甘肃省武威市2023届高三第二学期自主学习能力测试物理试题

甘肃省武威市2023届高三第二学期自主学习能力测试物理试题

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、一个中子与某原子核发生核反应，生成一个笊核，该反应放出的能量为Q,则笊核的比结合能为（）

A.yB.QC.yD.2Q

2、如图，固定的粗糙斜面体上，一质量为机的物块与一轻弹簧的一端连接，弹簧与斜面平行，物块静止，弹簧处于

原长状态，自由端位于。点。现用力尸拉弹簧，拉力逐渐增加，使物块沿斜面向上滑动，当自由端向上移动L时。则

A.物块重力势能增加量一定为mgLsin。

B.弹簧弹力与摩擦力对物块做功的代数和等于木块动能的增加量

C.弹簧弹力、物块重力及摩擦力对物块做功的代数和等于物块机械能的增加量

D.拉力尸与摩擦力做功的代数和等于弹簧和物块的机械能增加量

3、某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为地球同步卫星绕地球轨道半径的!，则此卫星运行的周期大

约是（）

A.6hB.8.4hC.12hI）.16.9h

4、已知长直导线中电流/产生磁场的磁感应强度分布规律是8=%，（A为常数，「为某点到直导线的距离）。如图所示,

r

在同一平面内有两根互相平行的长直导线甲和乙，两导线通有大小分别为2/和/且方向相反的电流，O点到两导线的

距离相等。现测得。点的磁感应强度的大小为。则甲导线单位长度受到的安培力大小为（）

甲乙

2/

、//BCBoIDBoI

6432

5、如图所示，薄纸带放在光滑水平桌面上，滑块放在薄纸带上，用水平恒外力拉动纸带，滑块落在地面上A点；将

滑块和纸带都放回原位置，再用大小不同的水平恒外力拉动纸带，滑块落在地面上B点。已知两次滑块离开桌边时均

没有离开纸带，滑块与薄纸带间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。两次相比，第2次（）

[u]丁

AB

A.滑块在空中飞行时间较短

B.滑块相对纸带滑动的距离较短

C.滑块受到纸带的摩擦力较大

D.滑块离开桌边前运动时间较长

6、如图所示，A、〃、。是光滑绝缘斜面上的三个点，Q是一带正电的固定点电荷，。、5连线垂直于斜面，。、A连

线与。、C连线长度相等，带正电的小物块从A点以初速度了沿斜面向下运动。下列说法正确的是（）

A.小物块在B点电势能最小

B.小物块在C点的速度也为我

C.小物块在A、C两点的机械能相等

D.小物块从A点运动到C点的过程中，一定先减速后加速

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、在倾角为。的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN,相距为L,导轨处于磁感应强度为B的匀强

磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下.有两根质量均为m的金属棒a、b,先将a棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑

轮的细线与物块c连接，连接a棒的细线平行于导轨，由静止释放c,此后某时刻，将b也垂直导轨放置，a、c此刻

起做匀速运动,b棒刚好能静止在导轨上.a棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨电接触良好,导轨电阻不计.则

A.物块c的质量是2msinO

B.b棒放上导轨前，物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能

C.b棒放上导轨后，物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能

D.b棒放上导轨后，a棒中电流大小是若萼

8、如图所示，半径为K的光滑圆环固定在竖直平面内，AB.CQ是圆环相互垂直的两条直径，。、。两点与圆心。等

高。一个质量为小的光滑小球套在圆环上，一根轻质弹簧一端连在小球上，另一端固定在尸点，尸点在圆心0的正下

方6处.小球从最高点A由静止开始沿逆时针方向下滑，已知弹簧的原长为此弹簧始终处于弹性限度内，重力加速

2

度为g。下列说法正确的有（）

A.小球运动到B点时的速度大小为向会

B.弹簧长度等于A时，小球的机械能最大

C.小球运动到B点时重力的功率为2/咫阚

D.小球在,4、6两点时对圆环的压力差为4〃话

9、如图所示，用等长的绝缘线分别悬挂两个质量、电量都相同的带电小球A和B,两线上端固定于O点，B球固定

在O点正下方。当A球静止时，两悬线的夹角为0.下列方法中能保持两悬线的夹角不变的是（）

A.同时使两悬线长度减半

B.同时使两球的质量和电量都减半

C.同时使A球的质量和电量都减半

D.同时使两悬线长度减半和两球的电量都减半

10、如图甲所示，a、b两个绝缘金属环套在同一个光滑的铁芯上。，=0时刻a、b两环处于静止状态，a环中的电流i

随时间f的变化规律如图乙所示。下列说法中正确的是（）

A.12时刻两环相互吸引

B.白时刻两环相互排斥

C・有时刻a环的加速度为零

D.勾时刻b环中感应电流最大

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）为了粗略测量电阻，小明同学用量程为5mA的毫安表、电动势为3V的电池、0〜999.9。）的电阻箱制作了

