精品解析：2023届安徽省芜湖市第一中学高三下学期最后一卷理综物理试题（解析版）

芜湖一中2023届高三最后一卷

理综合试卷

1. 根据开普勒第一定律，行星围绕恒星运动的轨迹是椭圆。如果某一行星的椭圆轨迹距离中央天体中心最近为4×106km，最远为3×107km，那么与之周期相同的另一行星绕该中央天体做圆周运动时的运动半径为（　　）

A. 3.4×107km B. 1.7×107km

C. 3.4×106km D. 1.7×106km

【答案】B

【解析】

【详解】根据开普勒第三定律可知，题目所述的沿椭圆轨道运行的行星的轨道半长轴与沿圆轨道运行的行星的轨道半径相等，即

故选B。

2. 科幻电影《流浪地球2》影片中提到，大约在几十亿年后，太阳内部的氦元素开始聚变成碳，即氦闪。氦闪的核反应方程为：，同时释放出大约的能量。则的比结合能比的比结合能约大（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】依题意，可知的结合能比的结合能约大，根据比结合能的定义：结合能除以核子数等于比结合能，可得的比结合能比的比结合能约大

故选D。

3. 如图所示为一半圆形玻璃砖的截面，O点为玻璃砖的圆心，AB为玻璃砖的直径。B固定一点光源，向玻璃砖内各个方向发出单色光，只有弧面AD上有光线射出。已知弦AD的长度为（R为玻璃砖的半径），则该玻璃砖的折射率为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】只有弧面AD上有光线射出。说明玻璃发生全反射的临界角是，如图所示

由几何关系可知

所以，该玻璃砖的折射率

故B正确，ACD错误。

故选B。

4. 如图，在竖直平面内固定一光滑的半圆环，圆心为O、半径为R，OA为半圆环的竖直半径，AB为与OA在同一直线上的光滑固定杆，半圆环上套有一小球a，杆AB上套有另一小球b。两小球之间连接一轻弹簧，初始时小球a在距圆环A点右侧不远处的P点，小球b固定于杆AB上的Q点，两小球间距离为R。现用外力使小球b沿杆AB缓慢向上移动一段距离，但未到达A点。在移动过程中弹簧始终在弹性限度内且在一条直线上，两小球均可视为质点，则下列说法正确的是（　　）

A. 初始时弹簧弹力大于半圆环对小球a的弹力

B. 初始时弹簧弹力大于小球a的重力

C. 小球b沿杆缓慢向上移动过程中，环对小球a的支持力先增大后减小

D. 小球b沿杆缓慢向上移动过程中，弹簧弹力增大

【答案】D

【解析】

【详解】AB．对小球a进行受力分析，小球a受重力G，半圆环对小球a的支持力和弹簧弹力F，三力平移后构成一首尾相连的三角形，如图所示，力的三角形与三角形OPQ相似，根据三角形相似有

初始时

，

所以

选项AB错误；

C．小球b缓慢上移过程，小球a处于动态平衡状态，随着小球b上移，OQ减小，OP不变，重力G不变，半圆环对小球的支持力增大，选项C错误；

D．设弹簧的原长为L，弹簧的形变量为x，根据胡克定律有

则

OQ减小，重力G不变，L不变，则弹簧形变量x增大，弹簧弹力F增大，选项D正确。

故选D。

5. 如图，波源A、B两点做完全相同的简谐运动，两波源发出的机械波波长为10 cm，这两列机械波形成了稳定的干涉图样。在矩形ABCD中，B、C两点相距20 cm，A、C两点相距25 cm，O点为AB边的中点。下列说法正确的是（　　）

A. O点为振动减弱点

B. O点为振动加强点

C. C点为振动减弱点

D. C点为振动加强点

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．O点到A、B两波源的距离相等，因此O点为振动加强点，故A错误，B正确；

