上海市外国语大学附属中学2023-2024学年高三考前热身物理试卷含解析

上海市外国语大学附属中学2023-2024学年高三考前热身物理试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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、甲、乙两球质量分别为m1、m2，从不同高度由静止释放，如图a所示。甲、乙两球的v­t图象分别如图b中的①、②所示。球下落过程所受空气阻力大小f满足f=kv(v为球的速率，k为常数)，t2时刻两球第二次相遇。落地前，两球的速度都已达到各自的稳定值v1、v2。下列判断不正确的是()A．B．乙球释放的位置高C．两球释放瞬间，甲球的加速度较大D．两球第一次相遇的时刻在t1时刻之前2、氡是一种化学元素，符号为Rn，无色、无嗅、无味具有放射性，当人吸人体内后可在人的呼吸系统造成辐射损伤，引发肺癌，而建筑材料是室内氡的主要来源。氡的一种衰变为则下列判断正确的是A．该衰变为β衰变B．衰变过程中质量数守恒，电荷数不守恒C．的结合能小于的结合能D．的比结合能小于的比结合能3、如图所示，一电子以与磁场方向垂直的速度v从P处沿PQ方向进入长为d、宽为h的匀强磁场区域，从N处离开磁场，若电子质量为m，带电荷量为e，磁感应强度为B，则（）A．电子在磁场中做类平抛运动B．电子在磁场中运动的时间t=C．洛伦兹力对电子做的功为BevhD．电子在N处的速度大小也是v4、常言道，万物生长靠太阳，追根溯源，地球上消耗的能量绝大部分是来自太阳内部持续不断地发生核反应释放出的核能。在太阳内部发生的典型核反应方程是4→+2X，这个核反应释放出的能量为△E，光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（）A．该核反应属于裂变反应B．方程中的X为电子（）C．该核反应前后质量数守恒，因而反应前后总质量保持不变D．该核反应过程产生的质量亏损为△m=5、在边长为L的正方形abcd的部分区域内存在着方向垂直纸面的匀强磁场，a点处有离子源，可以向正方形abcd所在区域的任意方向发射速率均为v的相同的正离子，且所有离子均垂直b边射出，下列说法正确的是（）A．磁场区域的最小面积为B．离子在磁场中做圆周运动的半径为C．磁场区域的最大面积为D．离子在磁场中运动的最长时间为6、托卡马克（Tokamak）是一种复杂的环形装置，结构如图所示．环心处有一欧姆线圈，四周是一个环形真空室，真空室外部排列着环向场线圈和极向场线圈．当欧姆线圈中通以变化的电流时，在托卡马克的内部会产生巨大的涡旋电场，将真空室中的等离子体加速，从而达到较高的温度．再通过其他方式的进一步加热，就可以达到核聚变的临界温度．同时，环形真空室中的高温等离子体形成等离子体电流，与极向场线圈、环向场线圈共同产生磁场，在真空室区域形成闭合磁笼，将高温等离子体约束在真空室中，有利于核聚变的进行．已知真空室内等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比，下列说法正确的是A．托卡马克装置中核聚变的原理和目前核电站中核反应的原理是相同的B．极向场线圈和环向场线圈的主要作用是加热等离子体C．欧姆线圈中通以恒定电流时，托卡马克装置中的等离子体将不能发生核聚变D．为了约束温度为T的等离子体，所需要的磁感应强度B必须正比于温度T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、如图所示的电路中，电源电动势，内阻，定值电阻，R为滑动变阻器，电容器的电容，闭合开关S，下列说法中正确的是（）A．将R的阻值调至时，电容器的电荷量为B．将R的阻值调至时，滑动变阻器的功率为最大值C．将R的阻值调至时，电源的输出功率为最大值D．在R的滑动触头P由左向右移动的过程中，电容器的电荷量增加8、如图，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住处于静止状态。图中圆圈为垂直纸面放置的直导线的横截面，当导线中无电流时，磁铁对斜面的压力为FN1；当导线中有电流通过时，磁铁对斜面的压力为FN2，下列说法正确的是（）A．若导线位于图中1位置且电流方向向外，则FN1>FN2B．若导线位于图中1位置且电流方向向里，则弹簧伸长量增大C．若导线位于图中2位置且弹簧伸长量增大，则导线中电流方向向里D．若导线位于图中2位置且弹簧伸长量增大，则FN1>FN29、下列说法正确的是A．