湖南省岳阳市岳阳县高三下学期6月期末物理试题

物理试题注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。第一卷选择题（共48分）一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共计28分，每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的。1.核电池是各种深空探测器中最理想的能量源，它不受极冷极热的温度影响，也不被宇宙射线干扰。同位素温差电池的原理是其发生衰变时将释放的能量转化为电能。我国的火星探测车用放射性材料作为燃料，中的Pu元素是，已知的半衰期为88年，其衰变方程为。若、、X的结合能分别为、、，则下列说法正确的是（）A.的平均核子质量大于的平均核子质量B.衰变放出的射线是氦核流，它的贯穿能力很强C.该反应释放的能量为D.100个原子核经过88年后剩余50个【答案】A【解析】【详解】A．衰变反应后错在质量亏损，则的平均核子质量大于的平均核子质量，A正确；B．衰变放出的射线是射线，即氦核流，它的贯穿能力很弱，电离能力很强，B错误；C．该反应释放的能量为C错误；D．半衰期具有统计规律，对大量原子核适用，对少量原子核不适用，D错误。故选A。2.当物体从高空下落时，在无风的条件下，空气对物体的阻力会随物体速度的增大而增大，因此物体下落一段距离后将会匀速下落，这个速度称为此物体下落的稳态速度。物理学习兴趣小组探究发现，在相同的环境条件下，球形物体的稳态速度仅与球半径及质量有关，下表是某学习兴趣小组探究的实验数据（g取）小球ABCDE小球半径r（）小球质量m（）254540100小球稳态速度v（m/s）1640402032试根据表中的数据分析判断下列说法正确的是（）A.探究球形物体所受空气阻力f与球的速度v关系时应该选择B、C两球B.探究球形物体所受空气阻力f与球的半径r关系时应该选择A、B两球C.由上表实验数据可得出球形物体所受空气阻力f与球的速度v及半径r的关系式为D.B、C两球达到稳态速度时所受空气阻力之比为【答案】C【解析】【详解】A．对于每个球，在达到稳态速度时，阻力与质量成正比，对于A、B球，半径相同，由A、B球数据可知，质量与终极速度成正比，从而可得，阻力与终极速度成正比，所以探究球形物体所受空气阻力f与球的速度v关系时应该选择A、B两球，故A错误；B．由B、C两球数据分析可知阻力与半径的平方成正比，所以探究球形物体所受空气阻力f与球的半径r关系时应该选择B、C两球，故B错误；C．阻力与终极速度成正比，阻力与半径的平方成正比，可得代入一组数据得k=5所以故C正确；D．达到稳态速度时f=mg所以故D错误。故选C。3.示波器可以用来观察电信号随时间变化的情况，其核心部件是示波管，其原理图如下，XX′为水平偏转电极，YY′为竖直偏转电极。（已知T很小），以下说法正确的是（）A.XX′加图3波形电压、YY′不加信号电压，屏上出现一个亮点B.XX′加图2波形电压、YY′加图1波形电压，屏上将出现两条竖直亮线C.XX′加图4波形电压，YY′如图2波形电压，屏上将出现一条竖直亮线D.XX′加图4波形电压，YY′加图1波形电压，屏上将出现图1所示图线【答案】D【解析】【详解】A．XX′为水平偏转电极，其中所加电压使得粒子发生水平方向的偏转，YY′为竖直偏转电极，其中所加电压使得粒子发生竖直方向的偏转，当YY′不加信号电压，竖直侧移为0，XX′加图3波形电压，由于电压呈现矩形方波形式，电压一正一负，大小一定，则屏上出现两个亮点，，故A错误；B．XX′加图2波形电压，则水平方向侧移一定，YY′加图1波形电压，则竖直方向侧移呈现正弦式规律变化，但由于水平方向侧移一定，则屏上将出现一条竖直亮线，故B错误；C．XX′加图4波形电压，电压呈现倾斜直线变化，即为扫描电压，水平方向侧移也在均匀变化，YY′如图2波形电压，电压一定，竖直方向侧移一定，则屏上将出现一条水平亮线，故C错误；D．