黑龙江省哈尔滨市第九中学高三第五次高考理综物理试题

哈尔滨市第九中学2023届高三第五次高考模拟考试理科综合试卷（物理部分）二、选择题：1.下列说法中不正确的是（）A.晶体和非晶体在一定条件下可以发生相互转化B.热力学第二定律表明，热量不可能从低温物体传递到高温物体C.旱季宜锄松土壤，因为蓬松的土壤有利于保存地下的水分D.一定质量的理想气体保持压强不变，温度升高，单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数减少【答案】B【解析】【详解】A．晶体和非晶体在一定条件下可以发生相互转化，例如天然水晶是晶体，而熔化以后再凝结的水晶（即石英玻璃）就是非晶体，故A正确，不符合题意；B．热力学第二定律表明，热量不可能自发的从低温物体传递到高温物体，故B错误，符合题意；C．土壤里有很多毛细管，将地面的土壤锄松后破坏了土壤里的毛细管，不再发生毛细现象，水分保留在土壤内部，故C正确，不符合题意；D．一定质量的理想气体温度升高，单个分子对器壁的撞击力增大，气体保持压强不变，体积变大，分子数密度减小，所以单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数减少，故D正确，不符合题意。故选B。2.今年春季，日本福岛核电站爆炸导致了严重的核污染，污染的主要来源之一是核反应生成的放射性同位素Cs。据检测，福岛附近某淡水湖发现“铯137”的含量超标527（≈29）倍。已知该种Cs的同位素可以发生衰变生成Ba，如图是反映Cs衰变特性的曲线，则下列说法正确的是（）A.Cs的衰变是衰变B.Cs衰变释放的粒子来源于Cs原子的核外电子C.据图像，上述淡水湖中Cs的含量需约270年才能回落到正常标准D.据图像，若有8个Cs原子核，经过60年，将还剩下2个【答案】AC【解析】【详解】A．根据核反应方程满足质量数电荷数守恒定律可得所以Cs的衰变是衰变，则A正确；B．Cs衰变释放的粒子不是来源于Cs原子的核外电子，衰变实质是原子核内的一个中子变成质子时产生的电子，所以B错误；C．据图像可知，上述淡水湖中Cs的半衰期为30年，根据半衰期公式其中则t=9T=9×30年=270年故C正确；D．半衰期是对大量微观粒子才适用，所以D错误。故选AC。3.2021年7月28日，在东京奥运会男子双人跳板决赛中，中国选手谢思埸、王宗源获得冠军。从运动员离开跳板开始计时，跳水过程中运动员重心的图像如图所示，不计空气阻力，重力加速度取，运动员的运动轨迹视为直线。则下列说法正确的是（）A.运动员在入水前做的是自由落体运动B.运动员在时已浮出水面C.运动员在内的位移大小约为D.运动员双脚离开跳板后重心上升的高度为【答案】D【解析】【详解】A．运动员离开跳板时，有向上的初速度，则运动员在入水前做的不是自由落体运动，故A错误；B．运动员在时速度0，运动到最低点，即入水最深处，故B错误；C．运动员在内做自由落体运动，由公式可得，时运动员的速度为若运动员在内做匀减速运动，图像如图所示由图像中面积表位移可知，此时，运动员在内的位移为则运动员在内的实际位移小于，故C错误；故C错误；D．由图可知，运动员在时运动到最高点，则有可得，双脚离开跳板后重心上升的高度为故D正确。故选D。4.如图，某城市音乐喷泉广场的水池中等间隔地安装了许多个规格相同的喷管，如图为某一喷管，喷管与水面的夹角为θ，管口横截面积为S且与水面相平。该喷管开启后，经测量，落水点与喷管口间水平距离为L，则可估算从该喷管喷出的水，空中水柱的体积为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【分析】【详解】设喷管口喷出水的速度大小为v0，从喷管口到落入水面时间t空中水柱的体积解得故选B。5.假定地球为密度均匀分布的球体，球半径为。某单摆在地面处做简谐运动的周期与在某矿井底部做简谐运动的周期之间满足。忽略地球的自转，已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的万有引力为零，则该矿井底部离地面的距离为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】球壳部分对物体的万有引力0，则矿井内重力加速度其中则又地面处重力加速度则根据单摆周期公式可知，且解得故选A。