广西省南宁市2023届高三下学期第二次适应性测试（二模）理综物理试题

广西省南宁市2023届高三下学期第二次适应性测试（二模）理综物理试题

一、单选题

1．在中，已知的质量分别为，真空中的光速为c，该反应中释放的能量为E。下列说法正确的是（　　）

A．该反应属于裂变反应 B．X为氦核

C． D．

2．某旋转磁极式风力发电机原理如图所示，被风吹动的风叶带动磁铁旋转，使通过线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电流。已知风速与发电机的转速成正比，线圈与定值电阻R构成闭合回路，线圈的电阻不能忽略。下列说法正确的是（　　）

A．风速越大，感应电流的频率越小

B．交流电压表的有效值与风速无关

C．风速一定的情况下，减少线圈的匝数，电压表读数增大

D．风速一定的情况下，发电机的功率大于线圈电阻的电功率

3．已知中国“天宫”空间站轨道高度约为（远小于地球半径），宇航员每恰好可以看到16次日出日落。引力常量G已知，仅由以上数据信息可以估算出（　　）

A．地球表面重力加速度 B．地球的平均密度

C．空间站的运行速度 D．地球同步卫星的运行速度

4．位于水平面的一个圆上有等间距的三个点A、B、C，每个点上放一个带正电的点电荷，这三个点电荷的带电荷量相同，如图所示。设每个点电荷单独在圆心产生的电场的场强大小为、电势为，则关于圆上正北点处的电场场强大小E、电势的说法正确的是（　　）

A． B．

C． D．

5．a、b两小球在光滑水平面上沿同一直线相向运动，当小球间距小于或等于d时，会受到大小相等、方向相反的相互排斥的恒力作用。小球间距大于d时，相互排斥力消失。两小球始终未接触，运动的图像如图所示。则下列说法正确的是（　　）

A．的最终速度值为 B．时刻a、b间距离最小

C．a、b质量之比为2：1 D．a、b两小球在到的相对位移比到的相对位移要大

二、多选题

6．如图所示，1、2、3、4四小球均由静止开始沿着光滑的斜面从顶端运动到底端，其运动时间分别为，已知竖直固定的圆环的半径为r，O为圆心，固定在水平面上的斜面水平底端的长度为，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A． B． C． D．

7．地磁场对宇宙高能粒子有偏转作用，从而保护了地球的生态环境。赤道平面的地磁场简化为如图所示，O为地球球心、R为地球半径。地磁场只分布在半径为R和的两边界之间的圆环区域内，磁感应强度大小均为B，方向垂直纸面向里。假设均匀分布的带正电高能粒子以相同速度垂直沿赤道平面射向地球。已知粒子质量均为m、电荷量均为q，不计粒子的重力及相互作用力。下列说法正确的是（　　）

A．若粒子速率小于，入射到磁场的粒子可以到达地面

B．若粒子速率小于，入射到磁场的粒子均无法到达地面

C．若粒子速率为，正对着O处入射的粒子恰好可以到达地面

D．若粒子速率为，入射到磁场的粒子恰好有一半可以到达地面

8．如图所示，间距的光滑U形金属导轨固定在绝缘斜面上，斜面倾角。区域Ⅰ、Ⅱ分别以、为边界，均存在垂直于斜面向上的磁场，Ⅰ区中磁感应强度从0开始随时间均匀增加，Ⅱ区中为匀强磁场，磁感应强度，与之间为无磁场区域。质量、电阻的导体棒垂直于导轨放置，从两磁场之间的无磁场区域由静止释放，经过进入Ⅱ区恰好匀速下滑。运动中棒与导轨始终保持良好接触，导轨足够长且电阻不计。重力加速度，。则下列说法正确的是（　　）

