山西省忻州市第一中学2023学年高三第二次全国大联考物理试题

山西省忻州市第一中学2023学年高三第二次全国大联考物理试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、下列说法中正确的是A．α粒子散射实验发现了质子B．玻尔理论不仅能解释氢的原子光谱，也能解释氦的原子光谱C．热核反应的燃料是氢的同位素，裂变反应的燃料是铀D．中子与质子结合成氘核的过程中需要吸收能量2、如图所示，A、B、C是三级台阶的端点位置，每一级台阶的水平宽度是相同的，其竖直高度分别为h1、h2、h3，将三个相同的小球分别从A、B、C三点以相同的速度v0水平抛出，最终都能到达A的下一级台阶的端点P处，不计空气阻力。关于从A、B、C三点抛出的小球，下列说法正确的是（）A．在空中运动时间之比为tA∶tB∶tC=1∶3∶5B．竖直高度之比为h1∶h2∶h3=1∶2∶3C．在空中运动过程中，动量变化率之比为=1∶1∶1D．到达P点时，重力做功的功率之比PA：PB：PC=1：4：93、如图所示，b球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，BC为圆周运动的直径，竖直平台与b球运动轨迹相切于B点且高度为R。当b球运动到切点B时，将a球从切点正上方的A点水平抛出，重力加速度大小为g，从a球水平抛出开始计时，为使b球在运动一周的时间内与a球相遇(a球与水平面接触后不反弹)，则下列说法正确的是（）A．a球在C点与b球相遇时，a球的运动时间最短B．a球在C点与b球相遇时，a球的初始速度最小C．若a球在C点与b球相遇，则a球抛出时的速率为D．若a球在C点与b球相遇，则b球做匀速圆周运动的周期为4、如图所示，真空中孤立导体球均匀带电，电荷量为+Q。试探电荷从P点由静止释放，只在电场力作用下运动到无限远处，电场力做功为W，若导体球电荷量变为+2Q，则该试探电荷从P点运动至无限远的过程中电场力做功为（）A．2W B．4W C．W D．W5、篮球运动深受同学们喜爱。打篮球时，某同学伸出双手接传来的篮球，双手随篮球迅速收缩至胸前，如图所示。他这样做的效果是（）A．减小篮球对手的冲击力B．减小篮球的动量变化量C．减小篮球的动能变化量D．减小篮球对手的冲量6、如图所示，小球B静止在光滑水平台右端，小球A以一定的初速度v0与小球B发生弹性正撞，碰撞后两小球由台阶水平抛出，B球第一次落在了水平地面上的P点，A球第一次落到地面上弹起来后第二次也落到了P点。若两球与地面碰撞时没有能量损失，碰撞前后速度方向满足光的反射定律，则A、B两球的质量之比m1：m2为（）A．2∶1 B．3∶1 C．3∶2 D．5∶3二、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、下列有关热力学基本概念、规律与热力学定律的描述正确的是。A．热量是在单纯的热传递过程中系统内能变化的量度B．绝热过程中，系统内能的变化只与做功的多少有关，而与做功的方式无关C．改变内能的两种方式是做功和热传递，因此同时做功和热传递一定会改变内能D．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律E.机械能不可能全部转化为内能，内能也不可能全部转化为机械能8、如图所示，AB两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，小球A放在固定的光滑斜面上，斜面倾角，BC两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，小球C放在水平地面上。现用手控制住小球A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知小球A的质量为4m，小球BC质量相等，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。释放小球A后，小球A沿斜面下滑至速度最大时小球C恰好离开地面，关于此过程，下列说法正确的是（）A．小球BC及弹簧组成的系统机械能守恒B．小球C的质量为mC．小球A最大速度大小为D．小球B上升的高度为9、如图所示，在水平面上固定一个半圆弧轨道，轨道是光滑的，O点为半圆弧的圆心，一根轻绳跨过半圆弧的A点(O、A等高，不计A处摩擦)，轻绳一端系在竖直杆上的B点，另一端连接一个小球P。现将另一个小球Q用光滑轻质挂钩挂在轻绳上的AB之间，已知整个装置处于静止状态时，α＝30°，β＝45°则（）A．将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时绳的张力不变B．将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时半圆弧中的小球P位置下移C．静止时剪断A处轻绳瞬间，小球P的加速度为gD．小球P与小球Q的质量之比为10、如图所示，某空间存在一竖直方向的电场，其中的一条电场线如图甲所示，一个质量为m。