2023届黑龙江省大庆铁人中学高三下学期第二次模拟考试理综物理试题(含答案)

这是一份2023届黑龙江省大庆铁人中学高三下学期第二次模拟考试理综物理试题(含答案)，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1、我国著名理论物理科学家程开甲，是我国核武器的先驱，荣获了“改革先锋”“国家最高科学技术奖”“八一勋章”“人民科学家”等国家荣誉称号和中国科学院院士等多个优秀奖项与称号，为我国的科研事业奉献了他的一生。在对原子核物理的不断探索中，下列有关原子物理说法中正确的是( )
A.密立根对阴极射线的研究，证实了阴极射线的本质是电子流，并测定了电子的比荷
B.爱因斯坦的光电效应方程，从动量的角度上解释了光的量子化
C.卢瑟福不仅通过α粒子散射实验确定了原子的核式结构，而且用α粒子轰击氮核发现了质子
D.玻尔将量子观念引入原子领域，很好地解释了所有原子光谱的分立特征
2、如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为时刻的波形图，虚线为时的波形图，波的周期，则( )
A.波的周期为1.0sB.在时，P点沿y轴正方向运动
C.经过0.4s，P点经过的路程为0.4mD.在时，Q点到达平衡位置
3、2020年10月26日23点19分，我国在西昌卫星发射中心用长征二号丙运载火箭，成功将遥感三十号07组卫星送入预定轨道，发射获得圆满成功，此次任务还搭载发射了天启星座06星。若两星都发射到赤道平面内圆轨道上做匀速圆周运动，07组卫星标为A星，06星标为B星，某时刻其位置关系如图所示，A、B星与地心O的连线构成一个等腰直角三角形，则下列说法正确的是( )
A.发射A星所需要的能量一定比发射B星所需要的能量多
B.让B是向后喷气，通过一次加速可使B星沿BA直线方向变轨到A星所在轨道做匀速圆周运动
C.在圆轨道上正常运行时，A星的线速度一定比B星的线速度大
D.在圆轨道上正常运行时，A星的角速度一定比B星的角速度小
4、如图甲所示，两个电压表均视为理想电表，电阻为压敏电阻（阻值随所受压力的增大而减小，用柔软的导线与其他电学元件相连且导线足够长），在其受压面上固定一物块。如图乙所示，一半圆柱的工件固定在实验桌面上，A为半圆水平直径的端点，B为半圆的最高点。闭合电键S，将物块和压敏电阻一起置于圆柱表面上，用方向始终沿圆弧的切线方向的力F推物块，使物块和压敏电阻由A点缓慢移动到B点，在此过程中，电压表的示数改变量大小为，电压表的示数改变量大小为，、分别是电压表、示数。下列说法正确的是( )
A.电压表的示数变小B.电压表的示数变小
C.一定小于D.消耗的电功率逐渐减小
5、如图所示，某同学打水漂，从离水面1.25m处以的初速度水平掷出一枚石块。若石块每次与水面接触速率损失，弹跳速度与水面的夹角都是30°，当速度小于1m/s就会落水。已知，，不计空气阻力，假设石块始终在同一竖直面内运动，则下列说法错误的是( )
A.第一次与水面接触后，弹跳速度为5m/s
B.第一个接触点与第二个接触点之间距离为
C.水面上一共出现5个接触点
D.落水处离人掷出点的水平距离为
二、多选题
6、为了测定某平行于纸面的匀强电场的场强，某同学进行了如下操作：取电场内某一位置O点为坐标原点建立x轴，选取x轴上到O点距离为r的P点（图中未标出），以O为圆心、r为半径作圆，如图甲所示：从P点起逆时针沿圆周测量圆上各点的电势和转过的角度θ，当半径r分别取、、时，绘制的图象对应乙图中③、②、①，它们的电势均在时达到最大值，最大值分别为、、下列说法正确的是( )
A.O点为电势零点B.场强的大小为
C.场强方向与x轴正方向的夹角为D.曲线①、②、③的交点M和N在同一等势线上
7、如图所示，跨过轻质滑轮a、b的一根轻质细绳，上端接在天花板上，下端与小物块A相接，A放在长为L、倾角为30°的光滑斜面上，斜面放在水平地面上。物块B用细线悬挂在滑轮a的下方，细线Ab段与斜面平行，动滑轮两侧细线均竖直。A与B的质量分别为m、2m，重力加速度大小为g，不计动滑轮与绳之间的摩擦以及空气阻力。现将A从斜面底端由静止释放，一段时间后，A沿斜面匀加速上滑到斜面的中点，此时B尚未落地，整个过程中斜面始终处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.该过程中，A和B的总重力势能不变
B.该过程中，地面对斜面的摩擦力大小为
C.A到达斜面中点的速率为
D.该过程中，细线的拉力大小为
8、如图甲所示，虚线MN是斜面上平行于斜面底端的一条直线，MN上方存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。时刻将一单匝正方形导体框自与MN距离处由静止释放，直至导体框完全穿出磁场的过程中其速度一时间图象如图丙所示。已知斜面倾角，导体框与斜面间的动摩擦因数，运动中导体框底边与MN始终平行，导体框质量，电阻，边长，重力加速度。设从释放至导体框穿出磁场的过程中，整个导体框所受安培力大小为F，回路中产生的焦耳热的功率为P，通过导体框的电流为I，导体框的机械能为E（释放处），沿斜面下滑的位移为x，则下列图象正确的是( )
A.B.
