2023年高三下学期物理开学考试卷（云南安徽黑龙江山西吉林五省通用C卷）（解析版）

2023年高三下学期开学考试卷（五省专用）物理(满分110分)选择题部分(共48分)一、选择题：本大题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-4题只有一项符合题目要求，第5-8题有多项符合题目要求。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．月球夜晚温度低至−180°C，“玉兔二号”月球车携带的放射性同位素238（94238Pu）会不断发生α衰变94238Pu→2A．k=1 B．X为电子C．92238U+12H→【答案】B【解析】A．根据质量数守恒可得238+2=238+k解得k=2故A错误；B．根据质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为0，电荷数为-1，即X为电子，故B正确；C．92238D．因月球车携带的放射性同位素238（94238Pu）会不断发生α衰变，且放出热量，所以94238故选B。2．图示电路中，电表均为理想电表，如果滑动变阻器的滑片逐渐向左滑动一段，四个电表的读数分别用U1、U2、I1、I2表示，四个电表读数的变化量绝对值分别用ΔU1、ΔU2、ΔA．U1增大，U2减小B．I1C．U2I1减小，U2I2【答案】B【解析】由电路图可知，R2与RP串联后再与R3并联、然后它们与R1串联，电压表V2测并联部分两端的电压，电压表V1测R2两端的电压，电流表A1测干路电流，电流表A2测R3支路的电流。AB．当滑动变阻器滑片P向左端移动时，接入电路中的电阻变小，并联部分的总电阻变小，电路的总电阻变小，由I可知电路中的总电流增大，即电流表A1的读数增大，即I1增大；由U2=E−I1(而电流表A2的示数I可知I2变小，中干路电流等于各支路电流之和，有：U可得R2的电压U1CD．因U2=E−I1(因U2=I2R本题选择错误的说法，故选B。3．甲、乙两车在平直公路上从同一地点同时出发，两车位移x和时间t的比值xt与时间tA．甲车的加速度大小为5m/s2 B．乙车速度减小到零需要C．甲车追上乙车前，两车间最远距离为7.5m D．乙车速度减小到零时，甲车速度为【答案】C【解析】A．根据匀变速直线运动的位移时间公式x=v0t+所以对于甲车有1得a甲=B．对于乙车，由图知，乙车的初速度为v0乙=15得a乙车速度减小到零用时t=0−v乙0C．甲车做初速度为零的匀加速运动，乙车做初速度为15m/s的匀减速运动，当两车的速度相等时相距最远，则v得t=1即甲车追上乙车前，1s末甲乙两车相距最远，此时两车距离Δx=v0乙D．乙车速度减小到零时，用时t=3s，此时甲车速度为v甲故选：C。4．如图（甲），在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1（0，4）和S2（0，–2），两波源的振动图线分别如图（乙）和图（丙）所示，两列波的波速均为1.00m/s。A点坐标（8，–2），B点坐标（4，1），C点坐标（0，0.75），则下列说法正确的是（）A．稳定后A点为减弱点B．稳定后B点为加强点C．稳定后C处质点振动的表达式z=6sinD．稳定后C处质点振动的表达式z=6cos【答案】D【解析】AB．由几何关系可知AS1波程差为2m，同理可得B又λ=vT=2两个波源传到A点差一个波长、传到B点同时到达，而波源的起振方向一个是从平衡位置向下振动、一个从波峰向下振动，故A、B既不是振动加强的点也不是振动减弱的点，AB错误；CD．S2传到C点的时间为tS1传到C点的时间为t因此可知时间差为0.5s，即S2引起的振动从波峰振传到平衡位置向下运动时S1的振动形式刚传播过来，因此振动同步叠加，由于C点为振动加强点，则可得振幅A=6又ω=所以稳定后C处质点振动的表达式为z=6cos(πt−2.75故选D。5．如图所示，曲线I是一颗绕地球做圆周运动卫星轨道的示意图，其半径为R，曲线II是一颗绕地球做椭圆运动卫星轨道的示意图，O点为地球球心，AB为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，已知在两轨道上运动的卫星的周期相等，万有引力常量为G，地球质量为M，下列说法错误的是（）A．椭圆轨道的长轴长度为1.5RB．卫星在I轨道的速率为v0，卫星在II轨道B点的速率为vB，则v0>vBC．卫星在I轨道的加速度大小为a0，卫星在II轨道A点加速度大小为aA，则a0>aAD．若OA=0.5R，则卫星在B点的速率vB>2GM【答案】ACD【解析】A．根据开普勒第三定律a3T2=k，B．