2023届山西省运城市高三下学期第二次模拟调研测试理综物理试题（含解析）

2023届山西省运城市高三下学期第二次模拟调研测试理综物理试题

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

一、单选题

1．1930年德国物理学家博特与贝克用粒子轰击一个原子核，生成一个碳核和一个粒子，其反应方程式为，下列说法正确的是（　　）

A．

B．Y为中子

C．该核反应是衰变

D．该核反应过程中质量一定守恒

2．有关光学的知识，下列说法正确的是（　　）

A．“泊松亮斑”是由圆孔衍射产生的

B．光密介质是指密度大的介质，光疏介质是指密度小的介质

C．在“双缝干涉”实验中，双缝的作用是形成两束相干光源

D．如果光从光密介质进入光疏介质，则无论入射角多大，都不会发生全反射现象

3．如图所示，光滑的半圆弧硬杆两端固定在水平天花板上且位于竖直面内，圆心为O点，质量为m的小环套在硬杆上，受到拉力F（图中未画出）的作用静止于P点，与水平面的夹角为，重力加速度为g，、，下列说法正确的是（　　）

A．F方向可能竖直向下

B．若F竖直向上，硬杆对小环的弹力一定竖直向下

C．若F沿圆弧的切线斜向右上方，则F的大小为

D．若将F方向缓慢转动使其由水平向右变为竖直向上，则F大小先变小后变大

4．2023年1月9日天文学家发现有史以来距离最近的两个黑洞，相距750光年，设质量大的为A，质量小的为B，它们在彼此之间的引力作用下互相环绕，周期相等，如图所示，不考虑其它星体对它们的作用，下列说法正确的是（　　）

A．A、B组成的系统能量守恒，动量不守恒

B．A、B的速度之比等于它们质量之比

C．若A、B的间距增大，则周期减小

D．若A、B因吞噬物质质量都增大而其中心间距不变，则它们的角速度增大

5．如图所示电路，理想变压器的原、副线圈的匝数之比为，电动机M的内阻为r，定值电阻，当原线圈接入交流电的电压为时，电动机正常工作且输出功率为，理想电流表A的读数为，若此时因机械故障外力将电动机转子卡住不让它转动，则理想电流表A的读数约为（　　）

A． B． C． D．

二、多选题

6．如图所示，间距为d的水平正对平行板A、B通过二极管与电动势为的电源相连，A板接地，在两板之间的C点固定一个带电量为的点电荷，C点与B板之间的距离为，下列说法正确的是（　　）

A．图中二极管的连接方式不能使电容器充电

B．固定在C点的点电荷电势能为

C．把B板水平向右移动一些，B板的电势降低

D．把A板向下移动一些，C点的点电荷受到的电场力减小

7．如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧下端固定在地面上，上端与物块甲连接，物块甲静止时弹簧的压缩量为h，将物块乙从甲的正上方h处由静止释放，与甲发生碰撞后（碰撞时间极短）粘连在一起，甲、乙的质量相等且均视为质点，弹簧的弹性势能与劲度系数以及压缩量的关系式为，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A．乙的质量为

B．甲、乙碰撞结束瞬间的共同速度为

C．甲、乙碰撞过程中损失的机械能为

D．甲、乙粘连在一起后下降的最大高度为

8．如图甲所示，光滑绝缘水平面上有一间距的U形金属导轨，左端接一电阻，在虚线（与导轨垂直）范围内存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度。质量的导体棒（与导轨垂直）以一定初速度水平向左运动，规定向左为正方向，导体棒通过磁场区域的加速度a随时间t变化的图像如图乙所示，导体棒通过磁场区域的平均速度为，导轨与导体棒的电阻不计，则导体棒（　　）

A．刚进入磁场时的速度为

B．刚要离开磁场时克服安培力的功率为

C．在磁场中的运动时间为

D．在穿过磁场的过程中的平均加速度为

三、实验题

9．某学习小组用拉力传感器与轻质细线、小球设计了如图甲所示的实验，来测量重力加速度，拉力传感器可测出细线对小球的拉力，拉起质量为m的小球从某一位置静止释放，小球在竖直平面内摆动，记录拉力传感器示数的最小值和最大值，改变小球释放的位置，重复上述过程，将测得的多组、，绘制了如图乙所示的倾斜直线，回答下列问题：

（1）若不考虑空气阻力，当地的重力加速度用g表示，则__________（用、m、g表示）。

（2）图乙中倾斜直线的斜率为__________；根据图像可以求出当地的重力加速度__________（用m、a表示）。

10．某实验小组想测量一款手机锂电池的电动势和内阻，该电池的电动势约为，内阻很小，小于．

（1）实验小组先将多用电表选择开关旋到直流电压挡，进行机械调零，然后将红、黑表笔分别接触此电池的正、负极，电表刻度盘如图甲所示，则读数为__________V。

（2）实验小组想进一步精确地测量锂电池的电动势和内阻，实验室提供的器材如下：

A．电压表V（量程为，内阻约为）

B．电流表A（量程为，内阻约为）

C．滑动变阻器（最大阻值为）

D．定值电阻

E．一个开关及导线若干

实验小组设计了如图乙所示的电路图，但在实际操作中发现，当移动滑动变阻器的滑片调节其接入电路的阻值时，电压表的示数变化不明显，且测量结果的误差较大，需要重新设计实验电路，根据所提供的实验器材，请你在虚线框中画出新的电路图，并标注各元件的符号__________。

