2023届湖南邵阳市高三下学期预测考试物理试题

2023届湖南邵阳市高三下学期预测考试物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．在物理学的发展过程中，科学家们运用了许多物理思想方法。下列四幅图中，与其它三幅运用的物理思想方法不同的是（    ）

A． 探究曲线运动的速度方向

B． 卡文迪许扭秤实验

C． 位移等于图线下面的面积

D． 研究物体沿曲面运动时重力做功

2．如图所示，公园里一个小朋友在荡秋千，两根细线平行，小朋友可视为质点，空气阻力和摩擦力可忽略，重力加速度为g。在最高点时每根细线上的张力大小等于小朋友重力的，则小朋友运动到最低点时的加速度大小为（　　）

A． B． C． D．g

3．已知通电长直导线在周围空间某位置产生磁场的磁感应强度大小为，其中I为电流强度，r为该位置到长直导线的距离，k为常数。如图所示，现有两根通电的长直导线分别固定在正方体的两条边dh和hg上且彼此绝缘，电流方向分别由d流向h、由h流向g，hg中电流是dh中电流强度的两倍。已知c点磁感应强度大小为B，则f点的磁感应强度大小为（　　）

A． B． C． D．

4．自然界中一些放射性重元素往往会发生一系列连续的递次衰变，又称为放射系或衰变链．每个放射性衰变系都有一个半衰期很长的始祖核素，经过若干次连续衰变，直至生成一个稳定核素．已知的衰变链如图所示．下列判断中正确的是（　　）

A．图中的横坐标表示核电荷数，纵坐标表示核子数

B．衰变最终生成的稳定核素为

C．衰变最终生成的稳定核素，共有两种不同的衰变路径

D．衰变最终生成的稳定核素，共发生了7次α衰变，4次β衰变

5．如图，一横截面为直角三角形ABC的玻璃砖，∠A=30°，∠B=60°，一条平行于AC边的光线从AB边上的O点射入玻璃砖，经AB边折射后打到AC边上的E点，已知AB=3L，AO=L，，光在真空传播的速度为c。下列说法正确的是（　　）

A．光从O点入射到有光从玻璃砖射出所经历的最短时间为

B．入射光线在O点处的折射角为45°

C．玻璃砖的折射率为

D．光在AC面、BC面上都会发生全反射

6．一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面，做如下实验：用不可伸长的轻绳拴一质量为m的小球，上端固定在O点，如图甲所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕O点在竖直面内做半径为r的圆周运动，测得绳的拉力F大小随时间t的变化规律如图乙所示．设R、m、r、引力常量G以及F1和F2为已知量，忽略各种阻力．以下说法正确的是（　　）

A．该星球表面的重力加速度为

B．小球在最高点的最小速度为

C．该星球的密度为

D．卫星绕该星球的第一宇宙速度为

二、多选题

7．四年一度的足球盛宴——世界杯，于2022年11月20日在卡塔尔拉开大幕，世界杯的火爆让更多年轻人爱上了足球。如图所示，小明练习用脚颠球。某一次足球由静止自由下落1.25m时，被小明用脚颠起，离开脚部后竖直上升恰好能回到初始高度。已知足球与脚部的作用时间为0.1s，忽略球与脚作用过程中球的位置变化。足球的质量为0.44kg，重力加速度大小g取10m/s2，如果忽略空气阻力的影响，则（　　）

A．足球从下落到恰好回到初始点经历的时间为1.1s

B．足球从下落到恰好回到初始点过程重力的冲量为4.4N·s

C．足球与脚部作用过程中动量变化量的大小为4.4kg·m/s

D．脚部对足球的最大作用力一定大于11倍的足球重力

8．如图所示，电源电动势为E、内阻为r，滑动变阻器总电阻为R，所有电表均为理想表。当滑片由左向右滑动时，关于各表示数变化描述正确的是（　　）

A．A1示数可能先增大再减小

B．A2示数可能先减小再增大

C．A3示数一定先减小再增大

D．V示数一定一直增大

9．2022年6月17日，我国003号航母“福建舰”下水，该舰是我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航母。某同学采用如图甲所示装置模拟电磁弹射，匝数的线圈可在圆柱形铁芯上无摩擦滑动，并通过电刷与导轨保持良好接触；铁芯上存在垂直于表面向外的辐向磁场，线圈所在处的磁感应强度大小均为。将开关S与1连接，恒流源输出电流使线圈向右匀加速一段时间，之后将开关S掷向2与阻值为的电阻相连，同时施加水平外力F，使线圈向右匀减速到零，线圈运动的图像如图乙所示。已知线圈质量、每匝周长，不计线圈及导轨电阻，忽略电刷与导轨间摩擦及空气阻力，则线圈（　　）

