2023届辽宁省实验中学高三调研物理试题试卷详细解析

2023届辽宁省实验中学高三调研物理试题试卷详细解析

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．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，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。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、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、一试探电荷在电场中自A点由静止释放后，仅在电场力的作用下能经过B点。若、分別表示A、B两点的电势，EA、EB分别表示试探电荷在A、B两点的电势能，则下列说法正确的是(     )

A．> B．EA > EB

C．电势降低的方向就是场强的方向 D．电荷在电势越低的位置其电勢能也越小

2、关于原子核及其变化，下列说法中正确的是（　　）

A．衰变和裂变都能自发的发生

B．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分

C．升高温度可以使放射性元素的半衰期缩短

D．同种放射性元素在化合物中的半衰期与单质中的半衰期相等

3、如图所示，在光滑的水平桌面上有一弹簧振子，弹簧劲度系数为k，开始时，振子被拉到平衡位置O的右侧A处，此时拉力大小为F，然后释放振子从静止开始向左运动，经过时间t后第一次到达平衡位置O处，此时振子的速度为v，在这个过程中振子的平均速度为

A．等于    B．大于    C．小于    D．0

4、2019年5月17日，在四川省西昌卫星发射基地成功发射了第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星）。已知地球的质量为M、半径为R、地球自转周期为T、该卫星的质量为m、引力常量为G，关于这颗卫星下列说法正确的是（　　）

A．距地面高度为 B．动能为

C．加速度为 D．入轨后该卫星应该位于西昌的正上方

5、某空间区域有竖直方向的电场（图甲中只画出了一条电场线），一个质量为m、电荷量为q的带正电的小球，在电场中从A点由静止开始沿电场线竖直向下运动，不计一切阻力，运动过程中小球的机械能E与小球位移x关系的图象如图乙所示，由此可以判断（　　）

A．小球所处的电场为匀强电场，场强方向向下

B．小球所处的电场为非匀强电场，且场强不断减小，场强方向向上

C．小球可能先做加速运动，后做匀速运动

D．小球一定做加速运动，且加速度不断减小

6、如图甲所示，A、B是一条电场线上的两点，若在A点释放一初速度为零的电子，电子仅受静电力作用，并沿电场线从A运动到B，其速度随时间变化的规律如图乙所示，设A、B两点的电场强度分别为，电势分别为，则（　　）

A．

B．

C．

D．

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、如图所示，某科研单位设计了一空间飞行器，飞行器从地面起飞时，发动机提供的动力方向与水平方向的夹角α＝60°，使飞行器恰好沿与水平方向的夹角θ＝30°的直线斜向右上方匀加速飞行，经时间t后，将动力的方向沿逆时针旋转60°同时适当调节其大小，使飞行器依然可以沿原方向匀减速直线飞行，飞行器所受空气阻力不计．下列说法中正确的是(　　)

A．飞行器加速时动力的大小等于mg

B．飞行器加速时加速度的大小为g

C．飞行器减速时动力的大小等于mg

D．飞行器减速飞行时间t后速度为零

8、如图，质量相同的两球A、B分别用不同长度的细线悬挂，，当拉至同一高度使细线水平时释放，两球到最低点时，相同的物理量是（　　）

A．细线的拉力 B．小球的加速度

C．小球的速度 D．小球具有的动能

9、如图所示，两个平行的导轨水平放置，导轨的左侧接一个阻值为R的定值电阻，两导轨之间的距离为L.导轨处在匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向竖直向上.一质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直于两导轨放置，导体棒与导轨的动摩擦因数为μ。导体棒ab在水平外力F作用下，由静止开始运动了x后，速度达到最大，重力加速度为g，不计导轨电阻。则（　　）

A．导体棒ab的电流方向由a到b

B．导体棒ab运动的最大速度为

C．当导体棒ab的速度为v0（v0小于最大速度）时，导体棒ab的加速度为

D．导体棒ab由静止达到最大速度的过程中，ab棒获得的动能为Ek，则电阻R上产生的焦耳热是

10、如图所示，轻弹簧的一端悬挂在天花板上，另一端固定一质量为m的小物块，小物块放在水平面上，弹簧与竖直方向夹角为θ=30o。开始时弹簧处于伸长状态，长度为L，现在小物块上加一水平向右的恒力F使小物块向右运动距离L，小物块与地面的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，则此过程中分析正确的是（  ）

