四川省泸州市泸县第五中学高三下学期开学物理试题

高2023级高三第二学期开学检测物理物理试卷共6页，满分100分。考试时间75分钟。第一卷选择题一、选择题（本题共10小题，17每小题4分，共28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.日本福岛核废水中含有氚、锶、铯、碘等放射性元素，如果将该废水倒入大海将对海洋生态造成恶劣影响。其中锶（）半衰期为30年，它通过衰变变为钇核，下列说法正确的是（）A.钇核的质量数为89B.钇核的比结合能比锶核大C.衰变产生的射线比射线穿透本领强D.如果核废水不排入大海，人们可以通过改变储藏环境缩短其放射性持续的时间【答案】B【解析】【详解】A．衰变过程满足质量数守恒，电子的质量数为，故钇核的质量数为A错误；B．原子核的比结合能越大，原子核就越稳定，锶核通过衰变变为钇核，说明钇核比锶核更稳定，故钇核的比结合能比锶核大，B正确；C．衰变产生的三种射线中，射线的穿透本领最强，射线的穿透本领最弱，即衰变产生的射线比射线穿透本领弱，C错误；D．原子核衰变的半衰期只由原子核内部决定，与外界环境没有关系，故人们不可以通过改变储藏环境缩短其放射性持续的时间，D错误；故选B2.某动画电影中，为接应同伴，哪吒从地面上高高跃起。已知重力加速度大小为g，不计空气阻力，若哪吒离开地面时的速度大小为v、方向竖直向上，则哪吒跃起的最大高度为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】若哪吒离开地面时速度大小为v、方向竖直向上，根据运动学公式可得解得哪吒跃起的最大高度为故选D。3.如图，平行板电容器两极板与电源两极相连，G为灵敏电流表。闭合开关并达到稳定后，若要电流表中产生从a流向b的电流，可将电容器（）A.两极板的距离增大一些B.两极板的距离减小一些C.两极板间电介质抽出D.两极板的正对面积减小【答案】B【解析】【详解】AB．若要电流表中产生从a流向b的电流，即电容器处于充电状态，即电容器所带电荷量增大，由于电容器与电源相连，则电容器两极板间电压不变，根据可知，电容器的电容增大，若两极板的距离增大一些，则C减小；若两极板的距离减小一些，则C增大，故A错误，B正确；C．若两极板间的电介质抽出，则相对介电常量减小，电容减小，故C错误；D．若两极板的正对面积减小，则电容减小，故D错误。故选B。4.任何具有质量的物质压缩到一定的体积后都会形成一个黑洞，此时它的第二宇宙速度等于光速。已知引力常量，光速，第二宇宙速度为第一宇宙速度的倍。如果把一个成年人“压缩”成为球形黑洞，该黑洞半径的数量级约为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】“被压缩”后的成年人成为球形黑洞，根据万有引力定律此黑洞的第一宇宙速度有第一宇宙速度与光速关系为成年人的质量约，代入数据解得ABD错误，C正确。故选C。5.一带正电粒子仅在电场力作用下沿直线运动，其速度随时间变化的图象如图所示，tA、tB时刻粒子分别经过A点和B点，A、B两点的场强大小分别为EA、EB，电势分别为φA、φB，则可以判断（）A.EA＜EB B.EA＞EB C.φA＝φB D.φA＜φB【答案】A【解析】【详解】根据vt图象的斜率表示加速度，所以从图象中可以看出从A点到B点，带电粒子的加速度逐渐增大，即aA＜aB，所以电场力增大，电场强度EA＜EB；从A点到B点正电荷速度增大，电场力做正功，电势能减小，根据电势可知电势降低，即φA＞φB，故A正确，BCD错误。故选A。6.如图甲所示的装置中，竖直圆盘绕固定水平转轴转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动T形支架在竖直方向振动，T形支架下的弹簧带动小球做受迫振动。小球的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（）A.小球振动周期为0.5sB.小球振动方程为x=2sin10πt（cm）C.0.1~0.2s过程中，小球速度不断增大D.圆盘转动周期等于0.4s【答案】D【解析】【详解】A．根据乙图可知，小球振动周期为0.4s，故A错误；B．根据乙图可知，小球振动的振幅为A=2cm，振动的圆频率为小球从正向最大位移处开始振动，则小球振动方程为x=2cos5πt（cm），故B错误；C．0.1~0.2s过程中，小球逐渐偏离平衡位置，位移增大，速度逐渐变小，故C错误；D．根据题意由驱动力频率和受迫振动的周期相等可得，圆盘转动周期等于0.4s，故D正确。故选D。7.如图所示，半径为的圆形区域存在垂直纸面的匀强磁场，圆心为，质子和粒子先后从边界上点沿半径方向飞入磁场。只考虑洛伦兹力作用，它们在磁场中运动的时间相同，粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为。