湖南省衡阳市2022-2023学年高三物理下学期第二次联考（二模）试题（Word版附解析）

这是一份湖南省衡阳市2022-2023学年高三物理下学期第二次联考（二模）试题（Word版附解析），共18页。试卷主要包含了选择题，非选择题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 在重核裂变反应方程中（ ），括号中的产物是（ ）
A. 粒子B. 粒子C. 光子D. 中子
【答案】D
【解析】
【详解】根据电荷数守恒，知道该粒子的电荷数为0，A、B错误；
由质量数守恒，知道该粒子的质量数为3，排除C，因而正确答案是D。
故选D。
2. 电流i随时间变化的关系如下图，它的有效值是（ ）
A. 10AB. C. D. 20A
【答案】A
【解析】
【详解】根据有效值的定义，可得
可以知道一个周期3s内
解得
故选A。
3. 光既有波动性，又具有粒子性。证明光具有粒子性的实验是（ ）
A. 光电效应实验B. 光的衍射实验C. 光的干涉实验D. 光的偏振实验
【答案】A
【解析】
【详解】光的衍射实验，光的干涉实验和光的偏振实验证明了光具有波动性，只有光电效应才证明光具有粒子性。
故选A。
4. 下列关于分子动理论的说法中，正确的是（ ）
A. 布朗运动就是分子的运动
B. 物体的内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和
C. 物体的内能越多，温度一定越高
D. 扩散现象和布朗运动说明了分子在做永不停息的无规则运动
【答案】D
【解析】
【详解】A．布朗运动指悬浮在液体或气体中的微粒所做的永不停息的无规则运动，是固体微粒的运动，不是分子的运动，A错误；
B．物体的内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能的总和，B错误；
C．物体的内能与物体的温度和体积有关，温度越高，只能表明物体分子的平均动能越大，不能说明物体内能越多，C错误；
D．扩散现象是指物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移，直到均匀分布的现象，布朗运动指悬浮在液体或气体中的固体微粒所做的永不停息的无规则运动，扩散现象和布朗运动均说明了分子在做永不停息的无规则运动，D正确。
故选D。
5. 如图所示，两匀强磁场的磁感应强度和大小相等、方向相反，金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生逆时针方向感应电流的是（ ）
A 同时增大，减小B. 同时减小，增大
C. 同时以相同的变化率增大和D. 同时以相同的变化率减小和
【答案】A
【解析】
【详解】A B. 由于两匀强磁场的磁感应强度和大小相等、方向相反，金属圆环的直径与两磁场的边界重合，变化前金属圆环的磁通量为0，要使环中产生感应电流，金属圆环的磁通量一定增大，并且环中产生逆时针方向感应电流,，感应电流产生的感应磁场方向垂直纸面向外，根据楞次定律可知，金属圆环的磁通量变化只能向里增大，可能的变化如下：
①和同时增大，增大比增大快；
②和同时减小，减小比减小慢；
③同时增大，减小；
选项A正确，B错误；
CD. 同时以相同的变化率增大和或同时以相同的变化率减小和，金属圆环的磁通量始终为0，不会产生感应电流，选项CD错误。
故选A。
6. 如图为常见的“汽车千斤顶”。当汽车需要换轮胎时，司机将它放在车身底盘和地面之间，只需摇动手柄使螺旋杆转动，O、A之间的距离就会逐渐减小，O、C之间的距离就会增大，就能将汽车车身缓缓地顶起来。在千斤顶将汽车顶起来的过程中，下列关于、之间的弹力的说法正确的是（ ）
A. 、之间的弹力不断变大
B. 、之间的弹力不断变小
C. 之间的弹力变大、之间的弹力变小
D. 之间的弹力变小、之间的弹力变大
【答案】B
【解析】
【详解】对点进行受力分析，它受到竖直方向的汽车对它的压力，大小等于汽车的重力；方向杆的拉力，方向的弹力，与水平方向夹角为，可知
当变大时，和均变小。
故选B。
二、选择题。本题共5小题，每小题5分，共25分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7. 如图所示，“天问一号”探测器先在地球轨道上绕太阳匀速转动，在近日点短暂点火后进入霍曼转移轨道，到达远日点再次短暂点火进入火星轨道。已知万有引力常量为，太阳质量为，地球轨道和火星轨道半径分别为和，地球、火星、“天问一号”探测器运动方向都为逆时针方向。若只考虑太阳对“天问一号”探测器的作用力，下列说法正确的是（ ）
A. “天问一号”在地球轨道上的角速度小于在火星轨道上的角速度
B. “天问一号”运动中在转移轨道上点的加速度等于在火星轨道上点的加速度
C. 两次点火之间的时间间隔为
D. 两次点火喷射方向都与速度方向相同
