陕西省汉中市2023届高三下学期教学质量（第二次）检测理综物理试题

陕西省汉中市2023届高三下学期教学质量（第二次）检测理综物理试题

一、单选题

1．烟雾探测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素镅来探测烟雾。当正常空气分子穿过探测器时，镅衰变所释放的射线会将它们电离，从而产生电流。一旦有烟雾进入探测腔内，烟雾中的微粒会吸附部分射线，导致电流减小，从而触发警报，则（　　）

A．镅原子核中有95个中子

B．镅衰变放出的是射线

C．的镅经864年将有发生衰变

D．发生火灾时，烟雾探测器中的镅因温度升高而半衰期变短

2．如图甲所示，用瓦片做屋顶是我国建筑的特色之一。铺设瓦片时，屋顶结构可简化为图乙所示，建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间，若瓦片能静止在檩条上。已知檩条间距离为d，以下说法正确的是（　　）

A．减小檩条间的距离d时，瓦片可能会下滑

B．减小檩条的倾斜角度时，瓦片与檩条间的弹力变小

C．增大檩条间的距离d时，瓦片与檩条间的摩擦力变大

D．增大檩条间的距离d时，瓦片与檩条间的弹力变小

3．某学校门口的车牌自动识别系统如图所示，闸杆水平时距水平地面高为，可绕转轴O在竖直面内匀速转动，自动识别区到的距离为，汽车匀速驶入自动识别区，自动识别系统识别的反应时间为，闸杆转动的角速度为。若汽车可看成高的长方体，闸杆转轴O与汽车左侧面的水平距离为，要使汽车顺利通过闸杆（车头到达闸杆处视为通过闸杆），则汽车匀速行驶的最大允许速度为（　　）

A． B． C． D．

4．2021年5月15日，天问一号着陆巡视器成功着陆于火星的乌托邦平原，中国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。如果着陆前着陆器近火星绕行的周期为102min。已知地球平均密度为，中国空间站距地球表面约400km，周期约为90min，地球半径约为6400km。下列数值最接近火星的平均密度的是（　　）

A． B．

C． D．

5．A、B两物体同时同地向同一方向运动，其速度与位移变化关系图像如图所示，A物体做匀速直线运动、速度大小为。B物体的速度与位移关系图像为过原点开口向右的抛物线。两图像交点坐标为，下列说法正确的是（　　）

A．出发后，A、B两物体相遇时B物体的速度大小为

B．A、B两物体在距坐标原点x1处相遇

C．B物体在x1处的加速度

D．B物体做加速度减小的加速运动

二、多选题

6．如图所示，50匝矩形闭合导线框处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线框面积，线框电阻不计，线框绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈线接入一只“”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为，下列说法正确的是（　　）

A．图示位置穿过线框的磁通量变化率为零

B．线框中产生交变电压的有效值为

C．变压器原、副线圈匝数比为

D．变压器输出端最多并联83只的灯泡

7．如图所示，a、b、c、d四个质量均为m的带电小球恰好构成“三星拱月”之形，其中a、b、c三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕O点做半径为R的匀速圆周运动，三小球所在位置恰好将圆周等分。小球d位于O点正上方h处，且在外力F作用下恰好处于静止状态，已知a、b、c三小球的电荷量均为q，d球的电荷量为，，重力加速度为g，静电力常量为k，则下列说法正确的是（　　）

A．小球d一定带负电

B．小球b的周期为

C．外力F大小等于

D．小球c的加速度大小为

8．如图所示，光滑水平导轨置于磁场中，磁场的磁感应强度为B，左侧导轨间距为l，右侧导轨间距为，导轨均足够长。质量为m的导体棒和质量为的导体棒均垂直于导轨放置，处于静止状态。的电阻为R，的电阻为，两棒始终在对应的导轨部分运动，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，现瞬间给一水平向右的初速度，直到二者稳定运动的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．导体棒和组成的系统动量守恒

B．棒最终的速度

C．此过程中，通过导体棒的电荷量为

D．此过程中棒产生的焦耳热为

9．下列说法正确的是（　　）

A．分子间引力总是随着分子间距离的减小而减小

B．液晶既具有液体的流动性，又具有单晶体的光学各向异性的特点

C．热量能够自发地从高温物体传到低温物体，但不能自发地从低温物体传到高温物体

D．水的饱和汽压随温度的升高而增大

E．PM2.5（指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物）的密度与空气密度接近，所以不容易降到地面

