安徽省芜湖市2024届高三下学期5月教学质量统测物理试卷 含解析

2023-2024学年安徽省芜湖市高三教学质量检测物理试卷（5月）一、单选题：本大题共8小题，共32分。1.玉兔二号月球车能源为太阳能，当月球进入月夜，表面温度会降低到，“玉兔二号”失去动力源——太阳能，此时“玉兔二号”依靠核电池供能来抵御月夜的寒冷，核电池将衰变释放的核能一部分转换成电能，的衰变方程为，下列说法中正确的是（）A.衰变方程中的X为电子B.比多两个质子和两个中子C.该核反应过程质量数减少D.100个原子核经过一个半衰期后一定还剩50个【答案】B【解析】【详解】A．根据核反应质量数和电荷数守恒，衰变方程为故衰变方程中的

X

为

α

粒子，故A错误；B．

比

的质子数和中子数都多，多的质子数为94-92=2个；多的中子数为238-234-2=2个，故B正确；C．核反应过程中，质量数和电荷数守恒，故C错误；D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量原子核衰变不适用，故D错误。故选B。本题主要考查了核反应方程、半衰期的理解，基础题，知道核反应过程中质量数和电荷数守恒，明确半衰期为统计规律。2.某减噪装置结构如图所示，当外界声音通过时引起装置的共振从而吸收声波达到减噪效果。已知其固有频率表达式为（SI制），其中为薄板单位面积的质量，L为空气层的厚度，k为常数。经测试发现它对频率为200Hz的声音减噪效果最强，若外界声波频率由200Hz变为300Hz，则（）A.该装置振动频率仍为200Hz B.常数k的单位是C.适当增大L，可以获得更好减噪效果 D.适当调小，可以获得更好减噪效果【答案】D【解析】【详解】A．若外界声波频率由200Hz变为300Hz，则系统振动频率为300Hz，故A错误；B．由，可得单位是，单位是，L单位是m，则k单位是，故B错误；CD．为获得更好减噪效果，可以使固有频率增加；根据固有频率为可知，可仅减小L的大小或仅换用更小的薄板，故C错误，D正确。故选D。3.2023年10月26日，神舟十七号载人飞船成功对接于空间站“天和”核心舱，整个对接过程历时约6.5小时。在对接的最后阶段，神舟十七号与空间站处于同一轨道上同向运动，两者的运行轨道均视为圆周。要使神舟十七号在同一轨道上能追上空间站以实现对接，神舟十七号调姿发动机喷射燃气的方向可能正确的是（）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】要使神舟十七号在同一轨道上能追上空间站以实现对接，则需要使神州十七号加速，与此同时要想不脱离原轨道，根据可知必须要增加向心力，即喷气时产生的推力一方面有沿轨道向前的分量，另一方面还要有指向地心的分量，而因喷气产生的推力与喷气方向相反，则图A是正确的。故选A。4.如图所示，我国的球面射电望远镜是世界上最大的单口径射电望远镜，被称为“超级天眼”，并通过随地球自转指向太空不同方向。“天眼眼眶”的直径为D，其边缘圆周处于同一水平面内，其所在处地磁场的磁感应强度大小为B，与“眼眶”平面平行、垂直的分量大小分别为、，则（）A.穿过“眼眶”的磁通量大小为B.B、、三者大小关系满足C.在地球自转90°的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为0D.在地球自转180°的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为【答案】C【解析】【详解】A．地磁场的磁感应强度大小为B，与“眼眶”平面垂直的分量大小为，穿过“眼眶”的磁通量大小为，故A错误；B．B、、三者大小关系满足故B错误；CD．