湖南省怀化市2022-2023学年高三上学期物理期末考试试卷

更新时间：2023-01-30 浏览次数：44 类型：期末考试

一、单选题

1. (2023高三上·怀化期末) 轻核聚变的一个核反应方程为： $\text{[math]}$ ，若已知 $\text{[math]}$ 的质量为m₁ ， $\text{[math]}$ 的质量为m₂ ， $\text{[math]}$ 的质量为m₃ ， X的质量为m₄ ，则下列说法中正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 在常温下就能够发生聚变 B . X是质子 C . 这个反应释放的核能为 $\text{[math]}$ D . 我国大亚湾核电站是利用轻核的聚变释放的能量来发电的

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2. (2023·淮安模拟) 一列向右传播的横波在t=0时的波形如图所示，A、B两质点间距为8m，B、C两质点平衡位置的间距为3m，当t=1s时，质点C恰好通过平衡位置，该波的波速可能为（）

A . 9m/s B . 10m/s C . 11m/s D . 12m/s

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3. (2023高三上·怀化期末) 甲、乙两个质点分别在两个并排直轨道上运动，其速度随时间的变化规律分别如图中a、b所示，图线a是直线，图线b是抛物线， $\text{[math]}$ 时间内图线a、b与横轴围成的面积相等，抛物线顶点的横坐标为 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 时间内甲、乙的位移大小不相等 B . $\text{[math]}$ 时间内甲、乙的位移大小之比为 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 时间内乙的平均速度大于甲的平均速度 D . $\text{[math]}$ 时间内甲的加速度一直小于乙的加速度

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4. (2023高三上·怀化期末) 如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的 $\text{[math]}$ 点，将木板以直线 $\text{[math]}$ 为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中（）

A . 圆柱体对木板的压力逐渐增大 B . 圆柱体对木板的压力先增大后减小 C . 两根细绳上的拉力均先增大后减小 D . 两根细绳对圆柱体拉力的方向不变

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5. (2023高三上·怀化期末) 2021年12月9日，我国神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在空间站进行了太空授课。如图甲所示，王亚平在水球里注入一个气泡，观察水球产生的物理现象。课后小明同学画了过球心的截面图，如图乙所示，内径是R，外径是 $\text{[math]}$ R。假设一束单色光（纸面内）从外球面上A点射入，光线与AO直线所成夹角i=30°，经折射后恰好与内球面相切。已知光速为c。则（）

A . 单色光在材料中的折射率为 $\text{[math]}$ B . 单色光在该材料中的传播时间为 $\text{[math]}$ C . 只要调整好A点射入的单色光与AO直线的夹角，就能够在内球面发生全反射 D . 只要调整好A点射入的单色光与AO直线的夹角，就能够在外球面发生全反射

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6. (2023高三上·怀化期末) 理想变压器电路如图所示，其中R为滑动变阻器，定值电阻10Ω，原副线圈匝数之比 $\text{[math]}$ ，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器R的滑片向下移动时，电流表、电压表示数变化量的绝对值分别用 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 表示。则关于 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的比值，下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 逐渐增大 B . $\text{[math]}$ 逐渐减小 C . $\text{[math]}$ 不变且 $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ 不变且 $\text{[math]}$

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二、多选题

7. (2023高三上·怀化期末) 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能E_P 随位移x 的变化如图所示，其中 O－x₂段是抛物线，x₁处是顶点，x₂－x₃段是直线，且与抛物线相切。粒子由O－x₃运动过程中，下列判断正确的是（）

A . O－x₁段粒子动能增大 B . x₁－x₂段粒子加速度增大 C . x₂－x₃段电场强度减小 D . x₃处的电势最高

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8. (2023高三上·怀化期末) 两颗互不影响的行星 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，各有一颗在表面附近的卫星 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 绕其做匀速圆周运动。两颗行星周围卫星的线速度的二次方（ $\text{[math]}$ ）与轨道半径r的倒数（ $\text{[math]}$ ）的关系如图所示，已知 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的线速度大小均为 $\text{[math]}$ ，则（）

