2023-2024学年河南省安阳市重点中学高三上学期12月阶段测试 物理试题（含解析）

这是一份2023-2024学年河南省安阳市重点中学高三上学期12月阶段测试 物理试题（含解析），共11页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一个选项符合题目要求，第8～10题有多个选项符合要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1、核电站常用的一种原料是钍，钍吸收一个中子后会变成钍233，钍233不稳定，会变成易裂变的铀，反应堆工作原理如图所示，下列说法正确的是( )
A．此类核电站通过核聚变获得电能
B．变成要吸收能量
C．吸收一个中子变成的过程中总质量不变
D．变成的核反应方程式是
2、2023年6月15日13时30分，我国在太原卫星发射中心使用“长征二号”丁运载火箭，成功将41颗卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，此次的一箭41星，刷新了中国航天的纪录。如图乙所示是此次一箭多星技术发射的三颗卫星，其中为同轨近地卫星，A卫星轨道距地表高度为地球半径的3倍，卫星的轨道位于同一平面且绕行方向相同。已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，若卫星A先后飞越卫星正上方的最短时间间隔为，忽略地球自转的影响，则卫星之间的距离为( )
A．RB．C．D．
3、某古法榨油中的一道工序是撞榨，即用重物撞击楔子压缩油饼。如图所示，质量为50 kg的重物用一轻绳与固定点O连接，O与重物重心间的距离为4 m，某次将重物移至轻绳与竖直方向成37°角处，由静止释放，重物运动到最低点时与楔子发生碰撞，若碰撞后楔子移动的距离可忽略，重物反弹，上升的最大高度为0．05 m，作用时间约为0．05 s，重力加速度g取，整个过程轻绳始终处于伸直状态，则碰撞过程中重物对楔子的作用力约为( )
A．4000 NB．5000 NC．6000 ND．7000 N
4、如图，圆形水平餐桌面上有一个半径为r、可绕中心轴转动的同心圆盘，在圆盘的边缘放置一个质量为m的小物块．物块与圆盘及与餐桌面间的动摩擦因数均为μ，现从静止开始缓慢增大圆盘的角速度，物块从圆盘上滑落后，最终恰好停在桌面边缘．若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，圆盘厚度及圆盘与餐桌间的间隙不计，物块可视为质点．则( )
A．物块从圆盘上滑落的瞬间，圆盘的角速度大小为
B．物块从圆盘上滑落的瞬间，圆盘的边缘线速度大小为
C．物块随圆盘运动的过程中，圆盘对小物块做功为
D．餐桌面的半径为
5、在α粒子散射实验中，α粒子由a到e从金原子核旁飞过，运动轨迹如图所示。金原子核可视为静止，以金原子核为圆心，三个同心圆间距相等，α粒子的运动轨迹在c处与圆相切。下列说法正确的是( )
A．α粒子在c处的动能最大
B．α粒子在处的电势能相等
C．α粒子由c到d过程与由d到e过程电场力做功相等
D．α粒子的运动轨迹在a处的切线有可能经过金原子核的中心
6、如图所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面等边三角形abc框架，，长度为L的电阻丝电阻为r，框架与一电动势为E，内阻为r的电源相连接，垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场，则框架受到的安培力的合力大小为( )
A．0B．C．D．
7、如图平行板电容器与电动势为E的直流电源连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可忽略，开关闭合，稳定时一带电的油滴静止于两极板间的P点，若断开开关K，将平行板电容器的上极板竖直向下平移一小段距离，则下列说法正确的是( )
A．静电计指针的张角变大B．P点电势升高
C．带电油滴向上运动D．带电油滴的电势能不变
8、在x轴上位于的波源Q从时刻开始振动，形成沿x轴正、负方向传播的两列简谐横波，经过一段时间波源停止振动，时形成的波形如图所示，其中质点M的平衡位置位于处，质点N的平衡位置位于处。下列说法正确的是( )
A．沿x轴正、负方向传播的两列波能够发生干涉现象
B．简谐横波传播到质点M时起振方向沿y轴正方向
C．简谐横波的传播速度为2m/s
D．0~1．75s内质点N运动的总路程为0．8m