A．向右匀加速阶段，电流应从恒流源的b端流出

B．向右匀加速阶段，恒流源输出的电流大小为

C．向右匀减速阶段，通过电阻R的电荷为

D．向右匀减速阶段，水平外力F随时间t变化的关系为，

10．如图甲所示，直线加速器由一个金属圆板（序号为0）和多个横截面积相同的金属圆筒组成，其中心轴线在同一直线上，圆筒的长度遵照一定的规律依次增加．圆板和圆筒与交流电源相连，序号为奇数的圆筒和电源的一极相连，圆板和序号为偶数的圆筒和该电源的另一极相连，交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。若电压的绝对值为U，电子电量大小为e，电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。在t=0时刻，圆板中央的一个电子在圆板和圆筒之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1，电子在每个圆筒中运动的时间均小于T，且电子均在电压变向时恰从各圆筒中射出，不考虑相对论效应，则（　　）

A．由于静电屏蔽作用，圆筒内不存在电场

B．电子运动到第n个圆筒时动能为2neU

C．在t=时奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为负值

D．第个和第n个圆筒的长度之比为∶

11．如图所示，某工厂需要利用质量为300kg的物体B通过轻质绳及光滑定滑轮协助传送带将质量为200kg的物体A从传送带底端（与地面等高）由静止开始传送到距离地面H高处，已知传送带倾角为30°，与货物接触面间动摩擦因数为，传送带以5m/s的速度顺时针转动，物体B最初距离地面6.5m且落地后不反弹．某时刻将A释放，最终A刚好到达顶端，g取10m/s2。则（　　）

A．释放后瞬间物体A的加速度大小为a1=12.5m/s2

B．H=6.55m

C．此过程中物体A会有2次与传送带达到共速

D．整个过程由于摩擦而产生的热量为J

三、实验题

12．小鱼同学用身边的学习用品探究橡皮筋的劲度系数k，进行了下面的操作：将橡皮筋上端固定在竖直面内的白纸上的O点，下端打结，在结点P处挂上质量为m＝20g的橡皮，记下静止后结点的位置P1。在结点P系上一根细线，并通过水平细线将橡皮在纸面内缓慢拉起，如图甲所示，又记录了结点P的四次不同位置。小鱼取下白纸，以O点为圆心、以橡皮筋原长为半径画圆弧，如图乙所示。连接OP2，与圆弧交于A，并过A2作OP1的垂线，垂足为B2。分别测出、P2的距离x2和O、B2的距离y2。同样测得其余四个位置对应的x、y值，如下表所示，其中g取9.8m/s2。

请完成下列问题：

（1）用mg、x、y、L0表示橡皮筋的劲度系数k＝_______；

（2）作出如图丙所示的图像，则可求得k＝_________    N/cm（保留两位有效数字）；

（3）若小鱼标记好P5后，通过水平线将橡皮擦缓慢放回到最低点过程中，再次测得五组不同数据，算出相应的k＇，则k__________k＇（填“＞”“＜”或“＝”）。

13．某同学用如图所示的实验电路，测量一量程为2mA电流计的内阻。

（1）按图中的实验电路图进行实物连接，将滑动变阻器的滑片置于B端，R1为定值电阻，闭合开关S，断开开关S1，调节滑动变阻器滑片的位置，使电压表的读数为U1（指针偏转超过量程的三分之一），电流计满偏；

（2）闭合开关S1，反复调节电阻箱和滑动变阻器的滑片位置使电压表的示数仍为U1，电流计的指针偏转到满偏量程的三分之二，读取此时电阻箱的阻值为R0=180Ω；

（3）电流计的内阻Rg=______Ω；

（4）该实验测得电流计的阻值______真实值（填“>”“<”或“=”）（只考虑系统误差）；

（5）该实验中电阻R1的作用是______；

（6）同学要将该电流计改装为量程为20mA的电流表，将阻值为R2的定值电阻与2mA电流计连接，进行改装，然后利用一标准毫安表根据图甲所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）

