2023届湖南省联盟高三下学期2月联考物理试题（解析版）

2023届高三2月质量检测

物理

本试卷共6页.全卷满分100分，考试时间75分钟.

注意事项：

1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置.

2. 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号.回答非选择题时，将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.

3. 考试结束后，将本试卷和答题卡一并收回.

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.根据“建立无钚元素环境组织”的报告声明，仅仅百分之一盎司的钚就足以对人体产生巨大的毒害.它会潜伏于人的肺、骨骼等细胞组织中，从而破坏细胞基因导致癌症.已知钚的同位素的衰变方程为：，半衰期为24100年，则下列说法中正确的是（）

A.射线穿透能力比射线穿透能力弱 B.X原子核中含有143个中子

C.的经过48200年后衰变了 D.X原子核与的总质量略大于的质量

2.“神舟十五号”载人飞船于2022年11月29日将航天员费俊龙、邓清明和张陆送入中国空间站，他们将完成空间站建设最后阶段的任务.如图所示，已知中国空间站在近地轨道绕地球做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）

A.中国空间站运行周期小于24h

B.中国空间站运行速度大于7.9km/s

C.中国空间站运行角速度小于地球同步卫星的角速度

D.中国空间站内的航天员处于完全失重状态，不受重力作用

3.如图所示，长为L的不可伸长轻绳一端固定在O点，另一端拴接一可视为质点的质量为m的小球，开始小球静止在最低点C.现给小球一水平速度使小球在竖直面内做圆周运动，D为圆周运动的最高点，AB为水平直径，重力加速度为g，不计空气阻力.则下列说法正确的是（）

A.小球到D点的最小速度可能为0

B.若小球恰好能运动到D点时轻绳被剪断，此后小球能经过A点

C.若改用水平外力F将小球从C点缓慢拉动角度，力F做功为

D.若改用水平恒力F将小球从C点拉动角度，力F做功为

4.如图所示，一质量为m的炮弹刚好水平向右经过地面N点的正上方时发生爆炸，炸裂为质量相等的A、B两部分，且两部分的速度方向和炮弹爆炸前的速度方向在同一直线上，爆炸时间极短，其中A部分刚好落在N点.已知爆炸前瞬间炮弹距地面高为h，动能为，重力加速度为g，不计空气阻力，爆炸前后炮弹总质量不变.则下列说法正确的是（）

A.在爆炸的前后瞬间，炮弹的机械能和动量均守恒

B.爆炸后炮弹的B部分先落地

C.爆炸释放出的能量为

D.炮弹的两部分落地点之间的距离为

5.如图所示，在竖直固定的光滑绝缘圆环上，套着两个质量、电荷量大小均相等的小环a、b.两环均处于静止状态，且位于同一水平线上.若小环b缓慢漏电，两环均可视为点电荷.则（）

A.此后a比b的位置略低 B.小环a对轨道的压力的大小保持不变

C.两小环之间的库仑力逐渐增大 D.若a固定不动，b受到轨道的支持力逐渐减小

6.如图所示的理想变压器电路中，定值电阻，滑动变阻器的最大值为，阻值恒定的小灯泡L的规格为“6V6W”.电流表是理想交流电表，通入电流表的电流方向每秒改变100次.变压器ab端接入的正弦式交流电压最大值为，当时，小灯泡正常发光.下列说法正确的是（）

A.变压器ab端电压的瞬时值表达式为

B.变压器原、副线圈匝数比为

C.小灯泡正常发光时变压器输出功率最大

D.若将的滑片自上而下滑动，电流表示数先增大后减小

二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.

7.图甲和乙所示的是同一列沿x轴传播的简谐横波上平衡位置分别处于、的质点的振动图像，则该简谐横波的传播速度可能为（）

A.6m/s B.4m/s C. D.

