利用传感器探究一玩具车沿某一路段做直线运动的性质，从t=0时刻开始计时得到了的图像.如图所示，由此可知
A．玩具车做速度为-3m/s的匀速直线运动
B．玩具车做变加速直线运动
C．玩具车做匀加速直线运动，初速度大小为2m/s
D．玩具车做匀加速直线运动，加速度的大小为1.5m/s2
2．如图所示的平行板器件中．电场强度E和磁感应强度B相互垂直，具有不同水平速度的带电粒子从P 孔射入后发生偏转的情况不同。

利用这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择
器。

若正离子(不计重力)以水平速度射入速度选择器，则
A．正离子从P孔射入后，能沿着图示虚线路径通过速度选择器
B．正离子从Q孔射入后，能沿着图示虚线路径通过速度选择器
C．仅改变离子的电性，负离子从P孔射入后，不能沿图示虚线路径通过速度选择器
D．仅改变离子的电量，正离子从P孔射入后，不能沿图示虚线路径通过速度选择器
3．如图所示，光滑绝缘水平面上嵌入一无限长通电直导线。

一质量为0.02kg的金属环在该平面内以大小v0＝2m/s、方向与电流方向成60°角的初速度滑出。

则（）
A．金属环最终将静止在水平面上的某处
B．金属环最终沿垂直导线方向做匀速直线运动
C．金属环受安培力方向始终和受到方向相反
D．金属环中产生的电能最多为0.03J
4．如图所示，用波长为λ0的单色光照射某金属，调节滑动变阻器，当电压表的示数为某值时，电流表的
示数恰好减小为零；再用波长为的单色光重复上述实验，
当电压表的示数增加到原来的3倍时，电流表的示数又恰好减小为零.已知普朗克常量为h，真空中光速为c.该金属的逸出功为( )
A．B．C．
D．
5．竖直固定的光滑四分之一圆弧轨道上，质量相同均可视为质点的甲、乙两个小球，分别从圆周上的A、B两点由静止释放，A点与圆心等高，B点与圆心的连线与竖直方向的夹角为θ＝60°，两球经过最低点时的加速度之比及对轨道的压力之比为( )
A．a甲∶a乙＝1∶2 B．a甲∶a乙＝1∶1
C．F1∶F2＝2∶1 D．F1∶F2＝3∶2
6．在匀强磁场中，一个静止的U发生α衰变，放出的α
粒子的速度方向恰好与磁场方向垂直，则α粒子和产生的新核做匀速圆周运动的半径之比为（）A．2：117 B．45：1 C．10：13 D．13：10
二、多项选择题
7．下列关于单摆的认识说法正确的是________
A．伽利略通过对单摆的深入研究，得到了单摆周期公式
B．将摆钟由广州移至哈尔滨，为保证摆钟的准确，需要将钟摆调长
C．在利用单摆测量重力加速度的实验中，将绳长当做摆长代入周期公式导致计算结果偏小
D．将单摆的摆角从5°改为3°，单摆的周期不变
E. 摆球运动到平衡位置时，合力为零
8．关于近代物理实验，下列说法正确的有
A．光电效应实验中，一定颜色的可以产生光电效应的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多B．在光电效应实验中，入射光的频率大于截止频率时不发生光电效应
C．康普顿效应表明，光子除了具有能量之外还具有动量
D．一个电子和一个质子具有同样的动能时，质子的德布罗意波波长更长
9．如图所示为赛车场的一个水平“U”形弯道，转弯处为圆心在O点的半圆，内外半径分别为r和2r。

一辆质量为m的赛车通过AB线经弯道到达线，有如图所示
的①、②、③三条路线,其中路线③是以为圆心的半圆,，赛车沿圆弧路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力为。

选择路线，赛车以不打滑的最大速率通过弯道(所选路线内赛车速率不变，发动机功率足够大),则( )
A．选择路线①,赛车经过的路程最短
B．选择路线②,赛车的速率最小
C．选择路线③,赛车所用时间最短
D．①、②、③三条路线的圆弧上,赛车的向心加速度大小相等
10．图甲中S、N间的磁场可视为水平方向的匀强磁场， A为理想交流电流表，V为理想交流电压表，矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO＇匀速转动，矩形线圈通过滑环接理想变压器，滑片P上下移动时
可改变变压器副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻R。

