2023届甘肃省高三下学期第二次高考诊断考试理综物理试题

这是一份2023届甘肃省高三下学期第二次高考诊断考试理综物理试题，共22页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
2023届甘肃省高三下学期第二次高考诊断考试理综物理试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题1．2022年4月7日，《科学》杂志的封面文章爆出了一条引发物理学界震动的大新闻，科学家们对W玻色子的质量进行了高精度测量。这种基本粒子间是弱相互作用，在自然界不能稳定存在或不单独存在。物理学家们只能利用高能粒子加速器中的粒子与靶物质相互碰撞，才能让他们出现在观察视野进而进行研究，由于W玻色子被打出后会迅速发生衰变，产生电子、缪子或者反中微子等。科学家们能对产生的粒子动量分布研究推出W玻色子的质量，则下列有关说法正确的是（　　）A．W玻色子发生衰变的半衰期与外界的温度和压强有关B．可衰变为，它发生的衰变与W玻色子衰变相同C．自然界中存在万有引力、电磁相互作用、强相互作用和核力四种基本作用D．如果高能粒子加速器是回旋加速器，所加高频电压越大，则粒子获得的速度大小越大2．在2022年3月23日的“天宫课堂”上，航天员王亚平摇晃装有水和油的小瓶，静置后水和油混合在一起没有分层。图甲为航天员叶光富启动“人工离心机”，即用绳子一端系住装有水油混合的瓶子，以绳子的另一端O为圆心做如图乙所示的圆周运动，一段时间后水和油成功分层（水的密度大于油的密度），以空间站为参考系，此时（　　）A．水和油的线速度大小相等B．由于水的密度大于油的密度，因此油在底层，水在上层C．油对水有背离圆心沿半径指向外侧的作用力D．水的向心加速度比油的小3．小明同学用光滑的硬钢丝弯折成“”形状，将它竖直固定放置。OB是竖直方向，BC是水平方向，，一个光滑的轻环套在足够长的OA段上，一根足够长的轻绳一端固定在OB上的M点，轻绳穿过小环，另一端吊着一个质量为m的物体，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）A．绳端从M点缓慢移到B点的过程中绳子对圆环的力变小B．OA杆受到小环的压力大小可以小于mgC．OA杆受到小环的压力大小为D．绳端从B点缓慢水平向左移到N点的过程中绳子对圆环的力大小不变4．图甲中理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1，电阻R=10Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡。原线圈接一个经双向可控硅调节后的电压U，U随时间t的变化规律如图乙所示，正弦交流电的每一个二分之一周期中，前四分之一周期电压被截去。现将S1、S2、S3闭合，此时L2正常发光。下列说法错误的是（　　）A．输入电压U的有效值为10V B．R消耗的电功率为10WC．只断开S3后，L2能正常发光 D．只断开S2后，原线圈的输入功率减小5．一匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，bc为半径为r的半圆，ab、 cd与直径bc共线，ab间的距离等于半圆的半径。一束质量为m、电荷量为q （q>0）的粒子，在纸面内从a点垂直于ab射入磁场，这些粒子具有各种速率。不计粒子之间的相互作用。从abcd边界射出磁场所用时间最短的粒子的速度大小为（　　）A． B． C． D． 二、多选题6．如图所示，一轻杆两端分别固定a、b两个均可看做质点的光滑金属球，a球质量大于b球质量，整个装置放在光滑的水平面上，设b球离地高度为h，将此装置由静止释放（重力加速度为g），则（　　）A．在b球落地前的整个过程中，a球向左做加速运动B．在b球落地前的整个过程中，a、b及轻杆系统机械能守恒C．在b球落地前的整个过程中，a、b及轻杆系统动量守恒D．在b球落地前瞬间，b球的速度大小为7．假设高速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶。甲车在前乙车在后，速度均为。甲、乙两车相距，在时刻甲车遭遇紧急情况后，甲、乙两车的加速度随时间变化的规律分别如图甲、乙所示。