2023届江西省宜春八校高三下学期第二次联考理综物理试题（含解析）

2023届江西省宜春八校高三下学期第二次联考理综物理试题

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

一、单选题

1．要想富先修路，为了乡村振兴，农村公路正逐渐优化。甲、乙两车在双车道平直公路上同向行驶，其图像如图所示。已知两车在时，甲车在乙车前，则（　　）

A．在时，甲车在乙车后

B．两车第一次并排行驶的时刻是

C．在前，甲车在乙车前方

D．甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为

2．如图所示，有一根长的细线水平伸直，绳子左端固定在O点，右端连接一个质量的小球，在绳子的下方某处固定一个钉子，当小球运动到最低点时，细绳刚好断裂，已知钉子与O点之间的连线与水平方向成，绳子能够承受的最大拉力是，取，则钉子离O的距离是（　　）

A． B． C． D．

3．地球的公转轨道接近圆，哈雷彗星的运动轨道则是一个非常扁的粗圆。如图所示，哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离为，线速度大小为，加速度大小为。在远日点与太阳中心的距离为，线速度大小为，加速度大小为。天文学家哈雷成功预言了哈雷彗星的回归。哈雷彗星最近出现的时间是1986年，预计下次飞近地球将在2061年左右。下列说法中正确的是（　　）

A．

B．

C．哈雷彗星椭圆轨道的半长轴是地球公转轨道半径的倍

D．地球与哈雷彗星绕太阳转动过程中在相等的时间内扫过的面积相等

4．在实验室有一小块放射性元素，在离该元素远处有一个射线接收装置，其接收面积是且正对该放射性元素放置，每接收到10个波长为的电磁波，普朗克常量，可知该元素的辐射功率约为（　　）

A． B． C． D．

5．Ioffe-Pritchard磁阱常用来约束带电粒子的运动。如图所示，在平面内，以坐标原点O为中心，边长为的正方形的四个顶点上，垂直于平面放置四根通电长直导线，电流大小相等，方向已标出，“×”表示电流方向垂直纸面向里，“•”表示电流方向垂直纸面向外。已知电流为I的无限长通电直导线在距其r处的圆周上产生的磁感应强度大小为，k为比例系数。下列说法正确的是（　　）

A．直导线2、4相互排斥，直导线1、2相互吸引

B．直导线1、4在O点的合磁场的方向沿x轴负方向

C．直导线1、4在O点的合磁场的磁感应强度大小为

D．直导线2、4对直导线1的作用力是直导线3对直导线1的作用力大小的2倍

二、多选题

6．如图，理想变压器原线圈与定值电阻、电流表串联后接在的交流电源上，副线圈接电压表和滑动变阻器，原、副线圈匝数比为，已知的最大阻值为，电流表、电压表均为理想交流电表，下列说法正确的是（　　）

A．若将的滑片P向上滑动，则电压表示数不变，电流表示数变大

B．若将的滑片P向下滑动，则电压表示数变小，电流表示数变大

C．当时，理想变压器的输出功率最大

D．当时，理想变压器的输出功率最大

7．两足够长的平行金属直导轨与水平面间的夹角为，间距，导轨处在垂直导轨平面向下的匀强磁场中，两根相同的质量均为金属棒垂直地放在导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数0.75，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。一根轻质细绳跨过如图所示光滑的轻质定滑轮，一端悬吊一重物，另一端连接金属棒Q，定滑轮右侧的细绳和导轨平行，将两金属棒同时由静止释放，经过一段时间后，系统处于稳定的运动状态。两金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，闭合回路中除两金属棒以外电阻均不计，已知每根金属棒在两导轨间电阻均为，重力加速度大小，下列说法正确的是（　　）

A．金属棒的最大速度为 B．金属棒的最大加速度为

C．最终金属棒的加速度都是0 D．金属棒先加速后匀速

8．圆心为O、半径为的圆形区域内存在磁感应强度为、方向垂直纸面向外的匀强磁场，在磁场边缘上的点沿纸面向圆形区域各个方向均匀发射速度大小为的带电粒子。圆的右边为边长的正方形，刚好与圆相切于B点，其区域内存在水平向左的匀强电场。当粒子沿方向时，粒子刚好从B点离开磁场，进入电场后又恰好从右边界的中点返回。不计粒子重力和粒子间的相互作用。下列说法正确的是（　　）

