2023年高三下學(xué)期物理開(kāi)學(xué)考試卷（云南安徽黑龍江山西吉林五省通用A卷）（解析版）

2023年高三下學(xué)期開(kāi)學(xué)考試卷A物理(滿分110分)選擇題部分(共48分)一、選擇題：本大題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1-5題只有一項(xiàng)符合題目要求，第6-8題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。1．下列敘述正確的是（）A．圖甲是α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置，盧瑟福和他的學(xué)生在該實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子B．利用圖乙研究光電效應(yīng)，滑動(dòng)變阻器的滑片從中點(diǎn)向右移動(dòng)，電流表示數(shù)變小C．圖丙是氫原子能級(jí)圖，用動(dòng)能為12.5eVD．由圖丁可知比結(jié)合能越大，平均核子質(zhì)量越大，原子核越穩(wěn)定【答案】C【解析】A．圖甲是α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置，盧瑟福通過(guò)用α粒子轟擊氮原子放出氫核，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子；他的學(xué)生查德威克研究發(fā)現(xiàn)了中子，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．利用圖乙研究光電效應(yīng)，滑動(dòng)變阻器的滑片從中點(diǎn)向右移動(dòng)，導(dǎo)致正向電壓增大，根據(jù)光電效應(yīng)的特點(diǎn)可知，在光照強(qiáng)度一定的條件下，電路中的電流隨著光電管兩端的正向電壓的增大而增大，直到達(dá)到電路中的飽和光電流，再增大兩端電壓，飽和光電流保持不變，故電流表示數(shù)不可能減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．圖丙是氫原子能級(jí)圖，用動(dòng)能為12.5eV由于E可知?dú)湓涌梢晕针娮拥囊徊糠帜芰堪l(fā)生能級(jí)躍遷，選項(xiàng)C正確；D．原子核的比結(jié)合能越大，則原子核中核子的平均核子質(zhì)量越小，原子核越穩(wěn)定，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。2．如圖所示，圓柱形汽缸開(kāi)口向上，活塞和汽缸中間的固定隔板將汽缸分為兩個(gè)體積相等的氣室，分別密封等質(zhì)量的同種氣體甲、乙。已知汽缸、活塞絕熱，隔板導(dǎo)熱良好，活塞與汽缸壁間無(wú)摩擦，活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將一重物放在活塞上，一段時(shí)間后活塞達(dá)到新的平衡。則（）A．活塞達(dá)到新的平衡過(guò)程中，甲氣體吸熱B．活塞達(dá)到新的平衡后，甲的壓強(qiáng)比乙大C．活塞達(dá)到新的平衡過(guò)程中，甲內(nèi)能減小D．活塞達(dá)到新的平衡后，甲內(nèi)能比乙小【答案】B【解析】ACD．活塞氣缸絕熱，與外界沒(méi)有熱交換，放上物體后，氣體被壓縮，外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能增大，溫度升高，熱量從甲傳向乙，最終甲乙溫度相同，內(nèi)能相等，ACD錯(cuò)誤；B．由理想氣態(tài)狀態(tài)方程可知p最終甲乙溫度相等，乙的體積大，壓強(qiáng)小，甲的體積小，壓強(qiáng)大，B正確。故選B。3．如圖（a）為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0.5s時(shí)刻的波形圖，介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)P、Q此刻離開(kāi)平衡位置的位移分別為0.5A、?0.5A，圖（b）是質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像。下列說(shuō)法正確的是（）A．波沿+x方向傳播，0.5s時(shí)刻P質(zhì)點(diǎn)正在向?y方向振動(dòng)B．波沿?x方向傳播，0.5s時(shí)刻P質(zhì)點(diǎn)正在向+y方向振動(dòng)C．波速為2cm/s，P、Q振動(dòng)方向有時(shí)相同有時(shí)相反D．波速為4cm/s，0.5s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P在加速、質(zhì)點(diǎn)Q在減速【答案】D【解析】AB．由圖b可知，0.5s時(shí)刻Q質(zhì)點(diǎn)正在向-y振動(dòng)，結(jié)合圖a可知，波沿-x方向傳播，則0.5s時(shí)刻P質(zhì)點(diǎn)正在向?y方向振動(dòng)，故AB錯(cuò)誤；CD．由圖a知波長(zhǎng)λ=24由圖b知，周期T=6則波速v=0.5s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P在接近平衡位置，則速度增大，質(zhì)點(diǎn)Q在遠(yuǎn)離平衡位置，則速度減小，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。4．