A．进入Ⅱ区后，导体棒中的电流

B．无磁场区域的面积至少为

C．前导体棒产生的焦耳热

D．若Ⅰ区磁场面积为，则Ⅰ区的磁感应强度随时间变化的表达式为

9．一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其图像如图所示。整个过程中，气体在（　　）

A．状态a时的分子平均动能最小

B．状态b时的内能最小

C．ab过程中，温度不断下降

D．bc过程中的始末状态，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数减少

E．ca过程中，外界对气体做功100J

10．如图所示为一列简谐横波在时刻的波形，波自右向左传播。从该时刻开始到时，P点刚好第二次到达波峰，则以下判断中正确的是（　　）

A．该波的传播速度为0.1m/s

B．在时刻，质点C向上运动

C．在末，Q点第一次出现波峰

D．在t1到过程中，Q点通过的路程为0.2m

E．P点的起振方向沿y轴负方向

三、实验题

11．某同学在实验室分别研究多用电表的内置电源。

（1）该同学先找来一量程为2mA、内阻未知的毫安表，进行了如下操作：

①选择开关置于“OFF”挡，观察指针是否指在电流零刻度处，若无则调节机械调零旋钮使指针指在电流零刻度处。

②将选择开关旋至电阻“”挡，再将红表笔和黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指在电阻零刻度处。

③将红黑表笔接在待测毫安表的两个接线柱上，发现多用电表指针刚好指在表盘正中间，如图甲所示，毫安表的指针也刚好指在表盘正中间，该同学由此算出此多用电表内置电源的电动势约为___________V。

（2）为了进一步研究，该同学取下此多用电表的内置电源，用图乙所示的电路测量其电动势和内阻。按图乙连接电路，闭合开关，改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的读数U，作出的图像如图丙所示，图线与横、纵坐标轴的截距分别为、，定值电阻的阻值用表示，电压表可视为理想电表，则该电池组的电动势为___________，内阻为___________（用字母表示）。

12．如图所示，在“探究平抛运动规律”的实验中：

（1）甲同学利用甲图装置进行实验，每次释放小球的位置都相同，并在乙图的坐标纸上记录了小球经过的A、B、C三点，已知坐标纸每小格的边长，该小球做平抛运动的初速度大小为________（g取，结果保留2位有效数字）。

（2）乙同学在研究平抛运动时发现，若小球下落相同高度，平抛初速度越大，水平射程也越大，他依据这一规律，用如图甲所示装置来“验证动量守恒定律”，将碰撞恢复系数的定义为，其中和分别是碰撞前两小球的速度，和分别是碰撞后两小球的速度，该实验小球碰撞恢复系数的表达式为__________（用题目中字母表达），若测得___________，可以判定小球的碰撞为弹性碰撞。

（3）完成上述实验后，丙同学对上述装置进行了改造，如图乙所示，图中圆弧为圆心在斜槽末端的圆弧。使小球a仍从斜槽上原固定点由静止滚下，重复开始的实验，得到两球落在圆弧上的平均位置为。测得斜槽末端与三点的连线与竖直方向的夹角分别为，小球a，b的质量分别为，则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为____________（用所测物理量的字母表示）。

四、解答题

13．如图，一球员在篮球场三分线附近正对篮板投篮，已知球员投球点A距离地面2.40m，球在空中飞行轨迹的最高点B距地面4.85m，球落入篮筐中心C点时速度与水平方向呈角，篮筐高度为3.05m，三分线距C点的水平距离为7.25m，不计空气阻力，g取10。求：

（1）篮球在飞行过程中到达最高点B时的速度的大小；

（2）篮球在点A投出的速度的大小；

（3）该球员出手点A和三分线的水平距离x。

14．在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。为了准确的注人离子，需要在一个有限空间中用电磁场对离子的运动轨迹进行调控。现在我们来研究一个类似的模型。在空间内存在边长的立方体，以O为坐标原点，沿和方向分别建立x、y、z轴。在面的中心M处存在一粒子发射源，可在底面内平行于底面沿任意方向发射初速度，比荷的带正电粒子。在区域内施加一定的匀强电场或者匀强磁场，使粒子可以达到相应的空间位置。不计重力，则：