卫星在I轨道的速率为v0，根据万有引力定律可得：v0=GMr，卫星在Ⅱ轨道B点的速率为vB，因做向心运动，则vB<GMr0B，因为C．根据牛顿第二定律得GMmr2卫星在Ⅰ轨道距离地心的距离大于卫星在Ⅱ轨道A点距离地心的距离，所以a0＜aA．故C错误．D．若OA=0.5R，则卫星在B点的速率则：vB6．如图所示，一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封，上端封闭但留有一抽气孔。管内下部被活塞封住一定质量的气体（可视为理想气体），气体温度为T1。开始时，将活塞上方的气体缓慢抽出，当活塞上方的压强达到p0时，活塞下方气体的体积为V1，活塞上方玻璃管的容积为2.6V1A．活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度为1.2B．活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度为1.5C．当气体温度达到1.8T1D．当气体温度达到1.8T1【答案】AC【解析】抽气过程为等温过程，由玻意耳定律有V解得V=3故活塞刚碰到玻璃管顶部的过程为等压膨胀过程，由盖—吕萨克定律有2.6解得T等容升温过程，由查理定律有1.8解得p故选AC。7．如图所示是一半径为R的半圆形玻璃球的截面图，一束平行单色光a从空气以垂直于其底面的方向射入，发现只有距圆心O两侧R2范围内的光才能通过。若将单色平行光a换成单色平行光b，则发现只有距圆心O两侧RA．玻璃半球对a、b两单色光折射率之比为2:3B．a光频率小于b光频率C．a、b两单色光在玻璃半球中的传播速度之比为2:3D．用两单色平行光照射同一单缝观察衍射现象时，a光衍射现象更显著【答案】ABD【解析】A．一束平行单色光a从空气以垂直于其底面的方向射入，发现只有距圆心O两侧R2范围内的光才能通过。有则n同理nb=3，玻璃半球对a、b两单色光折射率之比为B．a光折射率小于b光折射率，a光波长大于b光由c=λf可知，a光频率小于b光频率，故B正确；C．由v=可知a、b两单色光在玻璃半球中的传播速度之比为3︰2，故C错误；D．用两单色平行光照射同一单缝观察衍射现象时，波长越长，衍射现象越明显，a光衍射现象更显著，故D正确。故选ABD。8．如图所示，足够长的传送带AB以速度v0=4 m/s逆时针转动，与水平面夹角为θ=37°，下端与足够长的光滑水平桌面BC平滑连接，水平桌面距地面高度ℎ=1.25 m，滑块1、2用细线（未画出）拴在一起静止在水平桌面BC上，中间有一被压缩的轻质弹簧（弹簧在弹性限度内且1、2与弹簧不拴接）。剪断细线后弹簧恢复原长，滑块1离开桌面落到地面上距离O点为x=2 m的位置。已知滑块2与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，滑块1、2质量分别为m1=1 kg、A．滑块1离开水平桌面时的速度大小为2.0B．弹簧处于压缩状态时储存的最大弹性势能为12C．滑块2沿传送带上滑过程在传送带上留下的痕迹长度为0.6D．滑块2在传送带上运动的时间为0.4【答案】BD【解析】A．滑块1离开水平桌面后做平抛运动，根据平抛运动规律有ℎ=12解得v1=4从剪断细线到弹簧恢复原长过程，对滑块1、2及弹簧组成的系统有m1v解得Epm=12C．滑块2滑上传送带后，先沿传送带向上做匀减速运动，从滑上传送带至速度减为零过程，由牛顿第二定律有m又v解得t则此阶段滑块2在传送带上运动的位移大小为x传送带运动的位移大小为x所以滑块2在传送带上留下的痕迹长度为△x=x1D．滑块2速度减为零后开始向下做匀加速运动，至速度达到v0前，加速度大小仍为a，若滑块2速度能够达到v0，则其运动的位移大小所以滑块2在下滑过程中速度未达到v0就已经到达B点，则有解得t故滑块2在传送带上运动的时间为t2总=故选BD。非选择题部分(共62分)二、非选择题：本大题共5小题，共62分。9．(6分)有一个电阻Rx，其阻值大约在40Ω~50Ω之间，现要进一步准确地测量其电阻，需测量多组数据，手边现有器材如下：电源E（电动势12V，内阻为0.5Ω）；电压表（0~3~15V，内阻约为10kΩ）；电流表（0~0.6~3A，内阻约为1Ω）；滑动变阻器R1（阻值0~10Ω，额定电流2A）；滑动变阻器R2（阻值0~1750Ω，额定电流0.3A）；开关S和导线若干。（1）电压表的量程应选___________，电流表的量程应选___________，滑动变阻器应选用___________。（2）在虚线方框内画出实验电路图。___________（3）在实物图1中完成其余连线使之成为完整的实验电路。___________【答案】

