2022-2023学年安徽省芜湖市第十二中学高三上学期摸底物理试题含解析

芜湖市第十二中学2022-2023学年高三上学期摸底物理试题

一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题所给选项中，第1~6题只有一个选项符合要求；第7~10题有多项符合要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错得0分。

1. 放射性同位素在工农业生产、医疗和现代科技中有广泛的应用，医生常利用放射性同位素放出的射线治疗肿瘤，被利用的放射源必须具备以下两个条件：（1）放出的射线有较强的穿透能力，能辐射到肿瘤所在处；（2）能在较长时间内提供较稳定的辐射强度。则下列说法正确的是（　　）

A. 治疗肿瘤应该用半衰期短的元素放出的射线

B. 治疗肿瘤应该用半衰期长的元素放出的射线

C. 治疗肿瘤应该用半衰期短的元素放出的射线

D. 治疗肿瘤应该用半哀期长的元素放出的射线

【答案】B

【解析】

【详解】应用于放疗使用γ射线，穿透能力强，半衰期长，能在较长时间内提供稳定的辐射强度。

故选B。

2. 如图为某质点从静止开始运动的加速度—时间图像，取向右为正方向，则关于该质点0~3s内运动的描述正确的是（　　）

A. 时，质点的速度为2 B. 时，物体的运动方向向左

C. 时，物体回到出发位置 D. 时，物体离出发位置最远

【答案】D

【解析】

【详解】A．图像与坐标轴围成的面积代表速度的变化，时，速度大小为4，选项A错误；

B．在1~3s，物体向右匀减速运动，加速度为，该过程物体速度减小4，时，物体的速度恰好减速为零，因此时，速度方向依然向右，选项B错误；

CD．物体一直向右运动，因此时，物体离出发位置最远，选项C错误、D正确。

故选D。

3. 半坡起步是汽车驾驶中可能会遇到的问题。假设一辆质量为2000的汽车，在倾角的足够长斜坡上由静止开始以大小为0.5的恒定加速度启动，行驶过程中汽车受到的空气和摩擦阻力之和恒为1000N，重力加速度g取10，汽车发动机的额定输出功率为60。则汽车从启动至发动机功率达到额定输出功率过程中，汽车发生的位移大小为（　　）

A. 25m B. 30m C. 50m D. 60m

【答案】A

【解析】

【详解】汽车从启动至发动机功率达到额定输出功率过程中，对汽车进行受力分析，由牛顿第二定律有

达到额定功率时

由运动学有

联立并带入数据解得

故选A。

4. 2020年7月23日，“天问一号”探测器成功发射，开启了探测火星之旅。截至2022年4月，“天问一号”已依次完成了“绕、落、巡”三大目标。假设地球近地卫星的周期与火星近火卫星的周期比值为k，地球半径与火星半径的比值为n。则下列说法正确的是（　　）

A. 地球质量与火星质量之比为

B. 地球密度与火星密度之比为

C. 地球第一宇宙速度与火星第一宇宙速度之比为

D. 如果地球的某一卫星与火星的某一卫星轨道半径相同，则两卫星的加速度之比为

【答案】A

【解析】

【详解】AB．近地卫星环绕中心天体做圆周运动，万有引力提供向心力，则由

得

又

整理得

由以上可知

故A正确，B错误；

C．又由

得

则

故C错误；

D．如果环绕地球与火星的卫星轨道半径相同，则由

得

整理得

故D错误。

故选A。

5. 如图所示，某同学抱着箱子做蹲起运动研究超重和失重现象，在箱内的顶部和底部均安装有压力传感器。两质量均为2的物块用轻弹簧连接分别抵住传感器。当该同学抱着箱子静止时，顶部的压力传感器显示示数。重力加速度g取10。不计空气阻力，则（　　）

