山西省部分学校2023届高三上学期11月联考物理试卷(含答案)

山西省部分学校2023届高三上学期11月联考物理试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1、举重运动员蹲在地上紧握杠铃，然后站起将杠铃举过头项。对该过程，下列说法正确的是(   )

A.杠铃处于超重状态

B.杠铃的机械能增大

C.地面对人的支持力做正功

D.地面对人的支持力与人和杠铃受到的总重力大小相等

2、放射性物质碳可用于检测文物的年份。碳14经过某一衰变后变成氮，半衰期为5730年。下列说法正确的是(   )

A.该衰变为β衰变

B.碳14包含6个中子

C.文物的年份越久，文物中碳14的半衰期越长

D.50个碳14原子核，经过5730年一定剩下25个碳14原子核

3、某次性能测试中，一汽车以10m/s的速度沿平直路面匀速行驶，在某时刻（时刻）突然开始加速行驶，该汽车在0~3s内的图像如图所示。若该汽车在第3s末的速度大小为22m/s，则汽车匀加速行驶的时间为(   )

A.0.5s B.1s C.1.5s D.2s

4、一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图如图所示，此时质点P偏离平衡位置的位移为（A为振幅），且速度正在增大。若质点P在时刻第一次到达平衡位置，则该波的传播速度大小为(   )

A. B. C.1m/s D.

5、如图所示，纸面内有两条互相垂直的长直导线，两导线彼此绝缘，导线中通有方向水平向左的电流，导线中通有方向竖直向上的电流，导线中的电流是导线中电流的2倍。导线的正上方有两点，它们相对于导线对称，a点到导线的距离是a点到导线距离的2倍。已知一根无限长的直导线中通有电流为I的恒定电流，则在距离直导线为r的某点的磁感应强度大小（k为常量）。两点的磁感应强度大小之比为(   )

A.1:2 B.2:1 C.3:5 D.5:3

6、2022年10月9日，我国在酒泉卫星发射中心使用“长征二号”丁运载火箭，成功将先进天基太阳天文台卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。已知地球表面的重力加速度大小为g，地球的半径为R，卫星的质量为m、距地面的高度为h，若卫星入轨后绕地球做匀速圆周运动，则该卫星在轨运行时的(   )

A.线速度大小为 B.动能为

C.周期为 D.向心加速度大小为g

7、某国产“超薄磁吸无线充电器”的充电功率为30W，同时支持360°磁力吸附，可直接吸附在手机上进行无线充电。该充电器的工作原理如图所示，当充电器上的发射线圈通入正弦式交变电流后，就会在接收线圈中感应出电流，实现为手机电池充电。某次测试时，该充电器接入电压瞬时值的交流电源，发射线圈和接收线圈的匝数之比为22:1，不计能量损耗，下列说法正确的是(   )

A.接收线圈中电流产生的磁场恒定不变

B.接收线圈中电流的频率为100Hz

C.接收线圈两端电压的有效值为

D.接收线圈中的电流为3A

8、跳台滑雪运动员以滑雪板为工具，凭借自身体重，从专设的跳台高速飞出，落在着陆坡上，裁判根据运动员的飞行距离和动作姿势进行评分，两项评分相加多者获胜。如图所示，运动员（图中未画出）从助滑坡上某处由静止开始滑下，到达助滑坡的末端B点后水平飞出，落到着陆坡上。不计空气阻力。若甲、乙两运动员从B点飞出时的速度大小之比为k，则甲、乙在着陆坡上的落点与B点间的距离之比为(   )

A. B.k C. D.

二、多选题

9、如图所示，在通电竖直导线的左侧竖直面内固定有一半径为R的光滑绝缘半圆弧轨道，直径水平，b为最低点。一半径为、质量为m的匀质金属球从轨道左侧的a点（a点与球心同高）由静止滑下。重力加速度大小为g，不计空气阻力。下列说法正确的是(   )

A.金属球最终停在a点

B.金属球最终停在b点

C.整个过程金属球产生的焦耳热为

D.整个过程金属球产生的焦耳热为

10、如图所示，直角三角形为某种透明介质的横截面，为边上的一点，。某单色光从P点垂直射入介质，在边恰好发生全反射，且回到P点。真空中的光速为c。下列说法正确的是(   )

