2022~2023学年安徽省滁州市高三质量检测考试
物理试卷
一、单选题（本大题共5小题，共30分）
1. 个铀核原子质量为放出一个粒子原子质量为后衰变成钍核原子质量为，已知原子质量单位，相当于，则下列说法正确的是
A. 该核反应属于裂变反应
B. 一个铀核衰变释放的核能为
C. 则该核衰变反应的方程为
D. 放射性元素的半衰期受环境温度、压强等因素的影响
2. 如图所示，甲为沿轴传播的一列简谐横波在时刻的波动图象，乙图为参与波动的质点的振动图象，则下列判断正确的是( )
A. 质点振动的速度大小为
B. 经过时间，质点的位移为
C. 经过时间，质点沿波的传播方向向前传播
D. 该波在传播过程中若遇到的障碍物，能发生明显衍射现象
3. 图甲是某人站在接有传感器的力板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，图中的小黑点表示人的重心．图乙是力板所受压力随时间变化的图像，取重力加速度根据图像分析可知
A. 人的重力可由点读出，约为
B. 到的过程中，人先处于超重状态再处于失重状态
C. 点是人在双脚离开力板的过程中，上升最高的点
D. 人在点对应时刻的加速度小于在点对应时刻的加速度
4. 如图所示的平面内有、、、、五点，平面内存在匀强电场，电场方向与该平面平行，其中平行于，点为的中点，，点的电势，点的电势，点的电势，电子的电量为，下列说法正确的是
A.
B.
C. 电子在点的电势能
D. 将电子从点移到点电场力做的功为
5. 如图甲所示，理想变压器、副线圈的匝数之比为：原线圈接入交流电源，其电动势与时间呈正弦函数关系如图乙所示，副线圈接的负载电阻．下述结论正确的是( )
A. 原线圈中电流表的示数为
B. 副线圈中电压表的示数为
C. 交流电源电动势的表达式为
D. 原线圈的输入功率为
二、多选题（本大题共3小题，共18分）
6. 有一边长为、质量为、总电阻为的正方形导线框自磁场上方某处自由下落，如图所示。区域Ⅰ、Ⅱ中匀强磁场的磁感应强度大小均为，二者宽度分别为、，且。导线框恰好匀速进入区域Ⅰ，一段时间后又恰好匀速离开区域Ⅱ，重力加速度为，下列说法正确的是( )
A. 导线框离开区域Ⅱ的速度大于
B. 导线框刚进入区域Ⅱ时的加速度大小为，方向竖直向上
C. 导线框进入区域Ⅱ的过程产生的焦耳热为
D. 导线框自开始进入区域Ⅰ至刚完全离开区域Ⅱ的时间为
7. 如图所示，在地球赤道上有一建筑物，赤道所在的平面内有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动，其周期为，与地球自转方向相同；已知地球的质量为，地球的自转周期为，引力常量为，当卫星在建筑物的正上方计时开始，下列说法正确的是
A. 卫星离地球表面的高度大于同步卫星离地球表面的高度
B. 由题中的条件能求出卫星做匀速圆周运动的向心加速度
C. 至少经过时间，卫星仍在建筑物的正上方
D. 至少经过时间，建筑物与卫星相距最远
8. 如图所示，质量为的物体沿倾角为的固定斜面匀减速上滑了距离，物体加速度的大小为，重力加速度取在此过程中( )
A. 物体的重力势能增加了 B. 物体的机械能减少了
C. 物体的动能减少了 D. 斜面克服摩擦力做了功
三、实验题（本大题共2小题，共15分）
9. 在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：
待测金属丝：阻值约为，额定电流约；
电压表：量程，内阻约；
电流表：量程，内阻约；量程，内阻约为；
电源：电动势，内阻不计
滑动变阻器：最大阻值约；最大阻值约；
螺旋测微器；毫米刻度尺；开关；导线。
用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为__________。
为使测量尽量精确，且金属丝两端电压能从零开始调节，电流表应选__________、滑动变阻器应选__________均填器材代号，
在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据要求完成剩余部分的连接。
10. 某同学用如图乙所示的实验装置进行如下操作：
