武汉市硚口区2023-2024学年高三上学期起点质量检测
物理试卷
考试时间：2023年7月26日14:00-15:15 试卷满分100分
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，选对得4分，未选对得0分。第8~10题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。
1.“沉睡三千年，一醒惊天下”，考古工作者在三星堆遗址新发现6座三星堆文化“祭祀坑”。现已出土金面具残片、巨青铜面具、青铜神树、象牙等重要文物500余件，显示了当时灿烂的文明。考古学家利用放射性元素的半衰期来确定文物的年代，已知能自发释放射线，其半衰期约为5730年。下列说法正确的是（ ）
A.的衰变方程为
B.衰变的本质是核内一个中子转化成一个质子和一个电子
C.的比结合能比的大
D.随着全球变暖，衰变周期减小
2.如图甲所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图乙所示。a、c两点在大齿轮上，b、d两点在小齿轮上。a、b是两个齿轮边缘上的两点，c、d是两齿轮半径中点处的两点。则下列说法正确的是（ ）
A.a、b两点的周期相等
B.a、c两点的线速度大小相等
C.a点的向心加速度小于b点的向心加速度
D.a点的角速度大于d点的角速度
3.如图所示，M、N为两个等量同种电荷，在其连线的中垂线上的P点放一静止的点电荷q（负电荷），不计重力，下列说法中一定正确的是（ ）
A.点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大
B.点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越小，速度越来越大
C.点电荷运动在O点时加速度为零，速度达最大值
D.点电荷越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到点电荷速度为零
4.降噪耳机是指利用某种方法达到降低噪音的一种耳机。降噪耳机有两种，分别为：主动降噪耳机和被动降噪耳机。主动降噪耳机开启降噪模式，耳朵立刻就有种世界都安静的体验。主动降噪耳机为了主动地消除噪声，在耳机内设有麦克风，用来收集周围噪声信号，然后通过电子线路产生一个与原噪声相位相反的降噪声波，再与噪声声波叠加相互抵消，从而实现降噪效果。如图是理想情况下的降噪过程，实线对应环境噪声声波，虚线对应降噪系统产生的等幅反相降噪声波。则（ ）
A.降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点振动加强
B.降噪过程应用了声波的衍射原理，使噪声无法从外面进入耳麦
C.质点P经过一个周期向外迁移的距离为一个波长
D降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小相等
5.如图所示，导热气缸开口向下，缸内活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞可自由滑动且不漏气，不计活塞与缸壁间的摩擦。活塞下面挂一个砂桶，砂桶装满砂子时，活塞恰好静止，现将砂桶底部钻一个小洞，让细砂慢慢漏出。气缸外部温度恒定不变，则（ ）
A.缸内的气体压强减小，内能减小
B.缸内的气体压强增大，内能减小
C.缸内的气体压强增大，内能不变
D.外界对气体做功，缸内的气体内能增加
6.2021年2月，“天问一号”探测器成功实施近火制动，进入环火椭圆轨道，并于2021年5月实施降轨，软着陆火星表面，开展巡视探测等工作，如图所示为探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹示意图，其中轨道Ⅰ、Ⅲ为椭圆，轨道Ⅱ为圆。探测器经轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ运动后在Q点登陆火星，O点是轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的切点，O、Q还分别是椭圆轨道Ⅲ的远火星点和近火星点。关于探测器，下列说法正确的是（ ）
A.由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需在O点减速
B.在轨道Ⅱ的运行周期小于沿轨道Ⅲ的运行周期
C.在轨道Ⅱ运行的线速度大于火星的第一宇宙速度
D.在轨道Ⅲ上，探测器运行到O点的线速度大于Q点的线速度