A．小物块和弹簧系统机械能改变了（F-μmg）L

B．弹簧的弹性势能可能先减小后增大接着又减小再增大

C．小物块在弹簧悬点正下方时速度最大

D．小物块动能的改变量等于拉力F和摩擦力做功之和

三、实验题：本题共2小题，共18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．（6分）在探究加速度与力、质量的关系的实验中，某同学设计了如图所示的实验装置，通过加减小车中砝码改变小车和砝码的总质量M（含拉力传感器），加减砂桶中砂子改变砂桶和砂子的总质量m，用拉力传感器测出轻绳的拉力大小F。

(1)用此装置探究加速度与质量的关系时，___________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。

(2)用此装置探究加速度与力的关系时，___________（填“需要”或“不需要”）满足Mm。

(3)用此装置探究加速度与质量的关系，保持m不变，且已平衡摩擦力，当小车和砝码的总质量较小时，可能不满足Mm的情况，此时加速度a与的关系图像正确的是___________。

A．        B．     C．     D．

12．（12分）某同学要测量一由新材料制成的粗细均匀的圆柱形导体的电阻率ρ。步骤如下：

(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图（甲）所示，由图可知其长度为______cm；

(2)用螺旋测微器测量其直径如图（乙）所示，由图可知其直径为______mm；

(3)用图（丙）所示的电路测定其电阻值，其中Rx是待测的圆柱形导体，R为电阻箱，电源电动势为E，其内阻不计。在保证安全的情况下多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图（丁）所示的图线，电阻Rx=__Ω（结果保留两位有效数字），此数值与电阻的真实值R0比较，Rx____R0

(4)根据以上数据计算出圆柱形导体的电阻率ρ=______。

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13．（10分）如图所示，竖直平面内固定一半径为R的光滑半圆环，圆心在O点。质量均为m的A、B两小球套在圆环上，用不可形变的轻杆连接，开始时球A与圆心O等高，球B在圆心O的正下方。轻杆对小球的作用力沿杆方向。

（1）对球B施加水平向左的力F，使A、B两小球静止在图示位置，求力的大小F；

（2）由图示位置静止释放A、B两小球，求此后运动过程中A球的最大速度v；

（3）由图示位置静止释放A、B两小球，求释放瞬间B球的加速度大小a。

14．（16分）如图所示，“＜”型光滑长轨道固定在水平面内，电阻不计．轨道中间存在垂直水平面向下的匀强磁场，磁感应强度B．一根质量m、单位长度电阻R0的金属杆，与轨道成45°位置放置在轨道上，从静止起在水平拉力作用下从轨道的左端O点出发，向右做加速度大小为a的匀加速直线运动，经过位移L．求：

(1)金属杆前进L过程中的平均感应电动势．

(2)已知金属杆前进L过程中水平拉力做功W．若改变水平拉力的大小，以4a大小的加速度重复上述前进L的过程，水平拉力做功多少？

(3)若改用水平恒力F由静止起从轨道的左端O点拉动金属杆，到金属杆速度达到最大值vm时产生热量．（F与vm为已知量）

(4)试分析(3)问中，当金属杆速度达到最大后，是维持最大速度匀速直线运动还是做减速运动？

15．（12分）如图所示，质量为kg、足够长的长木板放在水平面上，其上表面水平，质量为kg的物块放在长木板上距板右端处，质量为的物块放在长木板上左端，地面上离板的右端处固定一竖直挡板。开始、长木板处于静止状态，现用一水平拉力作用在物块上，使物块相对于长木板滑动，当长木板刚要与挡板相碰时，物块刚好脱离木板，长木板与挡板碰撞后以与碰撞前大小相同的速度返回。已知两物块与长木板间的动摩擦因数均为，长木板与地面间的动摩擦因数为，重力加速度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计物块大小，求：

（1）拉力的大小；

（2）物块滑离长木板后，长木板运动多长时间才会停下来。

参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、B

【解析】
A．当试探电荷带正电时，，当试探电荷带负电时，由于试探电荷所带电荷性质未知，故A错误；

B．因试探电荷由静止释放，只在电场力作用下能从A运动到B，故无论带何种电荷，电场力总对电荷做正功，电荷的电势能一定减小，故B正确；

C．电势降落最快的方向是场强的方向，故C错误；

D．负电荷在电势越低的位置电势能越高，故D错误。

故选B。

2、D

【解析】
A．衰变能自发发生，裂变不能自发发生，A错误；

B．衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程，所以电子不是原子核的组成部分，B错误；

CD．元素原子核的半衰期是由元素本身决定，与元素所处的物理和化学状态无关，C错误，D正确。

故选D。

3、B

【解析】
平均速度等于这段位移与所需要的时间的比值．而位移则通过胡克定律由受力平衡来确定。

【详解】

根据胡克定律，振子被拉到平衡位置O的右侧A处，此时拉力大小为F，由于经过时间t后第一次到达平衡位置O处，因做加速度减小的加速运动，所以这个过程中平均速度为，故B正确，ACD错误。