C.D.
三、实验题
9、如图甲所示，小明将一小球从斜面顶端水平弹出使其做平抛运动，为了研究小球平行于斜面方向的分运动规律，将频闪相机正对斜面拍摄，得到小球运动过程中的频闪照片，并测算出小球沿平行斜面方向的运动距离如图乙所示，已知频闪相机的频闪频率为20Hz。
（1）频闪照片中相邻两个位置的时间间隔为________s；
（2）小明由图乙判断小球平行斜面方向的分运动为匀加速直线运动，他作出该判断的理由是：____________________；
（3）由图乙可计算出小球平行斜面方向的分运动的加速度大小为（结果保留三位有效数字）。
10、电子体温计（图1）正在逐渐替代水银温度计。电子体温计中常用的测温元器件是热敏电阻。某物理兴趣小组制作一简易电子体温计，其原理图如图2所示。
（1）兴趣小组测出某种热敏电阻的图象如图3所示，那么他们选用的应该是图_______电路（填“甲”或“乙”）；
（2）现将上述测量的两个相同的热敏电阻（伏安特性曲线如图3所示）和定值电阻、恒压电源组成如图4所示的电路，电源电动势为6V，内阻不计，定值电阻，热敏电阻消耗的电功率为______W（结果保留3位有效数字）；
（3）热敏电阻的阻值随温度的变化如图5所示，在设计的电路中（如图2所示），已知电源电动势为5.0V（内阻不计），电路中二极管为红色发光二极管，红色发光二极管的启动（导通）电压为3.0V，即发光二极管两端电压时点亮，同时电铃发声，红色发光二极管启动后对电路电阻的影响不计。实验要求当热敏电阻的温度高于38.5°C时红灯亮且铃响发出警报，其中电阻______（填“”或“”）为定值电阻。
四、计算题
11、土卫六是太阳系中唯一拥有稳定大气的卫星，某同学尝试利用一导热性能良好的长方体容器测量土卫六表面的重力加速度。如图所示，将容器竖直放置在地面上，并封闭一定质量的理想气体，用一可自由移动的活塞将气体分成A、B两部分，活塞与容器无摩擦且不漏气，横截面积为S，该处附近的温度恒为27℃，稳定后A部分气体的压强为，体积为，B部分气体的体积为；将该容器倒过来，让B部分气体在上方，此时A部分气体的体积变为。若把容器移至土卫六表面处并竖直放置，A部分气体在上方且体积变为，该处的温度恒为-198℃，地球表面的重力加速度为g，求：
（1）活塞的质量m；
（2）土卫六上容器放置处的重力加速度。
12、有一款推拉门，其三扇门板俯视如图所示，每扇门的宽度均为，质量均为，边缘凸起部位的宽度均为。门完全关闭时，1号门板的左侧以及3号门板的右侧分别与两侧的门框接触时，相邻门板的凸起部位也恰好接触。测试时，将三扇门板均推至最左端，然后用恒力F水平向右推3号门板，每次都经过相同的位移后撤去F，观察三扇门的运动情况。发现当恒力为8.5N时，3号门板恰好能运动到其左侧凸起与2号门板右侧的凸起接触处。设每扇门与轨道间的动摩擦因数均相同，门板凸起部位间的碰撞及门板与门框的碰撞均为完全非弹性碰撞（不黏连）。不考虑空气阻力，取。
（1）求每扇门与轨道间的动摩擦因数（可用分数表示）。
（2）若要实现三扇门恰好完全关闭，则恒力应是多大？
13、通过测量质子在磁场中的运动轨迹和打到探测板上的计数率（即打到探测板上质子数与衰变产生总质子数N的比值），可研究中子（）的β衰变。中子衰变后转化成质子和电子，同时放出质量可视为零的不带电的反中微子。如图所示，位于P点的静止中子经衰变可形成一个质子源，为简化过程，设该质子源在纸面内各向均匀地发射N个质子。在P点下方放置有一足够长的以О为中点的探测板，Р点离探测板的垂直距离OP为。在探测板的上方存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为的匀强磁场。