9、CRT-7b行星与其主恒星相距太近，面对主恒星的一面温度可达2000 ℃，背对主恒星的一面温度低至-200 ℃。已知该行星的半径约为地球半径的1．7倍，该行星的密度与地球密度近似相等，则( )
A．该行星与地球的质量之比约为1000:4913
B．该行星与地球的第一宇宙速度之比约为17:10
C．该行星表面与地球表面的重力加速度之比约为17:10
D．该行星的近地卫星与地球的近地卫星周期之比约为17:10
10、如图所示，等腰梯形abcd内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，边长，一质量为m、带电荷量为的粒子1从a点沿着ad方向射入磁场中，另一质量为m、带电荷量为q的粒子2从c点沿着cd方向射入磁场中，不计粒子重力和粒子间的相互作用，则下列说法正确的是( )
A．为使粒子1不经过bc边，粒子1的速度可能为
B．粒子1在磁场中运动的最长时间为
C．为使粒子2不经过ad边，粒子2的速度可能为
D．粒子2经过ad边时，在磁场中运动的时间可能为
二、非选择题：本题共6小题，共70分。
11、（6分）某同学用如图甲所示装置做“验证动量守恒定律”实验。图乙中O是斜槽末端在记录纸上的垂直投影点，P为未放被撞小球时入射小球的平均落点，M为与被撞小球碰后入射小球的平均落点，N为被撞小球的平均落点。
（1）在实验过程中需要注意的问题，下列说法正确的是______（填正确答案标号）。
A．安装轨道时，斜槽轨道末端必须水平
B．实验过程中白纸可以移动，复写纸不能移动
C．入射小球的质量小于被撞小球的质量，两球半径必须相同
D．入射小球每次必须从同一位置由静止释放
（2）实验中，除测量平抛射程OM、ON、OP外，还需要测量的物理量有______（填正确答案标号）。
A．入射小球质量和被碰小球质量
B．斜槽末端距地面的竖直高度H
C．入射小球的释放点离斜槽轨道末端的竖直高度h
（3）若满足关系式______（用测量的物理量表示），则入射小球和被撞小球碰撞前后的总动量守恒。
12．（10分）有一温度敏感元件，室温下它的阻值约为，某实验小组想要研究这温度敏感元件的电阻与温度的关系，实验室可供选择的实验器材还有：
A．电压表V（量程，内阻约为）
B．电流表A（量程，内阻约为）
C．滑动变阻器（阻值范围，允许的最大电流为）
D．滑动变阻器（阻值范围，允许的最大电流为）
E．干电池2节
F．开关、导线若干
（1）实验过程中要求流过被测元件的电流从零开始逐渐增加，滑动变阻器应该选用 （填器材前面的字母序号）。
（2）请用笔画线代替导线将图中实验电路的实物图补充完整 。
（3）被测元件的阻值R可根据电压表的读数U和电流表的读数I求出，通过调节滑动变阻器接入电路的阻值，得到多组U、I数据，并对应求出多个R值。根据测得的数值作出如图所示的图像，根据图像可知，这一温度敏感元件属于 （填选项前的字母序号）。
A．金属材料制成的热敏电阻 B．半导体材料制成的热敏电阻
（4）当电压表读数为时，被测元件的发热功率为 W（用分数表示），室温状态下被测元件的阻值为 （保留2位有效数字）。
13、（10分）如图所示，某透明介质制成的棱镜的截面图为半径为R的圆，一细光束由弧AB上的C点平行于OB射入棱镜，已知入射光线和OC连线的夹角为60°，该光束第一次射到AO边时能从该边射出棱镜，且出射光线与OA边的夹角为30°，已知光在真空中的速度为c。求：
（1）棱镜的折射率；
（2）通过计算说明，光束经OA反射的光，第一次射到OB边时能否发生全反射，若不能，请求出光线射出OB时与OB边的夹角；若能，求出光束从射入到射到该点，在棱镜中的传播时间。
14、（12分）如图半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角，另一端点C为轨道的最低点，C点右侧的光滑水平路面上紧挨C点放置一木板，木板质量，上表面与C点等高。质量的物块（可视为质点）从空中A点以的速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道，沿轨道滑行之后又滑上木板，当木块从木板右端滑出时的速度为，已知物块与木板间的动摩擦因数，，求：
（1）物块刚到达轨道上的C点时对轨道的压力大小；
（2）木板的长度。
15、（14分）如图所示，一足够长的固定斜面，倾角。质量为的绝缘长板A以初速度，沿斜面匀速下滑。空间有一沿斜面向下的匀强电场，电场强度。质量为，电量为的光滑小物块B，轻放在A板表面上（整个过程未从上端滑出），此后经时间，撤去电场，当物块速度为时恰好离开板A，g取。求：
