2023届山西省怀仁市高三下学期第二次调研考试理综物理试题(含答案)

这是一份2023届山西省怀仁市高三下学期第二次调研考试理综物理试题(含答案)，共18页。试卷主要包含了多选题，不定项选择，单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、多选题
1、一群处于能级的氢原子，向低能级跃迁发出多种光，分别用这些光照射图甲电路的阴极K，能得到3条电流随电压变化的图线，如图乙所示。已知氢原子能级如图丙所示，部分金属的截止频率和逸出功如下表所示，则下列说法正确的是( )
A.图乙中，a光是氢原子从能级向能级跃迁产生的
B.阴极材料可能为金属钠
C.a光的波长小于b光的波长
D.a光光子的动量小于b光光子的动量
2、如图所示，在水平荧光屏MN上方分布了水平方向的匀强磁场，方向垂直纸面向里。距离荧光屏d处有一粒子源S，能够在纸面内不断地向各个方向同时发射同种带正电的粒子，不计粒子的重力，已知水平向左射出的粒子经过时间t刚好垂直打在荧光屏上，则( )
A.所有粒子均会打到荧光屏上
B.粒子从射出到打到荧光屏上的最长时间为
C.粒子从射出到打到荧光屏上的最短时间为
D.粒子能打到荧光屏上的区域长度为
3、在x轴上坐标为和3L的两点固定电荷量不等的两点电荷，坐标为3L处电荷带正电，电荷量大小为Q。两点电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中处电势最低，x轴上M、N两点的横坐标分别为和2L，则( )
A.两点电荷为异种电荷
B.同一检验电荷在M点受到电场力大于N受到的电场力
C.坐标为处电荷的电荷量大小为2Q
D.坐标为处电荷的电荷量大小为4Q
4、如图所示，在平面的第一象限内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，边长为L的正三角形金属线框的一个顶点与坐标原点O重合，且绕着O点以角速度ω在坐标平面内顺时针转动。已知线框的电阻为R，则下列说法正确的是( )
A.线框进入磁场时产生的感应电流为顺时针方向
B.在线框完全进入磁场之前的过程中线框中产生的感应电动势一直在减小
C.在线框完全进入磁场之前的过程中线框中产生的感应电动势的最小值为
D.线框完全进入磁场的过程中通过线框横截面的电荷量为
5、如图所示为一定质量的理想气体压强p随热力学温度T的变化图象，下列说法正确的是( )
A.从状态c到状态d，气体分子的平均速率增大
B.从状态b到状态c，气体分子对单位面积容器壁的撞击力增大
C.从状态a到状态b，气体的密度减小
D.从状态d到状态a，气体对外做正功
二、不定项选择
6、水平地面上有一质量为的长木板，木板的左端上有一质量为的物块，如图（a）所示，用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图（b）所示，其中、分别为、时刻F的大小。木板的加速度随时间t的变化关系如图（c）所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为，物块与木板间的动摩擦因数为。假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小取。则下列说法正确的是( )
A.
B.
