2022-2023学年武汉市高三下学期二调考试物理试题试卷

这是一份2022-2023学年武汉市高三下学期二调考试物理试题试卷，共16页。试卷主要包含了考生必须保证答题卡的整洁等内容，欢迎下载使用。

2022-2023学年武汉市第二中学高三下学期二调考试物理试题试卷
考生请注意：
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。
2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：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、一三棱镜截面如图所示，∠C=90°，∠B=60°，AC面涂有反光涂层。一细束光从O垂直AB边射入棱镜，经AC面反射到BC面，在BC面上恰好发生全反射。则该棱镜的折射率为（ ）

A． B． C． D．2
2、据《世说新语》记载，晋明帝司马昭在回答“汝意谓长安与日孰远”时，一句“举目望日，不见长安”惊愕群臣。我们生活的2020年初的地球，需经8分13秒才能看见太阳的光芒，但我们离长安却隔了将近1111年。距研究者发现，地球与太阳的距离不断缩小，月球却在逐渐远去。下列说法正确的是
A．在2020初，地日距离约为150万千米
B．倘若月球彻底脱离了地球，则它受到地球对它的引力为0
C．与长安城中的人相比，我们的“一个月”在实际上应略长于他们的
D．与长安城中的人相比，我们的“一年”在实际上应略长于他们的
3、两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一部分在同一水平面内，另一部分垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R。整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动。重力加速度为g。下列说法中正确的是（　　）

A．ab杆所受拉力F的大小为 B．cd杆所受摩擦力为零
C．回路中的电流强度为 D．μ与v1大小的关系为μ=
4、某质点做匀加速直线运动，经过时间t速度由v0 变为kv0(k>1)位移大小为x。则在随后的4t内，质点的位移大小为（ ）
A． B． C． D．
5、如图所示电路中，变压器为理想变压器，电压表和电流表均为理想电表，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器．现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2A，电流表A2的示数增大了0.8A，则下列说法中正确的是（　　）

A．该变压器起升压作用
B．电压表V2示数增大
C．电压表V3示数减小
D．变阻器滑片是沿d→c的方向滑动
6、下列电磁波中，衍射能力最强的是（　　）
A．无线电波 B．红外线 C．紫外线 D．g射线
二、多项选择题：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，有多个选项是符合题目要求的。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、下列说法中正确的是（　　）
A．物体速度增大，则分子动能增大，内能也增大
B．一定质量气体的体积增大，但既不吸热也不放热，内能减小
C．相同质量的两种物体，提高相同的温度，内能的增量一定相同
D．物体的内能与物体的温度和体积都有关系
E.凡是与热现象有关的宏观过程都具有方向性
8、预计2020年再发射2～4颗卫星后，北斗全球系统建设将全面完成，使我国的导航定位精度不断提高。北斗导航卫星有一种是处于地球同步轨道，假设其离地高度为h，地球半径为R，地面附近重力加速度为g，则有（ ）
A．该卫星运行周期可根据需要任意调节
B．该卫星所在处的重力加速度为
C．该卫星运动动能为
D．该卫星周期与近地卫星周期之比为
9、如图，光滑平行导轨MN和PQ固定在同一水平面内，两导轨间距为L，MP间接有阻值为的定值电阻。两导轨间有一边长为的正方形区域abcd，该区域内有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，ad平行MN。一粗细均匀、质量为m的金属杆与导轨接触良好并静止于ab处，金属杆接入两导轨间的电阻为R。现用一恒力F平行MN向右拉杆，已知杆出磁场前已开始做匀速运动，不计导轨及其他电阻，忽略空气阻力，则（　　）

A．金属杆匀速运动时的速率为
B．出磁场时，dc间金属杆两端的电势差
C．从b到c的过程中，金属杆产生的电热为
D．从b到c的过程中，通过定值电阻的电荷量为
10、如图所示，小车质量为，小车顶端为半径为的四分之一光滑圆弧，质量为的小球从圆弧顶端由静止释放，对此运动过程的分析，下列说法中正确的是（g为当地重力加速度）（ ）