A.介质对该光的折射率为2 B.介质对该光的折射率为

C.该光在介质中传播的时间为 D.该光在介质中传播的时间为

11、如图所示，有一粗糙支架，细杆竖直，细杆水平，小轻环A套在上靠近P点的位置，小轻环B套在上，认为两环等高，两条等长的轻绳的下端均拴在书本上的O点，上端分别系在上，系统在图示位置处于静止状态。现将B缓慢右移，A在原处不动，书本在虚线位置仍处于静止状态，则在B右移后(   )

A.对A的弹力变大 B.对A的摩擦力变大

C.对B的弹力变大 D.对B的摩擦力变大

12、一质子仅在电场力的作用下沿x轴运动，其电势能随位置坐标x变化的关系图像如图所示，其中图线在0~4m内为抛物线，在内为直线。不计质子所受重力。若质子到达处时的动能为30eV，则下列说法正确的是(   )

A.0~2m内质子做匀变速直线运动

B.处的电场强度大小为10N/C

C.处的电势为-14V

D.质子通过处时的动能为2eV

三、实验题

13、某同学用如图甲所示的装置探究质量一定时加速度与力的关系。该同学正确安装好装置后，平衡摩擦力，使小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数；改变砂和砂桶的质量，重复操作，打出多条纸带，记录弹簧测力计对应的示数。

（1）实验时，_________（填“需要”或“不需要”）使砂桶（含砂）的质量远小于小车的质量。

（2）该同学根据打出的纸带计算出小车运动的加速度，以弹簧测力计的示数F为横坐标、小车的加速度a为纵坐标，画出的图像如图乙所示，图线不过原点的原因是_________。

（3）该同学找到图乙中图线不过原点的原因并进行纠正后，重新实验，得到如图丙所示的图像，其中与均为已知量，则小车的质量_________（用表示）。

14、实验室有一电流表，只有量程一条刻度线，但数据未知（0.6A左右）。某同学用如图甲所示的电路测量电流表的量程和内阻，可供使用的器材如下：

A.待测电流表；

B.标准电流表：量程为0.6A，内阻未知；

C.标准电流表：量程为3A，内阻未知；

D.电阻箱：阻值范围为；

E.滑动变阻器（最大阻值为）；

F.滑动变阻器（最大阻值为）；

G.电源E：电动势约为4V，内阻不计；

H.开关S，导线若干。

（1）标准电流表应选用_________（填“B”或“C”），滑动变阻器R应选用________（填“E”或“F”）。

（2）请在如图乙所示的实物图中，用笔画线将电路连接完整；按照电路图，闭合开关S前应将滑动变阻器R的滑片移至________（填“左”或“右”）端。

（3）闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移至某一位置，接着调节，直至电流表满偏，记录此时标准电流表的示数I和电阻箱的阻值。重复实验，得到多组数据，通过作图处理数据，一般需要作出直线，若纵坐标为I，则横坐标应为_________；选择合适的横坐标后正确作出如图丙所示的图像，如果图像的横截距为、纵截距为b，则电流表的量程为_________、内阻为_________。

四、计算题

15、如图所示，下端开口的导热汽缸竖直悬挂在天花板下，缸口内壁有卡环，卡环与汽缸底部间的距离为L，一横截面积为S的光滑活塞（质量、厚度均不计）将一定量的理想气体封闭在汽缸内，活塞下方挂一质量为m的砂桶，活塞静止时活塞与汽缸底部的间距为。大气压强恒为（g为重力加速度大小），环境热力学温度恒为。

（1）若在砂桶中逐渐加入砂子，求活塞刚接触卡环时砂桶（含砂）的总质量M；

（2）若不在砂桶中加入砂子，对缸内气体缓慢加热，求气体的热力学温度时的压强p。

16、如图所示，在竖直面内的直角坐标系中，竖直的y轴与边界之间的区域I内存在与y轴正方向成的匀强电场；在边界与边界之间的区域Ⅱ内存在方向竖直向上的匀强电场和磁感应强度大小为B、方向垂直坐标平面向外的匀强磁场。质量为m、电荷量为q的带正电小球从原点O以某一初速度沿方向做直线运动，从P点进入磁场后恰好不从边界射出磁场（不考虑小球从磁场进入区域I后的运动）。已知小球在磁场中做匀速圆周运动，与y轴正方向的夹角，重力加速度大小为g，不计空气阻力。求：

