2023届吉林省通化市梅河口市第五中学高三下学期二模理综物理试题(含答案)

这是一份2023届吉林省通化市梅河口市第五中学高三下学期二模理综物理试题(含答案)，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1、等效法是在保证效果相同的前提下，将陌生的、复杂的、难处理的问题转换成熟悉的、简单的、易处理的问题的一种方法。下列事例中应用了“等效法”的是( )
A.爱因斯坦的“光子说”
B.交变电流的“有效值”
C.卡文迪什利用扭称测出万有引力常量
D.设计实验探究加速度与力和质量的关系
2、光电倍增管是进一步提高光电管灵敏度的光电转换器件。管内除光电阴极和阳极外，两极间还放置多个瓦形倍增电极。使用时相邻两倍增电极间均加有电压，以此来加速电子。如图所示，光电阴极受光照后释放出光电子，在电场作用下射向第一倍增电极，引起电子的二次发射，激发出更多的电子，然后在电场作用下飞向下一个倍增电极，又激发出更多的电子，如此电子数不断倍增，使得光电倍增管的灵敏度比普通光电管要高得多，可用来检测微弱光信号。下列说法正确的是( )
A.光电倍增管正常工作时，每个倍增电极上都发生了光电效应
B.光电倍增管中增值的能量来源于照射光
C.图中标号为偶数的倍增电极的电势要高于标号为奇数的电极的电势
D.适当增大倍增电极间的电压有利于探测更微弱的信号
3、如图所示，一光滑细杆以角速度ω绕竖直轴旋转，杆的一端固定在轴上O点，杆与轴的夹角为α。一质量为m的小球套在杆上，在距离O点L处刚好随杆一起在水平面上做匀速圆周运动。若杆的角速度ω稍增大了一点，并随即以新的角速度匀速转动，则关于小球接下来的运动情况，下列说法正确的是( )（重力加速度为g）
A.小球仍将在原位置做匀速圆周运动，加速度为
B.小球将沿杆向上滑动，最后在某位置相对杆静止
C.小球将沿杆向上滑动，直至从上端飞出
D.小球相对杆滑动时机械能不变
4、水平桌面上放置着两个用同一根均匀金属丝制成的单匝线圈1和线圈2，半径分别为2R和R（俯视图如图1所示）。竖直方向有匀强磁场，磁感应强度随时间变化的关系如图2所示。线圈中的感应电动势、电流强度、电功率分别用E、I、P表示，不考虑两个线圈间的影响，下列关系正确的是( )
A.，B.，
C.，D.，
5、利用如图所示的装置进行单摆实验。将小球拉离平衡位置释放，摆角小于5°。借助传感器可知最大拉力为，最小拉力为，这两个数据出现的时间间隔为t。当地重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.单摆的振动周期为2t
B.单摆摆长为
C.用所给数据可以表示出最大摆角的余弦值
D.传感器的示数增大时，小球的势能在变大
二、多选题
6、如图1所示，一倾角为37°的传送带以恒定的速率逆时针转动。将两个不同的物块A、B轻轻并排放在传送带上，二者并不接触（图中只显示一个物块）。以平行于传送带向下的方向为正方向，两物块的速度—时间图象如图2所示。不计空气阻力，重力加速度g取，，。关于两物块在传送带上的运动，下列说法正确的是( )
A.传送带的速度的大小为6m/s
B.传送带与物块B间的动摩擦因数为0.75
C.在内，两物块与传送带间产生的热量相等
后，若物块A在传送带上运动的时间少于，则A、B间的最大距离就不会变
7、一带负电粒子仅在电场力的作用下从A点沿直线运动到B点，速度由变为，其速度—时间图象如图所示，下列说法正确的是( )
A.A、B两点的电势关系为
B.A点附近的等势面要比B点附近的等势面稀疏
C.A、B两点的电场强度大小关系为
D.粒子从A点到B点的过程中，可能两次经过同一个等势面
8、如图所示，小车上固定着一个竖直放置的弯曲圆管，整个小车（含圆管）的质量为2m，初始时静止在光滑的水平面上。一个小球以水平速度v从圆管左端飞入后恰好能从圆管右端滑离小车。小球质量为m，半径略小于圆管半径，可以看作质点，忽略一切摩擦以及圆管的厚度。在此过程中，下列说法正确的是( )
