2023届湖南省长沙市五校联考高三下学期二模物理试题（含答案）

2023届湖南省长沙市五校联考高三下学期二模物理试题

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

一、单选题

1．太阳目前处于主序星阶段，氢燃烧殆尽后将发生氦闪，进入红巨星阶段，电影《流浪地球》就是在此背景下展开，“氦闪”是氦的聚变变成碳的过程，，极不稳定，短时间再结合一个氦变成碳的过程，已知原子核的比结合能-质量数的图像如图，的纵坐标为，的纵坐标为7.69，下列说法中正确的是（　　）

A．原子核的结合能越大，原子核就越稳定

B．一次氦闪放出的核能为7.32MeV

C．氦4的核子平均质量小于碳12的核子平均质量

D．氦4的结合能为

2．图像法、微元累积法是常用的物理研究方法。如图所示某质点沿直线运动，运动速率的倒数与位移的关系（与距离相等），关于质点的运动，下列说法正确的是（　　）

A．质点做匀变速直线运动

B．图线斜率等于质点运动的加速度

C．图线与轴围成的面积没有实际的物理意义

D．质点从运动到所用的运动时间是从运动到所用时间的3倍

3．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

4．人体的细胞膜模型图如图所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位），现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为d，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图b所示，初速度可视为零的一价正钾离子仅在电场力的作用下，从图中的A点运动到B点，下列说法正确的是（　　）

A．钾离子的电势能增大

B．点电势等于点电势

C．若膜电位增加，则钾离子进入细胞内的速度更大

D．若膜电位不变，膜的厚度越大，则钾离子进入细胞内的速度越大

5．如图所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜的截面图。一细黄光束从直角边以角度入射，依次经和两次反射，从直角边出射。出射光线相对于入射光线偏转了角，则（　　）

A．等于 B．大于

C．小于 D．与棱镜的折射率有关

6．如图甲所示，曲面为四分之一圆弧、质量为M的滑块静止在光滑水平地面上，一光滑小球以某一速度水平冲上滑块的圆弧面，且没有从滑块上端冲出去，若测得在水平方向上小球与滑块的速度大小分别为v1、v2，作出图像如图乙所示，重力加速度为g，不考虑任何阻力，则下列说法不正确的是（　　）

A．小球的质量为

B．小球运动到最高点时的速度为

C．小球能够上升的最大高度为

D．若a>b，小球在与圆弧滑块分离后向左做平抛运动

二、多选题

7．北京时间2022年9月13日21时18分，我国在文昌航天发射场使用长征七号运载火箭，成功将“中星1E”星发射升空。卫星最终顺利进入地球同步轨道，发射任务获得圆满成功。该卫星发射过程可以简化为如图过程：I是运行周期为的近地圆轨道（轨道半径可视为等于地球半径），III为距地面高度为的同步圆轨道，II为与轨道I、III相切的粗圆转移轨道，切点分别为、。已知地球半径为，地球自转周期为，第一宇宙速度大小为，则下列说法中正确的是（　　）

A．卫星在轨道II运行的周期大于

B．卫星在轨道II上运行的速度大小有可能大于、小于或等于

C．卫星在轨道II上运行的周期

D．卫星在轨道II上从点运动到点过程中，动能减小、势能增加、机械能不变

8．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1，三只完全相同的灯泡L1、L2、L3连接如图。当开关 S闭合时，L2、L3均能正常发光。保持电源电压不变，断开开关 S，则 （　　）

A．三只灯泡的亮度相同

B．L2、L3仍能正常发光

C．电源的输出功率变小

D．电源的输出功率变大

9．如图甲所示，在同一均匀介质中波源、相距，在时，同时向外发出两列相干波，波源处的质点的振动图像均如图乙所示。在以、连线为直径、为圆心的圆周上有A、B两点，且，点在、连线中垂线上，两列波在介质中传播速度大小均为。则下列判断正确的有（　　）

A．甲、乙两列波在介质中的波长为

B．在时，A处质点处于波峰

C．A点为振动加强点，振幅为

D．在整个圆周上（除、之外）一共有10个振动加强点

三、单选题

10．蹦极是一项非常刺激的户外休闲活动。图甲为蹦极的场景，一游客从蹦极台下落的速度一位移图象如图乙所示。已知弹性轻绳的弹力与伸长量的关系符合胡克定律，游客及携带装备的总质量为，弹性轻绳原长为，若空气阻力恒定，游客下落至处时速度大小为，重力加速度取，下列正确的是（　　）

A．整个下落过程中，游客先处于失重后处于超重状态

B．游客及携带装备从静止开始下落的过程中重力的冲量为

C．游客在最低点时，弹性势能最大为

D．弹性绳长为时，游客的加速度大小为

四、多选题

11．如图，两根相同“”形等高光滑金属导轨竖直放置，顶端水平，间距为，中间跨接一电容为C不带电的电容器，初态开关为断开状态，棒水平静止于顶端，棒被水平锁定在电容器的下方，两棒与导轨接触良好，都处在磁感应强度大小为方向相反的有界匀强磁场中，虚线为两磁场的分界线（磁场末画出，其方向均垂直纸面），b棒初始位置离导轨末端高度为，现解除锁定让棒由静止下落，刚脱离轨道末端瞬间立即闭合开关，再经时间秒后棒跳离导轨顶端，上升最大高度为，已知两棒质量均为，重力加速度为，不计一切摩擦阻力及电阻，则（　　）

A．如果足够大，解除锁定后棒将在导轨后段做匀速运动

B．b棒离开导轨时速度大小为

C．跳离过程中电容器两端电压变化

D．跳离后电容器所带电量可能为零

五、实验题

12．某实验小组利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，在动滑轮的下方悬挂重物A、定滑轮的下方悬挂重物B，重物B上固定一遮光条，遮光条的宽度为d，已知重物B与遮光条的质量是重物A的2倍，悬挂滑轮的轻质细线始终保持竖直，滑轮的质量忽略不计。