在地球自转90°、180°的过程中，“眼眶”相对地磁场静止，穿过“眼眶”磁通量的变化量为0，故C正确，D错误。故选C。5.在气象学上，按风力大小可划分为十二个等级，当风力达到6级以上时，人逆风行走就会很困难。我们可以在风洞中模拟人体在大风中的受力情况，将一模型放在水平地面上，模型与地面间的最大静摩擦力294N，其与水平方向的风作用的有效面积为，空气的密度为，风吹到模型表面上速度立刻减为0，则在确保不被风吹动的前提下，该模型能够承受水平方向的最大风速为（）A.7.0m/s B.14.0m/s C.19.8m/s D.28.0m/s【答案】B【解析】【详解】设风速为v，则t时间内吹到模型上的空气质量为根据动量定理有解得根据平衡条件有解得故选B。6.如图所示，质点在O点由静止开始先做匀加速直线运动，加速度大小为，经过时间t运动到A点，速度大小为，再以加速度大小继续做匀变速直线运动，又经过时间2t运动到B点，速度大小为。已知，则（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】设水平向右为正方向，质点由O到A过程，速度大小为再以加速度经过时间2t运动到B点速度大小为整理上式得，故选A。7.如图所示，在坐标系xOy中，弧BDC是以A点为圆心、AB为半径的一段圆弧，，，D点是圆弧跟y轴的交点。在O点和A点分别固定电荷量为和的点电荷后，D点的电场强度恰好为零。下列说法正确的是（）A.B.圆弧BDC上的各点中，D点的电势最低C.电子沿着圆弧BDC从B点运动到C点的过程中，电势能不变D.电子沿着圆弧BDC从B点运动到C点的过程中，电势能先减小后增大【答案】D【解析】【详解】A．由D点电场强度恰好为零，则解得故A错误；B，对来说圆弧是个等势面，所以各点电势高低由决定，根据沿电场线方向电势降低，离正电荷越近，电势越高，故D点电势最高，故B错误；CD．电子沿着圆弧从B点运动到C点过程中，电势先升高后降低，可知电势能先减小后增大，故C错误，D正确。故选D。8.智慧体育是指运用现代化科技手段，对传统体育运动进行数字化、网络化、智能化升级，创造更安全、更科学、更高效、更便利的运动环境和运动服务。某科研团队通过传感器收集并分析运动数据，为跳高运动员的技术动作改进提供参考。图为跳高运动员在起跳过程中，其单位质量受到地面的竖直方向支持力随时间变化关系曲线。图像中10.10s至10.35s内，曲线下方的面积与阴影部分的面积相等。已知该运动员的质量为60kg，重力加速度g取。运动员起跳过程身体重心的运动近似看成在竖直方向上，下列说法正确的是（）A.起跳过程中运动员的最大加速度约为B.起跳后运动员重心上升的平均速度大小约为C.起跳后运动员重心上升的最大高度约为D.起跳过程中运动员所受合力的冲量大小约为【答案】C【解析】【详解】A．根据图可知，其单位质量受到地面的竖直方向最大支持力为42N，根据牛顿第二定律得，起跳过程中运动员的最大加速度约为故A错误；C．根据图像与t轴围成的面积表示冲量得取向上正方向，根据动量定理得联立解得起跳速度根据竖直上抛规律得，起跳后运动员重心上升的最大高度故C正确；B．起跳后运动员重心上升的平均速度大小为故B错误；D．根据动量定理得，起跳过程中运动员所受合力的冲量大小为故D错误。故选C。二、多选题：本大题共2小题，共8分。9.如图所示，物体A和B中间用一个轻杆相连，在倾角为的固定斜面上匀速下滑，杆与斜面平行。已知B物体光滑，质量为m，A物体与斜面间的动摩擦因数为，质量为2m，下列说法中正确的是（）A.A物体与斜面间的动摩擦因数B.轻杆对A物体的作用力沿斜面向下C.增加A物体的质量，A、B整体将沿斜面减速下滑D.增加B物体的质量，A、B整体将沿斜面匀速下滑【答案】BC【解析】【详解】A．