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由万有引力提供向心力可知
得
由于“天问一号”在地球轨道上的轨道半径小于在火星轨道上的轨道半径，故“天问一号”在地球轨道上的角速度大于在火星轨道上的角速度，故A错误；
B．由万有引力提供向心力可知
得
点到太阳距离相同， “天问一号”运行中在转移轨道上点的加速度和在火星轨道上点的加速度相等，故B正确；
C．由开普勒第三定律可知，霍曼转移轨道和地球轨道周期与半长轴满足关系式
地球轨道上，由万有引力提供向心力有
联立解得
则两次点火之间的时间间隔为
故C正确；
D． “天问一号”探测器在两次点火时都要做离心运动，要加速，故点火方向都与运动方向相反，故D错误。
故选BC。
8. 如图所示，两个固定的点电荷A、B，其中A所带电荷量为，B所带电荷量为，AB间的距离为l，将一个试探电荷放在C点时，试探电荷所受电场力为0，规定无穷远处电势为0。则下列说法正确的是（ ）
A. B、C两点之间的距离为l
B. AB直线上A、B之间必有一个电势为0的点，而B、C之间没有电势为0的点
C. 空间中除无穷远的点电势为0外，还有一个以B为球心的球面为零等势面
D. C点的电势是直线AB上B点右侧各点中最高的
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由C处试探电荷受力平衡，可得
解得
A正确；
B．AB直线上A、B之间必有一个电势为0的点，而B、C之间也有电势为0的点，B错误；
C．由不等量异种电荷的电场线分布特点，作出等势面
可知以B点为球心的球面电势不相等，不是等势面，C错误；
D．C点的电势是直线AB上B点右侧各点中最高的，D正确。
故选AD。
9. 如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由蓝光和黄光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃，分两束分别射到圆柱面的B、C两点。只考虑第一次射向圆弧的光线，下列说法正确的是（ ）
A. 从B、C两点射出的光分别是黄光、蓝光
B. 光从O传到B与光从O传到C的时间相等
C. 若从圆弧面只有一处光线射出，则一定是从B点射出
D. 若仅将复色光的入射点从O平移到D的过程中，可能出现从圆弧射出的两束光线平行
【答案】BD
【解析】
【详解】A．同一介质对不同频率的光具有不同的折射率，折射率随频率的增大而增大，即玻璃对蓝光的折射率大。由于光束OB的偏转程度大于OC，可知光束OB为蓝光，光束OC为黄光。从B、C两点射出的光分别是蓝光、黄光。A错误；
B．设OD长度为d，折射角分别为、，连接BD、CD，如下图
根据
解得
光在玻璃中传播时间为
可解得
故B正确；
C．由
又
黄光的临界角大于蓝光的临界角。又蓝光与法线的夹角大于黄光与法线的夹角，若从圆弧面只有一处光线射出，则一定是从C点射出。C错误；
D．设复色光的入射点从O平移到D的过程中，从圆弧射出的两束光线入射角和折射角分别为：、、、，如图所示
由数学关系可知，存在从圆弧射出的两束光线平行且满足
D正确。
故选BD。
10. 一列简谐横波沿轴传播，在时的波形如图甲所示，M、N、P、Q是介质中的四个质点，已知N、Q两质点平衡位置之间的距离为。如图乙所示为质点的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 该波的波速为
B. 该波沿轴负方向传播
C. 质点的平衡位置位于处
D. 从开始，质点比质点早回到平衡位置
【答案】BD
【解析】
【详解】A．设该波的波长为，根据三角函数知识可知，两质点平衡位置间的距离
解得
由题图乙可知该波的周期，所以该波的波速
故A错误。
B．由题图乙可知，时刻，质点沿轴负方向运动，此时应位于波传播方向波形的上坡，所以该波沿轴负方向传播，故B正确。
C．由题图乙可知，在后，质点第一次位于波峰的时刻， 易知此波峰为时刻质点所在处的波峰传播来的，所以有
解得
故C错误。
D．从开始，质点第一次回到平衡位置所经历的时间
题图甲中，质点左侧波形的第一个平衡位置处坐标
该振动状态第一次传播到质点所经历的时间
则
即质点比质点早回到平衡位置，故D正确。
故选BD
11. 主题口号为“一起向未来”的2022年北京冬奥会圆满落幕。跳台滑雪比赛在河北张家口举行，如图，跳台滑雪赛道由助滑道、着陆坡、停止区三部分组成。比赛中，甲、乙两运动员先后以速度、从点正上方处沿水平方向飞出，分别落在了着陆坡的中点和末端，运动员可看成质点，不计空气阻力，着陆坡的倾角为，重力加速度为，则（ ）
A. 甲运动员从点飞出到距离斜面最远所需要的时间
B. 、的大小关系为
C. 甲、乙两运动员落到着陆坡前瞬间速度方向相同
D. 甲运动员落到着陆坡前瞬间速度方向与水平方向的夹角比乙的大
【答案】AD
