福建省厦门第一中学2022-2023学年高三下学期4月期中物理试题（解析版）

这是一份福建省厦门第一中学2022-2023学年高三下学期4月期中物理试题（解析版），共19页。试卷主要包含了单项选择题，不定项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
物理试题
满分： 100分 考试时间：75分钟
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分， 共 16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 核电站发电原理是核裂变反应所释放的能量通过热力产生电能，铀235是核电站的主要核燃料，核反应堆在工作时，铀235既发生裂变，也发生衰变，铀235裂变方程为：，衰变方程为：，则下列说法正确的是（ ）

A. 裂变产生的新核X质量数为147
B. 的比结合能小于的比结合能
C. 衰变过程是通过吸收裂变过程释放的能量进行的
D. 反应堆中镉棒插入深一些将会加快核反应速度
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据质量数守恒，裂变产生的新核X质量数为
235+1-89-3=144
故A错误；
B．裂变反应放出核能，生成物更加稳定，则比结合能小于的比结合能，选项B正确；
C．衰变过程也是释放能量的，选项C错误；
D．要使裂变反应更激烈一些，应使控制棒插入浅一些，让它少吸收一些中子，链式反应的速度就会快一些，故D错误。
故选B。
2. 2021年5月15日，天问一号着陆巡视器成功着陆于火星的乌托邦平原，中国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。如果着陆前着陆器近火星绕行的周期为102min。已知地球平均密度为5.5×103kg/m3，近地卫星的周期约为 85 min。下列数值最接近火星的平均密度的是（　　）
A. 3.8×104kg/m3 B. 3.8×103kg/m3
C. 7.9×103kg/m3 D. 7.9×105kg/m3
【答案】B
【解析】
【详解】卫星在行星表面绕行星做匀速圆周运动时，根据万有引力提供向心力可得

设行星密度为，则有

联立可得

则有

解得火星的平均密度约为

故选B。
3. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=2：1，原线圈接电压随时间变化规律为的交流电源，A1、A2、A3是三个理想电流表，定值电阻R1=55Ω， R2为滑动变阻器，则下列说法正确的是（　　）

A. 电流表A2的示数为
B. R2的滑片向上滑动的过程中，A1示数变小
C. R2的滑片向上滑动的过程中，A3示数变小
D. R2的滑片向上滑动的过程中，输入端功率增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．依题意，原线圈电压有效值为

根据理想变压器原副线圈电压和匝数的关系，可得

解得

则电流表A2的示数为

故A错误；
BCD．R2的滑片向上滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值减小，根据

可知A3示数变大，由

可知A1示数变大。根据功率的表达式

可知输入端功率增大。故BC错误；D正确。
故选D。
4. 一根劲度系数为k的轻弹簧，上端固定，下端系一质量为m 的物块。用一水平木板将物块托住，使弹簧处于原长状态，如图所示。现让木板由静止开始向下匀加速运动，加速度大小 已知重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，忽略一切阻力。下列说法正确的是（　　）

A. 物块下落的整个过程中，物块、弹簧和木板组成的系统机械能守恒
B. 当弹簧的伸长量 时，物块与木板分离
C. 物块下落到最低点时的加速度等于g
D. 在以后的运动过程中弹簧不会再恢复到原长
【答案】D
【解析】
【详解】A．物块下落的整个过程中，受到木板的支持力作用，且支持力对物块做负功，所以物块、弹簧和地球组成的系统机械能减小，故A错误；
B．当物块与木板之间的弹力为零，加速度为时，恰好与木板分离，则对物块受力分析有