【点睛】

考查胡克定律的掌握，并运用位移与时间的比值定义为平均速度，注意与平均速率分开，同时强调位移而不是路程。

4、A

【解析】
A．万有引力提供向心力

解得同步卫星的轨道半径

则距离地球表面高度为，A正确；

B．万有引力提供向心力

动能

B错误；

C．万有引力提供向心力

解得加速度为

C错误；

D．同步卫星在赤道上空，西昌不在赤道，入轨后该卫星不可能位于西昌的正上方，D错误。

故选A。

5、B

【解析】
AB．由乙图中机械能E与小球位移x关系可知，机械能减小，因为机械能减小，说明除重力之外的力对物体做负功，可得电场力做负功，因此，电场力方向竖直向上，小球带正电荷，所受电场力方向与场强方向一致，即场强方向竖直向上，又根据E－x图线斜率的绝对值越来越小，说明电场力越来越小，电场强度越来越小，故A错误，B正确；

C．带正电小球所受合外力等于重力减去电场力，电场力不断减小，则合外力不断变大，加速度不断变大，说明小球做加速度越来越大的变加速运动，故CD错误。

故选B。

6、A

【解析】
电子受力向右，因为电子带负电，受力方向与电场线方向相反，所以电场方向由B指向A；根据沿着电场线方向电势逐渐降低，；图乙电子做匀加速运动，a不变，F=ma=Eq，所以。

故选A。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、BC

【解析】
AB．起飞时，飞行器受推力和重力，两力的合力与水平方向成30°角斜向上，设动力为F，合力为Fb，如图所示：

在△OFFb中，由几何关系得：

F=mg

Fb=mg

由牛顿第二定律得飞行器的加速度为：

a1=g

故A错误，B正确；

CD．t时刻的速率：

v=a1t=gt

推力方向逆时针旋转60°，合力的方向与水平方向成30°斜向下，推力F'跟合力F'h垂直，如图所示，此时合力大小为：

F'h=mgsin30°

动力大小：

F′＝mg

飞行器的加速度大小为：

到最高点的时间为：

故C正确，D错误；
故选BC。

8、AB

【解析】
AC．根据动能定理得

解得

因为。所以

再根据

得

所以绳子拉力相等，故A选项正确，C选项错误；

B．根据可得

所以两球加速度相等，故B选项正确；

D．根据动能定理得

因为，所以在最低点，两球的动能不等。故D选项错误；

故选AB．

9、BC

【解析】
A．根据楞次定律，导体棒ab的电流方向由b到a，A错误；

B．导体棒ab垂直切割磁感线，产生的电动势大小

E=BLv

由闭合电路的欧姆定律得

导体棒受到的安培力

FA=BIL

当导体棒做匀速直线运动时速度最大，由平衡条件得

解得最大速度

B正确；

C．当速度为v0由牛顿第二定律得

解得

C正确；

D．在整个过程中，由能量守恒定律可得

Ek+μmgx+Q=Fx

解得整个电路产生的焦耳热为

Q=Fx－μmgx－Ek

D错误。

故选BC。

10、BD

【解析】
物块向右移动L，则运动到右边与初始位置对称的位置，此过程中受重力、拉力F、弹簧的弹力和摩擦力作用，根据功能关系和动能定理判断机械能和动能的变化；根据小物块的位置判断弹簧长度的变化以及弹簧弹性势能可能的变化情况.