【解析】
【详解】A．甲运动员从点飞出到距离斜面最远时，速度方向与斜面平行，则有
解得
A正确；
B．设高度为，长度为，对甲运动员有
解得
对乙运动员有
解得
可得
即
B错误；
CD．设甲、乙两运动员落到着陆坡前瞬间速度方向与水平方向成和，位移方向与水平方向成和，根据平抛运动推论可知
由情景图可知，甲运动员落到着陆坡前瞬间位移方向与水平方向夹角比乙的大，即
则有
可得
即甲运动员落到着陆坡前瞬间速度方向与水平方向的夹角比乙的大，C错误，D正确；
故选AD。
三、非选择题：本题共2小题，共14分
12. （1）某同学在用单摆测量重力加速度实验时，测量摆长。用米尺测得摆线长度为，用游标卡尺测得小铁球的直径如图甲所示，则摆球的直径为___________。（结果保留两位小数）
（2）用停表测量单摆的周期。把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放，当单摆稳定时，摆球到达___________（选填“最高”或“最低”）点时开始计时，并计数为零。单摆每经过这点时记一次数，当数到100次时，如图乙所示，所用的时间为___________，则单摆的周期为___________。
（3）他计算得出的重力加速度为___________，比实际测量的重力加速度要大，其原因是___________。
A．摆球太重 B．摆角太小
C．开始计时时停表过迟按下 D．实验中全振动次数记少了
【答案】 ① ②. 最低 ③. ④. ⑤. ##10.4 ⑥. C
【解析】
【详解】（1）[1]单摆的摆球直径为
（2）[2][3][4] 当单摆稳定时，摆球到达最低点时开始计时，并计数为零。单摆每经过这点时记一次数，当数到100次时，如图乙所示，所用的时间为1分37.5秒，单摆全振动次数为50次，故单摆的周期为。
（3）[5]根据单摆周期公式
解得
[6] AB．值大的原因就在于周期值比实际的要小，与摆球质量、摆角无关，故AB错误；
C．开始计时时停表过迟按下，使记录时间变小，次数不变，故周期变小，值比实际测量的重力加速度要大，故C正确；
D．实验中全振动次数计少了，记录时间不变，则周期变大，值比实际测量的重力加速度要小，故D错误。
故选C。
13. 在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图甲所示连接电路。电源电动势为，内阻可以忽略。单刀双掷开关先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2，实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。
（1）开关改接2后，电容器进行的是______（选填“充电”或“放电”）过程，此过程中流经电阻上的电流方向______（选填“自上而下”或“自下而上”）。实验得到的图像如图乙所示，如果不改变电路其他参数，只减小电阻的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将______（选填“减小”“不变”或“增大”）。
（2）若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则该电容器的电容为______μF。
【答案】 ①. 放电 ②. 由下到上 ③. 不变 ④.
【解析】
【详解】（1）[1]当开关接2时，电容器相当于电源，进行是放电过程；
[2]开关接1时，电源给电容器充电，电容器上极板接正极，充电完成，上极板带正电，下极板带负电，可知开关接2时，电容器相当于电源，上极板相当于电源的正极，故电流由下到上；
[3]曲线与坐标轴所围成的面积为电容器充电完成后所带电荷量，只减小电阻，并不能改变电容器的充好电时的电荷量，故此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将不变。
（2）[4]根据电容器电容的定义
解得
μF
四、计算题（本题共3小题，共37分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤；解题过程中需要用到但题目中没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明；有数值计算的，答案中必须写出数值和单位；只写出最后答案的不能得分）。
14. 如图，小车的质量，底板距地面高，小车与水平地面间的动摩擦因数，车内装有质量的水(不考虑水的深度)，今给小车一初速度，使其沿地面向右自由滑行，当小车速度为时，车底部的前方突然出现一条与运动方向垂直的裂缝，水从裂缝中连续渗出，形成不间断的水滴，设每秒滴出的水的质量为，并由此时开始计时，空气阻力不计， 取，求:
(1) 时，小车的加速度；
(2)到小车停止行动，水平地面上水滴洒落的长度．
【答案】(1) ；(2) .
