2023届安徽省蚌埠市二中高三年级第三次教学质量检查考试 物理（解析版）

蚌埠市2023届高三年级第三次教学质量检查考试

理科综合能力测试

1. 核电站发电原理是核裂变反应所释放的能量通过热力产生电能．铀235是核电站的主要核燃料，核反应堆在工作时，铀235既发生裂变，也发生衰变．铀235裂变方程为：，衰变方程为：，则下列说法正确的是（    ）

A. 衰变产生的新核Y不再具有放射性

B. 的比结合能小于的比结合能

C. 衰变过程是通过吸收裂变过程释放的能量进行的

D. 反应堆中镉棒插入深一些将会加快核反应速度

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据电荷数守恒和质量数守恒，Y原子核中含有电荷数为92-2=90，大于80，是具有放射性的，故A错误；

B．裂变反应放出核能，生成物更加稳定，则的比结合能小于的比结合能，选项B正确；

C．衰变过程也是释放能量的，选项C错误；

D．要使裂变反应更激烈一些，应使控制棒插入浅一些，让它少吸收一些中子，链式反应的速度就会快一些，故D错误。

故选B。

2. 如图所示，质量为m的小球P。用轻弹簧和细线分别悬挂于固定在小车上的支架M、N两点。小车水平向右做加速度大小为a的匀加速直线运动，细线与竖直方向的夹角为，轻弹簧处于竖直方向，已知弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，则（　　）

A. 若，弹簧伸长量为0

B. 若，弹簧伸长量为0

C. 若，弹簧压缩量为

D. 若，弹簧伸长量为

【答案】B

【解析】

【详解】A． 若，因轻弹簧处于竖直方向，可知细线拉力为0，此时弹簧弹力等于重力，伸长量不为0，选项A错误；   

B． 若，则水平方向

Tsinθ=ma

竖直方向

F弹+Tcosθ=mg

解得

F弹 =0

即弹簧伸长量为0，选项B正确；

CD．由上述方程可得

若，则

>0

即弹簧伸长量为

若，则

弹簧压缩量为

选项CD错误。

故选B。

3. 2022年2月8日，谷爱凌勇夺北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台金牌．如图是运动员某次训练时的示意图，她从跳台a处沿水平方向飞出，在斜坡b处着陆，如果其在空中运动过程中与斜面间的最大距离为，斜坡与水平方向的夹角为，重力加速度取．则其从a处飞出时的速度大小为（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】将在a处的速度分解为垂直斜面和沿斜面方向的速度，则沿垂直斜面方向当到达距离斜面最大高度时

解得

故选A。

4. 如图甲所示，x轴的正方向竖直向下，其原点为O，一个钢球从x轴上的P点沿竖直方向抛出，之后钢球落入粘性液体中，粘性液体底部坐标为；钢球在运动过程中机械能E随位置坐标x的变化规律如乙图所示，图中为直线，为曲线．不计空气阻力，则下列判断正确的是（    ）

A. 钢球从P点抛出时速度竖直向下 B. 钢球进入液体后先加速后匀速运动

C. 钢球在液体中下落时动能越来越小 D. 钢球在液体中下落时所受阻力越来越大

【答案】D

【解析】

【详解】A．钢球从x轴上的P点沿竖直方向抛出，由图可知从O到，机械能守恒，由于O是坐标原点，所以钢球抛出的速度竖直向上，故A错误；

BCD．钢球进入液体后，阻力做功代表机械能变化，有

由图可知钢球在液体中下落时所受阻力越来越大；

则钢球进入液体后先加速，当后，钢球做减速运动，钢球的动能先增大，后减小，故BC错误，D正确；

故选D。

5. 一列简谐横波沿x轴传播，图甲是时刻的波形图，图乙为介质中某一质点的振动图像，则（    ）

A. 平衡位置位于的质点经过，通过的路程为

B. 平衡位置位于的质点经过，沿x轴移动了

C. 若该质点的平衡位置位于处，则波沿x轴正方向传播

D. 若该质点的平衡位置位于处，则波沿x轴正方向传播

【答案】AC

【解析】

【详解】A．波的周期为T=4s，则则平衡位置位于的质点经过，通过的路程为，选项A正确；

B．质点只能在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，选项B错误；

C．因t=0时刻质点在平衡位置向上振动，则若该质点的平衡位置位于处，则由“同侧法”可知，波沿x轴正方向传播，选项C正确；

D．因t=0时刻质点在平衡位置向上振动，则若该质点的平衡位置位于处，则波沿x轴负方向传播，选项D错误。

故选AC。

6. 2021年5月15日，我国“祝融号”火星车在火星表面软着陆时，竖直向下经t时间由速度匀减速到零完成平稳降落。已知火星车的质量为m，火星质量是地球的a倍，火星半径是地球的b倍，地球表面重力加速度为g，不计火星的大气阻力，则（    ）

