2023届四川省凉山州高三下学期第二次理综物理试题(含答案)

这是一份2023届四川省凉山州高三下学期第二次理综物理试题(含答案)，共22页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1、半径为R的餐桌中心有一个半径为r的圆盘，可绕共同的中心轴转动，圆盘上放置一个质量为m的餐盘（可视为质点），餐盘与圆盘间的动摩擦因数为μ，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。为保证餐盘放在圆盘上任意位置都不从圆盘上滑落，以下说法正确的是( )
A.圆盘的最大角速度的平方为B.圆盘的最大角速度的平方为
C.圆盘的最大线速度的平方为D.圆盘转动的最大周期的平方为
2、下图是可见光谱图和氢原子的能级图，普朗克常量，以下说法正确的是( )
A.氢原子可能向外辐射出能量为12eV的光子
B.能量为2.2eV的电子不可能使氢原子从向能级跃迁
C.大量处在能级的氢原子向低能级跃迁可发出1种可见光
D.大量处在能级的氢原子向低能级跃迁可发出3种可见光
3、如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场B中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，图示bc垂直于纸面向里、ad垂直于纸面向外转动。线圈abcd的电阻阻值为1Ω，在外电路接上理想变压器对电阻的电阻供电，理想交流电压表V的示数为3V，线圈abcd电阻消耗的功率等于R消耗的功率，则( )
A.图示中线圈的磁通量为0，电流方向为adcba
B.理想变压器原、副线圈的匝数比为1:3
C.矩形线圈abcd产生电动势的最大值为6V
D.电阻R消耗的功率为1W
4、我国首颗超百容量高通量地球静止轨道通信卫星中星26号卫星，于北京时间2023年2月23日在西昌卫星发射中心成功发射，该卫星主要用于为固定端及车、船、机载终端提供高速宽带接入服务。如图中星26与椭圆轨道侦察卫星的运行周期都为T，两星轨道相交于两点，连线过地心，D点为远地点。下列说法正确的是( )
A.中星26在C点线速度与侦察卫星在D点线速度相等
B.中星26与侦察卫星可能相遇
C.相等时间内中星26与地球的连线扫过的面积大于侦察卫星与地球的连线扫过的面积
D.相等时间内中星26及侦察卫星与地球的连线扫过的面积相等
5、光滑水平面上质量分别为m、2m的甲、乙两个物体，在相同的水平拉力F的作用下从静止开始运动，甲、乙分别经过t、2t时间的动能之和为，则乙从静止经过3t时间的动能为( )
A.B.C.D.
二、多选题
6、如图甲所示，图形区域存在与圆平面平行的匀强电场E（图中未画出），圆的两条直径AB与CD间的夹角为60°，从A点向圆内不同方向发射速率相同的正电粒子，发现从圆边界射出的粒子中D点射出的粒子速度最大。以A为坐标原点。沿AB方向建立x坐标轴，B点的坐标为2m，x轴上从A到B的电势变化如图乙所示，则( )
A.CD间电势差B.DC间电势差
C.电场强度D.C点的电势为12V
7、如图所示，质量为m的物体A固定在轻弹簧上端，劲度系数为k的弹簧下端固定在地面上，质量为2m的物体B静止在A上，竖直向下的力作用在B上，系统处于静止状态。现减小F使A、B以的加速度一起匀加速上升直到，弹簧在弹性限度内，重力加速度为g，则( )
A.时，物体A和物体B之间压力为2mg
B.物体A、B开始运动后，F随位移均匀的减小
C.A、B从静止到的过程中系统重力势能增加了
D.A、B从静止到的过程中，A、B机械能的增量为
8、如图所示，光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成θ角，导轨间距离为L，垂直于导轨平面向上的匀强磁场为B，轨道上端连接阻值为R的电阻和电容为C的电容器。质量为m的金属杆AC长也为L，电阻不计。现将单刀双掷开关接1，金属杆AC垂直于MN从导轨上由静止释放，经过时间t沿导轨下滑到导轨底端时速度刚好达到最大值。以下说法正确的是( )
A.开关接1，金属杆滑到底端的速度为
B.开关接1，金属杆滑到底端的过程中流过R的电量为
C.开关接2，金属杆沿导轨做加速度为的匀加速运动
D.开关接2，不能求出金属杆滑到底端的速度
9、下列说法中正确的是( )
A.用X光扫描发现新冠病人得白肺，利用了电磁波中X光的穿透能力最强的特点
B.一束光穿过介质1、2、3时，光路如图所示，则光在介质2中的速度最大
C.拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃的反射光
D.泊松亮斑是光通过圆孔发生衍射时形成的
E.在同一种介质中，波长越短的光单个光子动量越大
三、填空题
10、如图甲所示的电路叫“惠斯通电桥”，利用它可以较精确地测量电阻的阻值，图中、，电源电动势为2V、内阻不计。调节电阻箱阻值为如图所示数值时，灵敏电流计G示数恰好为零，则：
（1）电阻箱接入电路阻值________Ω；
（2）若图中B点电势为零，则D点电势________V；
（3）待测电阻________Ω。
11、如图所示，体积相同的玻璃瓶A、B分别装满温度为60℃的热水和0℃的冷水，两瓶水通过______方式改变内能。已知水的相对分子质量是，若B瓶中水的质量为，水的密度为，阿伏伽德罗常数，则B瓶中水分子个数约为______个（保留两位有效数字）.