（1）在立方体内施加沿y轴正向的匀强电场，使粒子只能从面飞出，求施加电场的电场强度E的最小值；

（2）在立方体内施加沿y轴正向的匀强磁场，若磁感应强度大小为，求粒子在磁场中运动时间的最小值和最大值；

（3）在第（2）问的基础上再加上沿y轴正向的匀强电场，电场强度为。判断第（2）问中最小时间和最大时间所对应的粒子能否从面飞出？若粒子不能从面飞出，请写出这些粒子从平面飞出立方体区域时的空间坐标。（结果保留2位小数）

15．如图所示，左侧玻璃管中用长的水银柱将一定量气体封装在一球形容器中，玻璃管足够长，玻璃管横截面积为，球形容器的容积为。气体初始时温度为，在距玻璃管下端处开有小孔（忽略孔的粗细），小孔通过一段软管连接右侧封闭有一段气柱的玻璃管，右侧玻璃管横截面积和左侧玻璃管横截面积相等，气柱长为，气柱温度保持不变。刚开始时，右侧玻璃管封闭气体的水银面刚好与小孔位置相平。当球形容器中温度上升后，球形容器中气体使封装水银面升高至小孔处。已知大气压强为。求此时右侧玻璃管中水银面上升的高度以及此时球形容器中气体的温度。

16．在天宫课堂第二课“光学水球”实验中，王亚平老师在水球中注入少量气体，在水球内会形成一个气泡。在另一侧，我们可以观察到王老师一正一反两个像，如图（甲）所示。这是因为有一部分光线会进入水球中的气泡，形成了正立的人像，而另一部分无法进入气泡的光线，形成了倒立的人像。为了方便研究，我们简化为如图（乙）所示。已知：水球半径为，气泡半径为，两球为同心球。有两束平行光射入水球，其中光沿半径方向射入，光恰好在气泡表面发生全反射，水的折射率为。求：两束平行光之间的距离为多少？

参考答案：

1．C

【详解】A．该反应不属于重核的裂变，是原子核的人工转变方程，选项A错误；

B．根据核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知X的质量数为4，电荷数为2，为氦核，核反应方程为

选项B项错误；

CD．根据质能方程可知，由于质量亏损该反应放出的能量为

选项C正确，D错误。

故选C。

2．D

【详解】A．风速越大，发电机的转速越大，感应电流的频率越大，故A错误；

B．风速越大，线圈磁通量的变化越快，电压表的读数即感应电压的有效值越大，故B错误；

C．风速一定，则线圈的磁通量的变化率一定，由

可知，线圈匝数越少，产生的感应电动势越小，电压表读数减小，故C错误；

D．由于线圈的内阻不能忽略，发电机的功率等于线圈内部功率和电阻的电功率之和，故D正确。

故选D。

3．B

【详解】A．宇航员每恰好可以看到16次日出日落，说明空间站运动的周期为

已知中国“天宫”空间站轨道高度远小于地球半径，可以近似认为近地运动，即轨道半径按地球半径计算，在已知周期的情况下，环绕的加速度为

由于地球半径R不知道，所以没法求出加速度，故A错误；

B．万有引力提供向心力

解得

故B正确；

C．由周期和速度的关系

由于不知道地球半径，所以环绕速度无法求出，故C错误；

D．同步卫星的周期为24h，由圆周运动可得

在不确定轨道半径的情况下，同步卫星的线速度是求不出来的，故D错误。

故选B。

4．D

【详解】由对称性知A、B两点电荷在正北点产生的场强大小都为，则合场强

方向指向正北。若把C点电荷放在圆心处，则C点电荷在正北点产生的场强为，方向指向正北，而C点电荷位于正南点时，在正北点处产生的场强沿正北方向，小于，故三点电荷在正北点产生场强的矢量和小于，大于。另外，分析可知A、B两点电荷在正北点产生的电势均为，二者共同产生的电势为，若把C点电荷放在圆心处，则C点电荷在正北点产生的电势为，而C点电荷位于正南点时，其在正北点处产生的电势应该小于，故三点电荷在正北点产生的电势大于而小于。