已知电子质量，中子质量，质子质量（c为光速，不考虑粒子之间的相互作用）。衰变后质子的动量，假定衰变过程中释放的核能全部转化成粒子的动能。
（1）写出中子衰变的核反应式。并求出一个中子衰变后，电子和反中微子两者的总动能（以为能量单位）；
（2）能够打到探测板上的质子，求在磁场中运动的最长时间；
（3）求计数率。
参考答案
1、答案：C
解析：汤姆孙对阴极射线的研究，证实了阴极射线的本质是电子流，这是人类真正意义上第一次发现了电子，此后密立根测定了电子的比荷，A错误；爱因斯坦的光电效应方程，从能量的角度上解释光的量子化，一个电子吸收一个光子的能量，B错误；卢瑟福通过α粒子散射实验确定原子的中间存在原子核，完全否定了汤姆孙的枣糕模型，并且用α粒子轰击氮核，，发现了质子，C正确；玻尔将量子观念引入原子领域，指出原子中的电子轨道是量子化的，很好地解释了氢原子光谱的分立特征，并不能解释所有原子光谱，D错误。
2、答案：C
解析：A.根据题意应用波形平移法可知由实线得到虚线需要将图象沿x轴负方向平移
，其中
故由实线传播到虚线这种状态需要时间
，其中
即
当时，解得
当时，解得
又，故n取0，则波的周期为0.8s，故A错误；
B.时，P点处于波峰，再经过0.3s即，P质点在平衡位置下方向下运动，即沿y轴负方向运动，故B错误；
C.经过0.4s即半个周期，质点P经过的路程为2A，即等于0.4m，故C正确；
D.从经过0.2s即四分之一周期，由“平移法”可知，Q质点仍位于平衡位置下方，故D错误。
故选C。
3、答案：D
解析：因为不知道卫星的质量，故无法比较发射卫星所需的能量，A错误；对B星加速可以使B星到达A星所在的较高轨道，但变轨过程做曲线运动，不可能沿直线运动到A，B错误；A、B两星各自在圆轨道上运行时，运行轨道半径，根据万有引力提供向心力有，则线速度，角速度，故有，C错误，D正确。
4、答案：B
解析：AB.物块和压敏电阻由A点缓慢移动到B点，物块对压敏电阻的压力逐渐增大，压敏电阻的阻值逐渐减小，根据“串反并同”可知电压表的示数增大，电压表的示数减小，故A错误，B正确；
C.根据串联并联电路特点可知，可以判断和的大小关系，无法判断和的大小关系，故C错误；
D.通过的电流增大，两端的电压减小，由于内、外电阻关系未知，所以无法判断消耗电功率的变化，故D错误。
故选B。
5、答案：C
解析：A.从抛出点到第一次接触水面根据平抛运动则有
得
抛出点到第一个入水点的距离为
且
弹跳速度为
A正确，不符合题题；
B.从第一次接触水面到第二次接触水面所用时间为
第一个接触点与第二个接触点之间距离为
B正确，不符合题意；
C.从第二次接触水面到第三次接触水面所用时间为
第二个接触点与第三个接触点之间距离为
同理可得第三个接触点与第四个接触点之间距离为
第四次接触水面后弹跳速度为
由此可知，第四次接触后落入水中，因此一共出现4个接触点，C错误，与题意相符；
D.落水点离掷出点得水平距离
D正确，与题意不符。
故选C。
6、答案：BD
解析：A.根据曲线③的峰值为，最小值为0，因为是匀强电场，坐标原点O的电势为
故A项错误；
B.根据图象，曲线①的峰值最大，曲线①对应的r最大，取值为，曲线③对应的半径为，电场强度的大小为
故B项正确；
C.电场强度方向从电势最高点指向电势最低点，根据图象，电场方向与x轴负方向夹角为角，故C项错误；