A．粒子的比荷为

B．粒子从A点进入磁场到最终离开磁场的运动过程中的总时间与入射方向无关

C．若将电场方向变为竖直向下，则从电场边界与射出的粒子数之比为

D．若电场E竖直向下，且粒子要全部从边界射出，则场强大小至少为原来的4倍

三、实验题

9．阿特伍德机是著名的力学实验装置。绕过定滑轮的细线上悬挂质量均为M的重锤A和B，在B下面再挂质量为m的重物C时，由于速度变化不太快，测量运动学物理量更加方便。

（1）如图1所示，在重锤A下方固定打点计时器，用纸带连接A，测量A的运动情况。下列操作过程正确的是________。

A．固定打点计时器应将定位轴置于系重锤A的细线的正下方

B．开始时纸带应竖直下垂并与系重锤A的细线在同一竖直线上

C．应先松开重锤让A向上运动，然后再接通打点计时器电源打点

D．打点结束后先将纸带取下，再关闭打点计时器电源

（2）从静止释放重物C，得到了一条点迹清晰的纸带。其中部分纸带如图2所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T（在误差允许范围内，认为释放钩码的同时打出A点）。通过计算可以得到相应的速率，作出图像如图3所示，图像直线的斜率为k，则当地的重力加速度___________（用表示）。

（3）在得到了重力加速度后，实验小组想进一步验证动量定理，图4为得到的另一条清晰纸带，相邻计数点间距离分别为，相邻计数点时间间隔为T，若从运动到的过程中，若满足关系式___________，说明A、B、C组成的系统动量定理验证成功（g为已知量）。

10．要描绘一个标有“”的小灯泡的伏安特性曲线，有如下一些器材

A．待测小灯泡

B．电流表A：量程为，内阻约为

C．电压表V：量程为，内阻约为

D．定值电阻：阻值为

E．定值电阻：阻值为

F．滑动变阻器：阻值范围为，额定电流

G．滑动变阻器：阻值范围为，额定电流

H．干电池：电动势约为，内阻很小

I．电键及导线若干

（1）根据以上所给器材，最佳实验电路图应该选择___________。

（2）定值电阻应选___________，（填或）滑动变阻器应选___________。（填或）

（3）如图所示是实验中描绘出的小灯泡的伏安特性曲线，该实验小组将2个这样伏安特性相同的小灯泡，并联后接在电动势为、内阻为的电源上，则每个小灯泡实际工作的功率为___________W（结果保留1位有效数字）。不考虑偶然误差，这个实验得到的灯泡的电阻值和实际值相比___________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）

四、解答题

11．如图所示，在竖直平面内建立坐标系，在区域内存在一具有理想边界、方向垂直纸面向里、磁感应强度大小的匀强磁场区域。一边长、质量、电阻的匀质正方形刚性导线框处于图示位置，其中心位于处。现将线框以的速度水平向右抛出，线框进入磁场后从磁场右边界穿出。整个运动过程中，线框始终处于平面内，边与轴保持平行，空气阻力不计，取重力加速度大小。求：

（1）线框的边进入磁场时的速度大小；

（2）线框的边离开磁场时两端的电压U；

（3）线框进入磁场的过程中产生的焦耳热Q。

12．如图所示，在光滑水平地面上，固定一个倾角的斜面，斜面与小球的动摩擦因数为。在斜面底端附件放有一个匀质物块，物块的质量、长度。在物块内部有如图所示一条左右对称的均匀细通道。通道的倾角。现在斜面上高处有一个质量的小球正以的速度沿斜面向上运动时，突然获得一个沿斜面向下的瞬时冲量，小球在末恰好到达斜面底部，以后小球进入物块中的通道运动。

（1）求瞬时冲量的大小。

（2）已知小球在整个运动过程中所经过的路径都平滑相连，小球在细通道运动时所受到的摩擦阻力大小为。通过计算判断小球能否通过物块，并求小球离开物块时速度的大小。

（3）改变条件，假设某次小球离开物块时，小球的速度为物块为，此时它们进入一段特殊的路面，该路面是在光滑路面上铺设了8段粗糙程度不同的路面，每段长度为，它们与物块的动摩擦系数分别是，相邻的两段粗糙路面之间是每段长的光滑路面，整个路面依然水平，假设小球的运动不受该路面的影响仍然保持匀速，求：