CD．C点到两波源的距离差为

因此C点为振动减弱点，故C正确，D错误。

故选BC。

6. 北京冬奥会期间，3大赛区26个场馆将全部使用绿电，这意味着奥运历史上将首次实现全部场馆100%绿色电能供应，其中延庆赛区全部用电是通过张北柔直工程将张北坝上的太阳能和风能进行转化而来的。如图所示为张北坝上风力发电后电能输送的简易模型，假设风力发电输送的功率恒定不变，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，且图中已经标出了各部分的电流和电压，输电线的总电阻为R，则下列关系式正确的是（　　）

A.  B.

C. 输电线上损失的功率为 D. 输电线上损失的功率为

【答案】BC

【解析】

【详解】A．由理想变压器的原、副线圈的电流与匝数成反比关系，可得

A错误；     

B．由理想变压器的原、副线圈的电压与匝数成正比关系，可得

B正确；

CD．由电功率公式，可得输电线上损失的功率是

C正确，D错误

故选BC。

7. 关于洛伦兹力的应用，下列说法正确的是（　　）

A. 图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压U

B. 图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出A极板是发电机的负极，B极板是发电机的正极

C. 图丙是速度选择器，带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是

D. 图丁是质谱仪的主要原理图。其中在磁场中偏转半径最小的是

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】A．带电粒子在D形盒中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有

当R=r时，粒子具有最大动能，有

故A错误；

B．图乙是磁流体发电机的结构示意图，根据左手定则可以判断出带正电的粒子偏转到B极板带负电的粒子偏转到A极板，故B正确；

C．图丙是速度选择器，带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是二力平衡，有

整理，可得

故C正确；

D．图丁是质谱仪主要原理图，在偏转磁场中，洛伦兹力提供向心力，有

解得

其中三种粒子的质量与电荷量比值最小是，在磁场中偏转半径最小的是。故D错误。

故选BC。

8. 一光滑斜面固定在水平面上，斜面倾角为，沿斜面放一劲度系数为的轻弹簧，弹簧下端固定，上端与物体 A连接，物体B紧挨着A并排放置，A、B质量均为。开始系统静止在O点，向下压缩弹簧后释放，若释放时A、B的加速度为，且，则（    ）

A. 物体A、B将在距释放点处分离

B. 物体A、B分离时的速度最大

C. 物体B到O点的最大距离大于

D. 物体A、B分离后，A向上运动到最大距离处时的弹性势能是开始释放时的

【答案】AC

【解析】

【详解】A．释放时A、B的加速度为，设此时弹簧的压缩量为，以A、B为整体，根据牛顿第二定律可得

解得

当弹簧恢复原长时，物体A、B将分离，可知物体A、B分离时离释放点距离为，故A正确；

B．分离前，物体A、B先沿斜面向上加速运动，当到达O点，弹簧弹力等于A、B两物体总重力沿斜面向下的分力时，加速度为零，此时物体A、B的速度最大，之后物体A、B沿斜面向上减速运动，直到弹簧原长时，物体A、B将分离，故B错误；

C．设开始系统静止在O点，弹簧的压缩量为，则有

释放点离O点距离为

物体A、B从释放点到O点做加速度逐渐减小的加速运动，过O点做加速度逐渐增大的减速运动，若物体A、B不分离，根据对称性可知，物体B到达最高点离O点距离也为，而实际上物体A、B在弹簧恢复原长时分离，分离后物体B不再做加速度增大的减速运动，而是做加速度为的减速运动，可知物体B实际能到达的最高点离O点距离大于，故C正确；