实验前，用螺旋测微器测出遮光条的宽度，示数如图甲所示，则遮光条的宽度为________．
实验步骤如下：
第步：按照如图乙所示安装实验器材，两光电门固定在木板上，且光电门和距离较远；
第步：通过调整小沙桶内细沙的质量，直至给小滑块一个沿木板向上的初速度，小滑块匀速上滑，即观察到遮光条经过两光电门时的挡光时间相等为止，此时小沙桶和桶内细沙的质量为；
第步：实验测得小滑块和遮光条的总质量，两光电门间的距离为，重力加速度为在小沙桶中再加入质量为的细沙，把小滑块从木板底端位置由静止释放，记录遮光条通过光电门、时，遮光条遮光时间分别为、，以及遮光条从光电门到光电门的时间为．
如果表达式________成立，则牛顿第二定律得到验证；
如果表达式________成立，则动能定理得到验证；
如果表达式________成立，则动量定理得到验证．均用整个题目中的字母表示
四、计算题（本大题共3小题，共47分）
11. 如图甲所示，一圆柱形导热气缸水平放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体，此时封闭气体的绝对温度为活塞与气缸底部相距；现将气缸逆时针缓慢转动直至气缸处于竖直位置，如图乙所示，此时活塞与气缸底部相距；现给气缸外部套上绝热泡沫材料未画出且通过电热丝缓慢加热封闭气体，当封闭气体吸收热量时，气体的绝对温度上升到已知活塞的横截面积为，外界环境温度恒为，大气压强为，重力加速度大小为，不计活塞与气缸的摩擦。求：
活塞的质量；
加热过程中气体内能的增加量。
12. 如图，在区域Ⅰ内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，区域Ⅱ内存在与轴正向成斜向右上方的匀强电场。一质量为、电荷量为的粒子某时刻从轴上的点以速度沿轴正方向射入区域Ⅰ，粒子离开区域Ⅰ时，速度方向与轴正向的夹角为，再经过一段时间，粒子从轴上的点垂直轴离开区域Ⅱ。不计粒子的重力。求：
磁感应强度的大小；
点横坐标。
13. 如图所示，在水平地面上静置一质量为的木板，在木板的上面右侧放置一质量为的木块可视为质点。木块与木板之间的动摩擦因数，木板与地面之间的动摩擦因数。一个底面光滑、质量也为的物块以速度与木板发生弹性碰撞。重力加速度取。
求碰后瞬间木板获得的速度大小；
在木块与木板相对运动的过程中，若要保证木块不从木板上滑下，求木板的最小长度。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
根据质量亏损，结合爱因斯坦光电效应方程求出释放的核能；放射性元素的半衰期不受环境温度、压强等因素的影响；
解决本题的关键知道在核反应过程中电荷数守恒、质量数守恒，以及掌握爱因斯坦质能方程。
【解答】
A.该核反应属于原子核的衰变反应，故A错误；
B.根据质量亏损；衰变释放的核能；故B错误；
C.在核反应过程中电荷数守恒、质量数守恒，故该核衰变反应的方程为，故C正确；
D.放射性元素的半衰期不受环境温度、压强等因素的影响；故D错误；
故选C。
2.【答案】
【解析】
【分析】
点做简谐振动，其速度随时间变化；由图乙可分析经过时间，质点的位移；由波动图象读出波长，由振动图象读出周期，求出波速，由可以求出经过时间波沿波的传播方向向前传播的距离，而质点并不向前传播；根据波长与障碍物尺寸的关系分析能否发生明显的衍射现象。
根据波动图象能读出波长、由质点的振动方向判断波的传播方向，由振动图象读出周期和质点的振动方向等等，都学习振动和波部分应具备的基本能力，要加强训练，熟练应用。
【解答】
A.点做简谐振动，其速度随时间变化，无法判断质点振动的速度大小，故A错误；
B.在乙图上读出时刻质点的位移为零，故B错误；
C.简谐横波沿轴传播，质点只在自己的平衡位置附近上下振动，并不波的传播方向向前传播，故C错误；
D.由于该波的波长为，所以该波在传播过程中若遇到的障碍物，能发生明显的衍射现象，故D正确。
故选D。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了牛顿第二定律的应用，根据题意分析清楚人的运动过程，根据图乙所示图象分析清楚人对力板压力变化过程是解题的前提与关键，应用基础知识即可解题。