一块简易欧姆表，电路如图所示：

Rx

（1）为制作欧姆表，_准确测量毫安表的内阻（填“需要”或“不需要”）；

（2）进行欧姆调零之后，用该表测量某电阻时，。表笔是_表笔（填“红”或"黑”），此时毫安表读数为2.5mA,则待

测电阻阻值为—Q；

（3）如果在亳安表两端并联一个电阻，其余电路均不变，表盘中间刻度对应的电阻值__（填“变大”、“变小”或“不变”）；

（4）该欧姆表用久后，电池老化造成电动势减小，内阻增大，但仍能进行欧姆调零，则用其测得的电阻值—真实值

（填“大于”、“小于”或“等于

12.（12分）为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，某同学设计了如图所示的装置进行实验。实验中，当木块位于水

平桌面上的O点时，重物8刚好接触地面，不考虑8反弹对系统的影响。将4拉到尸点，待8稳定后，A由静止释

放，最终滑到。点。测出尸0、。。的长度分别为从s。

（1）实验开始时，发现4释放后会撞到滑轮，为了解决这个问题，可以适当________（“增大”或“减小”）重物的质

量。

（2）滑块A在PO段和0。段运动的加速度大小比值为o

（3）实验得A、〃的质量分别为机、M,可得滑块与桌面间的动摩擦因数〃的表达式为（用〃?、M、队s表

示）。

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，一绝缘水平桌面，空间存在一广域匀强电场，强度大小为E=等,现同时洛两个质量均为〃?

的滑块4、3由静止释放在桌面上。已知两滑块A5均带正电，电荷量大小为小且AB间的距离为L=已知滑

块A、8与轨道间的动摩擦因数分别为〃八=04和〃8=0・85,重力加速度lOm/sh设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,

