2023届陕西省汉中市高三上学期教学质量第一次检测考试物理试题(解析版)
展开汉中市2023届高三年级教学质量第一次检测考试
物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的娃名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再涂选其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共10小题,每小题5分,共50分,在每小题给出的四个选项中,第16题只有一项符合题目要求,第7-10题有多个选项符合题目要求。全部选对得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.下列说法正确的是( )
A.衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的
B.核反应方程式为,可以判断X为电子
C.结合能越大,核子结合的越牢固,原子核越稳定
D.将由放射性元素组成的化合物进行高温分解,会改变放射性元素的半衰期
2.图甲是小王同学某次拎购物袋时的情景图,其简化示意图如图乙所示。为了方便携带,小王在购物袋上端的绳上打了一个结,使绳子缩短了一些。则小王拎着竖直静止的购物袋时,下列说法正确的是( )
A.绳子缩短后,两段绳子的拉力大小都不变
B.绳子缩短后,两段绳子的拉力大小都变小
C.绳子缩短后,小王对购物袋的作用力不变
D.绳子缩短后,小王对购物袋的作用力减小
3.如图所示,电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成,当电源接通后,磁场对流过炮弹电流产生力的作用,使炮弹获得极大的向左发射速度。下列各俯视图中正确表示磁场方向的是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示某电场等势面分布关于图中虚线上下对称,F点在虚线上。下列说法正确的是( )
A.在电场中的A、B两点放置电荷量相等的试探电荷,它们受静电力
B.质子在B点电势能小于在A点电势能
C.从A点静止释放一个电子,将沿曲线e运动到B点
D.把电子从c等势面移动到e等势面,静电力做功为10eV
5.如下图1所示,在粗糙的水平面上静止放置一滑块,t=0时刻在滑块上施加一水平向右的外力F,外力大小随时间变化规律如图2所示,滑块的加速度随时间的变化规律如图3所示,已知滑块与地面间的滑动摩擦力等于静摩擦力,重力加速度g取。则下列说法正确的( )
A.滑块的质量为m=2kg
B.前2s时间内,摩擦力冲量大小为10N·s
C.物体在4s末的速度12m/s
D.物体做匀加速直线运动
6.如图所示匝数为N的矩形导线框,以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动,线框面积为S且与理想变压器原线圈相连,原、副线圈匝数比为1∶4,图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点,、为定值电阻,R为滑动变阻器,电流表和电压表均为理想电表,电流表、的示数分别为、;电压表、的示数分别为、。不计线框电阻,正确的是( )
A.矩形导线框从图示位置转过90°时,其磁通量的变化率为
B.交流电压表的示数为2
C.若只将滑动变阻器的滑片向c端滑动,则电流表、的示数均变大
D.若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动,则不变
7.2022年11月29日“神舟十五号”飞船顺利发射,六名中国宇航员完成首次太空交接班。已知核心舱绕地球运行近似为匀速圆周运动,离地面距离约为390km,地球半径约为6400km,已知地球表面的重力加速度g和万有引力常量G,下列说法正确的是( )
A.核心舱运行速度大于7.9km/s
B.核心舱的向心加速度小于g
C.由题干条件可以求出地球的质量
D.考虑稀薄大气阻力且无动力补充,核心舱速度会越来越大
8.如图所示,一带正电的粒子以初动能沿平行板电容器的中线进入板内,恰好沿下板的边缘飞出,飞出时粒子的动能为。已知板长为L,带电粒子的电荷量为q,粒子在极板之间仅受电场力的作用,则下列说法正确的是( )
A.两极板的间距为L
B.粒子射出时速度方向偏转30°
C.两极板的电势差为
D.粒子在极板间运动的前一半时间与后一半时间内,静电力对粒子做功之比为1∶1
9.如图,MN和是电阻不计的平行金属导轨,其间距为L,导轨弯曲部分光滑,平直部分粗糙,二者平滑链接,右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻为2R的金属棒从高为h处静止释放,到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为,金属棒与导轨间接触良好。则金属棒穿过磁场区域的过程中( )
A.流过定值电阻的电流方向是:N→Q
B.通过金属棒的电荷量为
C.金属棒克服安培力所做的功为
D.电阻R产生的焦耳热为
10.如图所示,MN为半径为R、固定于竖直平面内的光滑圆管轨道,轨道上端切线水平,O为圆心,M、O、P三点在同一水平线上,M的下端与轨道相切处放置竖直向上的弹簧枪。现发射质量为m的小钢珠,小钢珠从M点离开弹簧枪,从N点飞出落到上距O点距离为的点。不计空气阻力,重力加速度为g,则该次发射( )
A.小钢珠到达N点时对上管壁的压力大小为0
