2023年山西省太原市迎泽区金太阳高考物理冲刺试卷（含解析）

2023年山西省太原市迎泽区金太阳高考物理冲刺试卷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
得分
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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
1. 某核反应方程为。已知的质量为，的质量为，的质量为，的质量为，则下列说法正确的是( )
A. 是，该反应释放能量 B. 是，该反应吸收能量
C. 是，该反应释放能量 D. 是，该反应吸收能量
2. 如图所示，在水平地面上方某一高度处，将两个完全相同的小球甲、乙，以大小相同的初速度分别水平抛出和竖直向下抛出。两小球均视为质点，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 小球乙落地时的速度较大
B. 从抛出至落地，重力对小球甲做的功较大
C. 从抛出至落地，重力对小球甲做功的平均功率较大
D. 两小球落地时，小球乙所受重力做功的瞬时功率较大
3. 年月日，“梦天”实验舱与空间站组合体在轨完成交会对接。空间站中供航天员进入太空或从太空返回时用的气密性装置气闸舱的示意图如图所示，座舱和气闸舱的容积相同，中充满压强为的空气视为理想气体，内为真空。当航天员打开阀门后，空气从向扩散，最终达到平衡。若不考虑空气与外界的热交换，则下列说法正确的是( )
A. 空气从向扩散的过程中对外做正功 B. 空气从向扩散的过程中内能减小
C. 空气从向扩散的过程中温度降低 D. 重新平衡后，空气的压强为
4. 某国产电动汽车正在进行性能测试。若该汽车刹车后做匀减速直线运动，第内通过的距离为，最后内通过的距离为，则汽车开始刹车时的速度大小为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示，航天器的正下方有一绳系卫星，、用一长直金属绳连接，卫星、、及金属绳均绕地球做匀速圆周运动，、、金属绳及地心始终在同一直线上，的轨道半径略大于。、、间的万有引力以及金属绳的质量、空气阻力均不计。下列说法正确的是( )
A. 中的航天员处于完全失重状态 B. 的向心加速度小于的向心加速度
C. 的线速度小于的线速度 D. 的角速度大于的角速度
6. 某种电容式话筒的工作原理如图所示，是绝缘支架，是薄金属膜和固定电极形成的一个电容器，当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流。当膜片向左运动时( )
A. 固定电极带正电 B. 电容器的电容变小
C. 电容器正在充电 D. 导线的电流自流向
7. 在如图甲所示的电路中，电动机的额定电压为，灯泡上标有“”，定值电阻的阻值为。当变压器原线圈接如图乙所示的交流电时，电动机和灯泡均正常工作，且电动机的输出功率为。下列说法正确的是( )
A. 变压器原、副线圈的匝数比为：
B. 电动机的额定功率为
C. 电动机的内阻为
D. 若灯泡损坏导致断路，则电动机也会被烧坏
8. 空间存在如图所示相邻的两个匀强磁场，磁场Ⅰ的宽度为，方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为；磁场Ⅱ的宽度为，方向垂直纸面向外。现让质量为、电荷量为的带正电粒子以大小为的水平速度垂直磁场Ⅰ从点射入磁场，粒子在磁场中运动后恰好从磁场Ⅱ的边缘处水平射出。不计粒子所受的重力，取，。下列说法正确的是( )
A. 粒子在磁场Ⅰ中运动的轨道半径为 B. 磁场Ⅱ的磁感应强度大小为