【解析】
【详解】设经过时间，车内水的质量为，则车与水受到的摩擦力: 车与水的加速度:
可知车的加速度与车内水的多少无关，始终是，所以小车做匀减速直线运动， 时的速度:

(2)每秒滴出的水的质量为，所以水全部滴出的时间:
.，此时小车还没有停止运动.
则最后一滴水离开车时，车的速度:
水滴高开车后做平抛运动，运动的时间:
所以第一滴水沿水平方向的位移:
最后一滴水沿水平方向的位移:
在时间内车的位移:
所以水平地面上水滴洒落的长度为:
故本题答案是：(1) ；(2)
点睛：本题主要是考查牛顿第二定律的综合应用和平抛运动，解答本题要掌握平抛运动的规律；对小车进行受力分析，结合牛顿第二定律即可求出小车的加速度；
小车做匀减速直线运动，由运动学的公式求出小车的速度和位移；离开小车后的水滴做平抛运动，结合平抛运动的特点求出第一滴水沿水平方向的位移，它们的差即为所求．
15. 空间存在竖直向上的电场和竖直向上的磁场，磁感应强度为，一质量为，带电荷量为的微粒P静止于点，一质量也为、不带电的小球Q从纸面外垂直于纸面以速度射向微粒P，二者粘合在一起运动，已知微粒的落地点在点正下方的点，已知当地的重力加速度为，求：
（1）电场强度；
（2）微粒与小球粘合后向右运动的最大距离；
（3）的距离应满足的条件。
【答案】（1）；（2）；（3）（，，）
【解析】
【详解】（1）带电荷量为的微粒P静止于点，根据受力平衡可得
解得电场强度为
（2）微粒P和小球Q碰撞过程满足动量守恒，则有
碰撞后微粒在水平方向受洛伦兹力，在竖直方向所受重力大于电场力，在竖直方向做初速度为零的匀变速直线运动，且竖直速度的增大不影响洛伦兹力，在水平方向，根据洛伦兹力提供向心力可得
解得
微粒与小球粘合后向右运动的最大距离为
（3）粘合后的整体在竖直方向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得
整体的落地点在点正下方的点，因此整体在水平方向刚好转动圈，在水平方向转动一圈的时间为
粒子落地时间满足
（，，）
的距离为
联立解得
（，，）
16. 质量为3m的小车C静止于水平面上，小车上表面由水平轨道与半径为R的圆轨道平滑连接组成。一个质量为m的小球B静止在小车的左端。用一根不可伸长、长度为L轻质细绳悬挂一质量也为m的小球A，小球A静止时恰好和B接触，现将小球A向左拉到与悬点同一高度处（细线处于伸直状态）由静止释放，当小球A摆到最低点时与小球B刚好发生对心弹性碰撞，小球B水平冲上小车C恰好可以滑到轨道的最高点，（所有表面均光滑，A、B两小球半径r相等且r远小于L与R，B与C作用过程中没有机械能损失），求：
（1）小车C上的圆轨道半径R为多大？
（2）若将悬点的位置提高至原来的4倍，使绳长变为4L，再次将小球A向左拉到与悬点等高处（细线处于伸直状态）由静止释放，小球A与小球B对心弹性相碰后，小球B上升过程中距圆轨道最低点的最大高度为多少？
（3）在（2）条件不变情况下，若小车C的质量为M（M与m的关系未知），试通过计算说明小球B再次返回小车左端时可能的速度？
【答案】（1）；（2）3L；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）小球A向左拉到与悬点同一高度处（细线处于伸直状态）由静止释放后，由动能定理有
小球AB发生弹性碰撞，则
解得
，
小球B水平冲上小车C恰好可以滑到轨道的最高点，则
解得
（2）若将悬点的位置提高至原来的4倍，使绳长变为4L，再次将小球A向左拉到与悬点等高处（细线处于伸直状态）由静止释放，由动能定理有
小球AB发生弹性碰撞，则
解得
，
此后到达圆轨道最高点时，水平分速度与车速度相同，竖直分速度不为0，在水平方向上由动量守恒定律有
由机械能守恒定律有
小球飞出后，竖直方向做竖直上抛运动，则竖直方向上有
小球B上升过程中距圆轨道最低点的最大高度
解得
（3）由分析，B球最终仍然回到车的左端，从A碰撞B球后至B再次返回小车的左端过程，由动量守恒定律有
由机械能守恒定律有
解得
可知，当时，球B速度方向仍然水平向右；当时，球B速度为0；当时，球B速度方向反向为水平向左。