山西省忻州市2022-2023学年高三上学期第二次联考物理试题Word版含解析

第PAGE19页/共NUMPAGES19页高三物理试题考生注意：1.本试卷分选择题和非选择题两部分，共100分。考试时间90分钟。2.请将各题答案填写在答题卡上。一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些材料都不同程度地含有放射性元素钍（），会释放出放射性气体氡（），从而放出射线。下列说法正确的是（）A.射线的穿透能力强于射线B.衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的C.氡（）发生衰变后电荷数减少了1D.氡（）的半衰期为3.8天，若取40个氡（）原子核，经过7.6天后还剩10个未衰变【答案】B【解析】【详解】A．α射线的穿透能力弱于γ射线，故A错误；B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，故B正确；C．发生β衰变后电荷数增加了1，故C错误；D．半衰期是统计学规律，对少量原子核没有意义，故D错误。故选B。2.如图所示，一女士借助瑜伽球靠墙静蹲，女士背部保持挺直且倚靠在瑜伽球上，瑜伽球“倚靠”在竖直墙面上，此时女士和瑜伽球都处于静止状态。下列说法正确的是（）A.地面对女士的支持力大于女士受到的重力B.地面对女士的摩擦力为零C.女士对瑜伽球的弹力是因为瑜伽球的形变而产生的D.女士对瑜伽球的弹力与墙壁对瑜伽球的弹力是一对相互作用力【答案】A【解析】【详解】A．瑜伽球受重力、墙壁对其的弹力和向上的摩擦力、女士对其的弹力和向上的摩擦力，共5个力作用，则瑜伽球对女士的摩擦力向下，对女士：竖直方向由平衡条件可知地面对女士的支持力等于女士的重力和瑜伽球对女士的摩擦力之和，大于女士受到的重力，故A正确；B．女士在水平方向上受力平衡，由于瑜伽球对女士有水平向左弹力，所以地面对女士一定有水平向右的摩擦力，故B错误；C．由弹力产生的条件可知：女士对瑜伽球的弹力是由女士的形变产生的，故C错误；D．女士对瑞士球的弹力与墙壁对瑞士球的弹力是同一个受力物体，因此不是一对相互作用力，故D错误；故选A。3.观察水面波衍射的实验装置如图所示，O是波源，AC和BD是两块挡板，AB是两块挡板间的空隙，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间的距离表示一个波长，关于波经过空隙之后的传播情况，下列说法正确的是（）A.挡板前相邻波纹间距大于挡板后相邻波纹间距B.此时能观察到明显的衍射现象C.增大两挡板间空隙AB，衍射现象会更明显D.增大波源振动频率，衍射现象更明显【答案】B【解析】【详解】A．波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等，故A错误；B．因为波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象，故B正确；C．如果增大两挡板间空隙AB，孔的尺寸大于波的波长时，可能观察不到明显的衍射现象，故C错误；D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，根据知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象，故D错误。故选B。4.如图所示，套在光滑竖直杆上的滑块通过轻绳绕过光滑定滑轮连接物块，开始时用手托住滑块，使绳子刚好伸直并处于水平位置，现将滑块由A位置静止释放，当滑块到达B位置时速度大小为v。已知滑轮到杆的水平距离为，A、B间的距离为，物块和滑块均可视为质点，不计滑轮的质量和大小，则当滑块到达B位置时，物块的速度大小为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】到达B位置时，由几何关系可知，细绳和竖直杆的夹角为37°，将滑块的速度分解为沿细绳方向的速度和垂直细绳方向的速度，则即物块的速度大小为。