2024蚌埠高三下学期第三次教学质量检查考试物理试卷含解析

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1.答卷前，务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡和试卷上。
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，务必擦净后再选涂其他答案标号。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8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。
1. 位于我省合肥的核聚变大科学装置“夸父”预计于2025年底全面建成，它将用来验证我国“人造太阳”实验的关键技术。下列关于核聚变反应的说法正确的是（ ）
A. 核聚变反应过程中没有质量亏损
B. 核聚变反应后原子核的总质量增加
C. 核聚变反应后，核子的比结合能增加
D. 核聚变反应后，核子的比结合能减小
【答案】C
【解析】
【详解】AB．核聚变反应过程中存在质量亏损，核聚变反应后原子核的总质量减少，故AB错误；
CD．核聚变反应后，反应后的原子核比反应前的原子核更稳定，核子的比结合能增加，故C正确，D错误。
故选C。
2. 如图，纵轴表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，曲线I和II为一定质量某种理想气体在两种温度下的与分子速率的关系图像。比较曲线I和II，下列说法正确的是（ ）
A. 曲线I对应的气体温度更高
B. 曲线I和II对应的气体内能相等
C. 曲线I与横轴所围的面积更大
D. 曲线I对应的气体分子平均速率更小
【答案】D
【解析】
【详解】ABD．气体分子的运动的统计规律：中间多，两头少；温度高，最大峰值向速度较大的方向移动；故曲线I对应的气体温度更低；对应气体内能小，分子的平均速率也较小，故AB错误，D正确；
C．在两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即两条曲线下面积相等，故C错误；
故选D。
3. 2023年8月10日，我国成功发射首颗人工智能卫星—地卫智能应急一号，标志着我国在人工智能与航天领域的重大突破。假设绕地球做匀速圆周运动时，该卫星的周期是地球同步卫星周期的，则它与地球同步卫星的轨道半径之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设该卫星的周期为，轨道半径为，地球同步卫星周期为，轨道半径为，根据开普勒第三定律可得
又题意可得
联立可得该卫星与地球同步卫星的轨道半径之比为
故选B。
4. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，则从该时刻开始，介质中质点P的速度v随时间t变化的图像为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】质点平衡位置时速度最大，简谐横波沿x轴正方向传播，根据“平移法”可知质点P由平衡位置向上运动，则速度逐渐减小。
故选C。
5. 如图为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃，两种单色光分别从B、C点射出。设紫光、红光在玻璃中传播的时间分别为和，则下列说法正确的是（ ）
A. 从B点射出的光为紫光，
B. 从B点射出的光为红光，
C. 从C点射出的光为紫光，
D. 从C点射出的光为红光，
【答案】A
【解析】
【详解】因紫光的频率大于红光的频率，可知紫光的折射率大于红光，可知紫光偏折程度较大，即从B点射出的光为紫光；设入射角为i，折射角为r，根据
解得
则
故选A。
6. 图甲为某款电子称，其内部有平行板电容器（图乙所示），两极板之间用劲度系数为的绝缘弹簧相连，下极板固定在绝缘水平台面上，上极板接地，且可在竖直方向上移动并始终与下极板保持平行。已知上极板质量为，电容器充完电后与电源断开，极板间距为d，不称物体时，两极板间电压为，待测物体置于称上时，两极板间距发生微小变化，若此时电容器的电压改变量为，重力加速度为，则待测物体所受的重力大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】不称物体时，两极板间电压为，根据电容器的定义式和决定式有
，
待测物体置于称上时，两极板间距发生微小变化，设此时两极板间电压为，根据电容器的定义式有
，
根据题意有
根据力的平衡条件可知待测物体所受的重力大小为
解得
故选A。
