2023届黑龙江省齐齐哈尔市高三下学期二模理综物理试题

2023届黑龙江省齐齐哈尔市高三下学期二模理综物理试题

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

一、单选题

1．如图所示，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车向右做匀加速运动时，杆给球的作用力的方向可能沿图中的（　　）

A．OA方向 B．OB方向 C．OC方向 D．OD方向

2．放射性元素钚（）是重要的核原料，其半衰期为88年，一个静止的钚238衰变时放出α粒子和γ光子，生成原子核X，已知钚238、α粒子和原子核X的质量分别为、、，普朗克常量为，真空中的光速为c，则下列说法正确的是（　　）

A．X的比结合能比钚238的比结合能小

B．将钚238用铅盒密封，可减缓其衰变速度

C．钚238衰变时放出的γ光子具有能量，但是没有动量

D．钚238衰变放出的γ光子的频率小于

3．如图所示的电路中，定值电阻、的阻值均为R，为电阻箱，理想变压器原、副线圈的匝数比为，在a、b两端输入正弦交流电压，调节，使消耗的功率和变压器的输出功率相等，此时，电阻箱接入电路的阻值为（　　）

A．R B．R C．R D．2R

4．小明站在水池边玩激光笔，他用单色光a斜射向水面，其折射光线把水池底的小鹅卵石P照亮，一会儿水池水面上升一些，他换用单色光b沿同一路径斜射向水面，其折射光线恰好也把小鹅卵石P照亮。小鹅卵石P可以看成一个点，则下列说法正确的是（　　）

A．a光的波长比b光长

B．水对a光的折射率比b光大

C．a光在水中传播速度比b光大

D．用同一装置做双缝干涉实验，a光的相邻干涉条纹间距比b光大

5．2022年11月29日“神舟十五号”飞船顺利发射，六名中国宇航员完成首次太空交接班。已知核心舱绕地球运行近似为匀速圆周运动，离地面距离为400km，做圆周运动的周期为90min，向心加速度大小为，地球赤道上物体随地球自转的向心加速度大小为，已知地球半径为6400km，地球表面的重力加速度为，下列关系正确的是（　　）

A． B．

C． D．

二、多选题

6．在某水平均匀介质中建立如图所示的三维直角坐标系，xOy平面水平。在x轴上的两个波源、的x坐标分别为、，时刻、同时开始振动，的振动方程为，的振动方程为，振动形成的波传播速度为2m/s，y轴上P点的y坐标为，取，则下列说法正确的是（　　）

A．P点的起振方向沿z轴正向

B．当振动形成的波传到P点时，P点在平衡位置沿z轴负向运动

C．两列波在P点叠加后，P点离开平衡位置的最大位移为18cm

D．y轴上，坐标原点O和P点间，只有一个振动加强点

7．如图所示，等边三角形ABC的三个顶点A、B、C分别固定有电荷量为、、的点电荷，A点处电荷受到的电场力方向平行于BC，B点处电荷受到的 A电场力方向垂直于BC，O为三角形的中点，P和O在纸面内关于AC对称，无穷远处电势为零，则下列说法正确的是（　　）

A．

B．O点电势与P点电势相等

C．将A点的点电荷沿直线移到O点，其电势能增大

D．将A点的点电荷沿直线移到P点，电场力做正功

8．如图所示，距离为L的竖直虚线PQ、MN之间存在沿水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B。有一质量为m、电阻为R的直角三角形金属线框ACD，，AC边长为3L，CD边长为1.5L，线框底边AC在光滑绝缘的水平面上，给金属线框一个水平向右的初速度，CD边出磁场前瞬间线框的加速度大小为a，线框始终在竖直平面内运动，AC边一直不离开水平面，则下列判断正确的是（　　）

