湖南省怀化市中方县2022-2023学年高三年级第二次调研考试物理试题

这是一份湖南省怀化市中方县2022-2023学年高三年级第二次调研考试物理试题，共14页。

2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。
一、单项选择题：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、如图所示，一固定斜面上两个质量均为m的小物块A和B紧挨着匀速下滑，A与B的接触面光滑。已知A与斜面之间的动摩擦因数是B与斜面之间的动摩擦因数的2倍，斜面倾角为α，重力加速度为g。B与斜面之间的动摩擦因数μ与A、B间弹力FN的大小分别是（ ）
A．μ=tanα，FN=mgsinα
B．μ=tanα，FN=mgsinα
C．μ=tanα，FN=mgcsα
D．μ=tanα，FN=mgsinα
2、已知长直导线中电流I产生磁场的磁感应强度分布规律是B=（k为常数，r为某点到直导线的距离）。如图所示，在同一平面内有两根互相平行的长直导线甲和乙，两导线通有大小分别为2I和I且方向相反的电流，O点到两导线的距离相等。现测得O点的磁感应强度的大小为。则甲导线单位长度受到的安培力大小为（ ）
A．B．C．D．
3、一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为。假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为的物体，物体静止时，弹簧测力计的示数为F。已知引力常量为G，则这颗行星的质量为（ ）
A．B．C．D．
4、在如图所示的位移（x）—时间（t）图象和速度（v）—时间（t）图象中，给出的四条图线甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况，则下列说法正确的是（ ）
A．0~t1时间内，乙车的速度一直大于甲车的速度
B．0~t1时间内，甲车与乙车之间的距离先增大后减小
C．0~t2时间内，丙、丁两车的距离逐渐减小
D．0~t2时间内，丁车的速度先大于丙车，后小于丙车
5、如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，结果受到激发后的氢原子能辐射出六种不同频率的光子。让辐射出的光子照射某种金属，所有光线中，有三种不同波长的光可以使该金属发生光电效应，则下列有关说法中正确的是（ ）
A．受到激发后的氢原子处于n=6能级上
B．该金属的逸出功小于10.2eV
C．该金属的逸出功大于12.75eV
D．光电子的最大初动能一定大于2.55eV
6、如图所示，四个小球质量分别为、、、，用细线连着，在和之间细线上还串接有一段轻弹簧，悬挂在光滑定滑轮的两边并处于静止状态。弹簧的形变在弹性限度内重力加速度大小为，则下列说法正确的是（ ）
A．剪断间细线的一瞬间，小球的加速度大小为
B．剪断间细线的一瞬间，小球和的加速度大小均为
C．剪断间细线的一瞬间，小球的加速度大小为零
D．剪断球上方细线的一瞬间，小球和的加速度大小均为零
二、多项选择题：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，有多个选项是符合题目要求的。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、科学实验证明，通电长直导线周围磁场的磁感应强度大小，式中常量k>0，I为电流强度，l为距导线的距离。如图所示，三根完全相同且通有恒定电流的长直导线a、b、c，其截面位于等边三角形的三个顶点，a、b、c通过的恒定电流大小分别为Ia、Ib、Ic，b、c位于光滑绝缘水平面上，三根导线均可保持静止状态，则（ ）
A．a、b通有同向的恒定电流
B．导线a受的合磁场力竖直向上
C．导线a、b所受的合磁场力大小相等、方向相反
D．导线a、b、c上通有的电流大小关系为Ia＝2Ib＝2Ic
8、一列周期为0.8 s的简谐波在均匀介质中沿x轴传播，该波在某一时刻的波形如图所示；A、B、C是介质中的三个质点，平衡位置分别位于2 m、3 m、6 m 处．此时B质点的速度方向为－y方向，下列说法正确的是( )
A．该波沿x轴正方向传播，波速为10 m/s
B．A质点比B质点晚振动0.1 s
C．B质点此时的位移为1 cm
D．由图示时刻经0.2 s，B质点的运动路程为2 cm
E.该列波在传播过程中遇到宽度为d＝4 m的障碍物时不会发生明显的衍射现象