解得

故B错误；
C．若没有木板的作用，则物块由初态（弹簧处于自然长度）开始下落，到最低点为简谐运动，由对称性可知最低点时的加速度大小为g，但实际过程中，有木板的作用力，则物块全程不是简谐运动，则最低点加速度不为g，故C错误。
D．若没有木板的作用，则物块由初态（弹簧处于自然长度）开始下落，到最低点为简谐运动，按照对称性可知物块做往复运动，还要运动到原来高度，即弹簧原长处，但由于木板对物块做负功，导致物块、弹簧和地球组成的系统机械能减小，当物块向上运动至速度为零时，回不到原来的高度，则弹簧也就不会恢复原长，故D正确。
故选D。
二、不定项选择题：本题共4小题，每小题6分，共 24分。每小题有一项或多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分， 有选错的得0分。
5. 某城市边缘的一小山岗，在干燥的春季发生了山顶局部火灾，消防员及时赶到，用高压水枪同时启动了多个喷水口进行围堵式灭火。靠在一起的甲、乙高压水枪，它们的喷水口径相同， 所喷出的水在空中运动的轨迹几乎在同一竖直面内，如图所示。则由图可知（　　）

A. 甲水枪喷出水的速度较大
B. 乙水枪喷出的水在最高点的速度一定较大
C. 甲水枪喷水的功率一定较小
D. 乙水枪喷出的水在空中运动的时间一定较长
【答案】BC
【解析】
【详解】B．由图可知，两水枪喷出的水到达高度相同，说明竖直分速度相同，而甲水枪喷出水的水平位移较小，说明甲的水平分速度较小，到达最高点时只有水平分速度，所以乙水枪喷出的水在最高点的速度一定较大，故B正确；
A．乙水枪喷出的水在最高点的速度较大，根据机械能守恒可知乙水枪喷出水的速度较大，故A错误；
C．乙水枪喷出水的速度较大，则乙水枪喷水的功率较大，故C正确；
D．两水枪喷出的水到达高度相同，则在空中运动的时间一样长，故D错误。
故选BC。
6. 高速公路某段平直路面上有三块车距判断牌，分别标识为“0m”“50m”“100m”，相邻判断牌间距50m，某同学乘车时发现通过“0m”牌时，车速为72km/h，经过“50m”牌时车速为90km/h，经过“100m”牌时车速为108km/h，若汽车运动过程中一直做加速直线运动，以下判断正确的是车距判断牌（　　）

A. 汽车可能做匀加速直线运动
B. 从“0m”牌到“50m”牌过程与“50m”牌到“100m”牌过程平均速度可能相同
C. 从“0m”牌到“50m”牌过程与“50m”牌到“100m”牌过程平均加速度可能相同
D. 从“0m”牌到“50m”牌过程与“50m”牌到“100m”牌过程合外力做功之比为9：11
【答案】D
【解析】
【详解】ABC．由题可知，从“0m”牌到“50m”牌过程平均速度小于“50m”牌到“100m”牌过程平均速度，所以从“0m”牌到“50m”牌过程时间大于“50m”牌到“100m”牌过程的时间，由可知，后半段的平均加速度大于前半段，故汽车不可能做匀加速直线运动，汽车加速度可能一直增大，故ABC错误；
D．72km/h＝20m/s，90km/h=25m/s，108km/h=30m/s。从“0m”牌到“50m”牌过程与“50m”牌到“100m”牌过程，由动能定理可知


故D正确。
故选D。
7. 如图所示，在正四面体ABCD的ABD面内，有一内切圆，圆心为O，M、N、P分别为BD、AB和AD边与圆的切点。正四面体的顶点A、B、D分别固定有电荷量为、、的点电荷，则（　　）

A. M、P两点的电场强度相同
B. M、O、N、P四点的电势
C. 将正试探电荷由C移动到M，电势能增加
D. 将正试探电荷由P移动到N，电场力做负功
【答案】CD
【解析】
【详解】A．空间任一点的电场是三个点电荷产生的电场的叠加，根据对称性和电场的叠加原理可知，M点和P点的电场强度大小相等，但方向不同，故A错误；
B．根据等量同种正点电荷空间等势面的分布特点可知，在A、B两处的正点电荷产生的电场中，M、P两点的电势相等，且N点电势高于O点的电势，O点的电势高于和M、P点的电势；在D点的负点电荷产生的电场中，N点的电势高于O点的电势，O点的电势高于M、P两点的电势，所以，可知