B.小钢珠经过N点时的速度大小为
C.弹簧释放的弹性势能为2mgR
D.小钢珠与待检平板碰撞前瞬间动能为
二、非选择题:共60分。第11-15题为必考题,每个试题考生必须作答。第16-17题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:45分
11.在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此启发某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验,如图甲所示。主要步骤如下:
①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上,加速度传感器固定在滑块上;
②接通气源,放上滑块,调平气垫导轨;
③将弹簧左端连接力传感器,右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于O点。A点到O点的距离为4.00cm,拉动滑块使其左端处于A点,由静止释放并开始计时;
④计算机采集获取数据,得到滑块所受弹力,加速度随时间变化的图像,部分图像如图乙所示。回答以下问题(结果均保留两位有效数字)
(1)弹簧的劲度系数为________N/m;
(2)该同学从图乙中提取某些时刻与的数据,画出图像如图丙中1所示,由此可得滑块与加速度传感器的总质量为________kg;
(3)该同学在滑块上增加待测物体,重复上述实验步骤,在图丙中画出新的图像Ⅱ,则待测物体的质量为________kg。
12.(1)在“测定金属电阻率”的实验中,需要用螺旋测微器测量金属丝的直径,其结果如图所示,其读数为______mm;
(2)测量电阻时,先用多用电表粗测金属丝的电阻阻值约为10Ω,再采用“伏安法”精确测量金属丝的电阻,实验过程中要求从零开始测量多组数据,实验室能够提供的实验器材有:
A.电流表,量程为0~300μA,内阻
B.电流表,量程为0~0.3A,内阻约
C.定值电阻
D.定值电阻
E.滑动变阻器,最大阻值为5Ω
F.滑动变阻器,最大阻值为100Ω
G.电源E=3V,内阻r=0.5Ω
H.开关一只,导线若千
回答下列问题:
①正确选择实验器材,定值电阻应选_____,滑动变阻器应选_____;(填写元器件前的字母代号)
②画出电阻测量的实验电路图:_____
③根据上述实验电路图连接电路,记录多组实验数据,并以电流表读数为横轴。电流表读数为纵轴做图像,由图像可求出其斜率为k,则金属丝的电阻R=_____。(用题中所给物理量符号表示)
三、计算题:本大题共3小题,13题6分,14题10分,15题14分,共计30分。
13.某学校航模社团在某次模型火箭低空飞行回收实验中,火箭上升到最大高度后从48m高度处由静止开始先向下做匀加速直线运动,接着向下做匀减速直线运动,匀加速阶段加速度大小是匀减速阶段加速度大小的3倍,成功降落地面时速度为零,向下运动的总时间为8s。不计火箭质量的变化和空气阻力,重力加速度,求:
(1)火箭向下运动的最大速度;
(2)向下加速的时间。
14.如图所示,在的区域内存在垂直平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在的区域内存在垂直x轴方向的匀强电场(图中未画出),从原点O沿y轴正方向发射的粒子刚好从磁场右边界上点离开磁场进入电场,经电场偏转后到达x轴上的Q点,到Q点速度恰好沿x轴正方向,已知粒子质量为m,电荷量为q,不计粒子重力,求:
(1)粒子经过P点的速度大小和方向;
(2)粒子从O点运动到P点所用时间;
(3)电场强度的大小和方向。
15.如图所示, 足够长的光滑平台上有静止的小滑块A、B,,, 两滑块之间有一段轻质弹簧刚好处于原长,滑块A与轻弹簧栓接,滑块B末栓接弹簧, 平台右端与倾角的倾斜传送带平滑连接,传送带以的恒定速度顺时针转动。现给滑块A瞬时向右的冲量,此后运动过程中,滑块B脱离弹簧后滑上传送带,并恰好能到达传送带顶端。已知滑块B与传送带之间的动摩擦因数,取重力加速度。求:
(1) 滑块B刚滑上传送带时的速度大小;
(2) 滑块B在传送带上运动过程中,摩擦力对滑块B做的总功;
(3) 滑块B返回平台与滑块A、弹簧发生二次作用过程中,弹簧的最大弹性势能(结果可用根号表示)。
选做题:共15分。请考生从16,17两小题中任选一小题做答,如若多做,则按照所做的第一题计分)
[物理——选修3-3](15分)
16.一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其图像如图所示。整个过程中,气体在( )
A.状态a时的分子平均动能最小
B.状态b时的内能最小
C.ab过程中,温度不断下降
D.bc过程中的始末状态,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数减少
E.ca过程中,外界对气体做功100J
17.如图所示,一导热性能良好、内壁光滑的汽缸竖直放置,汽缸的深度,活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的理想气体。当气体的温度、大气压强时,活塞与汽缸底部之间的距离,活塞的横截面积,不计活塞的质量和厚度。现对汽缸加热,使活塞缓慢上升,求:
(1)活塞刚到汽缸口处(没漏气)时封闭气体的温度;
(2)达到(1)状态后,保持缸内气体温度不变,然后向活塞上缓慢地放细砂,则放多少砂才能使活塞回到初始位置?