铀238发生α衰变成钍234时,α粒子与钍234的质量之和等于铀238的质量．B．铀238发生α衰变成钍234时,α粒子与钍234的结合能之和一定大于铀238的结合能．C．β衰变中释放的β射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚形成的高速电子流．D．核反应方程14N+He→17O+X中,X是质子且反应过程中系统动量守恒．10、如图所示，一光滑绝缘足够长的斜面与两个等量同种正点电荷连线的中垂面重合，O为两点电荷连线的中点。A、B为斜面上的两点，且。一个带电荷量为q、质量为m，可视为质点的小物块，从A点以初速度v0开始沿斜面下滑，到达B点速度恰好为零。（斜面对电场无影响）以下说法正确的是（）A．小物块带正电，从A运动到B点，加速度先增大后减小B．小物块带负电，从A运动到B点，电势能先减小后增大C．小物块运动到O点时具有最大速度D．小物块能回到A点，且速度大小等于v0三、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）某学习小组用如图甲所示的实验装置来探究“小车加速度与合外力的关系”，并用此装置测量轨道与小车之间的动摩擦因数。实验装置中的微型力传感器质量不计，水平轨道表面粗糙程度处处相同，实验中选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮。实验中保持小车和位移传感器（发射器）的总质量不变，小车和位移传感器（发射器）的加速度由位移传感器（接收器）及与之相连的计算机得到。多次改变重物的质量进行实验得小车和位移传感器（发射器）的加速度与力传感器的示数的关系图象如图乙所示。重力加速度取。(1)用该实验装置测量小车与水平轨道间的动摩擦因数时，下列选项中必须要做的一项实验要求是______（填写选项对应字母）A．要使重物的质量远远小于小车和位移传感器（发射器）的总质量B．要将轨道的一端适当垫高来平衡摩擦力C．要使细线与水平轨道保持平行D．要将力传感器的示数作为小车所受的合外力(2)根据图象乙可知该水平轨道的摩擦因数______（用分数表示）。(3)该学习小组用该装置来验证“小车和位移传感器（发射器）质量不变情况下，小车和位移传感器（发射器）的加速度与作用在小车上的拉力成正比”，那么应该将轨道斜面调整到_____（用角度表示）。12．（12分）某同学用如图甲所示的实验装置探究恒力做功与小车动能变化的关系。实验中用砂和砂桶的总重力表示小车所受合力。（1）下列关于该实验的操作，正确的有_____。A．砂和砂桶的总质量应远小于小车的质量B．实验所用电磁打点计时器的工作电源应选用电压约为6V的蓄电池C．实验时，应先让打点计时器正常工作，后释放小车D．平衡摩擦力时，应挂上空砂桶，逐渐抬高木板，直到小车能匀速下滑（2）图乙为实验得到的一条点迹清晰的纸带，A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点。已知电源频率为50Hz，则打点计时器在打D点时纸带的速度v＝_____m/s（保留三位有效数字）。（3）该同学平衡了摩擦力后进行实验，他根据实验数据画出了小车动能变化△Ek与绳子拉力对小车所做功W的关系图象，他得到的图象应该是_____。A．B．C．D．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，某同学想把剖面MON为等腰三角形的玻璃砖加工成“玻璃钻石”送给妈妈．已知顶角∠MON=1θ，该玻璃折射率n=1．现有一光线垂直MN边入射．（i）为了使该光线在OM边和ON边都能发生全反射，求θ的取值范围．（ii）若θ=41°，试通过计算说明该光线第一次返回MN边能否射出．14．（16分）如图所示，一束平行于直径AB的单色光照射到玻璃球上，从N点进入玻璃球直接打在B点，在B点反射后到球面的P点（P点未画出）。已知玻璃球的半径为R，折射率n=，光在真空中的传播速度为c，求：①入射点N与出射点P间的距离；②此单色光由N点经B点传播到P点的时间。15．（12分）引力波探测于2017年获得诺贝尔物理学奖。双星的运动是产生引力波的来源之一，假设宇宙中有一双星系统由P、Q两颗星体组成，这两颗星绕它们连线的某一点在二者万有引力作用下做匀速圆周运动，测得P星的周期为T，P、Q两颗星的距离为l，P、Q两颗星的轨道半径之差为△r（P星的轨道半径大于Q星的轨道半径），引力常量为G，求：(1)Q、P两颗星的线速度之差△v；(2)Q、P两颗星的质量之差△m。