0~15V

0~0.6A

R1

【解析】（1）由于电源的电动势为12V，所以电压表应选15V量程；根据I=UR可得，通过待测电阻的最大电流为I=所以电流表应选0.6A的量程；为了测量范围更大，本实验采用分压式，所以滑动变阻器应用R1。待测阻值大于滑动变阻器总阻值，采用分压式接法，由于满足Rx2＜RVR实物图如下10．(9分)某同学利用如图装置来研究机械能守恒问题，设计了如下实验。A、B是质量均为m的小物块，C是质量为M的重物，A、B间由轻弹簧相连，A、C间由轻绳相连。在物块B下放置一压力传感器，重物C下放置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连。当压力传感器示数为零时，就触发速度传感器测定此时重物C的速度。整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为g。实验操作如下：（1）开始时，系统在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零。现释放C，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，触发速度传感器测出C的速度为v。（2）在实验中保持A，B质量不变，改变C的质量M，多次重复第（1）步。①该实验中，M和m大小关系必需满足M___________m（选填“小于”、“等于”或“大于”）②为便于研究速度v与质量M的关系，每次测重物的速度时，其已下降的高度应___________（选填“相同”或“不同”）③根据所测数据，为得到线性关系图线，应作出___________（选填“v2﹣M”、“v2﹣1M”或“v2﹣1④根据③问的图线知，图线在纵轴上截距为b，则弹簧的劲度系数为___________（用题给的已知量表示）。【答案】

大于

相同

v2﹣1M+m

【解析】根据题意，确保压力传感器的示数为零，因此弹簧要从压缩状态到伸长状态，那么C的质M要大于A的质量m；要刚释放C时，弹簧处于压缩状态，若使压力传感器为零，则弹簧的拉力为F=mg因此弹簧的形变量为△x=△x1+△x2=mgk不论C的质量如何，要使压力传感器示数为零，则A物体上升了2mgk，则C下落的高度为2mg选取A、C及弹簧为系统，根据机械能守恒定律，则有M−mg⋅整理可知v为得到线性关系图线，因此应作出v2由上表达式可知4m解得：k=4m11．(12分)如图，物体A，B的质量分别为m和2m，与水平面的夹角为60°，水平地面粗糙，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现在用水平推力F推A，重力加速度为g，求（1）若A、B接触面光滑，A、B恰好一起向右做匀速直线运动，求AB之间的弹力大小和B与地面之间的摩擦力。（2）若A、B之间的动摩擦因数为μ=34且B固定，要使A保持静止，则推力【答案】（1）2mg，3mg；（2）【解析】（1）设物体B对物体A的支持力为F，则物体A受力分析如图水平方向F竖直方向F解得FN=2mg以A、B整体为研究对象，水平地面对B的摩擦力为f，根据平衡条件，则水平方向有F=f解得f=（2）没有推力时，因为mg故需要推力才能静止，若推力F1较小时，则摩擦力沿斜面向上且最大，有推力F1最小值，受力如图沿斜面方向，有F垂直斜面方向，有F而f联立解得F要使A保持静止，则推力F的至少为3312．(15分)在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。如图所示是离子注入工作原理的示意图。静止于A处的离子，经电压为U的加速电场加速后，沿图中半径为R的虚线通过14圆弧形静电分析器（静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场）后，从P点沿竖直方向进入半径为r的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向外。该圆形磁场区域的直径PQ与竖直方向夹角为15°，经磁场偏转，离子最后垂直打在竖直放置的硅片上。已知离子的质量为m、电荷量为q（1）离子进入圆形匀强磁场区域时的速度大小；（2）静电分析器通道内虚线处电场强度的大小E；（3）匀强磁场的磁感应强度B的大小。【答案】（1）2qUm；（2）2UR【解析】（1）粒子通过加速电场，根据动能定理得qU=解得v=离子通过静电分析器做匀速圆周运动，速度大小不变，所以离子进入圆形匀强磁场区域时的速度大小仍为2qUm；（2）离子经过静电分析器，根据牛顿第二定律和运动学公式得：qE=m解得E=（3）离子在磁场运动的轨迹如图所示，O1、O2分别为磁场圆和轨迹圆的圆心，M为射出点，PM为公共弦，连接O1O2，则：O1O2⊥PM，△PO2M设带电粒子在磁场中轨迹圆的半径为R1，则根据牛顿第二定律和运动学公式得qvB=m解得B=13．(20分)如图所示，间距L=2.0m的平行金属导轨放置在绝缘水平面上，导轨左端连接输出电流I=0.5A的恒流源。空间分布两个宽度分别为d1=98m和d2=25m、间距D=2.0m的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，两磁场磁感应强度大小均为B=0.5T，方向均竖直向下。质量m=0.5kg、电阻为R1的导体棒静止于区域Ⅰ左边界，质量m=0.5kg、边长为0.5D、电阻（1）导体棒第一次离开区域Ⅰ时的速度大小v1；（2）线框与导体棒从第1次碰撞至它们第2次碰撞过程中，线框产生的焦耳热Q；（3）线框与导体棒碰撞的次数n，以及导体棒在磁场区域Ⅰ中运动的总时间t总。【答案】（1）1.5m/s；（2）0.26J；（3）7次，5.7s【解析】（1）恒流源和导体棒串联，通过串联负载的电流即是恒流源的输出电流，恒流源就