四、实验题
12、某小组同学想利用如图甲装置验证“小车动能变化与合外力做功的关系”。实验前他们做了如下操作及讨论，已知打点计时器所使用的交流电频率为50Hz，小车质量为m，当地重力加速度为g。
（1）在实验中以下说法正确的是________。
A.实验中，释放小车前，小车应靠近打点计时器
B.打点计时器使用的电源是直流电源
C.平衡摩擦力时不需要取下钩码
D.拉小车的细线与木板应该平行
（2）小组同学正确平衡摩擦力后，挂上钩码进行实验，得到图乙所示的纸带，则小车的加速度为________（保留2位有效数字），由此可判断钩码质量________（选填“满足”或“不满足”）远小于小车质量的要求。
（3）经小组讨论，甲同学提出还可用如下方案进行实验：如图所示，长木板MN水平放置，小车与其间的动摩擦因数已知。薄板OA置于MN上并将A端垫高，测得OA长为L、其在MN上的投影OB长为，A端高AB为。让质量为m的小车由A点滑下，用速度传感器测出小车恰能沿AO匀速下滑，则小车与短木板间的动摩擦因数为________。现将薄板垫高呈状态，此时投影OC长为，端高为，让小车从点由静止下滑到O点，已知当地重力加速度为g，则合力做功为________。忽略小车在O点的动能损失，只需再测量出小车在MN上的滑行距离，就可验证动能定理。
五、计算题
13、在一次消防演练中，演习者被困在第7层楼的房间内，通过救生缓降器进行自救，开始下滑的位置离地面高，要求他在离地面高处开始以的速度匀速下滑着地。演习者调节调速器先加速下滑一段时间后再减速下滑，刚好按要求到达地面。已知演习者的质量为，加速时加速度允许最大值为，减速时加速度允许最大值为，。要求演习者以最短时向到达地面，忽略空气阻力。求：
（1）演习者加速下滑过程中的位移；
（2）整个过程中，缓降器的作用力对演习者所做的功。
14、利用电场与磁场控制带电粒子的运动，在现代科学实验和技术设备中有着广泛的应用。如图，一粒子源不断释放比荷一定的正电粒子，其初速度为零，经过加速电压U后，以速度垂直于平面射入边长为的正方体区域。可调整粒子源及加速电场位置，使带电粒子在边长为L的正方形区域内入射，不计粒子重力及其相互作用。完成以下问题：
（1）求粒子的比荷大小；
（2）若只加平行于的电场，粒子从H点射入，从P点射出，求所加匀强电场的大小和方向；
（3）若仅在正方体区域中加上沿方向的匀强磁场，要让所有粒子都到达平面，求所加匀强磁场磁感应强度的最大值和最小值；
（4）以为原点建立如图所示直角坐标系，若在正方体区域中同时加上沿方向大小为的匀强电场和大小的匀强磁场，让粒子从I入射，求粒子离开正方体区域时的坐标位置（结果可用根号表示，圆周率π取3）。
15、小明在使用运动吸管杯时发现了这样的现象：在温度恒为的室内，向吸管杯内注入开水并迅速盖上带有吸管的杯盖，吸管上端封闭、杯盖与杯体未拧紧，这时有大量气泡从吸管底溢出，过了一会儿，吸管底端不再有气泡溢出，此时水与吸管内气体温度为，测得杯体水面距离吸管顶端为，吸管总长为。已知水面上方气体的压强始终为外界大气压强，吸管内气体可视为理想气体，重力加速度g取，水的密度，求：
（1）吸管底端不再有气泡溢出时， 吸管内气体的压强；
（2）从吸管内溢出气体的质量与吸管内初始气体质量的比值。
16、某同学向平静的水中投掷一块石头激起水波，他对该模型做适当简化，以石头入水点为坐标原点O，沿波传播的方向建立坐标轴，在x轴上P点有一片树叶，若水波为简谐横波，如图所示为时的波动图象和树叶的振动图象。求：
（1）该波波速和处质点的振动方程；
（2）从开始计时，处质点的振动形式第一次传到Q点时间内质点P通过的路程。
参考答案
1、答案：A
解析：AB.为保证餐盘放在圆盘上任意位置都不从圆盘上滑落，只需要餐盘放置在圆盘的边缘处恰好不滑离，此时餐盘与圆盘之间摩擦力达到最大静摩擦力，则有
解得
A正确，B错误；
C.根据上述，角速度达到最大时，线速度到达最大，则有
解得
C错误；
D.根据上述，角速度达到最大时，周期到达最小，则有
解得
即圆盘转动的最小周期的平方为，D错误。
故选A。