A . $\text{[math]}$ 的质量比 $\text{[math]}$ 的小 B . $\text{[math]}$ 的质量比 $\text{[math]}$ 的大 C . $\text{[math]}$ 的平均密度比 $\text{[math]}$ 的小 D . $\text{[math]}$ 表面的重力加速度比 $\text{[math]}$ 的大

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9. (2023高三上·怀化期末) 如图，ABC是竖直面内的光滑固定轨道，A点在水平面上，轨道AB段竖直，长度为R，BC段是半径为R的四分之一的圆弧，与AB相切于B点。一质量为m的小球从A点以某一竖直向上的初速度沿ABC轨道的内侧运动，且到达最高点C点时恰好仍能接触轨道，已知小球始终受到与重力大小相等的水平向右的外力作用，小球的半径远小于R，重力加速度大小为g。则（）

A . 小球在A点的初速度为 $\text{[math]}$ B . 小球在A点的初速度为 $\text{[math]}$ C . 小球的落地点到A点的距离为R D . 小球的落地点到A点的距离为2R

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10. (2023高三上·怀化期末) 如图甲所示，电阻不计且间距为L=1m的光滑平行金属导轨竖直放置，上端连接阻值为R=1Ω的电阻，虚线OO′下方有垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量为m=0.3kg、电阻Rab=1Ω的金属杆ab从OO′上方某处以一定初速释放，下落过程中与导轨保持良好接触且始终水平。在金属杆ab下落0.3m的过程中，其加速度a与下落距离h的关系图像如图乙所示。已知ab进入磁场时的速度v₀=3.0m/s，取g=10m/s²。则下列说法正确的是（）

A . 进入磁场后，金属杆ab中电流的方向由b到a B . 匀强磁场的磁感应强度为2.0T C . 金属杆ab下落0.3m的过程中，通过R的电荷量为0.24C D . 金属杆ab下落0.3m的过程中，R上产生的热量约为0.87J

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三、实验题

11. (2023高二上·孝义期末) 某学习小组用三枚相同的硬币来验证动量守恒定律。将两枚硬币叠放粘连，记为A，另一枚硬币记为B，在水平桌面左端固定一弹射装置，PQ为中轴线， $\text{[math]}$ 与轴线垂直作为参考线。实验步骤如下：
①如图甲，将A从P沿PQ弹射，A停止后，测出其右端到 $\text{[math]}$ 的距离 $\text{[math]}$ ；
②如图乙，将B静置于轴线上，并使其左端与 $\text{[math]}$ 相切；
③如图丙，将A压缩弹簧至同甲位置，射出后在 $\text{[math]}$ 处与B正碰，A、B停止后，测出A右端和B左端到 $\text{[math]}$ 的距离 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。
请回答以下问题：
1. （1）两次从同一位置弹射A，目的是确保A到达 $\text{[math]}$ 线时具有相同的。
2. （2）碰撞前瞬间A的速度大小与____成正比。
  