A．CD边出磁场前瞬间，线框的速度大小为

B．CD边出磁场后瞬间，线框的加速度大小为a

C．在CD边刚出磁场到A点刚要进磁场过程中，线框对地面的压力大于线框重力

D．在CD边刚出磁场到A点刚要进磁场过程中，线框的速度减少量为

三、实验题

9．某同学想用实验验证动能定理。

（1）该同学先用图甲所示装置测滑块与长木板间的滑动摩擦力，把弹簧测力计的一端固定在墙上，用力F水平向左拉放在水平面上的长木板，长木板向左运动，此时测力计的示数稳定（图中已把弹簧测力计的示数放大画出），则滑块受到长木板的滑动摩擦力大小_______N。

（2）再在图乙装置中实验，将图甲中的长木板装上定滑轮平放在水平实验台上，调节______，使拉滑块的细线与长木板平行，由静止释放滑块，打点计时器打出的纸带如图丙所示，O点为刚释放钩码时打下的点，A、B、C、D是四个连续点，各点与O点间的距离图中已标出，打出此纸带过程中，力传感器的示数为F，已知打点计时器所用交流电的频率为f，测出小车质量为M，钩码和力传感器总质量为m，重力加速度为g。则打下O点到C点过程中，如果表达式______（用物理量符号表示）成立，则动能定理得到验证。

10．某同学要测量一节新干电池的电动势和内阻，根据实验室提供的器材设计了如图所示的电路，其中为阻值约为的定值电阻，电压表量程为，R为的电阻箱。

（1）实验前，先断开电键、，闭合电键，将电阻箱的电阻调到_______（填“0”或“较大”），闭合电键，调节电阻箱，使电压表的指针偏转较大，记录电压表的示数及电阻箱的阻值，再闭合电键，调节电阻箱，使电压表的示数仍为，记录这时电阻箱的阻值，则的阻值为_____。

（2）将电键、断开，闭合电键，多次调节电阻箱，得到多组电压表的示数及对应的电阻箱的阻值，以为纵轴，为横轴作图像，得到图像的斜率为k，与纵轴的截距为b，则电池的电动势为__________，电池的内阻为___________；（均用测得的物理量符号表示）

（3）本实验由于___________，使测量结果存在系统误差；若用四个电键均闭合后的电路测电源电动势和内阻，则这样实验有什么弊端？___________。

四、解答题

11．如图所示，导热性能良好的汽缸开口向上放在水平地面上，缸内用质量和厚度不计、面积为S的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞上放质量为4m的物块A，绕过定滑轮的细线一端连接物块A，另一端连接质量为2m的物块B，开始时，A、B均处于静止状态，活塞离缸底的距离为，离缸口的距离为，物块B对地面的压力恰好为零，重力加速度为g，环境温度为，大气压强，不计一切摩擦，现缓慢升高环境温度，求：

（1）当细线上的拉力恰好为零时，环境的温度为多少；

（2）若缸内气体的内能与温度的关系为，则从开始升温至活塞刚好到缸口时，缸内气体吸收的热量为多少。

12．如图所示，半径为L的四分之一光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的最低点与长为L的水平传送带左端A水平相切，传送带沿顺时针转动的速度为（），传送带的右端B紧靠等高的光滑水平面，质量为m的滑块b静止在水平面上，离右边的竖直墙距离为L。质量为3m的滑块a从轨道上的最高点由静止释放沿圆弧面滑下，当a滑到传送带右端时刚好与传送带共速，a滑上水平面后与b发生弹性碰撞，b与墙碰撞前后速度等大反向，不计滑块的大小，重力加速度为g，求：