8.如图所示为科学家用某种透明均匀介质设计的“光环”，圆心为O，半径分别为R和2R.AB部分是超薄光线发射板，发射板右侧各个位置均能发射出水平向右的光线，发射板左侧为光线接收器.通过控制发射光线的位置，从C位置发射出一细单色光束，发现该光束在“光环”中的路径恰好构成一个正方形，且没有从“光环”射出.光在真空中的速度为c.下列说法正确的是（）

A.只有从C位置发射的细光束才能发生全反射 B.该光束在“光环”中走过的路程为

C.“光环”对该光束的折射率可能是1.5 D.该光束在“光环”中运行的时间可能是

9.如图所示，光滑平行竖直金属导轨AB、CD间距为1m.在A、C之间接阻值的定值电阻，在两导轨间，长度为2m的abdc矩形区域内有垂直于导轨平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为1T.质量为1kg、电阻为、长度也刚好为1m的导体棒垂直导轨放在磁场下边界ab处（与ab边重合）.现用竖直向上的力F拉导体棒，F与x间的关系式为（x为导体棒与初始位置的距离，F单位为：N，x单位为：m），给导体棒微小扰动，使它由静止开始向上运动，已知导体棒到达cd时刚好达到平衡状态.导体棒与导轨始终垂直且保持良好接触，导轨电阻不计，取重力加速度.下列说法正确的是（）

A.导体棒通过整个磁场的过程中，通过电阻R的电荷量为0.5C

B.导体棒离开磁场时的速度大小为0.5m/s

C.离开磁场时导体棒两端电压为0.5V

D.导体棒通过整个磁场的过程中，电阻R产生焦耳热为0.0625J

10.如图所示为滑雪运动赛道的简化示意图，甲、乙两运动员分别从AB曲面（可视为光滑）上的M、N两点（图中未画出）由静止滑下，到达B点后，分别以速度、水平飞出.甲经后落到斜坡滑道上C点，乙经后落到斜坡滑道上D点.已知O在B的正下方，斜坡滑道OD足够长且倾角为，不计空气阻力，两运动员均可视为质点.下列说法正确的是（）

A.M点的高度低于N点的高度

B.甲、乙分别落在C、D两点时的速度方向与OD间的夹角相等

C.若测得OC＝CD，一定有

D.若测得2BC＞BD，则有可能OC＝CD

三、非选择题：本题共5小题，共56分.

11.（6分）某同学用如图甲所示的装置，验证“小车质量一定时，加速度与合外力成正比”的实验.不考虑细绳与滑轮之间的摩擦请完成下列问题：

（1）实验中，多次改变砂和砂桶重力，打出多条纸带，得到多组小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图乙所示，图像不经过坐标原点的原因是______；

A.没有平衡摩擦力

B.平衡摩擦力时木板的倾角过大

C.没有保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量

（2）由图乙中数据可得，小车运动过程中所受的阻力______N，小车的质量M＝______kg.（均保留2位有效数字）

12.（9分）为测定某电池的电动势E（约为9V）和内阻r（在范围内），已知该电池允许通过的最大电流为0.6A，某同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中为保护电阻，为电阻箱.

（1）可备选用的定值电阻有以下几种规格，则应选用______；

A.，2.5W B.，1.0W C.，10W D.，5.0W

（2）接好电路，闭合电键，调节电阻箱，记录的阻值和相应的电压传感器示数U，测量多组数据.为了利用图乙更加便捷地测量电源电动势E和内阻r，该同学选定电压的倒数作为纵轴，选定______（填“”、“”、“”或“”）为横轴建立直角坐标系，作图所得直线的纵截距为b，则电动势______；

（3）通过分析发现电压传感器和电压表一样，电阻不能视为无穷大，故测量的电源内阻将______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）.

13.（9分）现在车辆逐年增多，人们也越来越关注轮胎的胎压.胎压过高会导致轮胎的摩擦力、附着力降低，影响制动效果；胎压过低又会导致摩擦系数增大、油耗上升，同时方向盘变沉，影响驾驶舒适性.一汽车在温度为的环境中刚启动时，检测到四个轮胎的胎压如图甲所示，若行驶一段时间后的胎压如图乙所示，车胎容积不变，绝对零度为.求：

（1）图乙所示时刻左后轮内气体的温度为多少摄氏度？（结果保留三位有效数字）

（2）已知某特制轮胎的容积是25L，轮胎内原有1atm的空气，现向轮胎打气，每一次可将12.5L、1atm的空气打入轮胎中，直到内部压强增加到8atm为止，若气体温度不变，总共应打气多少次？

14.（15分）如图所示，在长木板的两端固定厚度不计的挡板，组装成质量为2kg的滑槽C，C与水平地面间的动摩擦因数，最初C静止在地面上.质量为2kg的物块A与质量为4kg的B紧靠在一起，静置于C上的O点.O点到左挡板的距离为8m，O点到右挡板的距离为5.25m.物块A下表面光滑，其左侧面粘有一块质量不计的橡皮泥（图中未画出），该侧面发生碰撞时能够与物体粘在一起；右侧嵌有一质量、大小均不计的微型弹射装置，能够瞬间弹开与其接触的物体，不考虑该过程能量损失.物块B与C之间的动摩擦因数，某一时刻打开弹射装置，B瞬间获得4m/s的速度.A、B可视为质点，所有碰撞时间极短，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度.