10．一列简谐横波，在时刻的图像如图甲所示，波上A质点的振动图像如图乙所示，则以下说法正确的是（　　）

A．这列波沿x轴负方向传播

B．这列波的波速是

C．从开始，质点P比质点Q早回到平衡位置

D．从开始，紧接着的时间内，A质点通过的路程是

E．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为的障碍物，不能发生明显衍射现象

三、实验题

11．在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，实验时用如图1所示的装置。实验操作的主要步骤如下：

A．在一块平木板上钉上复写纸和白纸，然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽口前，木板与槽口之间有一段距离，并保持板面与轨道末端的水平段垂直

B．使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹A

C．将木板沿水平方向向右平移一段距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹B

D．再将木板水平向右平移同样距离x，让小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，在白纸上得到痕迹C

若测得，A、B间距离，B、C间距离，已知当地的重力加速度g取

（1）根据上述直接测量的量和已知的物理量可以计算出小球平抛的初速度______；

（2）关于该实验，下列说法中不正确的是______

A．斜槽轨道不一定光滑

B．每次释放小球的位置必须相同

C．每次小球均需由静止释放

D．小球的初速度可通过测量小球的释放点与抛出点之间的高度h，再由机械能守恒求出

（3）另外一位同学根据测量出的不同x情况下的和，令，并描绘出了如图2所示的图像，若已知图线的斜率为k，则小球平抛的初速度大小与k的关系式为__________。

12．某实验小组用如图甲所示的电路测量一电池的电动势和内阻，该电池的电动势E约为、内阻r约为、允许通过的最大电流为。现有量程为、内阻为的电压表，电阻箱和保护电阻，电键S，导线若干。请回答以下问题：

（1）将电压表和电阻箱改装成量程为的新电压表，电阻箱的阻值应调节为_______。

（2）该小组将改装好的新电压表（虚线框内）正确接在A、C之间，如图甲所示，其中是的保护电阻，以确保电路的安全。正确连接电路后，闭合开关S，调节电阻箱，测出多组的阻值和原电压表的示数，根据实验数据，用描点法绘出图像，如图乙所示。依据图像，可得电源的电动势_______V，内阻_______。（不考虑电压表的分流）

（3）该同学将上述电源及（2）中选用的保护电阻和一个伏安特性已知（图丙）的小灯泡串联形成回路，则灯泡消耗的实际功率为_______W（结果保留两位有效数字）。

四、解答题

13．如图，光滑平台上的弹性滑块A以的初速度向静止的弹性滑块B运动，A、B发生弹性碰撞，此后，B滑上静置于光滑水平面、上表面与平台等高的平板车C，整个运动过程B始终未滑离平板车C。已知A、B、C质量分别为，平板车右端到竖直墙壁的距离，平板车与竖直墙壁碰撞过程没有机械能损失，滑块与平板车之间的动摩擦因数，取重力加速度。求：

（1）滑块A、B分开瞬间，B的速度大小；

（2）平板车C恰要与墙壁第一次碰撞前，B和C的速度大小分别为多少；

（3）从滑块B滑上平板车C到C第一次返回平台右端，整个过程系统产生的热量Q。

14．如图所示，在平面第Ⅰ象限内有一半径为的圆形区域，圆心为，圆形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场边界与x和y轴分别相切于M、N两点。在区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限内存在方向垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。在电场中有一个位于平面内且与y轴平行、长为R的线状粒子源，的中点A在x轴上，粒子源上各点均能沿平面发射质量为m、电荷量为的同种带电粒子，且所发射粒子的速度大小均为，方向均与x轴正方向成角。已知从C点发出的粒子，恰好沿水平方向经过y轴上的P点，经圆形磁场偏转后恰好从M点进入第Ⅳ象限，粒子的比荷，P点坐标为，不计粒子的重力和粒子间的相互作用。求：

（1）匀强电场场强的大小E和间的距离s；

（2）圆形磁场磁感应强度的大小B；

（3）粒子源上各点所发出的粒子经圆形磁场后最终都能通过x轴进入第Ⅳ象限，经第Ⅳ象限磁场偏转后将第二次通过x轴，求这些粒子中第二次通过x轴时能到达离O点最远的点的坐标，并求出该粒子从出发到该位置所经历的总时间。

15．如图所示，一竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管，右端通过橡胶管（橡胶管体积不计）与放在水中的导热金属球形容器连通，球形容器的容积为，用U形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体，当环境温度为时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出，水银柱上方空气柱长。（已知大气压强，U形玻璃管的横截面积为）