故B错误；
C．仅考虑B处和D处点电荷时，C点和M点的电势相等，正试探电荷由C到M，靠近A处的正点电荷，电场力做负功，电势能增加，故C正确；
D．由于，则将正试探电荷由P移动到N，电场力所做的功

电场力做负功，故D正确。
故选CD。
8. 如图甲所示，两电阻不计的平行光滑导轨与水平面的夹角，导轨下端接一阻值的定值电阻。空间中存在垂直导轨所在平面向上、磁感应强度大小为B=0.5T的匀强磁场。导体棒的长度和导轨间距均为，导体棒电阻、质量。在导体棒上施加一沿导轨平面向上的作用力F，使导体棒沿导轨下滑，作用力F的大小随时间变化的关系图象如图乙所示，力F作用过程中导体棒的速度大小与时间的关系图象如图丙所示，已知重力加速度为，导轨足够长，导体棒沿导轨下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好。下列说法正确的是（　　）

A. 图乙中的Fm=0.6N
B. 图丙中的
C. 在到的时间内通过导体棒横截面的电荷量为12C
D. 在到的时间内导体棒重力的冲量大小为4.8
【答案】ABC
【解析】
【详解】AB．设导体棒的加速度为a，则t时刻导体棒的速度

导体棒产生的感应电动势为

根据闭合电路欧姆定律有

对导体棒根据牛顿第二定律有

由图丙可得
，
而由图乙可知时

代入数据解得
，
另由图乙可知当时

代入数据解得
Fm=0.6N
故AB正确；
C．在到时间内导体棒运动的位移为

通过导体棒横截面的电荷量为

故C正确；
D．在到的时间内导体棒重力的冲量大小为

故D错误。
故选ABC。
三、非选择题：共60分，其中 9-12 题为填空和实验题，13-15题为计算题。考生根据要求作答。
9. 甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，波源位于x=0 处的甲波沿x轴正方向传播，波源位于x=12m处的乙波沿x轴负方向传播， t=0时刻两列波的波形图如图所示。已知甲的波速为v=4m/s，回答下列问题：

（1）两列波叠加后，x=3m处为振动的___________点；（填“加强”、“减弱”）
（2） t=1.75s时刻，x=6m处的质点位移为___________cm。
【答案】 ①. 加强 ②. -1
【解析】
【详解】（1）[1]同种介质中两列简谐波的波速相等均为

由图可知甲、乙的波长均为

根据

可得甲、乙的频率均为

频率相同的简谐波能发生稳定的干涉；各质点的振动周期为

乙的波峰第一次到达处的时间为

在时间内即2T时间内，对甲处的质点完成两次全振动，仍处于波峰位置，则时刻甲、乙的波峰相遇，两列波叠加后，处为振动加强点；
（2）[2]经过0.5s甲、乙两波在处相遇，1.5s时两列波在处的质点的平衡位置的位移为0，再经过0.25s即1.75s的时刻，甲的波峰与乙的波谷在处相遇，甲乙两波叠加后位移为。
10. 图示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中:
①观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是___________。(单选）
A.旋转测量头 B.增大单缝与双缝间的距离 C.调节拨杆使单缝与双缝平行
②要增大观察到的条纹间距，正确的做法是___________ (单选）
A.减小单缝与光源间的距离 B.减小单缝与双缝间的距离
C.增大透镜与单缝间的距离 D.增大双缝与测量头间的距离

【答案】 ①. C ②. D
【解析】
【分析】
【详解】①[1]若粗调后看不到清晰的干涉条纹，看到的是模糊不清的条纹，则最可能的原因是单缝与双缝不平行；要使条纹变得清晰，值得尝试的是调节拨杆使单缝与双缝平行。
故选C。
②[2]根据

