2023届安徽省芜湖市高三下学期5月教学质量统测（二模）理综物理试题（含解析）

2023届安徽省芜湖市高三下学期5月教学质量统测（二模）理综物理试题

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

一、单选题

1．负号“-”在数学中的意义非常简单，但在物理学中不同情境下却有不同的含义，下列物理量中的“-”表示矢量方向的是（　　）

A．小球在某位置的重力势能

B．把带电体从A点移动到B点过程中电场力的冲量

C．某气缸内气体的温度

D．某带电体的电荷量

2．在乘坐飞机时，密封包装的食品从地面上带到空中时包装袋会发生膨胀现象，在此过程中温度不变，把袋内气体视为理想气体，则以下说法正确的是（　　）

A．袋内空气分子的平均距离一定增大

B．袋内空气分子的平均动能一定增大

C．袋内空气压强一定增大

D．袋内空气一定向外界放出热量

3．目前在轨的中国空间站“天和”核心舱是迄今为止我国发射的最大航天器，也是世界上现役航天器中最大的单体。若空间站绕地球做匀速圆周运动，它与地心的连线在单位时间内扫过的面积为S。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，则空间站的运行速率为（　　）

A． B． C． D．

4．物理上通常可以利用频闪照相研究物体的运动。现在水平面上固定一粗糙斜面，先让一滑块从斜面顶端由静止下滑到底端，再让该滑块以某一初速度从底端上滑且刚好能滑到顶端，用照相机记录滑块下滑和上滑的频闪照片如图所示。已知照片上相邻位置对应的时间间隔相等，下列说法正确的是（　　）

A．图（a）是滑块上滑的频闪照片

B．滑块下滑时的速度变化更快

C．滑块下滑到底端时的速率小于其沿斜面上滑时的初速率

D．滑块下滑过程中重力做的功大于上滑过程中克服重力做的功

二、多选题

5．通过手机内电容式加速度传感器可以实现运动步数的测量，传感器原理如图，电容器的M极板固定，当手机的加速度变化时，与弹簧相连的N极板只能按图中标识的“前后”方向运动，图中R为定值电阻。下列对传感器描述正确的是（　　）

A．静止时，电流表示数为零，电容器M极板带负电

B．由静止突然向前加速时，电容器的电容减小

C．由静止突然向前加速时，电流由b向a流过电流表

D．保持向前匀减速运动时，电阻R以恒定功率发热

6．如图所示，质量分别为2m和m的A、B两物块放在倾角为37°的斜面上，用绕过动滑轮的细线连接，给动滑轮施加一个沿斜面向上的拉力F，A、B两物块均处于静止状态，连接两物块的细线均平行于斜面，不计滑轮的质量，两物块与斜面间的动摩擦因数均为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是（       ）

A．F的最小值为0.4mg B．F的最小值为0.8mg

C．逐渐增大拉力F，A先滑动 D．逐渐增大拉力F，B先滑动

7．国际空间站上的阿尔法磁谱仪（AMS）是探究宇宙中的反物质和暗物质（即由反粒子构成的物质）的重要仪器，如氚核的反粒子（反氚核）为。该磁谱仪核心部分的截面区域是半径为R的圆形匀强磁场区域，该区域磁场方向垂直纸面向外，且粒子打到磁场边界就被吸收。如图所示，为粒子的入射窗口，各粒子从P射入时的速度大小相同，且均沿直径方向，为圆周上的等分点，若质子射入磁场区域后打在点，则反氚核射入后（　　）

A．反氚核将打在点

B．反氚核射入磁场后运动轨迹的半径为质子的

C．反氚核在磁场中运动轨迹的弧长为质子的

D．反氚核在磁场中运动的时间为质子的

8．如图所示，左侧带有挡板的小车质量，挡板上固定一轻弹簧，弹簧水平且自由端恰好在小车点正上方，且离小车右端的距离，小车上表面点左侧光滑，小车静止于光滑水平面上。质量的滑块（可以看做质点）以水平速度从右端滑上小车。已知滑块与小车点右侧表面的动摩擦因数，重力加速度，整个过程中弹簧始终处于弹性限度内。下列说法中正确的是（　　）