如圖所示，水平光滑長(zhǎng)桿上套有一個(gè)質(zhì)量為mA的小物塊A，細(xì)線跨過(guò)O點(diǎn)的輕小光滑定滑輪一端連接A，另一端懸掛質(zhì)量為mB的小物塊B，C為O點(diǎn)正下方桿上一點(diǎn)，滑輪到桿的距離OC=h。開(kāi)始時(shí)A位于P點(diǎn)，PO與水平方向的夾角為30°，現(xiàn)將A、B同時(shí)由靜止釋放，則下列分析正確的是（）A．物塊A在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大速度為mB．物塊A過(guò)C點(diǎn)后，向右運(yùn)動(dòng)最遠(yuǎn)距離為2hC．PO與水平方向的夾角為45°時(shí)，物塊A、B速度大小關(guān)系vD．物塊A由P點(diǎn)出發(fā)第一次到達(dá)C點(diǎn)的過(guò)程中，物塊B的機(jī)械能先增大后減小【答案】C【解析】A．當(dāng)物塊A運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方C時(shí)，物塊A的速度達(dá)到最大，B速度為零，根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒有m解得vmB．根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒及對(duì)稱性，物塊A過(guò)C點(diǎn)后，向右運(yùn)動(dòng)的最大距離與初始PC間的距離相等，即CPC．當(dāng)PO與水平方向的夾角為45°時(shí)，有v解得vAD．物塊A由P點(diǎn)出發(fā)第一次到達(dá)C點(diǎn)的過(guò)程中，物塊B在豎直方向先向下加速后向下減速，細(xì)線對(duì)物塊B的拉力一直做負(fù)功，所以物塊B的機(jī)械能一直減小，故D錯(cuò)誤。故選C。5．新時(shí)代的中國(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是世界一流的?？臻g段由若干地球靜止軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星組成。已知地球表面兩極處的重力加速度為g0，赤道處的重力加速度為g1，萬(wàn)有引力常量為G。若把地球看成密度均勻、半徑為A．北斗地球同步衛(wèi)星距離地球表面的高度?=B．北斗地球同步衛(wèi)星距離地球表面的高度?=C．地球的平均密度ρ=D．地球的近地衛(wèi)星的周期T【答案】B【解析】AB．物體在地球表面兩極處的重力大小等于物體受地球的萬(wàn)有引力大小mg物體在赤道處隨著地球一起自轉(zhuǎn)，由萬(wàn)有引力與支持力的合力提供向心力GMm聯(lián)立以上解得地球自轉(zhuǎn)角速度ω為ω=北斗地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m'由萬(wàn)有引力提供向心力GM解得?=故A錯(cuò)誤。故B正確；C．根據(jù)密度公式和黃金代換式ρ=M得地球的平均密度為ρ=3地球的近地衛(wèi)星質(zhì)量為m″由萬(wàn)有引力提供向心力GM解得T06．如圖所示，一個(gè)折射率為2的扇形透明體，∠AOB=90°，OC為其角平分線，一足夠?qū)挼钠叫凶瞎馐叫杏贠C從OA面和OB面射入透明體，紫光在真空中波長(zhǎng)為λ，已知真空中光速為c，不考慮AB面反射光的影響，則下列判斷正確的是（）A．在弧AB上沒(méi)有光線射出的弧長(zhǎng)與有光線射出的弧長(zhǎng)之比為1:3B．在弧AB上沒(méi)有光線射出的弧長(zhǎng)與有光線射出的弧長(zhǎng)之比為1:2C．換成折射率大一些的扇形透明體，在弧AB上沒(méi)有光線射出的弧長(zhǎng)與有光線射出的弧長(zhǎng)之比變小D．將紫光換成紅光，在弧AB上沒(méi)有光線射出的弧長(zhǎng)與有光線射出的弧長(zhǎng)之比變小【答案】BD【解析】A．由題意可得，光線的光路如下圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可知，光線以O(shè)A、OB射入的入射角為α=設(shè)其折射角為β，有sin解得C=由幾何關(guān)系可知，越是離AB兩處越近的光線經(jīng)折射后的入射角越大，當(dāng)恰好發(fā)生全反射時(shí)，設(shè)其在弧AB上的法線與OA夾角為θ，則有θ=則弧AD的長(zhǎng)度為AD=根據(jù)對(duì)稱性可知，弧AB上有光線射出的弧長(zhǎng)為16πR，則弧C．換成折射率大一些的扇形透明體，全發(fā)射的臨界角和折射角都變小，角度θ變大，在弧AB上沒(méi)有光線射出的弧長(zhǎng)與有光線射出的弧長(zhǎng)之比大，C錯(cuò)誤；D．將紫光換成紅光，折射率變小，在弧AB上沒(méi)有光線射出的弧長(zhǎng)與有光線射出的弧長(zhǎng)之比變小，D正確。故選BD。7．如圖所示，長(zhǎng)為4l，傾角為37°的光滑絕緣細(xì)桿AD垂直穿過(guò)半徑為l、帶電量為-Q的固定大圓環(huán)圓心O，細(xì)桿上B、O、C三點(diǎn)等分細(xì)桿長(zhǎng)度?，F(xiàn)從細(xì)桿的頂端A無(wú)初速度地釋放一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為+q的套在細(xì)桿上的可視為點(diǎn)電荷的小滑環(huán)。已知靜電力常量為k，重力加速度為g，sn37°=0.6，cos37°=0.8，大圓環(huán)和小滑環(huán)上的電荷均勻分布，小滑環(huán)上的電荷不影響電場(chǎng)分布，則下列說(shuō)法正確的是（）A．