A. 减速过程着陆器的位移为

B. 火星的平均密度是地球的倍

C. 火星的第一宇宙速度是地球的倍

D. 减速过程中着陆器受到的制动力大小为

【答案】CD

【解析】

【详解】A．减速过程着陆器的位移为

A错误；

B．设火星、地球质量分别为、，半径分别为、，由

得火星、地球平均密度之比

B错误；

C．设火星表面第一宇宙速度为，地球表面第一宇宙速度为，则

C正确；

D．设火星表面重力加速度为，则火星表面重力加速度和地球表面重力加速度之比

火星表面重力加速度

减速过程中着陆器加速度大小为

减速过程中着陆器受到的制动力大小为，由牛顿第二定律得

得

D正确。

故选CD。

7. 如图所示，两等量负点电荷分别固定在x轴上的M、N两点，a、b、c、d为正方形的四个顶点，b、d位于x轴上，的中点和的中点重合，则下列说法正确的是（    ）

A. 质子从a点由静止释放，静电力先做负功后做正功

B. 电子从a点沿直线移至c点过程，电子电势能先增大后减小

C. 电子从a点沿折线移至c点过程，静电力先做负功后做正功

D. 质子从a点垂直正方形所在平面以某一速度释放，质子的电势能可能保持不变

【答案】BD

【解析】

【详解】A．质子从a点由静止释放，静电引力先对质子做正功，经过x轴后再对质子做负功，选项A错误；

B．电子从a点沿直线移至c点过程，电势先降低后升高，则电子电势能先增大后减小，选项B正确；

C．若从MN两点分别向ab做垂线交点为PQ，则当电子从a到P点时，两电荷对电子均做负功；从Q点到b点，两电荷对电子均做正功；同理从b到c也是如此，则选项C错误；

D．在ac所在的垂直正方形的平面上，电场线均指向MN连线的中点，则质子从a点垂直正方形所在平面以某一合适的速度释放，质子可以以MN连线的中点做匀速圆周运动，此时质子的电势能保持不变，选项D正确。

故选BD。

8. 如图所示，a、b是直线上间距为的两点，也是半圆直径的两个端点，c位于上，且，直线上方存在着磁感应强度大小为B、垂直于半圆平面的匀强磁场（未画出），其中半圆内部没有磁场．一群比荷为k的同种带电粒子从之间以相同的速率垂直于射入圆弧区域，所有粒子都能通过b点，不计粒子间的相互作用和粒子的重力，则（    ）

A. 粒子速率为

B. 粒子的速率为

C. 从c点射入的粒子在磁场中运动的时间为

D. 从c点射入的粒子在磁场中运动的时间为

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．画出粒子的运动轨迹如图，由几何关系可知，四边形dO1bO为菱形，可知粒子运动的轨道半径为

R=2d

根据

可得粒子的速率为

v=2dBk

选项A正确，B错误；

CD．从c点射入的粒子，由几何关系可知，粒子运动的轨迹圆心正好在圆周ab上，可知粒子在磁场中转过的额角度为240°，则运动时间

选项C错误，D正确。

故选AD。

9. 某兴趣小组利用如图甲所示装置在暗室中进行“探究机械能守恒定律”的实验。具体操作：通过调节螺丝夹子使漏斗中的水以间隔相同的时间T一滴滴的下落，再由大到小调节频闪仪发出白光的频率，直到第一次看到一串仿佛不动的水滴（如图乙所示），读出水滴对应在竖直固定的荧光刻度米尺上的值x（即将下落的水滴O的刻度值是0）。

（1）频闪仪发出白光的频率满足______的条件时，即可第一次看到一串仿佛不动的水滴。

（2）由频闪仪频率f和水滴的刻度值x可求出水滴的速度v，则水滴3的速度大小为______（用符号、、…和f表示）。

（3）绘出图像是一条过原点的直线，若其斜率为______（在误差范围内），则说明水滴下落过程机械能守恒。（当地的重力加速度为g）

【答案】    ①.     ②.     ③. 2g

【解析】

【详解】（1）[1]由于由大到小调节频闪仪发出白光的频率，直到第一次看到一串仿佛不动的水滴可知此时频闪仪发出白光的频率等于液滴下落的频率，则有

（2）[2]水滴做匀加速直线运动，某过程的平均速度等于该过程中间时刻的瞬时速度，则水滴3的速度大小为

（3）[3]若机械能守恒，则有

变形得

可知，绘出图像是一条过原点的直线，在误差范围内若其斜率为2g，则说明水滴下落过程机械能守恒。

10. 某兴趣小组测量一块电池的电动势和内阻。

（1）先用多用表的“”电压档粗测电动势，指针位置如图甲所示，读数为______V。

（2）实验室提供的器材有：

电流表（量程，），电流表（量程，），定值电阻（），定值电阻（），滑动变阻器（，），，待测电池，开关，导线。为了尽可能精确测量电池的电动势和内阻，小组设计图乙所示电路进行实验；