（1）区域I与区域Ⅱ内电场的电场强度大小之比；

（2）小球在原点O的初速度大小。

17、如图所示，“L”形木板C静置于足够大的光滑水平地面上，物块A静置在C上某处，底面光滑的物块B静置在A右侧到A的距离处，B与C右端的距离。现对A施加一大小、方向水平向右的恒定推力，经过一段时间后撤去推力，此时A与B恰好发生弹性正碰，碰撞时间极短，再经过一段时间B与C右端碰撞并瞬间粘在一起。已知的质量均为的质量为间的动摩擦因数，取重力加速度大小，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，均视为质点，物块A恰好未滑离木板C。求：

（1）施加推力时C的加速度大小a；

（2）第一次碰撞后瞬间A的速度大小以及B的速度大小；

（3）从撤去推力到B与C右端碰撞的时间t；

（4）施加推力前A到C左端的距离L（结果可用分式表示）。

参考答案

1、答案：B

解析：杠铃先超重后失重，选项A、D均错误；杠铃初、末状态的动能均为零、重力势能增大，选项B正确；地面对人的支持力不为零，但力的作用点的位移为零，因此地面对人的支持力不做功，选项C错误。

2、答案：A

解析：原子核衰变过程中质量数与电荷数均守恒，可得该衰变方程为，该衰变为β衰变，选项A正确；碳14包含的中子数为，选项B错误；半衰期是放射性物质的固有属性，不会随外界条件的变化而变化，选项C错误；半衰期是大量原子核衰变的统计学规律，选项D错误。

3、答案：B

解析：设汽车匀加速行驶的时间为，则有，其中，解得，选项B正确。

4、答案：A

解析：质点P在时刻的速度正在增大，说明质点P此时正在向平衡位置运动，故该波沿x轴负方向传播：设该波的周期为T，有，解得；根据题图可知该波的波长，而该波的波速，解得，选项A正确。

5、答案：D

解析：设a点到导线的距离为R，则a点到导线的距离为，导线产生的磁场在a点和b点的磁感应强度大小都为、方向都垂直纸面向里，导线产生的磁场在a点和b点的磁感应强度大小都为，方向分别为垂直纸面向里和垂直纸面向外，可得a点的磁感应强度大小为点的磁感应强度大小为，因此两点的磁感应强度大小之比为5:3，选项D正确。

6、答案：C

解析：万有引力提供卫星绕地球做匀速圆周运动所需的向心力，则有，又，解得卫星的线速度大小、周期，可得卫星的动能，选项A、B均错误，选项C正确；卫星的向心加速度大小，选项D错误。

7、答案：D

解析：发射线圈中的电流产生周期性变化的磁场，在接收线圈中会产生周期性变化的电流，因此接收线圈中的电流也会产生周期性变化的磁场，选项A错误；接收线圈与发射线圈中电流的频率均为50Hz，选项B错误；根据，可得接收线圈两端电压的有效值为10V，选项C错误；根据，可得接收线圈中的电流为3A，选项D正确。

8、答案：D

解析：设着陆坡的倾角为θ，运动员从B点飞出时的速度大小为，则运动员通过B点时沿斜面方向与垂直斜面方向的分速度大小分别为、，运动员沿斜面方向与垂直斜面方向的分加速度大小分别为，运动员离开B点后在空中运动的时间，运动员在着陆坡上的落点与B点间的距离，解得，因此当甲，乙从B点飞出时的速度大小之比为k时，他们在着陆坡上的落点与B点间的距离之比为，选项D正确。

9、答案：BC

解析：根据楞次定律可知，金属球最终停在b点，选项A错误，B正确；根据能量守恒定律可知，整个过程金属球产生的焦耳热，选项C正确、D错误。

10、答案：AC

解析：光路如图所示，根据几何关系可知，该光在边上的a点发生全反射的临界角，又，解得，选项A正确、B错误；该光依次在点发生全反射，根据几何关系可知，该光在介质中传播的路程，该光在介质中传播的速度大小，又，解得，选项C正确、D错误。