（1）滑块a与传送带间的动摩擦因数；

（2）滑块a第一次通过传送带，带动传送带的电动机额外多做的功；

（3）在滑块a、b第一次和第二次碰撞的时间间隔内，滑块a运动的距离。

13．如图甲所示，在半径为R的圆形区域内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场I，圆心的坐标为（0，R），在x轴下方有垂直于坐标平面向里的匀强磁场II，P、Q为长2R的平行板，Q板在x轴负半轴上，两板间的距离为2R，在两板间加上如图乙所示的电压，在两板的左侧有一粒子源，从时刻开始沿两板中线发射质量为m、电荷量为q的带正电粒子，粒子初速度为，长为2R的接收器ab水平放置在x轴正半轴上，a端离O点距离为R，在时刻从粒子源射出的粒子经磁场I偏转后从O点沿y轴负方向进入磁场II，此粒子刚好打在接收器上的b点，所有粒子均能从两板间射出，不计粒子重力和粒子间相互作用，求：

（1）粒子在两板间运动的最大侧移；

（2）匀强磁场I、II的磁感应强度和的大小；

（3）当时，接收器ab上有粒子打到区域的长度。

参考答案：

1．C

【详解】小球和小车的加速度相同，所以小球在重力和杆的作用力两个力的作用下也沿水平向右的方向加速运动，加速度水平向右，根据牛顿第二定律F=ma可知，加速度的方向与合力的方向相同，合力水平向右，即合力沿图中的OD方向，根据力的合成的平行四边形定则，直杆对小球的作用力只可能沿OC方向

故选C。

2．D

【详解】A．衰变过程释放能量，质量亏损，生成的新核更稳定，比结合能更大，故A错误；

B．放射性元素的衰变快慢跟物理、化学状态无关，故B错误；

C．据康普顿观点，γ光子不仅具有能量，也具有动量，其动量为，故C错误；

D．衰变过程释放的能量一部分以光子的形式释放，另一部分转化为新核和α粒子的动能，根据能量守恒可得

解得

故D正确。

故选D。

3．A

【详解】设原线圈中的电流为I，有

根据题意有

解得

R

故选A。

4．B

【详解】AB．由题意，画出两次光路图如图所示，由图可见，a、b两种色光在水面入射角相同，a光的折射角小，说明a光的频率大，波长短，水对a光的折射率比b光大，故A错误，B正确；