以整体为研究对象，沿斜面方向根据平衡条件可得解得故A错误；B．B物体光滑，轻杆对B的作用力沿斜面向上，轻杆对A物体的作用力沿斜面向下，故B正确；C．设A物块质量增加，则摩擦力增加A物块的重力沿斜面向下的分量增加，A、B整体合力不为0，而是沿斜面向上，故A、B整体做减速运动，故C正确；D．若增加B的质量，设B质量增加，整体的下滑分力为，向上的摩擦力为A、B整体的合力为，方向沿斜面向下，故向下做加速运动，故D错误。故选BC10.如图所示，足够长的平行金属导轨ab、cd置于水平面内，导体棒MN垂直放在导轨上，矩形虚线框区域内存在一竖直向下、磁感应强度的匀强磁场。现让矩形虚线框区域磁场水平向右以速度匀速运动，从导体棒进入磁场开始计时，经过时间，导体棒达到稳定速度，该过程中导体棒MN未滑出磁场，且与导轨保持良好接触并始终与轨道垂直。已知轨道间距，MN的有效电阻与轨道左端连接的定值电阻均为，其余部分电阻不计，导体棒MN质量，与导轨间的动摩擦因数，重力加速度g取。则导体棒MN（）A.刚进入磁场时，回路中电流为0B.稳定运动时的速度大小为C.从开始到稳定运动的时间内，通过导体棒MN的电荷量为4CD.稳定运动时，定值电阻r上消耗的电功率为12.5W【答案】BD【解析】【详解】A．刚进入磁场时，导体棒切割磁感线，回路中有感应电流，故A错误；B．对导体棒MN由平衡条件得设导体棒MN达到稳定速度为v，此时相对矩形区域磁场导体棒向左以大小为的速度切割磁感线，感应电动势大小感应电流解得故B正确；C．导体棒MN经历时间t速度为v，则由动量定理可得则从静止驱动到稳定运动的时间内通过导体棒的电荷量故C错误；D．导体棒MN稳定运动时满足定值电阻r上消耗的电热功率为则有故D正确。故选BD。三、实验题：本大题共2小题，共18分。11.某同学测量一半圆形透明玻璃砖的折射率，实验步骤如下：①用游标卡尺测量玻璃砖的直径d，确定其底面圆心位置并标记在玻璃砖上。②将半圆形透明玻璃砖放在画有直角坐标系xOy的水平白纸上，并使底面圆心和直径分别与O点和x轴重合，同时利用长直挡板作为光屏紧靠玻璃砖并垂直于x轴放置，如图（b）所示。③如图（b）所示，用激光笔发出一束单色光射入玻璃砖并始终指向O点，保持激光始终在玻璃砖所处的水平面内，从y轴开始顺时针缓慢移动激光笔，直至恰好没有光线从玻璃砖射出至挡板上的区域时，在白纸上记录单色光从玻璃砖外壁入射的位置P。④取走玻璃砖，过P点作y轴的垂线PQ，用刻度尺测量PQ的长度L。完成下列填空：（1）测得半圆形玻璃砖直径d的读数如图所示，则___________cm。（2）步骤③中，没有激光射至挡板上区域的原因是激光束在玻璃砖直径所在界面处发生了___________。（3）若测得PQ线段的长度，计算可得玻璃砖的折射率为___________。（结果保留3位有效数字）【答案】（1）6.43（2）全反射（3）1.53【解析】【小问1详解】游标卡尺读数【小问2详解】步骤③中，没有激光射至挡板上区域的原因是激光束在玻璃砖直径所在界面处发生了全反射；【小问3详解】根据以上测量的物理量，写出计算玻璃砖折射率的表达式为若测得PQ线段的长度，则玻璃砖的折射率为12.某物理兴趣小组的同学从一款电子产品中拆下一块特殊电池，通过查阅说明书了解到该电池的电动势和内阻，经过一段时间的使用，电池的电动势和内阻可能会发生变化。他们准备通过实验尽量准确地测出该电池的电动势和内阻。除了待测电池，实验室可提供的器材还有：A.双量程电压表V（0-3V、0-15V）B.定值电阻（阻值）C.电阻箱R（最大阻值）D.开关S，导线若干完成下列填空：（1）按图甲连接电路。闭合开关，电压表不偏转。为排除故障，该同学将电压表从电路中bc两点取下（不影响电路其它部分连接），选择电压表___________量程（选填“”或“0-15V”）并接入cd两点间，闭合开关，电压表偏转。再将电压表从cd两点取下，开关断开，将电压表接入ab两点间，电压表不偏转。则可判定，故障出现在___________段（选填“ab”“bc”或“cd”）。（2）排除故障后，选择电压表___________量程（选填“0-3V”或“0-15V”）并接入bc两点间，闭合开关，多次调节电阻箱，记录下电阻箱阻值R和电压表的相应读数U。（3）根据测量数据，作出图线，如图乙所示，测得图线斜率为k，截距为b、若电压表视为理想电表，则该电池内阻___________（用、k、b表示）。（4）若考虑电压表内阻的影响，上述实验得到的电动势和其真实值相比___________（选填“偏大”“相等”或“偏小”）。【答案】（1）①.0.15V②.cd（2）0-3V（3）（4）偏小【解析】【小问1详解】[1]因充电宝的电动势E约为7V，超过0~3V的量程，在0~15V量程内，故选择0~15V量程；[2]接“ab”、“bc”时电压表没有偏转，只有接“cd”时有偏转，表明故障为“cd”间断路。【小问2详解】因充电宝的电动势E约为7V，不到0~15V量程最大值的一半，即使将电阻箱的阻值R调为0，电压表的示数也不到0~15V量程最大值的