（1）开始时，绳绷直，重物A、B处于静止状态。释放后，A、B开始运动，测出遮光条通过光电门的时间t，则重物B经过光电门时的速度为v=_________（用题中所给的字母表示）。

（2）用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，则遮光条的宽度d=__________cm。

（3）测得开始释放时遮光条中心到光电门中心之间的高度为h，测得遮光时间为t。如果系统的机械能守恒，应满足的关系式为__________（已知当地重力加速度大小为g，用实验中所测得的物理量的字母表示）。

13．我国清洁能源设备生产规模居世界首位。太阳能电池板在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池板在没有光照时（没有储存电能）的I-U特性。所用的器材包括：太阳能电池板，电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙的I-U图象。

（1）为了达到上述目的，实验电路应选用图甲中的图_________（填“a”或“b”）。

（2）已知电压表的量程为内阻为，若要将该电压表改装成量程为的电压表，该电表需串联一个__________的电阻。

（3）当有光照射时，太阳能电池板作为电源，其路端电压与总电流的关系如图丙所示，若把它与阻值为的电阻连接构成一个闭合电路，在有光照射情况下，该电池板的效率是__________%。（结果保留两位有效数字）

（4）由图乙可知，太阳能电池板在没有光照时（没有储存电能）的伏安特性曲线，太阳能电池板没有光照时（没有储存电能）用符号表示，将两个这样同规格的电池板接入电路如丁图所示，已知电源电动势，内阻，定值电阻，可得每个电池板消耗的功率_________（保留三位有效数字），若考虑测伏安曲线过程电压表分流，该功率测量值_________（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。

六、解答题

14．压燃式四冲程柴油发动机具有动力大、油耗小、低排放等特点，被广泛应用于大型机车及各种汽车中，表中所示的是某柴油机的部分参数。柴油发动机最早是由德国工程师R·狄塞尔于1892年设计，因此，其发动机工作过程也被称为“狄塞尔循环”，如图所示为理想的狄塞尔循环图像，其中为绝热压缩过程，为等压吸热过程，为绝热膨胀过程，为等容放热过程，现假定某气缸中封闭一定质量的理想气体，进行“狄塞尔循环”，在初始状态时，气体的体积、压强、温度为已知量，经过狄塞尔循环，由，气体在状态时的体积、气体在状态时的体积。试求：

（1）“压缩比”就是指发动机混合气体被压缩的程度，用压缩前的气体体积与压缩后的气体体积之比。过程，“压缩比”为15：1。气体在状态时柴油恰好自燃，求状态的压强。

（2）若过程中外界对气体做功为，过程中气体吸热为，过程中气体对外界做功为，求过程中气体对外界做功，并求出过程中封闭气体内能变化量。

15．现有一对半圆柱体回旋加速器置于真空中，如图所示，其半径为R，高度为H，两金属盒半圆柱体间狭缝宽度为d，有垂直于盒面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场和垂直于盒面向下、电场强度大小为E的匀强电场，磁场仅存在于两盒内，而电场存在于整个装置，两盒间接有电压为U的交流电。加速器上表面圆心A处有一粒子发射器，现有一电荷量为、质量为m的粒子从A点飘入狭缝中，初速度可以视为零。不考虑相对论效应和重力作用，若粒子能从加速器下表面边缘离开，求：

（1）若U未知，粒子从A点到离开加速器下表面边缘所用时间t及动能；

（2）粒子在狹缝中被加速的次数n；

（3）若H未知，粒子在狭缝中被加速的时间与在磁场中运动的时间的比值。

16．从纳米海绵到7nm芯片，纳米技术正在极大改善我们的生活。纳米技术中需要移动操控原子，必须使在不停做热运动的原子几乎静止下来，为此发明的激光制冷技术与下述力学缓冲模型类似。图甲中轻弹簧下端固定在倾角为的足够长光滑斜面底端，上端与质量为的物块B相连，物块B处于静止状态，现将质量为的物块A置于物块B的上方某位置处，A、B均可以看作质点，相距，B与斜面之间有智能涂层材料，可对B施加大小可调节的阻力，当B的速度为零时涂层对其不施加作用力。在某次性能测试中，光滑物块从斜面顶端被静止释放，之后与B发生正碰，碰撞后B向下运动时速度减为零并立即被智能涂层锁住，此过程中B受到涂层的阻力大小与下移距离之间的关系如图乙中的图像。已知B开始静止在弹簧上时，弹簧压缩量为d，重力加速度为，弹簧始终处于弹性限度范围内。求：

（1）A、B碰后瞬间各自的速度，通过计算判断是否为弹性碰撞；

（2）在B第一次向下运动过程中，当的动能为时B的速度大小；

（3）若撤除弹簧，将B锁定在原位置，A、B碰撞前瞬间自动解除锁定，B受到涂层的阻力大小与下移距离之间的关系为，写出B碰后到第一次达到最低点过程位移s与时间的关系式。

参考答案：

1．B

2．D

3．A

4．C

5．A

6．C

7．BD

8．AC

9．ABC

10．A

11．BCD

12．          1.020    

13．     a     10     78/79/80/81/82     2.55/2.56/2.57/2.58/2.59/2.60/2.61/2.62/2.63/2.64/2.65/2.66/2.67/2.68/2.69/2.70     大于

14．（1）；（2）

15．（1），；（2）；（3）

16．（1），方向沿斜面向下，方向沿斜面向上，弹性碰撞；（2）0或；（3）