（3）按照新设计的电路图连结好实物图，调节滑动变阻器，测得多组I、U数据，并在坐标纸上描点得出如图丙所示的图像。

（4）由丙图，可得锂电池的电动势为__________V，内阻为__________．（结果均保留一位小数）

（5）分析实验测量误差，可得电动势的测量值__________（填“偏小”“相等”或“偏大”），内阻的测量值__________（填“偏小”“相等”或“偏大”）。

四、解答题

11．如图所示，甲、乙两汽缸水平固定放置，面积分别为S和2S的两活塞通过水平轻杆连接封闭两部分理想气体，甲汽缸的活塞外侧为真空，稳定时乙汽缸内的气体压强为，两部分气体的长度均为d，温度均为T，外界大气压强为，活塞与汽缸壁间摩擦不计，求：

（1）甲汽缸内气体的压强；

（2）保持乙汽缸内气体的温度不变，缓慢升高甲汽缸内气体的温度，当杆移动的距离时甲汽缸内气体的温度。

12．在一条平直公路上，甲、乙两车（看成质点）同时经过某路标并开始计时，两车运动的v-t图像如图所示，甲以v1做匀速直线运动，乙先做初速度为v2的匀减速直线运动，两车在t1时刻相遇，相遇后乙接着做匀加速直线运动，且加速度大小是匀减速直线运动的一半，乙车的质量为m，受到地面摩擦力大小不变，做减速运动时汽车发动机关闭，空气阻力不计，求：

（1）乙车在t1时刻的加速度和匀加速直线运动时牵引力大小；

（2）乙车再次与甲车相遇时牵引力的功率。

13．如图所示，在直角坐标平面中，在x轴上方与直线左侧区域存在垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场，在x轴下方与直线左侧区域存在垂直纸面向外磁感应强度为的匀强磁场，在直线右侧存在沿y轴负方向的匀强电场。将质量为m、电荷量为q的带正电粒子甲从y轴上的a点以沿y轴负方向的速度射入磁场，将带电量为的带正电粒子乙从y轴上的b点以沿y轴正方向的速度射入磁场，发现两个粒子同时到达x轴上的点且速度都沿x轴的正方向，并且在c点相碰后结成一体进入电场，甲从a到c的时间是乙从b到c时间的2倍，直线与x轴正方向的夹角为，不计两粒子重力以及粒子间相互作用力，，，求：

（1）乙的质量和甲乙相碰后结成一体时的速度大小；

（2）若电场强度大小为E，则整体从c点运动到线上的时间；

（3）若整体能运动到上距离c点的P点，求电场强度E的大小。

参考答案：

1．B

【详解】AB．由电荷数守恒可得Y的电荷数为0，则Y为中子，由质量数守恒可得，故A错误，B正确；

C．该核反应不是衰变，是原子核的人工转变，故C错误；

D．核反应过程中质量数守恒，不是质量守恒，一般核反应都是有能量变化，所以质量不守恒，故D错误。

故选B。

2．C

【详解】A．“泊松亮斑”是圆盘衍射产生的，A错误；

B．光密介质与光疏介质是相对而言的，不同折射率的介质相比较，折射率大的介质叫光密介质，反之叫光疏介质，折射率与介质的密度无关，B错误；

C．在“双缝干涉”实验中，双缝的作用是形成两束相干光源，能产生干涉现象，C正确；

D．如果光从光密介质进入光疏介质，入射角大于等于临界角，就会发生全反射现象，D错误。

故选C。

3．D

【详解】A．当F竖直向下时，由于圆弧上对小环得弹力只能与半径在同一直线，所以杆对小环的弹力沿着方向，小环的重力竖直向下，则合力不能为0，不可能位于P点处于静止状态，故A错误；