C.木板加速度所能达到的最大值为
D.在时间段物块做匀加速直线运动
三、单选题
7、北京时间2022年11月30日，“神舟十五号”载人飞船与“天和”核心舱成功对接，6名宇航员“胜利会师”。如图所示，对接前，飞船沿圆轨道Ⅰ运行，核心舱在距地面约高度的轨道Ⅱ运行。飞船从Ⅰ加速到达Ⅱ轨道与核心舱完成对接，对接后共同沿轨道Ⅱ运行。下面说法正确的是( )
A.对接前，飞船与地心的连线和核心舱与地心的连线在相同时间内扫过的面积相同
B.对接后航天员处于完全失重状态
C.对接后飞船的运行速度等于
D.飞船对接前机械能大于对接后机械能
8、如图所示，可绕固定转轴O在竖直平面内无摩擦转动的刚性轻质支架两端分别固定质量为5m、6m的小球A、B，支架两条边的长度均为L，用手将B球托起至与转轴O等高，此时连接A球的细杆与竖直方向的夹角为θ，，重力加速度大小为g，现突然松手，两小球在摆动的过程中，下列说法正确的是( )
A.A球与转轴O等高时的动能为B.B球下降的最大高度为L
C.A球的最大动能为D.B球的最大动能为
四、实验题
9、某实验小组利用如图所示的实验装置测定滑块与长木板之间的动摩擦因数。实验的主要步骤如下：
（1）将长木板放置在水平桌面上并固定好，并在其中间某一位置固定一光电门传感器；
（2）用游标卡尺测量固定在滑块上端的挡光片的宽度d，测量结果如图所示，则挡光片的宽度_______mm；
（3）滑块放在长木板上，用手拨动滑块，通过光电门，运动一段距离后静止，记录挡光片的挡光时间t、滑块静止位置与光电门之间的距离x；
（4）已知重力加速度为g，则动摩擦因数_______（用题中所给字母表示）；
（5）若某次实验时，手拨动滑块的位置到滑块静止位置的距离恰好是光电门到滑块静止位置的距离的两倍，已知挡光时间为，滑块质量为m，则人拨动滑块时，对滑块的冲量大小为_______（用题中所给字母表示）。
10、电工师傅利用多用电表测量某电阻的阻值，图为多用电表的部分内部结构图及刻度盘。
（1）若选择开关S置于“1”或“2”，则选择的是_______（选填“电流”或“电压”）挡，且置于_______（选填“1”或“2”）时对应的量程较大；
（2）将选择开关置于“3”或“4”，选择欧姆挡“”挡。在连入被测电阻前应先将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指向表盘_______（选填“左”或“右”）端零刻度线；
（3）若发现指针在位置①，应重新将选择开关置于_______（选填“”或“”）挡，正确操作后，指针指在位置②，则被测电阻的阻值为_______Ω。
五、计算题
11、如图为某种透明材料制成的半球体，球半径为R，AB为半球体直径，且AB外表面涂有水银，圆心为O，，某单色光从P点射入半球，并经AB面反射后，最后从BP面上某点射出半球，已知光线在P点的入射角，该透明材料的折射率，光在真空中传播速度为c。求：
（1）该单色光射出半球时的方向与在P点射入半球时的入射光线方向之间的夹角；
（2）该单色光在半球内传播的总时间t。
12、如图所示，厚度均匀的长木板C静止在光滑水平面上，木板上距左端L处放有小物块B.某时刻小物块A以某一初速度从左端滑上木板向右运动，已知A、B均可视为质点，A、B与C间的动摩擦因数均为μ，A、B、C三者的质量相等，重力加速度为g。求：
（1）A刚滑上木板时，A、B的加速度大小；
（2）要使A、B不发生碰撞，A的初速度应满足的条件；
（3）若已知A的初速度为，且A、B之间发生弹性碰撞，碰撞前后A、B均沿同一直线运动。要保证A、B均不会从木板上掉下，木板的最小长度是多少。
13、如图所示的平面直角坐标系xOy，在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y正方向；在第Ⅳ象限的正三角形abc区域内有匀强电场，方向垂直于xOy平面向里，正三角形边长为L，且ab边与y轴平行.一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的P（0，h）点，以大小为的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a（2h，0）点进入第Ⅳ象限，又经过磁场从y轴上的某点进入第Ⅲ象限，且速度与y轴负方向成45°角，不计粒子所受的重力.求：
（1）电场强度E的大小；
（2）粒子到达a点时速度的大小和方向；
（3）abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值.