A. 箱子静止时，底部压力传感器显示示数

B. 当时，箱子处于失重状态，人可能抱着箱子下蹲

C. 当时，箱子处于超重状态，人可能抱着箱子向上站起

D. 若箱子保持竖直从高处自由释放，运动中两个压力传感器的示数均为30N

【答案】D

【解析】

【详解】A．当箱子静止时，对两物块和弹簧组成的系统受力分析可知

得下面压力传感器显示示数

对上面物体

得

故A错误；

B．当时，对上面物体

所以加速度方向向上，箱子处于超重状态，人可能抱着箱子开始站起，故B错误；

C．当时

加速度方向向下，箱子处于失重状态，人可能抱着箱子开始下蹲，故C错误；

D．当箱子自由下落时处于完全失重状态，两个物体所受合力均为，则应有

弹簧长度没变，所以两个压力传感器的示数均为30N，故D正确。

故选D。

6. 如图所示的电路中，电压表、电流表均为理想电表。闭合开关，滑动变阻器的触头向右滑动过程中，则（　　）

A. 电流表的示数减小、电流表的示数不变、电压表V的示数减小

B. 电流表示数变化的绝对值比电流表示数变化的绝对值小

C. 电阻消耗的功率一直减小，电源的效率一直增大

D. 电容器C两极板的电场强度减小

【答案】B

【解析】

【详解】A．变阻器的滑动触头向右滑动，的阻值减小，整个电路的总电阻减小，总电流增大，内电压增大，外电压减小，即电压表示数U减小，R电压增大，、并联电压减小，通过的电流减小，即示数减小，而总电流I增大，则流过的电流增大，即示数增大，A错误；

B．因

则

则

即电表示数变化量的绝对值小于电表示数变化量，B正确；

C．当减小时，通过的电流减小，由

可知，消耗的功率在减小，电源的效率

则当外电路电阻减小时，电源的效率减小，C错误；

D．电压增大，则电容器两端电压变大，电容器C两极板的电场强度变大，D错误；

故选B。

7. 相同质量的同种理想气体分别充满甲、乙两汽缸，两汽缸中气体的温度分别为、，两汽缸中气体的压强分别为、，已知、。则下列说法正确的是（　　）

A. 甲汽缸中气体的分子平均动能大于乙汽缸中气体的分子平均动能

B. 甲汽缸中每个气体分子的动能均大于乙汽缸中每个气体分子的动能

C. 甲汽缸中动能大的分子一定比乙汽缸中动能大的分子多

D. 乙汽缸中气体分子的热运动一定比甲汽缸中气体分子的热运动剧烈

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．分子的平均动能取决于温度，温度越高，分子的平均动能越大，但对于某一个气体分子来说动能不一定越大，选项A正确、B错误；

C．分子的动能也应遵从统计规律，即“中间多、两头少”，温度较高时，动能大的分子数一定多于温度较低时动能大的分子数，选项C正确；

D．温度越高，分子的无规则热运动越剧烈，平均速率越大，则甲汽缸中气体分子的热运动一定比乙汽缸中气体分子的热运动剧烈，选项D错误。

故选AC。

8. 如图甲所示的交流电路中，变压器为理想变压器，电流表、电压表均为理想电表。已知变压器原、副线圈的匝数比，电阻。当原线圈输入如图乙所示的交流电压，开关S断开时，通过的电流为，则（　　）

A. 通过的电流是 B. 图乙中x的值为60

C. 开关S断开时，原线圈输入功率为20W D. 开关S闭合时，通过的电流为

【答案】BC

【解析】

【详解】A．电流表、电压表读数皆为交流电的有效值，通过的电流的峰值

由乙图可知原线圈电压呈正弦规律变化，且周期

所以通过的电流瞬时值

 A错误；

B．对于理想变压器有

联立解得

B正确；

C．根据理想变压器，输入功率和输出功率相等

C正确；

D．开关S闭合，和并联后总阻值

又开关S断开时

开关S闭合后，通过的电流

D错误。

故选BC。

9. 如图所示的正四棱锥，正方形底面的边长为1m，棱，空间中有匀强电场、一带电荷量的正试探电荷由o到a的过程中电势能减少。该试探电荷由a到b与由b到c的过程中电势能的变化均为零。则下列说法正确的是（　　）

A. 电场方向由o指向a

B. 电场强度大小为

C. o点与中点间的电势差为10V

D. 该试探电荷由o点移动到的中点，电势能减少

【答案】BD

【解析】

【详解】A．由于试探电荷由a到b、由b到c的过程电势能的变化均为零，则说明a、b、c三点的电势相等，则底面为等势面，由电场方向与等势面垂直，则电场方向沿竖直方向，又正试探电荷由o到a的过程中电势能减少，则由公式