（1）若对水缓慢加热，应加热到多少摄氏度，两边水银柱高度会在同一水平面上？

（2）保持加热后的温度不变，往左管中缓慢注入水银，问注入水银的高度是多少时右管水银面回到原来的位置？

16．如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，棱镜的折射率为，。一细光束从的中点D垂直于面入射，，求：

（1）画出光路图并计算出光从棱镜第一次射入空气时的折射角；

（2）光从进入棱镜到它第一次从棱镜中射出所经历的时间（光在真空中的传播速度为c）。

参考答案：

1．C

【详解】A．镅原子核中有95个质子，146个中子。故A错误；

B．依题意，镅衰变所释放的射线会将空气分子电离，可知为衰变。故B错误；

C．半衰期为432年，所以的镅经864年（两个半衰期）将有发生衰变。故C正确；

D．发生火灾时，烟雾探测器中的镅不会因温度升高而半衰期变短。因为半衰期由原子核内部因素影响，与外界环境变化没有关系。故D错误。

故选C。

2．A

【详解】A．檩条对瓦片的两个弹力等大，合力等于，当减小檩条间的距离d时，两弹力夹角减小，则弹力减小，最大静摩擦力减小，瓦片可能会下滑，A正确；

B．减小檩条的倾斜角度时，则增大，瓦片与檩条间的弹力变大，B错误；

CD．增大檩条间的距离d时，两弹力夹角增大，则弹力增大，但摩擦力等于不变，CD错误。

故选A。

3．B

【详解】设汽车恰好通过道闸时直杆转过的角度为，则由几何知识得

解得

由题意可知闸杆转动的角速度为

根据角速度的定义

可得直杆转动的时间为

自动识别区ab到汽车以速度匀速通过时间为

汽车匀速行驶的最大允许速度为

故选B。

4．B

【详解】对近地卫星，万有引力提供向心力，有

其中

解得

常数

则

故选B。

5．A

【详解】D．因B物体的速度与位移关系图像为过原点开口向右的抛物线，可知满足

即B物体做匀加速运动，选项D错误；

AC．图像经过点，则解得

两物体相遇时

解得

此时B物体的速度大小为

选项A正确，C错误；

B． A、B两物体相遇时距坐标原点的距离

选项B错误。

故选A。

6．AD

【详解】A．图示位置线框位于中性面，其磁通量变化率为零，故A正确；

B．线框中产生交变电压的峰值为

有效值为

故B错误；

C．变压器原、副线圈匝数比为

故C错误；

D．变压器允许输入的最大功率为

因为

所以变压器输出端最多并联83只60W的灯泡，故D正确。

故选AD。

7．BCD

【详解】A．由题意，已知a、b、c三小球的电荷量均为q，三小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕O点做匀速圆周运动，可知d小球与a、b、c三小球是异性电荷，由于a、b、c三小球的电性未知，所以小球d不一定带负电，A错误；

BD．设db的连线与水平方向的夹角为α，则有

可得

α=60°

对b小球，由库仑定律和牛顿第二定律可得    

解得

由于a、b、c三小球的加速度大小相等，因此小球c的加速度大小为，BD正确；

C．对d小球，由平衡条件可得外力F大小为

C正确。

故选BCD。

8．BC

【详解】A．由题意可知，流经两导体棒的电流相等，由于两导体棒在磁场中的长度不相等，因此受的安培力大小不同，导体棒和组成的系统在水平方向的合外力不是零，则系统的动量不守恒，A错误；

B．给一水平向右的初速度，由右手定则可知闭合电路产生逆时针方向的感应电流，由左手定则可知导体棒受向左的安培力，做减速运动，导体棒受向右的安培力，由静止做加速运动，当

时电路中没有感应电流，此时则有，两棒最终以不同的速度向右做匀速直线运动，取向右为正方向，由动量定理，对ab棒则有

对cd棒则有

联立解得

B正确；    

C．此过程中，对棒由动量定理可得

通过导体棒的电荷量为

C正确；

D．由能量守恒定律，可知此过程中导体棒和组成的系统产生的焦耳热为

因的电阻为R，的电阻为，可知棒产生的焦耳热为

D错误。

故选BC。

9．BCD

【详解】A.分子间引力总是随着分子间的距离减小而增大，故A错误；

B.液晶既具有液体的流动性，又具有单晶体的光学各向异性的特点，故B正确；

C.根据热力学第二定律，可知热量能够自发地从高温物体传到低温物体，但不能自发地从低温物体传到高温物体，需要引起别的变化才能从低温传到高温，故C正确；

D .气体的饱和汽压与温度有关，饱和汽压随温度升高而升高，所以水的饱和蒸汽压随温度的升高而增大，故D正确；

E.PM2.5（指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物）漂浮在空中做无规则运动，故不容易降到地面，故E错误。