取运动方向为正方向。下列说法正确的是（　　）A．0~3s内两车间距逐渐增大B．时两车距离最近，且最近距离为10mC．6~9s内，甲车速度大于乙车速度，两车间距离越来越大D．两车在0~9s内会相撞8．如图甲所示，在空间中建立xOy坐标系，射线管由平行金属板A、B和平行于金属板的细管C组成，放置在第Ⅱ象限，细管C到两金属板的距离相等，细管C开口在y轴上。放射源P在A板左端，可以沿特定方向发射某一初速度的粒子。若金属板长为L、间距为d，当A、B板间加上某一电压时，粒子刚好能以速度从细管C水平射出，进入位于第Ⅰ象限的静电分析器中。静电分析器中存在着辐向电场，粒子在该电场中恰好做匀速圆周运动，该电场的电场线沿半径方向指向圆心O，粒子运动轨迹处的场强大小为。在时刻粒子垂直于x轴进入第Ⅳ象限的交变电场中，交变电场随时间的变化关系如图乙所示，规定沿x轴正方向为电场的正方向。已知粒子的电荷量为2e（e为元电荷）、质量为m，重力不计。以下说法中正确的是（　　）A．粒子从放射源P运动到C的过程中动能的变化量为B．粒子从放射源P发射时的速度大小为C．粒子在静电分析器中运动的轨迹半径为D．当时，粒子的坐标为 三、实验题9．某学习小组利用如图所示的装置验证牛顿第二定律。研究对象为小车、车上的钩码及悬挂的钩码整体，整体总质量为M，整体所受的合外力F的大小等于悬挂钩码的总重力大小，利用纸带和电火花计时器测出小车的加速度a、实验一：研究M一定时，加速度a与F的关系。实验二：研究F一定时，加速度a与M的关系。（1）下列操作必要的有___________。A．本实验需让木板倾斜合适的角度，平衡摩擦力B．调节定滑轮时，应使连接小车的细线与木板平行C． 实验时，需满足悬挂钩码的质量远小于小车及车上钩码的质量D．实验时，应先释放小车再接通电火花计时器（2）实验一：小车上及细线悬挂的钩码总数不变。第一次，细线悬挂1个钩码，其余钩码放在小车上，释放小车后，小车沿斜面下滑打出一条纸带，求出此次实验小车的加速度；第二次，细线悬挂2个钩码，其余钩码放在小车上，求出此次实验小车的加速度，以此类推，共做5组实验。画出图像，理论上图像斜率___________。（3）实验二：细线悬挂钩码数不变。第一次，小车上不放钩码，释放小车后，小车沿斜面下滑打出一条纸带，求出此次实验小车的加速度a；第二次，小车上放1个钩码，以此类推，共做5组实验。若画出图像，图线为___________线（填“直”或“曲”）。（4）某次实验打出的一条纸带如图所示，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出，打点计时器接在周期为的交流电源上，测得小车的加速度___________（保留2位有效数字）。10．某实验小组用如下器材来测量电压表的内阻。A．待测电压表（量程0~3V，内阻为几千欧）B．电流表（量程0~0.6A，内阻约）C． 电池组（电动势约3V，内阻可忽略）D．滑动变阻器E. 电阻箱R（）F. 开关和导线若干（1）图甲是某同学设计的电路，大家讨论后一致认为此电路不可行，你认为原因是(      )A．阻值较小        B．电流表存在内阻C． 电压表无法准确读数        D．电流表无法准确读数（2）同学们改用图乙电路进行测量，设电阻箱的阻值为R，电压表的示数为U，为了根据图像能求得电压表的内阻，应该作___________图线（选填“”“”“”）；（3）请根据（2）中你选择的坐标轴对应的物理量和表中的数据，在坐标纸中标上合适的标度并作出相应图线___________；0.61.52.03.04.05.02.502.001.801.501.301.131.670.670.50.330.250.200.400.500.560.670.780.88（4）根据所画出的图线，取图线的纵截距为b，斜率为k，求出电源的电动势___________，电压表内阻___________（结果用k、b表示）。 四、解答题11．2022年6月17日，我国第三艘航母“福建舰”正式下水，“福建舰”配备了目前世界上最先进的“电磁弹射”系统。“电磁弹射”系统的具体实现方案有多种，并且十分复杂。一种简化的物理模型如图所示，电源和一对足够长平行金属导轨M、N分别通过单刀双掷开关K与电容器相连。