得

o点的电势比a点的电势高，所以电场方向由o点指向正方形的中心，A错误；

B．由几何关系可知o点到正方形中心的距离为

则电场强度的大小为

B正确；

C．由公式

可知o点与中点间的电势差为20V，C错误；

D．同理o点到的中点电势差为

则该试探电荷由o点移动到中点电场力做功为

则该电荷电势能减少，D正确。

故选BD。

10. 如图所示，两水平虚线间存在垂直于纸面方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，边长为h的正方形导体框由虚线1上方无初速度释放，在释放瞬间边与虚线1平行且相距。已知导体框的质量为m，总电阻为，重力加速度为边与两虚线重合时的速度大小均为，忽略空气阻力，导体框在运动过程中不会发生转动，则（　　）

A. 两虚线的距离为

B. 导体框在穿越磁场的过程中，产生的焦耳热为

C. 导体框的边与虚线1重合时，其克服安培力做功的功率大小为

D. 导体框从边与虚线1重合到边与虚线1重合时所用的时间为

【答案】AD

【解析】

【详解】A．由题意，根据导体框进出磁场过程中运动的对称性可知，边刚好进入磁场和刚好离开磁场时的速度大小均为，设两虚线之间的距离为H，导体框全部位于磁场中时下落的加速度大小为g，根据运动学公式有

解得

故A正确；

B．设导体框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为Q，对导体框从开始下落到穿过磁场的过程，根据能量守恒定律有

解得

故B错误；

C．导体框的边与虚线1重合时的速度大小为

此时边产生的感应电动势大小为

导体框中的感应电流为

边所受的安培力大小为

导体框与虚线1重合时克服安培力做功的功率大小为

整理得

故C错误；

D．设导体框通过磁场上边界所用时间为t，线框中的平均感应电流为，则由动量定理可得

根据电流的定义可知t时间内通过线框某一截面的电荷量为

根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律综合分析可知

联立解得

故D正确。

故选AD。

二、非选择题：本题共5小题，共60分。

11. 某实验小组利用如图中所示的装置完成“验证机械能守恒定律”实验。将气垫导轨沿倾斜方向固定在水平桌面上，倾角为。将光电门固定在气垫导轨上，带有挡光条的滑块从光电门上方由静止释放。

（1）实验时，该小组的同学利用游标卡尺测了挡光条的宽度，如图乙所示，该游标卡尺的读数为___________。

（2）已知挡光条的宽度为d，释放点到光电门的距离为L，挡光条经过光电门的挡光时间为t，重力加速度为g。若滑块下滑过程中机械能守恒，则关系式___________成立（用题中所给物理量符号表示）。

（3）改变释放点到光电门的距离L，多次实验，并记录滑块每次经过光电门时的挡光时间t，该小组的同学利用图像法验证机械能守恒定律。坐标系以L为纵轴，为了便于验证，应以___________（填“t”“”或“”）为横轴，若图线的斜率为k，重力加速度___________时滑块下滑过程中的机械能守恒。

【答案】    ①. 9.30    ②.     ③.     ④.

【解析】

【详解】（1）[1]由游标卡尺的读数规则可知，该游标卡尺的精确度为0.05，则读数为

（2）[2]滑块经过光电门时的速度为

若滑块下滑过程中的机械能守恒，则由机械能守恒定律得

整理得

（3）[3]由

得

坐标系以L为纵轴，为了便于验证，应以为横轴。

[4]依题意，有

解得

12. 晓宁利用如图甲所示的电路图测量某电源的电动势和内阻，其中定值电阻（阻值约为10Ω），电阻箱R的调节范围为0~99.9Ω，电压表、的量程分别为3V，6V，两电表的内阻很大。实验时晓宇完成了如下的操作：

（1）组装好实验器材后，将电阻箱的阻值调到最大，电键闭合，调节电阻箱使电压表的指针指到满偏，再增大电阻箱的阻值，读出两电压表、的示数、，反复调节记录多组实验数据。

（2）为了准确测量的阻值，晓宇利用（1）中的数据建立如图乙所示的坐标系并绘制图像，则图像与纵轴的交点应为___________；电路图甲中定值电阻的阻值___________Ω。（结果保留两位有效数字）

（3）晓宇又利用（1）中的数据建立如图丙所示的坐标系并绘制图像，由图像可知该电源的电动势为___________V，内阻为___________Ω；内阻r的测量值与真实值相比___________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。（结果均保留两位有效数字）

