吉林省长春外国语学校2022-2023学年高三物理下学期5月期中试题（Word版附解析）

长春外国语学校2022-2023学年第二学期高三年级期中考试理科综合试题本试卷共9页。考试结束后，将答题卡交回。注意事项：1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4.作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。可能用到的相对原子质量：H—1，C—12，N—14，O—16，F—19，Cu—64，Sr—88二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14-18题只有一项符合题目要求，第19-21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。1.2020年12月4日，新一代“人造太阳”—中国环流二号M装置（HL－2M）正式建成并实现首次放电，放电温度达太阳芯部温度近10倍。“人造太阳”实验中的可控热核反应的方程是，海水中富含反应原料氘（H），氚核（H）可以用中子轰击锂核（Li）得到。下列说法正确的是（　　）A.上述核反应前后核子数相等，生成物的质量等于反应物的质量B.中子轰击锂核（Li）反应方程为n＋Li→H＋HeC.中子轰击锂核（Li）发生了α衰变D.氘核（H）和氚核（H）的比结合能均比氦核（He）的比结合能大【答案】B【解析】【详解】A．核反应过程中会出现质量亏损，所以生成物的质量不等于反应物的质量，A错误；B．中子轰击锂核（）反应方程为 满足质量数守恒、电荷数守恒，B正确；C．α衰变是指原子核自发的放射出一个核而转变为其他原子核，C错误；D．氘核（）和氚核（）经聚变反应生成核，同时放出能量，生成物更稳定，所以氘核（）和氚核（）的比结合能小于氦核（）的比结合能，D错误。故选B。2.铯原子钟是精确的计时仪器，图1中铯原子从O点以的初速度在真空中做平抛运动，到达竖直平面所用时间为；图2中铯原子在真空中从P点做竖直上抛运动，到达最高点Q再返回P点，整个过程所用时间为，O点到竖直平面、P点到Q点的距离均为，重力加速度取，则为（　　）A.100∶1B.1∶100C.1∶200D.200∶1【答案】C【解析】【分析】【详解】铯原子做平抛运动，水平方向上做匀速直线运动，即解得铯原子做竖直上抛运动，抛至最高点用时，逆过程可视为自由落体，即解得 则故选C。3.如图所示，学校门口水平地面上有一质量为m的石墩，石墩与水平地面间的动摩擦因数为，工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石墩时，两平行轻绳与水平面间的夹角均为，则下列说法正确的是（　　）A.轻绳的合拉力大小为B.轻绳的合拉力大小为C.减小夹角，轻绳的合拉力一定减小D.轻绳的合拉力最小时，地面对石墩的摩擦力也最小【答案】B【解析】【详解】AB．对石墩受力分析，由平衡条件可知联立解得故A错误，B正确；C．拉力的大小为 其中，可知当时，拉力有最小值，即减小夹角，轻绳的合拉力不一定减小，故C错误；D．摩擦力大小为可知增大夹角，摩擦力一直减小，当趋近于90°时，摩擦力最小，故轻绳的合拉力最小时，地面对石墩的摩擦力不是最小，故D错误；故选B。4.2020年12月17日嫦娥五号从月球采集月壤成功返回地球。嫦娥五号绕月运行的轨迹如图所示，在近月点O制动成功后被月球捕获进入近月点200km，远月点5500km的椭圆轨道Ⅰ，在近月点再次制动进入椭圆轨道Ⅱ，第三次制动后进入离月面200km的环月圆轨道Ⅲ，已知月球半径约为1700km，则（　　）A.嫦娥五号在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个轨道上运行的周期相等B.嫦娥五号在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个轨道上运行的机械能相等C.嫦娥五号在P、Q两点的速度与它们到月心的距离成反比D.O点的重力加速度约为月球表面的重力加速度的0.8倍【答案】D【解析】【详解】A．嫦娥五号在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个轨道上都是围绕月球运行，由于这三个轨道的半长轴不相等，由开普勒第三定律可知，这三个轨道上运行的周期不相等，故A错误；B．嫦娥五号从椭圆轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ再进入环月圆轨道Ⅲ都需要制动，故在这三个轨道上运行的机械能不相等，故B错误； C．由于P、Q两点处在椭圆轨道的最远点，有万有引力大于向心力，即P、Q两点的速度不可用万有引力提供向心力来进行计算，无法确定速度与距离的关系，故C错误；D．月球表面万有引力近似等于重力，有在离月球表面200km远O点，有万有引力提供重力联立解得即O点的重力加速度约为月球表面的重力加速度的0.8倍，故D正确。故选D。5.