【解答】
A.开始时人处于平衡状态，人对传感器的压力约为，人的重力也约为，故A错误；
C.当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度，点时人对地的压力最大，并没离开地面，故C错误；
B.到的过程中，人先处于失重状态再处于超重状态，故B错误；
D.由图乙所示图象可知，在点人对力板的压力约为，力板对人的支持力约为，人所受合力约为；在点，人对力板的压力约为，力板对人的支持力约为，人受到的合力约为，人在点受到的合力小于在点受到的合力，由牛顿第二定律可知，人在点的加速度大小小于在点的加速度大小，故D正确。
故选D。
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查电势、电势能、电势差与场强的关系、电场力做功与电势能变化的关系，难度不大。
根据两点的电势求点电势；根据电势差与场强的关系知，然后求出点电势；由电势能与电势的关系求解电势能；由电场力做功与电势能变化的关系求电场力做的功。
【解答】
A.点的电势，点的电势，则；故A错误；
B.，则；故B正确；
C.电子在点的电势能；故C错误；
D.将电子从点移到点电场力做的功为；故D错误。
故选B。
5.【答案】
【解析】
【分析】
由图乙可知输入电源的最大值及周期，则可求得交变电流的表达式；再根据变压器原理可求得副线圈中电压表值；由欧姆定律求得电流值，由功率公式可求得功率
本题考查变压器原理及交流电的性质，明确在求功率及电压表测量值均为有效值
【解答】
、输入电源的有效值为；则由电压与匝数成正比解得，副线圈电流，所以原线圈中电流表的示数为；故AB错误；
C、由图乙可知，电源的最大值为；周期为，则交流电源电动势的表达式为：；故C正确；
D、功率；而输入功率等于输出功率，故输入功率为；故D错误；
故选：
6.【答案】
【解析】
【分析】
根据线框在进入区域时做匀速运动，所以重力和安培力相互平衡，即可求解进入区域的速度；根据动能定理即可求解导线框进入区域Ⅱ的过程产生的焦耳热。
本题主要考查导线框切割磁感线运动，解题的关键在于根据导线框的运动状态得出受力的情况，同时熟练的运用动能定理求解回路中产生的焦耳热。
【解答】
A.假设导线框进入区域中的速度为，由于导线框恰好匀速进入区域，则有，解得；因为一段时间后又恰好匀速离开区域Ⅱ，则满足，解得，所以导线框离开区域Ⅱ的速度等于，故A错误；
B.导线框恰好匀速进入区域，所以导线框刚进入区域Ⅱ时，两个边都切割磁感线，根据右手定则可得出，电流方向为顺时针，所以，又有两个边都受到竖直向上的安培力，所以，则合外力大小为，方向竖直向上，加速度大小为，方向竖直向上，B错误；
C.从导线框进入区域Ⅱ的过程中，由动能定理可得，且，所以导线框进入区域Ⅱ的过程产生的焦耳热为，故C正确；
D.设导线框在区域中的运动时间为，回路中的平均感应电流为，线框进入区域Ⅱ的过程中时间为，回路中的平均感应电流为，线框匀速后到完全出区域Ⅱ的过程中时间为，回路中的平均感应电流为，导线框自开始进入区域至刚完全离开区域Ⅱ的过程中，在导线框从区域进入区域Ⅱ的过程中受到两个安培力作用，则由动量定理可得，其中，，，联立解得，故D正确。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查卫星的运动规律。根据万有引力提供向心力和向心加速度，结合该卫星和地球同步卫星的周期关系可以判断高度的关系和向心加速度大小；仍在的正上方 ，相等的时间卫星比地球多转一圈，可求得时间；与相距最远，相等的时间卫星比地球多转半圈，可求得时间。
【解答】
A.对卫星，由万有引力提供向心力得，，解得。由于同步卫星的周期与地球自转周期相同，而，所以卫星离地的高度小于同步卫星离地的高度，故A错误；
B.对卫星，由万有引力提供向心力得，联立解得，则知能求出卫星做匀速圆周运动的向心加速度，故B正确；
C.再次在的正上方时，由角度关系得，解得，故C正确；
