大庆某中学2023-2024学年高三年级上册阶段考试物理试题（二）（解析版）

大庆实验中学实验三部2023-2024学年上学期高三阶段考试（二）

物理试题

一、选择题（本题共10小题，1一7单选，每题4分；8—10多选，每小题6分，共46分）

1.如图所示的火灾自动报警器具有稳定性好、安全性高的特点，应用非常广泛，其工作原理为：放射源处

的媚蔓Am放出的1粒子，使壳内气室空气电离而导电，当烟雾进入壳内气室时，a粒子被烟雾颗粒阻挡，

A.这种报警装置应用了a射线贯穿本领强的特点

B.该a衰变的核反应方程是算Amf序用+；He

C.发生火灾时温度升高，算Am的半衰期变长

D.发生火灾时温度升高，丁Am的半衰期变短

【答案】B

【解析】

【详解】A.这种报警装置应用了a射线电离能力强的特点，故A错误;

B.£衰变释放出氮核，故核反应方程是

fAm.铲Np+jHe

故B正确；

CD.半衰期不因外界环境的温度而改变，故C、D错误。

故选B。

2.如图所示，楔形物体。和6叠放在水平地面上，物体a用一水平轻弹簧和竖直墙壁相连接整个系统处于

静止状态。己知物体a、b之间的接触面光滑，下列说法正确的是（）

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A.物体b对物体a的支持力大于物体a的重力

B.物体b受到3个力的作用

C.弹簧可能处于伸长状态

D.物体6对地面的摩擦力水平向左

【答案】A

【解析】

【详解】A.物体“要在光滑的斜面上静止，弹簧一定压缩，对。受力分析知

外

根据平衡关系

mg

¥=cos6,

因此物体b对物体a的支持力大于物体a的重力，A正确；

B.物体b受到自身重力，地面支持力，物体。的压力，和地面对物体b的摩擦力4个力的作用，B错误；

C.由A项分析可知，弹簧一定压缩，C错误；

D.将a和b作为一个整体，因为整体受到弹簧水平向右的弹力，地面一定给木块B一个向左的摩擦力，物

体6对地面的摩擦力水平向右，D错误。

故选Ao

3.2023年5月23日，中国空军八一飞行表演队时隔14年换装新机型，歼10C飞出国门，在大马航展上腾

空而起，特技表演惊艳全场。如图所示，飞机在竖直平面内经一段圆弧向上加速爬升，飞机沿圆弧运动时

()

A.飞机所受合力指向圆弧的圆心

B.飞机的向心加速度大小不变

C.飞机重力的功率变小

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D.飞机所受合力方向与速度方向的夹角为锐角

【答案】D

【解析】

【详解】AD.飞机沿圆弧加速运动，所受合力与速度夹角为锐角，不指向圆心，A错误，D正确；

B.根据

V2

CL----

R

可知，飞机加速，向心加速度增大，B错误；

C.设飞机速度方向与水平方向夹角为。，则飞机重力的功率为

P=mgvsin0

由于飞机加速运动，速度增大，速度与水平方向的夹角增大，所以重力的功率变大，C错误。

故选D。

4.如图，水平面内一绝缘细圆环的左、右半圆分别均匀分布着等量异种电荷。过圆心与环面垂直的轴线上

A点有一质量为机电量为+q小球在外力厂的作用下恰能沿轴线运动，贝||（）

I

A.O点场强方向水平向左

B.由A至。点场强先变大后变小

C.小球运动过程电势能不变

D.小球运动过程电势能变大

【答案】C

【解析】

【详解】A.根据对称性和电场叠加原理可知，。点场强方向水平向右，A错误；

B.可将水平面内一绝缘细圆环的左、右半圆分别均匀分布着等量异种电荷等效成等量异种点电荷的电场,

根据等量异种点电荷电场的对称性可知，由A至。点场强变大。B错误；

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CD.过圆心与环面垂直的轴线是等势线，则小球沿轴线运动过程中电势能不变，C正确，D错误。