参考答案
1、答案：AC
解析：A.由图乙可知，a的遏止电压最大，其次为b和c，根据光电效应方程
以及
知各光对应的跃迁为: a为，b为，c为，故A正确；
B.一群处于能级的氢原子向低能级跃迁放出能量，从能级到能级，能级到能级，能级到能级，能级到能级。能级到能级，能级到能级。分别为0.66eV，2.55 eV，12.75 eV，1.89 eV，12.09 eV，10.2 eV，而金属钠逸出功为2.29 eV。有12.75 eV，12.09 eV，10.2eV，2.55 eV 4种能量大于金属钠逸出功，满足条件，则会得到四条光线，与题意不符，故B错误；
C.截止电压与频率成正相关，则a光频率大于b光频率，所以a光波长小于b光波长，故C正确；
D.根据公式
可知波长越大，动量越小，所以a光光子的动量大于b光光子的动量，故D错误。
故选AC。
2、答案：BCD
解析：A.由左手定则可知，带正电粒子在磁场中逆时针方向做匀速圆周运动，已知水平向左射出的粒子经过时间t刚好垂直打在荧光屏上，如图所示
由图可知，粒子在磁场中的轨迹半径为
周期为
若粒子以水平向右方向射出，由图可知粒子不会打到荧光屏上，故A错误；
B.当粒子打到荧光屏左侧位置的速度方向刚好与荧光屏相切时，粒子从射出到打到荧光屏上的时间最长，如图所示
由几何关系可知，轨迹对应的圆心角为270°，则有
故B正确；
C.当粒子打到荧光屏位置处于S正下方时，粒子从射出到打到荧光屏上的时间最短，如图所示
由几何关系可知，轨迹对应的圆心角为60°，则有
故C正确；
D.当粒子打到荧光屏左侧位置对应的弦为直径时，该位置为打到荧光屏的最左端；当粒子打到荧光屏右侧位置的速度方向刚好与荧光屏相切时，该位置为打到荧光屏的最右端；如图所示
由图中几何关系，粒子能打到荧光屏上的区域长度为
故D正确。
故选BCD。
3、答案：BD
解析：A.正电荷周围的电势为正，负电荷周围的电势为负，因此由图可知，两点电荷均为正电荷，故A错误；
B.在x轴上坐标为和3L的两点固定电荷均为正电荷，在M点处的合场强为
在N点处的合场强为
在M点处的合场强大于在N点处的合场强，故由
可知同一检验电荷在M点受到电场力大于N受到的电场力，故B正确；
CD.在处电势最低，此处图线的斜率为0，即该点的合场强为0，设坐标为处电荷的电荷量大小为，则有
解得
故C错误，D正确。
故选BD。
4、答案：ACD
解析：A.线框进入磁场时通过线框的磁通量增大，根据楞次定律可知产生的感应电流为顺时针方向，故A正确；
B.因线框切割磁感线的有效长度先减小后增大，故感应电动势先减小后增大，故B错误；
C.当线框底边垂直于y轴时，切割磁感线的有效长度最小，感应电动势最小，故线框中产生的感应电动势的最小值为
故C正确；
D.由电磁感应规律得
故D正确。
故选ACD。
5、答案：BC
解析：A.从状态c到状态d，气体的温度降低，因此气体分子的平均动能减小、平均速率减小，故A错误；
B.从状态b到状态，气体的压强增大，因此气体分子对单位面积容器壁的撞击力增大，故B正确；
C.由可得
则图象上的点与坐标原点连线的斜率k与成正比，气体在状态a的斜率大于在状态b的斜率，则有
可得
则从状态a到状态b，气体的密度减小，故C正确；
D.同理，从状态d到状态a，则有
可得
则从状态d到状态a，气体的体积减小，外界对气体做功，故D错误。
故选BC。
6、答案：AC
解析：A.木板与地面间的最大静摩擦力
木板与物块间的最大静摩擦力
当拉力逐渐增大到时，木板首先相对地面发生相对滑动，此时拉力大小为
A正确；
BC.当拉力达到时，木板相对物块发生相对滑动，根据牛顿第二定律，对木板
对物块
解得
此时拉力大小为20N，木板加速度达到最大值为，B错误，C正确；
D.在时间段，物块所受拉力逐渐增大，加速度变大，不做匀加速直线运动，D错误。
故选AC。
7、答案：B
