2023学年湖南省宁乡高三第二次模拟考试物理试卷含解析

2023学年高考物理模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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、已知地球质量为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的4倍．若在月球和地球表面同样高度处，以相同的初速度水平抛出物体，抛出点与落地点间的水平距离分别为和，则：约为A．9：4 B．6：1 C．3：2 D．1：12、双星系统中两个星球A、B的质量都是m，相距L，它们正围绕两者连线上某一点做匀速圆周运动。实际观测该系统的周期T要小于按照力学理论计算出的周期理论值T0，且，于是有一人猜测这可能是受到了一颗未发现的星球C的影响，并认为C位于A、B的连线正中间，相对A、B静止，则A、B组成的双星系统周期理论值T0及C的质量分别为（）A．， B．，C．， D．，3、2019年8月我国已经建成了新托卡马克（EAST）装置一中国环流器二号M装置（HL—2M），为“人造太阳”创造了条件，其等离子温度有望超过2亿摄氏度，将中国的聚变堆技术提升到了新的高度。设该热核实验反应前氘核（）的质量为，氚核（）的质量为，反应后氦核（）的质量为，中子（）的质量为。关于聚变的说法正确的是（）A．核裂变比核聚变更为安全、清洁B．由核反应过程质量守恒可知。C．两个轻核结合成质量较大的核，比结合能较聚变前减少D．HL—2M中发生的核反应方程式是4、如图，梯形小车a处于光滑水平面上，一弹性绳将小车a与竖直墙壁连接（松弛），a倾斜的上表面放有物块b，现给a和b向左的相同速度v0，在之后的运动过程中，a与b始终保持相对静止。则在弹性绳从伸直到长度最大的过程中（）A．b对a的压力一直增大B．b对a的摩檫力一直减小C．b对a的作用力一直减小D．b对a的作用力方向水平向左5、如图所示，从高h=1.8m的A点将弹力球水平向右抛出，弹力球与水平地面碰撞两次后与竖直墙壁碰撞，之后恰能返回A点。已知弹力球与接触面发生弹性碰撞，碰撞过程中，平行于接触面方向的速度不变，垂直于接触面方向的速度反向但大小不变，A点与竖直墙壁间的距离为4.8m，重力加速度g=10m/s2，则弹力球的初速度大小为（）A．1.5m/s B．2m/s C．3.5m/s D．4m/s6、如图所示，a、b、c、d为圆上的四个点，ac、bd连线过圆心且相互垂直，置于圆心处带正电的点电荷在a点产生的场强大小为E。若在该空间再施加一沿ac方向的大小为2E的匀强电场后，以下说法正确的是()A．a点的场强大小为3E，方向由c到aB．c点的场强大小为3E，方向由c到aC．b、d两点的场强相同，大小都为ED．b、d两点的场强不相同，但大小都为E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、如图所示为一简化后的跳台滑雪的雪道示意图，运动员从O点由静止开始，在不借助其它外力的情况下，自由滑过一段圆心角为60°的光滑圆弧轨道后从A点水平飞出，落到斜坡上的B点。已知A点是斜坡的起点，光滑圆弧轨道半径为，斜坡与水平面的夹角，运动员的质量，重力加速度。下列说法正确的是（）A．运动员从O运动到B的整个过程中机械能守恒B．运动员到达A点时的速度为2m/sC．运动员到达B点时的动能为JD．运动员从A点飞出到落到B点所用的时间为s8、如图所示，点为一粒子源，可以产生某种质量为电荷量为的带正电粒子，粒子从静止开始经两板间的加速电场加速后从点沿纸面以与成角的方向射入正方形匀强磁场区域内，磁场的磁感应强度为，方向垂直于纸面向里，正方形边长为，点是边的中点，不计粒子的重力以及粒子间的相互作用，则下列说法正确的是（）A．若加速电压为时，粒子全部从边离开磁场B．若加速电压为时，粒子全部从边离开磁场C．若加速电压为时，粒子全部从边离开磁场D．若加速电压由变为时，粒子在磁场中运动时间变长9、如图所示，一直角三角形acd在竖直平面内，同一竖直面内的a、b两点关于水平边cd对称，点电荷、固定在c、d两点上。一质量为m、带负电的小球P在a点处于静止状态，取重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．对P的静电力大小为B．