湖南省新高考教学教研联盟2021-2022学年高三下学期第二次联考物理试题及答案

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绝密★启用前
2022届湖南新高考教学教研联盟高三第二次联考
物理试卷.
长郡中学;衡阳市八中;永州市四中;岳阳具一中;湘潭县一中;湘西州民中;
由 石门县一中;遭县一中;益阳市一中;桃源县一中;株洲市二中;麓山国际; 联合命题
郴州市一中;岳阳市一中;委底市一中;怀化市三中;鄂东市一中;洞口县一中
命题学校:永州四中 审题学校:醴陵市一中
注意事项:
1.答卷前.考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时.选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试题卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共 6小题，每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.近年来,石材的放射性问题，几经媒体渲染，被炒得沸沸扬扬，根据2011年颁布的国家标准《建筑材料放射性核素限量),将装修用到的石材放射性污染标准分为A、B、C三类。其中C类石材只适用于室外环境、墙面、道路装饰等,主要是因为C类石材中含有一定的铀元素,铀元素经过一系列的衰变而产生的一种具有放射性的惰性气体氢,氢气通过呼吸道而进入人体肺内,对人体产生伤害。已知氢的半衰期为4天。根据所学知识，下列说法正确的是
A.原子衰变过程中核电荷数守恒,质量数不守恒
B. 16个氢原子核经过8天后，一定只剩下4个氡原子核了
C.原子核发生一次衰变.该原子核质量数减少4
D.天然放射现象中发出的射线是从原子核外放出的高速电子
2.如图所示，一个圆形水杯底部有一小孔。用手堵住小孔，往杯子里倒半杯水.现使杯子做以下几种运动,不考虑杯子转动及空气阻力，下列说法正确的是
A.杯子做自由落体运动,小孔中有水漏出
B.杯子做平抛运动，小孔中没有水漏出
C.用手握住杯子向下匀速运动,不堵住小孔也没有水漏出
D.将杯子竖直向上抛出,向上运动时有水漏出，向下运动时无水漏出
3.小明在一匀速上升的电梯内,观察到电梯顶部有一螺丝因松动而掉落.已知电梯顶部离电梯
地板的高度为只2.45 m,电梯匀速上升的速度大小为2 m/s,不考虑空气阻力的影响，g取
10m/s2，则螺丝从电梯顶部掉落到地板上的时间为
s B.0,7 s s
4.如图所示，两虚线圆的圆心均在O点将一带正电的点电荷固定在圆心O点、实线分别为带电粒子M和N的运动轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点。忽略重力，下列说法正确的是
A.M粒子带正电荷，N粒子带负电荷 B.N粒子从点运动到c点加速度一直增大
C.N粒子在c点和d点的速度相同 D.M粒子在b点的电势能大于它在a点的电势能
5.如图所示，某同学拿着一个质量为m的小球在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动、小球运动的轨迹如图中虚线所示，则
A.小球的机械能守恒
B小球从N点运动到M点，重力做正功,重力势能增大
C.小球从M点运动到P点的过程重力的功率逐渐增大
D.小球从M点运动到N点，动能没变，人对小球做的功为零
6.如图所示为一固定在水平地面上的光滑圆锥,其竖直方向上的轴线与母线之间的夹角=30°,在圆锥体的顶湍用长为l的细线悬挂一个质量为m的小球。使小球绕圆锥体轴线在水平而做匀速转动,测得细绳的拉力为,重力加速度为g则小球勾速圆周运动的角速度为