（1）撤电场时物块B的动能和ls内的电势能变化量；
（2）撤电场时，板A的速度；
（3）物块B在板A上运动的全过程，系统发热Q。
16、（18分）如图所示，在坐标系xOy平面内，上方有沿y轴负方向的匀强电场，虚线下方有垂直平面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从点以速度沿x轴负方向射入电场，经过点进入磁场区域，运动一段时间后再次经过A点。不计粒子重力。
（1）求电场强度的大小E；
（2）求磁感应强度大小B；
（3）若粒子刚进入第一象限时，在磁场区域加一沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为，求粒子此后经过x轴所有位置的横坐标。
答案以及解析
1、答案：D
解析：核电站通过核裂变将核能转化为电能，选项A错误；变成要放出能量，选项B错误；吸收一个中子变成的过程中放出能量，总质量要减小，选项C错误；根据电荷数守恒和质量数守恒，变成的核反应方程式是，选项D正确．
2、答案：A
解析：忽略地球自转的影响，在地球表面有，解得，在A星轨道上有，在星轨道上有，解得，卫星A先后飞越卫星正上方的最短时间间隔内有，其中，解得，则卫星之间的距离为R，A正确，B、C、D错误。
3、答案：B
解析：
4、答案：D
解析：物块从圆盘上滑落的瞬间，物块与圆盘的角速度大小相等，线速度大小相等，此时摩擦力达到最大静摩擦力，由牛顿第二定律可得，解得，则圆盘的线速度大小为，A、B错误；
物块随圆盘运动的过程中，由动能定理，可得圆盘对小物块做功为，C错误．
物块从圆盘上滑落到滑到桌面的边缘，如图所示，由动能定理可得，代入数据解得，由几何关系可得．代入数据解得餐桌面的半径为，D正确．
5、答案：B
解析：A．α粒子由a到c过程受到的电场力与运动方向的夹角为钝角，电场力做负功，动能减小；由c到e过程受到的电场力与运动方向的夹角为锐角，电场力做正功，动能增大，α粒子在c处的动能最小，错误。
B．在同一个等势面上，，又电荷电势能，所以α粒子在处的电势能相等，正确。
C．匀强电场中两等势面间的电势差，由于此电场为非匀强电场，所在等势面间的场强大于所在等势面间的场强，因此，电场力做的功，可知由c到d过程电场力做功较多，错误。
D．如果α粒子的运动轨迹在a处的切线经过金原子核的中心，则在a处的受力方向和速度方向共线，α粒子要做直线运动，错误。
6、答案：B
解析：根据左手定则判断出各段受到的安培力的方向，如图
ab、bc段先串联再与ac段并联，根据闭合电路欧姆定律和串并联知识可知，经过ab、bc段电流
经过ac段电流
ab、bc、ac段所受安培力大小为
各段受到的力中，和在左右方向的分量大小相等，方向相反，相互抵消，所以框架受到的安培力的合力大小为
故选B。
7、答案：D
解析：A．断开开关K，电容器带电量不变，则由
可得
可知静电计指针的张角变小，故A错误；
BCD．电场强度为
电场强度不变，带电油滴不动，由
可知P点电势不变，则带电油滴的电势能
电势能不变，
故BC错误，D正确。
故选D。
8、答案：CD
解析：A．由于沿x轴正、负方向传播的两列波是由同一波源的振动形成的，可知沿x轴正、负方向传播的两列波不会发生叠加，因此这两列波不会发生干涉现象，故A错误；
B．根据时形成的波形，结合同侧法可知，沿x轴正方向传播的波的波前的起振方向沿y轴负方向，而所有质点的起振方向均相同，可知，质点M的起振方向沿y轴负方向，故B错误；
C．根据时形成的波形可知，波在1．75s的时间内，传播的距离
则简谐横波的传播速度为
故C正确；
D．根据时形成的波形可知，波长为
则周期为
波源的振动形式传播到质点N的时间
由于
则0~1．75s内质点N运动的总路程为
故D正确。
故选CD。
9、答案：BC
解析：由星球质量可知，该行星与地球的质量之比约为4913:1000，A错误。根据可知，星球第一宇宙速度，因此该行星与地球的第一宇宙速度之比等于半径之比，为17:10，B正确。根据，可得星球表面的重力加速度，因此该行星表面与地球表面的重力加速度之比等于半径之比，约为17:10，C正确。根据，得，因此该行星的近地卫星与地球的近地卫星周期之比为1:1，D错误。
10、答案：ACD