【详解】

物块向右移动L，则运动到右边与初始位置对称的位置，此过程中弹簧的长度先减小后增大到原来的值，弹簧可能先伸长量减小，到恢复到原长，然后压缩，且压缩量增加到达悬点正下方；继续向右运动时，压缩量减小，然后伸长到原来的值，可知弹簧的弹性势能可能先减小后增大接着又减小再增大，选项B正确；此过程中物块对地面的压力不等于mg，则除弹力和重力外的其它外力的功不等于（F-μmg）L，则小物块和弹簧系统机械能改变量不等于（F-μmg）L，选项A错误；小物块在弹簧悬点正下方时，合外力做功不是最多，则速度不是最大，选项C错误；因整个过程中弹簧的弹性势能不变，弹力做功为零，根据动能定理可知小物块动能的改变量等于拉力F和摩擦力做功之和，选项D正确；故选BD.

三、实验题：本题共2小题，共18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、需要    不需要    D   

【解析】
(1)[1]．在探究“加速度与力、质量关系”的实验中，用此装置探究“加速度与质量”的关系时，需要平衡摩擦力，否则绳子的拉力大小就不等于小车的合力；
(2)[2]．用此装置探究“加速度与力”的关系时，不需要满足M≫m，因为绳子的拉力通过力传感器来测量的；
(3)[3]．用此装置探究“加速度与质量”的关系，保持m不变，当小车和砝码的总质量较小时，但仍不满足M≫m的情况时，虽然控制F不变，但改变小车的质量过程中，绳子的拉力会明显减小的，因此a与的图象斜率减小，故ABC错误，D正确。

12、5.015    4.700    17    小于    5.9×10-3Ω∙m   

【解析】
(1)[1]根据游标卡尺的读数规则可知读数为

50mm+3×0.05mm=50.15mm=5.015cm

(2)[2]根据螺旋测微器读数规则可知读数为

4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm

(3)[3]由图示电路图可知，电压表示数为

整理得

由图示图象可知，纵轴截距

所以电源电动势E=2V，图象斜率

所以电阻阻值

[4]由于电压表的分流作用可知此测量值小于电阻的真实值R0。

(5)[5]由电阻定律可知

代入数据解得电阻率ρ≈5.9×10-3Ω∙m；

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13、（1）mg；（2）；（3）

【解析】
（1）设圆环对球的弹力为，轻杆对球的弹力为，对、和轻杆整体，根据平衡条件有

对球有

解得

（2）当轻杆运动至水平时，、球速度最大且均为，由机械能守恒有

解得

（3）在初始位置释放瞬间，、速度为零，加速度都沿圆环切线方向，大小均为，

设此时杆的弹力，根据牛顿第二定律

对球有

对球有

解得

14、 (1)(2)2W+2maL(3)(4)当金属杆速度达到最大后，将做减速运动

【解析】
(1)由位移﹣速度公式得

2aL=v2﹣0

所以前进L时的速度为

v=

前进L过程需时

t=

由法拉第电磁感应定律有：

=

(2)以加速度a前进L过程，合外力做功

W+W安=maL

所以

W安=maL﹣W

以加速度4a前进L时速度为

=2v

合外力做功

WF′+W安′=4maL

由可知，位移相同时：

FA′=2FA

则前进L过程

W安′=2W安

所以

WF′=4maL﹣2W安=2W+2maL

(3)设金属杆在水平恒力作用下前进d时FA=F，达到最大速度，由几何关系可知，接入电路的杆的有效长度为2d，则

所以

d=

由动能定理有

所以：

Q=Fd﹣

(4)根据安培力表达式，假设维持匀速，速度不变而位移增大，安培力增大，则加速度一定会为负值，与匀速运动的假设矛盾，所以做减速运动。

15、（1）；（2）。

【解析】
（1）物块在拉力的作用下做初速度为零的匀加速运动，设加速度大小为

根据牛顿第二定律有

设物块从开始运动到滑离长木板所用的时间为，根据运动学公式有

假设开始时物块与长木板不会发生相对滑动，一起做加速运动的加速度为则

解得

由于假设成立

根据运动学公式有

解得

（2）在长木板与挡板相碰的一瞬间，设物块和长木板的速度为，根据运动学公式有

解得

长木板与挡板碰撞后，物块以大小为的速度向右做匀减速运动，加速度大小

长木板以大小为的速度向左做匀减速运动，加速度大小

物块向右减速运动的时间

s

当物块的速度为零时，长木板的速度为

此后物块向左做匀加速运动，加速度大小仍为，长木板向左仍做匀减速运动，加速度大小仍为。设再经时间，两者达到共同速度，则

解得

此时物块与长木板的速度

此后物块与长木板一起做匀减速运动的加速度大小

此后物块和长木板一起运动的时间

因此物块滑离后长木板运动的时间