广东省汕头市2023届高三下学期二模物理试题

广东省汕头市2023届高三下学期二模物理试题

一、单选题

1．神舟十三号飞船采用“快速返回技术”，在近地轨道上，返回舱脱离天和核心舱，在圆轨道环绕并择机返回地面。则（　　）

A．天和核心舱所处的圆轨道距地面高度越高，环绕速度越大

B．返回舱中的宇航员处于失重状态，不受地球的引力

C．质量不同的返回舱与天和核心舱可以在同一轨道运行

D．返回舱穿越大气层返回地面过程中，机械能守恒

2．图甲为挂在架子上的双层晾衣篮。上、下篮子完全相同且保持水平，每个篮子由两个质地均匀的圆形钢圈穿进网布构成，两篮通过四根等长的轻绳与钢圈的四等分点相连，上篮钢圈用另外四根等长轻绳系在挂钩上。晾衣篮的有关尺寸如图乙所示，则图甲中上、下各一根绳中的张力大小之比为（　　）

A．1：1 B．2：1 C．5：2 D．5：4

3．小张拿着一个正方体的光滑盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，盒子中有一个质量为m的小球（盒子的边长略大于球的直径），如图所示，在最低点时小球对盒子有向下大小为的压力，不计空气阻力，以下说法错误的是（　　）

A．盒子做匀速圆周运动的周期等于

B．盒子运动到最高点时，小球处于完全失重状态

C．盒子运动到O点等高的右侧位置时，小球受到的合力等于

D．若在最低点脱手，盒子将做平抛运动

4．如图所示，在地面上空以初速度水平抛出一个质量为m的小球，小球下落过程中，其动能EK、重力势能Ep、重力的功率P、重力的功W与时间t的关系图象中，正确的是(      )

A． B．

C． D．

5．如图所示，一个粒子源发出很多种带电粒子，经速度选择器后仅有甲、乙、丙、丁四种粒子沿平行于纸面的水平直线穿过竖直挡板上的小孔，之后进入正方形虚线框内，虚线框内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，四种粒子的运动轨迹如图所示，则关于速度选择器两极板间磁场方向和四种粒子的比荷大小说法正确的是（　　）

A．垂直于纸面向里，甲的比荷最大

B．垂直于纸面向里，丙的比荷最大

C．垂直于纸面向外，丙的比荷最大

D．垂直于纸面向外，丁的比荷最大

6．如图所示，一立方体空间平行x轴方向存在匀强电场，处于平面内粒子源P能同时发射速率相同的同种粒子，其中沿x轴、z轴正方向的粒子分别从该空间的M、N点离开电场。不计重力和粒子间的相互作用，则（　　）

A．P点的电势一定高于M点的电势

B．从M、N点离开电场的粒子速度相同

C．从M、N点离开电场的粒子在电场中运动的时间相等

D．从M点离开时电场力的功率大于从N点离开时电场力的功率

二、多选题

7．在匀强磁场中，一个静止的铀原子核经α衰变后变成一个新核，衰变方程为，结果得到的径迹为两个相切圆1和2的径迹照片如图所示。已知两个相切圆半径分别为r1、r2，且r1＜r2，则下列说法正确的是（　　）

A．衰变后核的动量与α粒子的动量不相同

B．半径为r1的圆为放出α粒子的运动轨迹

C．衰变后核的质量与α粒子的质量之和等于衰变前铀核的质量

D．若铀元素的半衰期为τ，则经过2τ的时间，2 kg的核中有1.5 kg已经发生了衰变

8．如图所示为某汽车上的加速度电容传感器的俯视图。质量块左、右侧分别连接电介质、轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质相对于外框无摩擦左右移动，电容器与供电电源连接，并串联计算机的信号采集器。下列关于该传感器的说法正确的是（　　）

A．电介质插入极板间越深，则电容器电容越大

B．在汽车向右匀加速直线运动过程中电路中有电流

C．在汽车向左匀速直线运动过程中电路中有电流

D．在汽车向右做加速度增大的加速运动过程中，电路中有顺时针方向的充电电流

9．如图（a）所示，轻质弹簧上端固定，下端连接质量为m的小球，构成竖直方向的弹簧振子。取小球平衡位置为x轴原点，竖直向下为x轴正方向，设法让小球在竖直方向振动起来后，小球在一个周期内的振动曲线如图（b）所示，若时刻弹簧弹力为0，重力加速度为g，则有（　　）