D.与相距最远，即、在地球两边。与第一次相距最远时，由角度关系得，解得，故D错误。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题关键是对物体受力分析后，根据牛顿第二定律求解出摩擦力，然后根据功能关系多次列式求解。
【解答】
A、重力势能的增加量等于克服重力做的功，故：，故A错误；
B、对物体受力分析，受重力、支持力、滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有
，解得：，
机械能变化量等于除重力外其余力做的功，故，故B正确；
C、根据动能定理，有，故C正确；
D、斜面不动，故斜面克服摩擦力做功为零，故D错误；
故选BC。
9.【答案】都可；； ；
【解析】
【分析】
螺旋测微器精确度为，需要估读，读数时注意半毫米刻度线是否露出；
合理选择实验器材，先选必要器材，再根据要求满足安全性，准确性，方便操作的原则选择待选器材，进行实物连接。
本题考查了测定金属的电阻率；实验电路所用器材的要求要熟练掌握，读数的要求，误差来源的分析，变阻器的分压与限流式区别要弄清楚。
【解答】
从图中读出金属丝的直径为；
电压表量程，为使电流表指针偏转角度超过，故电流表选A； 为测多组实验数据使测量尽量精确，滑动变阻器采用分压式，滑动变阻器应选择；
待测金属丝电阻较小，大内小外，故电流表用外接法；
电路如图所示：
。
10.【答案】；
；
；
。
【解析】
【分析】
熟悉螺旋测微器的读数规则结合图甲得出对应的示数
根据遮光片的宽度与经过光电门的时间可以求出滑块经过光电门时的速度，然后根据牛顿第二定律得到表达式；
根据实验原理结合动能定理得出表达式；
根据实验原理结合动量定理得出表达式。
【解答】
螺旋测微器的分度值为，需要估读到分度值的下一位，则螺旋测微器的示数：
在小沙桶中再加入质量为的细沙后，系统受到的合外力等于，滑块经过两光电门的速度分别为，，
根据运动学公式有：，
根据牛顿第二定律可得
即：，故该表达式成立，则牛二定律得到验证；
根据动能定理可得
即，故该表达式成立，则动能定理得到验证；
据动量定理可得，
即，
故该表达式成立，则动量定理得到验证。
11.【答案】解：气缸水平放置时，封闭气体的压强等于大气压，即
气缸处于竖直位置时，封闭气体的压强
根据玻意耳定律有：
联立解得：
设气体的绝对温度上升到时活塞到气缸底部的距离为
对于加热过程，由盖吕萨克定律得：
解得：
所以气体对外做功为
根据热力学第一定律得：
由上有：
解得：
【解析】本题考查了气体实验定律和热力学第一定律的综合应用，解题关键是要分析好压强、体积、温度三个参量的变化情况，选择合适的规律解决，要注意每个过程中做功的正负。
12.【答案】解：设匀强磁场磁感应强度的大小为，粒子在区域内做周运动的来径为，粒子在场中的运动轨迹如图：
由几何关系可得：
根据牛顿第二定律：，
联立两式解得：；
粒子在区域Ⅱ内做类平抛运动
由题可知：
，
联立解得：
【解析】该题考查带电粒子在组合场中运动相关知识。分析好物理情景，灵活应用公式是解决本题的关键。
根据带电粒子在磁场中运动规律分析求解磁感应强度的大小；
粒子在区域Ⅱ内做类平抛运动，由此分析求解点横坐标。
13.【答案】设物块与木板碰后速度分别为、，物块与木板发生弹性碰撞，动量守恒
机械能守恒
代入数据解得，
碰后木板做减速运动，其加速度
木块做加速运动，其加速度
设二者速度相同时速度为，有
解得
此过程中木板的位移为
木块的位移为
二者速度相同后，木板继续减速，假设相对向右滑动，则加速度为
木块向右做减速运动，其加速度
因为，假设成立。所以速度相同后，木块相对木板将向右运动，直至停止。
向右减速到零的位移
减速到零时，由于，故保持静止。
向右减速到零的位移为
即先相对向左移动了，后相对向右移动了，则要保证木块不从木板上滑下，木板的最小长度为
【解析】物块与木板发生弹性碰撞，根据动量守恒定律、机械能守恒定律列方程求解；
根据牛顿第二定律分别求出碰撞后和的加速度大小，根据运动学公式求解达到速度相等时二者的相对位移，再分析速度相等以后二者的运动情况，根据速度位移关系求解相对位移，由此分析木板的最小长度。
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