A．滑块相对小车向左滑行的过程中一直在减速

B．滑块相对小车向左滑行的过程中加速度大小先不变后变小

C．此过程中弹簧的最大弹性势能

D．滑块离开小车后在空中做自由落体运动

三、实验题

9．在“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好平行玻璃砖，a和a′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图（a）所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并插上大头针P3，使其挡住P2、 P1的像；接着插上大头针P4，使其挡住P3、P2和P1的像，用“·”表示大头针的位置，这样大头针P1、P2就确定了射入玻璃砖的光线。

（1）根据以上信息，请在图（a）中画出光路图__________。

（2）正确做出光路图后，测量a分界面上的入射角i和折射角r。多次改变入射角，测得多组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图（b）所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率n=________（保留两位有效数字）。

（3）如图（c）所示，在实验过程中画出界面a后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面a′画到图中虚线位置，而在作光路图时界面a仍为开始所画的，则所测得的折射率将________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。

10．如图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中是电池，和是固定电阻，是可变电阻。虚线方框内为换挡开关，A端和端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位分别为直流电压挡和挡、直流电流挡和挡、欧姆挡。改装多用表表盘如图（b）所示。

（1）测量时，接线柱A接的是________（填“红”或“黑”）表笔；若开关B端与触点“1”相连，则此时多用电表的挡位为________挡，若开关B端与触点“5”相连，则此时多用电表的挡位为________挡；（挡位填写要求具体到量程）

（2）若开关B端与触点“1”相连，进行相关测量时，多用电表指针指示位置如图（b）所示，则此时多用电表的读数为________；

（3）若电池E的电动势为，当把开关B端接到触点“3”，短接A、B表笔进行欧姆调零后，再用该挡测量一个未知电阻阻值，指针偏转到表头G满偏刻度的处，则该电阻的阻值为________。

（4）若电池E由于长时间使用后，电动势由下降到，但仍可调零。用重新调零后的欧姆表测得某待测电阻阻值为，则这个待测电阻阻值的真实值为________。

四、解答题

11．如图所示，四分之一光滑圆弧轨道和水平传送带固定在同一竖直平面内，圆弧轨道半径，其底端切线水平且通过一段光滑水平轨道与传送带连接，传送带长度为，离地高度为，沿逆时针方向转动的速度为，在距传送带右侧水平距离处有一离地高度的平台。一质量的小物块（可视为质点）从圆弧顶点处由静止释放，物块与传送带间的动摩擦因数，不计物块经过轨道连接处时的动能损失，且传送带转动轮足够小，g取，求：

（1）若传送带长度为，请通过计算判断物块能否到达右侧平台；

（2）若传送带长度为，物块能否返回圆弧轨道？若能，求物块在圆弧轨道能上升的最大高度H。

12．如图所示，和是两根足够长且电阻不计的固定光滑平行金属轨道，其中和为轨道的水平部分，和是倾角的倾斜部分。在右侧空间中存在磁感应强度大小，方向坚直向上的匀强磁场，不计导体棒在轨道连接处的动能损失。将质量，单位长度电阻值的导体棒于倾斜导轨上，距离斜面轨道底端高度，另一完全相同的导体棒静止于水平导轨上，导轨间距均为，导体棒长度均为。时，导体棒从静止释放，到两棒最终稳定运动过程中，棒未发生碰撞，且两导体棒始终与导轨保持垂直，g取。求：

（1）棒刚滑到斜面轨道底端时回路中产生的电流；

（2）两导体棒的最终速度大小；

（3）从开始计时到两棒最终稳定运动过程中，通过回路的电荷量。

13．如图所示，在xOy平面直角坐标系的第一象限内（包含x、y轴）存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。有一束质量为m、电荷量为e的电子从A(0，L)点同时沿y轴正方向以不同的速率射出，其中电子a恰好不能飞出磁场。已知电子b的运动半径是a运动半径的两倍，不计电子重力及电子间相互作用，求：

