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及答案

这是一份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及答案，共24页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
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
二、多选题
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
11．一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
12．一列沿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
三、实验题
13．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。
14．（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）
四、解答题
15．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。
16．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。
17．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）。
18．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？
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，cs37°=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。
参考答案：
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．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。
12．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。
13． 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
14． 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
15．（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
16．（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。
17．（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
18．（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
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