电荷量为q的带正电小球，从电场线中O点由静止开始沿电场线竖直向上运动x1的过程中，以O为坐标原点，取竖直向上为x轴的正方向，小球运动时电势能ε与位移x的关系如图乙所示，运动忽略空气阻力，则（）A．沿x轴正方向的电场强度大小可能增加B．从O运动到x1的过程中，如果小球的速度先增后减，则加速度一定先减后增C．从O点运动x1的过程中，每经过相等的位移，小球机械能的增加变少D．小球运动位移x1时，小球速度的大小为三、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）某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为1.50V的电压表。该同学测得微安表内阻为1200，经计算后将一阻值为R的电阻与微安表连接，进行改装。然后利用一标准电压表，对改装后的电表进行检测。(1)将图（a）中的实物连线补充完整_______；(2)当标准电压表的示数为1.00V时，微安表的指针位置如图（b）所示，由此可以推测出改装的电压表量程不是预期值，而是_______；（填正确答案标号）A．1.20VB．1.25VC．1.30VD．1.35V(3)产生上述问题的原因可能是______。（填正确答案标号）A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于1200B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1200C．R值计算错误，接入的电阻偏小D．R值计算错误，接入的电阻偏大12．（12分）某同学欲将内阻为98.5Ω、量程为100uA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50uA刻度．可选用的器材还有：定值电阻R0（阻值14kΩ），滑动变阻器R1（最大阻值1500Ω），滑动变阻器R2（最大阻值500Ω），电阻箱（0~99999.9Ω），干电池（E=1.5V，r=1.5Ω），红、黑表笔和导线若干．（1）欧姆表设计将图（a）中的实物连线组成欧姆表．（____________）欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为____Ω：滑动变阻器选____（填“R1”或“R2”）．（2）刻度欧姆表表盘通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图（b）所示．表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为____、____．（3）校准红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向___kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量．若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图（c）所示，则电阻箱接入的阻值为_______Ω．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）“801所”设计的磁聚焦式霍尔推进器可作为太空飞船的发动机，其原理如下：系统捕获宇宙中大量存在的等离子体(由电量相同的正、负离子组成)经系统处理后，从下方以恒定速率v1向上射入有磁感应强度为B1、垂直纸面向里的匀强磁场区域Ⅰ内．当栅极MN、PQ间形成稳定的电场后，自动关闭区域Ⅰ系统(关闭粒子进入通道、撤去磁场B1)．区域Ⅱ内有磁感应强度大小为B2、垂直纸面向外的匀强磁场，磁场右边界是直径为D、与上下极板相切的半圆(圆与下板相切于极板中央A)．放在A处的放射源能够向各个方向均匀发射速度大小相等的氙原子核，氙原子核经过该区域后形成宽度为D的平行氙粒子束，经过栅极MN、PQ之间的电场加速后从PQ喷出，在加速氙原子核的过程中探测器获得反向推力(不计氙原子核、等离子体的重力，不计粒子之间相互作用于相对论效应)．已知极板长RM=2D，栅极MN和PQ间距为d，氙原子核的质量为m、电荷量为q，求：(1)氙原子核在A处的速度大小v2；(2)氙原子核从PQ喷出时的速度大小v3；(3)因区域Ⅱ内磁场发生器故障，导致区域Ⅱ中磁感应强度减半并分布在整个区域Ⅱ中，求能进入区域Ⅰ的氙原子核占A处发射粒子总数的百分比．14．（16分）竖直平面内有一直角形内径相同的细玻璃管，A端封闭，C端开口，最初AB段处于水平状态，中间有一段水银将气体封闭在A端，各部分尺寸如图所示，外界大气压强p0=75cmHg。（1）若从右侧缓慢注入一定量的水银，可使封闭气体的长度减小为20cm，需要注入水银的总长度为多少？（2）若将玻璃管绕经过A点的水平轴顺时针转动90°，当AB段处于竖直、BC段处于水平位置时，封闭气体的长度变为多少？15．（12分）如图所示,甲为某一列简谐波t=t0时刻的图象,乙是这列波上P点从这一时刻起的振动图象,试讨论:①波的传播方向和传播速度.②求0~2.3s内P质点通过的路程.