D.匀强电场中由图象知，角度相同，而半径分别为、、处的电势相等，说明O点与其处在同一个等势面上，即M、N处在同一个等势面上，M、N相差180°，如图所示，故D项正确。
故选BD。
7、答案：BD
解析：A.由于A沿斜面匀加速上滑，B沿竖直方向匀加速下降，即A和B的总动能增加，故总重力势能减少，A错误；
C.A沿斜面匀加速上滑到斜面中点的过程中，据机械能守恒可得
又
联立解得
，
C错误；
D.设细线上的拉力大小为F，设A的加速度大小为a，由于B的加速度为A的加速度的一半，对A、B分别由牛顿第二定律可得
联立解得
，
D正确；
B.A对斜面的压力大小为
对于斜面，在水平方向由平衡条件可得，地面对斜面的摩擦力大小为
B正确。
故选BD。
8、答案：AD
解析：A.内，根据感生电动势，得
由于上下两个边均切割磁感线因此动生电动势为0；回路中感应电流沿顺时针方向，导体框所受安培力对边相抵
根据功能关系得：从开始到处过程中导体框所受安培力合力为0，做匀加速直线运动，加速度
解得
1s末速率
位移
之后磁感应强度B不变
，
导体框开始匀速穿出磁场，故A正确；
B.内
解得
恒定不变，故B错误；
C.内，通过导体框的电流
故C错误；
D.内导体框机械能满足
，
即
处
从到处过程中满足
解得
处时
故D正确。
故选AD。
9、答案：（1）0.05（2）在误差允许的范围内，相同时间间隔内相邻的位移差为定值（3）1.30
解析：（1）频闪相机的频闪频率为20Hz，根据频率与周期的关系可得频闪照片中相邻两个位置的时间间隔为
（2）根据图乙可得各相邻时间间隔内的位移分别为
则各相邻时间间隔内的位移差分别为
在误差允许的范围内，相同时间间隔内相邻的位移差为定值，故小球平行斜面方向的分运动为匀加速直线运动。
（3）根据匀变速直线运动位移差公式可得小球平行斜面方向的分运动的加速度大小为
10、答案：（1）乙（2）（3）
解析：（1）描绘热敏电阻的伏安特性曲线，要求电压从0开始调节，故选择分压电路乙。
（2）设热敏电阻两端电压为U、通过热敏电阻的电流为I，根据闭合电路欧姆定律有
代入数据得
作出图线如图所示
图线交点表示此时热敏电阻的电压为2.4V、电流为6mA，故电功率
（3）由于热敏电阻阻值随温度的升高而降低，要使发光二极管电压时点亮，则有分压随总电阻的减小而增大，由串联电路中的电压之比等于电阻之比，为热敏电阻，为定值电阻。
11、答案：（1）（2）
解析：（1）设A部分气体在下方时，压强为，则对A部分气体由玻意耳定律得
解得
对活塞受力分析，则A部分气体在上方时，满足
A部分气体在下方时，满足
对B部分气体由玻意耳定律得
解得
（2）由题意知
对A部分气体由理想气体状态方程得
对B部分气体由理想气体状态方程得
且由平衡条件得
解得
12、答案：（1）0.01（2）42.5N
解析：（1）设每扇门与轨道间的动摩擦因数为μ，根据动能定理
解得
（2）设3号门板和2号门板碰撞前速度的大小为，根据动能定理
设3号门板和2号门板碰撞后速度的大小为，根据动量守恒定律有
3号门板与2号门板碰撞后一起向右运动的过程中，根据动能定理
解得
13、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）核反应方程满足质量数和质子数守恒
核反应过程中
根据动量和动能关系
则总动能为
（2）质子运动半径
如图甲所示，在磁场中运动时间最长的质子，其轨迹圆的圆心在，其从P点射出时速度方向与OP成α角，根据几何关系，不难求得
则其轨迹所对的圆心角为，故运动时间为
（3）打到探测板对应发射角度
可得质子计数率为