高中试卷答案网安丘市2022-2023学年高三下学期3月过程检测
物理试题
2023.03
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3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.科学家利用天然放射性的衰变规律，通过对目前发现的古老岩石中铀含量来推算地球的年龄，铀238的相对含量随时间的变化规律如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.铀238发生α衰变的方程为
B.2000个铀核经过90亿年，一定还有500个铀核未发生衰变
C.铀238（）最终衰变形成铅206（），需经8次α衰变，6次β衰变
D.测得某岩石中现含有的铀是岩石形成初期时的一半，可推算出地球的年龄约为90亿年
2.某学习小组在做杨氏—双缝干涉实验时，以白光为光源，在屏幕上观察到了清晰的彩色干涉条纹。之后进行了多次实验探究，根据所学知识以下实验现象可能出现的是（ ）
A.在双缝前加红色滤光片，发现清晰的干涉条纹，后换用紫色滤光片，屏上呈现的条纹的间距将变大
B.若在双缝中的一缝前放一红色滤光片，在另一缝前放一紫色滤光片，屏上将呈现红紫相间的条纹
C.在双缝前加紫色滤光片，再遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的紫色条纹
D.在双缝后加装一个偏振片，则干涉条纹的间距变窄，亮纹的亮度减弱
3.智能手机能通过光线传感器进行屏幕亮度自动调节，光线传感器的工作原理是光电效应。如图甲为研究光电效应规律的装置，图乙为三种光照射下光电流I与电压U的关系，图丙为该光电管遇止电压与入射光频率v的关系，其中光电子的电荷量为e。下列说法正确的是（ ）
图甲 图乙 图丙
A.图甲装置闭合开关，向右移动滑动变阻器滑片，电压表和电流表示数一定增大
B.图乙中若I光为紫光，II光可能是绿光，且I的光强比III的大
C.图丙代表电极K金属材料的截止频率为
D.图丙得出普朗克常量为
4.一列简谐横波在时的波形如图甲所示，P是平衡位置在处的质点，Q是平衡位置在处的质点；质点Q的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
图甲 图乙
A.该列波沿x轴正方向传播
B.在时，质点P向y轴正方向运动
C.在到为，质点P通过的路程为20cm
D.质点P的振动方程为
5.在四冲程内燃机的奥托循环中，一定质量的理想气体经历两个绝热和两个等容的循环过程，从状态a依次经过状态b、c和d后再回到状态a，其P-V图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.气体在状态a时的内能等于状态b时的内能
B.气体分子的平均动能
C.在由状态c到d的过程中，单位时间内气体分子对气缸壁单位面积的碰撞次数一定减小
D.在由状态a经b到c的过程中，气体吸收的热量小于由状态c经d到a过程中放出的热量
6.如图所示，假设火星表面的重力加速度为g0，其第一宇宙速度为，质量为的探测器绕火星做匀速圆周运动，与火星表面的距离是火星半径的0.5倍，若质量为m的绕行天体距离质量为M的中心天体球心的距离为r时，绕行天体的引力势能为，万有引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A.火星的质量为 B.探测器的角速度为
C.探测器的动能为 D.探测器的引力势能为
7.小朋友吹气球的情景如图所示，因肺活量小，她只能把气球从无气状态吹到500mL，此时气球内空气压强为。捏紧后让妈妈帮忙，为了安全，当气球内压强达到、体积为8L时立即停止吹气。已知妈妈每次能吹入压强为、体积为2265mL的空气，若外界大气压强为，整个过程无空气泄露且气球内温度不变，则妈妈吹入气球内的空气质量与小朋友吹入气球内空气质量的比值约为（ ）
A.17 B.18 C.20 D.21
8.如图甲，水平地面上有一长木板，将一小物块放在长木板上，给小物块施加一水平外力F，通过传感器分别测出外力F大小和长木板及小物块的加速度a的数值如图乙所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则以下说法正确的是（ ）
图甲 图乙
A.小物块与长木板间的动摩擦因数 B.长木板与地面间的动摩擦因数
C.小物块的质量 D.长木板的质量
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9.手机无线充电技术越来越普及，图甲是使用220V正弦交变电源的手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示。其中S为探测开关，如果手机支持无线快充，则S与1接通，此时送电线圈和受电线圈的匝数比，手机两端的电压为9V，充电功率为27W；若手机不支持快充，则S与2接通，此时送电线圈和受电线圈的匝数比，手机两端的电压为5V，充电功率为5W。送电线圈所接的电阻为，开关1所接电阻为，开关2所接电阻为，若把装置线圈视为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A. 的值为17Ω B. 的值为36Ω