【答案】    ① 1.0    ②. 8.0    ③. 6.0    ④. 4.0    ⑤. 偏小

【解析】

【详解】（2）[1][2]串联电路电流处处相等，由图甲所示电路图可知

则

当时

所以图像在纵轴的截距为1.0，则图像的斜率

解得

（3）[3][4]由图甲所示电路图可知

由可得

结合图像可知，电源电动势

电源内阻

[5]由于电压表分流的作用，实验等效外接伏安法测电源电动势和内阻，内阻r的测量值比真实值偏小。

13. 如图所示，足够宽水槽下而有与水平方向夹角的平面镜、一束光从水槽左壁水平向右射出，在平面镜上O点反射后打在右壁P点，现向水槽中注入某种透明液体，光经液体折射后打在右壁M点，此时液面与右壁相交于N点，测得、，O点到右壁水平距离为1.5m。已知光在真空中的传播速度为，求：（结果可保留根号）

①该透明液体的折射率n；

②加入透明液体后，光从O点传播到M点所用的时间。

【答案】①；②

【解析】

【详解】①液体注入后光沿传播，光发生折射

在中

由题意知

因

可知是的角分线。

即有

（入射角度）

（折射角度）

根据折射定律可知

②由几何关系知

则光从O→M传播的时间

解得

14. 在光滑水平面上，并排放着质量分别为1.5m和m的滑块A和B（均可视为质点），A、B之间有少量粘合剂，能提供的最大粘合力为。一轻弹簧的两端分别与墙壁和滑块A相连接。O为水平面上一点，以O为坐标原点，水平向右为位移x的正方向，建立如图所示的坐标系。轻弹簧上的弹力F与坐标x的关系如图所示，其中、为已知量（图像中，“面积”代表功）。现用外力向左推至O处（弹簧处于弹性限度内），然后由静止释放。求：

（1）B与A分离时的坐标位置；

（2）B与A分离之前，弹簧弹性势能的减少量；

（3）不计A、B分离过程中的能量损失，假设滑块B与挡板C碰撞前后速率不变，且滑块B刚好在A、B分离处与A相向碰撞并粘在一起（此后不再分离），求两物块再次将弹簧压缩到最短时弹簧具有的弹性势能。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）B与A分离时，设弹簧拉力为F，两者加速度相等

对AB整体有

对B有最大拉力

解得弹簧拉力为

结合图像可知，B与A分离时的坐标位置

（2）B与A分离之前，由图像可知弹簧弹性势能的减少量

（3）B与A分离时，A、B的速度相等，大小设为，对AB整体，由动能定理得

当两者又一次各自到达分离处，根据各系统的能量守恒可知，速度大小还是，设碰后A、B的共同速度为，由碰撞时动量守恒可知

从碰后到弹簧再次被压缩到最短时，由能量守恒定律得

解得

15. 如图所示，在竖平面内存在两个相邻且相互垂直的场区Ⅰ和Ⅱ、场区Ⅰ是两平行金属板形成的匀强电场，平行金属板长、与水平方向的夹角。场区Ⅱ宽度且足够长，场区Ⅱ内有垂直纸面向外的匀强磁场和竖直向上的匀强电场（图中未画出），电场强度大小，磁感应强度大小。现有一个带电量、质量的带正电小球以的速度垂直电场方向射入场区Ⅰ，小球恰好能做直线运动，重力加速度g取。不计空气阻力。求：（结果可保留根号）

(1)场区Ⅰ电场强度的大小和小球离开场区Ⅰ时的速度大小v；

(2)小球从射入场区Ⅰ至第二次进入场区Ⅱ的时间。

【答案】(1)，；(2)

【解析】

【详解】(1)由小球恰好做直线运动可知

由速度位移公式

解得

(2)小球在场区Ⅰ中运动时

解得

小球在场区Ⅱ中运动时

所以小球在Ⅱ区做匀速圆周运动。由

得

由几何关系可知小球

所以小球将水平向右离开场区Ⅱ

由速度周期公式

综上解得

小球第一次离开场区Ⅱ后做平抛运动

解得

然后第二次进入场区Ⅱ，综上可知小球从射入场区Ⅰ至第二次进入场区Ⅱ的时间