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、C【解题分析】试题分析：卢瑟福通过α粒子散射实验否定了汤姆生的枣糕模型，从而提出了原子核式结构模型，质子的发现是卢瑟福通过α粒子轰击氮核而发现质子，选项A错．波尔理论把原子能级量子化，目的是解释原子辐射的线状谱，但是波尔理论只能很好的解释氢原子的线状谱，在解释氦的原子光谱和其他原子光谱时并不能完全吻合，选项B错．热核反应主要是氘核氚核在高温高压下发生的聚变反应，氘核和氚核都是氢的同位素，裂变主要是铀核裂变，选项C对．中子和质子结合成氘核是聚变反应，该过程释放能量，选项D错．考点：原子原子核2、C【解题分析】

A．根据水平初速度相同，A、B、C水平位移之比为1:2:3，所以它们在空中运动的时间之比为1:2:3，A错误。B．根据，竖直高度之比为，B错误。C．根据动量定理可知，动量的变化率为物体受到的合外力即重力，重力相同，则动量的变化率相等，故C正确。D．到达P点时，由知，竖直方向速度之比为1:2:3，重力做功的功率所以重力做功的功率之比为故D错误。故选C。3、C【解题分析】

A．平抛时间只取决于竖直高度，高度R不变，时间均为；故A错误。BC．平抛的初速度为时间相等，在C点相遇时，水平位移最大则初始速度最大为：故B错误，C正确。D．在C点相遇时，b球运动半个周期，故b球做匀速圆周运动的周期为故D错误。故选C。4、A【解题分析】

根据点电荷产生的电场的电势分布特点可知，当导体球电荷量变为+2Q时，除无穷远处电势仍为0外，其它点的电势变为原来的两倍，则P点与无穷远处的电势差变为原来的两倍，根据可知试探电荷仍从P点运动至无限远的过程中电场力做功为故A正确，BCD错误。故选A。5、A【解题分析】

ABD．先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球引至胸前，这样可以增加球与手接触的时间，根据动量定理得解得:当时间增大时，球动量的变化率减小，作用力就减小，而冲量和动量的变化量都不变，所以A正确，BD错误。C．速度由v减小到0，动能的变化量是不变的，故C错误。故选A。6、B【解题分析】

由题意知两球水平抛出至第一次落到地面时，球运动的距离是球的3倍，故它们平抛的初速度两球发生弹性碰撞，故解得解得故选B。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、ABD【解题分析】

A．根据热力学第一定律得热量是在单纯的热传递过程中系统内能变化的量度，故A正确；B．绝热过程中，系统内能的变化只与做功的多少有关，而与做功的方式无关，故B正确；C．改变内能的方式有做功和热传递，二者在内能的改变上是一样的，若对外做功的同时吸收热量，内能可能不变，故C错误；D．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律即热现象的方向性，故D正确；E．机械能可能全部转化为内能，内能不可能全部转化为机械能，而不产生其他影响，故E错误。故选ABD。8、BC【解题分析】