A.小球滑离小车时，小车速度向右
B.小球滑离小车时的速度大小为v
C.圆管中轴线距离车身的最大高度为
D.从小球进入圆管到脱离圆管，小球对小车的总冲量为0
三、实验题
9、某同学利用图1所示的电路测量某电源的电动势和内阻，其中R为电阻箱，电流表的内阻较小。
（1）实验中电流表某次示数如图2所示，读数为______A。（结果保留2位有效数字）
（2）利用图象处理实验数据，以电阻箱的阻值R为横轴，以______为纵轴，可得到图3所示的图象。测出图象斜率、截距，分别用k、b表示，则电动势_______，电源内阻_________。
（3）若对电流表内阻的影响进行修正后得到，，则_____，______。（均填“=”“<”或“>”）
10、某组同学找到一根弹性好，又特别轻的橡皮条，要利用它和钢球进行实验，探究该橡皮条的形变量与被它弹开的钢球的动能之间的关系。可以利用的器材还有较光滑的木板（一段水平，一段为斜面）、铁钉、刻度尺以及墨水。组装的装置如图1所示，橡皮条平行于斜面底端固定，且刚好处于原长。实验时，用钢球抵住橡皮条，向右拉到位置，然后释放，记下钢球达到的高度，计算出位置对应的橡皮条形变量。再取、等多个位置，重复上述操作，记下相应的h和x的值，然后通过探究h和x之间的关系得出橡皮条的形变量与被它弹开的钢球的动能之间的关系。实验中橡皮条弹性保持良好，钢球始终没有冲出斜面，钢球可视为质点。回答下列问题：
（1）为方便标记钢球的位置，需用到的器材是_______。
（2）实验中选取的、等点应尽量分布在两铁钉连线的中垂线上。这样做的好处是钢球在斜面上运动到最高点时_______，为此，实验时，应先画出该直线，再选取P点进行实验。
（3）实验得到的图象如图2所示。在某两次实验中，钢球达到的高度h是前一次的2倍，摩擦忽略不计，则橡皮条的形变量与前一次形变量之比_______（填“大于”“等于”或“小于”）2。
（4）由图2得出猜想：h与可能存在着正比关系。但这是在斜面摩擦忽略不计的条件下得到的。如果斜面对钢球的摩擦力不可忽略，是否还可以用该实验来验证这种猜想？_________（填“可以”或“不可以”）。简述你的理由：___________。
四、计算题
11、如图所示，一倾角的斜面固定在水平面上，质量为4m的物块静止于斜面上的O点。从斜面顶端轻轻释放一个小球，小球的质量为m，O点距离斜面顶端高度。小球与物块发生碰撞时无能量损失，二者在斜面上只碰撞了一次。物块与斜面间的动摩擦因数等于0.75，小球与斜面间的摩擦忽略不计，重力加速度g取，，。求：
（1）碰撞后瞬间小球与物块的速度、；
（2）斜面的可能高度H。
12、如图所示，竖直固定的大圆筒由上面的细圆筒和下面的粗圆筒两部分组成，粗圆筒的内径是细筒内径的4倍，细圆筒足够长。粗圆筒中放有A、B两个活塞，活塞A的重力及与筒壁间的摩擦忽略不计。活塞A的上方装有水银，活塞A、B间封有一定质量的空气（可视为理想气体）。初始时，用外力向上托住活塞B使之处于平衡状态，水银上表面与粗筒上端相平，空气柱长，水银深。现使活塞B缓慢上移，直至有一半质量的水银被推入细圆筒中。假设在整个过程中空气柱的温度不变，大气压强p。相当于76cm的水银柱产生的压强，求：
（1）细圆筒中水银柱的高度；
（2）封闭气体的压强；
（3）活塞B上移的距离。
13、如图所示，在xOy平面内，有一以坐标原点O为圆心、R为半径的圆形区域，圆周与坐标轴分别交于a、b、c、d点。x轴下方有一圆弧与圆弧同心，圆弧和圆弧之间的区域内分布着辐射状的电场，电场方向指向原点O，两半圆弧间的电势差为U；x轴上方半圆形区域外存在着上边界为的垂直于纸面向里的足够大的匀强磁场，半圆形区域内无磁场。圆弧上均匀分布着质量为m、电荷量为q的带正电粒子，它们被辐射状的电场由静止加速后通过坐标原点O，并进入磁场。不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用，不考虑粒子从磁场返回圆形区域边界后的运动。