C. 粒子在磁场Ⅱ中运动的周期为 D. 粒子在磁场中运动的总时间为
9. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如：
数据分析。打点计时器在随物体做匀变速直线运动的纸带上打点，纸带的一部分如图甲所示，、、为纸带上标出的连续三个计数点，相邻两计数点之间还有四个计时点未标出。若打点计时器所接交流电源的频率为，则物体运动的加速度大小 结果保留两位有效数字。
实验原理。用橡皮筋、细绳套和弹簧测力计完成“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。若、两同学根据实验数据分别作出的力的示意图如图乙和丙所示，则 填“”或“”同学的实验过程有问题。
实验仪器。用螺旋测微器测量某金属丝的直径，若示数如图丁所示，则该金属丝的直径为 。
10. 小明购置了一辆自行车，该自行车安装有车灯，太阳能电池电动势约为，内阻约为为车灯供电。小明设计了如图所示的电路测量该电池的电动势和内阻，要求测量尽可能准确。除待测电池外，可使用的器材有：
A.电流表量程为，内阻为；
B.电压表量程为，内阻约为；
C.电压表量程为，内阻约为；
D.滑动变阻器最大阻值为；
E.电阻箱最大阻值为；
F.开关，导线若干。
为使测量结果尽可能准确，电压表应选用 填“”或“”。
为将电流表的量程扩大为，电阻箱的阻值应调为 结果保留到小数点后一位。
正确设置、连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器接入电路的阻值，当电压表的示数为时，电流表的示数为；重新调节滑动变阻器接入电路的阻值，当电压表的示数为时，电流表的示数为。根据上述数据可得 、 。结果均保留三位有效数字
11. 某玻璃砖的横截面如图所示，其由半径为的四分之一圆与长方形组成，长为，长为，一束单色光以平行于的方向照射到圆弧面上的点，图中，从边射出。玻璃砖对该光的折射率，光在真空中的传播速度为。求：
光线进入玻璃砖后的折射光线与的夹角锐角；
光在玻璃砖内传播的时间。
12. 如图所示，一匝数为、半径为、质量为、总电阻为的圆形导线圈静止在粗糙绝缘的水平桌面上，其圆心在水平虚线上。左侧存在方向竖直向下且均匀分布的磁场，磁感应强度大小随时间按其中且恒定变化，当时线圈开始运动。重力加速度大小为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
时间内，线圈中产生的感应电流大小和方向；
时间内，线圈中产生的焦耳热；
线圈与桌面间的动摩擦因数。
13. 如图所示，静置在光滑水平地面足够大上的木块由水平轨道与竖直平面内的圆弧轨道组成，水平轨道与圆弧轨道相切于点，其右端固定有水平轻弹簧，弹簧处于自然伸长状态且左端在点；一质量为的滑块视为质点静置在点，滑块与水平轨道上表面间的动摩擦因数为，、两点间的距离为。现对木块施加一个大小为为重力加速度大小、方向水平向左的推力，当滑块到达点时撤去推力。木块与滑块的质量分别为、，圆弧轨道的半径为，点右侧的水平轨道上表面光滑。求：
滑块滑到点时木块的速度大小以及滑块的速度大小；
弹簧的最大弹性势能以及弹簧的弹性势能最大时滑块的速度大小；
滑块第一次滑到圆弧轨道的最高点时的速度大小以及滑块最终与点的距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、根据质量数守恒与电荷数守恒可知，核反应方程为：，所以是，故CD错误；
、由题给条件得核反应中质量亏损为：，所以该反应释放能量，故A正确，B错误。
故选：。
根据质量数和电荷数守恒写出完整的核反应方程，从而判断是哪种原子核，再根据质量是否亏损判断是否为释放能量。