可知要增大条纹间距可以增大双缝到光屏的距离l，减小双缝的间距d；
故选D。
11. 某科学兴趣小组要探究小球平抛运动的规律，实验设计方案如图甲所示，用轻质细线拴接一小球，在悬点O正下方适当位置有水平放置的炽热的电热丝P，使悬线摆至竖直位置时立即被烧断；MN为水平木板，已知小球球心到悬点之间的距离为L，悬点到木板的距离= h（h>L），重力加速度为g。
（1）将小球向左拉起后自由释放，最后小球落到木板上的C点，= x，则小球做平抛运动的初速度为v0=_________（用x、h、g、L表示）。
（2）图乙是以竖直方格板为背景通过频闪照相得到的照片，每个格的边长l=5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图所示，则小球做平抛运动的初速度为_________m/s； 过B点的速度为_________m/s（取（g =10m/s2）。
（3）保持其他条件不变，改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角θ，小球落点与点的水平距离x将随之改变，经多次实验，以x2为纵坐标、cosθ为横坐标，得到如图丙所示图像，若测得L=100.00cm，则h=_________m（保留2位有效数字）。

【答案】 ①. ②. 1.5 ③. 2.5 ④. 1.5
【解析】
【详解】（1）[1]小球做平抛运动竖直方向有

小球做平抛运动的初速度为

（2）[2]小球做平抛运动竖直方向有

小球做平抛运动的初速度为

[3]过B点竖直方向的速度为

过B点的速度为

（3）[4]小球从A运动至B点，根据动能定理有

小球做平抛运动竖直方向有

小球做平抛运动水平位移为

整理得

可得

解得

12. 某校物理实验小组要测一未知电阻R2的阻值，要求尽可能精确测量。
（1）为便于设计电路，该实验小组先用多用电表粗测R2阻值，选用欧姆表×10倍率测量，发现指针偏转过小，为了较准确地进行测量，应该选择__________倍率（选填“×100”、“×1”），并重新进行欧姆调零，正确操作并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图所示，则测量结果是__________Ω；

（2）实验室提供了如下实验器材：
A.电源E（电动势为12V，内阻不计）；
B.电压表V（量程为15V，内阻RV约为15KΩ）；
C.电流表A1（量程为30mA，内阻r1约为10Ω）；
D.电流表A2（量程为20mA，内阻r2约为15Ω）；
E.滑动变阻器R1（最大阻值为20Ω，额定电流为1A）；
F.滑动变阻器R2（最大阻值为1KΩ，额定电流为0.5A）；
G.开关及导线若干。
（3）为尽可能准确测量R，的阻值，实验小组设计了如图所示的电路，实验过程如下：

①正确连接实验电路后，调节滑动变阻器R1、R2的滑片至适当位置；
②断开开关S2，闭合开关S1，调节滑动变阻器R1、R2滑片，使电流表A2的示数恰好为电流表A1示数的三分之二，记录此时电压表V的示数U1和电流表A1的示数I1；
③保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，再闭合开关S2，记录电压表V的示数U2和电流表A2的示数I2；
④根据以上测量数据可得Rx=__________；该实验也可测得电流表A1的内阻r1=__________（用U1、I1、U2、I2表示）。
【答案】 ①. ×100 ②. 1100 ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1][2]欧姆表的表盘上越向右侧电阻越小，偏角小说明阻值大，应选用“×100”倍率的电阻挡，换挡后要重新欧姆调零，示数为
11×100Ω=1100Ω
(3)④[3][4]根据题意断开开关S2，闭合开关S1时，电流表A2的示数恰好为电流表A1示数的，则此时流过Rx的电流是电流表A1示数的，所以流过Rx的电流是流过电流表A2电流的，闭合开关S2，电流表A2的示数I2，流过Rx的电流为，Rx两端的电压为U2，则