滑块之间发生的碰撞为弹性碰撞，且无电荷转移，滑块可视为质点。求：

（1）两滑块从静止释放开始经过多长时间，滑块之间发生第二次碰撞；

（2）A从释放到最终停止所运动的位移。

E

---------------------------------►

AB

14.（16分）如图所示为回旋加速器的结构示意图，匀强磁场的方向垂直于半圆型且中空的金属盒Di和D2,磁感应强

度为反金属盒的半径为凡两盒之间有一狭缝，其间距为d,且R>X,两盒间电压为U。A处的粒子源可释放初速

度不计的带电粒子，粒子在两盒之间被加速后进入Di盒中，经半个圆周之后再次到达两盒间的狭缝。通过电源正负极

的交替变化，可使带电粒子经两盒间电场多次加速后获得足够高的能量。已知带电粒子的质量为〃八电荷量为+*

（1）不考虑加速过程中的相对论效应和重力的影响。

①求粒子可获得的最大动能Ekm；

②若粒子第1次进入Di盒在其中的轨道半径为门，粒子第2次进入P盒在其中的轨道半径为/•?,求门与r2之比；

③求粒子在电场中加速的总时间人与粒子在D形盒中回旋的总时间上的比值，并由此分析：计算粒子在回旋加速器中

运动的时间时，力与打哪个可以忽略？（假设粒子在电场中的加速次数等于在磁场中回旋半周的次数）；

⑵实验发现：通过该回旋加速器加速的带电粒子能量达到25~30MeV后，就很难再加速了。这是由于速度足够大时，

相对论效应开始显现，粒子的质量随着速度的增加而增大。结合这一现象，分析在粒子获得较高能量后，为何加速器

不能继续使粒子加速了。

15.（12分）如图所示，在倾角为。=30。且足够长的斜面上，质量为3,〃的物块3静止在距斜面顶编为L的位置，质

量为机的光滑物块A由斜面顶端静止滑下，与物块5发生第一次正碰。一段时间后A、"又发生第二次正碰，如此重

复。已知物块A与物块3每次发生碰撞的时间都极短且系统的机械能都没有损失，且第二次碰撞发生在物块3的速度

刚好减为零的瞬间。已知物块△所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。求

（1）A、B发生第一次碰撞后瞬间的速度

（2）从一开始到A、B发生第〃次碰撞时，物块A在斜面上的总位移。

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、A

【解析】

一个中子与某原子核发生核反应生成一个笊核的核反应方程为

自由核子组合释放的能量。就是笊核的结合能，而笊核由两个核子组成，则它的比结合能为故A正确，BCD错

误。

故选A。

2、D

【解析】

A.自由端向上移动七时，物块发生的位移要小于〃所以物块重力势能增加量一定小于，叫心加夕，故A错误；

B.物块受重力、弹簧的拉力、斜面的支持力和摩擦力，支持力不做功，根据动能定理知：重力、弹簧的拉力、斜面

的摩擦力对物块做功的代数和等于物块动能的增加量，故B错误；

C.物块的重力做功不改变物块的机械能，根据机械能守恒定律得：弹簧弹力、摩擦力对物块做功的代数和等于物块

机械能的增加量，故C错误；

D.对弹簧和物块组成的系统，根据机械能守恒定律得：拉力尸与摩擦力做功的代数和等于弹簧和物块的机械能增加

量，故D正确。

故选D。

3、B

【解析】

由题意卫星的轨道半径是同步卫星半径的二，根据开普勒第三定律有

故选B。

4、C

【解析】

设两导线间距为d,根据右手螺旋定则知，甲导线和乙导线在O点的磁感应强度方向均为垂直纸面向里，根据矢量叠

加有

.2/./61d

为D人彳+弓二7

22

乙导线在甲导线处产生的磁感应强度大小

则甲导线单位长度受到的安培力大小

FBx2ILB()I

C正确，ABD错误。

故选C。

5、C

【解析】

A.滑块离开桌面后均做平抛运动，竖直方向位移相等，根据

城

可知滑块在空中飞行时间相等，选项A错误；

B.根据题意可知，第一次滑块与薄纸无相对滑动，第二次滑块与薄纸之间可能产生了相对滑动，也可能无相对滑动，

即两次滑块与薄纸之间的相对滑动距离都可能是零，也可能第二次滑块相对纸带滑动的距离比第一次较长，选项B错

误；

CD.第二次落在3点时滑块的水平位移较大，则离开桌面的水平速度较大，若物块离桌边的距离为X,根据廿二2依

可知滑块的加速度较大，根据广〃也可知，所受的纸带的摩擦力较大，根据

x2x

t===­

vv

可知，第二次滑块离开桌边前运动时间较短；选项C正确，D错误；

故选C。

6、C

【解析】

A.该电场是正点电荷产生的电场，所以5点的电势最高，根据正电荷在电势越高的地方，电势能或大，可知带正电

的小物块在3点电势能最大，故A错误；

BC.在电场中A、C两点的电势相等，所以小物块在A、C两点的电势能相等，根据能量守恒定律，可知小物块在A、

。两点的机械能相等，小物块从4点到C点重力做正功，重力势能减少，电势能变化量为零，所以在C点动能增加，

故在。点的速度大于也故B错误，C正确；

D.小物块从A点运动到C点的过程中，可能先减速后加速，也可能一直加速，故D错误。

故选C。

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、AD

【解析】

b棒静止说明b棒受力平衡，即安培力和重力沿斜面向下的分力平衡，a棒匀速向上运动，说明a棒受绳的拉力和重

力沿斜面向下的分力大小以及沿斜面向下的安培力三个力平衡，c匀速下降则c所受重力和绳的拉力大小平衡,由b

平衡可知，安培力大小Fs=mgsinO,由a平衡可知F*F安+mgsinO=2mgsinO,由c平衡可知F绳=nkg；因为绳中拉力

大小相等，故2mgsin0=mcg,即物块c的质量为2msin0,故A正确；b放上之前，根据能量守恒知a增加的重力势能

也是由于c减小的重力势能，故B错误；a匀速上升重力势能在增加，故根据能量守恒知C错误；根据b棒的平衡可

知F安=mgsine又因为F安=BIL,故［=故D正确；故选AD.

BL

考点：物体的平衡；安培力.

8、BD

【解析】

A.小球在4点和B点时，弹簧的形变量相同，则弹性势能的变化量为零，根据能量守恒得

mg.2R=；mv\

解得

故A错误；

B.除重力以外其它力做功等于机械能的增量，当弹簧长度等于R时，弹簧弹力做功最多，则小球的机械能最大，故

B正确；

C.小球运动到B点时，重力的方向与速度方向垂直，则重力的功率为零，故C错误；

D.在A点，有

R

mg+k-=NA

在〃点，根据牛顿第二定律得

解得

NB=5mg+k—

可知小球在4、〃两点对圆环的压力差为4/咫，故D正确。

故选BD.