半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于延长线上距O点为的D点，O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，q为（　　）A.正电荷，B.正电荷，C.负电荷，D.负电荷，【答案】C【解析】【详解】取走A、B处两段弧长均为的小圆弧上的电荷，根据对称性可知，圆环在O点产生的电场强度为与A在同一直径上的A1和与B在同一直径上的B1产生的电场强度的矢量和，如图所示，因为两段弧长非常小，故可看成点电荷，则有 由图可知，两场强的夹角为，则两者的合场强为根据O点的合场强为0，则放在D点的点电荷带负电，大小为根据联立解得故选C。6.电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验。如图所示，电子枪持续发射的电子动量为1.2×10-23kg·m/s，然后让它们通过双缝打到屏上。已知电子质量取9.1×10-31kg，普朗克常量取6.6×10-34J·s，下列说法正确的是（　　）A.发射电子动能约为8.0×10-15JB.发射电子的物质波波长约为5.5×10-11m C.只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉D.如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样【答案】BD【解析】【详解】A．根据动量的大小与动能的关系可知发射电子的动能约为故A错误；B．发射电子的物质波波长约为故B正确；CD．物质波也具有波粒二象性，故电子的波动性是每个电子本身的性质，则每个电子依次通过双缝都能发生干涉现象，只是需要大量电子显示出干涉图样，故C错误，D正确；故选BD。7.一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如图所示。当时，简谐波的波动图像可能正确的是（　　）A.B.C.D.【答案】AC【解析】 【详解】由O点的振动图像可知，周期为T=12s，设原点处的质点的振动方程为则解得在t=7s时刻因则在t=7s时刻质点在y轴负向向下振动，根据“同侧法”可判断若波向右传播，则波形为C所示；若波向左传播，则波形如A所示。故选AC。8.如图，虚线上方空间分布着垂直纸面向里的匀强磁场，在纸面内沿不同的方向从粒子源O先后发射速率均为v的质子和粒子，质子和粒子同时到达P点。已知，粒子沿与PO成30°角的方向发射，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，则下列说法正确的是：（　　）A.质子在磁场中运动的半径为B.粒子在磁场中运动的半径为C.质子在磁场中运动的时间为D.质子和粒子发射的时间间隔【答案】AC【解析】 【分析】【详解】AB．根据题意作出粒子运动轨迹如图所示；由几何知识可知，粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径因为粒子做圆周运动的半径为质子与粒子的荷质比为，所以其半径之比为，质子半径为。故A正确，B错误；CD．粒子在磁场中做圆周运动的周期由几何知识可知，粒子在磁场中转过的圆心角：θ1=300°，粒子在磁场中的运动时间质子从O射入P点射出，又质子半径为，可知O点射入的速度方向必与OP边界垂直，故所以质子和a粒子发射的时间间隔为则C正确，D错误。故选AC。三、非选择题：本题共14小题，共174分。（说明：物理部分为第22-26题，共62分；化学部分为第27-30题，共58分；生物部分为第31-35题，共54分）9.某同学利用实验室现有器材，设计了一个测量电阻阻值的实验。实验器材： 干电池E（电动势1.5V，内阻未知）；电流表A1（量程10mA，内阻为90Ω）；电流表A2（量程30mA，内阻为30Ω）；定值电阻R0（阻值为150Ω）；滑动变阻器R（最大阻值为100Ω）；待测电阻Rx；开关S，导线若干。测量电路如图所示（1）断开开关，连接电路，将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端。将定值电阻R0接入电路；闭合开关，调节滑片位置。使电流表指针指在满刻度的处。该同学选用的电流表为_______（填“A1”或“A2”）；若不考虑电池内阻。此时滑动变阻器接入电路的电阻值应为________Ω。（2）断开开关，保持滑片的位置不变。用Rx替换R0，闭合开关后，电流表指针指在满刻度的处，则Rx的测量值为________Ω。（3）本实验中未考虑电池内阻，对Rx的测量值_________（填“有”或“无”）影响【答案】①.A1②.60③.100④.无【解析】【详解】（1）[1]若不考虑电源内阻，且在电源两端只接R0时，电路中的电流约为由题知，闭合开关，调节滑片位置，要使电流表指针指在满刻度的处，则该同学选到的电流表应为A1。[2]当不考虑电源内阻，根据闭合电路的欧姆定律有计算出R=60Ω（2）[3]断开开关，保持滑片的位置不变，用Rx替换R0，闭合开关后，有 代入数据有Rx=100Ω（3）[4]若考虑电源内阻，根据闭合电路的欧姆定律有联立计算出的Rx不受电源内阻r的影响。10.