7.1897年汤姆孙发现电子后，许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索。1907-1916密立根用带电油滴进行实验，发现油滴所带的电荷量是某一数值e的整数倍，于是称这数值为基本电荷，如图所示，两块完全相同的金属极板正对着水平放置，板间的距离为d，当质量为m的微小带电油滴在两板间运动时，所受空气阻力的大小与速度大小成正比。两板间不加电场时，观察到油滴竖直向下做匀速运动，通过某一段距离所用时间为；当两板间加竖直向下的电场E时，可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，且在时间内运动的距离与在时间内运动的距离相等。忽略空气浮力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A.根据上板电势高时观察油滴竖直向上做匀速运动可以判定油滴带正电
B.密立根根据实验数据计算出油滴所带的电荷量大约都是
C.根据不加电压和加电压两个匀速过程可以求解出油滴所带的电荷量
D.根据不加电压和加电压两个匀速过程可以求解出油滴所带的电荷量
8.灯笼是我国年俗文化的重要组成部分，无论旧时还是现在，手扎灯笼不但烘托出节日的喜庆氛围，还给予人们更多祈福的灵感，寄托了人们对健康、平安、长寿的美好期盼。中国人喜欢挂灯笼，有的人用一根线挂一个灯笼，但也有人采用别致的挂法，如图所示，某户人家用三根细线a、b、c连接质量相等的灯笼1和灯笼2，细线a一端固定在天花板上，细线c水平，一端固定在竖直墙壁上。三根细线a、b、c的弹力大小分别为、、，则（ ）
A.一定小于 B.一定大于
C.可能小于 D.一定大于
9.某新能源汽车制动时回收汽车的动能。汽车制动时车轮带着线圈在辐向磁场中转动，如图（a）所示，其截面图如图（b）所示。已知线圈的匝数为N，AB的长度为，BC的长度为，线圈切割处磁场的磁感应强度大小为B。当线圈从水平位置逆时针转时，线圈的角速度为ω，电流为I，则下列说法正确的是（ ）
A.感应电流的方向为DCBA B.感应电动势的大小为
C.感应电动势的大小为 D.AB受到的安培力竖直向上，大小为
10.如图所示，弹性绳一端固定于A点，另一端连接穿在竖直杆上质量为m的小球，B处是位于AM中点的光滑定滑轮，且AB距离等于弹性绳原长L，此时ABM在同一水平线上，弹性绳劲度系数（g为重力加速度）。小球从M点由静止开始经过时间t滑到距M点为h的N点时速度恰好为零，球与杆间的动摩擦因数为，则从M到N的过程中（ ）
A.弹性绳对小球做的功为 B.摩擦力对小球做的功为
C.小球的加速度先减小再增大 D.小球下落时，速度大小达到最大值
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11.（8分）如图1所示为“探究加速度与物体受力与质量的关系”实验装置图。图中A为小车，B为装有砝码的小桶，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电火花打点计时器相连，计时器接50Hz交流电。小车的质量为，小桶（及砝码）的质量为。
（1）下列说法正确的是_____________。
A.每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力
B.实验时应先释放小车后接通电源
C.本实验应远大于
D.在用图象探究加速度与质量关系时，应作图象
（2）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的如图2的a-F图象，可能是图中的图线_____________。（选填“甲”、“乙”、“丙”）
（3）如图3所示为一次记录小车运动情况的纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离，如图所示。已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值_________________。（结果保留两位有效数字）
（4）如图所示，探究a-F时，发现在AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是____________
A.小车与轨道之间存在摩擦 B.轨道保持了水平状态
C.B桶中砝码的质量太大 D.所用小车质量太大
12.（10分）新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，某校学生实验小组通过网络找到了比亚迪“秦”电池铭牌如图所示，电池采用的是比亚迪刀片电池技术，已知该车内的整块电池是由10块刀片电池串联而成，其中一块刀片电池又由10块电芯串联而成。现将一块电芯拆解出来，测量其电动势E和内阻r。
（1）实验前利用1A恒流电源对一块电芯进行充电，充满的时间要_______________h。
（2）为了能较准确的测量一块电芯的电动势E和内阻r，该同学设计了一个可以排除电流表A和电压表V内阻影响的实验方案，如图1所示，记录了单刀双掷开关分别接1、2对应的多组电压表的示数U和电流表的示数I，根据实验记录的数据绘制如图2中所示的A、B两条U-I图线，其中图线A是利用单刀双掷开关接“1”时的实验数据描出的，图线A得出的内阻测量值比真实值偏大，图线B是利用单刀双掷开关接“2”时的实验数据描出的，图线B得出的内阻测量值比真实值偏小，综合A、B两条图线，此电芯的电动势为___________，内阻____________（用图中、、、表示）。