①物块停下时，其右端离该段特殊路面起始端多远？

②如果仅当物块在经过这段特殊路面时，对其施加一个恒力，使物块以后能够再次与小球相遇，则这个恒力不能小于多少？

五、多选题

13．下列说法中正确的是（  ）

A．空调能从低温环境向高温环境传递热量违反了热力学第二定律

B．多晶体具有各向同性，没有固定的熔点

C．将有棱角的玻璃棒用火烤熔化后，棱角变钝是因为表面张力

D．组成任何物体的分子都在做无规则的热运动，任何物体都具有内能

E．在与外界没有热交换的条件下，压缩一定质量的理想气体，气体温度升高

六、解答题

14．如图所示，阀门K1关闭，K2打开时，汽缸A中封闭有一定量的气体，汽缸B与大气连通，汽缸A、B内气体的温度均为，连接A、B汽缸的细导管中左管水银面比右管水银面高H125cm；再关闭阀门K2，使汽缸A、B内气体的温度缓慢降低至。已知外界大气压p0=75cmHg，汽缸A、B的体积分别为3V和2V，忽略导管中气体的体积。

（1）求降温至时左管水银面与右管水银面的高度差H2；

（2）保持汽缸A、B内气体的温度不变，打开阀门K1，求气体混合均匀后的压强p。

七、多选题

15．一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻的波形图如图所示，P、Q两质点的平衡位置分别为。接下来的传播过程中，质点P比质点Q提前出现在波峰，下列说法正确的是（　　）

A．该波的频率为

B．该波沿x轴负方向传播

C．该波的波速大小为

D．从图示时刻开始计时，在时质点P第一次出现在波谷

E．从图示时刻到质点Q第一次出现在波峰，质点P运动的路程为

八、解答题

16．如图所示，是一块横截面为直角三角形的玻璃砖，已知，边长为L，在面镀有反射膜，现在从的右上方向的中点射入一束光，这束光恰好不会在边射出，而且沿原路返回。（已知真空中的光速为c）求：

（1）入射角i的正弦值。

（2）光束在玻璃砖里面运动的时间t。

参考答案：

1．D

【详解】AB．速度时间图像的斜率表示物体运动的加速度，则由图像可得

，

另由图像可知甲车的初速度为0，乙车的初速度为，则由运动学公式可得甲乙两车在时的位移分别为

，

而初始时刻甲车在乙车前7.5m处，则有

可知在时，甲车与乙车相遇，即两车第一次并排行驶，故AB错误；

C．设甲乙两车再次并排行驶时所用时间为，则由位移关系有

解得

（舍去）或

即两车在时再次相遇，结合图像可知，前甲车在乙车前，时两车第一次相遇，此后乙车在甲车前，直至时两车再次相遇；设时甲车的位移为

由此可知甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为

故C错误，D正确。

故选D。

2．D

【详解】设小球到达最低点时的速度为，细线与钉子接触时小球的速度为，细线的长度为，钉子离O的距离为，最低点绳子的最大拉力为，则由机械能守恒有

由动能定理有

由牛顿第二定律有

联立解得

故选D。

3．C

【详解】A．对近日点，根据牛顿第二定律有

对远日点，根据牛顿第二定律有

联立解得

故A错误；

B．由于哈雷彗星做的不是圆周运动，在近日点做离心运动，在远日点做近心运动，因此不能通过万有引力充当向心力计算其在近日点和远日点的线速度之比，需通过开普勒第二定律求解，设在在极短时间内，在近日点和远日点哈雷彗星与太阳中心的连线扫过的面积相等，即有

可得

故B错误；

C．地球公转周期

哈雷彗星的周期

根据开普勒第三定律有

解得

故C正确；

D．根据开普勒第二定律，哈雷彗星在相同时间内与太阳中心连线扫过的面积相等，但并不与地球与太阳中心连线扫过的面积相等，故D错误。

故选C。

4．B

【详解】设该元素的辐射功率P，t=1s辐射的能量

E=Pt

正对该放射性元素放置接收面积是的面积受到的辐射能量为

r=1m

且

联立解得

P=

故选B。

5．D

【详解】A．同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，所以直导线2、4相互吸引，直导线1、2相互排斥，故A错误；