故选Co

5.为了估测太阳的密度，某物理兴趣小组的同学在山顶通过一圆环水平观察早上初升的太阳，如图甲，调

整圆环的位置，当太阳刚好和圆环的内圈重叠时，测出观测点到圆环的距离为L如图乙，已知圆环内圈的

半径为r«L）,地球绕太阳公转的周期为T,引力常量为G,球的体积公式V=则太阳的密度可

近似的表示为（）

甲乙

A.三B.竺C.卫D.上

2

GT-3兀GT2r3GTI?

【答案】C

【解析】

【详解】设太阳的半径为凡地球到太阳的距离为d,贝I

rL

~R~~d

地球绕太阳做圆周运动

^Mm4/

太阳的密度

解得

3乃方

P—GT9，~T?

故选C。

6.2023年9月23日杭州亚运会的开幕式惊艳全世界，其中大莲花”复现钱塘江”，地屏上交叉潮、一线潮、

回头潮、鱼鳞潮……如图，用两个绳波来模拟潮水相遇，一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系

统，振动的固有频率为2Hz,现在长绳两端分别有一振源P、。同时开始以相同振幅上下振动了一段时间,

某时刻两个振源在长绳上形成波形如图所示，两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置，观察到小

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球先后出现了两次振动，小球第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而小球第二次的振幅明显较

大，贝()

A.由。振源产生的波先到达弹簧振子处

B.两列绳波可在绳上形成稳定的干涉图样

由0振源产生的波的波速较接近4m/s

D.钱江潮潮水交叉分开后，其振动周期发生改变

【答案】C

【解析】

【详解】A.由尸、。激发机械波的波形图及传播方向可知，尸波源产生的波起振方向向上，。波源产生

的波起振方向向下，所以先到达弹簧振子处的是由产波源产生的波，故A错误;

B.同种介质中的波速是相等的，图中两列波的波长不同，由v=2/可知两列波频率不同，所以不会形成

干涉，故B错误;

C.波源。激发的机械波使小球产生了较强的振动，即共振，说明。的振动频率接近2Hz,即周期接近0.5s,

所以波速接近于

22m..

v=——=-----=4m/s

T0.5s

故C正确;

D.机械波的叠加其实就是运动的合成，各个分运动是独立的、互不影响的，所以钱江潮潮水交叉分开后,

其振动周期不变，故D错误。

故选Co

7.光滑水平地面上有两个物体A、B,质量分别为根、o如图甲所示，物体B静止，左端连有

轻质弹簧，当物体A以速度V向右运动并压缩弹簧，弹簧获得的最大弹性势能为ER；若物体A静止并将

轻质弹簧连在物体A的右端，如图乙所示，当物体B以相同的速度v向左运动并压缩弹簧，弹簧获得的最

大弹性势能为纥2。两物体始终沿直线运动，下列判断正确的是()

V

闪w晌Fw郴回I

甲乙

无法判断与、的大

A.%<Ep2B.Epi>Ep2C.Epi-Ep2D.142

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小关系

【答案】C

【解析】

详解】根据动量守恒和能量守恒可知，当B静止时

mv0=(m+

可得

尸1Mm

E,------------v2

pl2M+mn°

当A静止时

MVG=(m+M)V2

Ep2片+m)V2

可得

尸1Mm2

=-------------v

p22M+mn°

故选C。

8.如图所示，箱子以某一初速度沿斜面下滑，箱子内有一小球用细绳系于箱子顶。图中给出小球相对箱子

的四个位置1、2、3、4,其中“2”位置细绳竖直，“3”位置细绳与斜面垂直，“4”位置细绳水平。下列

说法正确的是()