（1）电子a的速度大小；

（2）若第四象限内存在勺强电场，场强大小为E，方向与x轴正方向成30°向下，当电子a第一次回到A点时，电子b运动到第四象限中的P点（图中末画出），求P点到x轴的距离；

（3）若第四象限内（包含y轴）只存在某一垂直纸面向外的匀强磁场，电子b的运动轨迹恰能与y轴负半轴相切，求电子b第三次经过x轴时的位置。

参考答案：

1．B

【详解】A．重力势能是标量，“-”代表重力势能小于0，故A错误；

B．冲量是矢量，“-”代表方向，故B正确；

C．温度是标量，“-”代表温度小于0，故C错误；

D．电荷量是标量，“-”代表负电荷，故D错误；

故选B。

2．A

【详解】A．气体膨胀，体积增大，所以袋内空气分子的平均距离一定增大，A正确；

B．温度不变，所以袋内空气分子的平均动能一定不变，B错误；

C．温度不变，根据公式pV＝C，气体体积增大，所以压强减小，C错误；

D．对于理想气体，温度不变，内能不变，气体膨胀对外做功，所以袋内空气一定从外界吸收热量，D错误。

故选A。

3．A

【详解】设空间站轨道半径为r，质量为m，地球质量为M由扇形面积公式可知，1s内空间站与地心连线扫过的面积为

由万有引力定律可知

联立解得

故BCD错误，A正确。

故选A。

4．C

【详解】A．设下滑、上滑的时间分别为t1、t2，滑块沿斜面上滑的过程，可逆向看做由静止下滑的过程，根据牛顿第二定律，下滑加速度

上滑加速度

所以

设斜面长度为L

所以

图（a）滑块沿斜面运动时间为5Δt，图（b）滑块所用时间为4Δt，则图（a）滑块沿斜面运动时间较长，可知图（a）为下滑照片，A错误；

B．根据

因为

滑块上滑时的速度变化快，B错误；

C．根据，下滑时的加速度小，上滑时的加速度大，两次的位移相等，所以滑块下滑到底端时的速度小于其沿斜面上滑时的初速度，C正确；

D．根据 ，滑块两次初、末位置的高度差相同，所以滑块下滑过程中重力做的功等于上滑过程中克服重力做的功，D错误。

故选C。

5．BC

【详解】A．静止时，N板不动，电容器的电容不变，则电容器电量不变，则电流表示数为零，电容器M极板因为与电源正极相连，所以其带正电，故A错误；

BC．由静止突然向前加速时，N板向后运动，则板间距变大，根据

可知，电容器的电容减小，电容器带电量减小，则电容器放电，则电流由b向a流过电流表，故BC正确；

D．保持向前匀减速运动时，加速度恒定不变，则N板的位置在某位置不动，电容器电量不变，电路中无电流，则电阻R发热功率为零，故D错误。

故选BC。

6．BD

【详解】AB．根据力的平衡可知，滑轮两边绳上的拉力大小分别为，当A刚要向下滑动时有

解得

当B刚好要下滑时有

解得

因此F的最小值为，故A错误，B正确；

CD．当A刚好要上滑时

解得

当B刚好要上滑时

解得

因此逐渐增大F，物块B先滑动，故C错误，D正确。

故选BD。

7．AC

【详解】AB．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得

解得

设质子的轨道半径为r，已知各粒子从P射入速度相同，根据反氚核和质子的反氚核的轨道半径应为

质子射入磁场区域后打在点，它转过的圆心角

=180°-60°=120°

根据几何关系得

同理反氚核的几何关系也应该为

则

由左手定则可知，质子刚射入磁场时受到的洛伦兹力竖直向下，则反氚核应从d点射出磁场，故A正确，B错误；

C．根据数学知识可知轨迹弧长为

可知反氚核在磁场中运动的轨迹弧长为质子的，故C正确；

D．根据带电粒子的周期公式可知氚核的周期为

质子在磁场中的圆心角为=120°，反氚核的周期为在磁场中的圆心角为=60°

根据

可知质子在磁场中运动的时间为反氚核在磁场中运动时间的倍，故D错误。

故选BC。

8．AD

