2023届广西壮族自治区高三下学期第二次模拟考试物理试卷

这是一份2023届广西壮族自治区高三下学期第二次模拟考试物理试卷，共14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。

1.科学家用粒子等轰击原子核，实现原子核的转变并研究原子核的结构，还可以发现和制造新元素。关于核反应方程，下列说法正确的是( )
A. X是电子B. X是质子C. X是中子D. X粒子由卢瑟福发现
2.如图甲为电子扫描仪的结构示意图。电子枪发射电子后，经MN电场加速后射入偏转磁场，磁场变化规律如图乙所示，射出磁场的电子能够在屏幕上一定范围内上下扫描，则( )
A. 加速电场的场强方向为水平向右
B. 电子打在屏幕上P点时，磁场的方向垂直纸面向里
C. 若使磁场在间变化，屏幕上的扫描范围会变大
D. 若减小MN间的加速电压，同时使磁场在间变化，屏幕上的扫描范围有可能不变
3.如图所示，两直梯下端放在水平地面上，上端靠在竖直墙壁上，相互平行，均处于静止状态。梯子与墙壁之间均无摩擦力，下列说法正确的是
A. 梯子越长、越重，所受合力越大
B. 地面对梯子的作用力一定竖直向上
C. 地面对梯子的作用力可能沿梯子向上
D. 地面对梯子的作用力与水平面的夹角大于梯子的倾角
4.如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为，电路中的5个灯泡完全相同，定值电阻，当A、B端输入如图乙所示的交变电压时，5个灯泡亮度相同，则每个灯泡的平均功率为( )
A. 9WB. 12WC. 18WD. 25W
5.斜向上发射的炮弹在最高点爆炸爆炸时间极短成质量均为m的两块碎片，其中一块碎片沿原来的方向飞去。已知炮弹爆炸时距水平地面的高度为H，炮弹爆炸前的动能为E，爆炸后系统的机械能增加了，重力加速度大小为g，不计空气阻力和火药的质量，则两块碎片落地点间的距离为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共5小题，共28分。
6.2021年2月10日，“天问一号”探测器成功进入环绕火星椭圆轨道，在椭圆轨道的近火点接近火星表面制动后顺利进入近火轨道，Q点为近火轨道上的另一点，M点是椭圆轨道的远地点，椭圆轨道的半长轴等于圆形轨道的直径，如图所示。下列说法正确的是( )
A. 探测器在M点的速度最大
B. 探测器在Q点与椭圆轨道上的P点的加速度大小相等
C. 探测器在椭圆轨道上P点与M点的速度之比为
D. 探测器在椭圆轨道与圆轨道上的周期之比为
7.如图所示，纸面内的菱形金属线框ABCD以速度平行于AD方向匀速通过一有界的匀强磁场，磁场的边界PQ、MN相互平行，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里。已知线框的电阻为R，线框的边长和磁场宽度均为L，，，下列说法正确的是( )
A. A点离开磁场后线框内的感应电流沿顺时针方向
B. 线框内感应电动势的最大值为
C. 此过程中穿过线框的磁通量的最大值为
D. 线框穿过磁场的整个过程中回路中的最大热功率为
8.如图所示，竖直固定的光滑细杆上穿着一个小球B，小球通过一根不可伸长的轻绳绕过轻质光滑定滑轮与质量为m的物块A相连，用手将物块A竖直向上托起至定滑轮左侧细绳与竖直方向的夹角为，现突然松手，物块A开始在竖直方向上做往复运动，小球最高能到达M点。已知定滑轮到细杆的距离为d，Q点和定滑轮的高度相同，，，重力加速度大小为g，定滑轮可看作质点，下列说法正确的是( )
A. 小球经过Q点时的加速度大小为gB. 小球的质量为
C. 绳中的最小张力为D. 该系统的最大总动能为
9.图甲是三颗微粒做布朗运动的位置连线图，图乙是氧气分子速率分布图，图丙是静止在水面上的硬币，图丁是农田耕种前锄松土壤，图戊是空气压缩仪点燃硝化棉，下列说法正确的是( )
A. 甲图中，微粒越小，布朗运动越明显
B. 乙图中，温度升高，所有氧分子的速率都增大
C. 丙图中，硬币能浮在水面上，主要是因为水的浮力