A.若斜面光滑，小球相对箱子静止时一定在“3”位置

B.若斜面粗糙，小球相对箱子静止时可能在“2”位置

C,若斜面粗糙，小球相对箱子静止时可能在“1”位置

D.无论斜面是否光滑，小球相对箱子静止时都不可能在“1”或“4”位置

【答案】ABC

【解析】

【详解】A.若斜面光滑，则小球相对箱子静止时，二者均沿斜面方向做匀加速运动，对小球受力分析如图

所示

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T

此时细绳与竖直方向的夹角一定等于斜面倾角，所以小球相对箱子静止时一定在“3”位置，故A正确；

B.若斜面粗糙，木箱可能沿斜面做匀速运动，此时小球相对箱子静止时处于平衡状态，细绳保持竖直状态，

小球在“2”位置，故B正确；

CD.若斜面粗糙，且箱子沿斜面向下做匀减速运动，此时小球相对箱子静止时所受合外力沿斜面向上，则

小球1位置，故C正确D错误。

故选ABC„

9.如图甲所示，两个带电荷量均为+q的物块A、B（均可视为点电荷），A固定在光滑斜面顶端。质量为

0.2kg的物块B从斜面底端，以某一初速度沿斜面向上运动，斜面长度L=lm,以A为坐标原点，沿斜面向

下建立直角坐标系，物块B沿斜面向上运动过程中，A、B系统的电势能和B的重力势能随x变化规律如图

乙实线部分所示，M点的切线与直线平行。规定地面为重力场“0”势能面，无穷远为电场“0”势能面，重

力加速度g取lOm/sz,在物块B向上运动过程中，下列说法正确的是（）

A.斜面倾角为a=30。

B.物块B的动量变化率越来越小

C.物块B运动到无M处，B受到的库仑力大小为2N

D.物块B的初始动能为3.45J

【答案】AD

【解析】

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【详解】A.物块B的重力势能随x变化关系为

EpB=%g(L—x)sina

故图中直线表示该函数关系，根据图像的斜率，可知

1

7nBgsincr=-

得

a=30°

故A正确；

B.根据动量定理可知物块B的动量变化率为

包=以

At°

物块B沿斜面向上运动过程中AB间的库仑力在增大，合力在增大，物块B的动量变化率越来越大，故B

错误；

C.根据题意可知物块B沿斜面向上运动过程中，表示A、B系统的电势能的变化曲线上某点处斜率绝对值

为该位置AB间库仑力的大小，〃点的切线与直线平行，故可知该处库仑力的大小等于

7^=%gsina=lN

故C错误；

D.根据图线上实线部分的横坐标到％=0.25m截止可知，物块B在该处时速度为零，到达最高点，根据

图中曲线可知初始位置时AB间的电势能为

Epi=0.9J

最高点为=0.25m时AB间的电势能为

EpT=3.6J

整个过程根据能量守恒有

+Epi=rnBg(L_%)sina+Ep2

得

EkBo=345J

故D正确。

故选AD„

10.质量加=5kg,边长L=2m、电阻H=1.80的单匝正方形导体框"cd沿着倾角为。的光滑斜面由静

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止开始下滑%=4.5m后，下边框6c进入匀强磁场区域时导体框开始减速，当上边框而进入磁场时，导体

框刚好开始做匀速直线运动。已知磁场的上、下边界与导体框的上、下边框平行，磁场的宽度也为L=2m,

磁场方向垂直斜面向下、磁感应强度大小8=3T,5m，=0.4,取重力加速度大小8=10向52,求：（）

A.下边框次刚进入磁场时，导体框的速度大小为5m/s

B.上边框ad刚进入磁场时，导体框的速度大小为lm/s

C.导体框从下边框be进入磁场到上边框ad进入磁场所用的时间f=0.75s

D.导体框在进入磁场的过程中，be两点电压保持不变

【答案】BC

【解析】

【详解】A.从开始到线框下边刚进入磁场上边界时，由动能定理可得

2

mgx0sin。=gmv

解得

v=6m/s

故A错误；

B.当上边框ad进入磁场时，导体框刚好开始做匀速直线运动

p

F筏=BL%,E=BL%,1=—

R

根据平衡有

mgsmO=B

解得

匕=lm/s

故B正确；

C.导体框从下边框be进入磁场到上边框进入磁场，根据动量定理

mv.-mv=-BILt+mgtsin8,q=It=-----

R

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解得

t=0.75s

故c正确;