C．据光速公式

可知，a光在水中传播速度比b光小，故C 错误；

D．据双缝干涉公式

可知，用同一装置做双缝干涉实验，a光的相邻干涉条纹间距比b光小，故D错误。

故选B。

5．C

【详解】A．在地球表面有

对核心舱有

解得

故A错误；

B．地球赤道上物体随地球自转的向心加速度大小并不等于，故B错误；

CD．对核心舱有

其中

地球赤道上随地球自转的物体有

其中

解得

故C正确，D错误。

故选C。

6．BD

【详解】A．振动形成的波先传播到P点，因此质点P的起振方向与相同，即沿z轴负方向，A错误；

B．点到P点距离为，点到P点距离为，波的周期为

两列波在同一种介质中传播速度相同，的波传播到P点用时

的波传播到P点用时

可见当的波传到P点时，P点已经完成3个全振动，在平衡位置沿z轴负向运动，B正确；

C．波长为

两波源到P点的路程差为3m，为波长的3倍，由于两波源起振方向相反，因此P点是振动减弱点，P点离开平衡位置的最大位移为2cm，C错误；

D．坐标原点O与、的路程差为，因此y轴上，坐标原点O和P点间，到、的路程差为3.5m处为振动加强点，D正确。

故选BD。

7．AD

【详解】A．由题意可知，和在A点产生的场强平行于BC向右，设等边三角形边长为，根据点电荷场强公式

可得

则有

和在B点产生的场强垂直于BC向下，则有

可得

则有

故A正确；

B．O、P两点在A、C两处点电荷的电场中电势相等，在B点电荷电场中O点电势比P点电势高，故O点电势高于P点电势，故B错误；

C．在两点的点电荷电场中，BC垂直平分线是等势线，因此将A点的点电荷沿直线移到O点，该点电荷的电势能不变，故C错误；

D．在两点的点电荷电场中，A点电势比P点电势高，因此将A点的点电荷沿直线移到P点，电势能减小，电场力做正功，故D正确。

故选AD。

8．AD

【详解】A．CD边出磁场前瞬间，线框切割磁感线的有效长度为L，则

解得

A正确；

B．CD边出磁场后瞬间，线框切割磁感线的有效长度为0.5L，则

解得

B错误；

C．从CD边刚出磁场到A点刚要进磁场过程中，线框受到的安培力水平向左，对水平面的压力始终等于线框重力，C错误；

D．在CD边刚出磁场到A点刚要进磁场过程中，应用动量定理有

即

而

解得

D正确。

故选AD。

9．     4.60     定滑轮高度    

【详解】（1）[1]由弹簧测力计的读数可知滑动摩擦力的大小为

（2）[2][3]调节定滑轮高度，使拉滑块的细线与长木板平行，打C点时，滑块的速度

则从打O点到打C点过程中，如果表达式

即

成立，则动能定理得到验证。

10．     较大                    电压表分流     电压表示数变化范围很小，实验结果误差大

【详解】（1）[1]因较小，也为了电路安全，实验前，应将电阻箱接入电路的电阻调到较大。

[2]闭合电键，实验中两次电压表示数都为，则

得

（2）[3][4]根据闭合电路欧姆定律

得到

结合题意有

，

解得

，

（3）[5]本实验由于电压表的分流，使测量结果存在系统误差。

[6]若用四个电键均闭合后的电路测电源电动势和内阻，因新电池内阻很小，实验过程会发现电压表示数变化范围很小，实验结果误差较大。

11．（1）；（2）

【详解】（1）设开始时缸内气体的压强为，根据平衡条件有

，

联立解得

当细线的拉力恰好为零时，设缸内气体压强为，根据平衡条件有

解得

开始时缸内气体温度，设细线拉力恰好为零时，环境温度为，气体发生等容变化，有

解得

（2）设活塞移到缸口时，环境温度为，从细线拉力刚好为零至活塞移到缸口，气体发生等压变化，则

解得

缸内气体内能增量

外界对气体做功为

根据热力学第一定律

解得

12．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）设滑块a滑到A点时速度大小为v，根据机械能守恒

解得

设a与传送带间动摩擦因数为μ，则a在传送带上运动的加速度

根据题意知

解得

（2）a通过传送带动能的增量

a与传送带间因摩擦产生的热量

根据功能关系，传送带额外多做的功

（3）设滑块a与b发生弹性碰撞后一瞬间，a、b的速度大小分别为、，根据动量守恒有

根据能量守恒有

解得

设a、b第一次碰撞后a运动x的距离a、b发生第二次碰撞，根据题意结合几何关系，对滑块

对滑块

解得

13．（1）；（2），；（3）

【详解】（1）粒子穿过磁场的时间

因此粒子从时刻进入电场的粒子侧移最大

粒子在电场中加速度

最大侧移

（2）所有粒子射出电场时，沿电场方向的速度变化量为零，因此所有粒子射出电场时速度大小为，方向均沿x轴正向。

在时刻从粒子源射出的粒子恰好从两板间中线上出电场，沿半径方向射入磁场I，此粒子从O点进入磁场II，则粒子在磁场I中做圆周运动的半径

根据牛顿第二定律

解得

根据题意可知，粒子在磁场II中做圆周运动的半径为

根据牛顿第二定律

解得

（3）当时，粒子在电场中的最大侧移为

由于所有粒子在磁场I中做圆周运动的半径均等于R，因此所有粒子经磁场I偏转后均从O点进入磁场II。

在电场中向上侧移为R的粒子进入磁场I偏转后轨迹和在电场中向下侧移为R的粒子进入磁场I偏转后轨迹如图所示。根据几何关系可知，两粒子进磁场II时的速度方向与y轴负方向的夹角均为，两粒子打在粒子接收器上的位置相同，该点是离O点最近的点，离O点的距离

因此，接收器ab上有粒子打到的区域长度