[物理——选修3-4](15分)
18.一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波源位于坐标原点O处,t=0时刻波源开始振动,在t=1.5s时,x=3m处的质点P刚好开始振动,如图所示,下列说法中正确的是( )
A.波源的起振方向沿y轴正方向
B.波沿x轴正方向传播的速度为2m/s
C.0~2s的时间内,质点P运动的路程为0.8m
D.t=2s时x=2m处的质点有最大的速度且沿y轴正方向
E.x=5m处的质点开始振动时,质点P恰好回到平衡位置
19.如图所示,一块横截面为直角三角形ABC的玻璃砖,∠B=90°,∠C=37°。一束单色光从AB边的中点M垂直入射玻璃砖,在AC边恰好发生全反射,最后从BC边上的N点(图中未标出)射出,已知AB边的长度为L,光在真空中传播速度为c,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
i.请做出光路图,并求出玻璃砖对该单色光的折射率;
ii.求该单色光从进入玻璃砖到第一次从玻璃砖射出所经历的时间t。
1.A
【详解】
A.衰变所释放的电子是原子核内的中子转化质子成时所产生的,即
故A正确;
B.根据质量数电荷数守恒,可判断知核反应方程式,中X为,故B错误;
C.比结合能越大,核子结合的越牢固,原子核越稳定,故C错误;
D.放射性元素的半衰期与温度无关,所以将由放射性元素组成的化合物进行高温分解,不会改变放射性元素的半衰期,故D错误。
故选A。
2.C
【详解】
AB.购物袋重力不变,故绳子缩短后,绳子间的夹角变大,故绳子上的拉力变大,故AB错误;
CD.绳子缩短后,购物袋重力不变,小王对购物袋的作用力大小仍为重力大小,故C正确,D错误。
故选C。
3.C
【详解】
AB.由图示可知,电流与磁场平行,炮弹不受安培力作用,不能把炮弹发射出去,故AB错误;
C.由左手定则可知,图示磁感应强度方向,磁场对流过炮弹电流产生向前的力的作用,符合实际,故C正确;
D.由左手定则可知,图示磁感应强度方向,磁场对流过炮弹电流产生向后的力的作用,不符合实际,故D错误。
故选C。
4.D
【详解】
A.等差等势面越密集(稀疏),电场线越密集(稀疏)。则A点场强较大,静电力大,A错误;
B.A、B两点电势相等,则质子在两点的电势能相等,B错误;
C.电场力方向与等势面垂直,电子不会沿曲线e运动到B点,C错误;
D.把电子从c等势面移动到e等势面,静电力做功为
D正确。
故选D。
5.B
【详解】
根据图2可知,外力F随时间的关系的表达式为
由图3可知,在t=1s时,物块开始有加速度,故此刻拉力与最大静摩擦力平衡,则有
A.由图3可知,在t=4s时,滑块的加速度为4m/s2,根据牛顿第二定律有
解得
A错误;
B.在0~1s的时间内,有静摩擦力作用,故摩擦力的冲量大小不为0,其大小等于F的冲量大小
在1~2s的时间内,摩擦力的冲量大小为
故在0~4s的时间内,摩擦力的冲量大小为
B正确;
C.由a-t图像的面积表示速度的变化量,滑块由静止开始加速运动,故4s内a-t图像的面积即表示为4s末滑块速度的大小
C错误;
D.在0~1s的时间内,加速度为零,滑块静止不动,1s后加速度大小逐渐增大,滑块做加速度增大的加速运动。D错误。
故选B。
6.D
【详解】
A.矩形导线框从图示位置转过90°时,穿过线框平面的磁通量为0,磁通量变化率最大,感应电动势最大
则磁通量的变化率为,A错误;
B.线框产生的感应电动势最大值为,根据正弦交流电有效值与最大值的关系,其有效值为