【详解】A．滑块相对小车向左滑动的过程中分两个阶段，一是在O点右侧滑动时，滑块受滑动摩擦力作用而减速，二是在O点左侧滑行时受弹簧弹力作用而减速，故A正确；

B．当滑块在O点右侧滑行时，根据牛顿第二定律有

而在O点左侧滑行时，根据牛顿第二定律有

由上述分析过程可知，滑块在O点右侧时，其加速度大小不变，当到达O点是其加速度大小突变为零，在O点左侧时，其加速度大小逐渐变大，故B错误；

C．当弹簧压缩量最大时弹簧弹性势能最大，此时滑块与小车共速，此过程中由动量守恒和能量守恒有

解得

故C错误；

D．当滑块离开小车时滑块的速度为，小车的速度为，此过程中由动量守恒和能量守恒有

解得

由上述分析可知，滑块离开小车后其速度为零，所以滑块离开小车时做自由落体运动，故D正确。

故选AD。

9．            1.5     偏大

【详解】（1）[1]画出的光路图如图所示

（2）[2]根据折射定律

所以

根据图像得

解得

（3）[3]如图（c）所示，在实验过程中画出界面a后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面a′画到图中虚线位置，而在作光路图时界面a仍为开始所画的，入射角i不变，导致折射角r偏小，则所测得的折射率将偏大。

10．     黑                    4500     400

【详解】（1）[1]根据欧姆表内部结构可知，黑笔接电源正极，红笔接电源负极，所以与A接线柱相连的是黑表笔；

[2]若开关B端是与“1”相连的，则此时应为量程较大的电流表，所以多用电表的挡位为2.5mA；

[3]若开关B端与触点“5”相连，则此时应为量程较大的电压表，所以多用电表的挡位为5V；

（2）[4] 此时多用电表的读数为；

（3）[5] 当把开关B端接到位置3，短接A、B表笔，有I=1mA，根据

E=IR内

其中，用该挡测量一个未知电阻阻值，指针偏转到电流表G满偏刻度的处，有

联立解得

（4）[6] 若欧姆表长时间不用，电动势变为=1.2V，那么中值电阻

而指针所指处的电流为

当电动势降低后有

解得

11．（1）物块能到达右侧平台；（2）

【详解】（1）设物块恰能到达传送带最右端时的传送带长度为，则物块从圆弧轨道滑至水平传送带上有

物块在传送带上运动至速度为零时

联立解得

由可知，物块在传送带上一直向右做匀减速直线运动，有

假设物块能到达右侧平台

联立解得：

故假设成立，物块能到达右侧平台。

（2）由可知，物块在传送带上向右匀减速运动后反向匀加速运动。设物块向左运动s时和传送带等速

解得

即物块向左加速后以保持匀速运动，并返回圆弧轨道，有

解得

12．（1）0.1A；（2）0.5m/s；（3）3.125C

【详解】（1）棒从斜面轨道滑到底端，根据动能定理，有

切割产生的感应电动势为

根据闭合电路欧姆定律，有

联立解得

（2）因为两导体棒所受的安培力始终大小相等、方向相反，所以将两棒组成的系统作为研究对象，由动量守恒得

解得

（3）从棒刚进入磁场到与棒共速，对导体棒，由动量定理得

代入数据解得

13．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）由题意，电子a运动半径

根据牛顿第二定律得

解得

（2）由题意，运动轨迹如图所示，根据题意得

根据牛顿第二定律得

解得

当电子a运动完整一周再次回到A点时，由几何关系知

即电子b在磁场中运动的圆心角为210°，则电子b在电场中的运动时间为

解得

电子b在电场中做类平抛运动，在垂直于电场方向上

在沿着电场方向上

则b粒子与x轴的距离为

解得

（3）电子运动轨迹如图所示，由几何关系可知

P1到O点距离

P2到P1点距离

P3到P2点距离

联立以上各式，解得电子b第三次经过x轴的位置为