，故0~15V量程太大；调整电阻箱的阻值R，0~3V的量程正好合适。【小问3详解】若将图甲中的电压表当成理想电表，根据闭合电路的欧姆定律，有变形可得则有

联立解得充电宝内阻为【小问4详解】考虑到电压表内阻，

式中的R0

变为并联电阻

，电动势

E

变为真实值

，即电动势值

E

与真实值E＇相比偏小。四、计算题：本大题共3小题，共30分。13.2023年，我国汽车产量为3016.1万辆，连续15年稳居全球第一、其中，新能源汽车958.7万辆。为提高汽车安全性，我国实施了乘用车强制性安装胎压监测系统的法规。假如在高温天气下一辆轿车的胎压监测系统显示某一条轮胎的胎压为、温度为。由于胎压偏高，故快速放出了适量气体，此时监测系统显示的胎压为、温度为。设该轮胎内部体积始终保持不变，气体视为理想气体，。求：（1）放出气体的质量与原来轮胎内气体的质量之比；（2）经过一段时间后，轮胎内剩余气体温度又上升到，则此时的胎压。【答案】（1）；（2）2.56atm【解析】【详解】（1）设轮胎内体积为，假设将原来内部压强为

度为

气体全部变成压强为、温度为的气体，此时体积为V，则由理想气体方程可得代入数据得故放出气体质量占原来气体质量的比为（2）当胎内剩余气体温度从恢复到过程中体积不变，故代入数据得【点睛】本题考查了气体实验定律和变质量问题的综合，根据题意分析清楚气体状态变化过程，正确选择研究对象是解题的前提，应用理想气体方程与查理定律即可解题。14.如图所示，在xOy坐标系的第一象限内，存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，其中电场在的范围内，磁场在的范围内。一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子（重力不计）从y轴上P点以初速度进入第一象限，速度方向与y轴负方向成角，P点纵坐标为。粒子经过电场后，刚好沿直线MN穿过电场、磁场复合区，最终从x轴上A点离开磁场，已知MN与x轴平行。求：（1）电场强度的大小E及M点的纵坐标；（2）粒子经过A点时的速度方向及A点的横坐标；（3）粒子从P点到A点所用的时间t。【答案】（1）；（2）2.5L；（3）【解析】【详解】（1）由题意，带电粒子从P到M过程中只受电场力作用，做匀变速运动，且粒子到M点时速度沿MN方向，将v0分解成沿x轴正方向的v1和沿y轴负方向的v2，则解得故（2）粒子经过复合区时以v1沿MN做匀速直线运动，则粒子离开N点后在磁场中做匀速圆周运动，则解得由几何关系得即粒子经过A点时的