2、答案：C
解析：A.氢原子任何两个能级的能级差都不可能是12eV，则氢原子不可能向外辐射出能量为12eV的光子，选项A错误；
B.从向能级跃迁需要吸收的能量为，则能量为2.2eV的电子可能使氢原子从向能级跃迁，选项B错误；
CD.大量处在能级的氢原子向低能级跃迁时刻发出3种频率不同的光子，其中从到跃迁辐射的光子的频率为
该光不是可见光；
从到跃迁辐射的光子的频率为
该光是可见光；
从到跃迁辐射的光子的频率为
该光不是可见光；则大量处在能级的氢原子向低能级跃迁可发出1种可见光，选项C正确，D错误。
故选C。
3、答案：B
解析：A.图示中线圈的磁通量为0，根据右手定则可知电流方向为abcda，故A错误；
B.设电阻R的电流为，线圈abcd的电流为，线圈abcd电阻消耗的功率等于R消耗的功率，则有
理想变压器原、副线圈满足
解得理想变压器原、副线圈的匝数比为1:3；
故B正确；
C.交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时产生的感应电动势为
电压表示数，设副线圈两端电压为，则
则有
解得
矩形线圈abcd产生电动势的最大值为
故C错误；
D.电阻R消耗的功率为
解得
故D错误
故选B。
4、答案：C
解析：A.由开普勒第二定律可知，侦察卫星在D点速度最小，由于中星26与椭圆轨道侦察卫星的运行周期都为T，则中星26在C点线速度大于侦察卫星在D点线速度，故A错误；
B.根据题意，由于中星26与椭圆轨道侦察卫星的运行周期都为T，由图可知，中星26在下半周转动时，侦察卫星在上半周转动，中星26在上半周转动时，侦察卫星在下半周转动，则中星26与侦察卫星不可能相遇，故B错误；
CD.根据题意可知，中星26与椭圆轨道侦察卫星的运行周期都为T，由开普勒第三定律可知，中星26的轨道半径等于侦察卫星的半长轴，令相等时间为周期T，则中星26与地球的连线扫过的面积为圆的面积，侦察卫星与地球的连线扫过的面积为椭圆面积，由于圆的面积大于椭圆面积可知，相等时间内中星26与地球的连线扫过的面积大于侦察卫星与地球的连线扫过的面积，故D错误，C正确。
故选C。
5、答案：A
解析：设在相同的水平拉力F的作用下甲乙两个物体的加速度分别为、，根据题意由牛顿第二定律可得
从静止开始运动，甲、乙分别经过t、2t时间的位移分别为
根据动能定理可得
设乙从静止经过3t时间的动能为，则
故选A。
6、答案：BD
解析：C.从圆边界射出的粒子中D点射出的粒子速度最大，可知电场力做功最大，沿电场线方向的位移最大，可知场强沿CD方向，因圆半径为，则
可得电场强度
选项C错误；
AB.CD间电势差
则DC间电势差
选项A错误，B正确；
D.因B点电势为零，则

则C点的电势为
选项D正确。
故选BD。
7、答案：BD
解析：A.现减小F使A、B以的加速度一起匀加速上升直到，所以时，对B有
解得
故A错误；
B.初始压缩量为
整体分析
整理得
所以物体A、B开始运动后，F随位移均匀的减小，故B正确；
C.当时，上升位移
系统重力势能增加了
故C错误；
D.当时，整体的速度为
A、B从静止到的过程中，A、B机械能的增量为
故D正确。
故选BD。
8、答案：BC
解析：A.开关接1时，根据题意可知经过时间t沿导轨下滑到导轨底端时速度刚好达到最大值，可得
由
联立解得
A错误；
B.开关接1时，根据动量定理
结合
联立解得
故B正确；
C.开关接2时，根据牛顿第二定律可得
又
联立解得金属杆的加速度
可知金属杆沿导轨做加速度为的匀加速运动，故C正确；
D.开关接2时，根据
结合B选项分析可求出金属杆下滑的位移，根据C选项可知金属杆做匀加速直线运动的加速度，根据运动学公式
可求出金属杆滑到底端的速度，故D错误。
故选BC。
9、答案：BCE
解析：A.电磁波谱中的γ光的穿透能力最强，X光的穿透能力小于γ光的穿透能力，A错误；
B.根据
，
解得
，
可知
即光在介质2中的速度最大，B正确；