  A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$
3. （3）多次实验，若测量数据均近似满足关系式（用题中给定符号表达），则说明硬币碰撞过程中动量守恒。
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12. (2023高三上·怀化期末) 电学实验中可将电源E₁与电源E₂及灵敏电流计G连成如图甲所示电路，若灵敏电流计G示数为0，说明此时两电源的电动势相等。
根据这一原理，某同学设计如图乙所示电路，测量某电源C的电动势Ex。其中A为工作电源（内阻不计），B为电动势恒定的标准电源，其电动势为E_N。R₁、R₂为电阻箱，R₃为滑动变阻器，G为灵敏电流计，S₁、S₃为单刀单掷开关，S₂为单刀双掷开关。实验过程如下：
①实验开始之前，将R₁和R₂的阻值限定在1000Ω到3000Ω之间；
②将S₂置于1处。闭合开关S₁、S₃ ，通过调节R₁、R₂ ，使R₃阻值为0时，灵敏电流计G示数为0。记录此时的R₁与R₂的阻值，分别为R₁、R₂；
③将开关S₂置于2处，保持通过R₁、R₂的电流不变，重复上述操作，使R₃的阻值为0时，灵敏电流计G的示数为0，记录此时的R₁与R₂的数值，分别为R₁'、R₂'。根据上述实验过程回答问题：
1. （1）实验步骤①中，为保护灵敏电流计，开始时滑动变阻器触头应处在最端（填“左”或“右”）；
2. （2）在步骤③中，为保持实验过程中流过R₁与R₂的电流不变，调整R₁、R₂时需要使R₁、R₂与R₁'、R₂'满足的关系是（用题中所给物理量符号表示）；
3. （3）待测电源C的电动势E=。
4. （4）若工作电源A的内阻不可忽略，则待测电源C的电动势E测量值将（填“偏大”或“不变”或“偏小”）。
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四、解答题

13. (2023高三上·怀化期末) 如图所示，有两个不计质量和厚度的活塞M、N，将两部分理想气体A、B封闭在绝热汽缸内，温度均是27 ℃．M活塞是导热的，N活塞是绝热的，均可沿汽缸无摩擦地滑动，已知活塞的横截面积均为S＝2 cm² ，初始时M活塞相对于底部的高度为h₁＝27 cm，N活塞相对于底部的高度为h₂＝18 cm．现将一质量为m＝1 kg的小物体放在M活塞的上表面，活塞下降．已知大气压强为p₀＝1.0×10⁵ Pa．(g＝10 m/s²)
1. （1）求下部分气体的压强大小；
2. （2）现通过加热丝对下部分气体进行缓慢加热，使下部分气体的温度变为127 ℃，求稳定后活塞M、N距离底部的高度．
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14. (2023高三上·怀化期末) 如图甲所示，带正电粒子以水平速度v₀从平行金属板MN间中线OO′连续射入电场中．MN板间接有如图乙所示的随时间t变化的电压UMN，两板间电场可看做是均匀的，且两板外无电场．紧邻金属板右侧有垂直纸面向里的匀强磁场B，分界线为CD，EF为屏幕．金属板间距为d，长度为l，磁场的宽度为d.已知：B＝5×10^－³ T，l＝d＝0.2 m，每个带正电粒子的速度v₀＝10⁵ m/s，比荷为 $\text{[math]}$ ＝10⁸ C/kg，重力忽略不计，在每个粒子通过电场区域的极短时间内，电场可视作是恒定不变的．试求：
1. （1）带电粒子进入磁场做圆周运动的最小半径；
2. （2）带电粒子射出电场时的最大速度；
3. （3）带电粒子打在屏幕上的范围．
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15. (2023高三上·怀化期末) 如图所示，BC为一段光滑圆弧轨道，圆心角θ=60°，DE为半圆形光滑轨道，两圆弧轨道均固定于竖直平面内，一滑板静止在光滑的地面上，右端紧靠C点，上表面所在平面与两圆弧分别相切于C、D两点，一物块（可看成质点）在A点水平抛出，物体抛出后恰好在B点沿切线进入BC段圆弧轨道，再经C点滑上滑板，滑板运动到D点时被牢固粘连．物块可视为质点，质量为m，滑板质量M=2m，DE半圆弧轨道和BC圆弧轨道的半径均为R，AB的高度差为3R，板长S=6.5R，板左端到D点的距离L（未知），物块与滑板间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，重力加速度取g，（结果用字母m、g、R、L表示）求：
1. （1）求物块在A点抛出的初速度大小；
2. （2）求物块滑到C点时所受圆弧轨道的支持力的大小；
3. （3）若物块刚好滑到DE半圆形光滑轨道中点，求L的大小；
4. （4）试讨论在0＜L＜5R范围内取值，物块从滑上滑板到离开滑板的过程中，克服摩擦力做的功W_f与L的关系．
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