（1）求弹射装置释放的能量E；

（2）B与C是否发生碰撞？若不碰撞，请分析原因；若发生碰撞，将B与C之间的碰撞视为弹性碰撞，求B碰后的速度大小.

15.（17分）如图所示，真空中存在xOy平面直角坐标系.x轴上的A位置有带电粒子发射器，能够瞬间在坐标系平面内发射出大量初速度大小均为的质子，以不同的入射角（为与x轴正方向的夹角且）射入实线圆，实线圆半径为R且刚好与x轴相切于A点，圆内的部分区域存在着垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出），所有质子均在该磁场的作用下发生偏转，并全部沿x轴正方向射出.图中虚线（关于y轴对称）下方一定区域存在着竖直向上的匀强电场，虚线刚好经过C点（C为实心圆最右端的点）且顶点与O点相切，同时观察到进入该电场区域的所有质子均从O点射入第一象限.MN为x轴上方水平放置的荧光屏，D为MN与y轴的交点，质子打在荧光屏上能够被荧光屏吸收，荧光屏与x轴之间存在着方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，所有的质子均垂直打在荧光屏上.已知质子的质量为m，电荷量大小为e，OA的距离为2R，不考虑质子所受重力及质子之间的相互作用力.求：

（1）实线圆内磁场磁感应强度的大小及该磁场区域的最小面积；

（2）匀强电场的电场强度以及虚线（匀强电场上边界）的函数表达式；

（3）质子打到荧光屏上的长度.

2023届高三2月质量检测·物理

参考答案

1.【答案】B

【解析】射线穿透能力比射线穿透能力强，A错误；根据核反应方程满足电荷数和质量数守恒可知，X原子核中的电荷数为92，质量数为235，则X原子核中的中子数为，B正确；，故剩余的，C错误；衰变过程存在质量亏损，故的质量大于衰变后的X原子核与的总质量，D错误.

2.【答案】A

【解析】由万有引力提供向心力可知，由于空间站位于近地轨道，运行半径小于同步卫星，故其运行周期小于24h，角速度大于同步卫星的角速度，则A正确、C错误；地球卫星的运行速度均小于第一宇宙速度7.9km/s，则B错误；空间站内航天员处于完全失重状态，仅受重力作用，故D错误.

3.【答案】C

【解析】小球在最高点的最小速度为，绳断后，小球做平抛运动有，故不能经A点，A、B错误；用水平力F缓慢拉动，由动能定理有，则力F做功，C正确；用水平恒力F，则做功为，D错误.

4.【答案】D

【解析】在爆炸的整个过程中，炮弹机械能增加，A错误；两部分在竖直方向均做自由落体运动，能同时落地，下落时间均为，B错误；根据动量守恒定律得，根据题意得，，代入解得.故，获得的能量，C错误；炮弹的两部分落地点之间的距离为，，解得，D正确.

5.【答案】D

【解析】两圆环受到库仑力相等，故下落情况一致，处于同一高度，A错误；对圆环a受力分析如图甲所示，a逐渐下降，逐渐减小，故逐渐减小，b对a的库仑力逐渐减小，BC错误；b环下落到下方任意一点D点，对b进行受力分析如图乙所示，由相似三角形可知：，其中OC逐渐增大，故k逐渐减小；OD不变，故逐渐减小，D正确.

6.【答案】C

【解析】由每转一圈改变方向两次，每秒钟改变方向100次，可知交流电频率.根据，A错误；小灯泡额定功率，负载总功率，电路总功率为功率加上负载功率：，解得，故，故B错误；由B选项计算可知，当，此状态下变压器的输出功率最大，故C正确；滑片自上而下滑动时，减小，等效电阻减小，原线圈总电压恒定，原线圈电流，可知电流增大，则副线圈电流也一直增大，D错误.

7.【答案】BD

【解析】如果该波沿x轴正方向传播，则，其中、1、2、3、…，解得，、1、2、3、…，所以该波的传播速度为，、1、2、3、…，当时，，时，；如果该波沿x轴负方向传播，则，其中、1、2、3、…，解得，、1、2、3、…，所以该波的传播速度为，、1、2、3、…，当时，，时，；时，.则AC错误、BD正确.