D.导体框在进入磁场的过程中，做减速运动，回路感应电动势发生变化，则儿两点电压发生变化，故D

错误。

故选BC。

二、实验题(本题共2小题，11题6分：12题8分，每空2分，共14分)

11.某同学做“研究小球做平抛运动”的实验如图甲所示

Zr

甲

(1)该实验中必须满足的条件和进行的实验操作是)o

A.测定平抛小球的质量加B.确保斜槽光滑

C.确保斜槽末端水平D.测定斜槽顶端到桌面的高度/7

(2)图乙是该同学采用频闪照相机拍摄到的小球做平抛运动的照片，图乙背景中每一小方格的边长为

L-7.2cm,A、B、C是照片中小球的三个位置，(取g=10m/s2),那么:

①照相机拍摄时每s曝光一次；

②小球做平抛运动的初速度的大小为m/s»

【答案】①.C②.0.12③.1.8

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]平抛运动中与小球质量无关，A错误；斜槽轨道不一定需要光滑，只要保证小球每次从同

一位置由静止释放即可，B错误；通过调节斜槽末端保持水平，可以保证初速度沿水平方向，C正确；不需

要测定斜槽顶端到桌面的高度力，D错误。故选C。

(2)⑵由

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△y=2L=gT~

解得

T=0.12s

［3］由平抛运动水平方向做匀速运动可知

x3L

%=-=—=1.8m/s

12.某同学要测量某电压表的内阻，可利用的实验器材有：

A.待测电压表Y（量程为3V,内阻不到2kQ）；

B.标准电压表V2（量程为6V,内阻约为3kH）；

C.电源E（电动势为6V,内阻很小）；

D.滑动变阻器R（最大阻值为10。）；

E.定值电阻凡（阻值为3kH）；

F.开关S,导线若干。

（1）当待测电压表V］的示数为U1时，标准电压表V2的示数为。2,改变滑动变阻器滑片位置，经过多次

测量，得到多组《、。2的数值，以。2为纵坐标，为横坐标，画出的。2--图像是斜率为3的直线，

则待测电压表Y的内阻凡=Qo

（2）把待测电压表Y改装成量程为15V的电压表，需要（填“串”或“并”）联一个阻值R=

Q的定值电阻。

（3）把改装后的电压表跟标准电压表进行校对，发现改装后的电压表示数总是比标准电压表示数大，说明

在改装电压表时选用的定值电阻的阻值________（填“偏大”或“偏小”）。

【答案】①.1500②.串③.6000④.偏小

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【解析】

详解】（1）[1]根据实验电路图可得

整理得

4=(i+a

Kv

根据题意有

1+殳=3

Rv

解得

风=1500Q

（2）⑵⑶将小量程得电压表改装成大量程得电压表V1，根据串联分压的原理可知，需要给电压表V1串联

一个较大阻值的电阻，而根据串联电路中电压比等于电阻之比可得

Y_Rv

'「VR'

即

3_1500Q

15-3R'

