安徽省定远中学2023届高三下学期第二次模拟物理试卷（含答案）

安徽省定远中学2023届高三下学期第二次模拟物理试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1、在医学上，放射性同位素锶制成表面敷贴器，可贴于体表治疗神经性皮炎等疾病。锶会发生β衰变，其衰变产物中有钇(Y)的同位素，半衰期为28.8年。下列说法正确的是(   )

A.Y原子核的中子数为52

B.0.4mol的原子核经过57.6年后还剩余0.3mol

C.β射线是电子流，速度可接近光速

D.将锶90制成的敷贴器贴在患者体表，若患者发高烧会导致锶90衰变速度加快

2、笔记本电脑已经成为我们生活中比较重要的一个工具。使用时为了方便，可将其放在倾角可调的支架上，如图甲所示，支架可以简化为图乙模型。设斜面倾角为θ，底部固定挡板AC与斜面AB垂直，已知笔记本电脑的重力为G，忽略一切摩擦，调整支架过程中笔记本电脑没有相对支架移动，则(   )

A.笔记本电脑只受挡板AC和斜面AB的支持力作用

B.缓慢调整支架，使θ减小，笔记本电脑对斜面AB的压力减小

C.缓慢调整支架，使θ增大，挡板AC对笔记本电脑的支持力增大

D.缓慢调整支架，使θ增大，支架对笔记本电脑的作用力大小小于G

3、由于高度限制，车库出入口采用图所示的曲杆道闸，道闸由转动杆OP与横杆PQ链接而成，P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中，杆PQ始终保持水平。杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，下列说法正确的是(   )

A.P点的线速度大小不变 B.P点的加速度方向不变

C.Q点在竖直方向做匀速运动 D.Q点在水平方向做匀速运动

4、两个等量异号点电荷组成的系统称为电偶极子。面积足够大的平行板电容器，两极板之间的距离为d，将电容器接在电压U恒定的电源两端，规定无穷远处电势为0，将带电量极小的电偶极子用长度为L的绝缘轻杆连接，将其从无穷远处移到电容器两极板之间处于如图所示的状态(杆和极板垂直)，然后将两极板分别围绕O、点顺时针旋转30°，如图中虚线所示，仍将绝缘轻杆连接的电偶极子从无穷远处移动到同一位置，此过程中下列说法正确的是(   )

A.两极板旋转之后，极板间的电场强度减小

B.两极板旋转之后，极板间的正对面积不变

C.在两极板未旋转之前，电场力对电偶极子做功为

D.在两极板旋转之后，电场力对电偶极子做功为

5、图甲是一列简谐横波传播到的M点时的波形图，图乙是波形图上某质点从此时刻开始计时的振动图像，Q是位于处的质点，下列说法正确的是(   )

A.乙图可能是处质点的振动图像 B.当Q点开始振动时，M点位于波谷

C.当Q点处于波峰时，N点的位移为0 D.经过3s，M点运动到处

二、多选题

6、据媒体报道，科学家在太阳系发现一颗鲜为人知绰号“第9大行星”的巨型行星，《天文学杂志》研究员巴蒂金（Batygin）和布朗（Brown）表示，虽然没有直接观察到，但他们通过数学模型和电脑模拟发现了这颗行星。该行星质量是地球质量的10倍，公转轨道半径是地球公转轨道半径的600倍，其半径为地球的3.5倍。科学家认为这颗行星属气态，类似天王星和海王星，将是真正的第9大行星。已知地球表面的重力加速度为，地球绕太阳运行的周期为1年，则“第9大行星”(   )

A.绕太阳运行一周约需1.5万年 B.绕太阳运行一周约需1.8年

C.表面的重力加速度为 D.表面的重力加速度为

7、如图所示，相距为d的两条水平虚线、之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B，正方形单匝线圈abcd边长为，质量为m，电阻为R。将线圈从磁场上方高h处由静止释放，cd边刚进入磁场时速度为，cd边刚离开磁场时速度也为，关于线圈穿越磁场的过程(从cd边刚进入磁场起一直到ab边离开磁场为止)，下列说法正确的是(   )