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、C【解析】

A．两球稳定时均做匀速直线运动，则有kv=mg得所以有由图知，故，A正确，不符合题意；B．v­t图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，由图可知，0～t2时间内，乙球下降的高度较大，而t2时刻两球第二次相遇，所以乙球释放的位置高，故B正确，不符合题意；C．两球释放瞬间v=0，此时空气阻力f=0，两球均只受重力，加速度均为重力加速度g，故C错误，符合题意；D．在t1～t2时间内，甲球下落的高度较大，而t2时刻两球第二次相遇，所以两球第一次相遇的时刻在t1时刻之前，故D正确，不符合题意；故选C。2、D【解析】

AB．衰变过程中满足质量数守恒和电荷数守恒，可知为粒子，所以该衰变为衰变，AB错误；C．衰变过程中要释放核能，所以的结合能大于的结合能，C错误；D．比结合能越大的原子核越牢固，所以的比结合能小于的比结合能，D正确。故选D。3、D【解析】电子垂直射入匀强磁场中，由洛伦兹力提供向心力将做匀速圆周运动，运动时间为：，故AB错误；由洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，电子在洛伦兹力方向没有位移，所以洛伦兹力对电子不做功，故C错误；电子垂直射入匀强磁场中做匀速圆周运动，速度大小不变也是v，故D正确．所以D正确，ABC错误．4、D【解析】

A．该核反应属于聚变反应，选项A错误；B．根据质量数和电荷数守恒可知，方程中的X为正电子（），选项B错误；C．该核反应前后质量数守恒，但是由于反应放出能量，则反应前后有质量亏损，选项C错误；D．根据可知，该核反应过程产生的质量亏损为△m=，选项D正确；故选D。5、C【解析】

AB．由题可知，离子垂直bc边射出，沿ad方向射出的粒子的轨迹即为磁场区域的边界，其半径与离子做圆周运动的半径相同，所以离子在磁场中做圆周运动的半径为R=L；磁场区域的最小面积为故AB错误；

CD．磁场的最大区域是四分之一圆，面积离子运动的最长时间故C正确，D错误。

故选C。6、C【解析】

A、目前核电站中核反应的原理是核裂变，原理不同，故A错误；B、极向场线圈、环向场线圈主要作用是将高温等离子体约束在真空室中，有利于核聚变的进行，故B错误；C、欧姆线圈中通以恒定的电流时，产生恒定的磁场，恒定的磁场无法激发电场，则在托卡马克的内部无法产生电场，等离子体无法被加速，因而不能发生核聚变，故C正确．D、带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比，则，由洛伦兹力提供向心力，则，则有，故D错误．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、AB【解析】

将R的阻值调至，两端的电压为，根据公式，代入数据解得电容器的电荷量为，故A正确；根据公式，可知滑动变阻器的功率，可知当时，最小，则最大，故B正确；电源的输出功率，当时，电源输出功率最大，故C错误；在R的滑动触头P由左向右移动的过程中，其接入电路的电阻减小，滑动变阻器两端的电压减小，电容器两极板间电压减小，电容器的电荷量减小，故D错误．8、AC【解析】