质子和粒子的动能之比约为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】设磁感应强度垂直纸面向外，大小为，质子的质量和带电荷量分别为、，则粒子的质量和带电荷量分别为、，由带电粒子（电荷量，质量）在匀强磁场中做圆周运动的周期公式可知，质子和粒子在磁场中做圆周运动的周期之比设质子和粒子在磁场中运动轨迹所对的圆心角分别为和，轨迹半径分别为和，它们在磁场中运动的时间相等，有可知根据题意可知二者的轨迹如图所示由几何关系可知由题意知可求得设它们的速度分别为和，由洛伦兹力提供向心力有可得动能质子和粒子的动能之比故选D。二、（810每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）8.如图所示为远距离输电示意图，发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电。发电机输出的交流电压，输电导线的总电阻为，用户得到的实际功率为10kW，额定电压为220V的用电器正常工作，两个变压器均为理想变压器，其中降压变压器原、副线圈的匝数比。下列说法中正确的是（）A.通过输电线的电流为5AB.升压变压器副线圈的输出电压为2000VC.升压变压器的原、副线圈的匝数之比为1：7D.输电线因发热而损失的功率为输送总功率的5.8%【答案】AC【解析】【详解】A．用电器正常工作时，降压变压器输出的电流根据变压器原、副线圈电流与匝数的关系可得，降压变压器原、副线圈的电流之比为解得即通过输电线的电流为5A，故A正确；B．根据变压器原、副线圈电压与匝数的关系可得代入数据解得所以升压变压器副线圈的输出电压为，故B错误；C．由题意可知升压变压器原线圈输入电压的有效值为根据变压器原、副线圈电压与匝数的关系可得，升压变压器的原、副线圈的匝数之比为，故C正确；D．电源的输出总功率为所以输电线因发热而损失的功率占输送总功率的百分比为，故D错误。故选AC。9.如图所示，绝缘光滑圆弧形曲面固定在水平桌面上，空间内充满竖直向下的匀强磁场（图中未画出）。现将一小矩形线圈abcd从图示位置由静止释放，线圈沿曲面往复运动最终静止。线圈运动过程中始终与曲面接触且不翻转，下列说法正确的是（）A.从释放到第一次到达另一侧最高点的过程中，线圈中的电流方向始终为a→d→c→b→aB.从释放到第一次到达另一侧最高点的过程中，线圈ad边所受安培力的方向不变C.整个运动过程中线圈所受安培力始终做负功D.线圈由释放到最终静止，线圈上产生的焦耳热等于线圈重力势能的减少量【答案】CD【解析】【详解】A．从释放到第一次到达最低点的过程中，穿过线圈的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知电流方向为a→d→c→b→a，从最低点到右侧最高点的过程中，穿过线圈的磁通量逐渐减小，根据楞次定律可知电流方向为a→b→c→d→a，故A错误；B．根据左手定则，线圈ad边所受的安培力方向先向右后向左，故B错误；C．根据楞次定律，感应电流总是阻碍线圈的相对运动，可知线圈所受的安培力始终做负功，故C正确；D．根据能量的转化与守恒，可知线圈由释放到最终静止，线圈上产生的焦耳热等于线圈重力势能的减少量，故D正确。故选CD。10.如图所示，两足够长平行金属直导轨的间距为，固定在同一水平面内，直导轨在左端点分别与两条竖直固定、半径为的圆弧导轨相切。连线与直导轨垂直，其左侧无磁场，右侧存在磁感应强度大小为，方向竖直向上的匀强磁场。长为、质量为、电阻为的金属棒跨放在两圆弧导轨的最高点。质量为、电阻为的均匀金属丝制成一个边长为的正方形线框，水平放置在两直导轨上，其中有两条边与两直导轨重合。忽略导轨的电阻、所有摩擦以及线框的可能形变，金属棒、线框均与导轨始终接触良好，重力加速度大小为。现将金属棒由静止释放，金属棒始终没有与线框碰撞，则（）A.刚越过时，通过金属棒的电流大小为B.刚越过时，通过金属棒的电流大小为C.从越过到开始匀速，相对线框运动的距离为D.从越过到开始匀速，相对线框运动的距离为【答案】AC【解析】【详解】AB．对金属棒由静止释放到刚越过的过程，由动能定理有解得则刚越过时产生的感应电动势大小为正方形线框有两条边与两直导轨重合，线框接入电路的电阻为由闭合电路的欧姆定律得解得故A正确，B错误；CD．最终金属棒与线框以共同速度匀速运动，由动量守恒定律得解得对金属棒应用动量定理得又联立解得故C正确，D错误。故选AC。第二卷非选择题三、实验探究题11.如图所示，某同学在“测量平行玻璃砖的折射率”实验中，先在白纸上画出三条直线：入射界面、入射光线和过点的法线，让玻璃砖的一个面与直线重合，再沿玻璃砖另一面确定两点以便作出直线。（1）在上适当位置竖直插两枚大头针，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两枚大头针，使的像挡住的像，再插上大头针，让挡住___________的像，插上大头针，让挡住和的像；（2）连接、并延长与交于点，连接代表折射光线。