A.线圈刚进入磁场时，cd边的电压为

B.产生的电能为2mgd

C.线圈的最小速度一定为

D.线圈的最小速度一定为

8、如图所示，理想变压器的原线圈电路中接有定值电阻，接入电动势为的交流电源，副线圈电路中定值电阻和滑动变阻器R串联，的阻值和滑动变阻器的最大阻值均为，原、副线圈的匝数比为8:1，，电压表和电流表均为理想交流电表。将滑动变阻器的滑片P从最上端缓慢向下滑动至最下端的过程中，下列说法正确的是(   )

A.通过的电流的频率始终为100Hz

B.两端电压与两端电压之比始终为1:4

C.电压表和电流表的示数均逐渐减小

D.和消耗的总功率逐渐增大

三、实验题

9、某实验小组的同学欲测量滑块与木板间的动摩擦因数μ，设计了一套如图甲所示的装置，图中A为滑块，B打点计时器，C为弹簧测力计，P为小桶（内有沙子），一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置，不计绳与滑轮的摩擦．实验时，先接通电源再松开滑块，打点计时器在纸带上打下一系列点，此过程弹簧测力计的读数为F，测出滑块质量为m。该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为零点，顺次选取一系列点，分别测量这些点到零点之间的距离x，计算出它们与零点之间的速度平方差，然后建立坐标系，通过描点法得到的图像是一条过原点的直线，如图乙所示。（重力加速度）

（1）本实验中是否需要测量小桶（含内部沙子）的质量_______。（填“是”或“否”）

（2）在图乙中这条直线的斜率的表达式为____________。（用F、μ、m等题中所给字母填写表达式）

（3）若测出滑块质量为0.4kg，弹簧测力计读数为2N，结合图乙可求得滑块与木板间的动摩擦因数为_____。

10、一个物理兴趣小组的同学准备测定某电池的电动势和内阻，实验室可供选用的实验器材有：电流表、，滑动变阻器R，电阻箱，待测电源E，开关S，导线等。实验步骤如下：

（1）兴趣小组的同学设计了如图1所示的电路来测定电流表的内阻：将电阻箱的阻值调整到，调节滑动变阻器的阻值，得到多组电流表、的读数、，并用描点法得到图像为过原点的倾斜直线，如图2所示。若直线的斜率用k表示，电阻箱的阻值用表示，则电流表的内阻的表达式为________，结合图2的数据可得电流表的内阻________Ω。

（2）接下来，甲、乙、丙三位同学利用原有实验器材设计了如图3所示的电路图来测定电池的电动势和内阻。实验中，他们改变的阻值，记录了多组数据(电阻箱阻值和电流表示数I)。

（3）甲同学以为纵坐标U，以I为横坐标做图像处理数据；乙同学以为纵坐标U，以I为横坐标处理数据。他们在同一张坐标纸上画出的图像如图4所示。由图4可知，甲同学绘制的是图线为________(填“a”或“b”)，电源电动势为________V，内阻为________Ω。

（4）丙同学以为纵坐标，以为横坐标做图像处理数据，如图5所示。请根据（3）中计算结果在图5中做出对应的图像。

四、计算题

11、如图所示，直角三角形ABC是一玻璃砖的横截面，，，。一束单色光PD从AB边上的D点射入玻璃砖，入射角为45°，，折射光DE恰好射到玻璃砖BC边的中点E，已知光在真空中的传播速度为c，求：

（1）玻璃砖的折射率；

（2）该光束从AB边上的D点射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖所需的时间.

12、如图所示，在光滑绝缘水平面上建立平面直角坐标系xOy，第一象限存在磁感应强度大小为B，方向竖直向下的匀强磁场；第四象限存在如图所示的匀强电场，电场线与x轴夹角为45°。一带负电的小球a，质量为m，电量绝对值为q，从坐标原点射入磁场，速度方向与x轴正方向夹角为45°，其恰好能与静止在处的质量为2m的带电小球b发生弹性正碰。已知碰撞前后两球的电量和电性均没有发生变化，碰撞后的两球不会再次相遇。求：