故选A。5.泥石流、山体滑坡是夏季在山区常见的两种自然灾害现象。如图所示，某次山体滑坡时一石头（视为质点）在O处由静止开始做匀加速直线运动，依次经过A、B、C点，已知石头从O点到A点与石头从A点到B点的时间相等且，下列说法正确的是（）A.石头从O点到A点与石头从B点到C点的时间相等B.A、B两点间距离为O、A两点间距离的4倍C.A、B两点间距离为B、C两点间距离的D.若OA段长度已知，则可以求出石头加速度的大小【答案】C【解析】【详解】A．设石头从O点到A点所用的时间为t，从O点到C点所用的时间为nt，加速度为a，则由题意可得由题意可得n=4则B到C所经过的时间为2t，故A错误；B．由上述分析可得故B错误；C．由上述分析可得故C正确；D．由上述分析可知，若知道OA的长度，但由于t无法求出，故无法求出石头加速度的大小，故D错误。故选C。6.如图所示，用一细轻杆将光滑的大圆环固定在竖直平面内，将视为质点的小环套在大环上，小环从大环的最高处由静止滑下，设小环所在位置与大环的最高处的连线与竖直方向的夹角为，重力加速度大小为g，则此时小环的向心加速度大小为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】小圆环从最高点滑下，由机械能守恒定律解得则向心加速度故选B。7.如图所示，在一个倾角为的固定光滑斜面上由静止释放一小滑块（视为质点），同时在斜面底端O点正上方的P点将一小球以速度水平抛出，一段时间后小球恰好垂直斜面击中滑块，取重力加速度大小，下列说法正确的是（）A.O、P两点的高度差为B.滑块释放时的高度比小球抛出时的高度高C.滑块被击中时距离O点D.滑块被击中时速度小于小球速度的一半【答案】D【解析】【详解】A．小球恰好垂直击中斜面，根据平行四边形定则解得小球从抛出到达斜面所用的时间小球平抛运动的水平位移小球平抛运动的竖直位移根据几何关系，O、P两点的高度差为故A错误；B．滑块下滑时的加速度小于重力加速度，则滑块释放时的高度比小球抛出时的高度低，故B错误；C．滑块被击中时距离O点的距离故C错误；D．滑块被击中时速度此时小球速度即滑块被击中时速度小于小球速度的一半，故D正确。故选D。8.2022年北京冬奥会上运行了超1000辆氢能源汽车，是全球最大规模的一次燃料电池汽车示范，体现了绿色环保理念。质量为m的氢能源汽车在平直的公路上由静止启动，汽车运动的速度与时间的关系图像如图甲所示，汽车牵引力的功率与时间的关系如图乙所示。设汽车在运动过程中所受阻力不变，下列说法正确的是（）A.汽车所受阻力大小为B.汽车的最大牵引力为C.汽车车速为时，它的加速度大小为D.汽车车速从增大到的过程中，牵引力对汽车做的功为【答案】C【解析】【详解】A．汽车速度达到最大时做匀速运动，牵引力等于阻力A错误；B．汽车做匀加速运动时牵引力最大且保持不变，但功率达到最大功率时有由图像可知，匀加速的加速度为解得B错误；C．汽车车速为时，由牛顿第二定律得解得C正确；D．汽车车速从增大到的过程中，由动能定理得可知汽车车速从增大到的过程中，牵引力对汽车做的功大于；故选C。9.两大小不同的带电小球周围的电场线分布情况如图所示，一带电粒子仅在电场力的作用下先通过a点，后通过b点，运动轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（）A.带电粒子带负电B.带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度C.带电粒子在a点的速度大于在b点的速度D.带电粒子在a点的电势能大于在b点的电势能【答案】AC【解析】【详解】A．带电粒子仅在电场力作用下做曲线运动，其受到的电场力指向运动轨迹的内侧，结合图像可知，电场力的方向与场强方向相反，所以带电粒子带负电，故A正确；B．