D．设释放点弹簧的弹性势能为，物体A、B分离时的速度为，从释放点到分离过程，由于分离时弹簧处于原长状态，根据系统机械能守恒可得

可得此时物体A的动能满足

设分离后物体A向上运动到最大距离处时的弹性势能，物体A从分离到最高点增加的重力势能为，根据机械能守恒可得

可得

故D错误。

故选AC。

9. phyphox app是一款用途广泛的传感器手机软件。某同学使用手机下载phyphox app后设计了一套实验装置用来验证机械能守恒定律。实验过程如下：

（1）一钢尺伸出水平桌面少许，将质量为m=60g的小钢球放在钢尺末端；

（2）用刻度尺测量钢尺上表面与水平地板间的高度h=100.00cm；

（3）打开手机中的声音“振幅”（声音传感器）app；

（4）迅速敲击钢尺侧面，让小钢球自由下落。手机中的传感器记录下声音振幅随时间变化的曲线，如图所示，第一、第二个尖峰的横坐标分别对应小钢球离开钢尺时刻和落地时刻。测得这两个尖峰的时间间隔为t=0.46s。

（5）当地重力加速度g取9.8m/s2，则下落过程中，重力势能减小量______J，动能增加量______J。据此可以得到实验结论：在误差允许的范围内，小钢球自由下落过程中机械能守恒。（结果均保留3位有效数字）

（6）敲击钢尺侧面时若导致小钢球获得了一个竖直向上的未被察觉的小速度，此时小球动能增加量的测量值与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“相同”）。

【答案】    ①. 0.588    ②. 0.567    ③. 偏大

【解析】

【详解】（5）[1]下落过程中，重力势能减小量

[2]小钢球落地的平均速度

根据

，

解得

（6）[3]敲击钢尺侧面时若导致小钢球获得了一个竖直向上的未被察觉的小速度，则小钢球落地速度大于小钢球静止释放的落地速度，则此时小球动能增加量的测量值与真实值相比偏大。

10. 如图为“观察电容器的充、放电现象”实验。

实验器材：电源E（电动势，内阻可忽略）、电容器C（标称电容值为，击穿电压为）、电阻箱R、微安表G、单刀双掷开关S和导线若干。完成下列实验的相关内容：

（1）按照图甲的电路图，把图乙中的器材连接成完整的实验电路__________。

（2）实验步骤：

步骤①将开关S打到1，给电容器C充电，观察微安表G示数变化直到读数稳定；

步骤②先打开手机视频录制软件，再将开关S打到2位置，观察并用视频记录电容器C的放电过程中微安表G的示数变化情况；

步骤③断开开关S，查阅视频，记录内，微安表G的读数随时间变化的数据；

步骤④在坐标纸上以时间t为横轴，微安表G的读数I为纵轴，描点作出图像，如图丙。

（3）分析图丙可知：

①电容器放电过程电流的变化规律为：放电电流逐渐__________（选填“增大”“减小”或“不变”），放电电流随时间的变化率逐渐__________（选填“增大”“减小”或“不变”）；

②丙图中，图像与横轴所包围的面积为86格，则可求得该电容器的电容值为__________。（保留2位有效数字）

（4）步骤①中，微安表G的读数稳定时，并不为0，始终保持在，出现这种现象的原因是电容器__________（选填“短路”或“漏电”）。

【答案】    ①.     ②. 减小    ③. 减小    ④.     ⑤. 漏电

【解析】

【详解】（1）[1] 按照图甲的电路图，实物图如图

（3）①[2][3]由图丙可知，电容器放电过程电流的变化规律为：放电电流逐渐减小，放电电流随时间的变化率逐渐减小。

②[4]由电容定义

（4）[5]步骤①中，微安表G的读数稳定时，并不为0，始终保持在，出现这种现象的原因是电容器漏电。

11. 自2020年1月1日起，我国实施了乘用车强制性安装胎压监测系统（TPMS）的法规。汽车的正常胎压除了可以提高行车的安全性、防止爆胎外，还可以提高汽车的燃油经济性及轮胎的使用寿命。在夏天的高温天气下，一辆家用轿车的胎压监测系统（TPMS）显示一条轮胎的胎压为（是指1个标准大气压）、温度为。由于胎压过高会影响行车安全，故快速放出了适量气体，此时胎压监测系统显示的胎压为、温度为，设轮胎内部体积始终保持不变，气体视为理想气体，。求：