故选D。

5．A

【详解】AC．题意可知，a、b两小球组成的系统动量守恒，由图可知最终，a小球速度减为零，设a、b两小球质量分别为、，则满足

因为当小球间距小于或等于d时，会受到大小相等、方向相反的相互排斥的恒力作用，所以由图中时间内，可得

解得

故A正确，C错误；

B．由题意知，a、b两小球沿同一直线相向运动，时刻b物体减速到零，之后反向加速，可以看出时间内，a、b同方向运动，且a的位移大于b的位移，即两者在靠近，当速度相等时，两者距离最近，之后两者距离又增大，即时刻a、b间距离最小，故B错误；

D．由几何关系可知，图中AC段对应时间等于CE对应时间，且两三角形对应底边大小相等，所以图中与面积相等。到的相对位移为的面积，而到的相对位移小于的面积，则a、b两小球在到的相对位移小于到的相对位移，故D错误。

故选A。

6．BC

【详解】1号小球的加速度为

位移为

运动时间为

2号小球的加速度为

位移为

运动时间为

3号小球的加速度为

位移为

运动时间为

4号小球的加速度为

位移为

运动时间为

则

故选BC。

7．BD

【详解】AB．若粒子的速率为，则粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，有

解得

若粒子的射入方向在正对O处以上，根据左手定则可知，其粒子的轨迹为向上偏转，则入射到磁场的粒子均不可能到达地面，故A错误，B正确；

C．若粒子的速率为，则粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，有

解得

若粒子正对着O处入射，且恰好可以到达地面，其轨迹如图所示。设该轨迹半径为r1，由几何关系可得

解得

故C错误；

D．若粒子速率为，由洛伦兹力提供向心力得

解得

由C项的分析可知，此时若粒子正对着O处入射，则恰好可以到达地面；而在对着O处以上的方向入射的粒子，因为向上偏转，均不能到达地面；而在对着O处以下的方向入射的粒子均会达到地面。综上所述，入射到磁场的粒子恰好有一半可以到达地，故D正确。

故选BD。

8．ACD

【详解】A．导体棒进入Ⅱ区恰好匀速下滑，则有

导体棒中的电流为

A正确；

B．导体棒进入Ⅱ区域磁场的速度为

根据牛顿第二定律

导体棒在无磁场区域做匀加速直线运动，则

无磁场区域的面积最小值为

代入数据联立解得

B错误；

C．导体棒进入Ⅱ区域后，Ⅰ区中磁感应强度变化产生的感生电动势为，Ⅱ区域导体棒切割磁感线产生的动生电动势为，则

解得感生电动势为

前导体棒未切割磁感线，则产生的焦耳热为

C正确；

D．根据电磁感应定律

若Ⅰ区磁场面积为，Ⅰ区磁感应强度的变化率为

由题意，Ⅰ区中磁感应强度从0开始随时间均匀增加，则Ⅰ区的磁感应强度随时间变化的表达式为

D正确。

故选ACD。

9．ADE

【详解】A．根据理想气体状态方程有

结合图像可知

理想气体的平均动能由温度决定，状态a的温度最低，则状态a时的分子平均动能最小，A正确；

B．理想气体的内能由温度决定，状态a的温度最低，则状态a时的内能最小，B错误；

C．ab过程中，体积不变，压强增大，则温度升高，C错误；

D．由于

则bc过程中的始末状态，体积逐渐增大，压强逐渐减小，温度不变，则容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数减少，D正确；