本题考查核聚变反应方程，解决本题的关键是知道核反应的分类，以及理解爱因斯坦质能方程。
2.【答案】
【解析】解：、在同一高度处，将两个完全相同的小球甲、乙，以大小相同的初速度分别水平抛出和竖直向下抛出，根据动能定理有：，可得落地时的速度均为，即两球落地时的速度大小相同，故A错误；
B、两球由抛出到落地过程中，重力对小球做的功均为，因为两球完全相同，所以由抛出到落地过程中，重力对两小球做的功均相等，故B错误；
C.从抛出至落地，重力对小球甲、乙做功的平均功率分别为：，；由于小球甲在竖直方向做自由落体运动，而小球乙在竖直方向做有初速度的匀加速直线运动，所以甲竖直方向的平均速度小于乙竖直方向的平均速度，由公式，可得从抛出至落地甲球运动时间较长，重力对小球甲做功的平均功率较小，故C错误；
D.两小球落地时，两小球落地速度大小相同，但是重力的瞬时功率与竖直分速度有关，设小球甲的速度与竖直方向的夹角为，重力对小球甲的瞬时功率为，重力对小球乙的瞬时功率为，可知乙所受重力做功的瞬时功率较大，故D正确。
故选：。
根据动能定理求出两球落地时的瞬时速度，再根据重力做功特点判断两球重力做功的大小关系；然后求出两球落地时间，根据平均功率公式比较重力的平均功率大小；重力的瞬时功率为重力与竖直方向速度的乘积。
本题关键是理解瞬时功率是指力与沿力的方向上的速度乘积，另外直线运动与曲线运动都可以应用动能定理来解决。
3.【答案】
【解析】解：、中的气体自由扩散膨胀，没有对外做功，故A错误；
B、因为整个系统与外界没有热交换，根据热力学第一定律，可知气体内能不变，故B错误；
C、一定量的理想气体的内能仅仅与温度有关，气体的内能不变，则温度也不变，故C错误；
D.根据玻意耳定律，所以，故D正确。
故选：。
本题是气体绝热自由扩散，为真空，气体不对外做功；根据热力学第一定律分析内能的变化，进而判断出温度的变化；根据一定质量的理想气体状态方程分析压强的变化。
本题考查气体的自由扩散、理想气体的状态方程、热力学第一定律的综合运用，解题关键是要明确气体是自由扩散，还要能够根据热力学第一定律公式分析内能的变化，进而判断出温度的变化，不可认为气体膨胀对外做功。
4.【答案】
【解析】解：汽车做匀减速直线运动末速度为零，其逆过程是初速度为零的匀加速直线运动
最后内的位移，其中，代入数据解得，加速度大小
设初速度为，则刹车后内的位移
其中，，代入数据解得：，故B正确，ACD错误。
故选：。
汽车做匀减速直线运动末速度为零，其逆过程是初速度为零的匀加速直线运动，根据最后内的位移求出加速度大小，然后求出汽车刹车时的初速度大小。
本题主要考查了汽车的刹车问题，理解逆向思维，结合运动学公式即可完成分析。
5.【答案】
【解析】解：、因为、、金属绳及地心始终在同一直线上，所以、的角速度相等，设金属绳拉力为，对、根据万有引力提供向心力可得：
解得：
若航天员处于完全失重状态，则有：，解得，显然，故A错误；
B、卫星和的角速度相同，由可得，故B错误；
C、由可得，故C错误；
D、卫星的角速度大小；对根据向心力计算公式可得：，解得：，故D正确。
故选：。
A、的角速度相等，金属绳有拉力，根据向心力的计算公式达到角速度表达式进行分析；
由、分析加速度和线速度；
求出卫星和的角速度表达式进行分析。
本题主要是考查万有引力定律及其应用，解答本题的关键是知道卫星运动过程中向心力的来源，掌握向心力的计算公式。
6.【答案】
【解析】解：、固定电极与电源负极相连，则极带负电，故A错误；
B、当膜片向左运动时，薄金属膜和固定电极的距离变大，根据电容的决定式知电容变小，故B正确；
、电容始终接在电源的两端，电势差不变，根据知电容变小时，电容器带电量减小，电容器正在放电，所以导线的电流自流向，故C错误，D正确。