从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的交变电动勢随时间变化的图像如图乙所示，忽略线圈、电刷与导线的电阻，下列说法正确的是( )
A．t＝0.01s时穿过发电机线圈的磁通量最大
B．t＝0.005时电压表的示数为10V
C．保持R的大小不变，P的位置向上移动，电流表读数增大
D．保持R的大小及P的位置不变，发电机线的转速增大一倍，变压器的输入功率增大到原来的2倍
三、实验题
11．如图所示，在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成θ角的绝缘直杆AC，其下端(C端)距地面高度为h．有一质量m=0.5kg的带电小环套在直杆上，正以某一速度
沿杆匀速下滑，小环离杆后正好通过C端的正下方P点处．(g取10m/s2)
(1)若θ=45°，试判断小环的电性，并求出小环受到的电场力大小；
(2)若θ=45°，h=0.8m，求小环在直杆上匀速运动的速度大小
；
(3)若保持h不变，改变θ角(0＜θ＜90°)及小环的电荷量，使小环仍能匀速下滑，离杆后正好通过C
端的正下方P点处，试推出初速度与θ角间的定量关系式．
12．某化学电源电动势为1．5V，内阻为1Ω。

利用四个这样的化学电源串联构成的电池组作为电源做描绘小灯泡的伏安特性曲线实验，实验中用的小灯泡上标有“4V，2W”的字样，实验室还有下列器材供选用：
A．电压表（0～5 V，内阻约为10 k）
B．电压表（0~10 V，内阻约为20 k）
C．电流表（0～0．3 A，内阻约为l）
D．电流表（0～0．6 A，内阻约为0．4）
E．滑动变阻器（10，2 A）；电键、导线若干
①实验中所用电压表应选用_________，电流表应选用_________（填A或B或C或D）；
②实验时要求尽量减小实验误差，测量电压从零开始多取几组数据，请将右图中实物连接成满足实验要求的测量电路．
③某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线（如右上图所示），若用两个这样的化学电源串联后给该小灯泡供电，则该小灯泡的实际功率是_______W（结果保留两位有效数字）。

四、解答题
13．某电动机工作时输出功率P与拉动物体的速度v之间的关系如图（a）所示。

现用该电动机在水平地面拉动一物体（可视为质点），运动过程中轻绳始终处在拉直状态，且不可伸长，如图（b）所示。

已知物
体质量m=1kg，与地面的动摩擦因数，离出发点C左侧s
距离处另有动摩擦因数为、长为d=0.5m的粗糙材料铺设的地面AB段。

（g取10m/s2）
(1)若s足够长，电动机功率为2W时，物体在地面能达到的最大速度是多少？
(2)若启动电动机，物体在C点从静止开始运动，到达B点时速度恰好达到0.5m/s，则BC间的距离s是多少？物体能通过AB段吗？如果不能停在何处？
14．如图所示，水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接，圆弧的半径R=0.40m。

在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E="1." 0×104N/C。

现有一质量m=0.10kg的带电体（可视为质点）放在水平轨道上与B端距离s=1.0m的位置，由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧形轨道的C端时，速度恰好为零。

已知带电体所带电荷量
q=8.0×10-5C，取g=10m/s2，求：
（1）带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度大小；
（2）带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小；
（3）带电体沿圆弧形轨道运动过程中，电场力和摩擦力对带电体所做的功各是多少？【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7．BCD
8．AC
9．ACD
10．BC
三、实验题
11．(1) 负电 5N (2)2m/s (3)
12．①A；D
②连线如图；
③0．67
四、解答题
13．(1)
(2)不能，小物体最后停在AB中点位置14．（1）a=8 m/s2 v B=4.0 m/s （2）N=5.0 N （3）W电=0.32 J W摩=–0.72 J
高考理综物理模拟试卷
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3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

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一、单项选择题
1．2018年12月9日2时28分高分五号卫星在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭发射升空，卫星经过多次变轨后，在距地心为R的地球冋步轨道上凝望地球。

该卫星首次搭载了大气痕量气体差分吸收光谱仪、主要温室气体探测仪、大气多角度偏振探测仪等，是实现高光谱分辨率对地观测的标志。

高分五号卫星由半径为R A的圆轨道1经椭圆轨道2变轨到同步轨道3时的情况如图所示，已知高分五号卫星在轨道1上运行的周期为T1，已知地球半径R0<R A，引力常量为G，则下列说法正确的是。