A. B. C. D.
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题
目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7.如图所示在做感应强度为B的匀强磁场中，有一匝数为N的矩形线圈,线圈的面积为S,线
圈以角速度绕OO’轴顺时针匀速转动。从图示位置(线圈平面与磁场平行)开始计时，下列
说法正确的是
A.感应电动势的最大值为
B.增大角速度,电流表示数不变
C.闭合开关S,电流表示数增大
D.线圈按图示方向转动，则在图示位置线圈产生的感应电流方向为MNPQ
8.如图甲是一个磁悬浮地球仪，它的原理如图乙所示上方的地球仪内有一个永磁体,底座内有
一个线圈,线圈通上电,地球仪就可以悬浮起来。下列说法正确的是
A.将地球仪上下位置翻转,则不能继续保持悬浮
B.若增大线圈中的电流,稳定后地球仪受到的磁力不变
C.若增加线圈的匝数，稳定后地球仪受到的磁力增大
D.线圈中接入交流电的频率越高,地球仪悬浮的高度就越高
9.如图所示,在粗糙的水平面上,有四个完全相同的物块，放在一等腰梯形的四个顶点上，用四根完全相同的弹簧将它们连接起来,且da之间、ab之间、bc之间的弹簧长度相等,是cd之间的弹簧长度的一半。系统静止在水平地面上,已知da之间弹簧弹力的大小是cd之间弹簧弹力大小的一半,a受到的摩擦力大小为f,则
A. cd之间的弹簧一定是拉伸的 B. b受到的合力指向∠abc的角平分线方向
C. d受到的摩擦力大小为f D. c受到的摩擦力大小为f
10.在某游乐场有如图所示的弹射游戏,在竖直固定的支架MPN上固定有带孔的半圆弧容器ABC以及可上下自由调动的水平弹射器，游戏时,手动调整弹射器高度,再压缩弹簧将弹性小球弹出,弹射出口在A点的正上方，小球只有在小孔中心O处沿图示速度方向(速度方向的
反向沿长线过圆心O’)射入小孔时.才能通过小孔成功过关。若小球可当作质点看，并且忽略摩擦及空气阻力,已知弹簧的弹性势能EP与形变量∆x的关系为Ep=,则下列说法正确的是
A.小球弹射出去的初速度大小与弹簧的压缩量成正比
B.将弹射器出口调整到A点,无论以多大的速度将小球弹射出去都无法顺利过关
C.弹射器在P点上方的不同位置，只要小球射出速度大小合适,都能顺利过关
D.若将弹射器出口调整在A点上方某一位置时游戏可顺利过关，再将弹射器出口水平向左调整一段距离，要想顺利过关，应将弹射器高度降低
三、非选择题:共56分。第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15~16题为选
考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:共43分。
11. (6分)如图甲所示，利用装置探究加速度和力之间的关系,设小车的质量为M,砂子和桶的
总质量为m,不考虑绳与滑轮间的摩擦,滑轮质量忽略不计。
(1)实验过程中,下列说法正确的是_____________
A.实验前需要测量出小车的质量
B.实验中砂子和桶的总质量m一定要远小于小车的质量M
C.实验前，需将长木板靠近打点计时器的一端垫高,以平衡摩擦力
D.改变砂子和桶的总质量,测量多组数据,作出图像
(2)如图乙是实验中得到的一条纸带，相邻两计数点间还有四个点没画出。已知打点计时器
所接交流电的频率为50 Hz,根据纸带可求出加速度大小为_____m/s2(结果保留两位有效数字)。
(3)改变桶内砂字的质量，多次实验,以力传感器的示数F为横轴,小车的加速度a为纵轴，
作出图像，根据图像可求得小车的质最M=_____kg(结果保留两位有效数字)。
12. (9分)夏天的时候,教室里很多同学都会买一个手持的小型电风扇,小芳同学想根据所学的
电学知识,利用实验室的器材描绘出这台电风扇的伏安特性曲线。她通过说明书得到电风扇的额定电压为5.0 V,额定功率约为2.5 W,并去实验室借到了开关、导线以及以下器材:
电源E:电动势为6.0 V,内阻忽略不计 电流表A1量程0.6 A.内阻r1约为10Ω
电流表A2:量程100 mA,内阻为r2=4 Ω 定值电阻R1=10 Ω
定值电阻R2=50 Ω
滑动变阻器R3:最大阻值1 Ω,最大电流0.5 A
滑动变阻器R4:最大阻值2 Ω,最大电流3 A
滑动变阻器R5:最大阻值100Ω,最大电流3A
(1)实验为了得到小电风扇完整的伏安特性曲线，实验中滑动变阻器应选用____ (选填“R3” “R4”或“R5”);为了精确测量数据，选用定值电阻______(选填“R1”或“R2”),将电流表A2改装成电压表使用。
(2)根据实验室借到的实验器材设计实验电路，将最优电路设计图画在图甲虚线方框内,电
风扇符号用 eq \\ac(○,M)表示，需在图中标上所用元件对应的符号。
(3)小芳同学在实验中发现，小电风扇在电流较小时不能转动。她多次测量描绘出I2—I1