11、答案：AD

解析：设书本的质量为m，轻绳的拉力大小为F，左侧轻绳与的夹角为θ，根据物体的平衡条件有，解得，对A受力分析，根据物体的平衡条件可得对A的弹力大小，对A的摩擦力大小右移后θ变大，因此变大、不变，选项A正确、B错误；设对B的弹力大小为对B的摩擦力大小为，对、两轻绳、书本整体，根据物体的平衡条件有，解得，选项C错误，D正确。

12、答案：BD

解析：根据可知，图线的斜率表示电场力，因此0~2m内图线的斜率是变化的，即电场力是变化的，加速度是变化的，选项A错误；对处有，解得，选项B正确；根据，结合题图可得处的电势为，选项C错误；根据能量守恒定律有，解得，选项D正确。

13、答案：（1）不需要

（2）平衡摩擦力过度

（3）

解析：（1）小车所受的拉力可由弹簧测力计测出，不需要使砂桶（含砂）的质量远小于小车的质量。

（2）当小车所受的拉力为零时，小车的加速度不为零，说明平衡摩擦力过度。

（3）根据牛顿第二定律有，可得，结合题图丙有，解得。

14、答案：（1）C；E

（2）如图所示；右

（3）；b；

解析：（1）标准电流表的电流需大于电流表的电流，即标准电流表的电流大于0.6A，因此标准电流表应选用C；根据题图甲可知，滑动变阻器R为分压接法，应选择阻值较小的滑动变阻器，因此滑动变阻器R应选用E。

（2）为保证电流表的安全，闭合开关S前应将滑动变阻器R的滑片移至右端。

（3）设电流表的量程为、内阻为，则有，整理得，可得电流表的量程为b、内阻。

15、答案：（1）

（2）

解析：（1）加入砂子前，缸内气体的压强

当活塞刚接触卡环时缸内气体的压强

根据玻意耳定律有

解得。

（2）设活塞刚接触卡环时缸内气体的热力学温度为，根据盖—吕萨克定律有

解得

因为，所以缸内气体的热力学温度大于375K后做等容变化，根据查理定律有

解得。

16、答案：（1）

（2）

解析：（1）小球在区域I内运动时的受力情况如图甲所示，小球所受的合力沿方向，有

小球在区域Ⅱ内做匀速圆周运动，小球所受的电场力与重力恰好平衡，有

解得。

（2）小球在区域I内运动时所受的合力大小

设小球在区域I内运动时的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有

小球的运动轨迹如图乙所示，设小球通过P点时的速度大小为v，根据匀变速直线运动的规律有

在区域Ⅱ内，洛伦兹力提供小球做圆周运动所需的向心力，设轨迹圆的半径为r，有

根据几何关系有

解得。

17、答案：（1）

（2）4m/s

（3）0.8s

（4）

解析：（1）假设相对静止，且此种情况下的共同加速度大小为，根据牛顿第二定律有

解得

间的最大静摩擦力

，假设成立，因此施加推力时C的加速度大小。

（2）一起以大小为a的加速度做初速度为零的匀加速直线运动，设碰撞前瞬间的速度大小为，根据匀变速直线运动的规律有

解得

对第一次碰撞的过程，根据动量守恒定律有

对该过程，根据机械能守恒定律有

解得

。

（3）第一次碰撞后，A向右做匀加速直线运动，C向右做匀减速直线运动，假设B滑到C右端前，已达到共同速度，设该共同速度的大小为，根据动量守恒定律有

解得

设从第一次碰撞到达到共同速度的时间为，根据动量定理有

解得

在该段时间内，向右运动的距离分别为

，

因为，所以假设成立，此后以共同速度向右运动，直到B与C右端碰撞，从达到共同速度至B到达C右端的时间

因此。

（4）设B与C右端碰撞后的瞬间的共同速度大小为，根据动量守恒定律有

解得

经分析可知，A到达C右端前已达到共同速度，设该共同速度大小为v，对从B与C右端碰撞到达到共同速度的过程，根据动量守恒定律有

设该过程中A相对C运动的距离为x，根据能量守恒定律有

解得

又

解得。