物理：辽宁省丹东市2023-2024学年高三下学期总复习质量测试试卷（二）（解析版）

这是一份物理：辽宁省丹东市2023-2024学年高三下学期总复习质量测试试卷（二）（解析版），共18页。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
一、选择题：本题10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分。
1. 核电作为清洁低碳、安全高效、稳定且可大规模发展的绿色低碳能源，在推动绿色发展和助力“双碳”目标实现方面发挥着重要的作用。据统计，一座百万千瓦电功率的核电厂和燃煤电厂相比，每年可以减少二氧化碳排放600多万吨，可见核能是减排效应较大的能源之一。下列关于核反应的说法正确的是（ ）
A. 重核裂变过程中能释放能量而轻核聚变过程中只吸收能量
B. 核反应堆中发生的核裂变方程为
C. 核裂变产生的一个原子核中有56个质子，88个中子
D. 的半衰期为7亿年，100个原子核经过7亿年还有50个没发生衰变
【答案】C
【解析】A．核聚变时释放能量，质量会亏损，故A错误；
B．核反应堆中发生的核裂变方程为
故B错误；
C．核裂变产生的一个原子核中有56个质子，88个中子，故C正确；
D．半衰期是对大量粒子的统计规律，100个原子核不符合半衰期规律，故D错误。
故选C。
2. 一小车在平直的公路上运动的位移时间图像如图所示，则在下列四幅小车的速度时间图像中，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】位移时间图像切线的斜率表示速度，由图可知，0~t1时间内，小车的速度减小，t1~t2，小车的速度反向增大。
故选B。
3. 科幻电影《流浪地球2》中出现了太空电梯的场景。电影中提到太空电梯用于连接地表和太空建设中的方舟号国际空间站，以便运输物资和人员，太空电梯是一种类似于缆绳的结构，使空间站和地球能够保持同步转动。若方舟号空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则以下说法正确的是（ ）
A. 方舟号空间站绕地心运动的角速度大于地球同步卫星绕地心运动的角速度
B. 方舟号空间站运行的线速度可能大于
C. 方舟号空间站的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度
D. 方舟号空间站绕地心运动的周期等于24h
【答案】D
【解析】AD．空间站和地球能够保持同步转动，即空间站与同步卫星具有相同的角速度和周期，A错误，D正确；
B．是第一宇宙速度，是最大的环绕速度，方舟号空间站运行的线速度小于，B错误；
C．方舟号空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，根据可知方舟号空间站的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度，C错误；
故选D。
4. 在用上下表面平行的同一块玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，甲、乙两名同学分别用不同颜色的单色光进行测量，两人做出的光路图如下，，则下列说法正确的是（ ）
A. 由于是同一块玻璃砖，所以两人测得的折射率是相同的
B. 在上述实验中，若增大入射角则乙同学所用的单色光在下表面先发生全反射现象
C. 甲同学所用的单色光在玻璃砖中传播的速度更快
D. 若用这两种单色光在同一装置先后进行双缝干涉实验，则甲同学用的单色光干涉条纹间距更窄
【答案】C
【解析】A．根据折射定律可知，入射角相等，但折射角不同，所以甲同学测得的折射率较小，故A错误；
B．增大入射角θ，光bbʹ界面射出时入射角增大，根据折射定律可知，射出时的入射角不会超过临界角，所以单色光在下表面不可能发生全反射，故B错误；
C．甲同学测得的折射率较小，根据
可知，光在玻璃砖中传播的速度更快，故C正确；
D．甲同学测得的折射率较小，波长较长，若用这两种单色光在同一装置先后进行双缝干涉实验，根据
可知，甲同学用的单色光干涉条纹间距更宽，故D错误。
故选C。
5. 一列沿x轴负方向传播的简谐横波，时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，其位移随时间的变化关系为，则在时的波形可能是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由位移随时间的变化关系
可知周期为