（1）滑板运动场地有一种常见的圆弧形轨道，其截面如图，某同学用一辆滑板车和手机估测轨道半径R（滑板车的长度远小于轨道半径）。主要实验过程如下：①用手机查得当地的重力加速度g；②找出轨道的最低点O，把滑板车从O点移开一小段距离至P点，由静止释放，用手机测出它完成n次全振动的时间t，算出滑板车做往复运动的周期________；③将滑板车的运动视为简谐运动，则可将以上测量结果代入公式________（用T﹑g表示）计算出轨道半径。（2）某同学用如图（a）所示的装置测量重力加速度．实验器材：有机玻璃条（白色是透光部分，黑色是宽度均为的挡光片），铁架台，数字计时器（含光电门），刻度尺．主要实验过程如下：①将光电门安装在铁架台上，下方放置承接玻璃条下落的缓冲物；②用刻度尺测量两挡光片间的距离，刻度尺的示数如图（b）所示，读出两挡光片间的距离 ________cm；③手提玻璃条上端使它静止在________方向上，让光电门的光束从玻璃条下端的透光部分通过；④让玻璃条自由下落，测得两次挡光的时间分别为和；⑤根据以上测量的数据计算出重力加速度________（结果保留三位有效数字）。【答案】①.②.③.④.竖直⑤.【解析】【详解】(1)[1]滑板车做往复运动的周期为[2]根据单摆的周期公式，得(2)[3]两挡光片间的距离[4]手提玻璃条上端使它静止在竖直方向上，让光电门的光束从玻璃条下端的透光部分通过。[5]玻璃条下部挡光条通过光电门时玻璃条的速度为玻璃条上部挡光条通过光电门时玻璃条的速度为根据速度位移公式有代入数据解得加速度11.篮球在器材室被打入温度为7℃的空气后，球内压强为。比赛过程中，篮球内气体的温度升高为37℃。比赛中，篮球被刺出一小孔开始漏气，换下置于馆内稳定后温度为17℃，压强为 。将空气看成理想气体，认为整个过程中篮球的容积不变，求：（ⅰ）温度升高至37℃时球内气体的压强；（ⅱ）篮球漏出空气的质量与比赛前篮球内空气质量的比值。【答案】（ⅰ）1.66atm；（ⅱ）【解析】【分析】【详解】(i)球内空气经历等容变化，由盖-吕萨克定律解得(ii)比赛前篮球内空气为研究对象，由理想气体状态方程解得设漏掉空气的体积为由于相同温度和相同压强下，质量之比等于体积之比12.某同学受自动雨伞开伞过程的启发，设计了如图所示的物理模型。竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块，初始时它们处于静止状态。当滑块从A处以初速度为向上滑动时，受到滑杆的摩擦力f为，滑块滑到B处与滑杆发生完全非弹性碰撞，带动滑杆离开桌面一起竖直向上运动。已知滑块的质量，滑杆的质量，A、B间的距离，重力加速度g取，不计空气阻力。求：（1）滑块在静止时和向上滑动的过程中，滑杆对桌面压力的大小N1和N2； （2）滑块碰撞前瞬间的速度大小v1；（3）滑杆向上运动的最大高度h。【答案】（1），；（2）；（3）【解析】【详解】（1）当滑块处于静止时桌面对滑杆的支持力等于滑块和滑杆的重力，即当滑块向上滑动过程中受到滑杆的摩擦力为1N，根据牛顿第三定律可知滑块对滑杆的摩擦力也为1N，方向竖直向上，则此时桌面对滑杆的支持力为（2）滑块向上运动到碰前瞬间根据动能定理有代入数据解得（3）由于滑块和滑杆发生完全非弹性碰撞，即碰后两者共速，碰撞过程根据动量守恒有碰后滑块和滑杆以速度v整体向上做竖直上抛运动，根据动能定理有代入数据联立解得13.如图1所示，两条足够长的平行金属导轨间距为0.5m，固定在倾角为37°的斜面上。导轨顶端连接一个阻值为1的电阻。在MN下方存在方向垂直于斜面向上、大小为1T的匀强磁场。质量为0.5kg的金属棒从AB处由静止开始沿导轨下滑，其运动过程中的v-t图象如图2所示。金属棒运动过程中与导轨保持垂 直且接触良好，不计金属棒和导轨的电阻，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。(1)求金属棒与导轨间的动摩擦因数；(2)求金属棒在磁场中能够达到的最大速率；(3)已知金属棒从进入磁场到速度达到5m/s时通过电阻的电荷量为1.3C，求此过程中电阻产生的焦耳热。【答案】（1）0.25；（2）8m/s；（3）2.95J【解析】【详解】（1）由图2可知，金属棒在0-1s内做初速度为0的匀加速直线运动，1s后做加速度减小的加速运动，可知金属棒第1s末进入磁场。在0-1s过程中，由图2可知，金属棒的加速度①在这个过程中，沿斜面只有重力的分力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律有②由①②式解得，金属棒与导轨间的动摩擦因数③（2）金属棒在磁场中能够达到的最大速率时，金属棒处于平衡状态，设金属棒的最大速度为金属棒切割磁感线产生的感应电动势为④根据闭合回路欧姆定律有⑤根据安培力公式有 ⑥根据平衡条件有⑦由③④⑤⑥⑦式解得⑧（3）根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律，可得金属棒从进入磁场通过电阻的电荷量为⑨解得，金属棒在磁场下滑的位移⑩由动能定理有⑪此过程中电阻产生的焦耳热等于克服安培力做的功⑫由⑩⑪⑫式解得，此过程中电阻产生的焦耳热