C.拍摄玻璃橱窗内的物品时，为了减弱玻璃表面反射光的影响，提高清晰度，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃的反射光，C正确；
D.泊松亮斑是光通过小圆盘发生衍射时形成的，D错误；
E.根据
可知，在同一种介质中，波长越短的光单个光子动量越大，E正确。
故选BCE。
10、答案：（1）47（2）-0.5（3）141
解析：（1）由图乙可以看出电阻箱阻值
（2）灵敏电流计示数为零，表明B、C间没有电流通过。B、C两点电势相等，所以有
点A连接电源正极，点D连接电源负极。在支路中，电流方向为，沿电流方向电势降低，则有
解得
（3）在、支路中，有
可得
11、答案：热传递；
解析：若把A、B两只玻璃瓶并靠在一起，则A、B瓶内水的内能都将发生改变，这种改变内能的方式叫热传递。
根据题意，由公式可得，B瓶中水的体积为
一个水分子的体积为
B瓶中水分子个数约为
联立代入数据解得
个
12、答案：（1）AD（2）2.0；满足（3）；
解析：（1）A.为了充分利用纸带，实验中，释放小车前，小车应靠近打点计时器，故A正确；
B.打点计时器使用的电源是交流电源，故B错误；
C.平衡摩擦力时需要取下钩码，不挂重物，但需要连接打点计时器，故C错误；
D.拉小车的细线与木板应该平行，使绳的拉力就是小车的合力，故D正确。
故选AD。
（2）相邻计数点间时间间隔
根据求解加速度为
因为
所以是匀变速运动，满足钩码质量远小于小车质量的要求。
（3）设倾角为θ，小车恰能沿AO匀速下滑
解得
合力做功为
13、答案：（1）（2）
解析：（1）当演习者以最大加速度加速和减速时，所用时间最短。设演习者加速下滑过程中的位移为，加速阶段的末速度为；减速下滑过程中的位移为，则由运动学公式
其中
，
联立解得，演习者加速下滑过程中的位移为
（2）设整个过程中缓降器的拉力对演习者做的功为W，由动能定理可得
代入数据解得
所以整个过程中，缓降器的作用力对演习者所做的功为。
14、答案：（1）（2），沿方向.（3），（4）
解析：（1）粒子在加速电场中，由动能定理
可得，粒子的比荷大小为
（2）若只加平行于的电场时，粒子在正方体区域中做类平抛运动，当H点射入的粒子恰好从P点射出，则由牛顿第二定律和类平抛运动知识，有
联立解得，所加匀强电场的大小为
因为粒子带正电，所以匀强电场的方向为沿方向。
（3）若仅在正方体区域中加上沿方向的匀强磁场时，粒子在正方体区域中做匀速圆周运动，当从H点射入的粒子恰好到达P点时所加的磁场为最小值，由几何关系可得
由洛伦兹力提供向心力得
联立解得，所加磁场的最小值为
当从M点射入的粒子恰好到达N点时所加的磁场为最大值，有
联立解得，所加磁场的最大值为
（3）若在正方体区域中同时加上沿MN方向的匀强电场及匀强磁场，电场加速粒子所带来的速度分量恰与磁场平行，不会带来新的洛伦兹力，故粒子的运动可分解为在磁场中的匀速圆周运动和在电场中的匀加速直线运动，对于在磁场中的圆周运动，正视图如图所示
由洛伦兹力提供向心力得
此时轨道半径为
因为
在磁场中的圆心角为
即
则粒子在磁场中的运动时间
对于在电场中的匀加速直线运动，有
联立解得，在电场中的运动时间为
因分运动与合运动具有等时性，且，则粒子的运动时间为
故粒子完成磁场区域的完整偏转离开立方体时y方向的坐标为
离开立方体时x方向的坐标为
则粒子离开立方体时的位置坐标为。
15、答案：（1）（2）
解析：（1）令吸管内气体压强为，则有
解得
（2）吸管中的气体初始状态为
，，
假设温度升高时，吸管中的气体没有进入上方，而是膨胀成一个整体，该整体的状态为
，，
则有
则从吸管内溢出气体的质量与吸管内初始气体质量的比值
解得
16、答案：（1）0.4m/s，（2）
解析：（1）由图甲可知波长为0.08m，由图乙知周期为0.2s，振幅为0.1m根据公式
在x轴上P点的振动方程设为
由两图可知，是P质点位于平衡位置且向y轴负向振动，带入可解得
则
处质点与质点P相差的相位为
可得处质点的振动方程
（2）从开始计时，处质点的振动形式第一次传到Q点时间为
时，质点P向位于平衡位置且向波谷振动，则该段时间质点P通过的路程为