电源的电动势，内阻不计。两条足够长的导轨相距且水平放置于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面且竖直向下，电容器的电容。现将一质量为，电阻为的金属滑块垂直放置于导轨的滑槽内，分别与两导轨良好接触。将开关K置于a端让电容器充电，充电结束后，再将开关K置于b端，金属滑块会在电磁力的驱动下运动。在电容器放电过程中，金属滑块两端电压与电容器两极板间电压始终相等。不计导轨和电路其他部分的电阻，不计电容器充、放电过程中电磁辐射和导轨产生的磁场对滑块的作用，忽略金属滑块运动过程中的一切摩擦阻力。求：（1）在开关K置于b端的瞬间，金属滑块加速度的大小；（2）金属滑块的最大速度。12．如图所示为某商家为了吸引顾客设计的抽奖活动。4块尺寸相同的木板A、B、C、D随机排序并紧挨着放在水平地面上，木板长度均为，质量均为；下表面与地面间的动摩擦因数均为，A、B、C、D的上表面各有不同的涂层，滑块与涂层间的动摩擦因数分别为、、、。顾客以某一水平速度（未知），从左侧第一块木板的左端推出一质量的滑块（视作质点）。从左向右数，若滑块最终停在第一、二、三、四块木板上就会分别获得四、三、二、一等奖，滑离所有木板则不获奖。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度g取。（结果可用根号表示）。（1）若木板全部固定，要想获奖，求的取值范围；（2）若木板不固定，从左向右按照A、B、C、D的方式放置，要获得最高奖项，求的最小值。 五、多选题13．一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，其过程如图上的线段所示，则气体在这个过程中（　　）A．外界对气体做负功B．气体内能不变C．状态B单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数比状态A少D．气体压强不断变大E．气体从外界吸收的热量大于其增加的内能 六、解答题14．2022年9月2日，“神舟十四号”航天员从“问天”实验舱气闸舱出舱时身着我国新一代舱外航天服。航天服内密封了一定质量的理想气体，体积约为2L，压强为，温度。（1）打开舱门前，航天员需将航天服内气压降低，此时密闭气体温度变为，航天服内气体体积约为4L，则航天员需将航天服内气压降低多少？（2）为便于舱外活动，航天员出舱前还需要把航天服内的一部分气体缓慢放出，使气压再降低。假设释放气体过程中温度保持为不变，体积变为2.2L，已知航天服放出的气体占原来气体质量的62.5%，则航天服放出气体后气压降为多少？ 七、多选题15．在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有（　　）A．天文学上观察到双星（相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星）光谱随时间的周期性变化B．当水波通过障碍物时，若障碍物的尺寸与波长差不多，或比波长小时，将发生明显的衍射现象C．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低D．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同E．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化 八、解答题16．如图所示，透明玻璃体的上半部分是半球体，下半部分是圆柱体，半球体的半径为R，O为半球体的球心。圆柱体的底面半径和高也为R，现有一半径为的圆环形平行光垂直于圆柱体底面射向半球体，为圆光环的中心轴线，所有光线经折射后恰好经过圆柱体下表面圆心点，光线从射出后在玻璃体下方的水平光屏上形成圆形亮环，光屏到圆柱体底面的距离为2R，光在真空中的传播速度为c、求：（1）透明玻璃体的折射率；（2）光从入射点传播到水平光屏所用的时间。