为了便于计算折射率，以为圆心适当的半径画圆，与交于点，与交于点，过两点分别向法线作垂线和，并用刻度尺测出和的长度分别为和，则玻璃砖的折射率___________；（3）若实验操作中，在插大头针前，玻璃砖沿纸面向下平移了一小段距离，其他操作无误，则测得的折射率与真实值相比___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。【答案】（1）（2）1.5（3）不变【解析】【小问1详解】根据实验原理可知，插上大头针，让挡住的像。【小问2详解】由折射定律可知，玻璃砖的折射率【小问3详解】根据题意，若实验操作中，在插大头针前，玻璃砖沿纸面向下平移了一小段距离，其他操作无误，如图所示由图可知，入射角和折射角不改变，则测得的折射率与真实值相比不变。12.某小组测量一未知电阻的阻值。（1）他们先用多用电表粗测该电阻的阻值，将多用电阻的选择开关旋至“”倍率，调零后测量该电阻，发现指针的偏角很小，于是他们将选择开关旋至__________（填“”或“”）倍率，__________（填“需要”或“不需要”）重新进行欧姆调零，重新测量后发现表盘指针如图甲所示，则该电阻阻值的粗测结果为__________；（2）他们在实验室找到了如下器材：A.电流表量程为3mA，内阻为B.电流表量程为30mA，内阻为C.电阻箱D.电源电动势约为3V，内阻忽略不计E.开关S一个导线若干他们重新设计了如图乙所示的电路来测量该电阻的准确阻值，其中X和Y为电流表，则X为

填器材前面的序号；（3）某次测量时，其中X和Y为电流表的示数分别为x、y，此时电阻箱的接入阻值为R，则未知电阻的阻值__________用题目中的符号和x、y表示；（4）改变电阻箱的阻值，分别记录对应的X和Y为电流表的示数分别为x、y，得到多组x、y值，以为纵坐标，以为横坐标，通过描点、连线，得到一条倾斜直线，该直线的斜率为k，纵轴截距为b，则未知电阻的阻值__________用题目中的符号表示。【答案】（1）①.②.需要③.900（2）A（3）（4）【解析】【小问1详解】[1]将多用电表调成“”倍率，调零后测量该电阻，发现指针的偏角很小，说明选择的倍率偏小，所以将选择开关旋至倍率[2]换倍率后需要重新进行欧姆调零[3]重新测量后发现表盘指针如图甲所示，所以该电阻阻值的粗测结果【小问2详解】由图乙可知电路是将一个电流表与未知电阻串联后改装成一个电压表，另一个电流表测电流，所以应该用大量程的电流表测干路电流，所以X表为，Y为【小问3详解】由图可知解得【小问4详解】由闭合电路欧姆定律有，整理有所以解得四、计算题（38分，13题8分，14题12分，15题18分）13.中国科学院研制的电磁弹射微重力实验室，是亚洲首个采用电磁弹射技术实现地面微重力环境的实验装置。整个装置像一个高44.5m的“大电梯”，高2m的实验舱在精确的电磁系统控制下可以在这个“大电梯”内沿竖直方向运动。某次实验中，实验舱从装置底部由静止开始竖直向上做匀加速直线运动，当到某位置速度刚好为20m/s时撤去电磁控制，此后实验舱只在重力作用下运动；当实验舱回到该位置时重新加以电磁控制，让它减速回落到地面。重力加速度g取10m/s2。求：（1）实验舱只在重力作用下运动的总时间；（2）为了保证实验舱的安全，实验舱不能与装置顶部相碰。求实验舱向上匀加速运动的最小加速度。【答案】（1）4s（2）【解析】【小问1详解】设实验舱只在重力作用下向上运动时间为t1，只在重力作用下运动总时间为t，则则【小问2详解】为了保证实验舱的安全，实验舱不能到达装置顶部，或者达到顶部时速度刚好为零。设实验舱只在重力作用下向上运动的位移为x1，则设装置高为H，实验舱高为h，则实验舱在电磁控制下向上匀加速运动最大位移为x2，对应的最小加速度为a，则又解得14.如图所示，两个器壁可导热容器A、B容积相等且均不变，之间由不导热的细管C连通，C的容积可忽略。在温度为的室内，向容器中充入一部分气体，达到热平衡后容器内的气体压强为。现将容器A置于温度较高的液体中，使容器A中气体的温度缓慢升高，B仍在温度为的室内，当容器内气体的压强为时，求：（1）从A进入B中的气体与B中原有气体的质量比；（2）此时A中气体的温度。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详解】设A、B容积为，当容器内气体的压强为时，设原来B容器中气体的总体积为，因为B容器的温度不变，根据玻意耳定律有进入B中的气体密度是均匀的，所以质量之比即为它们的体积之比，则从A进入B中的气体与B中原有气体的质量比为解得【小问2详解】由得出，其中R为常数，n为物质的量，M为气体相对分子质量，m为A、B容器中原有的质量，此处为同一气体是常量对A在未升温时有对A升温后有解得此时A的温度15.如图所示，在某空间建立平面直角坐标系，第一象限有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E。第四象限存在垂直坐标平面向外的匀强磁场。一不计重力、质量为m、带电荷