BC．直导线1、4在O点产生的磁场强度如下所示

其中

所以直导线1、4在O点的合磁场的方向沿x轴正方向，大小为

故BC错误。

D．同BC项分析，直导线2、4在直导线1处产生的合磁场为

直导线3在直导线1处产生的磁场为

所以直导线2、4对直导线1的作用力是直导线3对直导线1的作用力大小的2倍，故D正确。

故选D。

6．BC

【详解】AB．对原、副线圈回路，有

所以

由此可知，当滑片P向上滑动时，R阻值增大，U保持不变，则I1减小，U2增大，所以电压表示数变大，电流表示数变小，同理，可知若将的滑片P向下滑动，则电压表示数变小，电流表示数变大，故A错误，B正确；

CD．对于理想变压器，其输入功率等于输出功率，即

根据二次函数知识可知，功率最大时

所以

故C正确，D错误。

故选BC。

7．AC

【详解】A．对金属棒受力分析，绳子的拉力

T=Mg

安培力

摩擦力

重力沿斜面向下的分力，当

T=F+f+

时，Q速度最大，解得

=

故A正确；

B．当金属棒即将运动时，加速度为

金属棒释放瞬间摩擦力小于最大静摩擦力，所以金属棒的最大加速度大于，故B错误；

CD．当金属棒达到最大速度时，两金属棒受到的安培力大小均为

此后金属棒匀速运动，对金属棒P受力分析，始终处于静止状态，所以最终金属棒的加速度都是0，故C正确，D错误。

故选AC。

8．ACD

【详解】A．由题可知粒子在圆形区域磁场内的偏转半径为

则有

化简可得粒子的比荷为

故A正确；

B．粒子从A点进入磁场到最终离开磁场的运动过程中的总时间为

所以总时间与偏转角度有关，偏转角度越大，运动时间越长，粒子入射方向不同，偏转时间不同，则进入磁场到最终离开磁场的运动过程中的总时间也不一样，故B错误；

C．在磁场边缘上的点沿纸面向圆形区域各个方向均匀发射速度大小为的带电粒子，粒子离开圆形磁场将与电场平行离开磁场进入电场，由当粒子沿方向时，粒子刚好从B点离开磁场，进入电场后又恰好从右边界的中点返回可得

解得电场力为

则若将电场方向变为竖直向下，粒子将做类平抛运动，且向下的加速度为

若将电场方向变为竖直向下，且刚好打到处的粒子有

，

解得

由于能进入电场的粒子范围总高度为2R，高度小于的粒子范围均从射出

高度大于，小于范围的均从射出，高度等于的粒子从A点射出时速度方向与水平方向的夹角为60°，则从电场边界与射出的粒子数之比为

故C正确；

D．若电场E竖直向下，且粒子要全部从边界射出，则进入电场范围高度为2R的粒子恰好打到处，则有

解得

又原场强加速度为

若电场E竖直向下，且粒子要全部从边界射出，需要的加速度为

所以由上面两式可得

故D正确。

故选AD。

9．     B         

【详解】（1）[1]AB．开始时，纸带应竖直下垂并与系重锤A的细线在同一竖直线上，从而尽可能减小纸带运动过程中所受的摩擦阻力，所以打点计时器振针应置于系重锤A的细线的正下方，而定位轴位置在复写纸中心，振针旁边，所以定位轴不应在重锤A的细线正下方，故A错误，B正确；

C．由于重锤A速度较快，且运动距离有限，打出的纸带长度也有限，为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点，实验时应先接通打点计时器电源，再释放重锤A，故C错误；