D. 丁图中，锄松土壤会破坏土层表面的毛细管，保持土壤水分
E. 戊图中，压缩空气压缩仪内的空气，空气的温度升高，内能增大
10.一列简谐横波沿x轴传播，图甲是时刻该简谐横波的波形图；图乙是平衡位置在处的质点P的振动图像，下列说法正确的是( )
A. 简谐横波沿x轴正方向传播
B. 简谐横波的频率为2Hz
C. 简谐横波的波速为
D. 时质点P在波谷
E. 时平衡位置在处的质点Q在波峰
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某物理兴趣小组用如图甲所示的仪器验证机械能守恒定律。
为了减小实验误差，实验对象应选用______填“金属”或“塑料”小球。
用游标卡尺测量小球的直径，如图乙所示，则小球的直径______cm。
将小球从光电门1的正上方某处由静止释放，计时器记录两个光电门的挡光时间分别为和，同时测得两个光电门之间的距离为L，小球通过光电门时的速度等于小球的直径除以挡光时间，重力加速度大小为g，若______用题中物理量表示成立，则表明该过程中小球的机械能守恒。
12.某实验小组用满偏电流、内阻的灵敏电流计和电动势的电源制作的多用电表的内部电路如图所示，已知多用电表的两个电流挡的量程分别为和，两个电压挡的量程分别为和。
当S接2时，多用电表是量程为________的________填“电流”或“电压”表。
由题意可知电阻________、________。
将S接3，红、黑表笔短接，然后调节滑动变阻器，使灵敏电流计满偏，在两个表笔间接入一定值电阻，灵敏电流计的指针指在刻度盘的2mA处即满偏的，则该定值电阻的阻值为________。
四、计算题：本大题共4小题，共51分。
13.如图所示，质量为m的物块P通过轻弹簧放置于倾角的固定光滑斜面体上。弹簧下端与挡板连接，P与弹簧无拴接，轻质细绳通过轻质光滑滑轮两端分别连接质量为2m的物块Q和质量为8m的物块A，现用手托住物块距地面足够高，使细绳与斜面平行张力恰好为0，松手后物块A开始下落。已知弹簧的劲度系数为k，重力加速度大小为g，弹簧始终在弹性限度内，求：
物块静止时弹簧的压缩量；
物块P、Q分离时的加速度大小a；
物块P、Q分离时物块A下降的高度h。
14.四块相同的金属薄板M、N、P、Q如图所示，其中M、正中间开有小孔竖直平行放置，P、Q水平平行放置，板长均为L，金属板M带正电，N带等量负电，电压为；P、Q两板之间存在竖直向下的匀强电场，右下方有一圆形检测板图中未画出。比荷为的带正电粒子从小孔飘入金属板M、初速度近似为零，粒子经电场加速后进入金属板P、Q之间，偏转后从右侧射出时速度方向的偏转角为，并沿直线打到检测板的圆心处。不计粒子受到的重力，忽略极板的边缘效应。
求粒子进入偏转电场时的速度大小；
求金属板P、Q间的匀强电场的电场强度大小E；
撤去金属板P、Q间的匀强电场，在板间施加一垂直纸面向外的匀强磁场，粒子离开磁场时速度方向的偏转角仍为，且能打在检测板上，求匀强磁场的磁感应强度大小B及检测板的最小半径。
15.如图所示，容积为2V的汽缸固定在水平地面上，汽缸壁及活塞导热性能良好，活塞面积为S，厚度不计。汽缸两侧的单向阀门气体只进不出均与打气筒相连，开始活塞两侧封闭空气的体积均为V，压强均为。现用打气筒向活塞左侧打气15次，向活塞右侧打气10次。已知打气筒每次能打入压强为、体积为的空气，外界温度恒定，空气视为理想气体，不计活塞与汽缸间的摩擦。求：
活塞左、右封闭空气的体积之比k；
汽缸内空气的压强p。
16.如图所示，直角三角形ABC为三棱镜的横截面，，，真空中一束与BC边成角的单色光线从BC边的中点O射入棱镜，在AC边反射后从AB边射出。已知BC边长，光在真空中传播的速度，棱镜对该光线的折射率。求：
光从AB边射出时的折射角；
光在三棱镜中的传播时间t。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】设X的质量数为A，电荷数为Z，则根据质量数、电荷数守恒有，，解得，。故X是中子，AB错误，C正确；