图像如图乙所示,其中I1为电流表A1的读数,I2为电流表A2的读数。当I1为0.10 A，
I2为10mA时,小电风扇的电阻为______Ω(结果保留两位有效数字)。
13.(12分)如图所示，一固定在地面上的四分之一光滑圆弧轨道ab,右侧放置质量为3M的轨
道cde，其cd是长度为L的水平部分,de部分是半径为R0=L的四分之一光滑圆弧，水平地面光滑,一质量为M的滑块P静置于轨道的c点，滑块与轨道cd部分的动摩擦因数为，另一与滑块P完全相同的滑块Q从a点静止滑下,与滑块P发生弹性碰撞,滑块P、Q可视为质点,重力加速度为g,求:
(1)滑块Q滑至b点时,对轨道的压力大小;
(2)若滑块Q与P碰撞后滑块P沿轨道cde冲上圆弧部分后最终又回到c点并相对于轨
道cde静止，一起往右做匀速直线运动,求圆弧轨道ab的半径R。
14.(16分)2021年5月28日凌晨,中科院合肥物质科学研究院的全超导托卡马克核聚变实验
装置创造新的世界纪录,成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行。托卡马克装置是利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器(如图甲)。简化的模拟磁场如图乙所示,半径为R的足够长水平圆柱形区域内,分布着水平向右的匀强磁场I，磁感应强度大小为B,磁场I所在区域外侧分布有厚度为L的环形磁场II ,其磁感应强度大小为，且大小处处相同,方向与磁场I中磁场方向垂直，其横截面图与纵截而图分别如图丙、丁所示。某时刻氘原子核(已知氘原子核质量为m,电荷最为q)从磁场I最低点以速度v(未知)竖直向下射入磁场II ,氘原子核恰好不能飞出磁场区域,不计粒子的重力和空气阻力,不考虑相对论效应。求:
(1) 氘原子核射入环形磁场I的速度v的大小;
(2)氘原子核从磁场I最低点第一次射入磁场II到第二次射入磁场II前的路程为多少;
(3)该氘原子核从磁场I最低点出发后第三次回到磁场I最低点需要的时间。
(二)选考题:共13分。请考生从两道题中任选一题作答。如果多做.则按第一题计分。
15.[物理一“选修3-3](13分) .
(1)(5分)如图所示。一定质量的理想气体从状态A经A→B、B→C、C→A 三个热力学过程后又回到状态A.则下列说法正确的是_________(填正确答案标号,选对1个得2分，选对2个得4分,选对3个得5 分,每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A在A→B的过程中，气体休积不变
B.在B→C的过程中,气体内能不变
C.在B→C的过程中，气体既不吸热也不放热
D.在C→A的过程中,单位时间内碰撞器壁单位面积的分子个数变多
E.在C→A的过程中,气体对外界做功
(2)(8分)如图所示,横截面积分别为S和2S的两个导热汽缸接在一起竖直放置,汽缸内分别有活塞A、B封闭一定质量的理想气体，两光滑活塞质量分别为m、2m,由轻质硬杆连接，活塞B与汽缸间对称连接两根劲度系数为k的相同的轻质弹簧。当缸内气体温度为T0,外界大气压强为P0时处于平衡状态,此时两活塞到汽缸连接处的距离均为l,轻质弹簧恰好处于原长。
两汽缸足够长，弹簧与轻质硬杆体积忽略不计,重力加速度为g。求:
①此时缸内压强p1的大小;
②若弹簧的最大形变量为缓慢改变气体温度,要使装置不被破坏，缸内气体的最高
温度是多少。
16. [物理---选修 3-4](13分)
(1)(5分)图甲为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图。A、B、C为介质
中三个质点,图乙是质点A的振动图像,则下列说法正确的是______(填正确答案标号,选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分，每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.质点A运动到质点B的位置需要1s
B. t=0时刻，质点B沿y轴正方向振动
C.在x=20m处的质点C,起振方向为y轴正方向
D.在x=20 m处的质点C,在t=17.5 s时开始振动
E若此横波能与另一简谐横波发生稳定的干涉现象，则所遇到的波的频率为0.5Hz
(2)(8.分)1965年香港中文大学校长高琨在一篇论文中提出以石英基玻璃纤维作长程信息传递,引发了光导纤维的研发热潮,1970年康宁公司最先发明并制造出世界第一根可用于光通信的光纤,使光纤通信得以广泛应用。被视为光纤通信的里程碑之一，高琨也因此被国际公认为“光纤之父”。如图为某种新型光导纤维材料的一小段,材料呈圆柱状,半径为l，长度为,将一束光从底部中心P点以入射角θ射入,已知光在真空中的速度为c。
①若已知这种材料的折射率为,入射角= 60° ,求光线穿过这段材料所需的时间;
②这种材料的优势是无论入射角为多少,材料侧面始终不会有光线射出,求材料的折
射率的最小值。