、的电荷量之比为C．将P从a点移到b点，电场力做功为零D．将P从a点沿直线移到b点，电势能先增大后减小10、如图所示为匀强电场中的一组等间距的竖直直线，一个带电粒子从A点以一定的初速度斜向上射入电场，结果粒子沿初速度方向斜向右上方做直线运动，则下列说法正确的是（）A．若竖直直线是电场线，电场的方向一定竖直向上B．若竖直直线是电场线，粒子沿直线向上运动过程动能保持不变C．若竖直直线是等势线，粒子一定做匀速直线运动D．若竖直直线是等势线，粒子沿直线斜向上运动过程电势能增大三、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）用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证系统机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带：两物体从静止释放，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知m1=50g、m2=150g，交流电的频率为50Hz，g取9.8m/s2则：（结果保留两位有效数字）（1）在纸带上打下记数点5时的速度v=_________m/s；（2）在计数点0到计数点5过程中系统动能的增量△EK=_________J，系统势能的减少量△EP=_________J；（3）实验结论：______________。12．（12分）为了测量木块与木板间动摩擦因数，某实验小组使用位移传感器设计了如图所示的实验装置，让木块从倾斜木板上A点由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离。位移传感器连接计算机，描绘出滑块与传感器的距离s随时间t变化规律，取g10m/s2，sin370.6，如图所示：(1)根据上述图线，计算可得木块在0.4s时的速度大小为v（______）m/s；(2)根据上述图线，计算可得木块的加速度大小a（______）m/s2；(3)现测得斜面倾角为37，则（______）。（所有结果均保留2位小数）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）如图所示为一种运动游戏，运动员从起跑线开始推着滑板加速一段相同距离后，再跳上滑板自由滑行，滑行距离远但又不掉入水池的为获胜者，其运动过程可简化为以下模型：一质量M=60kg的运动员用与水平方向成角的恒力F斜向下推静止于A点、质量m=20kg的滑板，使其匀加速运动到P点时迅速跳上滑板（跳上瞬间可认为滑板速度不变），与滑板一起运动到水池边的B点时刚好停下，已知运动员在AP段所施加的力F=200N，AP长为x1，PB长x2=24m，滑板与水平面间的动摩擦因数为，不计滑板长和空气阻力，重力加速度g=10m/s2，sin=0.6，求：(1)AP长x1；(2)滑板从A到B所用的时间t（保留两位有效数字）。14．（16分）如图所示，两根平行光滑金属导轨固定在水平桌面上，左端连接定值电阻，导轨间距。整个装置处在方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度，一质量、电阻的金属棒放在导轨上，在外力F的作用下以恒定的功率从静止开始运动，当运动距离时金属棒达到最大速度，此时撤去外力，金属棒最终停下，设导轨足够长。求：(1)金属棒的最大速度；(2)在这个过程中，外力的冲量大小；(3)撤去外力后电阻R放出的热量。15．（12分）如图所示，在真空室内的P点，能沿平行纸面向各个方向不断发射电荷量为+q、质量为m的粒子（不计重力），粒子的速率都相同。ab为P点附近的一条水平直线，P到直线ab的距离PC=L，Q为直线ab上一点，它与P点相距PQ=，当直线ab以上区域只存在垂直纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场时，水平向左射出的粒子恰到达Q点；当ab以上区域只存在沿PC方向的匀强电场时，其中水平向左射出的粒子也恰好到达Q点。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：(1)粒子的发射速率；(2)仅有电场时PQ两点间的电势差；(3)仅有磁场时，能到达直线ab的粒子所用最长时间和最短时间。