解析：若粒子1恰好从b点射出磁场，如图所示，设轨迹半径为，由几何关系有，由可得，若粒子1恰好从c点射出磁场，设轨迹半径为，如图中所示，由几何关系有，由可得。为使粒子1不能经过bc边，粒子1的速度满足或，A正确；当粒子1从ab边射出时，粒子1在磁场中运动的时间最长，为，B错误；当粒子2轨迹刚好与ad边相切时，如图中所示，由几何关系有，由可得，为使粒子2不经过ad边，粒子2的速度小于，可能为，C正确；粒子2的轨迹与ad边相切时，若粒子2从切点射出，轨迹对应的圆心角为120°，即粒子2经过ad边时，在磁场中运动的最长时间为，所以粒子2经过ad边时，在磁场中运动的时间可能为，D正确。
11、答案：（1）AD（2）A（3）
解析：（1）A．末端水平才保证是平抛运动，故A正确；
B．白纸与复写纸均不动，才保证落点的准确，故B错误；
C．入射小球的质量大于被撞小球的质量，保证不反弹，两球半径必须相同，故C错误；
D．入射球每次只有从同一点静止释放才保证它到被碰球处的速度相等，故D正确；
故选AD。
（2）A．需要测量入射小球质量和被碰小球质量，故A正确；
B．不需要测量斜槽末端距地面的竖直高度H，故B错误；
C．不需要测量入射小球的释放点离斜槽轨道末端的竖直高度h，故C错误。
故选A。
（3）设入射小球做平抛运动的初速度为，碰撞后入射小球的速度为，被碰小球的速度为。根据动量守恒定律可知，若满足
则可得到碰撞前后的总动量不变，本实验中碰撞前后小球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，位移相同，而做平抛运动的时间
可知运动时间相同，水平方向做匀速直线运动，根据动量守恒定律可得
最终可知若测量的物理量满足关系式
则入射小球和被撞小球碰撞前后的总动量守恒。
12、【答案】 C B 8．1/8．2/8．3/8．4
【解析】（1）[1]实验过程中要求流过被测元件的电流从零开始逐渐增加，滑动变阻器接成分压电路，则应该选用阻值较小的C。
（2）[2]电压表的内阻远大于待测电阻，则应该采用电流表外接电路，则实物连线如图；
（3）[3]由图像可知，该元件的电阻随电压增加（温度升高）阻值减小，可知这一温度敏感元件属于半导体材料制成的热敏电阻，故选B；
（4）[4][5]当电压表读数为1V时，被测元件的电阻为6Ω，则发热功率为
由图像可知室温状态下（U=0时）被测元件的阻值为8．2。
13、答案：（1）
（2）
解析：（1）作出光束在棱镜中的光路图，如图所示，由几何关系可知，则，又
由折射定律得
因为，所以，又
解得
代入数据解得
（2）由（1）解析可知
则由几何关系可知，解得
光束在OA边的反射角为30°，由几何关系可知光束射到OB边的入射角为，则光束刚好射到B点，又有，所以光束在OB边发生全反射。
光在棱镜中的速度为
光束从射入到射到B点的时间为
14、答案：（1）（2）见解析
解析：（1）根据平抛运动的速度分解可得
根据动能定理可得
根据向心力公式可得
联立解得
根据牛顿第三定律可知，物块刚到达轨道上的C点时对轨道的压力大小为。
（2）以向右为正方向，根据动量定理可得
根据能量守恒可得
联立解得
15、答案：（1）0．018J，（2）（3）
解析：（1）开始时，B在板上加速
撤去电场时，B的速度
B的动能
此时B在电场方向上的位移
B的电势能变化量
（2）A匀速下滑有
B轻放上A，对A有
撤去电场时，A的速度
（3）如果B还在A上运动时：因为最大静摩擦力，当A速度减为0后，A将静止在斜面上；从撤去电场到A静止的过程中，A、B整体动量守恒
当A速度为0时，可得B的速度
因此A静止后，B继续A上加速运动直到离开
A的总位移
系统发热
16、答案：（1）
（2）见解析
（3）见解析
解析：（1）设粒子在电场中运动的加速度大小为a，运动时间为，则有
解得
（2）如图甲，设粒子经过P点时竖直向下的速度为，则有
设速度偏转角为θ，则有
解得
则
运动一段时间后再次经过A点，则粒子运动轨迹关于y轴对称，由几何关系可知粒子在磁场中的轨迹圆圆心为坐标原点O，设粒子在磁场中的轨迹半径为R，则
又
解得
（3）设，由图甲可知，粒子经x轴进入第一象限时速度沿y轴正方向。现构建一对沿水平方向、大小相等、方向相反的速度和，使水平向右的速度产生的洛伦兹力与电场力平衡，则有
解得
则，方向水平向左
与的合速度，与x轴负方向成45°角
若粒子仅受速度v产生洛伦兹力做匀速圆周运动，设轨迹半径为r，如图乙所示，则有
解得
根据几何关系可知轨迹圆心坐标为（0，），且粒子不会离开磁场区域
则粒子此后的运动可分解为水平向右、大小为的匀速直线运动和半径为的匀速圆周运动
从圆周运动角度分析，粒子经过x轴即相当于经过位置，若做圆周运动经过a位置，设运动时间为，则
解得
则粒子经过x轴时的位置横坐标为
若做圆周运动经过b位置，设运动时间为，则
则粒子经过x轴时的位置横坐标为