A．若地面粗糙且小车能够静止不动，则地面对小车的静摩擦力最大为
B．若地面粗糙且小车能够静止不动，则地面对小车的静摩擦力最大为
C．若地面光滑，当小球滑到圆弧最低点时，小车速度为
D．若地面光滑，当小球滑到圆弧最低点时，小车速度为
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）用如图甲所示装置结合频闪照相机拍摄的照片的来验证动量守恒定律，实验步骤如下：

①用天平测出A、B两个小球的质量mA和mB；
②安装好实验装置，使斜槽的末端所在的平面保持水平；
③先不在斜槽的末端放小球B，让小球A从斜槽上位置P由静止开始释放，小球A离开斜槽后，频闪照相机连续拍摄小球A的两位置（如图乙所示）；
④将小球B放在斜槽的末端，让小球A仍从位置P处由静止开始释放，使它们碰撞，频闪照相机连续拍摄下两个小球的位置（如图丙所示）；
⑤测出所需要的物理量．
请回答：
(1)实验①中A、B的两球质量应满足______
(2)在步骤⑤中，需要在照片中直接测量的物理量有______；（请选填“x0、y0、xA、yA、xB、yB”）
(3)两球在碰撞过程中若动量守恒，满足的方程是：______．
12．（12分）某同学用长木板、小车、光电门等装置做探究加速度与质量关系的实验。装置如图所示。

(1)实验前先用游标卡尺测出安装在小车上遮光条的宽度d。
(2)按图示安装好装置，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，小车_______________(填“连接”或“不连接)砝码盘，轻推小车，如果计时器记录小车通过光电门的时间t1、t2满足t1________t2(填“大于”“小于”或“等于”），则摩擦力得到了平衡。
(3)保证砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量，调节好装置后，将小车由静止释放，读出遮光条通过光电门A、B的时间分别为t1、t2，测出两光电门间的距离为L，则小车的加速度a=_________________(用已知或测出的物理量字母表示）。
(4)保持两个光电门间的距离、砝码和砝码盘的总质量均不变，改变小车的质量M重复实验多次，测出多组加速度a的值，及对应的小车质量M，作出a-1/M图象。若图象为一条过原点的倾斜直线，则得出的结论_______________________________________________ 。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示为柱状玻璃的横截面，圆弧的圆心为点，半径为，与的夹角为90°。为中点，与平行的宽束平行光均匀射向侧面，并进入玻璃，其中射到点的折射光线恰在点发生全反射。
(i)分析圆弧上不能射出光的范围；
(ii)求该玻璃的折射率。

14．（16分）如图所示，两个平行光滑金属导轨AB、CD固定在水平地面上，其间距L=0.5m，左端接有阻值R=3的定值电阻。一根长度与导轨间距相等的金属杆順置于导轨上，金属 杆的质量m=0.2kg,电阻r=2，整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度大小B=4T的匀强磁场中，t=0肘刻，在MN上加 一与金属杆垂直，方向水平向右的外力F，金属杆由静止开始 以a=2m/s2的加速度向右做匀加速直线运动，2s末撤去外力F，运动过程中金属杆与导轨始终垂直且接触良好。（不计导轨和连接导线的电阻，导轨足够长)求：

(1)1s末外力F的大小；
(2)撤去外力F后的过程中，电阻R上产生的焦耳热。
15．（12分）两根距离为L=2m的光滑金属导轨如图示放置，P1P2，M1M2两段水平并且足够长，P2P3，M2M3段导轨与水平面夹角为θ=37°。P1P2，M1M2与P2P3，M2M3段导轨分别处在磁感应强度大小为B1和B2的磁场中，两磁场方向均竖直向上，B1=0.5T且满足B1=B2cosθ。金属棒a，b与金属导轨垂直接触，质量分别为kg和0.1kg，电阻均为1Ω，b棒中间系有一轻质绳，绳通过光滑滑轮与质量为0.2kg的重物连接，重物距离地面的高度为10m。开始时，a棒被装置锁定，现静止释放重物，已知重物落地前已匀速运动。当重物落地时，立即解除b棒上的轻绳，b棒随即与放置在P2M2处的绝缘棒c发生碰撞并粘连在一起，随后bc合棒立即通过圆弧装置运动到倾斜导轨上，同时解除a棒的锁定。已知c棒的质量为0.3kg，假设bc棒通过圆弧装置无能量损失，金属导轨电阻忽略不计，空气阻力不计，sin37ο=0.6，cos37ο=0.8，g取10m/s2，求：
(1)b棒与c棒碰撞前的速度；
(2)b棒从静止开始运动到与c棒碰撞前，a棒上产生的焦耳热；
(3)a棒解除锁定后0.5s，bc合棒的速度大小为多少。