6.某兴趣小组对一辆遥控小车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为图像，如图所示（除时间段图像为曲线外，其余时间段图像均为直线）。已知在小车运动的过程中，时间段内小车的功率保持不变，在末停止遥控而让小车自由滑行，小车的质量为，可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变。则下列选项正确的是（）A.小车两段匀变速直线运动的加速度大小相同B.小车所受到的阻力为C.小车额定功率为D.小车在变加速运动过程中位移为【答案】AB【解析】【详解】A．内汽车的加速度在时间段，加速度大小故A正确。B．时间段，由牛顿第二定律得故B正确。C．在小车做匀速运动，速度，牵引力大小与大小相等，则小车匀速运动的功率故C错误；D．内根据动能定理有解得故D错误。故选AB。7.如图甲所示，两条平行的光滑金属轨道与水平面成角固定，间距为，质量为的金属杆垂直放置在轨道上且与轨道接触良好，其阻值忽略不计。空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为。间接有阻值为的定值电阻，间接电阻箱。现从静止释放，改变电阻箱的阻值，测得最大速度为，得到与的关系如图乙所示。若轨道足够长且电阻不计，重力加速度取，则（）A.金属杆中感应电流方向为指向B.金属杆所受的安培力的方向沿轨道向上C.金属杆的质量为D.定值电阻的阻值为【答案】BD【解析】【详解】A．由右手定则可判断，金属杆中感应电流方向由指向，故A错误；B．由左手定则可知，金属杆所受安培力沿轨道向上，故B正确；CD．总电阻为通过的电流为当达到最大速度时，金属杆受力平衡，则有变形得根据图像可得解得故C错误，D正确故选BD。8.某装置如图所示，两根轻杆与小球及一小滑块通过光滑铰链连接，杆的端与固定在竖直光滑杆上的光滑铰链相连。小球与小滑块的质量均为，轻杆长均为，原长为的轻质弹簧与滑块都套在该竖直杆上，弹簧连接在Ａ点与小滑块之间。装置静止时，弹簧长为，重力加速度为，，以下说法正确的是（）A.轻杆对小球的作用力方向沿杆向上，大小为B.轻杆对小滑块的作用力方向沿杆向下，大小为C.弹簧的劲度系数D.若小球绕杆以角速度在水平面内做匀速圆周运动，则弹簧将恢复原长【答案】BC【解析】【详解】AB．对球受力分析，重力，杆对球的支持力（沿着杆的方向），依据平行四边形定则，结合几何关系与三角知识，则有：与竖直夹角为，即解得轻杆与对小球的作用力大小选项A错误，B正确；C.对于小滑块，根据平衡条件，则有解得再由胡克定律，则有选项Ｃ正确；D．当小球在水平面内做匀速圆周运动时，若弹簧处于原长，则二者受力分析如图，对滑块列平衡方程解得故D错误。故选BC。三、非选择题：9.灵敏电流计（俗称“表头”）的结构如图甲所示，线圈由长而细的铜丝绕制而成，当电流通过接线柱流入线圈时，线圈会在均匀辐向磁场中转动，从线圈的偏转角度就能判断电流的大小。灵敏电流计的优点是灵敏度高，但是允许通过的电流很弱，如希望用它测量较大的电流值，就要进行电表的改装。（1）当电流流过灵敏电流计的线圈时，线圈因受到__________（选填安培力或洛伦兹力）的作用而转动。（2）实际的灵敏电流计，会将线圈绕在铝框上。简述铝框的作用：_________。（3）如图乙所示，为将内阻为，满偏电流为的表头改装成量程为的电流表，应给表头并联一个定值电阻，的阻值为__________。（结果保留两位有效数字）【答案】①.安培力②.见解析③.【解析】【详解】（1）[1]当电流流过灵敏电流计的线圈时，线圈因受到安培力的作用而转动；（2）[2]铝框随线圈转动时，产生反电动势，铝框内的涡流受到的安培力使指针缓慢偏转。（3）[3]根据串并联电路规律可知，的阻值为10.某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置验证动能定理并测量小车（含遮光条）的质量。