小滑環(huán)在D點(diǎn)的速度大小為24B．大圓環(huán)在B點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為kQC．小滑環(huán)從B到C的過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功為10D．小滑環(huán)在B點(diǎn)的加速度大小為2【答案】AD【解析】A．由對(duì)稱性可得庫(kù)侖力做功WAO=?從A到O，由動(dòng)能定理得mg?4l?解得vDB．由題意可知OB=圓環(huán)上電荷分布均勻，取環(huán)上一點(diǎn)，設(shè)其電荷量為Q1該點(diǎn)到B點(diǎn)的距離為r=Q1在B點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，OA方向?yàn)檎较蚪軸，Q1在B點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)在x軸方向的分量為大圓環(huán)在B點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小E=i=1C．由對(duì)稱性可知BC兩點(diǎn)電勢(shì)相等U小滑環(huán)從B到C的過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功WBCD．小滑環(huán)在B點(diǎn)，由牛頓第二定律得qE+mg解得a=2故選AD。8．如圖所示，光滑的足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌寬度L=1m，導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37°，導(dǎo)軌下端電阻R=1.8Ω，導(dǎo)軌放在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。電阻為r=0.2Ω，質(zhì)量為m=0.1kg的金屬棒ab從上端由靜止開(kāi)始下滑，下滑距離為d=9A．金屬棒的最大速度為7.5m/s B．通過(guò)電阻R的電荷量為2.25CC．系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為4.248J D．所用的時(shí)間為2.45s【答案】AD【解析】A．當(dāng)金屬棒最大速度時(shí)受力平衡，根據(jù)平衡條件有BILcos??=mgsinθ又由公式E=BLvm聯(lián)立得B代入數(shù)據(jù)解得vm=7.5m/s故A正確；B．根據(jù)電荷量的計(jì)算公式可得q=其中I所以q=代入數(shù)據(jù)解得q=1.8C故B錯(cuò)誤；從開(kāi)始下滑到達(dá)到最大速度過(guò)程中，對(duì)金屬棒根據(jù)動(dòng)能定理可得mgdsinθ?W安=12mvm2代入數(shù)據(jù)解得克服安培力做的功W安=2.5875J根據(jù)功能關(guān)系可得Q=W安=2.5875J故C錯(cuò)誤；D．取沿導(dǎo)軌向下為正方向，根據(jù)動(dòng)量定理可得mgtsinθ?B其中I代入數(shù)據(jù)解得t=2.45s故D正確。故選AD。非選擇題部分(共62分)二、非選擇題：本大題共5小題，共62分。9．（6分）驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)也可以用其他裝置驗(yàn)證（1）如圖所示，使從斜槽軌道滾下的小球打在正對(duì)的豎直墻上，把白紙和復(fù)寫(xiě)紙附在墻上，記錄小球的落點(diǎn)。選擇半徑相等的小鋼球A和硬塑料球B進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)量出A、B兩個(gè)小鋼球的質(zhì)量m1、m2，其他操作重復(fù)驗(yàn)證動(dòng)量守恒時(shí)的步驟。M'、P'、N'為豎直記錄紙上三個(gè)落點(diǎn)的平均位置，小球靜止于水平軌道末端時(shí)球心在豎直記錄紙上的水平投影點(diǎn)為O'，未放B球時(shí)，A球的落點(diǎn)是P'點(diǎn)，用刻度尺測(cè)量M'、P'、NA．m1y2C．m1y2（2）用如圖裝置也可以驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒，實(shí)驗(yàn)步驟與上述實(shí)驗(yàn)類(lèi)似。圖中D、E、F到拋出點(diǎn)B的距離分別為L(zhǎng)D、LE、A．m1LFC．m1LE（3）如圖所示的水平氣墊導(dǎo)軌上，實(shí)驗(yàn)時(shí)讓兩滑塊分別從導(dǎo)軌的左右兩側(cè)向中間運(yùn)動(dòng)，滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程所受的阻力可忽略，它們穿過(guò)光電門(mén)后發(fā)生碰撞并粘連在一起。實(shí)驗(yàn)測(cè)得滑塊A的總質(zhì)量為m1、滑塊B的總質(zhì)量為m左側(cè)光電門(mén)右側(cè)光電門(mén)碰前TT碰后T3、無(wú)在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式___________，即驗(yàn)證了碰撞前后兩滑塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒。（用測(cè)量的物理量表示）【答案】