（1）在快速放出了适量气体后，胎内气体温度降低的原因；

（2）放出气体的质量与原来气体的质量之比；

（3）经过一段时间后轮胎内剩余气体温度又上升到，则此时的胎压为多少。

【答案】（1）见解析；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）快速放出适量气体过程中时间较短，不考虑热传递，则

而气体膨胀过程会对外做功，故

由热力学第一定律

故气体内能减小，温度降低；

（2）设轮胎内体积为，假设将原来内部压强为、温度为气体全部变成压强为、温度为的气体，此时体积为，则由理想气体方程可得

代入数据得

故放出气体质量占原来气体质量的比为

（3）当胎内剩余气体温度从恢复到过程中体积不变，故

代入数据得

12. 如图1所示，固定于水平面的足够长光滑U形导体框处于竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，导体框两平行导轨间距为L，左端接一电动势为E、内阻为r的电源。一质量为m、电阻为R、长度也为L的导体棒垂直导体框放置并接触良好。闭合开关S，导体棒从静止开始运动。忽略一切阻力和导体框的电阻，重力加速度为g。

（1）闭合开关S后，导体棒由静止开始到达到稳定状态的过程中，求通过导体棒的电荷量q和整个回路产生的焦耳热；

（2）如果将导体棒左侧通过轻绳和光滑定滑轮连接一质量为M的重物（如图2所示），闭合开关S，导体棒向右运动的过程中可以将重物提升一定高度，这就是一种简化的直流电动机模型，被提升的重物M即为电动机的负载。电动机达到稳定状态时物体匀速上升，求此时导体棒两端的电势差及速度的大小。

【答案】（1），；（2），

【解析】

【详解】（1）当导体棒切割磁感线产生的电动势等于直流电源电动势E时，回路中的电流为零，之后导体棒做匀速直线运动，则有

解得

导体棒由静止开始到达到稳定状态过程中，根据动量定理可得

解得

根据能量守恒定律可得，回路产生的焦耳热为

（2）如图，当电动机达到稳定状态时，以导体棒和重物为整体，根据受力平衡可得，此时导体棒受到的安培力为

则

设电动机达到稳定状态时的速度为，则有

联立解得

13. 如图所示，在粗糙的水平地面上有一长为、质量为的长木板，在长木板的中点放有一质量为（可视为质点）的小物块A，开始时A、B均静止。已知A与B、B与地面之间的动摩擦因数分别为和，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平向右的恒力拉长木板B，重力加速度。求：

（1）当小物块A刚好相对长木板开始滑动时，水平拉力的大小；

（2）若水平拉力，小物块A所受到的摩擦力大小；

（3）若水平拉力，要使小物块刚好不滑离长木板，则作用多长时间；当A、B最终都停止运动时，小物块A到木板中点的距离。

【答案】（1）；（2）0.5N；（3）4.5m

【解析】

【详解】（1）当A与B刚要相对滑动时，A、B之间为最大静摩擦力，对A有

则

当A、B刚要相对滑动时，设拉力大小为，对A、B有

解得

（2）因

故A、B一起做匀加速运动，对A、B整体

解得

对A有

（3）因水平拉力

故A、B相对滑动，对A有

解得

对B有

解得

设拉力作用时最终小物块刚好没有滑离长木板，则时小物块速度和位移为

则时木板的速度和位移为

则此过程中A相对B向左滑动距离

水平拉力撤去后，设再经时间，A、B刚好共速，因A的受力不变，故A继续加速，加速度

B做减速运动，有

解得

则

此过程中A相对B向左滑动

因A、B间动摩擦因数小，故共速后A相对B向右滑动，此时A刚好滑到B最左端，则

联立解得

A、B共速后，A做减速运动的加速度

B继续做减速运动，有

解得

A、B停止时，A相对B向右滑动的距离为

此时A到点距离为