A．0时刻弹簧弹力大小为

B．弹簧劲度系数为

C．时间段，回复力冲量为0

D．时间段，小球动能与重力势能之和减小

10．若物体被抛出时的速度不沿水平方向，而是向斜上方或向斜下方（这种情况常称为斜抛），则它的受力情况与平抛运动完全相同。如图甲所示，球状烟花中有一部分是做斜上抛运动，其中一火药做斜抛运动的轨迹如图乙所示，图乙中初速度和初速度与水平方向的夹角均为已知量，重力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A．该火药的射高为

B．该火药的射高为

C．若斜抛运动的初速度大小不变，抛射角改变，则该火药射程的最大值为

D．若斜抛运动的初速度大小不变，抛射角改变，则该火药射程的最大值为

三、实验题

11．某同学先用图1所示装置测弹簧的劲度系数，再用该弹簧以图2所示装置测物块与长木板间的动摩擦因数，重力加速度g取。

（1）测劲度系数的实验步骤：

a.将轻弹簧悬挂在铁架台的横杆上，将刻度尺竖直固定在轻弹簧旁将刻度尺的零刻度与轻弹簧的上端对齐；

b.在弹簧下端依次挂上不同质量的钩码，记录每次钩码的总质量m及对应指针所指刻度值x；

c.在坐标系上描点作图，作出的图像如图3所示。

由图像可知，弹簧的原长_______，弹簧的劲度系数_______。

（2）用图2所示装置测动摩擦因数，长木板B放在水平面上，物块A放在长木板上，并用（1）问中轻弹簧将物块A与竖直墙面连接，弹簧保持水平，用水平力F拉长木板B向左运动，A保持静止，测得这时弹簧的长度为，已知物块A的质量为，则物块A与长木板间的动摩擦因数___________；实验中由于弹簧悬挂时的原长比平放时的自然长度长，因此实验测得的动摩擦因数比实际值偏___________（填“大”或“小”）。

12．某同学要将一小量程电流表（满偏电流为，内阻为）改装成有两个量程的电流表，设计电路如图（a）所示，其中定值电阻，。

（1）当开关S接A端时，该电流表的量程为0~______mA，内阻______。

（2）当开关S接B端时，该电流表的量程比接在A端时______。（填“大”或“小”）

（3）该同学选用量程合适的电压表（内阻未知）和此改装电流表测量未知电阻的阻值，设计了图（b）中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用______（填“甲”或“乙”）电路可修正由电表内阻引起的实验误差。

四、解答题

13．如图是容积为的气压式浇花喷水壶，现向喷水壶内装入一定质量的水，通过打气使壶内气压达到，浇花时打开喷嘴开关就有水雾喷出，当壶内气压降为，壶内的水刚好全部喷出，已知水的密度为，细管和喷嘴的容积可忽略，求装入壶内水的质量。

14．如图所示，MN、PQ为足够长的平行金属导轨．间距L=0.50m，导轨平面与水平面间夹角θ=37°，N、Q间连接一个电阻R=5.0Ω，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度B=1.0T．将一根质量m=0.05kg的金属棒放在导轨的ab位置，金属棒及导轨的电阻不计．现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好．已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，当金属棒滑至处时，其速度大小开始保持不变，位置cd与ab之间的距离．已知， ，．求：

（）金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；

（）金属棒达到cd处的速度大小；

（）金属棒由位置ab运动到cd的过程中，电阻R产生的热量．

15．如图所示，一圆心为O、半径为R的光滑半圆弧轨道固定在竖直平面内，其下端与光滑水平面在Q点相切。在水平面上，质量为m的小物块A以某一速度向质量也为m的静止小物块B运动。A、B发生正碰后，B到达半圆弧轨道最高点时对轨道压力恰好为零，A沿半圆弧轨道运动到与O点等高的C点时速度为零。已知重力加速度大小为g，忽略空气阻力。

