吉安市2023-2024学年高三上学期期末教学质量检测物理试题
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。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
一、选择题(本题共10小题,共46分。第1—7小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,每小题4分;第8—10小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1.如图为太阳内部的一种轻核聚变的示意图,此反应需要超高温;另一种核反应是几个氦核在高温高压的作用下变成一个,此核反应是放热反应。已知的比结合能为E1,的比结合能为E2,光速为c,下列说法正确的是( )
核聚变示意图
A.图像所对应的核反应方程式为
B.另外一种核反应的方程式为
C. 的比结合能小于的比结合能
D.另外一种核反应中的质量亏损为
2.在某一电场中建立一维坐标即x轴,x轴上坐标原点右侧部分区域的电场强度E与坐标x的关系图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.从0至2x0电场强度的方向先向右后向左
B.从0至x0电势降低,从x0至2x0电势升高
C. 1.7x0处的电场强度为0.7E0
D.坐标原点与坐标为2x0处的电势差为1.5E0x0
3.一辆汽车在刹车的过程中做匀减速直线运动,前2s的位移与最后2s的位移之比为2∶1,则汽车刹车的时间为( )
A.3s B.4s C.5s D.6s
4.宇宙中存在一些离其它恒星较远的三星系统,其中一种三星系统如图所中示,三颗恒星位于同一直线上,两颗环绕星甲、丙绕中央星乙在同一半径的圆轨道上运行,假设甲、丙的质量均为m,圆周运动的轨道半径均为R,向心加速度的大小均为a,引力常量为G,下列说法正确的是( )
A.甲对丙的引力大小为 B.甲的速度大小为
C.乙的质量为 D.丙对乙的引力大小为
5.半径为R半圆形的弯曲面固定放置在水平地面上的C点,O是圆心,AB是水平直径,OC是竖直半径,D是圆弧上的一个小孔,∠COD=60°。现让视为质点的小球(直径略小于小孔D的直径)从O点水平向右抛出,经过D(与小孔无碰)落到水平地面的E点,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.小球在D点的速度方向由O指向D
B.小球在D点的速度大小为
C.小球在O点的速度大小为
D.小球由D到E运动的时间为
6.某种介质的横截面如图所示,OAB是以O为圆心、半径为R的圆弧截面,OBCD是直角梯形,OD在AO的延长线上,OD的长度为,,某种单色光从CD边上的E点垂直射入介质,经过O点正好发生全反射,反射光到达弧面上的F点,光在真空中的传播速度为c,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列说法正确的是( )
A. E、O两点之间的距离为
B.光线在此介质中发生全反射的临界角为53°
C.介质对此种单色光的折射率为
D.光线从E到F传播的总时间为
7.如图所示的理想变压器,两个定值电阻的阻值分别为R、4R,加上正弦交流电后两个电阻的功率相等均为P,下列说法正确的是( )
A.原、副线圈的电流之比为4∶1
B.原、副线圈的匝数之比为2∶1
C.交流电源的电压为
D.副线圈的电压为
8.如图所示,长木板静止放置在光滑的水平地面上,物块(视为质点)静止放置在长木板的最右端,让长木板与木块瞬间同时各获得一个水平向右和水平向左的速度,大小均为v0,经过一段时间t0,木块恰好不从长木板的最左端脱离,已知长木板与木块的质量相等,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.木块与长木板刚好不脱离时,两者仍然有速度
B.木块与长木板之间的动摩擦因数为
C.长木板的长度为
D.可以求出长木板与木块的质量
9.如图所示,一列简谐横波在某种均匀介质中沿着x轴的正方向传播,t=0时刻的波形图如图中的实线所示,在经过0.2s的波形图如图中的虚线所示,下列说法中正确的是( )
A.波速的表达式为
B.周期的表达式为
C.若波速为35m/s,则频率为
D.若波速为35m/s,则坐标原点处的质点的振动方程为y=40sin(17.5πt)cm
10.如图所示,间距为d的光滑导轨竖直固定在绝缘地面上,导轨顶端连接定值电阻R,质量为m、电阻忽略不计的金属杆垂直接触导轨,磁感应强度大小为B的匀强磁场与导轨所在的竖直面垂直,先让金属杆从静止开始下落,同时受到竖直向下的恒定的拉力F=mg的作用,重力加速度大小为g,金属杆在运动的过程中始终与垂直导轨垂直且接触良好,金属棒有足够大的下落空间,下列说法正确的是( )
A.金属杆的速度越来越小,加速度越来越大
B.金属杆稳定时的速度为
C.若金属杆从静止开始下落直到稳定时下落的高度为h,则产生的电能为
D.在金属杆下落的高度为d的过程中,经过电阻R的电荷量为
二、非选择题(本题共5小题,共54分)
11.(5分)某同学用如图1所示的实验装置来测量当地的重力加速度,让重物拖着纸带从高处由静止开始下落,打点计时器在重物拖着的纸带上打出一系列的点;实验结束后,选择一条点迹清晰的纸带进行数据测量,用刻度尺只测出如图2所示的两段距离就可以达到实验目的,打点计时器的打点周期为T,回答下列问题:
图1 图2
(1)若A点是自由落体运动的起点,则A、B两点之间的距离为 mm(保留一位有效数字)(假设自由落体运动的加速度为10m/s,打点计时器的打点周期取0.02s);
(2)B点的速度大小为vB= ,F点的速度大小为vF= (均用题中和图中所给的已知物理量符号来表示);
(3)当地的重力加速度g= (用x、n、T来表示),若再测出B、F两点之间的距离为mx,当地的重力加速度可另表示为g= (结果中需含有x、m、n、T)。
12.(9分)实验小组用图甲所示的电路来测量电源的电动势与内阻,图中定值电阻的阻值为R0,电压表的内阻很大,电阻箱R的调节范围足够大。主要的实验步骤如下:
a.先将S闭合,多次改变电阻箱的阻值,记下电压表的对应示数U和电阻箱的阻值R;
b.根据记录的数据,做出的图像如图乙所示。
回答下列问题:
甲 乙
(1)按照图甲所示的实验电路图在下列方框中接好实物图;
(2)写出乙图的函数表达式 (用E、r、R0、U、R来表示);
(3)根据乙图可得r= (用b、R0表示),E= (用a表示),由于 .电源电动势的测量值与真实值相比偏小.