B．若F竖直向上，硬杆对小环的弹力必为0，且，小环才能处于静止状态，故B错误；

C．若F沿圆弧的切线斜向右上方，三力平衡的矢量三角形为直角三角形

由几何关系可得

解得

故C错误；

D．将F方向缓慢转动使其由水平向右变为竖直向上的过程中，环静止于P点受到三个力的合力为零，作出三力平衡的矢量三角形如图所示

的方向不变，F与的合力不变始终与重力等值反向，可见F先变小后变大，故D正确。

故选D。

4．D

【详解】A．A、B组成的系统不受外力，能量和动量都守恒，故A错误；

B．周期相等则角速度相等，相互作用的万有引力充当向心力，则

所以

即速度之比等于质量之反比，故B错误；

C．对A黑洞，有

对B黑洞，有

联立可得

若A、B的间距L增大，则周期T一定增大，故C错误；

D．当A、B因吞噬物质质量都增大时，则周期T减小，根据周期与角速度的关系

可知，角速度增大，故D正确。

故选D。

5．C

【详解】电动机正常工作时，电流表的示数为，根据变流比可知副线圈的电流为

根据变压器输入功率等于输出功率有

代入数据解得

若此时用外力将电动机转子卡住不让它转动，则电动机相当于的电阻，由

解得

由欧姆定律流过电动机为

根据变流比可知原线圈的电流为

故选C。

6．BC

【详解】A．电容器充电，电流沿顺时针方向，通过二极管的电流从左向右，与二极管的通电方向相同，所以电容器能充电，A错误；

B．稳定后有

，

又

因为，所以，则C点的点电荷电势能为

B正确；

C．由二极管的单向导电性可知，电容器只能充电，不能放电，B板水平向右移动，两平行板的正对面积减小，由

，

可知Q不变，变大，而，可得

即B板的电势降低，C正确；

D．A板向下移动，d增大，由

，

可知Q不变，变大，由

可得

即两板间的电场强度不变，C点的点电荷受到的电场力不变，D错误。

故选BC。

7．BD

【详解】A．由二力平衡可得

得甲、乙的质量均为

故A错误；

B．设乙与甲刚要碰撞时的速度为，由机械能守恒有

可得

甲、乙发生完全非弹性碰撞，由动量守恒可得

解得

故B正确；

C．由能量守恒可得甲、乙在碰撞过程中损失的机械能为

故C错误；

D．设甲、乙从粘在一起到运动到最低点下落的高度为，由能量守恒可得

解得

故D正确。

故选BD。

8．CD

【详解】A．导体棒刚进入磁场时，由乙图可得加速度大小为

由

由牛顿第二定律

可得

解得

故A错误；

B．导体棒刚要离开磁场时的加速度大小为

由

可得

克服安培力的功率为

故B错误；

C．设导体棒在磁场中的运动时间为，由动量定理可得

由

，

整理可得

解得

故C正确；

D．导体棒在穿过磁场的过程中的平均加速为

故D正确。

故选CD。

9．              

【详解】（1）[1]小球刚释放时细线拉力最小，在最低点拉力最大，设刚释放时细线与竖直方向的夹角为，则有

到最低点的速度为v，则有

由机械能守恒得

解得

（2）[2][3]由

对照图像，可见图像的斜率为，在纵轴的截距为

解得

10．     4.3          4.2     0.5     偏小     偏小

【详解】（1）[1]多用电表选择开关旋到直流电压挡，最小刻度为，故读数为．

（2）[2]由于锂电池的内阻较小，若用乙电路图来测量，则改变滑动变阻器的接入阻值时，内电压小外电压大，则电压表的示数变化不明显，测量误差较大；重新设计电路，仍需要选用定值电阻来保护电路，将定值电阻与电源先串联，并将电流表外接，当改变滑动变阻器的接入阻值时，电压表、电流表的示数变化明显，误差较小，测量结果更精确，重新设计的电路图如下．

（4）[3][4]由闭合电路欧姆定律可得

即

根据丙图可得纵轴的截距为，图像的斜率大小为

解得

（5）[5][6]设电压表的分流为，电流表的示数为I，则有

结合

可得U越大，越大，修正后的关系图像如下：

测量值对应的图线为，经过修正后的图线为，分析可得的纵轴截距小于的纵轴截距，因此电动势的测量值小于真实值，的斜率小于的斜率，因此内阻r的测量值小于真实值。

11．（1）；（2）

【详解】（1）设初始状态甲汽缸内的气体压强为，由平衡条件得

解得

（2）设杆移动时两部分气体的压强分别为、，由平衡条件得

对甲部分气体有理想气体状态方程可得

乙部分气体等温变化有

解得

12．（1），；（2）

【详解】（1）乙车在t1时刻的速度为v3，则在0至t1时间内，平均速度为

在t1时刻相遇，则有

解得

设乙匀加速直线运动的加速度为a，则匀减速直线运动的加速度大小为，由加速度的定义式可得

设乙与地面间的摩擦力大小为f，加速时的牵引力为F，根据牛顿第二定律得

解得

，

（2）设乙车t1时刻后运动t时间与甲车再次相遇，则有

其中

解得

再次相遇时乙车的速度为

解得

此时乙车牵引力的功率为

13．（1），；（2）；（3）

【详解】（1）设乙的质量为，甲、乙在磁场中运动的周期分别为

由几何关系可得甲、乙在磁场中运动的速度偏转角均为，甲从a到c的运动时间与乙从b到c的运动时间分别为、，由题意两者是2倍关系，则有

解得

设甲、乙的初速度大小分别为、，由题意两者在磁场中匀速圆周运动的半径均为L，则有

甲乙在c点发生碰撞，由动量守恒定律可得

解得

（2）整体的质量为，带电量为，从c点开始做类平抛运动，设运动时间为t，水平位移为

竖直位移为

而

解得

（3）整体从c到P做类平抛运动，设运动时间为t，水平位移为

竖直位移为

解得