（1）小球a射入磁场时的初速度的大小；

（2）碰撞后小球b速度的大小；

（3）若碰后经过一段时间，小球b沿着碰前小球a的轨迹回到坐标原点，请确定小球b的电性和电量。

13、如图所示，中间开有小孔O、，间距为3d的两正对金属板M、N水平放置，分别用导线与间距为L的平行金属导轨连接，导轨两端接入阻值均为R的两定值电阻，导轨电阻不计。导轨所在部分区域存在匀强有界磁场Ⅰ、Ⅱ，两磁场相邻，宽度均为d，磁感应强度大小均为B，其中磁场Ⅰ方向垂直纸面向外，磁场Ⅱ方向垂直纸面向里。阻值为R的金属杆ab与导轨垂直且接触良好，杆ab在外力作用下以速度向右始终匀速运动。某时刻杆ab进入磁场Ⅰ，同时一带电量为的小球以一定速度自小孔O竖直向下射入两板间，杆ab在磁场Ⅰ中运动时，小球恰好能匀速下落；杆ab从磁场Ⅰ右边界离开时，小球恰好从孔离开，忽略极板间充放电时间。重力加速度为g。

（1）求杆ab在磁场Ⅰ中运动时通过每个电阻R的电流；

（2）求小球的质量m和小球从O点射入两板间的初速度大小；

（3）将磁场Ⅰ和Ⅱ的磁感应强度均增大到原来的k倍，杆ab进入磁场Ⅰ的速度和小球从O点射入两板间的初速度均不变，发现小球一直竖直向下运动且从孔离开时的速度与其初速度相等，求k值。

参考答案

1、答案：C

解析：A.根据核反应过程中电荷数和质量数守恒，可知衰变方程为，Y原子核的质子数为39，质量数为90，所以中子数为，故A错误；

B.半衰期是原子核有半数发生衰变所用的时间，57.6年等于两个半衰期，则剩余的原子核占原来的，所以0.4mol的原子核经过57.6年后还剩余0.1mol，故B错误；

C.β射线是电子流，速度可以接近光速，故C正确；

D.半衰期是由原子核本身的性质决定的，与所处的外界环境以及所处的化学状态无关，故D错误。

2、答案：C

解析：A.对笔记本电脑受力分析，如图所示

笔记本电脑受重力G、斜面的弹力、挡板AC的弹力，故A错误；

B.由平衡条件得

由牛顿第三定律知，笔记本电脑对斜面的压力大小为

则缓慢调整支架，使θ减小，笔记本电脑对斜面AB的压力增大，故B错误；

C.由平衡条件可知挡板对电脑的支持力为

故缓慢调整支架，使θ增大，挡板AC对笔记本电脑的支持力增大，故C正确；

D.支架对笔记本电脑的作用力就是斜面的弹力和挡板AC的弹力的合力，与笔记本电脑的重力G等大反向，则缓慢调整支架使θ增大，支架对笔记本电脑的作用力大小还是等于G，故D错误。

故选C。

3、答案：A

解析：A.由杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°，可知P点绕O点做匀速圆周运动，则P点的线速度大小不变，A正确；

B.由杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°，可知P点绕O点做匀速圆周运动，P点的加速度方向时刻指向O点，B错误；

CD.因为Q点绕O点做匀速圆周运动，速度的大小不变，方向不断改变，所以在道闸抬起的过程中Q点的速度在水平方向和竖直方向的分速度是不断变化的，故Q点沿水平和竖直方向都不会做匀速运动，CD错误。

4、答案：D

解析：C.设初始时刻电场强度为，则，正负电荷所在点的电势分为和，则其电势能为，则电场力做功，故C错误；

A.现将两极板旋转30°，场强变为，场强变大，故A错误；

B.两极板旋转之后，两极板间正对面积减小，故B错误；

D.两极板旋转之后，，此时电场力做功，故D正确。

5、答案：C

解析：A.根据波动图像可知，此时处质点正在向y轴正方向运动，而乙图处质点在向y轴负方向振动，所以不可能是处质点的振动图像，故A错误；

B.由图乙可知：周期，故波速，当波经过时间，从M传播到Q，质点Q开始振动，此时质点M在处于平衡位置向上振动，故B错误；

C.当最前端的波峰从处传播到Q点，质点Q第一次达到波峰，故，已知周期，所以此时N点恰好在平衡位置，位移为0，根据运动的周期性可知，当Q点处于波峰时，N点的位移为0，故C正确；