由于不计线框内阻,所以变压器原线圈两端电压,根据理想变压器电压与匝数比的关系,副线圈两端电压
即交流电压表的示数为,B错误;
C.将滑动变阻器的滑片向c端滑动,滑动变阻器接入电路阻值变大,副线圈回路总阻值变大,则电流表的示数变小,电流表的示数也变小,C错误;
D.将滑动变阻器的滑片向d端滑动,副线圈阻值发生变化,但导线框输出电压不变,所以不变,则也不变,电压比不变,D正确。
故选D。
7.BCD
【详解】
A.7.9km/s为第一宇宙速度,等于近地卫星的线速度,是最大的运行速度,故核心舱的速度应小于7.9km/s,A错误;
B.在地球表面的物体万有引力近似等于重力,设地球半径为R,有
设核心舱离地面的高度为h,则有
故
B正确;
C.由
可得
可见由题干条件可以求出地球的质量,C正确;
D.考虑稀薄大气阻力且无动力补充,核心舱的轨道半径会越来越小,设核心舱轨道半径为r,由
可得
可见轨道半径越小,速度越大,D正确。
故选BCD。
8.AC
【详解】
B.设粒子质量为,射入板间的初速度为,则有粒子射入电场时
粒子射出电场时
则有
得粒子射出时的偏转角度
B错误;
A.设两极板间距为d,由B中分析可得
,,
得
A正确;
C.设两极板的电势差为U,由动能定理可得
解得
C正确;
D.粒子在电场力方向上做初速度为零的匀加速直线运动,在前一半时间和后一半时间内电场力方向的位移(侧移量)之比为1:3,由
知静电力对粒子做功之比为1:3。D错误。
故选AC。
9.BD
【详解】
A.由右手定则可知:金属棒向右切割磁感线时,在闭合回路中产生逆时针方向的感应电流,即通过定值电阻的电流方向是从Q到N,故A错误;
B.根据电磁感应定律有
由欧姆定律可知
根据公式
联立解得
故B正确;
C.根据动能定理有
解得
则金属棒克服安培力所做的功为,故C错误;
D.根据功能关系可知:
则电阻R产生的焦耳热为
故D正确。
故选BD。
10.AD
【详解】
AB.小钢珠从N点飞出后做平抛运动,则
,
小钢珠在N点的速度为
根据牛顿第二定律
得
小钢珠到达N点时对上管壁的压力大小为0,A正确,B错误;
C.根据机械能守恒
弹簧释放的弹性势能为
C错误;
D.小钢珠与待检平板碰撞的位置与M点在同一水平面,则小钢珠与待检平板碰撞前瞬间动能等于小钢珠在M点的动能,即等于弹簧释放前的弹性势能
D正确。
故选AD。
11. 15 0.20 0.13
【详解】
(1)[1]由题知,弹簧处于原长时滑块左端位于O点,A点到O点的距离为4.00cm。拉动滑块使其左端处于A点,由静止释放并开始计时。结合图乙的图有
根据胡克定律
计算出
(2)[2]根据牛顿第二定律,则图像的斜率为滑块与加速度传感器的总质量的倒数,根据图丙中I,则有
则滑块与加速度传感器的总质量为
(3)[3]滑块上增加待测物体,同理,根据图丙中II,则有
则滑块、待测物体与加速度传感器的总质量为
则待测物体的质量为
12. 1.605##1.604##1.603 D E
【详解】
(1)[1]螺旋测微器的读数为
(2)①[2]本实验采用伏安法测电阻,需要改装一个量程为3V的电压表,此时电流表A1需要串联一个电阻,串联电阻的阻值为
故选D。
[3]实验过程中要求从零开始测量多组数据,故滑动变阻器接入电路时应选择分压式,滑动变阻器最大阻值应该选小的,故选E。
②[4]本实验应采用分压、外接,故电路图如下
[5]由欧姆定律,可得
整理可得
故图像斜率为
解得
13.(1);(2)
【详解】
(1)设匀加速最大速度为 ,则匀加速和匀减速运动平均速度都是最大速度的一半,且满足
解得
(2)设加速时间为 ,加速度为 ,减速时间为 ,加速度为 ,则
且
,
解得