8.【答案】BC

【解析】如图所示，由几何关系可知为，故CD长度为，所以正方形总长度为；全反射的临界角度为，故折射率；因此传播时间为，选项中的结果不在范围之内，综上A、D错误，B、C正确.

9.【答案】BD

【解析】设导体棒电阻为，由平衡关系可得：，其中，得，B正确；，A错误；由平衡关系可得，，联立可得，C错误；F做功为，根据功能关系，，D正确.

10.【答案】ACD

【解析】乙落在斜面的位置更远，故乙从B点出射速度更大，则下滑的初位置更高，A正确；设两运动员落到斜面上的速度方向与水平面夹角分别为、，位移方向和水平方向的夹角分别为、，则有，根据平抛运动推论：速度与水平方向夹角和位移与水平方向夹角关系满足，可得，又因为，，所以可得，B错误；设OB间的距离为，OC和CD的高度差均为h，两次平抛运动的时间分别为和，竖直方向做自由落体运动，有，，两式相比可得，所以可得，C正确；假设，设人从B点水平抛出落在C点时，水平位移为x，则落在D点时的平位移为2x，则可得，，由选项B分析可知，得，所以BC与BD间的距离关系满足，D正确.

11.【答案】（1）A（2）2.03.0（每空2分）

【解析】（1）根据图像，当加速度等于零时，绳的拉力不等于零，表明未平衡摩擦力，故选A；

（2）根据牛顿第二定律有，可得，结合图乙可得，可得，小车的质量为，结合图像，当时有.

12.【答案】（1）C（2分）（2）（3分）（3分）（3）偏小（1分）

【解析】（1）电路最小总电阻为，为了保护电路安全保护电阻应选和差不多的，B选项允许通过的最大电流为，容易烧坏电阻，不符合题意，故C正确；

（2）根据闭合电路欧姆定得，则，故，得；

（3）根据电路图，可以判断出测量值为电源内阻与电压传感器的并联电阻，故偏小.

13.【答案】（1）（2）14次

【解析】（1）由等容变化有（2分）

解得（1分）

则温度为（1分）

（2）设需打气n次，由等温变化有

（3分）

代入数据解得次（2分）

14.【答案】（1）96J（2）B与C能够发生碰撞2m/s

【解析】（1）A、B弹射过程中动量和能量守恒，则

（2分）

（2分）

解得，（2分）

（2）C对B的摩擦力（1分）

地面对C的最大静摩擦力（1分）

，说明接下来C处于静止状态.

设，

经过后，A运动到左挡板处：

1s时AC碰撞并粘在一起：（1分）

解得

0~1s过程，B的加速度大小：

运动的位移

1s时B的速度大小

1s时B到右挡板的距离为：

1s后B的加速度仍为，A、C的加速度大小（1分）

设再经过后，B到达右挡板，则有：（1分）

解得（另一解1.5s，此前B与C的速度均已经减为0，故舍弃）

综上：B与C能够发生碰撞（1分）

0.5s时，B的速度大小，AC整体的速度：（方向水平向左）

BC之间碰撞为弹性碰撞：

（1分）

（1分）

解得，，则B碰后的速度大小为2m/s（1分）

（注：由，B与AC整体发生弹性碰撞，碰后速度交换，即，也可得3分）

15.【答案】（1）（2）（3）

【解析】（1）根据几何关系可知质子在实线圆内运动的半径也为R，故：

（1分）

解得（1分）

图甲中实线圆内阴影部分为磁场最小区域，由几何关系可得该面积为：

（1分）

解得（1分）

（2）质子在电场中做类平抛运动且汇聚在O点，设质子进电场时位置的坐标为

故有：（1分）

（1分）

解得（1分）

把代入得，（2分）

（3）设任意质子进入电场时的位置与x轴的距离为h，故质子从O点入射第一象限的速度：

（1分）

，其中（1分）

质子进入第一象限后运动如图乙所示：

由产生的半径（1分）

产生的半径：，其中（1分）

根据题意：所有质子均垂直打在荧光屏上，说明所有圆心只能落在荧光屏上，故（1分）

当时，质子打在P点：（1分）

当时，质子打在K点：（1分）

故发光长度（1分）

[第（3）小题用其他合理方法得出正确结果同样得分]