13.(11分)如图甲所示,长度为114cm右端开口、左端封闭的细长玻璃管水平放置,用一段长为38cm的水银柱封住一段长为38cm的理想气体,体的温度为300K;若缓慢的抬高玻璃的左端,如图乙所示,使玻璃管开口向下竖直放置;若缓慢的抬高玻璃的右端,如图丙所示,使玻璃管开口向上竖直放置,当气体的温度增大到一定的值,水银柱的上端正好与管口持平,已知大气压强为76cmHg。
(1)求乙图中水银柱的下端与管口的距离;
(2)求丙图管内气体的温度。
14.(13分)如图所示,内壁光滑的圆弧轨道ABC固定在竖直面内,与在光滑的水平面相切于A点,O是圆心,OA、OB分别是竖直半径和水平半径,∠COB=37°。甲、乙两小球(均视为质点)静置在A点的右侧,乙的质量为3m,现让甲获得一个水平向左的速度2v0,甲、乙发生弹性碰撞,碰刚结束时甲、乙的速度正好等大反向,然后乙从A点进入圆弧轨道向上运动,重力加速度大小为g,sn37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求甲球的质量;
(2)若乙球到达C点(即将离开轨道还未离开轨道)与圆弧轨道间的弹力刚好为0,则圆弧轨道的半径为多少?
(3)在第(2)问中,当乙球运动到B点时,重力的瞬时功率为多少?
15.(16分)如图所示,在平面直角坐标系xOy的第一、四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场,第三象限存在沿x轴正方向电场强度大小为E0的匀强电场,x轴与半圆弧内无电场,半圆弧的半径为R,直径Oa在y轴上,O1是圆心,b是半圆弧的中点。一质量为m、电量为q的带正电粒子(不计重力)在电场中的c点获得沿x轴正方向的初速度沿直线运动到b点,所用的时间为,已知c、b两点间的距离为1.5R。
(1)求粒子从c到b电场力做功的平均功率;
(2)求粒子在c点的速度大小;
(3)若让该粒子从x轴负半轴上的d点以垂直电场方向的速度进入电场(粒子在c、d两点的速度等大),且粒子刚好能经过b点到达y轴,粒子从y轴进入磁场后又正好运动到O点,则该匀强磁场的磁感应强度B为多少?