C.快速充电时，送电线圈的输入功率为180W D.快速充电时，ab间输入功率为200W
10.如图所示，正方体，E、F、G、H分别是AD、、CD、中点，A点和点分别放置带电量为+q和的点电荷，正方体不会对电场造成影响，取无穷远电势为零，关于该电场，下列说法正确的是（ ）
A. 、C电势相同
B. 、D点电场强度相同
C.带正电的试探电荷从G点沿直线到H点电势能不变化
D.带正电的试探电荷从E点沿直线到F点电势能先减小后增大
11.如图所示，质量均为的A、B两个物体之间连接一劲度系数为的轻质弹簧，弹簧始终处于竖直状态，一质量为的小球从距离B为的位置自由落下。小球与B碰撞后一起向下运动，但小球与B没有粘连在一起。已知重力加速度。忽略空气阻力。则在整个运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A.小球在整个运动过程中，还会再回到释放的位置
B.小球与B一起向下运动过程中，小球与物块B的机械能减小
C.小球与B分离时，弹簧处于原长状态A
D.物块B第一次回到原位置时，小球与B之间作用力为5N
12.如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ倾斜放置，与水平面夹角α，导轨通过单刀双掷双关与电阻R和电容器C相连，导体棒ab垂直于导轨放置，且接触良好，整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，电容器电容耐压值足够大，导体棒和导轨电阻不计，ab棒由静止释放。若开关接1，ab棒的速度为v，电容器储存的电场能E；若开关接2导体棒受到的安培力F，通过电阻的电荷量q，它们随时间变化的图像可能正确的是（ ）
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.（6分）已知物体受到流体的阻力与其速度有关，物体运动速度越大，阻力也越大。某兴趣小组希望通过研究气球运动得到气球受空气阻力f与其运动速度v的定量关系。他们将重物悬挂于气球下方，并用天平称得总质量为m。一名同学在刻度尺的上方释放气球，另一名同学用手机在刻度尺前拍摄视频，并得到分帧照片。下面图片为照片错开相等距离叠加而成。已知相邻两帧照片之间的时间间隔为T，气球体积V，空气密度ρ，重力加速度为g，请回答一下问题：
（1）气球做哪种运动；
（2）为尽量精确得出f与v的关系，需要选择哪段过程进行研究 （用刻度尺上相应位置表示）；此时气球受空气阻力大小f= ，运动速度大小v= ；
（3）下图为该兴趣小组换用不同的重物重复多次实验得出的关系图像，由此可知气球受空气阻力大小f与其运动速度大小v的关系是 。
14.（8分）某实验兴趣小组在实验室中测量电压表V的内阻，实验所提供的器材有：
A.直流电源（电动势E约4V，内阻不计）
B.电压表V（量程为）
C.滑动变阻器（阻值变化范围为0~20Ω）
D.电阻箱R（阻值可调范围为0~9999Ω）
E.定值电阻
F.定值电阻
G.开关及导线若干
该小组同学设计了如图所示电路，并进行了如下操作：
（1）小组按图所示电路图连接电路
（2）先调整电阻箱电阻为0Ω，然后调节滑动变阻器使电压表示数达到较大的；
（3）保持滑动变阻器位置不变，调整电阻箱阻值，记录下电阻箱的阻值R和电压表的示数U；
（4）计算电压的倒数，画出图像。
请完成下列问题：
（1）用笔画代替导线将实物图补充完整；
（2）定值电阻应选择 （选填“R2”或“R3”）；
（3）此实验中的图象如图所示，由图象知U0= V；R测= Ω；
（4）在严格操作的情况下，测量出的电压表内阻的测量值R测 （选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。
15.（7分）某柱状光学器件横截面如图所示，OP右侧是以O为圆心、R为半径的圆弧，左侧是直角梯形，AP长为R，AC与CO夹角为，B为AC中点。一细激光束沿水平方向入射到B点，器件介质对光的折射率为，求：
（1）激光束射出柱状光学器件时的方向；
（2）激光束在柱状光学器件传播所用的时间。
16.（9分）某水上滑梯的简化结构图如图所示。总质量为m的滑船（包括游客），从图甲所示倾角的光滑斜轨道上A点由静止开始下滑，到达B点时，进入一段与斜轨道相切的半径的光滑圆弧轨道BC，C点为与地面相切的圆弧轨道最低点，在C点时对轨道的压力为1.8mg，之后轨道扭曲（D与BC不在同一个竖直面内），划船从D点沿切线方向滑上如图乙所示的足够大光滑斜面abcd，速度方向与斜面水平底边ad成夹角。已知斜面abcd与水平面成角，最后滑船由斜面水平底边ad上的E点进入水平接收平台，已知DE长，g取10。求：
（1）A点距离地面高度H；
（2）滑船运动到D点的速度大小vD及从D点到E点的运动时间t。
甲 乙