A．条形磁铁的外部磁场方向是由极指极，由1位置的磁场方向沿斜面向下，2位置的磁场方向斜向左上方，若导线位于图中1位置且电流方向向外，根据左手定则可得导线所受安培力的方向为垂直斜面向下，由牛顿第三定律可得导线对磁铁的反作用力垂直于斜面向上，可知磁铁对斜面的压力减小，则有故A正确；B．若导线位于图中1位置且电流方向向里，根据左手定则可得导线所受安培力的方向为垂直斜面向上，由牛顿第三定律可得导线对磁铁的反作用力垂直于斜面向下，但弹簧的弹力仍等于磁铁重力沿斜面方向的分力，大小不变，则弹簧的伸长量不变，故B错误；CD．若导线位于图中2位置且弹簧的伸长量增大，可知导线对磁铁的反作用力沿斜面方向的分力沿斜面向下，垂直于斜面方向的分力垂直斜面向下，从而才会使弹簧的弹力增大，也使磁铁对斜面的压力增大，故有所以导线所受的安培力方向斜向右上方，由左手定则可得导线中的电流方向向里，故C正确，D错误；故选AC。9、BD【解析】

A、铀238、钍234发生衰变时质量都要亏损，释放的核能转化为动能，故A错误；B、几个粒子从自由状态结合成为一个复合粒子时所放出的能量叫结合能，结合能数值越大，分子就越稳定，所以铀238发生α衰变成钍234时,α粒子与钍234的结合能之和一定大于铀238的结合能，故B正确；C、β射线的本质是原子核内部一个中子变成一个质子和电子产生的，故C错误；D、设X的质量数为m，电荷数为n，则有：4+14=17+m，2+7=8+n，解得：m=1，n=1，所以X表示质子，故D正确；【点睛】发生衰变时质量都要亏损，释放的核能转化为动能，几个粒子从自由状态结合成为一个复合粒子时所放出的能量叫结合能，结合能数值越大，分子就越稳定，β射线的本质是原子核内部一个中子变成一个质子和电子产生的．10、BD【解析】

AB．从A到B，物块的动能和重力势能均减小，则机械能减小，电势能变大，电场力对滑块做负功，可知滑块带负电，从A到O，电场力做正功，电势能减小；从O到B电场力做负功，电势能变大；因在O点两侧斜面上都存在一个场强最大的位置，此位置与AB两点的位置关系不确定，则不能确定滑块加速度的变化情况，选项A错误，B正确；C．因滑块在O点以下某位置时，受到向下的重力、垂直斜面的支持力以及沿斜面向上的电场力，三力平衡时加速度为零，速度最大，可知小物块运动到O点以下某位置时具有最大速度，选项C错误；D．小物块到达最低点后，加速度沿斜面向上，由能量关系可知，滑块能回到A点，且速度大小等于v0，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、C【解析】

（1）[1]小车所受到的水平拉力即为力传感器的示数，由图象可知当，小车开始有加速度，即摩擦力为5N，由牛顿第二定律可知：，得：，所以既不需要使重物的质量远远小于小车和位移传感器（发射器）的总质量，也不需要将轨道的一端适当垫高来平衡摩擦力，选项ABD错误；实验中保持细线与轨道平行时，小车和位移传感器（发射器）所受的拉力为力传感器的示数，选项C正确。故选：C。（2）[2]选小车和位移传感器（发射器）为研究对象，由牛顿第二定律可得，即，由图乙可知图象的斜率，即，得：，由时可解得：；（3）[3]若要验证“小车和位移传感器（发射器）质量不变情况下，小车和位移传感器（发射器）的加速度与作用在小车上的拉力成正比”要将轨道一端垫高来平衡摩擦力。对小车和位移传感器（发射器）受力分析可得：，即，所以。12、AC0.475（0.450～0.500都对）A【解析】

（1）[1]．A．实验中用砂和砂桶的总重力表示小车所受合力，为了使小车的合力近似等于砂和砂桶的总重力，砂和砂桶的总质量应远小于小车的质量，故A正确；B．实验所用电磁打点计时器的工作电源应选用电压约为6V的交流电源，而蓄电池提供的是直流电源，故B错误；C．实验