（1）求粒子经电场加速后的速率；
（2）若从a点进入磁场的粒子从磁场上边界射出时运动方向转过了，求从a点左侧进入磁场且最后离开磁场的粒子射出磁场时与x轴正向所成角度的余弦值；
（3）若要求有粒子能够垂直于磁场上边界射出磁场，求所允许的磁感应强度的最大值。
参考答案
1、答案：B
解析：A.爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，科学研究的方法属于科学假说，故A不符合题意；
B..交变电流的有效值的引入是利用了产热效果相同，B符合题意；
C.卡文迪许用扭称测引力常量采用了“微小量放大法”，C不符合题意；
D.在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了控制变量的思想方法，故D不符合题意。
故选B。
2、答案：D
解析：A.光电效应是在高于极限频率的电磁波的照射下，物质内部的电子吸收能量后逸出的现象，光电倍增管正常工作时，每个倍增电极上被加速后的电子撞击激发出更多的电子，故不是光电效应，A错误；
B.光电倍增管中增值的能量来源于相邻两倍增电极间的加速电场，B错误；
C.电子在相邻倍增电极中加速，故图中标号数字较大的倍增电极的电势要高于数字较小的电极的电势，C错误；
D.适当增大倍增电极间的电压，被加速的电子获得的动能更大，更有利于电极电子的电离，故有利于探测更微弱的信号，D正确。
故选D。
3、答案：C
解析：ABC.小球受重力，杆的支持力作用，如图所示
由牛顿第二定律可得
当ω稍增大了一点，杆的支持力变大，竖直方向分力大于重力，小球沿杆上滑，作圆周运动的半径增大，导致杆的支持力继续变大，直至从上端飞出，故AB错误，C正确；
D.小球相对杆滑动时机械能变大，故D错误。
故选C。
4、答案：A
解析：由题意可得，两线圈的长度之比为
两线圈围成的面积之比为
由法拉第电磁感应定律
由图可知，线圈中的感应电动势之比为
由闭合电路的欧姆定律
由电阻定律得
两线圈的电阻之比为
可得，线圈中的电流强度之比为
线圈中的电功率之比为
故选A。
5、答案：C
解析：A.由题意可得，单摆的振动周期为4t，A错误；
B.由周期公式
可得，单摆的摆长为
B错误；
C.摆球重力沿切线方向的分力提供回复力，摆球在最低点时，由牛顿第二定律
从最高点到最低点的过程中，由机械能守恒定律得
在最高点时，摆线的拉力为
联立解得，最大摆角的余弦值为
C正确；
D.传感器的示数增大时，由牛顿第二定律及向心力公式得小球的速度在变大，则小球的势能在变小，D错误。
故选C。
6、答案：AB
解析：A.由物体B的图象可知，在0.50s后物体B与传送带共速，即此时物块B的速度为传送带的速度，所以传送带的速度大小为6m/s，故A项正确；
前物块B在传送带上做匀加速直线运动，其加速度根据图象可知为
对其受力分析有
解得
故B项正确；
C.在，物块B与传送带相对位移为
产生的热量为
对物体A有
解得
在，物块A与传送带相对位移为
产生的热量为
因为两物块的质量未知，所以其产生的热量不一定相等，故C项错误；
时，两物块的速度大小相等，根据追及相遇的知识点可知，此时两物块在相遇前其距离达到了最大值，其距离为
设0.75s后在经过时间物块A超过物块B后其距离达到，则有
解得
所以在0.75s后，物块A在传送带上运动的时间小于等于时，A、B间的最大距离就不会变，故D项错误。
故选AB。
7、答案：AC
解析：A.根据速度由变为，速度减小，电场力对负电荷做负功，电势能增加。根据带电粒子在电场中的运动规律可知，负电荷高势低能，则。故A正确；
BC.电场线密集的位置等势面密集，场强更大，则带电粒子受到的电场力更大，加速度大，在图象中，斜率更大。A处斜率大于B处斜率，则电场强度的关系，A点附近的等势面要比B点附近的等势面密集。故B错误，C正确；