D．打点结束后应先关闭打点计时器电源，再取下纸带，故D错误。

故选B。

（2）[2]根据动能定理有

变式可得

可知

解得

（3）[3]利用匀变速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得

，

则由动量定理

整理的

可知，若满足以上关系式则可知A、B、C组成的系统动量定理验证成功。

10．     丙     R1     R3     0.3     偏小

【详解】（1）[1]小灯泡电阻

根据

应采用安培表外接法，定值电阻起保护电路作用，所以最佳实验电路图应该选择丙。

（2）[2][3]为方便实验操作，滑动变阻器应选，由于电动势约为，电压表量程为，定值电阻应选。

（3）[4]设流过其中一个灯泡的电流为I，则干路电流为2I，每个灯泡的电压与电源路端电压相等，设为U。电源的路端电压与干路电流的关系为

U=E-2Ir

代入数据变形为

在小灯泡I-U图像中画出此关系式的图像，如下图所示

两图线交点(1.0V，0.3A)就是每个小灯泡的实际电压与电流，则灯泡的实际功率

P=UI=0.3W

[5]由于电压表的分流作用，电流表测量值偏大，这个实验得到的灯泡的电阻值和实际值相比偏小。

11．（1）；（2）0.1V；（3）0.02J

【详解】（1）线框未进入磁场前做平抛运动，设线框边进入磁场时在竖直方向的速度大小为，有

（2）线框边进入磁场时

由于x<0.65m，说明线框刚进入磁场时，bc边未到达磁场右边界，ad、bc边部分切割磁感线相抵消，ab边切割磁感线等效为电路的电源，则安培力

线框在进入磁场过程中，做匀速直线运动，其速度大小为，线框完全进入磁场后，做匀变速曲线运动，从磁场右边界穿出时，、边产生的电动势相抵消，边切割磁感线等效为电路的电源，线框边离开磁场时线框在水平方向的速度大小

则电源的电动势

线框边离开磁场时两端的电压

（3）线框进入磁场的过程中由能量守恒可知

Q=mgL=0.02J

12．（1）；（2）能，；（3）①，②

【详解】（1）小球向下运动的时候，由牛顿第二定律有

可得

所以匀速运动，依题意有

得

（2）易知，每段通道长，高，假设走完左边通道二者恰好共速，速度大小为，则小球应该上升高度设为，由动量守恒和能量守恒有

得

因为>，所以能够通过物块。设通过后，小球及物块速度分别为和，则有

解得

（3）令

①物块在经过每段粗糙路面时，第一个0.4m摩擦力随位移均匀增大，第二个0.4m摩擦力不变且最大，第三个0.4m摩擦力随位移均匀减小。最大摩擦力

每经过一个粗糙路面克服摩擦力做功

由于

所以会停在0.40.8m之间，设物块位移为，由动能定理有

得

②物块走完这段特殊路面，发生的位移

以后要追上小球，则物块的末速度     

由动能定理有

解得

13．CDE

【详解】A．在外界做功的情况下，空调能从低温环境向高温环境传递热量，并不违反热力学第二定律，故A错误；

B．多晶体有固定的熔点，故B错误；

C．将有棱角的玻璃棒用火烤熔化后，棱角变钝是因为表面张力，故C正确；

D．组成任何物体的分子都在做无规则的热运动，任何物体都具有内能，故D正确；

E．在与外界没有热交换的条件下，压缩一定质量的理想气体，外界对气体做了功，根据

内能增大，气体温度升高，故E正确。

故选CDE。

14．（1）22.5cm；（2）54cmHg

【详解】（1）设开始时A 中的气体压强为pA，有

容器A中的密封气体发生等容变化，有

容器B中的密封气体也发生等容变化，有

设降温至 时左管水银面与右管水银面的高度差为H2，则

解得

（2） K1打开后，对A和B中的气体，由玻意耳定律

解得

15．ADE

【详解】B．质点P比质点Q提前出现在波峰，该波沿x轴正方向传播，故B错误；

AC．简谐横波在一个周期内传播的距离为一个波长，由波形图可知，该波的波长为

P、Q之间的距离为

所以该波的周期为

该波的频率为

波速大小

故A正确，C错误；

D．图示时刻，质点P左侧第一个位于波谷的质点的平衡位置坐标为

从图示时刻开始计时，质点P第一次出现在波谷时间

故D正确；

E．图示时刻质点P的纵坐标为

距离波峰的距离为

当质点Q第一次出现在波峰时，质点P的纵坐标为

距离波峰的距离为

该过程中质点P运动的路程为

故E正确。

故选ADE。

16．（1）；（2）

【详解】（1）光路如图所示

可知临界角

折射率

折射角

由折射率公式得

（2）因为所以

，

由

，

解得