参考答案

一、单项选择题：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、C
【解析】
做出光路图，如图所示

根据几何关系，光线到达AC面的入射角为α=30°，则反射角为，根据几何关系，光线在BC面的入射角为i=60°，因为光线在BC面上恰好发生全反射，则

故C正确， ABD错误。
故选C。
2、C
【解析】
A．由可得，地日距离约为

故A错误；
B．倘若月球彻底摆脱了地球，由万有引力定律可知，地球对它仍然有引力作用，故B错误；
C．由于月地距离增大，故月球的公转周期变长，故现在的一月应该长于过去，故C正确；
D．由于日地距离不断缩小，故地球的公转周期变短，因此现在的一年应该略短于过去，故D错误；
故选C。
3、D
【解析】
A．导体ab切割磁感线时产生沿ab方向，产生感应电动势，导体cd向下匀速运动，未切割磁感线，不产生感应电动势，故整个电路的电动势为导体ab产生的，大小为：
①
感应电流为：
②
导体ab受到水平向左的安培力，由受力平衡得：
③
解得：
④
AC错误；
B．导体棒cd匀速运动，在竖直方向受到摩擦力和重力平衡，有：
⑤
即导体棒cd摩擦力不为零，B错误；
D．联立②⑤式解得，D正确。
故选D。
4、A
【解析】
质点做匀加速直线运动，加速度为

t时刻内位移为

联立可得

则在随后的4t内，质点的位移大小为

将代入得

故A正确，BCD错误。
故选A。
5、C
【解析】
A．由公式

得

则

该变压器起降压作用，故A错误；
B．由于a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，则电压表V1示数不变，由理相变压器原公式

可知，电压表V2示数不变，故B错误；
C．电压表V3的示数

由于U2不变，I2增大，则U3减小，故C正确；
D．由

且U2不变，I2增大，R应减小，则滑片应沿方向滑动，故D错误。
故选C。
6、A
【解析】
对题中的几种电磁波波长进行排序，无线电波>红外线>紫外线>射线，波长越长的电磁波衍射能力越强，A正确，BCD错误。
故选A。

二、多项选择题：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，有多个选项是符合题目要求的。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、BDE
【解析】
A．速度增大，不会改变物体的分子的动能，故A错误；
B．体积增大时，气体对外做功，不吸热也不放热时，内能减小，故B正确；
C．质量相同，但物体的物质的量不同，故温度提高相同的温度时，内能的增量不一定相同，故C错误；
D．物体的内能与物体的温度和体积都有关系，故D正确；
E．由热力学第二定律可知，凡是与热现象有关的宏观过程都具有方向性，故E正确。
故选BDE。
8、BC
【解析】
A．地球同步卫星和地球自转同步，周期为24 h，即该卫星运行周期是固定不变的，选项A错误；
B．由