①实验时，需先将电流表______（填“”或“”）与定值电阻串联后改装为电压表，图乙中定值电阻应选______（填“”或“”）；

②实验测得多组电流表的示数和电流表的示数，绘制出图像如图丙所示，依据图像可得电池的电动势为______V，内阻为______。（结果均保留一位小数）

【答案】    ①. 9.2    ②.     ③.     ④. 10.6    ⑤. 12.8

【解析】

【详解】（1）[1]根据电压表的读数规律，该读数为

（2）①[2][3]根据上述电动势粗测值为9.2V，为了改装电压表的精度与安全，需要将电流表改装成10V的电压表，根据器材的数据，可知需先将电流表与定值电阻串联后改装为电压表，该改装表的量程为

②[4][5]根据上述，结合电路图有

变形有

结合图丙有

，

解得

，

11. 如图，垂直纸面向里的水平匀强磁场的磁感应强度为B，上下边界宽度为，边长为d的正方形金属框在竖直平面内从磁场上边界上方h处由静止释放，并穿过匀强磁场，金属框上下边始终保持与磁场边界平行。已知金属框下边刚要离开磁场时的速度与它刚进入磁场时速度相同，金属框质量为m、电阻为R，重力加速度为g，不计空气阻力。求：

（1）金属框刚进入磁场时的加速度大小；

（2）金属框离开磁场过程中产生的热量。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）金属框下落h过程有

金属框刚进入磁场时的感应电动势

金属框刚进入磁场时的感应电流

由于金属框下边刚进入磁场时速度与它刚要离开磁场时速度相同，而金属框全部处于磁场中时存在一段加速过程，可知，金属框下边刚进入磁场与刚离开磁场时均做减速运动，加速度方向向上，且金属框进入磁场与离开磁场两个过程的运动完全状态相同，对金属框分析有

解得

（2）由于金属框下边刚进入磁场时速度与它刚要离开磁场时速度相同，在这一过程中减小的重力势能转化为金属框进入磁场过程中产生的热量，则有

根据上述，金属框进入磁场与离开磁场两个过程的运动完全状态相同，则金属框离开磁场产生的热量

解得

12. 如图为四冲程柴油机的工作原理示意图，圆心为O的轮轴半径是R，轮轴通过长为L的连杆与活塞连接，面积为S的活塞可在柱形气缸内做上下的直线运动，在压缩冲程结束瞬间喷油嘴喷入柴油并在金属气缸内爆燃推动活塞完成做功冲程。已知在吸气冲程中吸入的空气压强为、温度为，活塞运动到最高位置时气缸容积为，柴油的燃点为T，空气视为理想气体，缸内废气忽略不计。

（1）当活塞由最高位置缓慢向下压缩空气到最低位置时，缸内空气的体积和压强各为多大？

（2）柴油机正常工作，活塞在很短时间内由最高位置到最低位置完成压缩冲程，为了使柴油点燃，缸内空气的压强至少为多大？

（3）若轮轴匀速转动的角速度为，则活塞运动的最大速度为多大？

【答案】（1），；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）由题可知活塞由最高位置向下压缩空气到最低位置时，下降的距离为，则最低位置时缸内空气的体积为

设活塞缓慢下降到最低位时压强为，缓慢下降过程可认为等温过程，根据玻意耳定律有

解得

（2）设活塞在很短时间内下降到最低位时压强为，由理想气体状态方程可得

解得

（3）当连杆与圆相切时，连杆端点M的速度沿杆的方向，此时连杆端点N的速度的速度最大，即活塞的速度最大，如图所示。

由几何关系得

根据运动得分解有

联立解得

13. 如图所示，直角坐标系在电场强度大小为E的匀强电场中，电场方向与x轴正方向相反，与y轴垂直，M、N是y轴上的两个点，。某时刻将三个质量、电荷量均为m、q的带正电小球a、b、c（均可视为质点）分别从O、M、N三点同时沿平面抛出，其中b的速度沿x轴正方向、大小为，c的速度也沿x轴正方向，a的速度未知，a球在b球向右运动到距y轴最远时与其发生弹性碰撞，之后b球与c球也发生弹性碰撞，若小球碰撞过程时间极短且电荷量不变，不计小球重力及小球间相互作用的静电力。求：

（1）a、b球碰撞时的位置坐标；

（2）a、b球碰撞后瞬间b的速度大小和方向；

（3）c球抛出时的速度大小。

【答案】（1）；（2），方向沿y轴正方向；（3）

【解析】

【详解】（1）b球向右运动到距y轴最远时有

，

解得

故a、b球碰撞时的位置坐标为。

（2）如图设a球初速度在x轴和y轴方向分速度分别为、，b球运动到碰撞点P时的时间为

a球在时间t内在x轴方向的位移为

，

解得

可知a球沿x轴方向分速度为0时与b球发生碰撞，同时有

a球在b球发生弹性碰撞，根据动量守恒和能量守恒有

解得

方向沿y轴正方向。

（3） a、b球发生弹性碰撞后b球在电场中做类平抛运动，故可知ab球发生碰撞后到bc球发生碰撞的时间为

根据对称性可知b球刚好运动到N点时，c球也运动回到N点，并发生碰撞，可得c球从抛出点到返回N点运动的时间为，所以可得c球抛出时的速度大小为