（3）考虑到刀片电池电芯的内阻较小，为了防止调节滑动变阻器电阻过小时由于电流过大而损坏器材，该同学在电路中用了一个保护电阻，如图3所示，除电芯、开关、导线外，可供选择使用的实验器材还有：
A.电流表（量程0.6A） B.电流表（量程3A）
C.电压表（量程3V） D.电压表（量程15V）
E.定值电阻（阻值2Ω，额定功率2W）
F.定值电阻（阻值20Ω，额定功率20W）
G.滑动变阻器（阻值10Ω）
H.滑动变阻器（阻值100Ω）
为了器材的安全、测量的准确和操作的方便，电流表应选__________；电压表应选__________；定值电阻选__________；滑动变阻器R应选__________。（填仪器前的字母）
13.（10分）如图，横截面为半径的半圆形透明柱体与屏幕MN相切于B点，MN垂直于直径AB，一单色光以入射角射向圆心O，反射光线与折射光线恰好垂直。
已知光在真空中的传播速度为（，）。
（1）介质的折射率；
（2）光线从O点照射到屏幕MN上所用的时间。
14.（16分）如图所示，在，的区域中，存在沿y轴正方向、场强大小为E的匀强电场，电场的周围分布着垂直纸面向外的恒定匀强磁场。一个质量为m，电量为q的带正电粒子从OP中点A进入电场（不计粒子重力）。
（1）如果粒子初速度为零，匀强磁场，粒子从上边界垂直QN第二次离开电场后，将从NP边再次进入电场，试计算带电粒子进入电场时速度与NP的夹角；
（2）若改变电场强度大小，粒子以一定速度从A点沿y轴正方向第一次进入电场、离开电场后从P点第二次进入电场，在电场的作用下从Q点离开。试计算改变后电场强度的大小和粒子的初速度。
15.（16分）倾角的斜面固定在水平地面上，静止在距斜面底端的物块A质量。物块B的质量，在斜面上距物块A上方的位置由静止释放。两物块均可看作质点，两物块碰撞时无机械能损失。两物块由不同材料制成，A与斜面之间的动摩擦因数，B与斜面间的摩擦忽略不计。重力加速度，求：
（1）发生第一次碰撞后物块A的速度和物块B的速度；
（2）两物块第一次碰撞与第二次碰撞之间的时间；
（3）物块A到达斜面底端的过程中，两物块发生碰撞的总次数n。
武汉市硚口区2023-2024学年高三上学期起点质量检测
物理答案
一、选择题：每题4分，共40分
1.B 2.C 3.C 4.D 5.C 6.A 7.D 8.BD 9.AB 10.ACD
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11.每空2分，共8分。
（1）CD； （2）丙； （3）1.0； （4）C。
12.第（1）、（2）每空2分，第（3）每空1分，共10分。
（1）0.26 （2） （3）A C E G
13.（10分）
解：（1）根据题意作出光路图
由b、c两束光线垂直，可得折射角为， 1分
根据折射定律有：， 2分
（2）光在介质中的传播速度： 2分
光线在柱体的传播时间： 1分
由几何关系可知： 1分
光穿过柱体后传播时间： 1分
则光线从O点照射到屏幕MN上所用的时间 1分
联立代入数据解得： 1分
14.（16分）（1）由题意粒子在电场中做匀加速直线运动，
根据动能定理有 2分
粒子在磁场中做匀速圆周运动，有 2分
将代入解得 1分
由以上分析出粒子从上边界垂直QN第二次离开电场后，将垂直NP再次进入电场，轨迹如图：
（1分）
（不画图通过前面计算分析得出垂直NP进入电场，得2分）
（2）由题意可知，做出粒子在电场和磁场中运动轨迹如图
在磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系可知
（1分）
解得
所以有 ， （1分）
洛伦兹力提供向心力 （1分）
带电粒子从A点开始做匀加速直线运动，根据动能定理有
1分
再一次进入电场后做类似斜抛运动，沿x方向有
1分
沿y方向上有 1分
其中根据牛顿第二定律有 1分
联立以上各式解得 1分
1分
1分
15.（16分）
解：（1）设B下滑刚要与A碰撞的速度为v，由动能定理可得：
1分
解得： ，
A、B发生弹性碰撞，由动量守恒及机械能守恒可得：
， 1分
， 1分
联立可解得：
A速度沿斜面向下 1分
B速度沿斜面向 1分
（2）A沿斜面减速下滑，合外力沿斜面向上，设加速度大小为，
B沿斜面减速上滑，设加速度大小为，
分别由牛顿第二定律可得：
， 1分
1分
代入数据可解得： ，，
A下滑速度减小为0时位移： 1分
B与A再次碰撞位移相等： 1分
两物块第一次碰撞与第二次碰撞之间的时间：
2分
（3）第一次碰后：
A下滑最低点：
B上滑最高点：
第二次碰前：
由于每次都为弹性碰撞，故A、B碰后与碰前的速度总满足：
， 1分
第二次碰后：
A下滑最低点：
B上滑最高点：
同理： 2分
物块A到达斜面底端的过程中，两物块发生碰撞的总次数n满足：
1分
可解得：，故最多能碰撞5次。 1分
