2023届安徽省安庆市高三下学期二模理综物理试卷（含解析）

2023届安徽省安庆市高三下学期二模理综物理试卷
一、单选题
1．据报道，香烟会释放一种危险的放射性元素“针()”，如果每天抽1.5包香烟，一年后累积的辐射相当于300次胸透的辐射．发生一次衰变和一次衰变后产生了新核，新核的中子数比质子数多( )
A．38个 B．40个 C．42个 D．44个
2．如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，当线圈由图示位置转过90°的过程中，下列判断不正确的是（　　）
A．电压表的读数为
B．通过电阻R的电荷量为
C．电阻R所产生的焦耳热为
D．当线圈由图示位置转过30°时的电流为
3．如图所示，一倾角为光滑斜面体放在水平面上，用固定在斜面上的竖直挡极与斜面夹住一个光滑小球。若给斜面体一个水平向右的拉力，使小球和斜面体保持相对静止地沿水平面做匀变速直线运动。取重力加速度大小，则当小球对挡板的压力恰好与小球受到的重力大小相等时，小球的加速度大小为（　　）
A． B． C． D．
4．2021年10月16日，长征二号F遥十三运载火箭在酒泉卫星发射中心点火起飞，托举载有翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员的神舟十三号载人飞船进入太空，神舟十三号飞船运行轨道距地面的高度为400km。若神舟十三号飞船做匀速圆周运动，引力常量为G，地球半径为6400km，地球表面的重力加速度g取10m/s2。则（　　）
A．神舟十三号飞船内的宇航员不受重力作用
B．神舟十三号飞船绕地球运动的速度约为8.0km/s
C．若神舟十三号飞船绕地球运动的周期为T，则地球的密度为
D．神舟十三号飞船在轨道上运行的向心加速度约为8.9m/s2
二、多选题
5．直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
B．玻璃对a光的临界角小于对b光的临界角
C．a光的频率小于b光的频率
D．改变b光的入射角度，可能发生全反射现象
E．b光在玻璃中的传播速度小于a光在玻璃中的传播速度
6．一列简谐横波沿x轴的负方向传播，波速为10cm/s，某时刻的波形如图所示，K、L、M为介质中的质点。下列说法中正确的是（ ）
A．该简谐横波的频率为2.5Hz
B．质点K、L、M此时刻的速度沿x轴的负方向
C．质点K比质点L、M先回到平衡位置
D．经过一个周期，质点K通过的路程为8cm
E．质点M此时的加速度沿y轴的正方向
7．两异种点电荷A、附近的电场线分布如图所示，为电场中的一点，连线、相互垂直。已知点的场强大小为、电势为，电荷A产生的电场在点的场强大小为，取无穷远处的电势为零。下列说法中正确的是（　　）
A．A、所带电荷量不相等
B．电荷产生的电场在点的场强大小为
C．A、连线上有一个电势为零的点
D．将电量为的点电荷从点移到无穷远处，电场力做的功为
8．如图所示，在竖直平面内有足够长的两平行金属导轨、。导轨间距为，电阻不计。一根电阻不计的金属棒可在导轨上无摩擦地滑动。棒与导轨垂直，并接触良好．导轨之间有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为。导轨右边与电路连接。电路中的三个定值电阻阻值分别为、和。在间接有一水平放置的电容为的平行板电容器，板间距离为。当以速度匀速向左运动时，电容器中质量为的带电微粒恰好静止于两极板中间位置（　　）
A．微粒带负电
B．电容器的带电量为
C．若棒以速度向左运动，微粒将经过时间到达上极板
D．若棒在外力作用下由静止开始在导轨上做简谐运动，运动中的最大速度为，则流经的最大电流为
三、实验题
9．用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使槽内的钢球做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间等分格的数量之比等于两个球所受向心力的比值。装置中有大小相同的3个金属球可供选择使用，其中有2个钢球和1个铝球，如图是某次实验时装置的状态。
(1)在研究向心力的大小F与质量m关系时，要保持________相同。
A．和r　B．和m　C．m和r　D．m和F
(2)图中所示是在研究向心力的大小F与________的关系。
A．质量m　B．半径r　C．角速度
(3)若图中标尺上红白相间的格显示出两个小球所受向心力比值为1：9与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为________。
A．　B．　C．　D．
(4)若要研究向心力的大小F与半径r的关系，应改变皮带在变速塔轮上的位置，使两边塔轮转速比为________。
10．某同学要精确测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供以下器材：
