黑龙江省大庆实验名校实验三部2023-2024学年高三上学期阶段考试（二）物理

试卷更新日期：2024-03-08 类型：期中考试

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一、选择题（本题共10小题，1—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 $_{95}^{241} A m$ 放出的 $α$ 粒子，使壳内气室空气电离而导电，当烟雾进入壳内气室时， $α$ 粒子被烟雾颗粒阻挡，导致工作电路的电流减小，于是锋鸣器报警。则（　　）

A、这种报警装置应用了 $α$ 射线贯穿本领强的特点 B、该a衰变的核反应方程是 $_{95}^{241} A m \to_{93}^{237} N p +_{2}^{4} H e$ C、发生火灾时温度升高， $_{95}^{241} A m$ 的半衰期变长 D、发生火灾时温度升高， $_{95}^{241} A m$ 的半衰期变短

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2. 如图所示，楔形物体a和b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。已知物体a、b之间的接触面光滑，下列说法正确的是（）

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b对地面的摩擦力水平向左

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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 D、飞机所受合力方向与速度方向的夹角为锐角

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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m电量为 $+ q$ 小球在外力F的作用下恰能沿轴线运动，则（　　）

A、O点场强方向水平向左 B、由A至O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

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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 $V = \frac{4}{3} π R^{3}$ ，则太阳的密度可近似的表示为（　　）

A、 $\frac{3 π}{G T^{2}}$ B、 $\frac{G T^{2}}{3 π}$ C、 $\frac{3 π L^{3}}{G T^{2} r^{3}}$ D、 $\frac{3 π r^{3}}{G T^{2} L^{3}}$

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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、Q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，则（　　）

A、由Q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 C、由Q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

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7. 光滑水平地面上有两个物体A、B，质量分别为m、M $(m < M)$ 。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 $E_{p 1}$ ；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 $E_{p 2}$ 。两物体始终沿直线运动，下列判断正确的是（）

A、 $E_{p l} < E_{p 2}$ B、 $E_{p l} > E_{p 2}$ C、 $E_{p 1} = E_{p 2}$ D、无法判断 $E_{p 1} 、 E_{p 2}$ 的大小关系

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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

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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＝1m，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10m/s² ，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α=30° B、物块B的动量变化率越来越小 C、物块B运动到x_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

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10. 质量 $m = 5 k g$ ，边长 $L = 2 m$ 、电阻 $R = 1.8 Ω$ 的单匝正方形导体框abcd沿着倾角为 $θ$ 的光滑斜面由静止开始下滑 $x_{0} = 4.5 m$ 后，下边框bc进入匀强磁场区域时导体框开始减速，当上边框ad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 $L = 2 m$ ，磁场方向垂直斜面向下、磁感应强度大小 $B = 3 T$ ， $s i n θ = 0.4$ ，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ，求：（　　）

A、下边框bc刚进入磁场时，导体框的速度大小为 $5 m / s$ B、上边框ad刚进入磁场时，导体框的速度大小为 $1 m / s$ C、导体框从下边框bc进入磁场到上边框ad进入磁场所用的时间 $t = 0.75 s$ D、导体框在进入磁场的过程中，bc两点电压保持不变

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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

(1)、该实验中必须满足的条件和进行的实验操作是（）。

A、测定平抛小球的质量 $m$ 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 $h$

(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 $L = 7.2 c m$ ， $A$ 、 $B$ 、 $C$ 是照片中小球的三个位置，（取 $g = 10 m / s^{2}$ ），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。

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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 $V_{1}$ （量程为 $3 V$ ，内阻不到 $2 k Ω$ ）；
B．标准电压表 $V_{2}$ （量程为 $6 V$ ，内阻约为 $3 k Ω$ ）；
C．电源E（电动势为 $6 V$ ，内阻很小）；
D．滑动变阻器R（最大阻值为 $10 Ω$ ）；
E．定值电阻 $R_{0}$ （阻值为 $3 k Ω$ ）；
F．开关S，导线若干。

(1)、当待测电压表 $V_{1}$ 的示数为 $U_{1}$ 时，标准电压表 $V_{2}$ 的示数为 $U_{2}$ ，改变滑动变阻器滑片位置，经过多次测量，得到多组 $U_{1} 、 U_{2}$ 的数值，以 $U_{2}$ 为纵坐标， $U_{1}$ 为横坐标，画出的 $U_{2} - U_{1}$ 图像是斜率为3的直线，则待测电压表 $V_{1}$ 的内阻 $R_{v} =$ $Ω$ 。

(2)、把待测电压表 $V_{1}$ 改装成量程为 $15 V$ 的电压表，需要（填“串”或“并”）联一个阻值 $R^{'} =$ $Ω$ 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”）。

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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 $M = 2 k g$ 的汽缸通过细线悬挂在天花板下，质量 $m = 0.1 k g$ 、横截面积 $S = 10 c m^{2}$ 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 $h = 30 c m$ ，缸内温度 $t_{1} = 27 ° C$ ；当环境温度上升，活塞缓慢下移 $Δ h = 6 c m$ 时，活塞表面（涂有导电物质）恰与a、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，活塞厚度可忽略，大气压强 $p_{0} = 1.0 \times 1 0^{5} P a$ ， g取 $10 m / s^{2}$ 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 $t_{2}$ （摄氏温度）。

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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，是判断篮球是否充好气的一种简单方法。某次运动员将一质量 $m = 0.60 k g$ 的篮球从 $H = 1.8 m$ 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 $h = 1.25 m$ ，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 $1 s$ ，忽略空气阻力，重力加速度取 $g = 10 m / s^{2}$ 。

(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 $h = 1.25 m$ 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 $H = 1.8 m$ 的高度，求运动员拍球瞬间，篮球获得的最小动能。

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15. 如图所示，第一象限内存在沿x轴负方向、场强大小为E的匀强电场，第二、三、四象限存在垂直xOy平面向里的匀强磁场。把一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子由A点静止释放，A点到x轴和y轴的距离均为d，粒子从y轴上的P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Q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B的大小；

(2)、O、Q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。

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