D.中子由查德威克发现，D错误。
故选C。
2.【答案】D
【解析】A.由图可知，电子在加速电场中受到的电场力水平向右，则加速电场的场强方向为水平向左，故A错误；
B.电子打在屏幕上P点时，根据左手定则可知，磁场的方向垂直纸面向外，故B错误；
C.电子在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力
可得
可知磁感应强度越小，电子轨道半径越大，电子打在屏幕上位置离中心位置越近，若使磁场在间变化，屏幕上的扫描范围会变小，故C错误；
D.若减小MN间的加速电压，同时使磁场在间变化，根据，
粒子进入磁场速度减小，屏幕上的扫描范围有可能不变，故D正确。
故选D。
3.【答案】D
【解析】【分析】受力分析是学习力学的最基本能力，基本上所有的力学问题都离不开受力分析，受力分析时一般按照重力、弹力、摩擦力的顺序进行，同时结合弹力、摩擦力的产生条件以及平衡条件分析。
【解答】两梯子处于平衡状态，所受合力均为零，故A错误；
地面对梯子的支持力竖直向上，摩擦力沿水平方向，其合力方向斜向上，当地面对梯子的作用力沿梯子向上或与水平面的夹角小于梯子的倾角时，梯子将发生转动，故BC错误，D正确。
故选D。
4.【答案】C
【解析】设每个灯泡两端的电压为U，由题知，由图乙知输入A、B端的交变电压有效值为
可得电阻R两端的电压为，则
由图甲可知
联立解得电阻R两端的电压为
设通过每个灯泡的电流为I，则通过副线圈的总电流为3I，原线圈的输入电流为I，可知通过电阻R的电流与通过每个灯泡的电流相同，可知通过灯泡的电流为
每个灯泡的功率为
故选C。
5.【答案】B
【解析】炮弹炸裂的过程水平方向动量守恒，设炮弹炸裂前的速度大小为 v ，则
设炸裂后瞬间两块碎片的速度分别为 、 ，有
解得，
根据平抛运动规律有
两块碎片落地点之间的距离
解得
故选B。
6.【答案】BC
【解析】【分析】
本题考查万有引力定律的应用，知道万有引力提供向心力是解题的关键。
根据万有引力提供向心力和开普勒第二定律、第三定律逐一分析即可判断。
【解答】
A.根据开普勒第二定律可知探测器在远地点 M 点的速度最小，A错误；
B.由 ，
可知，探测器在椭圆轨道上的 P 点与在圆轨道上的 Q 点的加速度大小相等，B正确；
C.设火星的半径为 R ，探测器在椭圆轨道上 P 点的速度大小为 ，在 M 点的速度大小为 ，根据开普勒第二定律有
解得，C正确；
D.椭圆的半长轴 ，根据开普勒第三定律有，D错误。
故选BC。
7.【答案】BC
【解析】A.线框的A点离开磁场后，穿过线框的磁通量垂直纸面向里先增大后减小，由楞次定律可知线框中的电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向，选项A错误；
B.从B点进入磁场到D点进入磁场的过程中线框内的感应电动势最大，有，选项B正确；
C.当线框到如图所示的位置时，穿过线框的磁通量最大，此时A点和C点到磁场边界MN和PQ的距离相等，所以穿过线框的磁通量的最大值，选项C正确；
D.回路中感应电动势最大时热功率最大，有，选项D错误。
故选BC。
8.【答案】ABD
【解析】A.小球经过 Q 点时水平方向平衡，在竖直方向仅受到重力作用，加速度大小为 g 。故A正确；
B.根据机械能守恒定律有
解得，故B正确；
C.小球从P到Q，物块A先加速后减小，物块受到的拉力先小于重力后大于重力，小球从Q到最高点，物块A先向上加速后向上减速，物块受到的拉力先大于重力后小于重力，所以最小值应该在最高或者最低点。设小球在最高点的加速度大小为 ，则物块对应的加速度大小为 ，则有 ，
解得
设小球在最低点时的加速度为a
对小球有
对物块有
解得
故C错误；
D.设轻绳与水平方向的夹角为 时，系统的总动能为 ，有
解得
为第一象限内单位圆上的点与定点 连线的斜率，所以
故D正确。
故选ABD。
9.【答案】ADE
【解析】A.甲图中，微粒越小，布朗运动越明显，故A正确；
B.乙图中，温度升高，氧分子的平均速率增大，但不是每一个分子速率都增大，故B错误；