Rx和电流表A2以及R2的总电阻为

电流表A1的内阻

13. 自行车小巧方便，利用率很高.胎内气压一般维持在比较安全，胎压过低会损坏车胎，胎压过高会引起爆胎。夏天，一自行车由于气门芯老化，发生了漏气，漏气前胎压为，漏气后的胎压为，发现后赶紧用打气简给车胎打气，车胎的内胎容积为，打气筒每打一次可打入压强为的空气，车胎因膨胀而增加的体积可以忽略不计。夏天室内温度为，中午烈日暴晒时室外温度可高达。求：
（1）车胎漏气前后胎内气体的质量比（假设漏气前后车胎内气体温度不变）；
（2）当车胎内压强超过时就容易发生爆胎事故，夏季在室内给车胎打气时，用打气筒最多可以打多少次，才能保证在室外骑自行车不发生爆胎（注：打气前胎内压强为）。
【答案】（1）5:3；（2）30次
【解析】
【详解】（1）将漏气前胎内气体换算为压强为的气体，设换算后体积为 ，根据玻意耳定律得

所以漏气前与漏气后的质量比为

解得

（2）设最多可以打n次，根据理想气体状态方程得

代入数据得
次
14. 如图所示，小物块甲紧靠轨道BCD静置于光滑水平面上，轨道BCD由水平轨道CD及与CD相切于C的光滑圆弧轨道组成，圆弧轨道的半径为R。现将小物块乙（视为质点）从B点正上方到B点高度为R的P点由静止释放，乙从B点沿切线方向进入圆弧轨道，恰好不会从水平轨道CD的左端D点掉落。已知甲、乙以及轨道BCD的质量相同，乙与CD间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度大小为g。求：
（1）乙通过B点时的速度大小vB；
（2）乙通过C点时甲的速度大小v1；
（3）CD的长度L。

【答案】（1）；（2）；（3）3R
【解析】
【详解】（1）当乙滑到B点时，有

得

（2）当乙滑到C点时，轨道BCD与甲的共同速度大小为v1，系统水平方向动量守恒，有

系统机械能守恒


解得




（3）乙滑到C点后，轨道BCD与甲分离，乙从C点滑到D点的过程中，对乙和轨道BCD，动量守恒有

能量守恒


解得

15. 2022年12月4日中国科学院高能物理研究所王贻芳院士表示，中国的粒子物理研究正在走向国际最前沿。在粒子物理学的研究中，经常用电场和磁场来控制或者改变粒子的运动。现有一种较为简单的控制粒子的装置，其内部结构可简化为如图所示模型：空间三维直角坐标系中，在，的空间中有沿轴正方向、电场强度大小的匀强电场，在的空间中有沿轴负方向、磁感应强度的大小的匀强磁场，平面内区域有一足够大的吸收屏，屏下方存在有沿轴正方向、大小为的匀强磁场。有一小型粒子源紧贴在轴上点的上侧，粒子源能沿轴负方向持续发射速度为的带正电的粒子，其比荷为。忽略粒子重力及带电粒子间的相互作用。求：
（1）带电粒子第1次穿过轴时的速度大小；
（2）带电粒子第2次穿过轴时的位置坐标；
（3）若电场强度的大小可在之间进行连续调节，带电粒子打在吸收屏上即被吸收并留下印迹，求该印迹长度。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意可知，带电粒子在平面的电场中做类平抛运动，运动轨迹如图所示

粒子沿轴负方向做匀速直线运动

沿轴正方向电场力提供加速度

到达轴时，沿轴正方向速度

粒子速度为

（2）带电粒子在电场中做类平抛运动，则

带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力

解得半径为

根据几何关系，粒子再次回到轴时，与第一次到轴之间的距离

则有

可知，粒子第2次到达轴时坐标为。
（3）若所加电场

则有







当时，带电粒子进入磁场中后，粒子在平行于的平面内以做匀速圆周运动，同时在沿轴方向上做速度为的匀速直线运动。即做螺旋向上运动。调节的数值后，易知在垂直于磁场的方向上，粒子每次进入磁场的速度水平分量总保持不变。故粒子在平行于的平面内做圆周运动的半径为

粒子运动的周期为

所加电场

时，粒子到达吸收屏的时间

所加电场

时，粒子到达吸收屏的时间

吸收屏能接受到粒子的持续时间为

由于


可知

带电粒子均落在吸收屏上，设痕迹长度为，则