时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，由于
可知时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴负方向运动，由于波沿x轴负方向传播，根据波形平移法可知，在时的波形可能是A。故选A。
6. 图甲为交流发电机示意图，图中两磁极之间的磁场可近似为匀强磁场，A为理想电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动。从图示位置开始计时，电刷E、F之间的电压随时间变化的图像如图乙所示。已知，下列说法正确的是（ ）
A. 时，穿过线圈平面的磁通量最大
B. 时，线圈中感应电流的方向为DCBAD
C. E、F之间电压的瞬时值表达式为
D. 当线圈从图示位置转过60°时，电流表的示数为0.5A
【答案】B
【解析】A．时，电动势有最大值，根据可知穿过线圈平面的磁通量最小，故A错误；
B．时，根据楞次定律可知线圈中感应电流的方向为DCBAD，故B正确；
C．E、F之间电压的瞬时值表达式为
故C错误；
D．电流表所读为有效值，所以
故D错误。
故选B。
7. 轻质直角支架两端分别连接质量均为m的小球A和B，支架的两直角边长度分别为2L和L，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动。如图所示，开始时OA边与水平方向的夹角为，。由静止释放A球，（重力加速度为g，，）下列说法正确的是（ ）
A. A、B两球线速度大小始终相等
B. A球速度最大时位于O点正下方
C. A由静止释放至摆动到最低点的过程中，支架对A不做功
D. A摆动到最低点位置时，杆对A做功的功率为零
【答案】D
【解析】A．A、B两球属于同轴转动，角速度始终相等，由于两球到轴心间距不等，根据
可知，A、B两球线速度大小始终不相等，故A错误；
B．A、B两球构成的系统机械能守恒，令角速度为，经历一定时间，OA边与水平方向夹角为，则有
解得
若令
对函数求导有
当导数值为0时，解得
则有
可知
由于线速度最大时，A的线速度最大，可知，A球速度最大时A并没有位于O点正下方，故B错误；
C．A由静止释放至摆动到最低点过程中，结合上述可以解得此时的角速度恰好为0，即此时的线速度为0，表明A恰好能够运动到最低点，此过程中，A的机械能减小，表明支架对A做负功，故C错误；
D．结合上述可知，A摆动到最低点位置时，A的线速度恰好等于0，可知，此时杆对A做功的功率为零，故D正确。
故选D
8. 家庭中使用的一种强力挂钩，其工作原理如图所示。使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上（如图甲），吸盘中的空气被挤出一部分后，吸盘内封闭气体的体积为，压强为，然后再把锁扣扳下（如图乙），使腔内气体体积变为，让吸盘紧紧吸在墙上，已知吸盘与墙面的有效正对面积为S，强力挂钩的总质量为m，与墙面间的最大静摩擦力是正压力的k倍，外界大气压强为，重力加速度为g，忽略操作时的温度变化，把封闭气体看成理想气体（只有吸盘内的气体是封闭的）。此过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 吸盘内的气体的压强增大
B. 吸盘内的气体要从外界吸收热量
C. 吸盘内的气体分子的平均动能不变
D. 安装结束后，此挂钩所挂物体的最大质量为
【答案】BC
【解析】A．理想气体温度不变，体积增大，根据玻意耳定律可知，吸盘内的气体的压强减小，故A错误；
B．理想气体温度一定，则内能不变，气体体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，吸盘内的气体要从外界吸收热量，故B正确；
C．理想气体温度不变，则吸盘内的气体分子的平均动能不变，故C正确；
D．根据玻意耳定律有
令此挂钩所挂物体的最大质量为M，对物体与挂钩整体分析有
，
解得
故D错误。故选BC。
9. 静电透镜被广泛应用于电子器件中，在一些电子显示设备中，让阴极发射的电子束通过适当的非匀强电场，可以使发散的电子束聚集。如图所示，图中带箭头的实线表示电场线，虚线表示电子的运动轨迹，a、b、c为其轨迹上的三点，电子仅在电场力作用下从a点运动到c点，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A. a点的电势低于b点的电势
B. 电子在a点的加速度小于在c点的加速度
C. 从a至c的运动过程中，电子的电势能先减少后增加