参考答案：1．B【详解】A．半衰期只与核子本身有关，与外界条件无关，A错误；B．衰变为也是衰变，B正确；C．自然界中存在四种基本作用：万有引力、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用力，C错误；D．回旋加速器的最大动能为与高频电压大小无关，D错误。故选B。2．C【详解】B．由于水的密度大于油的密度因而水在底层油在上层。故B错误；A．水和油的环绕半径不同，但转动角速度相同，根据可知水和油的线速度不同。故A错误；C．油做圆周运动的向心力是水提供的，故水对油的作用力指向圆心，根据牛顿第三定律可知油对水有背离圆心沿半径指向外侧的作用力。故C正确；D．根据可知水的半径比油大时水的向心加速度比油的大。故D错误。故选C。3．D【详解】BC．小环是轻环，所以绳上拉力的合力与杆垂直，小环受力情况如图所示，由几何关系可知，两绳子夹角为120°，故N=F=mg由牛顿第三定律可知，OA杆受到小环的压力大小为mg。故BC错误；AD．对悬挂的重物受力分析可知，绳子中的拉力始终与重物重力平衡，即绳中的拉力大小不变，且竖直方向的绳中拉力方向也不变，两绳中拉力的合力始终与轻杆垂直，根据二力合成特点可知，当合力方向不变，其中一个分力大小方向不变，则合力具有唯一性。故无论绳子左端点如何移动绳子对圆环的力大小不变。故A错误；D正确。故选D。4．B【详解】A．令输入电压的有效值为U1，根据正弦式交流电的有效值与有效值的定义解得故A正确；B．根据理想变压器的电压匝数关系解得副线圈两端电压则R消耗的电功率为故B错误；C．只断开S3后，L2电压不受影响，L2正常发光，故C正确；D．只断开S2后，负载电阻变大，输出电压不变，根据输出功率减小，则输入功率也减小，故D正确。故选B。5．A【详解】粒子做圆周运动的周期为，则有假设粒子出射的点为点，粒子做圆周运动的圆心角为，则粒子运动的时间表示为初速度与的夹角为，由几何关系可知，，即只要达到最小值，取到最小值，运动时间取到最小值，如图所示当与圆弧相切时，达到最小值，根据几何关系可得则带电粒子做圆周运动的半径为根据牛顿第二定律可得解得从abcd边界射出磁场所用时间最短的粒子的速度大小为A正确，BCD错误。故选A。6．BD【详解】AC．对两球及轻杆系统，水平方向受合外力为零，则水平动量守恒，竖直方向动量不守恒，则总动量不守恒；开始时两球速度均为零，在b球落地前瞬间，b球速度竖直向下，水平方向速度为零，根据系统水平方向动量守恒知，在b球落地前瞬间，a球的速度必定为零，则整个运动过程中，a球由静止状态经历向左运动到最终静止，经历了先加速后减速，故AC错误；BD．在b球落地前的整个过程中，只有动能和重力势能的转化，则a、b及轻杆系统机械能守恒，根据系统的机械能守恒得mbgh=mbv2可得在b球落地前瞬间，b球的速度大小为故BD正确。故选BD。7．BC【详解】A．由图可知0~3s内，甲车做匀减速直线运动，乙车做匀速直线运动，初速度相等，则两车间距逐渐减小，故A错误；B．根据题意作出两车的速度时间图象，如图：由图可知时两车速度相等，阴影部分面积代表0~6s内两车的位移差为所以最近距离为10m，故B正确CD．由图可看出6~9s内，甲车速度大于乙车速度，两车间距离越来越大，由于6s时甲在前距离乙车10m的位置，所以在0~9s内两车不会相撞，故C正确，D错误；故选BC。8．AC【详解】AB．设粒子运动到C处时速度为，粒子反方向的运动为类平抛运动，水平方向有竖直方向有由牛顿第二定律联立解得粒子从放射源发射出到C的过程，由动能定理解得设粒子发射时速度的大小为v，粒子从放射源发射至运动到C的过程，由动能定理解得故A正确，B错误；C．由牛顿第二定律得故C正确；D．时，粒子在x方向的速度为所以一个周期内，离子在x方向的平均速度每个周期粒子在x正方向前进因为开始计时时粒子横坐标为所以nT时，粒子的横坐标为粒子的纵坐标为在nT时粒子的坐标为故D错误。故选AC。9．     AB          曲     0.80【详解】（1）[1]A．需要让整体受到的合外力等于钩码的重力，则本实验需让木板倾斜合适角度，以平衡摩擦力。故A正确；B．为使整体受到的合外力不变，调节定滑轮时，应使连接小车的细线与木板平行。故B正确；C．研究对象为小车、车上钩码及悬挂的钩码整体，实验时，并不需满足悬挂钩码的质量远小于小车及车.上钩码的质量。故C错误；D．为充分利用纸带，实验时，应先接通电火花计时器再释放小车。