A．一节干电池（电动势约1.5V，内阻约2Ω）
B．电流表A（量程1mA，内阻）
C．定值电阻（阻值1950Ω）
D．电阻箱R（阻值范围0~999.9Ω，额定电流1A）
E.开关及导线若干”
该同学根据实验室提供的器材设计了如图甲、乙所示的两个电路。
（1）你认为电路合理的是______（选填“甲”或“乙”）；
（2）请你根据选取的电路用笔画线代替导线，将下列实物图连接完整_______；
（3）为了确保电阻箱的安全，闭合开关前，将电阻箱的阻值调到________（选填“最大”或“最小”），闭合开关，多次调节电阻箱，记录电阻R及电流表对应的读数I，作出图像，得出图像的斜率为k，与纵轴的截距为a，则电池的电动势E=_______，电池的内阻r=_______。（均用已知和测量的物理量符号表示）
四、解答题
11．一定质量的理想气体被活塞封闭在导热气缸内，如图所示水平放置。活塞的质量m=20kg，横截面积S=100cm2，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动且不漏气，开始使气缸水平放置，活塞与气缸底的距离L1=9cm，离气缸口的距离L2=3cm。气缸内气体温度为27℃，大气压强为1.0×105Pa。现将气缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对气缸内气体加热，使活塞缓慢上升到上表面刚好与气缸口相平，已知g=10m/s2，绝对零度取-273℃，外界温度不变，活塞厚度不计。求：
（1）此时气体的温度为多少
（2）在活塞缓慢上升到上表面刚好与气缸口相平的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q=280J的热量，则气体增加的内能 U多大
12．如图所示，在竖直平面内的坐标系的第Ⅰ象限内存在电场强度方向与轴正方向的夹角的匀强电场，第Ⅱ象限内的虚线与轴负方向的夹角也为，第Ⅱ象限内下方以及第Ⅲ、Ⅳ象限内存在匀强电场（图中未画出）和磁感应强度大小、方向垂直坐标平面向里的匀强磁场。一质量、电荷量的带正电小球以大小的初速度从点沿轴负方向做直线运动，到达轴上的点后经时间经过上的点，然后在磁场中做匀速圆周运动，并经过正半轴上的点。已知点的横坐标，取重力加速度大小，，，不计空气阻力，不考虑小球经过点后的运动。求：
（1）第Ⅰ象限内的电场的电场强度大小以及小球经过点时的速度大小；
（2）点的纵坐标以及小球经过点时的速度大小；
（3）点的横坐标以及小球从点运动到点的时间。
13．如图所示，质量的平板车静止在光滑水平地面上，平板车上表面与的固定光滑半圆轨道最低点的切线相平。现有一质量的滑块可视为质点以的初速度滑上平板车左端，二者达到相同速度时平板车还未与竖直墙壁碰撞，当平板车与墙壁碰撞时，平板车立即被粘在墙壁上，已知滑块与平板车上表面间的动摩擦因数，取重力加速度大小。
（1）求平板车与墙壁碰撞前瞬间的速度大小；
（2）若滑块能通过半圆轨道的最高点，求平板车的长度的范围。
试卷第11页，共33页
试卷第11页，共33页
参考答案
1．B
【详解】根据衰变规律可知：发生一次衰变和一次衰变产生的新核为，其中子数为，中子数比质子数多个：
A.A选项为38个，故A错误；
B.B选项为40个，故B正确；
C.C选项为42个，故C错误；
D.D选项为44个，故D错误．
2．B
【详解】A．线圈在磁场中转动时，产生的电动势的最大值为
电动势的有效值为
电压表测量的是外电路的电压，所以电压表的示数为
故A正确，不符合题意；
B．根据
可得通过电阻R的电量
故B错误，符合题意；
C．电流的有效值为
而
电阻R所产生的焦耳热
联立各式得
故C正确，不符合题意；
D．由题意知当线圈转动时产生的感应电动势的瞬时值为
当线圈转过时产生的感应电动势为
形成的感应电流为
故D正确，不符合题意。
本题选不正确的，故选B。
3．C
【详解】以小球为研究对象，分析受力情况，小球受到重力mg、竖直挡板对球的弹力F2和斜面的弹力F1，如图
设小球的加速度大小为a，根据牛顿第二定律得：竖直方向
水平方向
根据题意
联立解得
故选C。
4．D
【详解】A．神舟十三号飞船内的宇航员受到重力作用，以提供他们绕地球做匀速圆周运动的向心力，故A错误；
B．第一宇宙速度7.9km/s是物体绕地球表面做匀速圆周运动的线速度，同时也是物体绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度，神舟十三号飞船绕地球运动的速度一定小于7.9km/s，故B错误；
C．设地球质量为M，神舟十三号质量为m，若神舟十三号飞船绕地球运动的周期为T，根据牛顿第二定律有
根据密度公式有
联立以上两式可得地球的密度为
故C错误；
D．设神舟十三号飞船在轨道上运行的向心加速度大小为a，根据牛顿第二定律有
当神舟十三号在地球表面上待发射时，其所受万有引力等于重力，即