D. 从a至c的运动过程中，电子的动能一直增大
【答案】AD
【解析】A．沿电场线电势逐渐降低，可知 a点的电势低于b点。故A错误；
B．因a点电场线比c点密集，可知a点场强较大，电子在a点受电场力较大，则电子在a点的加速度大于在c点的加速度。故B错误；
CD．电子从a到c点，电场力做正功，动能增加，则在a点的动能小于在c点的动能，电势能减小，则电子在a点的电势能大于在c点的电势能。故C错误；D正确。故选AD。
10. 如图所示，一固定的高为h的光滑斜面与逆时针匀速转动、足够长的水平传送带平滑连接于N点。质量为m的小滑块（可视为质点）自斜面最高点M由静止释放，滑块在传送带上运动一段时间后返回斜面，上升到最高点时距N点高度为0.5h。已知滑块与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 传送带匀速转动的速度大小为
B. 经过足够长的时间，滑块最终静止于N点
C. 滑块第一次在传送带上运动的完整过程中，在传送带上形成的划痕长度为
D. 滑块第三次在传送带上运动的完整过程中与相同时间内传送带上没有滑块相比，电动机多做功
【答案】AD
【解析】A．滑块第一次到达N点过程，根据动能定理有
解得
令滑块第一次返回N点速度大小为，根据动能定理有
解得
由于
可知，传送带匀速转动的速度大小为，故A正确；
B．结合上述可知，由于斜面光滑，滑块从斜面第二次滑下过程机械能守恒，即第二次到达N点的速度与初速度的速度大小相等，均等于，滑块再次滑上后在传送带上做双向匀变速直线运动，根据运动的对称性可知，再次到达N点时的速度仍然为，可知，滑快最终在N点左侧的斜面与右侧的传送带上均做双向的匀变速直线运动，即在N点左右两侧做往返运动，滑块不会静止于N点，故B错误；
C．结合上述可知，滑块第一次在传送带上运动的完整过程中，滑块先向右做匀减速直线运动，减速至0后向左做匀加速直线运动，加速至与皮带速度相等后做匀速直线运动返回N点，在匀变速直线运动过程中，根据速度公式有
皮带的位移为
滑块的位移
滑块与传送带的相对位移大小
解得
滑块在传送带上形成的划痕长度与相对位移大小相等，故C错误；
D．结合上述可知，滑块每次在传送带上的运动过程完全相同，均是在做相同的双向匀变速直线运动，则有
则在滑块第三次在传送带上运动的完整过程中，对皮带进行分析可知，电动机做功为
可知，相同时间内传送带上没有滑块相比，电动机多做功，故D正确。
故选AD。
二、实验题：本题2小题，共14分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11. 某学生小组设计了通过小球沿倾斜（忽略轨道摩擦）轨道下滑的实验，来验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，小球释放处到光电门的高度差h远大于小球直径D。
（1）用螺旋测微器测量小球的直径D，如图乙所示，则D=______mm。
（2）实验时，将小球从斜面上某处静止释放，为完成实验还需要测量的物理量为______。
A. 小球的质量m
B. 小球通过光电门所用的时间T
C. 小球从释放到运动到斜面最低点的时间t
D. 小球静止释放位置与光电门间的高度差h
（3）已知重力加速度为g，此实验只需满足______成立，则可证明机械能守恒定律成立（用已知和测量物理量的符号表示等式关系）。
【答案】（1）5.662##5.663##5.664 （2）BD （3）
【解析】【小问1详解】
螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以
【小问2详解】
若小球下滑过程机械能守恒，则
联立可得
由此可知，为完成实验还需要测量的物理量为小球通过光电门所用的时间T和小球静止释放位置与光电门间的高度差h。故选BD。
【小问3详解】
由以上分析可知，需要验证
12. 欲测量一压力传感器阻值随压力F变化的关系，某学习小组同学设计了如图甲所示的测量电路。（电压表视为理想电压表）
（1）在上施加恒定压力F，闭合开关，将单刀双掷开关合向1，调节滑动变阻器滑片P到适当位置读出电压表读数；保持上压力大小及滑动变阻器滑片P位置不变，将单刀双掷开关合向2，此时电压表读数为，则在此压力下的阻值______（用、、表示）。
（2）改变压力F的数值，重复上述实验操作，得到的关系如图乙所示
该小组同学设计利用此压力传感器制作一款电子秤，其简易结构如图丙所示。电源电动势，内阻未知。但是在实验室中未找到合适量程的电压表，只找到一块量程10mA、内阻的电流表和电阻箱（），若将这块电流表改装成量程为5V的电压表，则需要将电阻箱示数调成______并与电流表______（选填“串联”或“并联”）。