①根据图甲将图乙中的实物连接_____；

②定值电阻R2=______Ω。

四、解答题

14．暑假长沙高温少雨，张老师向同学们布置了一份特殊的实践作业。如图所示，在家中找到一个闲置的瓶子，向其中插入一根透明吸管，接口处用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可以忽略）并在吸管上标刻温度。如果不计大气压的变化，这就是一个简易“气温计”。小李同学已测量好自己使用的瓶子容积是300cm3，吸管内部粗细均匀，横截面积为0.2cm2，吸管的有效长度为100cm，当室内温度为27℃时，油柱左边吸管长度为20cm.

（1）证明：吸管上标刻温度时，刻度是均匀的；

（2）试求：小李同学的“气温计”测量的最低温度和最高温度（结果以“℃”为单位，保留到个位数）.

15．在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示，不计粒子重力，求：

（1）匀强电场的场强大小；

（2）若磁感应强度大小可以调节，为使粒子不从y轴穿出磁场，则磁场的磁感应强度至少为多大。

16．小车C静止在光滑的水平面上，距离小车C的右侧s处有一固定光滑的斜面和光滑平台组成的装置，斜面底端与小车C等高，平台P点与斜面平滑连接，不影响滑块经过时运动的速率．平台上O点固定一竖直的弹性挡板，滑块B静止于Q点，PQ间距离为kL，OQ间距离为L.当滑块A以v0=12m/s的速度滑上小车，运动到小车C右端时恰好与之共速（小车未碰到平台）.当滑块A经斜面进入平台时，始终受到水平向右的恒力F=mg作用，当滑块B在该区域内向左运动时受到同样的恒力F作用，向右运动则合力为零．已知滑块A、B的质量相等且是小车C质量的一半，即m=m=m=m，斜面高h=0.8m，A、C间的动摩擦因数μ=0.5，g=10m/s2，滑块A、B均可看成质点，且A、B之间以及B与挡板之间的碰撞为弹性碰撞．