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】设月球质量为，半径为，地球质量为M，半径为R．

已知，，

根据万有引力等于重力得：则有：

因此…①

由题意从同样高度抛出，…②联立①、②解得：

在地球上的水平位移

在月球上的；

因此得到：，故A正确，BCD错误．点睛：根据万有引力等于重力，求出月球表面重力加速度和地球表面重力加速度关系，运用平抛运动规律求出两星球上水平抛出的射程之比．2、D【解析】

两星的角速度相同，根据万有引力充当向心力知：可得r1=r2①两星绕连线的中点转动，则有：②所以③由于C的存在，双星的向心力由两个力的合力提供，则④又⑤解③④⑤式得可知D正确，ABC错误。故选D。3、D【解析】

A．轻核聚变比核裂变更为安全、清洁，选项A错误；B．核反应过程中质量数守恒，但质量不守恒，核反应过程中存在质量亏损，因此选项B错误；C.两个轻核结合成质量较大的核，根据质量亏损与质能方程，则有聚变后比结合能将增大，选项C错误；D．根据质量数和核电荷数守恒知HL—2M中发生的核反应方程式是选项D正确。故选D。4、A【解析】

AB．整体受到的弹性绳的拉力越来越大，则加速度越来越大，即整体做加速度越来越大的减速运动，则b也做加速度越来越大的减速运动，对b受力分析，由牛顿第二定律可知，则随着加速度a的增加，a对b的支持力N一直增大；即则随着加速度a的增加，a对b的摩擦力f可能先减小后增大，根据牛顿第三定律，b对a的压力一直增大，b对a的摩擦力可能先减小后增大，A正确，B错误；

CD．b受到a的作用力和重力，由于b的加速度水平线向右越来越大，根据牛顿第二定律，a对b的作用力一直增大，a对b的作用力方向斜向右上方，根据牛顿第三定律，b对a的作用力一直增大，方向斜向左下方，CD错误。故选A。5、B【解析】

由题意可知，小球在竖直方向做自由落体运动，则由对称性可知，小球第一次落地时的水平位移为则初速度故选B。6、D【解析】

A．由点电荷在a点产生的场强与匀强电场方向相反可知，a点的合场强大小为E，方向由a到c，故A错误；B．由点电荷在c点产生的场强与匀强电场方向相同可知，c点的合场强大小为3E，方向由a到c，故B错误；CD.．由平行四边形定则可知，b、d两点的场强方向不同，但大小都为，故C错误，D正确。故选D。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、AC【解析】

A．运动员从O运动到B的整个过程中，只有重力做功，机械能守恒，故A选项正确；B．运动员在光滑圆轨道上运动时，由机械能守恒得所以故B选项错误；D．设运动员做平抛运动的时间为t，水平位移为x，竖直位移为y，则由几何关系联立得故D选项错误；C．运动员从A到B的过程中机械能守恒，所以在B点的动能代入J故C选项正确。故选AC。8、AC【解析】

A．当粒子的轨迹与边相切时，如图①轨迹所示，设此时粒子轨道半径为，由几何关系得得在磁场中做匀速圆周运动时洛伦兹力提供向心力粒子在电场中加速过程根据动能定理以上各式联立解得粒子轨迹与边相切时加速电压为当粒子的轨迹与边相切时，如图②轨迹所示，由几何关系可得此时的半径为同理求得此时的加速电压为当粒子的轨迹与边相切时，如图③轨迹所示，由几何关系可得此时的半径为同理求得此时的加速电压为当加速电压为大于临界电压时，则粒子全部从边离开磁场，故A正确；B．当加速电压为时粒子从边离开磁场，故B错误；C．当加速电压为时所以粒子从边离开磁场，故C正确；D．加速电压为和时均小于临界电压，则粒子从边离开磁场，轨迹如图④所示，根据对称性得轨迹的圆心角为，运动时间都为故D错误。故选AC。9、BC【解析】

AB．设a、c间的距离为r，则a、d间的距离为r，因为小球在P点处于静止状态，由平衡条件可得：联立可解得：故A错误，B正确。C．因为a、b两点关于cd对称，所以这两点的电势相等，而电场力做功的特点是只与初末位置的电势有关，与其所经过的路径无关，所以将P从a点移到b点，电场力做功为零，故C正确。D．由题可知，粒子在a点受到的电场力方向竖直向上，在cd上方受电场力方向竖直向下，所以将P从a点沿直线移到b点过程中，电场力先做正功后做负功，则电势能先减小后增大，故D错误。故选BC。10、BD【解析】

AB．粒子做直线运动，则粒子受到的合力与初速度共线，因此粒子一定受重力作用，若竖直直线是电场线，粒子受到的电场力一定竖直向上，粒子斜向右上做直线运动，因此合力一定为零，粒子做匀速直线运动，动能不变，由于粒子的电性未知，因此电场方向不能确定，选项A错误，B正确；CD．若竖直直线是等势线，电场力水平，由于粒子斜向右上做直线运动，因此电场力一定水平向左，合力与粒子运动的速度方向相反，粒子斜向右上做减速运动；粒子受到的电场力做负功，因此粒子沿直线斜向上运动过程电势能增大，选项C错误，D正确。故选BD。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、2.40.580.59在误差允许的范围内，两物体组成的系统在运动过程中机械能守恒【解析】

（1)[1]在纸带上打下计数点5时的速度：（2）[2]在计数点0到计数点5过程中，系统动能的增量为：[3]系统重力势能减小量为：（3）[4[根据前面的数据，可以得到：在误差允许的范围内，两物体组成的系统在运动过程中机械能守恒。12、0.401.000.63【解析】

(1)[1]木块在斜面上做匀加速直线运动，某段时间内的平均速度等于这段时间内中间时刻的瞬时速度，则木块在0.4s时的速度大小(2)[2]木块在0.2s时的速度大小木块的加速度大小(3)[3]斜面倾角为37，则对木块受力分析，由牛顿第二定律可得解得四、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)；(