故选：。
固定电极与电源负极相连，带负电。当膜片向左运动时，根据电容的决定式判断电容的变化，电容器始终接在电源的两端，两极板间电势差不变，根据，判断其带电量的变化，从而得出导线的电流流向。
解决本题的关键要掌握电容的决定式电容的决定式和电容的定义式，以及知道电容器始终接在电源的两端，电势差不变。
7.【答案】
【解析】解：、因为电动机和灯泡均正常工作，所以变压器副线圈两端的电压
根据题图乙可知变压器原线圈两端的电压
可得变压器原、副线圈的匝数比
故A正确；
B、当灯泡正常工作时，通过灯泡的电流
通过定值电阻的电流
可得通过电动机的电流
因此电动机的额定功率
故B错误；
C、电动机的发热功率
代入数据解得：
故C正确；
D、若灯泡损坏导致断路，则副线圈消耗的功率减小，原线圈输入的功率减小，通过原线圈的电流减小，导致通过副线圈的电流减小，因此电动机的功率减小，不会被烧坏，故D错误。
故选：。
根据有效值的定义求解输入电压的有效值，再根据电动机和灯泡均正常工作，求出变压器副线圈两端的电压，根据求出匝数比；先求出通过灯泡的电流，再求出通过电动机的电流，根据求出额定功率的大小；根据电动机的发热功率求出电动机内阻；灯泡断路后，根据闭合电路欧姆定律求解。
交流电的有效值是根据电流的热效应定义的，电动机是非纯电阻电路，消耗的电功率大于输出的机械功率。
8.【答案】
【解析】解：、粒子在磁场中运动的轨道半径为，故A正确；
B、粒子的运动轨迹如图所示：
由几何关系可知粒子在磁场Ⅱ中做圆周运动的半径为，再结合可得磁场Ⅱ的磁感应强度大小为，故B错误；
C、粒子在磁场Ⅱ中运动的周期为，故C错误；
D、粒子在两磁场中运动时圆弧所对的圆心角均为，粒子在磁场中运动的周期为，故磁场中运动的总时间为，故D正确。
故选：。
根据粒子在磁场中的半径公式求解其轨道半径；做出物体的运动轨迹，根据几何关系可知粒子在磁场Ⅱ中的半径，进而求出磁场Ⅱ中的磁感应强度；根据粒子的周期公式结合其圆心角求解其运动时间。
对于粒子在磁场中运动的问题，做出粒子的运动轨迹是解题的关键，然后借用几何关系得到粒子的轨道半径，即可根据洛伦兹力和牛顿第二定律解得相关物理量。
9.【答案】
【解析】解：刻度尺的最小分度值为，读出、、三点的读数，分别为、、。由于相邻计数点之间还有个计时点没有标出，则时间间隔为：
则根据逐差法，加速度为：
“探究两个互成角度的力的合成规律”实验过程如下：通过两把弹簧秤把细绳套和橡皮筋结点拉至点，记录两弹簧秤示数和两细绳方向，记录结点位置；通过一把弹簧秤把细绳套和橡皮筋结点拉至相同位置，记录弹簧秤示数和细绳方向。结合实验过程和给出的力的图示可知和为第一次操作时记录的数据，为第二次操作时记录的数据。与橡皮筋的拉力等大反向，二力平衡，所以一定与橡皮筋共线，但由于实验误差的存在，和合力不可能与橡皮筋共线，故错误的是同学。
螺旋测微器固定刻度的最小分度值为，读数为，可动刻度的最小分度值为，读数为，则螺旋测微器的读数为：。
故答案为：；；。
确定刻度尺的最小分度值、读出各点读数，根据频率计算出相邻计数点间的时间，根据逐差法计算加速度；
根据探究两个互成角度的力的合成规律的实验过程两个拉力和一个拉力产生的效果相同分析判断；
确定螺旋测微器固定刻度和可动刻度的最小分度值，再读出示数相加即为螺旋测微器读数。
本题考查纸带的数据处理、探究两个互成角度的力的合成规律实验原理和螺旋测微器的读数，要求掌握利用纸带数据根据逐差法求加速度和螺旋测微器的读数方法、探究两个互成角度的力的合成规律实验原理。
10.【答案】
【解析】解：已知太阳能电池的电动势约为，所以为了确保测量尽可能准确，电压表应选择；
电流表的量程扩大为，根据并联电路规律可知，并联电阻中流过的电流，其电压等于电流表两端的电压则有：，解得；