（3）用（2）中制作的电子秤测量重物的质量时，传感器上先不放重物，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P的位置使电压表满偏，此位置记为电子秤的0刻线。保持划片P的位置不变，然后在压力传感器上放一重物。此时指针所指的位置为改装前电流表的4mA刻度处，则所放重物的质量______kg（，保留一位有效数字）。
【答案】（1） （2）491.0 串联 （3）0.9
【解析】【小问1详解】
将单刀双掷开关合向1，根据闭合电路欧姆定律
将单刀双掷开关合向2，根据闭合电路欧姆定律
解得
【小问2详解】
[1][2]要将量程10mA、内阻9Ω电流表改装成量程为5V的电压表，则需给电流表串联一个电阻，设其阻值为R，则
解得
【小问3详解】
不放重物时，电压表满偏，设滑动变阻器和电源内阻的总电阻为，由图乙可知，此时，则
解得
当电流表示数为4mA时，此时两端的电压为
根据欧姆定律
解得
由图乙可得，当时，压力为9N，则
解得
三、计算题：本题3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13. 小明学习了共点力及共点力作用下物体平衡的条件后，对生活中的一些平衡现象产生了浓厚的兴趣，进行了一些研究并获取相关数据，请你协助小明完成以下两个任务：
（1）竖直墙上用一根细绳（轻质）悬挂了一幅相框（如图），经测量：两挂钉之间的细绳长度为70cm，两个挂钉间距离为42cm，相框的重10N，计算出细绳上的张力大小为多少；
（2）长度为2R的筷子AB放入半径为R的半球形空汤碗中恰处于静止状态，测得筷子在碗内的长度为1.6R，计算出这根筷子的重心到A端的距离（筷子与汤碗之间的摩擦不计）。
【答案】（1）6.25N；（2）0.7R
【解析】（1）设细绳上的张力大小为F，方向与竖直方向成角，如图所示
由几何关系可知
解得
（2）对筷子进行受力分析如图所示
根据共点力平衡，汤碗对筷子在A、C两点的弹力延长线交点一定在过筷子重心的竖直线上，设筷子的重心为N点，则
则重心到A点的距离为
即这根筷子的重心到A端的距离为0.7R。
14. 光滑水平地面上静置一辆平板小车，质量为M=2.5kg，长度为L=2.8m，在小车最左端放有一块质量为m=2.0kg的铁块（可看成质点），铁块与小车之间的动摩擦因数为μ=0.4（g=10m/s2）。
（1）当外力F=20N水平向右作用在铁块上时，铁块和小车的加速度大小各为多少；
（2）若外力F=20N水平向右一直作用在铁块上或水平向左一直作用在小车上都可以使铁块运动至小车的右端，求前后两次运动所用的时间之比。
【答案】（1）6m/s2，3.2m/s2；（2）
【解析】（1）假设铁块与小车相对滑动，对铁块，根据牛顿第二定律可得
解得
对小车，根据牛顿第二定律可得
解得
所以二者相对滑动，计算结果成立；
（2）第一次外力F水平向右作用在铁块上，直至运送到小车右端所用时间为t1，则
解得
第二次外力F水平向左作用在小车上，直至将铁块运送到小车右端所用时间为t2，对铁块，有
解得
对小车，有
解得
解得
则前后两次运送所用的时间之比为
15. 如图所示，在平面直角坐标系中，Oy竖直向下，Ox水平。在第一象限（空间足够大）存在垂直平面向外的磁场区域，磁感应强度的大小沿y轴正方向不变，沿x轴正方向按照（且为已知常数）规律变化。一质量为m、边长为L的正方形导线框，总电阻为R，初始时一边与x轴重合，一边与y轴重合。将导线框以速度沿x轴正方向抛出，整个运动过程中导线框的两邻边分别平行于两个坐标轴。从导线框开始运动到速度恰好竖直向下的过程中，导线框始终在平面内且下落高度为h，重力加速度为g，则在此过程中，求：
（1）导线框刚开始运动时受到安培力的大小和方向；
（2）导线框沿x方向运动的最大位移；
（3）导线框中产生的热量。
【答案】（1），沿x轴负方向；（2）；（3）
【解析】（1）导线框刚开始运动时，速度方向水平向右，左边框所在处磁感应强度为0，右边框所在处磁感应强度为
所以感应电动势
框内感应电流
顺时针方向，导线框所受安培力大小为
即
根据左手定则可知安培力方向沿x轴负方向。
（2）设导线框在任意时刻t的水平分速度大小为v，水平位移为x，则在此时刻导线框产生感应电动势大小为
导线框内的感应电流大小为
所以导线框受到安培力的大小
又由题意可知，当导线框沿x方向发生最大位移时，速度为0，设经历时间为，由水平方向动量定理
可得
解得
（3）根据能量守恒定律
又因线框在竖直方向上做自由落体运动，有
所以导线框中产生热量