9、 “HAT-P-1”是迄今为止发现的河外星系最大的行星，围绕某恒星A做圆周运动，“HAT-P-1”距离地球的间距大约为450光年。另观测到该行星的半径为R，已知在该行星表面的重力加速度为g。由以上条件可求解的物理量是（ ）
A．恒星A的密度B．行星“HAT-P-1”的第一宇宙速度
C．行星“HAT-P-1”绕恒星A运行的周期D．绕“HAT-P-1”运行的卫星的最小周期
10、如图所示，一定质量的理想气体从状态依次经过状态、和后再回到状态。其中，状态和状态为等温过程，状态和状态为绝热过程。在该循环过程中，下列说法正确的是__________。
A．的过程中，气体对外界做功，气体放热
B．的过程中，气体分子的平均动能减少
C．的过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加
D．的过程中，外界对气体做功，气体内能增加
E.在该循环过程中，气体内能增加
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）某同学用图（a）所示装置“探究弹力和弹簧伸长的关系”。弹簧的上端固定在铁架台支架上，弹簧的下端固定一水平纸片（弹簧和纸片重力均忽略不计），激光测距仪可测量地面至水平纸片的竖直距离h。
(1)该同学在弹簧下端逐一增挂钩码，每增挂一个钩码，待弹簧__________时，记录所挂钩码的重力和对应的h；
(2)根据实验记录数据作出h随弹簧弹力F变化的图线如图（b）所示，可得未挂钩码时水平纸片到地面的竖直距离h0=______cm，弹簧的劲度系数k=_______ N/m。（结果都保留到小数点后一位）
12．（12分）某同学欲用伏安法测定一阻值约为5Ω的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：
A．直流电源E(电动势约为4.5V，内阻很小)；
B．直流电流表A1(量程0～0.6A，内阻约为0.1Ω)；
C．直流电流表A2(量程0～3A，内阻约为0.2Ω)；
D．直流电压表V1(量程0～3V，内阻约为3kΩ)；
E．直流电压表V2(量程0～15V，内阻约为6kΩ)；
F．滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω)；
G．开关、导线若干。
（1）在备选器材中，实验中电流表应选_____，电压表应选_____；(均填写器材前字母序号)
（2）该同学连接了部分电路，如图甲所示，还有三根导线没有连接，请帮助该同学完成连线；（______）
（3）按要求完成了电路连接后，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最_____(选填“左”或“右”)端；
（4）该同学正确操作，电流表和电压表的表盘示数如图乙所示，则电阻的测量值为________Ω；该测量值__________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示为一个用折射率n=的透明介质做成的四棱柱的截面图，其中∠A=∠C=90°，∠B=60°，BC=20cm．现有一单色光在色细光束从距B点30cm 的O点垂直入射到棱镜的AB面上．每个面上的反射只考虑一次，已知光在真空中的速度为c=3.0×108 m/s．求：
（1）最先从棱镜射出的光束的折射角；
（2）从BC 面射出的光束在棱镜中运动的时间．
14．（16分）如图所示，在匀强磁场中水平放置两根平行的金属导轨，导轨间距L＝1.0 m。匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度B＝0.20 T。两根金属杆ab和cd与导轨的动摩擦因数μ＝0.5。两金属杆的质量均为m＝0.20 kg，电阻均为R＝0.20 Ω。若用与导轨平行的恒力F作用在金属杆ab上，使ab杆沿导轨由静止开始向右运动，经过t＝3 s，达到最大速度v，此时cd杆受静摩擦力恰好达到最大。整个过程中两金属杆均与导轨垂直且接触良好，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，金属导轨的电阻可忽略不计，取重力加速度g＝10 m/s2。求：
(1)ab杆沿导轨运动的最大速度v；
(2)作用在金属杆ab上拉力的最大功率P；
(3)ab棒由静止到最大速度的过程中通过ab棒的电荷量q。