A

C

m【解析】（1）平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向上x(chóng)=vt根據(jù)動(dòng)量守恒m水平方向位移x相同，整理得m1y碰撞后球均做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)斜面與水平面的夾角為α，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得Lsinα聯(lián)立解得v可知碰撞前后的速度正比于L，故m可變成驗(yàn)證表達(dá)式m1L若讓兩滑塊分別從導(dǎo)軌的左右兩側(cè)向中間運(yùn)動(dòng)，選取向右為正方向，依題意有m設(shè)遮光片的寬度為d，則v1=dT聯(lián)立可得m10．某實(shí)驗(yàn)小組用如圖（a）所示的電路測(cè)量一個(gè)電動(dòng)勢(shì)E約為9V、內(nèi)阻r在0～15Ω范圍內(nèi)、允許通過(guò)的最大電流為0.9A的電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，虛線框內(nèi)表示的是由量程只有5V、內(nèi)阻為3000Ω的電壓表和電阻箱R1共同改裝成量程為10V的新電壓表。R2是保護(hù)電阻，R3也是電阻箱。（1）電阻箱R1的阻值應(yīng)該調(diào)節(jié)為_(kāi)_____Ω；（2）可備選用的定值電阻有以下幾種規(guī)格，則R2宜選用______；A．150Ω，5.0W