14.(1),与y轴负方向夹角等于;(2);(3),沿y轴负方向
【详解】
(1)带电粒子进入磁场后只受洛伦兹力而做匀速圆周运动,粒子在磁场中运动的轨迹如图所示,设粒子经过P点的速度大小为v,在磁场中的轨迹半径为r,根据几何关系有
解得
,
在磁场中由洛伦兹力提供向心力得
解得
由几何关系可得粒子经过P点的速度方向与y轴负方向夹角等于;
(2)粒子在磁场中的运动轨迹的圆心角为
粒子在磁场中的运动时间
(3)粒子在匀强电场中做类斜抛运动,沿x轴正方向做匀速直线运动,沿y轴负方向做匀减速直线运动,到达Q点时沿y轴的速度为零。由牛顿第二定律得
沿y轴方向由运动学公式可得
解得电场强度的大小
在磁场中粒子顺时针偏转,由左手定则可知粒子带负电,在电场中沿y轴负方向做匀减速直线运动,故电场强度的方向沿y轴负方向。
15.(1) (2);(3)
【详解】
(1) 设A获得的初速度大小为,利用动量定理
解得
在 A、B 和弹簧作用的过程中,取向右为正方向,有
解得
(2)设B从滑上传送带到与传送带共速的过程中加速度大小为,位移大小为,有
解得
又
解得
设此后滑块B向上减速运动的过程中加速度大小为,位移大小为,有
解得
又
解得
B向下加速过程,设到达传送带底端速度大小为,有
解得
滑块B在传送带上运动的过程中,有
解得
(3)对A、B和弹簧二次碰撞过程,取向左为正方向,有
解得
又
解得
16.ADE
【详解】
A.根据理想气体状态方程有
结合图像可知
理想气体的平均动能由温度决定,状态a的温度最低,则状态a时的分子平均动能最小,A正确;
B.理想气体的内能由温度决定,状态a的温度最低,则状态a时的内能最小,B错误;
C.ab过程中,体积不变,压强增大,则温度升高,C错误;
D.由于
则bc过程中的始末状态,体积逐渐增大,压强逐渐减小,温度不变,则容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数减少,D正确;
E.ca过程中,体积减小,外界对气体做功为
E正确。
故选ADE。
17.(1);(2)
【详解】
(1)对汽缸加热,使活塞缓慢上升,气体发生等压膨胀,由盖—吕萨克定律有
解得
活塞刚到汽缸口处(没漏气)时封闭气体的温度为。
(2)保持缸内气体温度不变,然后向活塞上缓慢地放细砂,使活塞回到初始位置,由玻意耳定律有
假设向活塞上放细砂的质量为,根据受力平衡可得
联立解得
18.BDE
【详解】
A.处的质点P开始向下运动,根据同侧法可知波源的起振方向沿y轴负方向,故选项A错误;
B.波速
故选项B正确;
C.在0~2s的时间内,质点P运动的时间为0.5s,所以运动的路程为0.2m,故选项C错误;
D.时处的质点恰好第一次回到平衡位置,所以有最大的速度且沿y轴正方向,故选项D正确;
E.处的质点开始振动的时刻,此时质点P恰好回到平衡位置,故选项E正确。
故选BDE。
19.i光路图见解析,1.25;ii
【详解】
i.做出光路图,如图
由几何关系可知,光在AC面上的入射角
由于光在AC面恰好发生全反射故临界角
玻璃砖的折射率,解得玻璃砖对该单色光的折射率
ii. 由光路图和几何关系可得
,
单色光在玻璃砖中通过的路程为
单色光在玻璃砖中的传播速度
所以单色光在玻璃砖中传播的时间
解得
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2022-2023学年陕西省汉中市高三上学期教学质量第一次检测考试物理试题(PDF版): 这是一份2022-2023学年陕西省汉中市高三上学期教学质量第一次检测考试物理试题(PDF版),共10页。