故选BCD。

10．BCD

【详解】A．由图乙可知t=0.6s时刻质点A正经过平衡位置且向y轴负方向运动，此时质点A应位于沿波传播方向波形的上坡，所以这列波沿x轴正方向传播，故A错误；

B．这列波的波速是

故B正确；

C．根据图甲所示波形以及三角函数知识可知质点P、Q平衡位置间距离为

时质点P沿y轴正方向运动，质点Q沿y轴负方向运动，所以质点P比质点Q早回到平衡位置，且提前的时间为

故C正确；

D．从开始，紧接着的时间内，A质点通过的路程是

故D正确；

E．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为的障碍物，由于波长大于障碍物的尺寸，所以能够发生明显的衍射现象，故E错误。

故选BCD。

11．     2     D    

【详解】（1）[1]小球在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，所以

解得

小球平抛的初速度为

（2）[2]ABC．实验中需要小球每次做平抛运动的轨迹相同，即从斜槽末端抛出时的初速度相同，所以每次释放小球的位置必须相同，且每次小球均需由静止释放，而斜槽轨道并不一定要光滑，故ABC正确；

D．由于斜槽不可能完全光滑，且存在空气阻力，所以不能由机械能守恒求解小球的初速度，故D错误。

本题选错误的，故选D。

（3）[3]根据（1）题分析可知

整理得

所以

解得

12．     9     10     2.5     2.0

【详解】（1）[1]根据电压表改装原理有

解得

（2）[2]根据电路图可知两端的电压为

则干路中的电流为

根据闭合电路欧姆定律有

将电流I代入得

变形得

对比乙图可得

，

联立解得

，

（3）[4]该同学将上述电源及（2）中选用的保护电阻和一个伏安特性已知（图丙）的小灯泡串联形成回路，根据闭合电路欧姆定律有

变形得

代入数据可得

则在丙图中作出灯泡的U-I图像如图所示

图中两条线的交点即为灯泡两端的电压和流过灯泡的电流，则有U=5.0V，I=0.4A，则灯泡消耗的实际功率为

13．（1）；（2）；；（3）

【详解】（1）滑块A、B碰撞过程，由动量守恒定律和能量关系可知

解得

（2）当B滑上平板车后做减速运动，加速度大小

C做加速运动的加速度

当平板车C恰要与墙壁第一次碰撞前时由

解得

此时B的速度

C的速度

（3）C与墙壁碰后到返回到平台右端

解得

此时C的速度

C与墙壁碰后到返回到平台右端时的速度恰为零，此时滑块B向右的速度为

系统产生的热量

解得

14．（1），；（2）；（3），

【详解】（1）C点到P点逆过程粒子做类平抛运动，设C点到P运动时间为，y轴方向

，

由上述两式解得

x轴方向

，

由上述两式解得

（2）C点发出的粒子在圆形磁场中做匀速圆周运动，其入射速度

设粒子轨迹半径为，由牛顿第二定律得

由几何关系可知

联立解得

（3）分析可知，上任意点发出的粒子经圆形磁场偏转后都从M点通过x轴进入第Ⅳ象限，其中从A点射出的粒子将从N点进入、从M点离开圆形磁场，且第一次通过x轴时速度方向沿方向，它第二次通过x轴时能到达离O点最远的位置，该粒子运动轨迹如图

设粒子在第Ⅳ象限磁场中运动的轨迹半径为，由牛顿第二定律得

解得

所求点的坐标为。

由于所有粒子在第二象限运动规律完全相同，故从A点发射从N点进入的磁场的粒子在电场中运动时间也为

其到达x轴最远位置时在两个磁场中运动的时间分别为

，

该粒子从出发到x轴上最远位置经过的时间为

15．（1）；（2）

【详解】（1）初状态压强为

体积和温度为

，

末状态

，，

由理想气体状态方程有

代入数据得

（2）当往左管注入水银后，末状态压强为p，体积为

由等温变化

解得

可知往左管注入水银的高度为

16．（1）见解析，60°；（2）

【详解】（1）光路如图所示。

由几何关系可知光在AB面的入射角为

设光在AB面发生全反射的临界角为C，则

所以，则光在面发生全反射，由几何关系可知光在BC面的入射角为

所以光从BC面折射出，由折射定律有

解得

（2）棱镜中的光速为

由几何关系可知

光从进入棱镜到它第一次从棱镜中射出所经历的时间为