（1）求B从半圆弧轨道飞出后落到水平面的位置到Q点的距离；

（2）当A由C点沿半圆弧轨道下滑到D点时，OD与OQ夹角为，求此时A所受重力的功率；

（3）求碰撞过程中A和B损失的总动能。

参考答案：

1．C

【详解】AC．根据

可得

可知圆轨道距地面高度越高，环绕速度越小；而只要环绕速度相同，返回舱和天和核心舱可以在同一轨道运行，与返回舱和天和核心舱的质量无关，故A错误，C正确；

B．返回舱中的宇航员处于失重状态，仍然受到地球引力作用，地球的引力提供宇航员绕地球运动的向心力，故B错误；

D．返回舱穿越大气层返回地面过程中，有阻力做功产生热量，机械能减小，故D错误。

故选C。

2．C

【详解】设一个篮子的质量为，连接下篮的绳子的拉力为，对下篮，根据平衡条件得

解得

设连接上篮的绳子的拉力为，绳子与竖直方向夹角为，对两个篮整体由平衡条件得

根据几何关系得

联立解得

则

故C正确，ABD错误。

故选C。

3．C

【详解】A．因为小球与盒子一起做匀速圆周运动，分析小球在最低点受力有小球受向下的重力和盒子对它的向上的支持力，合力提供向心力

周期

解得

故A正确，不符合题意；

B．盒子运动到最高点时，小球所受合力提供向心力

即重力恰好提供向心力，处于完全失重状态，故B正确，不符合题意；

C．盒子运动到O点等高的右侧位置时，合力提供向心力

故C错误，符合题意；

D．在最低点，盒子的速度方向为切线方向，即水平方向，若在最低点脱手，盒子将做平抛运动，故D正确，不符合题意。

故选C。

4．C

【详解】A．某时刻的动能

则图像是不过原点且开口向上的抛物线，选项A错误；

B．重力势能

则图像不是直线，选项B错误；

C．重力的功率

则P-t图像是过原点的直线，选项C正确；

D．重力的功：

则W-t图像是过原点的曲线，选项D错误。

5．A

【详解】由图可知甲、乙粒子向上偏转，根据左手定则可知甲、乙粒子带正电，所以甲、乙粒子在速度选择器中所受电场力向下，则所受洛伦兹力向上，所以速度选择器两极板间磁场方向垂直纸面向里；设粒子在磁场中运动的半径为R，根据牛顿第二定律有

解得

易知四种粒子的速度大小相同满足，所以R越小，比荷越大，所以甲的比荷最大。综上所述可知A正确。

故选A。

6．D

【详解】A．题干给出的信息为同种粒子，未说明电荷的正负，所以无法证明平行于x轴方向的匀强电场方向，当电场方向水平向右时，M点的电势低于P点，当电场方向水平向左时，M点的电势高于P点，故A错误；

B．M点出来的粒子处于加速电场，速度水平向右，沿z轴正方向的粒子能够从N点出来，则粒子必定受到的电场力做功相同，又粒子的初动能相同，即粒子的速度大小相同，但方向不同，M点水平向右，N点向右下（水平速度和竖直速度的合成），故B错误；

C．两粒子水平加速度相同，但水平初速度不同，水平位移相同

所以运动时间不同，故C错误；

D．根据功率

电场力相同，但是水平速度不同，根据题意从M点离开水平速度大，则从M点离开时电场力的功率大于从N点离开时电场力的功率。故D正确。

故选D。

7．AD

【详解】A．衰变前，铀核的动量为零，根据动量守恒定律可知，新核与α粒子的动量大小相等，方向相反，所以二者动量不同，故A正确；

B．新核与α粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得

解得

由于p、B都相等，则粒子电荷量q越大，其轨道半径r越小，由于新核的电荷量大于放出粒子的电荷量，所以新核的轨道半径小于放出粒的轨道半径，则半径为r1的圆为新核的运动轨迹，半径为r2的圆为放出α粒子的运动轨迹，故B错误；

C．铀核衰变的过程中，存在质量亏损，导致衰变后核的质量与α粒子的质量之和小于衰变前铀核的质量，故C错误；

D．2 kg的核衰变，符合统计规律，经过2τ的时间，即2个半衰期的时间，已有1.5 kg发生衰变，故D正确。

故选AD。

8．AD

【详解】A．根据

若电介质插入极板间越深，介电常数增大，则电容器的电容增大，A正确；

B．在汽车向右匀加速直线运动过程中，加速度方向向右，大小一定，可知，弹簧处于拉伸状态，弹力方向向右，大小一定，即电介质插入极板间的深度一定，则极板之间的介电常数一定，电容器电容一定，根据