7. 如图所示，一盛有水的容器自倾角为的固定粗糙长斜面顶端下滑。已知容器底部与斜面间的动摩擦因数，则下滑过程中水面位置可能正确的是（ ）（图中实线表示水面位置，虚线表示水平面位置，）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】若容器底部与斜面间的动摩擦因数，则容器匀速下滑，此时容器内的液面水平；若容器底部与斜面间的动摩擦因数为零，则容器下滑的加速度为a=gsinθ，则此时容器内的液面与斜面平行；则若容器底部与斜面间的动摩擦因数，可知容器加速下滑且加速度0故选B。
8. 如图甲所示，某工人在流水线上切割玻璃，在水平工作台面建立平面直角坐标系，玻璃沿轴运行的速度恒定不变，切割时刀头的初速度沿轴方向，运动过程中刀头相对玻璃的速度方向保持不变且逐渐减小，经过时间刀头运动到点，如图乙所示，经过2T、3T时间刀头运动到、点，则刀头的轨迹可能是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题知，切割时刀头的初速度沿轴方向，运动过程中刀头相对玻璃的速度方向保持不变且逐渐减小，其图像如图所示
由图像知，图像围成的面积表示位移，在相等的时间内逐渐减小，则图像斜率逐渐变小，其图像为
由题知，玻璃沿轴运行的速度恒定不变，则图像可由图像时间轴乘以速度得到，其图像为
故选D。
二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要氺全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9. 如图所示，真空区域有边界为MN、PQ的匀强磁场，磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里，MN、PQ的间距为。粒子和氢核先后从点沿着与MN夹角为的方向射人磁场中，都刚好没能从PQ边界射出磁场。不计粒子重力，粒子在磁场中运动的时间和速度大小分别为和，氢核在磁场中运动的时间和速度大小分别为和，则（ ）
A. ，
B. ，
C. 粒子在磁场中运动的半径为
D. 粒子在磁场中运动的半径为
【答案】BD
【解析】
【详解】根据题意可知粒子和氢核在磁场中的运动轨迹如图所示
由几何关系可得
解得粒子在磁场中运动的半径为
粒子在磁场中的运动时间为
则有
由洛伦兹力提供向心力可得
可得
则有
故选BD。
10. 某电场沿轴分布，其电场强度与坐标的关系如图所示，为正值时，电场沿轴正方向，坐标原点处的电势为零。一个质量为、电荷量为-q（q>0）的带负电粒子，从轴上处由静止释放，粒子只在电场力作用下运动，则下列说法正确的是（ ）
A. 粒子做振幅为的简谐运动
B. 粒子第一次运动到原点所用的时间为
C. 处的电势
D. 粒子的最大动能
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．图中图像对应的函数关系表达式为
由于粒子带负电则其所受电场力方向与相对于坐标原点的位移方向相反，则有
解得
可知，电场力方向始终指向坐标原点，且大小与相对于坐标原点的位移大小成正比，方向与相对于坐标原点的位移方向相反，可知，当粒子从轴上处由静止释放时，粒子将做振幅为的简谐运动，故A正确；
B．若以粒子经过原点向正方向运动为计时起点，则其简谐运动相对于原点的位移为
对上述位移表达式求导得到速度表达式为
对上述速度表达式求导得到加速度表达式为
根据上述有
解得
根据简谐运动的对称性可知，粒子第一次运动到原点所用的时间为
解得
故B错误；
C．图像中，图像与横轴所围几何图形的面积表示电势差，则有
解得
故C正确；
D．根据简谐运动的运动规律可知，粒子在原地速度最大，动能最大，则有
结合上述解得
故D正确。
故选ACD。
三、非选择题：共5题，共58分。
11. 如图甲所示，是质量为的小滑块，是长度为、右端高度可调节的滑板，位移传感器能将滑块到的距离数据实时传送到计算机中，得到运动的位移-时间图像或速率-时间图像。

（1）某次实验时，测得，，将滑块A从滑板顶端释放，得到A下滑时的图像如图乙所示，由图像可得滑块下滑时的加速度__________，若取，则可求出滑块与滑板间的动摩擦因数约为__________．
（2）若将滑板换成等长的气垫导轨，忽略滑块下滑时的摩擦力，该装置还可用来验证牛顿第二定律。要验证力一定时，加速度与质量成反比的关系，保持l不变，当改变滑块质量时，还需保持__________（用所给的字母表示）不变，测出相应的加速度加以验证。
【答案】 ①. 5 ②. ③. mh
【解析】
【详解】（1）[1]由图像的斜率可知加速度为
=5
[2]根据牛顿第二定律可知
根据几何关系可知
，
解得
（2）[3]根据牛顿第二定律有
即
所以要验证力一定时，加速度与质量成反比的关系，保持l不变，当改变滑块质量时，还需保持不变，测出相应的加速度加以验证。