D.质点只能在平衡位置附近振动，不能随波移动，故D错误。

6、答案：AC

解析：根据开普勒第三定律，有：，解得：万年，故A正确，B错误；根据，有，故，故C正确，D错误。

7、答案：BC

解析：A.线圈自由下落过程有，cd边刚进入磁场时产生的感应电动势为，所以c、d两点间的电势差为，故A错误；

B.由于cd边刚进入磁场时速度为，cd边刚离开磁场时速度也为，根据能量守恒定律可得从cd边刚进入磁场到cd边刚离开磁场，线圈中产生的焦耳热为，由于线框刚进入到全部进入过程有感应电流及线框刚出来到全部出来过程有感应电流，并且两过程产生的内能相同，则全过程感应电流所做的功为，故B正确；

C.由于线框刚进入到全部进入过程有感应电流，全部进入后无感应电流，并且cd边刚进入磁场时速度为，cd边刚离开磁场时速度也为，所以线框进入磁场时先做减速运动，全部进入磁场后再做匀加速直线运动，则线圈的最小速度是在全部进入磁场瞬间，由能量守恒定律可得，解得，故C正确；

D.若进入过程中出现匀速运动情况，则安培力与重力相等，所以存在最小速度为，但也可能进入过程一直在减速，此式就不成立了，故D错误。

8、答案：BD

解析：A、，变压器不会改变电流的频率，故通过的电流的频率始终为50Hz，故A错误；

B、，即通过与的电流之比为1:8，则电压之比为，故B正确；

C、根据等效电阻法，将原线圈看成一个定值电阻，则，滑片P下滑过程中，R减小，则减小，分析原线圈所在的电路，根据闭合电路欧姆定律可知电流变大，的分压减小，即电压表的示数减小，根据可知副线圈电流变大，即电流表示数变大，故C错误；

D、原线圈电流、副线圈电流都增大，所以和消耗的总功率逐渐增大，故D正确。

故选BD。

9、答案：（1）否

（2）

（3）0.25

解析：（1）本实验绳子拉力由弹簧测力计测出，不需要用小桶（含内部沙子）的重力代替绳子的拉力，所以不需要满足小桶（含内部沙子）的质量远小于小车的质量。

（2）由动能定理可得：

所以

则可知图象的斜率等于；

（3）若测出滑块质量为0.4kg，弹簧测力计读数为2N，结合图乙有：；可求得滑块与木板间的动摩擦因数为。

10、答案：（1）；5

（3）a；1.5；10

（4）

解析：（1）根据串并联关系：

化简得

结合图像的斜率可知

即

结合图像的斜率

解得：

（3）在闭合电路中，由闭合电路的欧姆定律有

整理得

则图像的斜率绝对值大于图像的斜率绝对值，由图2可知，甲绘制的图线是a；

由图4可知，

解得

（4）由闭合电路的欧姆定律有

化简得：

则图像的斜率，图像的截距

图像如下：

11、答案：（1）（2）

解析：（1）作出光路图，如图所示

过E点的法线是三角形的中位线，由几何关系可知为等腰三角形，

由几何知识可知光在AB边折射时折射角为，

所以玻璃砖的折射率为

（2）设临界角为θ，有，可解得

由光路图及几何知识可判断，光在BC边上的入射角为60°，大于临界角，则光在BC边上发生全反射

光在AC边的入射角为30°，小于临界角，所以光从AC第一次射出玻璃砖

根据几何知识可知

则光束从AB边射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖所需要的时间为

而，可解得：

12、答案：（1）（2）（3）

解析：（1）画出小球a的运动轨迹，如图所示：

由几何关系知：

即：

又

得：

（2）a、b发生弹性正碰，设碰后a球的速度为，b球的速度为，根据动量守恒定律与机械能守恒定律有：

解得：；

（3）对小球b在电场或磁场中的运动情况分析可知，小球b带正电

因为碰后小球b沿碰前小球a的运动轨迹，所以：

又

代入已知量解得：

13、答案：（1）（2）（3）

解析：（1）金属杆ab匀速切割磁感线产生感应电动势：

据闭合电路的欧姆定律：

（2）金属板间电势差

杆ab在磁场Ⅰ运动时间为t，则

小球匀速运动

联立解得

小球入射速度

（3）碰感应强度改为kB后，小球先做匀减速后做匀加速运动，金属杆ab匀速切割磁感线产生感应电动势

由牛顿第二定律：

经时间，速度为，时间

下落位移

同理小球匀加速运动时，由牛顿第二定律：，

，

下落位移

位移关系

根据(2)问

联立解得