17.（14分）M、N为竖直放置的两金属板，两板间电压为U，S板为记录板，分界面QP将N、S间区域分为I、II、III三部分，其中I区宽度均为d，M、N、P、Q、S所在平面相互平行，a、b为M、N上两正对的小孔。以a、b所在直线为z轴，向右为正方向，取z轴与S板的交点O为坐标原点，以平行于S板水平向里为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向，建立空间直角坐标系Oxyz。区域I、II内分别充满沿x轴正方向的匀强磁场和沿y轴负方向的匀强电场，磁感应强度大小、电场强度大小分别为和E。区域III内充满沿z轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B2。一质量为m、电荷量为+q的粒子，从a孔以初速度进入电场，经b孔进入磁场，经P面上的c点（图中未画出）进入电场后，从Q面上的f点（f点与c点等高）进入III区，经1/4个周期打到记录板S上。不计粒子重力，求粒子：
（1）在磁场中做圆周运动的半径R以及c点到z轴的距离L；
（2）从离开N板到打到板S所用的时间；
（3）打到记录板上的位置x、y坐标（用R、d表示）。
18.（16分）如图所示，质量为的工件甲静置在光滑水平面上，其上表面由光滑水平轨道AB和四分之一光滑圆弧轨道BC组成，两轨道相切于B点，圆弧轨道半径，质量为的小滑块乙静置A点。不可伸长的细线一端固定于O点，另一端系一质量为的小球丙，细线竖直且丙静止时O到球心的距离为。现将丙向右拉开至细线与竖直方向夹角为并由静止释放，丙在O正下方与乙发生弹性碰撞（两者不再发生碰撞）。已知重力加速度大小为，不计空气阻力。
（1）求丙与乙碰后瞬间各自速度的大小；
（2）求乙落回轨道后，乙对甲压力的最大值；
（3）更换一未知半径的光滑圆弧轨道BC，其他条件不变，求乙运动过程的最高点与A点间的高度差。
物理答案及评分标准
2023.03
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3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 2.C 3.D 4.C 5.C 6.A 7.A 8.B
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9.AC 10.BC 11.BCD 12.AC
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.【答案】（1）先做加速度减小的加速直线运动，后做匀速直线运动（1分）
（2），mg，
（3）正比（1分）
14.【答案】（1）实物图如右图所示（2分）；
（2）R2（2分）；
（3）2.5（1分），4000（1分）；
（4）大于（2分）。
15.【解析】（1）该激光束光路图如下图所示：
由可得：
所以
因为
所以
由可得：
激光束射出柱状光学器件时的方向水平向右
（2）该激光束在柱状光学器件中的传播速度为
由可得：
该激光束在柱状光学器件中的光程为：
传播时间：
16.【解析】（1）滑船从A点滑到C点时，由机械能守恒定律
可知
在C点时由牛顿第二定律可得
解得
（2）滑船在斜面上做类平抛运动，在斜面上只受重力和斜面的支持力，
则运动的加速度大小
沿斜面ab方向：
沿斜面ad方向：
以上三式联立得：
17.【解析】（1）粒子在M、N间加速，由动能定理有
①
②
粒子在N、P间做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力：
③
c点到z轴的距离L，其中R1由④式给出
④
（2）粒子所做圆周运动对应的圆心角
⑤
粒子所做圆周运动的角速度为： ⑥
粒子所做圆周运动所用时间为，其中θ由⑥式给出： ⑦
粒子在P、Q间做类斜上抛运动： ⑧
⑨
粒子在Q、S间在x-y平面内以速度vsinθ做匀速圆周运动，沿z轴方向以速度vcosθ做匀速运动
⑩
（3）
，
18.【解析】（1）丙向下摆动过程，由机械能守恒：
丙与甲碰撞过程：
由动量守恒得：
由机械能守恒得：
解得碰后瞬间：
丙速度大小：
乙速度大小：
（2）乙从C点离开时，因甲、乙水平速度相同，故乙从C点落回。当乙回到B点时，乙对甲压力最大。设此时甲速度大小为v甲1，乙的速度大小为v乙1。
从丙与甲碰撞结束至乙回到B点过程中
由动量守恒得：
由机械能守恒得：
可得：，
即乙相对甲以，向右运动
设此时甲对乙的弹力为FN，
由牛顿第二定律得：
解得：
由牛顿第三定律知，乙对甲压力的最大值
（3）乙从C点离开时，甲、乙水平速度相同，设甲速度为v甲2
从丙与乙碰撞结束至乙从C点离开甲过程
甲、乙水平方向动量守恒：
解得：
若BC段的半径较小，乙能从C点离开时
设乙从C点离开时乙竖直方向速度大小为vy，从丙与乙碰撞结束至乙从C点离开甲过程中，由机械能守恒得：
设从乙离开C至最高点：
若BC段的半径较大，乙不能从C点离开，则上升至最高点时甲乙速度相同，由机械能守恒得：
解得：
综上所述，乙运动过程的最高点与A点间的高度差为3.75m。