（1）为保证小车C与平台碰撞时A、C能共速，s至少多长；

（2）当滑块A经斜面进入平台PO后，若A不能在滑块B匀速运动过程中追上滑块B发生第二次碰撞，则k需要满足的条件；

（3）若满足（2）问的k值，求A、B从第一次碰撞开始到第二次碰撞经历的时间．

参考答案：

1．B

【详解】探究曲线运动的速度方向、位移等于图线下面的面积、研究物体沿曲面运动时重力做功，运用了极限法；卡文迪许扭秤实验，运用了放大法，与其余选项方法不同。

故选B。

2．C

【详解】小朋友在最高点速度为零，设细线与竖直方向夹角为θ，对小朋友在最高点进行受力分析，如图

在最高点，沿细线方向有

解得

摩擦力和空气阻力可忽略，由动能定理得

在最低点，小朋友的加速度即为向心加速度，解得

故选C。

3．B

【详解】设正方体边长为l，由题可知，c点合磁感应强度大小为

得

则f点的合磁感应强度大小为

故选B。

4．D

【详解】A．的核电荷数为92，核子数为235，中子数为143.结合衰变链图可知，图的横坐标表示核电荷数，而纵坐标表示中子数，故A错误；

B．查图可知，最终生成的稳定核素为核电荷数为82，核子数为的，故B错误；

C．由图可知，衰变为后，接下来可能发生α衰变生成，亦可能发生β衰变生成，而衰变至后亦存在两条衰变路径。所以衰变生成，共有四条不同的衰变路径，故C错误；

D．由图结合前面C项的分析可知，无论沿任何一条路径，最终都是发生7次α衰变，4次β衰变，故D正确。

故选D。

5．A

【详解】B．在中，根据余弦定理

解得

所以为等腰三角形，则，，作出O点法线，如图所示

根据几何关系可得光线在O点入射角为，折射角为，B错误；

C．根据光的折射定律，玻璃砖的折射率为

C错误；

D．设发生全反射的临界角为C，则

根据几何关系可得在AC面上的入射角为，由于

所以在AC面上发生全反射，光不从AC面射出；作出BC面上入射光线EF，如图所示，根据几何关系可得在BC面上的入射角为，由于

所以在BC面上不发生全反射，光最先从BC面射出，D错误；

A．根据几何关系得

光在玻璃砖中的速度为

所以最短时间为

A正确。

故选A。

6．B

【详解】A.在最低点有

在最高点有

由机械能守恒定律得

联立可得

故A错误；

B.设星球表面的重力加速度为g，小球能在竖直面上做圆周运动，即能过最高点，过最高点的条件是只有重力提供向心力，有

则最高点最小速度为

故B正确；

C.由

可得

故C错误；

D.由

可得

故D错误。

故选B。

7．ACD

【详解】A． 足球下落过程的时间

由对称性，上升过程的时间

足球与脚部的作用时间

所以足球从下落到恰好回到初始点经历的时间为

A正确；

B．重力是恒力，整个过程重力的冲量为

B错误；

C．足球达到脚背的速度大小

规定竖直向上为正方向，足球与脚部作用过程中动量变化大小为

C正确；

D．足球与脚部作用过程中，速度的变化量大小

足球与脚部作用过程中受到脚的平均作用力为

而脚的作用力是变力，所以作用力的最大值肯定就大于11mg，D正确。

故选ACD。

8．BD

【详解】C．滑动变阻器的滑片由左向右滑动时，变阻器左端部分电阻增大，右端部分电阻减小，由于右端部分与电阻并联，并联电阻小于支路电阻，可知并联部分减小量小于变阻器左端部分电阻的增加量，则总电阻增大，总电流减小，即A3示数一直减小，故C错误；