12. 物理兴趣小组利用以下器材测量待测电阻阻值。
待测电阻；
多用电表；
电源，电动势约为，内阻可忽略不计；
电流表，量程为，内阻；
电流表，量程，内阻约为；
定值电阻；
定值电阻；
滑动变阻器，最大阻值为；
开关，导线若干。
（1）小明用多用表的“”欧姆档粗测待测电阻的阻值，指针所在位置如图a所示，其示数为__________．
（2）为了准确测量，小华用上述器材设计了图b所示的实验电路，其中甲表应为__________，乙表应为__________，定值电阻应为__________．（均填器材符号）
（3）小华按正确的电路进行实验，甲、乙两表的示数分别为、，则__________（用所给的符号表示）
【答案】 ①. 60 ②. ③. ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1] 多用表的“”欧姆档粗测待测电阻的阻值，指针指向“60”刻度，则电阻为60
（2）[2] [3]根据电路结构可知甲表与电阻R串联，改装成电压表，所以甲表为，乙表串联在电路中测量电流，应为；
[4] 电流表的满偏电压为
=2.5V
设电压表量程扩大n倍，根据电压表的改装原理可知
根据电源电动势约为6V可知选择即可。
（3）[5]根据欧姆定律可知
解得
13. 如图所示，电荷量为的带正电小球B静止放在光滑绝缘水平面上，某时刻质量为、电荷量为的带正电小球以的初速度从水平面上足够远处沿直线向运动，当两球距离最小为时，球的动量为，两小球可视为质点，静电力常量为．设开始时刻A、B组成的系统电势能为零，求：
（1）A球最大加速度的大小。
（2）B球的质量。
（3）系统的最大电势能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）两球距离最小时静电力最大，小球加速度最大，根据库仑定律，两球间的最大静电力
由牛顿第二定律得
解得
（2）两球距离最小时速度相等，设为v，设球的质量为，由动量守恒定律得
又有
解得
，
（3）两球距离最小时系统电势能最大，由能量守恒知，系统的最大电势能
解得
14. 如图所示，长为的轻绳悬挂于O点，另一端连接质量为的小球，小球可视为质点。在点正下方的处固定一光滑小钉，将小球拉起使悬线呈水平绷紧状态后，无初速地释放，小球运动到最低点后绕点运动，不计空气阻力，重力加速度为．
（1）要使小球能以为圆心做完整的圆周运动，OC长度至少为多大？
（2）小球从A运动到B过程中，当重力功率最大时，绳对小球的拉力为多大。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）以点为重力势能参考点，设OC距离为，小球恰好通过最高点时的速度为，由机械能守恒定律得
由牛顿第二定律得
解得
（2）当绳对小球拉力的竖直分量与重力大小相等时，小球运动速度的竖直分量最大，重力功率最大，设此时绳与水平方向的夹角为，小球速度大小为，则有
由动能定理得
由牛顿运动定理得
解得
15. 如图，MN和PQ是水平面内足够长的间距为的光滑平行导轨，其左端通过导线接有阻值为的定值电阻、单刀双掷开关（开始时处于空掷位置）和电容为的电容器（初始不带电），整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为，质量为的导体棒ab垂直放在导轨上，导体棒和导轨的电阻忽略不计。某时刻将开关掷于“1”，对ab施加水平向右、大小为的恒力，使其由静止开始运动。
（1）运用相关知识推理说明导体棒ab将怎样运动？
（2）导体棒ab运动稳定时，求上消耗的电功率。
（3）当导体棒ab运动稳定后，撤去恒力，同时将开关迅速切换到“2”，求此后ab运动再次达到稳定时的速度大小。
【答案】（1）导体棒做加速度不断减小的加速运动；当时，ab速度达到稳定，做匀速直线运动；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）单刀双掷开关接“1”， ab由静止开始运动，设其速度大小为，由电磁感应定律知，导体棒产生的电动势
由闭合电路欧姆定律知，导体棒中的电流
由安培力公式得
由牛顿第二定律得
故
可知，随着速度增加，加速度减小，即导体棒做加速度不断减小的加速运动；当时，ab速度达到稳定，做匀速直线运动；
（2）设导体棒ab运动稳定时的速度大小为，由电磁感应定律知，导体棒产生的感应电动势
由牛顿运动定律得
消耗的电功率
解得
（3）撤去恒力，同时将迅速切换到“2”，此后电容器充电，ab做减速运动，当电容器电压与ab电动势相等时，ab的运动再次达到稳定，设达到匀速时的速度大小为，由电磁感应定律知，此时ab的感应电动势
电容器所充电荷量
设充电过程时间为，此过程的平均电流
平均安培力
根据动量定理得
解得