联立以上两式可得
故D正确。
故选D。
5．ACE
【详解】A．由图可知，玻璃球对光的折射率大于对a光的折射率，故A正确；
B．根据可知玻璃对a光的临界角大于对b光的临界角，故B错误；
C．由A选项可知，a光的频率小于b光的频率，故C正确；
D．取任意角度，如图所示
由折射定律
发生全反射的临界条件
由几何关系可知
可知
故光不可能发生全反射，故D错误；
E．根据可知b光在玻璃中的传播速度小于a光在玻璃中的传播速度，故E正确。
故选ACE。
6．ACD
【详解】A．从波形图中可以看出波长为，题给波速为，由得频率为，故A正确；
B．简谐波在传播过程中各质点均在各自平衡位置振动，故B错误；
C．由波沿轴负方向传播可知，质点K运动方向向下，比质点L、M先回到平衡位置，故C正确。
D．简谐波在传播过程中各质点均做振幅相等的简谐运动，振幅为，质点K经过一周周期的路程为，故D正确。
E．简谐运动的质点回复力指向平衡位置，故M点此时的加速度指向轴的负方向，故E错误。
故选ACD。
7．ABC
【详解】A．由题图可知A、B电荷周围电场线分布不对称，所以A、B所带电荷量不相等，故A正确；
B．根据电场强度的矢量叠加法则可知
所以电荷产生的电场在点的场强大小为
故B正确；
C．取无穷远处的电势为零，则正电荷附近电势高于零，负电荷附近电势低于零，根据沿电场线方向电势降低可知A、连线上有一个电势为零的点，故C正确；
D．将电量为的点电荷从点移到无穷远处，电场力做的功为
故D错误。
故选ABC。
8．AC
【详解】A.棒匀速向左运动时，棒中产生的感应电流方向为，则电容器上板带正电，下板带负电，板间场强方向向下,微粒受力平衡，电场力方向向上，则微粒带负电，故A正确;
B.电容器板间电压
电容器的带电量为
故B错误；
C.当以速度匀速向左运动时，由微粒平衡，有
若棒以速度向左运动，由上知，板间电压为，根据牛顿第二定律得
可得
根据
得
即微粒将经过时间到达上极板,故C正确；
D.若棒在外力作用下由静止开始在导轨上做简谐运动，运动中的最大速度为，则棒产生的最大感应电动势为
由于电容器“通交流”，则有电流流过与电容器串联的电阻，所以流经的最大电流
故D错误。
故选AC。
9． C
【详解】(1)[1]在研究向心力的大小F与质量m关系时，要保持角速度ω和半径r相同，故选A。
(2)[2]图中两个钢球的质量相同，转动半径相同，则是在研究向心力的大小F与角速度的关系，故选C。
(3)[3]若图中标尺上红白相间的格显示出两个小球所受向心力比值为1：9，根据F=mω2r可知角速度之比为1∶3，由于两伴宿塔轮边缘的线速度相等，根据v=ωr可知，与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为3∶1，故选B。
(4)[4]若要研究向心力的大小F与半径r的关系，则应该保持m和角速度ω一定，应改变皮带在变速塔轮上的位置，使两边塔轮转速比为1∶1。
10． 乙 最大
【详解】（1）[1]电流表量程过小，直接连接在干路中测量电流容易损坏电表，可以将电流表与定值电阻串联，改装成电压表，从而测量路端电压，故乙比较合理。
（2）[2]根据电路图，连接实物图如下
（3）[3] 为了确保电阻箱的安全，闭合开关前，将电阻箱的阻值调到最大。
[4][5]根据闭合电路欧姆定律
整理得
根据题意
解得
11．（1）480K；（2）226J
【详解】（1）全过程气缸内气体，初态时
，，
末态时
，
由理想气体状态方程得
（2）令气缸缓慢转至竖直位置时，气体的压强为、体积为。由玻意耳定律知
代入数据后得到
活塞缓慢上升过程，外界对气体做功
根据热力学第一定律得
即气体内能增加了226J。
12．（1），；（2），；（3），
【详解】（1）小球的运动轨迹如图所示，小球在从A点运动到C点的过程中，受到的重力与电场力的合力沿轴正方向，有
解得
对小球从A点运动到C点的过程，根据动能定理有
解得
（2）小球在从C点运动到D点的过程中做平抛运动，设小球在该过程中沿轴方向、轴方向的位移大小分别为和，有
根据几何关系有
解得
设小球经过D点时的速度大小为、方向与轴负方向的夹角为，有
解得
，
（3）设小球在磁场中做圆周运动的半径为，有
解得
由于，故小球经过D点时的速度方向与垂直，为半径方向，又有
可知，因此原点为小球做圆周运动的圆心，小球经过点时的速度方向沿轴正方向，故
小球从A点运动到C点的时间
解得
小球在磁场中做圆周运动的周期为
小球从D点运动到F点的时间
解得
又
解得
13．（1）；（2）
【详解】（1）平板车与墙壁碰撞前，滑块与平板车整体动量守恒，则有
解得
（2）设碰撞前滑块相对平板车运动的位移大小为，等于平板车的最小长度，根据能量守恒定律得
解得
若滑块恰好能滑到半圆轨道最高点，根据能量守恒定律得
在点
解得
即当时，滑块最终从端脱离半圆轨道。
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