（1）下面是实验的主要步骤：①实验小组的同学用游标卡尺对遮光条的宽度进行了测量，读数如图乙所示，则遮光条的宽度__________；②挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使小车（含遮光条）沿木板匀速下滑；③取下托盘和砝码，测出其总质量为，让小车从起点由静止出发沿木板下滑，通过光电门。计算机记录了挡光时间；④改变砝码质量和木板倾角，重复步骤②③，每次释放小车位置相同且光电门在木板上位置不变，用刻度尺测出小车在起点时遮光条的中点到光电门的距离，己知重力加速度为。（2）为验证动能定理，小组成员应根据记录的数据作出______________图像，从而得出结论。A.B.C.（3）若已知图像斜率为，那么__________（结果用字母表示）。【答案】①.②.C③.【解析】【详解】（1）[1]由图可得，遮光条的宽度为（2）[2]设木板倾角为，由题意知，挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使小车（含遮光条）沿木板匀速下滑时，满足当取下托盘和砝码，让小车从起点由静止出发沿木板下滑通过光电门时，合外力做功为因为小车经过光自门的速度为即小车经过光电门的动能为令可得可见应当作图像，故选C。（3）[3]由题意得解得11.如图所示，透明玻璃体的下半部分是圆柱体，上半部分是半球体，圆柱体的底面半径和高均为，半球体的半径也为为半球体的球心，为圆柱体底面圆心。现有一束光从处射向玻璃体，入射光与的夹角为，逐渐增大，使得光线从半球体点射出，射出方向与平行，点距半球体底面的距离为，继续增大，使得光线在点（图中未画出）刚好不能从半球体射出。求：（1）透明玻璃体的折射率；（2）点距圆柱体底面的距离。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）作出光路如图所示因为射出方向与平行，由几何关系可知，出射角为，入射角为，根据折射率定义有解得（2）由题意可知在点刚好发生全反射，设发生全反射的临界角为则设点到圆柱体底面的距离为，则解得12.离子发动机是利用电能加速工质（工作介质）形成高速射流而产生推力的航天器发动机。其原理如图所示，其原理如下：首先系统将等离子体从下方以恒定速率向上射入磁感应强度为、垂直纸面向里的匀强磁场区域Ⅰ内。栅电极和间距为d，当栅电极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）。区域Ⅱ内有垂直纸面向外磁场，磁感应强度大小为，放在A处的离子放射源能够均匀发射任意角度且速率相等的正离子，正离子的质量为，电荷量为，正离子经过该磁场区域后形成宽度为的平行粒子束，经过栅电极之间的电场加速后从栅电极喷出，在加速正离子的过程中探测器获得反向推力。已知，不计离子重力、粒子间相互作用、等离子体间作用、相对论效应。求：（1）栅极间形成稳定电场电势差的大小；（2）在A处的正离子的速度大小以及其从喷出时的速度大小。【答案】（1）；（2），【解析】【详解】（1）等离子体由下方进入区域后，在洛伦兹力的作用下偏转，当粒子受到的电场力等于洛伦兹力时，形成稳定的匀强电场，设等离子体的电荷量为，则，解得（2）离子在磁场中做匀速圆周运动时根据题意，在A处发射速率相等，方向不同的正离子后，形成宽度为的平行离子束，即解得正离子经过区域Ⅰ加速后，离开的速度大小为，根据动能定理可知联立可得13.如图所示，一倾角的光滑斜面固定在水平地面上，斜面底端固定一挡板。长为的薄木板置于斜面上，其质量，下端位于点，，薄木板中点处放有一质量的滑块（可视为质点）。已知滑块与薄木板之间的动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，斜面上区间存在特殊力场，当滑块进入此区域时能对滑块产生一个沿斜面向上、大小为的恒力作用，对木板无作用力，区域沿斜面的宽度为，重力加速度，现由静是释放薄木板和滑块，求：（1）滑块在进入区域之前，薄本板运动的加速度大小；（2）滑块第一次进入区间内受薄木板的摩擦力的大小和方向；（3）若薄木板第一次与挡板碰撞后以原速率反弹，小滑块与挡板碰撞后即粘在挡板上，停止运动。求薄木板第一次与挡板碰撞后沿斜面上升到最高点的时间（忽略滑块从薄木板上滑下时，对木板的影响，结果可保留根号）。【答案】（1）；（2），方向沿斜面向下；（3）【解析】【详解】（1）滑块在进入区域之前，由于