根据闭合电路欧姆定律有
代入数据解得：，。
故答案为：；；；。
根据安全和准确性原则进行分析选择电压表；
根据电流表的改装原理求出电阻箱的阻值；
根据闭合电路欧姆定律列式，代入数据即可求出电动势和内阻的大小。
本题考查测量电动势和内电阻的实验，要注意掌握实验原理，明确实验数据处理的基本方法。
11.【答案】解：光路如图所示，光线射入玻璃砖时的入射角
根据折射定律有：
解得
根据几何关系可得
临界角的正弦值
可得临界角，因此光在边发生全反射。、两点间的距离
G、两点间的距离
光在玻璃砖内传播的速度大小
又
解得
答：光线进入玻璃砖后的折射光线与的夹角为；
光在玻璃砖内传播的时间为。
【解析】作出光在玻璃砖内折射光路图，根据折射定律解答；
当入射角大于临界角时能发生全发射，根据求光传播时间。
本题考查光的折射与全发射，解题关键要知道光的全反射条件，掌握折射率的几个相关公式。
12.【答案】解：根据法拉第电磁感应定律有

由得
根据闭合电路的欧姆定律有
解得：
根据楞次定律判断可知，感应电流方向沿逆时针方向。
当时，线圈仍然处于静止状态，在时间内，线圈中产生的总焦耳热为

解得：
左侧匝线圈受到安培力，有效长度为，则线圈受到的安培力大小为

其中
当时线圈开始运动，线圈受到的静摩擦力达到最大，有
最大静摩擦力为
解得：
答：时间内，线圈中产生的感应电流大小为，感应电流方向沿逆时针方向；
时间内，线圈中产生的焦耳热为；
线圈与桌面间的动摩擦因数为。
【解析】根据法拉第电磁感应定律求出线圈中产生的感应电动势，再根据闭合电路的欧姆定律求解感应电流大小，由楞次定律判断感应电流方向；
根据焦耳定律求解线圈中产生的焦耳热；
当时线圈开始运动，线圈受到的静摩擦力达到最大，根据安培力公式和平衡条件相结合求解线圈与桌面间的动摩擦因数。
本题是电磁感应与力学知识的综合应用，它们之间的桥梁是安培力，求解安培力时要注意线圈的匝数。
13.【答案】解：对木块施加一个大小为为重力加速度大小、方向水平向左的推力，由牛顿第二定律可知，木块向左做加速运动，滑块在木块的摩擦力作用下，向左也做加速运动，对木块则有：
代入题设数据得：
对滑块则有：
由题意可知，滑块相对木块向右运动，设滑块到达点时所用时间为，则有：
代入解得：
可得木块的速度大小为：
滑块的速度大小为：
当滑块相对木块静止时，即滑块与木块共速时，弹簧的弹性势能最大，当滑块到达点时撤去推力后，滑块向右压缩弹簧，则有滑块与木块产生完全弹性碰撞，滑块与木块组成的系统动量守恒。
取向左方向为正方向，可得：
解得：
将以上结果代入得：
由机械能守恒定律，则有：
代入解得：
滑块被弹出，滑块第一次滑到圆弧轨道的最高点时，由功能关系可得：
代入解得：
滑块还具有竖直向上的速度，因此则有：
代入以上结果得：
由能量守恒定律可得：
解得：
那么：
由计算结果可知滑块最后停在距点的地方。
答：滑块滑到点时木块的速度大小为，滑块的速度大小为；
弹簧的最大弹性势能为，弹簧的弹性势能最大时滑块的速度大小为；
滑块第一次滑到圆弧轨道的最高点时的速度大小为，滑块最终与点的距离为。
【解析】对木块和滑块由牛顿第二定律求加速度，根据位移时间公式和题设条件求两物体的速度；
根据动量守恒定律求弹簧压缩最短时的共同速度，再根据机械能守恒定律求最大的弹性势能；
根据功能关系和速度的合成求滑块到最高点的速度，由能量守恒求最终停止的位置。
本题是板块连接体模型在力学三大知识的综合，考查动量守恒定律、能量守恒、功能关系和动力学应用的应用问题，对于涉及两个及以上相互作用的物体，首先要考虑能否运用守恒定律研究。
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