可知


则该卫星所在处的重力加速度是

选项B正确；
C．由于

则

该卫星的动能

选项C正确；
D．根据开普勒第三定律可知，该卫星周期与近地卫星周期之比为

选项D错误。
故选BC。
9、BD
【解析】
A．设流过金属杆中的电流为，由平衡条件得

解得

根据欧姆定律有

所以金属杆匀速运动的速度为

故A错误；
B．由法拉第电磁感应定律得，杆切割磁感线产生的感应电动势大小为

所以金属杆在出磁场时，dc间金属杆两端的电势差为

故B正确；
C．设整个过程电路中产生的总电热为，根据能量守恒定律得

代入可得

所以金属杆上产生的热量为

故C错误；
D．根据电荷量的计算公式可得全电路的电荷量为

故D正确。
故选BD。
10、BC
【解析】
AB．若地面粗糙且小车能够静止不动，设圆弧半径为R，当小球运动到半径与竖直方向的夹角为θ时，速度为v．

根据机械能守恒定律有：
mv2=mgRcosθ
由牛顿第二定律有：
N-mgcosθ=m
解得小球对小车的压力为：
N=3mgcosθ
其水平分量为
Nx=3mgcosθsinθ=mgsin2θ
根据平衡条件知，地面对小车的静摩擦力水平向右，大小为：
f=Nx=mgsin2θ
可以看出：当sin2θ=1，即θ=45°时，地面对车的静摩擦力最大，其值为fmax=mg．
故A错误，B正确．
CD．若地面光滑，当小球滑到圆弧最低点时，小车的速度设为v′，小球的速度设为v．小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
mv-Mv′=0；
系统的机械能守恒，则得：
mgR=mv2+Mv′2，
解得：
v′=．
故C正确，D错误．
故选BC．
【点睛】
本题中地面光滑时，小车与小球组成的系统在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，但系统的总动量并不守恒．

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、 ; ; ;
【解析】
（1）在小球碰撞过程中水平方向动量守恒，故有mAv0=mAv1+mBv2，在碰撞过程中动能守恒，故有，解得，要碰后a的速度v1＞0，即mA-mB＞0，mA＞mB；（2）由于频闪照相的频率固定，因此只需要测量小球的水平位移，在步骤⑤中，需要在照片中直接测量的物理量有x0、xA、xB；（3）验证的方程为mAx0＝mAxA＋mBxB
12、不连接 等于 在砝码和砝码盘总质量不变时，即小车所受拉力不变时，小车的加速度与拉力成反比
【解析】
(2)[1][2] 平衡摩擦力的方法是用重力沿斜面向下的分力来抵消摩擦力的作用，具体做法是：将小车轻放（静止）在长木板上，挂好纸带（纸带和打点计时器的限位孔之间有摩擦力）、不连接砝码盘，将长木板靠近打点计时器的一端适当垫高，形成斜面，轻推小车，使小车做匀速运动即可，此时小车通过光电门的时间t1、t2满足t1等于t2。
(3)[3] 遮光条经过光电门A时的速度表达式

经过光电门B时的速度表达式

所以

(4)[4] 由牛顿第二定律可知，

保持两个光电门间的距离、砝码和砝码盘的总质量均不变，改变小车的质量M重复实验多次，是一条过原点的直线，说明在砝码和砝码盘总质量不变时，即小车所受拉力不变时，小车的加速度与拉力成反比。

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (i)分析过程见解析；(ii)
【解析】
(i)光路图如图

从入射的各光线的入射角相等，由知各处的折射角相等。各折射光线射至圆弧面时的入射角不同，其中点最大。点恰能全反射，则段均能全反射，无光线射出。
(ii)点全反射有

相应的点折射有

由几何关系知

解各式得

14、（1）2N（2）0.96J
【解析】
（1）t=1s时刻，金属杆MN的速度大小为 v1=at1=2×1=2m/s
金属杆MN产生的感应电动势为 E=BLv1
金属杆MN中的电流大小
金属杆MN受到的安培力大小 F安=BIL
联立得
根据牛顿第二定律得 F-F安=ma
联立解得 F=2N
（2）t=2s时刻，金属杆MN的速度大小为 v2=at2=2×2=4m/s
撤去外力F后的过程中，根据能量守恒定律得知电路中产生的总焦耳热 Q=mv22=×0.2×42=1.6J
电阻R上产生的焦耳热 QR=Q=×1.6J=0.96J
15、 (1)4m/s(2)8.8J(3)
【解析】
(1)由题可知，b棒与c棒碰前，已经匀速
由受力分析得：
Mg=F安

可得
v1=4m/s
方向水平向右
(2)由能量守恒得：

可得：
Q总=17.6J
所以：

(3)以向右为正方向，由动量守恒得：
mbv1=(mb+mc)v2
解得：
v2=1m/s
a棒：
F安1=B1IL=maa1
bc合棒：
(mb+mc)gsinθ-F安2cosθ=(mb+mc)a2
F安2=B2IL

代入初始条件，vbc=v2，va=0；
解得：

可得，bc合棒和a棒接下来均做加速度为的匀加速运动，

解得：