解得

R'=6000Q

（3）[4]在对改装后的电压表进行校对时，标准电压表和改装后的电压表是并联连接的，发现改装后的电压

表读数总是比标准电压表大，说明改装后的电压表通过的电流偏大，根据并联电路的分流原理，即电流比

等于电阻的反比可知，改装后的电压表所串联的电阻阻值偏小。

三、计算题（本题共3小题，13题10分；14题13分，15题17分，共40分）

13.某物理兴趣小组设计了一款温度报警装置，原理图简化如下：质量〃=2kg的汽缸通过细线悬挂在天

花板下，质量，"=01kg、横截面积S=10cm2的活塞将一定质量的理想气体密封在导热汽缸内。开始时活

塞距汽缸底部的高度刀=30cm,缸内温度％=27°C；当环境温度上升，活塞缓慢下移△/?=6cm时，活塞

表面（涂有导电物质）恰与。、b两触点接触，蜂鸣器发出报警声。不计活塞与汽缸之间的摩擦，活塞厚度

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可忽略，大气压强"（）=LOxlO'Pa,g取lOm/s?求:

（1）细线的拉力及缸内气体的压强；

（2）蜂鸣器刚报警时的环境温度与（摄氏温度）。

【答案】⑴21N；0.99xlO5Pai（2）87℃

【解析】

【详解】（1）对汽缸和活塞作为一个整体，受力分析由平衡条件可得

F=（M+m）^=21N

对活塞受力分析，由平衡条件可得

pQS=p1S+mg

解得

Pi=0.99xIO,pa

（2）依题意，活塞缓慢下移过程，缸内气体发生等压变化，可得

hS_（h+Mt）S

=

~T[-T2-

又

Z=（273+27）K=300K

解得

T2=360K

则

Z2=（360-273）℃=87℃

14.把篮球从距地板某一高度处由静止释放，观察篮球与水平地板撞击后反弹上升的最大高度，是判断篮球

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是否充好气的一种简单方法。某次运动员将一质量m=0.60kg的篮球从H=1.8m的高度处由静止释放，

与水平地板撞击后反弹上升的最大高度为为=1.25m,于是运动员确定该篮球充气较好。已知篮球与地面接

触的时间为1s,忽略空气阻力，重力加速度取g=lOm/s?。

(1)求篮球与地板碰撞过程，地板对篮球的冲量大小；

(2)篮球反弹到力=1.25m处时，运动员用力向下拍球，若篮球与地板碰撞前后速度之比恒定，为了使篮

球还能反弹上升到H=1.8m的高度，求运动员拍球瞬间，篮球获得的最小动能。

【答案】(1)12.6N-S；(2)8.025J

【解析】

【详解】(1)设篮球与地板接触时的速度大小为匕，被地板反弹，离开地板时的速度大小为力，地板对篮

球的冲量大小为/,篮球与地板的接触时间为人取竖直向上为正方向，根据自由落体运动有

片=2gH

将篮球反弹后竖直上抛运动看成逆向的自由落体运动，则有

优=2gh

篮球与地板接触的整个过程由动量定理有

I-mgt=mv2-(-mvl)

联立以上各式解得

Vj=6m/s,v2=5m/s,/=12.6N-s

(2)设运动员拍球瞬间篮球获得的最小动能为线，第一次篮球落地时的动能为纥1，反弹时的动能为纥2，

则根据题意有

而使篮球还能反弹上升到H=1.8m的高度，则根据机械能守恒，运动员拍打篮球后，篮球落地反弹时的动

能大小与篮球第一次落地时的动能大小相等，因此有

lmgh+EkV,

XEHF

解得

.=8.052J

15.如图所示，第一象限内存在沿无轴负方向、场强大小为E匀强电场，第二、三、四象限存在垂直尤Oy

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平面向里的匀强磁场。把一个质量为优、电荷量为q的带正电粒子由A点静止释放，A点到无轴和y轴的距

离均为d,粒子从y轴上的尸点第一次进入磁场偏转后，垂直x轴再次进入电场，在电场的作用下又从y轴

上的。点(图中未标出)第二次进入磁场，粒子重力不计。求：

(1)匀强磁场的磁感应强度2的大小；

(2)。、。两点间的距离；

(3)粒子第2024次进入磁场时的位置到坐标原点的距离。

【详解】(1)由题意可知，粒子在电场中做匀加速直线运动，由动能定理可得

12

qEd=~m