9、CD

【解析】

同时使两悬线长度减半，若角度。不变，球间距减半，根据公式二二二不，静电斥力增加为4倍，故重力和静电斥力

的合力方向一定改变，不能在原位置平衡，故A错误；同时使两球的质量和电荷量减半，4球的重力减小为一半，静

电力都减小为四分之一，故重力和静电斥力的合力方向一定改变，不能在原位置平衡，故B错误；同时使4球的质量

和电荷量减半，4球的重力和静电力都减小为一半，故重力和静电斥力的合力方向不变，球能保持平衡，故C正确；

同时使两悬线长度和两球的电荷量减半，球间距减为一半，根据公式二二二台，静电力不变，故重力和静电斥力的合

力方向不变，球能保持平衡，故D正确。所以CD正确，AB错误。

10、ACD

【解析】

AB.相互吸引还是相互排斥，就要看电流是增大还是减小，〃时刻与小时刻，均处于电流减小阶段，根据楞次定律，

可知两环的电流方向相同，则两环相互吸引，A正确，B错误；

C.4时刻，a中电流产生磁场，磁场的变化使b中产生电流，才使两线圈相互作用，根据法拉第电磁感应定律

E=n-----

Ar

可知磁场变化越快，电动势越大，根据闭合电路欧姆定律可知电流也越大，所以，作用力最大的时刻，也就是a中电

流变化最快的时刻；在乙图中，“变化最快”也就是曲线的斜率最大。人时刻斜率为0,因此两线圈没有作用力，则加速

度为零，C正确；

D.虽然打时刻的电流为零，但是根据该点的斜率，电流是变化的，也就是磁通量变化率最大，那么b环中感应电动

势最大，则感应电流最大，D正确。

故选ACDo

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、不需要红600变小大于

【解析】

(1)[1]欧姆表的工作原理

.E.E

Rg+r+R+&Ra+R,

而

即

V

则不用确定出小的值；根据工作原理可求得相应电流对应的电阻值。

(2)[2]右表笔接欧姆档的内部电源的正极，根据所有测量都满足红进黑出向右偏的规律，可知右表笔〃为黑表笔,

左表笔。为红表笔；

网毫安表读数2.5mA是表头满偏电流5mA的一半，有

2R、十及

可知此时的待测电阻值刚好等于欧姆表内阻，有

E3

丁5x10-3。=600。

(3)[4]在毫安表两端并联一个电阻后，有

E1

X—

E2

正+4

E

其欧姆内阻为彳，阻值变小，即中值刻度值变小。

1g

(4)[5]电池电动势减小了，则欧姆调零后，欧姆表的内阻

故欧姆表的内阻减小了，由于欧姆表的中值电阻等于欧姆表的内阻，故实际测量时，当读数为600。，实际电阻是小于

600。的，故测量值大于实际电阻值。

sMh

12>减小一\..

hm(h+s)+Ms

【解析】

(1)[1出减少的重力势能转化成系统的内能和A3的动能，A释放后会撞到滑轮，说明3减少的势能太多，转化成系

统的内能太少，可以通过减小5的质量；增加细线的长度(或增大A的质量；降低8的起始高度)解决。依据解决方

法有：可以通过减小b的质量；增加细线的长度(或增大A的质量；降低〃的起始高度)，故减小3的质量；

(2)[2]根据运动学公式可知：

2ah=v2

2。'§=正

联立解得；

a_s

~a'~~h

(3)[3]8下落至临落地时根据动能定理有：

；(M+m)v2

在笈落地后，A运动到。，有

1,

解得：

Mh

N=­；----；------

s)+Ms

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)"2&；(2)5m

5

【解析】

(1)两滑块由静止释放后，对滑块A进行受力分析，由牛顿第二定律得

Eq-pAmg=ma{

得

4=2m/s2

对B有Eq＜从B^g，故3静止，则

「12

心=5卬~

得

r=ls

设发生第一次碰撞前的瞬间滑块4的速度是%,则

v0=a}t=2m/s

碰后滑块A、8的速度分别是匕、匕，由弹性碰撞得：

由动量守恒定律

+wv2

由能量守恒定律

111

-/HV2-=-WV-2+-WV-2

解得w=0,V2=2m/s

滑块4开始做匀减速直线运动，由牛顿第二定律得

Eq-juRmg=nia2

可解得

a,=-2.5m/s2

设滑块5运动时间，。后停止运动，则

r0=--=0.8s

ci2

1、

L|=—at^=0.64m

1

4=M+5M?=0・8m

由于乙<4，8停止运动时二者仍未发生第二次碰撞，即

I2

&T=5印i

得

2石

="TS

故

5+2亚

%=F=---

5

⑵由⑴知，每次碰撞后8先减速到零，再次与A碰撞，又

2Eq<pAmg+/.iBmg

最终A,8将静止在斜面上，设A下滑的位移为工，由能量守恒得:

Eqx+Eq(x-L)=%，ng•x+为mg(x-L)

解得

x=5m

〃2R2R2I7/7

14、（1）①"2L；②F：③——，力可以忽略；（2）见解析

【解析】

（1）①粒子离开回旋加速器前，做的还是圆周运动，由洛仑兹力提供向心力，根据牛顿第二定律可得

qzB2R2

②设带电粒子在两盒间加速的次数为N,在磁场中有

在电场中有

NqU=—mv

2

第一次进入Di盒中N=L第二次进入Di盒中N=3,可得

4.1

£3

③带电粒子在电场中的加速度为

。=胆