D.粒子从A点到B点的过程中，速度一直减小，则电势能一直增大，故不可能两次经过同一个等势面。故D错误。
故选AC。
8、答案：BC
解析：AB.小球与小车在水平方向上的合外力为零，故在水平方向上动量守恒可得，
由机械能守恒可得
解得
或（因不符合实际情况，舍去）
小球滑离小车时，小车速度0。A错误；小球滑离小车时的速度大小为v，B正确；
C.小球恰好到达管道的最高点后，则小球和小车的速度相同为，故由动量守恒定律
解得
由机械能守恒定律，以小球刚滑上小车的位置为零势能面，小球在最高点的重力势能等于系统动能减小量
所以，车上管道中心线最高点的竖直高度
C正确；
D.从小球进入圆管到脱离圆管，小球对小车的水平方向总冲量为0，总冲量不为0。D错误。
故选BC。
9、答案：（1）0.26（2）电流强度的倒数；；（3）=；>
解析：（1）电流表的分度值为0.02A，该电流表的读数为
（2）]根据闭合电路欧姆定律，整理得
整理有
所以有
，
整理有
，
（3）若实验中电流表不是理想表，且内阻为，则
则
，
则
，
则，。
10、答案：（1）墨水（2）速度为零（3）小于（4）可以；橡皮条形变量相同时释放钢球，不计摩擦和考虑摩擦时得到的最大高度h是成比例的
解析：（1）为方便标记钢球的位置，需用到的器材是墨水，利用钢球在木板上留下的痕迹来记录其位置。
（2）这样做的好处是钢球在斜面上运动到最高点时速度为零，使钢球的动能完全转化为重力势能，减小实验误差。
（3）根据
又
解得
可知橡皮条的形变量与前一次形变量之比小于2。
（4）橡皮条形变量相同时释放钢球，不计摩擦和考虑摩擦时得到的最大高度h是成比例的，所以如果斜面对钢球的摩擦力不可忽略，还可以用该实验来验证这种猜想。
11、答案：（1）；（2）
解析：（1）设刚要碰撞时小球的速度为，根据机械能守恒定律有
碰撞过程中，取沿斜面向下为正方向，根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得
，
小球速度沿斜面向上，物块速度沿斜面向下。
（2）碰撞后，小球的加速度为，物块的加速度为，根据牛顿运动定律有
，，
解得
，
所以物块匀速下滑。
假设小球经时间t第二次与物块在斜面上碰撞，取沿斜面向下为正方向，于是有
，，
其中，解得
，
所以斜面总高度的最大值
即二者若在斜面上只能碰撞一次，斜面高度要小于3.25m。
12、答案：（1）64cm（2）144cmHg（3）9cm
解析：（1）设粗圆筒的截面积为，细圆筒的截面积为。由于粗圆筒的内径是细圆筒内径的4倍，所以有
水银总体积
一半水银上升到细圆筒中，设细圆筒中水银柱的高度为h。因为水银体积不变，所以有
解得
（2）此时封闭气体的压强
（3）初态封闭气体的压强
初态封闭气体的体积
设初态到末态活塞B上移的距离为x，则末态气体体积
由玻意耳定律有
解得
13、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）设粒子被电场加速后速度为v，由动能定理得
解得
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，设轨道半径为，从a点进入磁场的粒子速度转过60°，位移转过30°
则有
解得
从a点左侧进入磁场且最后离开磁场的粒子，应与上边界相切，然后从下边界飞出，飞出时与x轴正向成角α，如图1所示
由几何关系得
解得
即粒子射出时与x轴正向所成角的余弦值为（或者为0.73）。
（3）垂直磁场上边界射出的粒子的圆心必在磁场上边界上，如图2所示
设该粒子做匀速圆周运动的轨道半径为r，满足磁感应强度有最大值，即r有最小值，又因为
当r有最小值时，取最小值，的最小值为O点到磁场上边界的距离2R，则有
所以所允许的磁感应强度的最大值。