吉安市高三上学期期末教学质量检测2024.1
物理试题参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D D A C B D C BC BCD CD
1.【答案】D
【解析】图像所对应的核反应方程式为,A项错误;另外一种核反应的方程式为,B项错误;另外一种核反应是放热反应,则反应后的产物比反应之前要稳定,比结合能越大,原子核越稳定,则的比结合能大于的比结合能,C项错误;对另外一种核反应,由能量守恒可得,解得,D项正确。
2.【答案】D
【解析】电场强度是矢量,正负代表方向,由图像看出从0至2x0电场强度一直为正值,则电场强度的方向一直沿x轴的正方向即一直向右,A项错误;沿着电场强度的方向电势逐渐降低,从0至2x0电场强度的方向一直向右,则电势一直降低,B项错误;设1.7x0处的电场强度为E,由一次函数的比例关系可得,解得,C项错误;由电势差与电场强度的关系式可知图像与横轴所围成图形的面积表示电势差,则坐标原点与坐标为x0处的电势差为,D项正确。
3.【答案】A
【解析】设汽车的刹车时间为t,加速度大小为a,由逆向思维可得汽车做初速度为零的匀加速直线运动,结合题意则有,解得,A项正确。
4.【答案】C
【解析】甲对丙的引力大小,A项错误;由可得甲的速度大小为,B项错误;对甲有,综合解得乙的质量为,C项正确;设乙对丙的引力大小F2,对丙有,综合解得,由牛顿第三定律可知,丙对乙的引力大小,D项错误。
5.【答案】B
【解析】小球从O到D点做平抛运动,位移由O指向D,则D点的速度为该类的切线方向,A项错误;由,可得小球在O点的速度大小为,C项错误;小球由O到D的运动时间,从O到E的运动时间为,从D到E的运动时间为,D项错误;小球在D点的速度大小为,B项正确。
6.【答案】D
【解析】由几何关系可得,,则光线在此介质中发生全反射的临界角为,,A、B项错误;介质对此种单色光的折射率为,C项错误;由折射率的定义可得,光线从E到F传播的总时间为,联立可得,D项正确。
7.【答案】C
【解析】由题意可得,则有,A项错误;由变压器的交流比可得,B项错误;由可得,,则,设交流电源的电压为U,由能量守恒可得,综合解得,C项正确;由与联立解得,D项错误。
8.【答案】BC
【解析】设长木板与木块的质量均为m,该过程两者组成的系统动量守恒,由动量守恒可得,则,即木块与长木板刚好不脱离时两者正好都处于静止状态,A项错误;对木块应用动量定理可得,解得,B项正确;由能量守恒定律可得,结合综合解得长木板的长度为,C项正确;在运算的过程中,两者的质量相等都消掉,则无法求出长木板与木块的质量,D错误。
9.【答案】BCD
【解析】由图像看出波长,波向右传播,时间内,波向右传播的距离为,波速为,则波速,A项错误;由可得周期的表达式为,B项正确;由可得当时,波动周期,则频率为,C项正确;坐标原点处的质点的振动方程为,结合综合可得,D项正确。
10.【答案】CD
【解析】金属杆从静止开始下落,速度增大,感应电动势、感应电流增大,安培力增大,由可知,合力减小,加速度减小,A项错误;金属杆从静止开始下落,设稳定时的速度为vm,则有,,,竖直方向由三力平衡可得,结合综合解得,B项错误;若金属杆从静止开始下落直到稳定时下落的高度为h,根据功能关系可得生成的电能为,综合计算可得,C项正确;由,,,综合可得,在金属杆下降的高度为d的过程中,综合可得,D项正确。
11.【答案】(1)2(1分) (2)(1分)(1分) (3)(1分)(1分)
【解析】(1)由结合,,可得;
(2)由图像可知,;
(3)重物从B到F,由加速度的定义式可得,综合可得,钩码从B到F的过程中,由匀变速直线运动的速度位移关系可得,综合可得。
12.【答案】(1)见解析(2分) (2)(2分)
(3)(2分) (2分) 电压表的分流(1分)
【解析】(1)完整的电路连线图如下;
(2)由闭合电路欧姆定律可得,变形可得;
(3)由乙图可得,,综合解得,,由于电压表的分流,电源电动势的测量值与真实值相比偏小。
13.【答案】(1)0(6分) (2)900K(5分)
【解析】(l)由甲图可知,
气体的长度
由乙图可知,
设气体的长度L乙,玻璃管横截面积为S,甲到乙由等温变化规律可得
综合解得
水银柱的下端与管口的距离为
(2)由甲图可知T甲=300K,
由丙图可知
设气体的温度为T丙,玻璃管的横截面积为S,甲到丙由理想气体状态方程可得
综合解得T丙=900K
14.【答案】(1)m(4分) (2)(5分) (3)
【解析】(1)设甲球的质量为M,碰撞刚结束时设甲、乙两球的速度分别为v,v
由弹性碰撞规律可得
综合解得,
(2)设圆弧轨道的半径为R,把乙球在C点的重力分别沿着CO和垂直CO正交分解,则沿着CO方向的分力为
若乙球到达C点(即将离开轨道还未离开轨道)与轨道间的弹力刚好为0,则充当向心力,则有
乙球从A到C由机械能守恒定律可得
综合解得,
(3)乙从A到B由机械能守恒定律可得
乙在B点重力的瞬时功率为
综合可得
15.【答案】(1)(3分) (2)(5分) (3)(8分)
【解析】(1)粒子从c到b电场力做的功为
电场力做功的平均功率为
综合计算可得
(2)设粒子在c点的速度大小为v0,粒子从c到b做匀加速直线运动,加速度大小为
由匀加速直线运动的规律可得
联立解得
(3)粒子从d到b,由类平抛运动的规律可得
粒子到达b点时沿x轴正方向的分速度为,合速度为
综合解得,
分析可得粒子在b点的速度与y轴的负方向成45°角,粒子在b点的速度v方向由b指向a,则粒子从b到a做匀速直线运动,粒子从a点进入磁场
由匀速圆周运动的对称性,粒子在O点的速度与y轴的负方向也成45°角,设圆周运动的半径为r,
由几何关系可得
由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得