XX′加图4波形电压，电压呈现倾斜直线变化，即为扫描电压，水平方向侧移也在均匀变化，YY′加图1波形电压，则竖直方向侧移呈现正弦式规律变化，则屏上将出现图1所示呈现正弦规律变化图线，故D正确。故选D。4.2022年11月29日，神舟十五号飞船在酒泉发射成功，次日凌晨对接于空间站组合体的前向对接口。至此，中国空间站实现了“三大舱段”+“三艘飞船”的最大构型，天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱、天舟五号货运飞船、神舟十四号、神舟十五号载人飞船同时在轨。神舟十五号航天员顺利进驻中国空间站，与神舟十四号的三名航天员实现了首次“太空会师”。空间站绕地球的运动可以看作匀速圆周运动，已知空间站离地面高度约为，地球半径约为，下列说法正确的是（）A.航天员必须具有很高的身体素质，飞船运载火箭发射过程中，航天员处于超重状态，绕地球匀速圆周运动时处于完全失重状态，落地前又处于超重状态B.若已知组合体运行周期为T，其轨道半径与地球半径的比值为n，引力常量为G，则地球密度C.空间站运行的速度与第一宇宙速度之比约为D考虑稀薄大气阻力，若空间站没有进行动力补充，运行速度会越来越小【答案】ABC【解析】【详解】A．飞船运载火箭发射过程中，加速度向上，航天员处于超重状态；绕地球匀速圆周运动时万有引力提供向心力，航天员处于完全失重状态；落地前做减速运动，加速度向上，航天员又处于超重状态，A正确；B．组合体运行过程中万有引力提供向心力地球体积为地球密度为联立可得B正确；C．由题意空间站的轨道半径为设空间站线速度为，则有解得同理第一宇宙速度为则有C正确；D．由于有稀薄大气阻力，则空间站轨道半径缓慢减小，运行速度会变大，D错误。故选ABC。5.为了激发同学们的学习兴趣和探究精神，某学校建有节能环保风力发电演示系统，该系统由风力发电机、交流电变压器和用户三部分构成，简易示意图如下。时刻，发电机线圈所在平面与磁场方向垂直，风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈以每秒50转的转速转动，已知发电机线圈面积，匝数为匝，内阻不计；匀强磁场的磁感应强度为。变压器部分，理想变压器原、副线圈的匝数比为。在用户部分电路中电表均为理想电表，定值电阻，D为理想二极管（该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大），则（）A.发电机产生的瞬时电动势B.电压表的示数为C.电流表的示数为D.原线圈的输入功率为【答案】C【解析】【详解】A．发电机产生的最大电动势有因为时刻，发电机线圈所在平面与磁场方向垂直，所以其瞬时电动势为故A项错误；B．因为线圈无内阻，所以原线圈两端的电压为因为理想变压器，所以副线圈两端的电压为又因为电压变的示数为有效值，所以电压表的示数为40V，故B项错误；C．因为二极管为理想二极管，电流表的示数也为有效值，所以有解得故C项正确；D．电阻的功率为电阻的功率为副线圈功率为因为是理想变压器，所以故D项错误。故选C。6.传送带是应用广泛的一种传动装置．在一水平向右匀速运动的传送带的左端A点，每隔相同的时间T，轻放上一个相同的工件．已知工件与传送带间动摩擦因数为μ，工件质量为m．经测量，发现前面那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离均为L．已知重力加速度为g，下列判断正确的有A.传送带的速度大小为B.工件在传送带上加速时间为C.每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量为D.每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量为【答案】AD【解析】【分析】【详解】A．因为稳定后两个工件之间的距离为L，放置时的间隔时间为T，故传送带的速度大小为v=选项A正确；B．工件在传送带上加速的加速度为a=μg，初速度为0，末速度为v，故加速的时间为选项B错误；CD．工件滑行的距离所以因摩擦而产生的热量为摩擦力做的功Q=W=fx=μmg×选项C错误；D正确．故选AD。