电场线越密的地方电场强度越大，因此带电粒子在b点受到的电场力小于在a点受到的电场力，结合牛顿第二定律可知，带电粒子在b点的加速度小于在a点的加速度，故B错误；CD．沿着电场线方向电势降低，则a点电势大于b点电势，结合Ep=qφ可知，带电粒子在b点的电势能大于在a点的电势能；带电粒子从a点到b点，电势能增大，电场力做负功，根据动能定理可知带电粒子在a点的速度大于在b点的速度，故C正确，故D错误。故选AC。10.图为一定质量的理想气体的体积随热力学温度变化的图像，气体从状态a经过等容过程到达状态b，再经过等温过程到达状态c，直线ac过原点。下列说法正确的是（）A.气体在状态a的压强大于在状态b的压强B.气体在状态c的压强小于在状态b的压强C.气体在状态c的压强等于在状态a的压强D.气体在的过程中对外界做功【答案】BC【解析】【详解】A．气体在经历等容变化，温度升高，根据查理定律可知气体在状态b的压强大于在状态a的压强，故A错误；B．气体在经历等温变化，体积增大，根据玻意耳定律可知气体在状态b的压强大于在状态c的压强，故B正确；C．直线ac过原点，根据盖—吕萨克定律可知ac为一条等压线，即气体在状态c的压强等于在状态a的压强，故C正确；D．气体在的过程体积不变，不对外做功，故D错误。故选BC。11.火星是距离地球最近的行星，如图所示，地球绕太阳运动的轨道半径为，火星绕太阳运动的轨道半径为。若一探测器被发射后绕太阳运动的轨道是椭圆，该椭圆以地球轨道上的A点为近日点，以火星轨道上的B点为远日点。已知地球公转的周期为T，引力常量为G，太阳质量远大于地球、火星的质量，不计火星、地球对探测器的影响，下列说法正确的是（）A.太阳质量为B.火星公转的周期为C.探测器在A点的速率与在B点的速率之比为D.探测器在椭圆轨道运行的周期为【答案】AD【解析】【详解】A．地球绕太阳运行过程中由万有引力提供向心力解得太阳质量为A正确；B．由开普勒第三定律得解得B错误；C．由开普勒第二定律得可得探测器在A点的速率与在B点的速率之比为，C错误；D．由开普勒第三定律得解得D正确；故选AD。12.已知弹簧弹性势能的表达式，其中k为劲度系数，x为弹簧的形变量。如图所示，长的木板A静止在光滑水平面上，其左侧固定一劲度系数的水平轻质弹簧，弹簧原长，右侧用一不可伸长的轻质细绳连接于竖直墙上。现使质量的小物块B（视为质点）以一定的初速度从木板的右端向左滑动，一段时间后小物块压缩弹簧，细绳被拉断，小物块与木板上表面间的动摩擦因数，取重力加速度大小，右侧细绳能够承受的最大拉力，下列说法正确的是（）A.细绳被拉断后，木板A和小物块B组成的系统动量守恒B.细绳断裂瞬间弹簧的弹性势能为C.小物块滑上木板的初动能D.其他条件相同的情况下，k越大，细绳越难被拉断【答案】AC【解析】【详解】A．细绳被拉断后，木板A和小物块B组成的系统受到的合外力为零，动量守恒，故A正确；B．细绳断裂瞬间弹簧的形变量为即解得弹簧弹性势能的表达式故B错误；C．细绳断裂瞬间，摩擦力做功大小为小物块滑上木板的初动能故C正确；D．其他条件相同的情况下，根据k越大，细绳断裂时弹簧的形变量越小，克服摩擦力做功越小，弹性势能变小，物块B损失能量变小，速度变大，细绳越容易被拉断，故D错误。故选AC。二、非选择题：共5小题，共52分。13.务实学习小组在练习使用多用电表时，通过使用同一多用电表的不同挡位对多用电表进行了探究。（1）该学习小组先使用多用电表测量直流电流，若选择开关处在直流电流10mA挡，指针的位置如图甲所示，则测量结果为___________mA。（2）学习小组通过查找资料，了解到多用电表欧姆挡在进行欧姆调零后测未知电阻值的电路如图乙所示，表头G的满偏电流为2mA。中值电阻是分析多用电表问题时常提到的一个概念，多用电表表盘上中间的数值就是中值电阻值，含义是当测量的电阻值等于多用电表的内阻时，电流为满偏电流的一半，因为指针在中间，所以叫中值电阻。学习小组将多用电表选择开关旋至欧姆挡“”的位置，发现其中值电阻，由此可确定多用电表内电池的电动势___________V（结果保留两位有效数字）；若测量某待测电阻时，流过表头G的电流为，则待测电阻的阻值___________Ω（结果保留到整数）。