A．以小球B、C及弹簧组成的系统为研究对象，除系统重力外，绳的拉力对系统做功，则系统机械能不守恒，故A错误；B．小球A速度最大时，小球A的加速度为零，则对小球B、C及弹簧组成的系统联立以上两式，解得故B正确；CD．小球C恰好离开地面时，弹簧弹力弹簧伸长量为，初始时，弹簧被压缩，则小球B上升，以小球A、B、C及弹簧组成的系统为研究对象，由机械能守恒定律得又联立以上两式，解得故C正确，D错误。故选BC。9、ACD【解题分析】

A．绳子B端向上移动一小段距离，根据受力分析可知P球没有发生位移，因此AQP变成了晾衣架问题，绳长不会变化，A到右边板的距离不变，因此角度不会发生变化，即绳子的张力也不会变化；选项A正确。B．如果P向下移动一段距离，绳子AP拉力变小，绳长AP变长，而AB之间的绳子长度变短，则角度变大，绳子AB之间的张力变大，AP的张力也变大，产生矛盾；B错误。C．剪断A处细绳，拉力突变为零，小球P只受重力的分力，所以加速度为；C正确。D．根据受力分析，分别对两个小球做受力分析，因为是活结所以绳子的张力都是相同，则,又由于.由两式可得；故D正确。故选ACD。10、BC【解题分析】

A．电势能𝜀与位移x的图象𝜀-x图象的斜率的绝对值表示小球所受电场力的大小，由图乙可知图象沿x轴正方向的斜率越来越小，说明小球所受电场力沿x轴越来越小，即沿x轴正方向的电场强度大小一直减小，故A错误；

B．从O运动x1的过程中，如果小球的速度先增后减，说明开始时小球所受电场力F大于重力mg向上做加速运动，后来电场力小于重力，向上做减速运动。当加速运动时，根据牛顿第二定律可得加速度因为F逐渐减小，故a逐渐减小。当向上减速运动时，有因为F逐渐减小，故a'逐渐增大。所以从O运动x1的过程中，如果小球的速度先增后减，加速度一定是先减后增，故B正确；

C．根据能的转化和守恒定律可知，在小球向上运动的过程中电场力做正功，电势能减小，减小的电势能转化为机械能。由图乙可知从O点运动x1的过程中，每经过相等的位移，小球所受电场力逐渐减小，则电势能减小的越来越少，则小球机械能的增加变少，故C正确；

D．规定O点所在的水平面为零重力势能面，设小球运动位移x1时的速度为v，根据能量守恒定律得𝜀0＝𝜀1+mgx1+mv2解得故D错误。

故选BC。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、BBC【解题分析】

(1)[1]微安表与分压电阻串联可以改装成电压表，实物电路图如图所示。(2)[2]微安表量程为250μA，由图（b）所示表盘可知，其分度值为5μA，其示数为200μA，是满偏量程的，此时标准电压值为1.00V，即满偏量程的对应着电压值为1.00V，故改装后的电压表最大量程为B正确，ACD错误。故选B。(3)[3]由微安表改装的电压表，示数偏大，说明其内阻偏小，原因有可能是微安表内阻值小于1200Ω，也有可能滑动变阻器R的接入电阻偏小造成的，故BC正确，AD错误。故选BC。12、900R1455035000.0【解题分析】

（1）连线如图：根据欧姆表的改装原理，当电流计满偏时，则，解得R=900Ω；为了滑动变阻器的安全，则滑动变阻器选择R1；（2）在a处，，解得Rxa=45kΩ；在b处，则，解得Rxb=5kΩ；（3）校准：红黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指到0kΩ处；由图可知，电阻箱接入的电阻为：R=35000.0Ω．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）（2）（3）【解题分析】

（1）离子在磁场中做匀速圆周运动时：根据题意，在A处发射速度相等，方向不同的氙原子核后，形成宽度为D的平行