【名师点晴】工件在传送带上的过程包括加速与匀速的过程，加速时，摩擦力充当动力，故可求加速度的大小，摩擦产生的热量就是摩擦力做的功，即摩擦力与工件滑行时通过的距离的乘积；最后工件达到传送带的速度后就与传送带一起做匀速直线运动了，此时摩擦力就不做功了．7.将一弹性小球从距地面高度h处的P点以某一速度水平抛出，与前方的一面竖直墙弹性碰撞，且碰撞满足光的反射定律（碰后小球竖直速度不变，水平速度大小不变，与墙壁的夹角不变）。已知与竖直墙面的夹角为，小球落地后不再反弹。落地点到墙面的距离为；若小球从P点以的初速度沿原方向水平抛出，落地点到墙面的距离为。已知重力加速度为g，则小球第一次抛出的初速度和P点到墙面的距离s为（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【详解】根据题意可知，两次抛出小球的过程小球运动时间相等，根据可得根据几何关系可得联立可得故选A。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.“战绳”是一种时尚的健身器材，有较好的健身效果。如图1所示，健身者把两根相同绳子的一端固定在P点，用双手分别握住绳子的另一端，然后根据锻炼的需要以不同的频率、不同的幅度上下抖动绳子，使绳子振动起来。某次锻炼中，健身者以2Hz的频率开始抖动绳端，t=0时，绳子上形成的简谐波的波形如图2所示，a、b为右手所握绳子上的两个质点，二者平衡位置间距离为波长的，此时质点a的位移为8cm。已知绳子长度为12m，下列说法正确的是（）A.a、b两质点振动的相位差为B.时，质点a的位移仍为cm，且速度方向向下C.健身者增大抖动频率，将减少振动从绳子端点传播到P点的时间D.健身者抖动绳子端点（刚开始处于平衡位置），经过振动恰好传到P点【答案】AB【解析】【详解】A．a、b两质点二者平衡位置间距离如果为一个波长，则其相位差为2，依题意其平衡位置相距波长，则振动的相位差为故A正确；B．由题意可知振动频率为2Hz，则周期为，则从图示位置开始计时，则质点a的位移与时间的关系为可知当时，质点a的位移仍为cm，且由图2可知此时质点a从波峰向平衡位置运动，故B正确；C．波速由介质而定，则增大抖动频率，不会改变振动从绳子端点传播到P点的时间，故C错误；D．从图中可以得到，波长为8m，周期为秒，则波速为经，传播的距离为即健身者抖动绳子端点（刚开始处于平衡位置），经过振动不能传到P点，故D错误。故选AB。9.空气中悬浮着一颗球形小水珠，一缕阳光水平入射，如图所示，、和分别表示水对甲光、乙光和丙光的折射率。判断以下表述正确的是（）A.B.波长的关系C.频率f的关系D.光由水珠出射到空气的折射角关系【答案】CD【解析】【详解】D．球形小水珠，折射的法线沿半径方向，根据图像可知光从空气进入水珠中时，入射角均相等，令为，此时的折射角大小关系为根据折射率定义有可知故A错误；B．根据光谱的规律可知，折射率越大，波长越短，结合上述可知故B错误；C．根据光谱的规律可知，折射率越大，频率越大，结合上述可知故C正确；D．球形小水珠，折射的法线沿半径方向，根据图像可知光从空气进入水珠中时，入射角相等，根据几何关系可知，光从空气进入水珠中时的折射角等于光由水珠出射到空气的入射角，光路可逆可知，光由水珠出射到空气的折射角相等，均为，既有故D正确。故选CD。10.某人最多能提起质量为m的物体，如图，现在他在机场要把质量为M的行李箱通过倾角为的斜坡拉上水平平台，已知行李箱与路面的动摩擦因数均为，重力加速度为g，，下列说法正确的是（）A.若在水平面上匀速拉物体，拉力与水平面的夹角为时拉力最小B.若在斜坡上匀速拉物体，拉力与斜坡的夹角为时拉力最小C.若水平面上匀速拉物体，拉力F由水平变到竖直方向过程中，F的功率先减小后增大D.在斜坡上，此人最多能匀速拉动质量为的物体【答案】AD【解析】【详解】A．假设拉力与水平面的夹角，则解得当时F有最小值。故A正确；B．在斜坡上匀速拉物体，假设拉力与斜坡的夹角为，则解得当时F有最小值。故B错误；C．当F为水平方向时当F为竖直方向时故C错误；D．