C.丙图中，硬币浮在水面上，主要是因为水的表面张力，故C错误；
D.丁图中，耕种前锄松土壤，会破坏土层表面的毛细管，消除土层表面的毛细现象，保持土壤水分，故D正确；
E.戊图中，压缩空气，外界对气体做功，空气的温度升高，内能增大，故E正确。
故选ADE。
10.【答案】ACD
【解析】A.由图乙可知时刻质点P在平衡位置且沿y轴正方向振动，根据波形平移法可知简谐横波沿x轴正方向传播，故A正确；
B.由图乙可知简谐横波的周期为2s，则频率为，故B错误；
C.根据甲图可知波长为4m，则简谐横波的波速为，故C正确；
D.由图乙可知，时质点P在波谷，故D正确；
E.时刻质点Q在平衡位置向下运动，再经过
质点Q在波谷，即时质点Q在波谷，故E错误。
故选ACD。
11.【答案】金属
【解析】为了减小空气阻力的影响，实验对象密度要大，不能选择塑料材质的，应选择金属小球。
由题图可知游标卡尺为二十分度的，所以小球的直径。
小球从光电门1下落到光电门2的过程中小球的重力势能减小量
动能增加量
若小球下落过程中机械能守恒，则有
整理后有。
12.【答案】；电流 ；
【解析】由电路结构可知，S接1和2时多用电表为电流表，S接1时灵敏电流计与一个电阻串联后再与另外一个电阻并联，接2时两个电阻串联后与灵敏电流计并联，所以S接2时电流表的量程较小，量程为。
由题意可知，S接4时多用电表为量程为的电压表，有
S接5时为量程为的电压表，有
解得
S接2时有
解得。
当S接3时，多用电表为欧姆表，在多用电表进行测量前需要进行的步骤是欧姆调零，将两个表笔短接，调节滑动变阻器使电流表指针指向刻度盘右侧的零刻度线。将S接3时，欧姆调零后，闭合电路的总电阻为
在两个表笔间接入定值电阻后灵敏电流计指针指向满偏的处，有
解得。
13.【答案】根据题意可知，当没有释放物块A时，弹簧被压缩，平衡时有
解得；
根据题意可知，物块P、Q分离时两者之间的弹力为0，由牛顿第二定律，对物块Q和A有
解得；
根据题意可知，物块P、Q分离时具有相同的加速度，由牛顿第二定律，对物块P有
解得。

【解析】本题考查牛顿第二定律和胡克定律，解题关键是灵活选择研究对象并对其受力分析，根据牛顿第二定律列式求解即可。
14.【答案】根据动能定理有
解得；
设粒子在偏转电场中运动的时间为 t ，则有 ， ，
解得；
设粒子经过电场偏转后的侧移量为 ，经过磁场偏转后的侧移量为 ，粒子在磁场中运动的半径为 r ，当粒子的速度与检测板垂直时，存在最小半径，结合几何关系有
， ， ， ，
解得 ， 。

【解析】经过MN间的加速电场的加速，由动能定理可以求出进入PQ板间时速度的大小；
进入竖直向下的匀强电场PQ中粒子做类平抛运动，由最终的偏转角为，从而能求出竖直方向的加速度，也就知道了PQ间电场强度的大小；
粒子加速后直接进入磁场做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力列式，结合几何关系和题设要求，联立求得磁感应强度的大小和检测板的最小半径。
本题是带电粒子先在电场中加速，后又在电场中偏转，或进入磁场做匀速圆周运动的综合题，要注意的是：①在各场区均遵守相应的规律，动能定理、牛顿第二定律等；②电偏转和磁偏转的角度相同，且要在检测板上。
15.【答案】活塞左、右封闭空气的压强始终相同，温度始终不变，所以活塞左、右封闭空气的体积之比等于质量之比，活塞左侧充入压强为、体积为3V的空气，活塞右侧充入压强为、体积为2V的空气，则活塞左、右封闭空气的体积之比为；
对活塞左侧封闭空气，由玻意耳定律
解得，汽缸内空气的压强为。

【解析】活塞左、右封闭空气的体积之比等于质量之比，根据题意，分析体积之比；
对活塞左侧封闭空气，由玻意耳定律，求汽缸内空气的压强。
16.【答案】画出光路图如图所示：
根据折射定律有
解得
由几何关系可知。光线从AB边射出棱镜时，有
解得；
根据几何关系有，
设光在三棱镜中的传播速度为v，则有
可得光在三棱镜中的传播时间为。

【解析】本题考查光的折射，根据光的折射定律结合几何关系求解。