15．（12分）如图所示，为常德市某小区在防治新冠疫情过程中用于喷洒消毒液的喷雾器，由三部分构成，左侧为手持式喷雾管，管底部有阀门K；中间为储药桶，桶的横截面积处处相等为S=400cm2，桶高为H=50cm，桶的上方有可以关闭的盖子；右侧是通过体积可忽略的细管连通的打气装置，每次打进V0=700cm3的空气。某次消毒需将喷嘴举高到比桶底高处，工作人员关闭阀门K，向桶中装入了h=30cm深的药液，封闭盖子，为了能使储药桶中消毒液全部一次性喷出，通过打气装置向桶内打气。求需要打气多少次才能达到目的？（已知大气压强，消毒液的密度为水银密度的0.1倍，不考虑在整个消毒过程中气体温度的变化。桶内药液喷洒完时喷管内仍然充满药液，设喷管内部体积远小于储药桶的体积）
参考答案
一、单项选择题：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、A
【解析】
以AB整体为研究对象，根据平衡条件得
2mgsinα=μAmgcsα+μBmgcsα=2μmgcsα+μmgcsα
解得
对B受力分析可知，B受重力、支持力、A的弹力及摩擦力而处于平衡状态；则有
mgsinα=μmgcsα+
解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
2、C
【解析】
设两导线间距为d，根据右手螺旋定则知，甲导线和乙导线在O点的磁感应强度方向均为垂直纸面向里，根据矢量叠加有
乙导线在甲导线处产生的磁感应强度大小
则甲导线单位长度受到的安培力大小
C正确，ABD错误。
故选C。
3、C
【解析】
因在行星表面质量为的物体静止时，弹簧测力计的示数为，则可知行星表面的重力加速度
又
对卫星：
联立解得：
故选C。
4、B
【解析】
A．根据位移－时间图象的斜率表示速度，由图象可知，乙车的速度在0~t1时间内并不是一直大于甲车的速度，故A错误；
B．根据位移－时间图象的斜率表示速度，由图象可知，甲图线的斜率不变，说明甲的速度不变，做匀速直线运动，乙车的速度先大于甲车的速度后小于甲车的速度，且由同一地点向同一方向运动，则0~t1时间内，甲车与乙车之间的距离先增大后减小，故B正确；
CD．由速度－时间图像可知，0~t2时间内，丁车的速度一直比丙车速度大，且由同一地点向同一方向运动，则两车间的距离一直增大，故CD错误。
故选B。
5、B
【解析】
A．根据公式可知
所以由跃迁规律可得由第4能级向低能级跃迁时，产生6种不同频率的光子，故A错误；
BC．由题意及能级差关系可知跃迁到基态的三种光能使其发生光电效应，所以金属逸出功小于由跃迁到产生的光子能量
金属逸出功大于由跃迁到产生的光子能量
故B正确，C错误；
D．由于金属的逸出功不知具体数值，所以根据可知光电子的最大初动能也不能确定具体值，故D错误；
故选B。
6、C
【解析】
AB．开始时，弹簧的弹力为，剪断CD间细线的一瞬间，弹簧的弹力不变，则小球C的加速度大小为
AB的加速度为零，故AB错误；
C．同理可以分析，剪断AB间细线的一瞬间，小球C的加速度大小为0，故C正确；
D．剪断C球上方细线的一瞬间，弹簧的弹力迅速减为零，因此小球A和B的加速度大小为，故D错误。
故选C。
二、多项选择题：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，有多个选项是符合题目要求的。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、BD
【解析】
AB．对长直导线分析，长直导线受到重力、长直导线对长直导线的磁场力和长直导线对长直导线的磁场力，根据平衡条件可知长直导线与长直导线作用力是相互排斥，长直导线对长直导线作用力是相互排斥，所以长直导线与长直导线有反向的恒定电流，长直导线受的合磁场力竖直向上，且有大小等于长直导线的重力，故A错误，B正确；
C．视长直导线、、整体，对其受力分析，根据平衡条件可得光滑绝缘水平面对长直导线支持力等于长直导线重力的倍；对长直导线受力分析，受到重力、光滑绝缘水平面对其支持力、长直导线对其吸引力和长直导线对其排斥力，根据力的合成与分解可得长直导线所受的合磁场力大小等于长直导线重力的倍，方向竖直向下，故C错误；
D．对长直导线受力分析，在水平方向，根据平衡条件可得
即可得
对长直导线受力分析，同理可得
故D正确；
故选BD。
8、BCD
【解析】