由B项分析知当拉力与斜面成角度时，拉力有最小值，则当某人的拉力达到最大值mg时所拉重物达到最大值，有解得故D正确。故选AD。11.如图所示，两根光滑导轨之间的宽为L，顶端连一定值电阻R，导轨平面与水平面成θ角，矩形匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ的宽和间距均为d，磁感应强度均为B，方向垂直于导轨平面向上。质量为m的金属杆垂直于导轨由静止释放，下滑过程中进入磁场Ⅰ和磁场Ⅱ时的速度相等。导轨电阻忽略不计，金属杆的电阻为R，运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g。在金属杆下滑的过程中，下列说法正确的是（）A.刚进入磁场Ⅰ时，金属杆做减速运动，加速度方向平行导轨平面向上B.金属杆穿过磁场Ⅰ的时间小于穿过两磁场区域间距的时间C.金属杆穿过两磁场过程中产生的总热量为D.金属杆释放时距磁场Ⅰ上边界距离h一定不小于【答案】ACD【解析】【详解】A．由题意得金属杆进入磁场Ⅰ和磁场Ⅱ时的速度相等，而金属杆在离开磁场区域Ⅰ后必然要做一段加速运动才进入磁场Ⅱ，所以刚进入磁场Ⅰ时，金属杆做减速运动，加速度方向平行导轨平面向上，A正确；B．因为金属杆进入磁场Ⅰ后做减速运动，由牛顿第二定律可得加速度方向平行导轨平面向上，随着金属杆速度减小，电路中的感应电流减小，减小，故金属杆的加速度也减小，所以金属杆做加速度减小的减速运动，其图像如图在图像中，图线与时间轴围成的面积为物体运动的位移，所以金属杆在磁场Ⅰ的位移金属杆离开磁场Ⅰ后在两磁场间隙做匀加速直线运动直至进入磁场Ⅱ时的速度为v1，故由匀加速直线运动规律，其穿过两磁场间距的位移易得所以金属杆穿过磁场Ⅰ的时间大于穿过两磁场区域间距的时间，B错误；C．因为金属杆进入磁场Ⅰ和磁场Ⅱ时的速度相等，故其离开磁场Ⅰ和磁场Ⅱ时的速度也相等。从金属杆进入磁场Ⅰ到离开磁场Ⅱ，由动能定理金属杆穿过两磁场间距时由动能定理所以金属杆穿过两磁场过程中产生的总热量故C正确；D．若金属杆在磁场中做匀速运动，则得由前面分析可知金属杆离开磁场Ⅰ的速度，根据可得又由金属杆释放后到进入磁场Ⅰ前机械能守恒得金属杆释放时距磁场Ⅰ上边界的距离D正确。故选ACD。第二卷非选择题（共52分）三、实验题：本题共2小题，共14分12.物理创新实验研究小组用步进电机、圆盘、小物块、等制作了圆周运动综合探究平台，探究圆周运动中向心力、向心加速度等各个物理量之间的关系：（1）内部自带加速度传感器，可测量向心加速度大小与方向，规定、、三个方向的正方向如图所示。某同学站在转台上将手水平伸直，以不同朝向拿着，如图以自己身体为轴旋转，某段时间内测得y轴方向加速度—时间图像如图，、轴方向加速度为零，则她可以是______（填选项前的字母）A.将竖起，屏幕正对自己旋转B.平放在手掌上，屏幕朝上，让底边对着自己旋转C.平放在手掌上，屏幕朝上，让侧边对着自己旋转（2）为了测加速度传感器在中位置，该同学如图将沿径向平放固定在圆盘上，底边正对圆盘转轴，让步进电机带动圆盘旋转，的加速度、角速度等值可通过appphyphox读取，由的图像获得斜率为k（使用国际单位），再用刻度尺测量底边到转轴的长度d，如图，则______m。内部加速度传感器到底边的长度为______（用题目所给的物理量表示）。（3）中有光照传感器，用手电筒在圆盘固定位置打光，旋转时记录光照强度周期性变化如图所示，则旋转的周期为______s（保留2位小数）。测得的质量m，周期为T，视为质点，到转轴的距离为r，可求得向心力______（用题目所给的物理量表述）。【答案】①.B②.③.④.⑤.【解析】【详解】（1）[1]根据图像可知旋转时有沿轴负方向的加速度，向心加速度指向圆周运动的圆心，可能是平放在手掌上，屏幕朝上，让底边对着自己旋转。故选B。（2）[2]根据刻度尺的度数规则及图像可知[3]根据公式即旋转半径为，内部加速度传感器到底边的长度为。（3）[4]在时间的时间内总共有10个闪光周期，即[5]根据题意得13.电子体温计（图1）正在逐渐替代水银温度计。电子体温计中常用的测温元器件是热敏电阻。