可知，电容器与供电电源连接，极板之间电压一定，电容一定时，极板所带电荷量一定，即电路中没有充电电流或者放电电流，B错误；

C．在汽车向左匀速直线运动过程中，加速度为0，可知，弹簧处于原长状态，弹力为0，即电介质插入极板间的深度一定，则极板之间的介电常数一定，电容器电容一定，根据

可知，电容器与供电电源连接，极板之间电压一定，电容一定时，极板所带电荷量一定，即电路中没有充电电流或者放电电流，C错误；

D．在汽车向右加速度增大的加速运动过程中，加速度方向向右，大小逐渐增大，可知，弹簧处于拉伸状态，弹力方向向右，大小逐渐增大，弹簧长度增大，即电介质插入极板间的深度增大，则极板之间的介电常数增大，电容器电容增大，根据

可知，电容器与供电电源连接，极板之间电压一定，电容增大时，极板所带电荷量增大，即电路中有充电电流，根据图形可知，电容器上极板带正电，电荷量增多，则电路中有顺时针方向的充电电流，D正确。

故选AD。

9．ACD

【详解】B．小球平衡位置为x轴原点，竖直向下为x轴正方向，时刻弹簧弹力为0，位移大小为A，有

可得劲度系数为

故B错误；

A．0时刻在正的最大位移处，弹簧的伸长量为2A，则弹力大小为

故A正确；

C．时间段，小球从从最高点振动到达最低点，回复力在前时间沿正方向，在后时间沿负方向，两段时间的回复力平均值大小相等，则由

可知回复力冲量为0，故C正确；

D．时间段，小球从最高点振动到达最低点，根据能量守恒定律可知弹簧的弹性势能和小球的机械能相互转化，因弹簧的弹性势能一直增大，则小球动能与重力势能之和减小，故D正确。

故选ACD。

10．AD

【详解】AB．由题图乙可知，斜抛运动在竖直方向的分速度为

在竖直方向上，由匀变速直线运动规律可得斜抛运动的射高

B错误，A正确；

CD．斜抛运动在水平方向的分速度为

在竖直方向上，由匀变速直线运动规律可知斜抛运动的时间为

水平方向做匀速直线运动，斜抛运动的射程为

结合

可得

当时，射程最大且为

C错误，D正确。

故选AD。

11．     4     68.6     0.42     小

【详解】(1)[1]由图像可知，弹簧的原长即为图线的横轴截距4。

[2]由公式

弹簧的劲度系数为图线的斜率，即

。

(2)[3]分析物体A的受力，可知

解得

[4]实验中由于弹簧悬挂时的原长比平放时的自然长度长，由此弹簧平放计算出来的形变量偏小，直接导致实验测得的动摩擦因数比实际值偏小。

12．     1     300     大     乙

【详解】（1）[1][2]由图可知当S接A时，R1和R2串联接入电路，和电流表并联，则

该电流表的内阻为

满偏时电流表两端的电压为

此时通过R1和R2的电流为

所以总电流为

故该电流表的量程为0~1mA，内阻。

（2）[3]当开关S接B端时，由图可知R1和电流表串联再和R2并联，由于和电流表并联的电阻变小，当电流表满偏时，流过R2的电流变大，干路电流变大，即量程变大；所以比接在A端时大。

（3）[4]图甲是电流表的外接法，误差是由于电压表的分流引起的；图乙是电流表的内接法，误差是由于电流表的分压引起的，因为题目中电压表电阻未知，故采用图乙的方法可以修正由电表内阻引起的实验误差。

13．0.98kg

【详解】设水壶体积为V，装入壶内水的质量为m，则喷水前打入的空气体积

根据理想气体状态方程

解得

14．（1） （2） （3）

【分析】根据牛顿第二定律求加速度，根据平衡条件求金属棒速度大小，由能量守恒求电阻上产生的热量；

【详解】（）设金属杆的加速度大小，则   

解得

（）设金属棒达到位置时速度大小为，电流为，金属棒受力平衡，有   

解得：．

（）设金属棒从运动到的过程中，电阻上产生的热量为，由能量守恒，有

解得：

15．（1）2R﹔（2）；（3）

【详解】（1）设B到半圆弧轨道最高点时速度为，由于B对轨道最高点的压力为零，则由牛顿第二定律得

B离开最高点后做平抛运动，则在竖直方向上有

在水平方向上有

联立解得

（2）对A由C到D的过程，由动能定律得

A所受重力对A做功的功率为

解得

（3）设A、B碰后瞬间的速度分别为，，对B由Q到最高点的过程，由机械能守恒定律得

解得

对A由Q到C的过程，由机械能守恒定律得

解得

设碰前瞬间A的速度为，对A、B碰撞的过程，由动量守恒定律得

解得

碰撞过程中A和B损失的总动能为

解得