D．总电流减小，内电压减小，路端电压增大，即V示数一直增大，故D正确；

A．总电流减小，变阻器右端部分电阻减小，根据并联电路电流分配关系可得电阻分得的电流减小，而总电流减小，所以A1示数一直减小，故A错误；

B．设变阻器右端部分电阻为，且在减小，那么左端部分电阻为，在增大。由闭合电路欧姆定律可得

由并联电路的电流分配关系可得A2示数

化简可得

由数学知识可得在的范围随着x减小，可能先减小后增大，故B正确。

故选BD。

9．BC

【详解】A．由左手定则可知向右匀加速阶段，电流应从恒流源的a端流出，A错误；

B．由图乙可知，向右匀加速阶段的加速度大小为

根据牛顿第二定律可得

解得

故B正确；

C．向右匀减速时，感应电流平均值为

通过电阻的电荷量为

结合图乙求得

故C正确；

D．向右匀减速阶段，线圈的加速度大小为

根据牛顿第二定律可得

（）

联立可得

（）

故D错误。

故选BC。

10．AD

【详解】A．由于静电屏蔽作用，圆筒内不存在电场，A正确；

B．电子每经过一个间隙，电场力做功eU，根据动能定理，电子运动到第n个圆筒时动能为

电子运动到第n个圆筒时动能为neU，B错误；

C．因为

时圆筒1相对圆板的电势差为正值，同理，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，C错误；

D．根据动能定理得

，，，

得

电子在每个圆筒中做匀速运动，故第个和第n个圆筒的长度之比为

得

D正确。

故选AD。

11．BC

【详解】A．刚开始由于物体A的速度小于传送带速度，由牛顿第二定律，对A、B两物体分析，可得

解得

故A错误；

BC．物体A从静止加速至5m/s，发生的位移

物体A与传送带共速后，A继续加速，传送带给物体A向下的滑动摩擦力

解得

从物体A与传送带共速v1到物体B落地过程，设物体B落地瞬间速度大小为v2，则有

解得

物体B落地后，物体A向上做匀减速的加速度大小为

物体A从速度v2减速到再次与传送带共速，发生的位移为

物体A再次与传送带共速后，物体A继续向上做匀减速的加速度大小为

从共速v1到刚好到达顶端，发生的位移为

故整个过程物体A向上的位移为

可知高度

故B、C正确；

D．从开始到物体A与传送带第一次共速所用时间为

此过程物体A与传送带的相对位移大小为

此过程产生的内能为

从物体A与传送带共速到物体B落地过程，所用时间为

此过程物体A与传送带的相对位移大小为

此过程产生的内能为

物体A从速度v2减速到再次与传送带共速，所用时间为

此过程物体A与传送带的相对位移大小为

此过程产生的内能为

从再一次共速到刚好到达顶端，所用时间为

此过程物体A与传送带的相对位移大小为

此过程产生的内能为

故整个过程由于摩擦而产生的热量为

故D错误。

故选BC。

12．          0.28     大于

【详解】（1）[1] 设橡皮筋与竖直方向夹角为θ，重物重力为mg，结点P在竖直拉力(橡皮重力mg)、橡皮筋拉力T和水平拉力F作用下处于平衡状态，满足图示关系

则

而

联立得

．

（2）[2]由第一问可知

由图丙可求得图像斜率

又根据纵轴截距为橡皮筋OP段原长的倒数，即

综上可得

k=0.28

（3）[3] 测出五组数据后，橡皮筋恢复原状能力比弹簧要差些，恢复原状时长度会比稍大。通过水平线将橡皮擦缓慢放回到最低点过程中，再次测得五组不同数据，实际计算中仍用原来的计算x，使得x计算值偏大，从而使。故有

13．     90     =     确保干路中电流保持不变          10

【详解】（3）[1]由电流计的指针偏转到满偏量程的三分之二可知

则

（4）[2]实验时反复调节电阻箱和滑动变阻器的滑片位置使电压表的示数仍为，可知电路的总电流不变，通过电流表的电流是满偏电流的，而通过R0的电流等于电流表满偏电流的，所以该实验测得电流计的阻值与真实值相等。

（5）[3]R1应该是大阻值电阻，使S1不论断开还是闭合，电路中电阻不变，从而确保干路中电流保持不变。

（6）[4]①连接电路图，如图

[5]②由题意知

解得

14．（1）见解析；（2）23℃，43℃

【详解】（1）由封闭的气体等压变化

得

有

即

由上式可以看出，与成正比关系，所以在吸管上标温度值时，刻度是均匀的。

（2）当温度为27℃时，气体的温度为

气体的体积为

当温度降低时，气体体积减小，油柱向左边移动，移到瓶口处时，气体的温度最低，此时气体的体积为

由等压变化得

即

当温度升高时，气体的体积增大，油柱向右边移动，移到管口处时，气体的温度最高，此时气体的体积为

由等压变化得

即

所以这个气温计的测量范围约为。

15．（1）；（2）

【详解】（1）设粒子过N点的速度为v，则有

解得

粒子在磁场中以O'为圆心做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力可得

解得粒子的轨道半径为

ON之间距离

粒子在电场中的时间为

y方向，有

解得

（2）改变磁感应强度的大小，使粒子刚好与y轴相切，如图所示

设此时的磁感应强度为，根据洛伦兹力提供向心力可得

由几何关系可得

联立解得

为使粒子不从y轴穿出磁场，则磁场的磁感应强度至少为。

16．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）设A、C获得共同速度为，以水平向右为正方向，由动量守恒定律得

代入数据解得

若A、C共速时C刚好运动到斜面底端，对C分析，由动能定理得

代入数据解得

则保证C运动到斜面底端前A、C能够共速，s应满足的条件是

（2）滑块A冲上斜面，到斜面顶端时速度为，由动能定理

解得

A上到高台后受力为

A开始做初速度为零的匀加速运动，由牛顿第二定律可知

解得

设与B碰前A的速度为，有

A与B发生弹性碰撞，由动量守恒定律可知

由机械能守恒定律可知

联立解得

A、B第一次碰后，B合力为零，沿平台做匀速直线运动，B运动到O点所用时间为

碰后A的加速度不变，A运动到O点所用时间为

由题意得

解得

A与B同向运动不能相撞，此时有

（3）当时，A与B反向相撞（即B先与挡板碰撞，然后与A发生第二次碰撞）根据题意，B与挡板碰后速率仍为

设B向左运动时加速度大小为，则

解得

设B与挡板碰撞后向左运动到与A第二次碰撞的时间为，则

解得

B反向减速至零的时间

因为

故所求合理，则