某物理兴趣小组制作一简易电子体温计，其原理图如图2所示。（1）兴趣小组测出某种热敏电阻的I－U图像如图3所示，那么他们选用的应该是图______电路（填“甲”或“乙”）；（2）现将上述测量的两个相同的热敏电阻（伏安特性曲线如图3所示）和定值电阻、恒压电源组成如图4所示的电路，电源电动势为6V，内阻不计，定值电阻，热敏电阻消耗的电功率为______W（结果保留3位有效数字）；（3）热敏电阻的阻值随温度的变化如图5所示，在设计的电路中（如图2所示），已知电源电动势为（内阻不计），电路中二极管为红色发光二极管，红色发光二极管的启动（导通）电压为，即发光二极管两端电压时点亮，同时电铃发声，红色发光二极管启动后对电路电阻的影响不计。实验要求当热敏电阻的温度高于时红灯亮且铃响发出警报，其中电阻______（填“”或“”）为定值电阻，其阻值应调为______Ω（结果保留3位有效数字）。【答案】①.乙②.③.④.57【解析】【详解】（1）[1]描绘热敏电阻的伏安特性曲线，要求电压从0开始调节，故选择分压电路乙。（2）[2]设热敏电阻两端电压为U、通过热敏电阻的电流为I，根据闭合电路欧姆定律有代入数据得作出图线如图所示图线交点表示此时热敏电阻的电压为、电流为6mA，故电功率（3）[3][4]由于热敏电阻阻值随温度的升高而降低，要使发光二极管电压时点亮，则有分压随总电阻的减小而增大，由串联电路中的电压之比等于电阻之比，为热敏电阻，由图5可知，当温度为38.5℃时，热敏电阻阻值由闭合电路欧姆定律列出表达式，有解得四、计算题：本题共3小题，其中第14题10分，第15题13分，第16题15分，共38分。写出必要的推理过程，仅有结果不得分。14.如图所示，内径均匀U型细玻璃管一端开口，竖直放置，开口端与一个容积很大的贮汽缸B连通，封闭端由水银封闭一段空气A,已知23℃时空气柱A长62cm,右管水银面比左管水银面低40cm,当气温上升到27℃时，水银面高度差变化4cm．B贮汽缸左侧连接的细管的体积变化不计，A、B两部分气体的温度始终相同．①试论证当气温上升到27℃时，水银面高度差是增大4cm还是减小4cm？②求23℃时贮汽缸B中气体的压强．【答案】①水银面高度差增大；②pB=140cmHg．【解析】【详解】①假设水银柱不动，由查理定律得所以显然在、相同情况下，初始压强p1越大，升高相同温度时，压强增量越大，而初始状态时，，所以，则A中水银上升，水银面高度差增大.②设23℃时，B中气体压强为PB，玻璃管的横截面积为S,对A中理想气体有即对B中气体有联立得pB=140cmHg．15.如图所示，9个完全相同的滑块静止在水平地面上，呈一条直线排列，间距均为L，质量均为m，与地面间的动摩擦因数均为μ，现给第1个滑块水平向右的初速度，滑块依次发生碰撞（对心碰撞），碰撞时间极短，且每次碰后滑块均粘在一起，并向右运动，且恰好未与第9个滑块发生碰撞。已知重力加速度为g，。（1）求第8个滑块被碰后瞬间的速率；（2）设第n（）个滑块被碰后瞬间的的速率为，第n+1个滑块被碰后瞬间的速率为，求与之间的关系式；（3）求第1个滑块的初速度。（计算结果可以带根号）【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）第8个滑块被碰后，运动L减速为0，则有碰撞之前有解得（2）第n个滑块被碰后，以向前减速L后速度变为，根据位移与速度的关系有碰撞过程有解得（3）根据上式可知解得16.东方超环，俗称“人造小太阳”，是中国科学院自主研制的磁约束核聚变实验装置。该装置需要将加速到较高速度的离子束变成中性粒子束，没有被中性化的高速带电离子需要利用“偏转系统”将带电离子从粒子束剥离出来。假设“偏转系统”的原理如图所示，混合粒子束先通过加有电压的两极板再进入偏转磁场中，中性粒子继续沿原方向运动，被接收器接收；未被中性化的带电离子一部分打到下极板，剩下的进入磁场发生偏转被吞噬板吞噬。已知离子带正电、电荷量为q，质量为m，两极板间电压为U，间距为d，极板长度为2d，吞噬板长度为2d，离子和中性粒子的重力可忽略不计，不考虑混合粒子间的相互作用。（1）要使的离子能直