由题图知，波长λ＝8 m，则波速为v＝m/s＝10 m/s．此时B质点的速度方向为－y方向，由波形的平移法知，该波沿x轴负方向传播，故A错误；A质点与B质点平衡位置相距x＝1 m，则波从B质点传到A质点的时间t＝s＝0.1 s，故B正确；B质点此时的位移为y＝sinπ cm＝1 cm，故C正确；由题图所示时刻经 0.2 s＝T，由波形平移法可知，x＝5 m处质点的状态传到B质点，B质点的运动路程为s＝2y＝2 cm，故D正确；因该列波的波长为8 m，则该列波在传播过程中遇到宽度为d＝4 m的障碍物时会发生明显的衍射现象，故E错误．
9、BD
【解析】
AC．本题中不知道行星“HAT-P-1”绕恒星A运动的任何量，故不可计算恒星A的密度和绕A运动的周期，AC错误；
BD．根据在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的卫星，重力提供向心力得
解得
，
则行星“HAT-P-1”的第一宇宙速度就是在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的线速度，所以行星“HAT-P-1”的第一宇宙速度就是，行星“HAT-P-1”附近运行的卫星的最小周期就是在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的周期，所以最小周期是，故BD正确。
故选BD。
10、BCD
【解析】
A．A→B过程中，体积增大，气体对外界做功，温度不变，内能不变，气体吸热，故A错误；
B．B→C过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B正确；
C．C→D过程中，等温压缩，体积变小，分子数密度变大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，故C正确；
D．D→A过程中，绝热压缩，外界对气体做功，内能增加，故D正确；
E．循环过程的特点是经一个循环后系统的内能不变。故E错误。
故选BCD。
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、静止 120.0 31.3
【解析】
(1)[1]该同学在弹簧下端逐一增挂钩码，每增挂一个钩码，待弹簧静止时，此时弹力与重力大小相等，记录所挂钩码的重力和对应的h
(2)[2]由图可知，当时
即为未挂钩码时水平纸片到地面的竖直距离
[3]由胡克定律可得，即图像斜率绝对值的倒数表示弹簧劲度系数则有
12、B D 右 4.79 小于
【解析】
（1）[1][2]因
所以电流表应选B，因为电源电动势只有4.5V，所以电压表应选D。
（2）[3]因为电流表内阻较大，所以电流表外接，电路连接如图所示
（3）[4]当滑动变阻器的滑片在左端时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，所以开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最右端。
（4）[5][6]题图乙中电压表示数为2.30V，电流表示数为0.48A，所以电阻的测量值
由于电压表有分流，故电阻的测量值偏小。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、（1）600（2）2×10-9s
【解析】
（1）光束从O点垂直AB面进入棱镜，射到CD面上，由几何关系入射角为300
由
可知C>300，所以在CD面上有光线折射出．
由折射定律
解得最先从棱镜射出的光束的折射角γ=600
（2）当光经CD面反射后沿EF射到AB面时，可知入射角为600，因C<600,因此在AB面将发生全反射，此后光垂直于BC 面从G点射出，
由几何关系可知 FG=10cm
由
光束在棱镜中运动的时间
解得t=2×10-9s
【点睛】
本题关键掌握全反射的条件，并能结合几何知识判断能否发生全反射．再运用折射定律求解．
14、 (1)10m/s(2)20W(3)5C
【解析】
(1)金属杆cd受力平衡：
F安=μmg
根据电磁感应定律，金属杆ab上产生的感应电动势为：
E感=BLv
根据闭合电路欧姆定律，通过金属杆ab的电流：
I=，F安=BIL
由以上四式可得：
v=10m/s。
(2)金属杆ab受力平衡，受拉力：
F=F安＋μmg
根据功率公式：
P=Fv
解得：
P=20W。
(3)对杆ab，由动量定理有：
(F－μmg)t－BILt=mv－0
即：
(F－μmg)t－BLq=mv
解得：
q=5C。
15、20次
【解析】
当桶内装入深的药液时，桶内气体体积为
①
末状态欲使桶内药液全部喷出，对桶内剩余的空气进行分析
②
根据玻意耳定律，末状态桶内气体可转化为与空气压强相同的气体
③
需要打气次数
④
联立上式得
次