解析：A.对接前，飞船和核心舱在不同的轨道上，所以它们与地心的连线在相同时间内扫过的面积不相同，故A错误；
B.对接后航天员随飞船及核心舱一起在万有引力作用下做匀速圆周运动，航天员仅受到地球的引力作用，处于完全失重状态，故B正确；
C.飞船绕地做匀速圆周运动时，有
可得
当r等于地球半径时，运行速度为7.9km/s，与核心舱对接后，r大于地球半径，所以运行速度小于7.9km/s，故C错误；
D.飞船从Ⅰ到Ⅱ轨道需要加速，所以机械能增加，则飞船对接前机械能小于对接后机械能，故D错误。
故选B。
8、答案：D
解析：根据题意可知，小球A、B共轴转动，角速度相等，由于转动半径相等，则小球A、B线速度相等，转动过程中只有重力做功，小球A、B组成系统机械能守恒，由于
可得
A.根据题意，设A球与转轴O等高时的速度为v，由动能定理有
解得
则A球与转轴O等高时的动能为
故A错误；
B.根据题意，当小球B下降到最低点时，小球A、B的速度为零，设小球B向下转动的角度为α，则小球A向上转动的角度也为α，如图所示
由系统的机械能守恒定律有
解得
则小球B下降的最大高度为
故B错误；
CD.根据题意，当小球B向下转动的角度为β时，即小球A向上转动的角度也为β，则由动能定理有
由数学知识解得，当
时，小球A、B的动能之和有最大值为
由于小球A、B速度的大小相等，则有
故C错误，D正确。
故选D。
9、答案：（2）4.45（4）（5）
解析：（2）游标卡尺主尺读数为，游标尺上第9个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以最终读数为
（4）滑块经过光电门的速度
整个过程根据动能定理可知
解得
（5）根据题意滑块经过光电门的速度
该速度为整个过程中中间位置的速度，故
，
初速度为
所以人拨动滑块时，对滑块的冲量大小为
10、答案：（1）电流；1（2）右（3）；//1100
解析：（1）若选择开关S置于“1”或“2”时为表头与电阻并联，故而改装的是电流表，即为电流挡。
开关连接“1”时分流电阻较小，根据并联电路特征可知此时总电流更大，故而量程较大。
（2）欧姆表测量电阻前要进行欧姆调零，应调节欧姆调零旋钮使指针指向表盘右端零刻度线位置即欧姆挡的零刻度线处。
（3）指针在位置①时，偏角过小，欧姆挡读数过大，此处刻度线较密导致读数误差较大，应换高倍率以增大偏角，使指针指在中值附近，故应选“”挡。正确操作后，指针指在位置②，刻度值为11，欧姆挡倍率为“”，故被测电阻的阻值为。
11、答案：（1）120°（2）
解析：（1）画出光路如图：
在P点，由光的折射定律可得
解得
则在M点的入射角和反射角均为30°；由几何关系可知为等边三角形，则
可知在N点出射时的折射角为60°，则单色光射出半球时的方向与在P点射入半球时的入射光线方向之间的夹角为120°。
（2）光线在玻璃砖中的传播距离
在玻璃中的速度
则传播时间
12、答案：（1），（2）（3）
解析：（1）对A有
得
对BC有
解得
（2）若A、B刚好不发生碰撞，则三都正好达到共同速，由动量守恒有
且有
解得
（3）由于弹性碰撞，A、B碰后交换速度，等同于A与C相对静止一起向前加速，B继续减速，刚好不滑下木板时，三者达到共同速度，由动量守恒有
且有
联立解得
13、答案：（1）
（2），方向与x轴的夹角为45°；
（3）
解析：（1）设粒子在电场中运动的时间为t，则有
联立以上各式可得
（2）粒子达到a点时沿负y方向的分速度为
所以
方向指向第Ⅳ象限与x轴正方向成45°角；
（3）粒子在磁场中运动时，有

当粒子从b点射出时，磁场的磁感应强度为最小值，此时有
所以磁感应强度B的最小值
几种金属的逸出功和极限频率
金属
钨
钙
钠
钾
铷
10.95
7.73
5.53
5.44
5.15
4.54
3.20
2.29
2.25
2.13