故D错误。故选AB。（2）[2]根据牛顿第二定律，有F= Ma整理得画出a- F图像，理论上图像斜率（3）[3]根据牛顿第二定律F= Ma合外力不变，质量改变，若画出a - M图像，图线为曲线。（4）[4]根据逐差法，可得10．     D                    【详解】（1）[1]电流表与电压表串联时，电压表内阻特别大，电路中电流很小，不能精确读数。故选D。（2）[2]根据闭合电路欧姆定律可知整理得故应该做图像。（3）[3]如图所示（4）[4][5]由（2）可知，斜率纵截距则电源电动势电压表内阻11．（1）；（2）【详解】（1）开关K置于b的瞬间，流过金属滑块的电流为以金属滑块为研究对象，根据牛顿第二定律得联立解得（2）设金属滑块加速运动到最大速度时两端电压为U，电容器放电过程中的电荷量变化为，放电时间为，流过金属滑块的平均电流为I。在金属块滑动过程中，由动量定理得因为由电容的定义电容器放电过程的电荷量变化为且金属滑块运动后速度最大时，其两端电压为联立解得12．（1）；（2）【详解】（1）若木板全部固定，当滑块恰好能够滑动至D的右端时具有最大值，（若设，则，，）根据动能定理，可得解得要想获奖，的取值范围是（2）若木板不固定，从左向右按照A、B、C、D的方式放置，当滑块在A上滑动时，滑块与A之间的滑动摩擦力大小为A、B、C、D整体所受地面的最大静摩擦力为因为，所以滑块在A上滑动时，A、B、C、D均静止；同理，当滑块在B上滑动时，B、C、D均静止；当滑块在C上滑动时，C、D将滑动，且滑块做匀减速运动，C、D整体将做匀加速运动，根据牛顿第二定律可得滑块和C、D整体的加速度大小分别为，设滑块刚滑上C时的速度大小为，经时间恰好滑到D上，且与D达到共同速度，滑块与D共速后将不会再相对D滑动，最终与D一起停止，此时即可获得最高奖项，对应具有最小值。根据运动学规律，有，解得对滑块从刚滑上A到刚滑上C的过程，根据动能定理，有解得13．ACE【详解】A．气体从A到B，体积变大，则外界对气体做负功，选项A正确；B．从A到B温度升高，则气体内能增加，选项B错误；CD．因BA连线过原点，则从A到B压强不变，温度升高，气体分子平均速率变大，对器壁的平均碰撞力变大，体积变大，气体数密度减小，则状态B单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数比状态A少，选项C正确，D错误；E．气体对外做功，内能增加，则根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收的热量大于其增加的内能，选项E正确。故选ACE。14．（1）；（2）【详解】（1）航天服内气体初态时，有，，末态时，有，根据理想气体状态方程可得解得所以（2）气体缓慢放出的过程中气体的温度不变，设需要放出的气体体积为，根据波意耳定律可得其中航天放出的气体与原来气体的质量比联立解得15．ACE【详解】A．天文学上观察到双星（相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星）光谱随时间的周期性变化，双星位置发生了变化，可以用多普勒效应解释，故A正确；B．当水波通过障碍物时，若障碍物的尺寸与波长差不多，或比波长小得多时，将发生明显的衍射现象，不能用多普勒效应解释，故B错误；C．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，根据多普勒效应可知音调会变低，故C正确；D．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同，不能用多普勒效应解释，故D错误；E．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化，可以用多普勒效应解释，故E正确。故选ACE。16．（1）；（2）【详解】（1）作出光路图如图所示，设光线的入射角为，出射角为，则由几何关系可得解得由图可知，所以由折射定律可知（2）光在透明玻璃体中的传播速度为，则光在透明玻璃体中的传播时间为由折射定律知，光线从点出射后与竖直方向的夹角为所以光从透明玻璃体出射后到光屏所用的时间为则光从入射点到光屏所用的时间为