【答案】①.3.4②.3.0③.2500【解析】【详解】（1）[1]若选择开关处在直流电流10mA挡，其最小分度为0.2mA，测量结果为3.4mA；（2）[2]根据闭合电路欧姆定律可得电动势为[3]若流过表头G的电流为0.75mA，则待测电阻的阻值为14.耿浩同学在探究“物体质量一定时加速度与力的关系”实验中，做了如图甲所示的改进，在调节桌面水平后，增加了用力传感器来测细线中的拉力。（1）关于该实验的操作，下列说法正确的是___________。A.必须用天平测出砂和砂桶的质量B.应当先接通电源，再释放小车C.用电火花计时器替代电磁打点计时器可以减小阻力D.一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量（2）实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小为___________。（计算结果保留两位有效数字）（3）耿浩同学不断增加砂子的质量重复实验，由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示，通过分析可知，小车的质量为___________kg。（结果保留两位有效数字）（4）耿浩同学经过思考得出结论：如果忽略小车与水平桌面间的摩擦力，小车的加速度与重力加速度之比总是小于___________。【答案】①.BC②.2.0③.2.5④.【解析】【详解】（1）[1]AD．实验中用拉力传感器测量小车受的拉力，则不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也不需要砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，选项AD错误；B．应当先接通电源，再释放小车，选项B正确；C．用电火花计时器替代电磁打点计时器可以减小阻力，选项C正确；故选BC。（2）[2]相邻两计数点之间还有四个点未画出，则T=0.1s，根据可得加速度（3）[3]根据牛顿第二定律解得由图像可知解得M=2.5kg（4）[4]设沙和沙桶的质量为m，则如果忽略小车与水平桌面间的摩擦力即15.如图所示，绝缘水平面上固定着两根间距光滑平行金属导轨MN、PQ，M、P两点间连接一个阻值的电阻，一根与平行导轨间距等长、质量、电阻的金属棒ab垂直于导轨静止放置。在金属棒右侧两条虚线与导轨之间的矩形区域内有磁感应强度大小、方向竖直向上的匀强磁场。现对金属棒施加一个大小、方向平行导轨向右的恒力，金属棒进入磁场后恰好匀速通过磁场，金属棒通过磁场的过程中通过金属棒任一横截面的电荷量，金属棒运动过程中与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，求：（1）金属棒在进入磁场前加速运动的时间t；（2）磁场的宽度d。【答案】（1）；（2）10m【解析】【详解】（1）金属棒在进入磁场前，根据牛顿第二定律有解得当金属棒的速度加到v时，进入磁场做匀速直线运动，则有解得I=2A根据解得v=10m/s则金属棒在进入磁场前加速运动的时间（2）由题知，金属棒通过磁场的过程中通过金属棒任一横截面的电荷量，则有解得金属棒在磁场中做匀速直线运动时间为故磁场的宽度16.如图所示，质量的长木板静止在水平地面上，质量的小滑块（视为质点）以的速度从长木板的左端滑上长木板，滑块始终未从长木板上滑落。已知滑块与长木板间的动摩擦因数，长木板与水平地面间的动摩擦因数，取重力加速度大小，求：（1）长木板的最小长度；（2）从小滑块滑上长木板到最后静止的过程中，小滑块运动的总位移。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）小滑块刚滑上长木板时，小滑块受到的摩擦力向左，做匀减速直线运动，加速度大小为长木板向右做匀加