E．ca过程中，体积减小，外界对气体做功为

E正确。

故选ADE。

10．ACD

【详解】A．P点右侧第二个波峰在10cm处，该波的传播速度为

A正确；

B．从时刻到时刻，波传播的距离为

将波形向右退7cm，在时刻，波未传播到C点，质点C处于静止状态，B错误；

C．第一个波峰传播到Q点的时刻为

C正确；

D．波传播到Q点的时间为

波的周期为

在t1到过程中，Q点振动的时间为

在t1到过程中，Q点通过的路程为

D正确；

E．波向左传播，P点的起振方向沿y轴正方向，E错误。

故选ACD。

11．     3         

【详解】（1）③[3]欧姆调零时，根据闭合电路欧姆定律可得

将红黑表笔接在待测毫安表的两个接线柱上，发现多用电表指针刚好指在表盘正中间，毫安表的指针也刚好指在表盘正中间，根据闭合电路欧姆定律可得

又

联立解得此多用电表内置电源的电动势为

（2）[2][3]由图乙电路图，根据闭合电路欧姆定律可得

可得

可知图像的纵轴截距为

图像的斜率为

联立解得

，

12．     1.5          1    

【详解】（1）[1]相邻落点在水平方向的距离相等，则相邻落点间的运动时间相同，竖直方向做自由落体运动，根据匀变速直线运动相邻相等时间内位移差为定值

则相邻落点间的时间为

该小球做平抛运动的初速度大小为

两小球离开轨道末端做平抛运动的高度相同，从离开轨道末端到落地的时间相同，设为t，则小球在碰撞前的速度为

碰撞后的速度为

小球在碰撞前的速度为

碰撞后的速度为

碰撞恢复系数为

若碰撞过程为弹性碰撞，则机械能守恒则

即

两小球的动量变化量相等

解得

则有

若测得，可以判定小球的碰撞为弹性碰撞；

（3）测得斜槽末端与的连线与竖直方向的夹角为，由平抛规律

设斜槽末端与M的连线长度为R（即圆弧半径为R）

解得

测得斜槽末端与连线与竖直方向的夹角为，同理可得

测得斜槽末端与的连线与竖直方向夹角为，同理可得

由动量守恒

化简可得

13．（1）6m/s；（2）；（3）0.55m

【详解】（1）球从最高点运动到篮筐的过程中，竖直方向高度差

由公式

可得

球入筐时的速度的竖直分量

球入筐时的速度的水平分量

球水平方向做匀速直线运动，则

（2）球从出手到运动到最高点的过程中竖直方向高度差

由公式

可得

最高点速度竖直分量

由公式

可得

出手速度的大小

（3）球水平方向运动总位移

球员距三分线的距离

14．（1）；（2），；（3）在磁场中运动时间最长的粒子能从平面射出，运动时间最短的粒子不能从平面射出，飞出的空间坐标为

【详解】（1）施加沿y轴正向的匀强电场，使粒子只能从面飞出，粒子做类平抛运动，沿y轴方向做匀加速直线运动

且

沿初速度方向做匀速直线运动

解得

代入数据得

（2）在立方体内施加沿y轴正向的匀强磁场，当磁感应强度大小为时，有

解得

代入数据得

粒子在平面做匀速圆周运动，粒子在磁场中运动时间最长的轨迹图如下

其中

同理可得

其中

联立解得

且有

解得

故有

解得

粒子在平面内运动时间最短的轨迹图如下

则有

解得

故有

解得

（3）在（2）问的基础上再加上沿y轴正向的匀强电场后，粒子的运动可分解为平面内的匀速圆周运动和y轴方向的匀加速直线运动。若粒子能从平面射出，则有

得

因为

故在磁场中运动时间最长的粒子能从平面射出，运动时间最短的粒子不能从平面射出。运动时间最短的粒子在y轴上走过的距离为

解得

飞出立方体区域时的空间坐标。

15．1cm，404K

【详解】设右侧玻璃管中水银面上升的高度为y，球形容器内气体最终的温度为，以球形容器内气体为研究对象，初态压强

初态体积和温度为

，

末态时压强

末态体积为

由理想气体状态方程得

以右侧玻璃管中气柱为研究对象，初态压强和体积

末态时压强和末态体积为

由玻意耳定律得

得

，

16．

【详解】画出光部分光路，如图所示。在点，根据折射定律有

因b光在点发生全反射，有

在三角形中，根据正弦定理有

平行光之间的距离

联立以上四式解得