B．10Ω，10W

C．5Ω，1.0W

D．0.5Ω，2.5W（3）該小組利用圖（a）測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，選取R2為（2）中所選擇的定值電阻，將改裝好的新電壓表正確地接在A、C之間。調(diào)節(jié)電阻箱R3，測(cè)出若干R3的阻值和原表頭示數(shù)U1，請(qǐng)寫(xiě)出1U1和（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用描點(diǎn)的方法繪出圖（b）所示的圖像。依據(jù)圖像，可以測(cè)出電源的電動(dòng)勢(shì)E=_V，內(nèi)阻r=______Ω（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮?/p>

3000

B

1U【解析】（1）由題意可知改裝前電壓表U改裝后，電壓表的量程最大值為10V，由于電壓表和電阻箱串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路中電壓與電阻的關(guān)系有U當(dāng)電壓表達(dá)到最大量程10V時(shí)，電壓表兩端電壓達(dá)到最大值5V，帶入數(shù)據(jù)聯(lián)立可得R（2）由題意可知回路中I所以有Rmin=EI（3）該回路中R2和R3串聯(lián)，由于R2的阻值遠(yuǎn)小于改裝后電壓表的阻值，所以可忽略其影響，根據(jù)串聯(lián)電路中電壓的規(guī)律可得E=2整理得1（4）根據(jù)以上表達(dá)式結(jié)合圖像可知k=解得E=8與縱軸的截距0.3=代入數(shù)據(jù)解得r=211．（12分）如圖甲所示，一小球A與輕彈簧相連靜止放置在光滑水平面上，質(zhì)量為2kg的小球B向A運(yùn)動(dòng)，在t=0時(shí)刻接觸彈簧，此后A、B的運(yùn)動(dòng)圖像如圖乙所示。求：（1）小球A的質(zhì)量；（2）彈簧具有的最大彈性勢(shì)能。【答案】（1）mA=1【解析】（1）由圖可知t=0時(shí)，vB0=3m/s，當(dāng)t=2由能量守恒定律有1解得m當(dāng)A、B速度相同，彈簧具有的彈性勢(shì)能最大，設(shè)此時(shí)A、B的速度為v1由動(dòng)量守恒定律有m由機(jī)械能守恒定律有E解得E12．（15分）如圖甲所示，質(zhì)量M＝1kg的薄木板靜止在水平面上，質(zhì)量m＝1kg的鐵塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）靜止在木板的右端，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，已知木板與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.05，鐵塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2＝0.2，重力加速度g＝10m/s2，現(xiàn)給鐵塊施加一個(gè)水平向左的力F。（1）若力F恒為4N，經(jīng)過(guò)時(shí)間1s，鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的左端，求木板的長(zhǎng)度L；（2）若力F從零開(kāi)始逐漸增加，且鐵塊始終在木板上沒(méi)有掉下來(lái)，試通過(guò)分析與計(jì)算，在圖乙中作出鐵塊受到的摩擦力Ff隨力F大小變化的圖象?！敬鸢浮浚?）L=0.5m【解析】（1）對(duì)鐵塊，由牛頓第二定律可得F?對(duì)木板，由牛頓第二定律可得μ設(shè)木板的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，經(jīng)時(shí)間t鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的左端，則x鐵=又x解得L=0.（2）①當(dāng)F≤時(shí)，系統(tǒng)沒(méi)有被拉動(dòng)，靜摩擦力與外力成正比并保持大小相等，即F②當(dāng)F>μ若M、m相對(duì)靜止，鐵塊與木板有相同的加速度a，則F?μ1解得F=2此時(shí)F即F≤所以當(dāng)1N<時(shí)F③當(dāng)F＞3N時(shí)，M、m相對(duì)滑動(dòng)，此時(shí)鐵塊受到的摩擦力