广西壮族自治区两校2022-2023学年高三上学期12月联考物理试题（解析版）

PAGEPAGE1柳州高中/南宁三中高三（12月）联考能力测试注意事项：1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题〖答案〗后，用铅笔把答题卡上对应题目的〖答案〗标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他〖答案〗标号。回答非选择题时，将〖答案〗写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。可能用到的相对原子质量：H1C12O16S32Fe56Ni59Cu64La139一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求，第5~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.如图甲所示，长木板放在水平面上，质量为的物体，以水平速度滑上木板，之后运动速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是（g取）（）A.木板的长度至少为B.木板的质量为C.物体与木板上表面间的动摩擦因数为0.1D.长木板与地面间的动摩擦因数为0.1〖答案〗C〖解析〗D．由图像可知，两物体后一起匀速运动说明长木板与地面间的动摩擦因数为0，D错误；B．因前内的加速度大小都为而二者的合外力为相互作用的摩擦力，根据牛顿第二定律知二者质量相等，木板的质量为，B错误；C．对受力分析，根据牛顿第二定律有解得物体与木板上表面间的动摩擦因数C正确；A．由图得0~1s内物体的位移为长木板的位移为则木板a的最小长度为故A错误。故选C。2.设计师设计了一个非常有创意的募捐箱，如图甲所示，把硬币从投币口放入，接着在募捐箱上类似于喇叭口形状的漏斗部位（如图丙所示，点为漏斗入口的圆心）滚动很多圈之后从漏斗出口的小孔掉入募捐箱。如果硬币在不同位置的滚动都可以看成质点的匀速圆周运动，摩擦阻力忽略不计，则某一枚硬币在两处时（）A.速度的大小 B.角速度的大小C.向心加速度大小 D.所受支持力的大小〖答案〗C〖解析〗A．因摩擦不计，小球由下滑到位置的过程中机械能守恒，重力势能减少，动能增加，故圆周运动的线速度增大，A错误；C．设点的切线与水平方向夹角为，由受力分析，如图所示因处的夹角变大，故在处的向心力小，由牛顿第二定律可知，向心加速度关系为C正确；D．由平衡关系在处变大，故D错误；B．由公式又因为，故B错误。故选C。3.铀核裂变的核反应方程可能为，以下说法正确的是（）A.在该裂变反应中的数值为3B.裂变产物原子核内的中子数比质子数多20个C.一次裂变反应后产物的质量比反应前增加1个中子的质量D.的比结合能比的比结合能大〖答案〗D〖解析〗A.反应前后质量数守恒和质子数守恒可知，铀核裂变的核反应方程可能为故故A错误；B.原子核内的中子数为个，故中子数比质子数多个，故B错误；C.裂变反应释放核能，故反应后产物的质量比反应前减少，故C错误；D.反应后产物的稳定性增强，比结合能更大，故D正确。故选D。4.因为太阳离地球比较远，并且比地球大的多，所以太阳光可以认为是平行光。某颗赤道正上方的卫星距离地球表面的高度等于地球半径，运行周期为，在2022年9月23日秋分这天，太阳光直射赤道，则下列说法正确的是（）A.该卫星上的黑夜时长为 B.该卫星上的黑夜时长为C.赤道上的物体黑夜时长为 D.赤道上的物体黑夜时长为〖答案〗BC〖解析〗AB．由几何关系可知，该卫星进入黑夜所对应的圆心角为，故黑夜的时间为，A错误、B正确；CD．地球赤道物体运动的周期与同步卫星周期相同，根据万有引力提供向心力，因同步卫星半径大约，根据开普勒第三定律可知，其周期大于，因此赤道物体黑夜长度一定大于，C正确，D错误。故选BC。5.如图所示，正方形的四个顶点各固定一个点电荷，所带电荷量分别为、、、，、、分别为、及的中点。已知无穷远处电势为零，下列说法正确的是（）A.点的电场强度为零 B.点场强小于点场强C.点电势低于零电势 D.及间电势差满足〖答案〗D〖解析〗A．由等量异种电荷的场强合成可知，在的中垂线上的场强平行向右，故该中垂线为等势面，点电势为零，点场强不为零，A错误；B．设边长为，单个点电荷在点产生的场强为则点的场强C、D两点点电荷分别在点产生的场强大小为由场强合成点场强为故点场强比点场强大，故B错误；C．由沿电场线方向电势逐渐降低可知，点电势高于点电势，点电势为0，故C错误；D．直线上的场强关于点对称，故两点间及两点间电势差关系为D正确。故选D。6.地磁场可以减少宇宙射线中带电粒子对地球上生物体的危害。为研究地磁场，某研究小组模拟了一个地磁场，如图所示，模拟地球半径为R，赤道剖面外地磁场可简化为包围地球、厚度为d、方向垂直该剖面的匀强磁场（磁感应强度大小为B），d=2R。磁场边缘某处（未画出）有一粒子源，可在赤道平面内以不同速度向各个方向射入某种带正电粒子。研究发现，当粒子速度为2v时，沿半径方向射入磁场的粒子恰不能到达模拟地球。不计粒子重力及大气对粒子运动的影响，且不考虑相对论效应。则（）A.粒子的比荷B.粒子的比荷C.速度为v的粒子，到达模拟地球的最短时间为D.速度为v的粒子，到达模拟地球的最短时间为〖答案〗AD〖解析〗AB.如图所示，设该粒子轨迹半径为，根据几何关系有解得r=4R又解得故A正确，B错误；CD.速度为的粒子进入磁场有则若要时间最短，则粒子在磁场中运动的弧长最短，粒子运动半径等于大气层厚度，如图所示粒子运动的圆心角为，最短时间为故D正确，C错误；故选AD。7.如图所示，电阻不计的光滑金属导轨水平放置，间距为，两侧接有电阻，阻值均为右侧有磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，质量为、长度也为的金属杆置于左侧，在水平向右、大小为的恒定拉力作用下由静止开始运动，经时间到达时撤去恒力，金属杆在到达之前减速为零，已知金属杆电阻也为，与导轨始终保持垂直且接触良好，下列说法正确的是（）A.杆减速的最大加速度大小为 B.电阻两端的最大电势差为C.杆在磁场中前进的距离为 D.整个过程电阻上产生的焦耳热为〖答案〗BC〖解析〗AB．杆进入磁场前的加速度，由牛顿第二定律可得则刚进入时速度大小为杆刚进入磁场时产生的感应电动势最大此时的加速度最大为则电阻两端的电势差大小为选项A错误，B正确；C．杆进入磁场后，由动量定理有即故故C正确；D．整个过程中，产生的焦耳热，由能量守恒定律可得则电阻上产生的焦耳热为D错误。故选BC。8.如图所示，质量为的长木板静止在光滑水平地面上，木板上表面段光滑，段粗糙且长为。木板左端处固定一水平轻质弹簧，右侧用一不可伸长的细绳连接于竖直墙上，细绳所能承受的最大拉力为。现一质量为的小滑块（可视为质点）以速度从点向左滑动，弹簧的压缩量达最大时细绳恰好被拉断，再过一段时间后长木板停止运动，小滑块也恰未掉落。则（）A.细绳拉断前滑块和长木板组成的系统动量守恒，机械能守恒B.滑块与木板间的动摩擦因数为C.滑块与弹簧分离时木板的速度为D.细绳被拉断后木板的最大加速度为〖答案〗BD〖解析〗A．细绳拉断前，系统合外力不为零，动量不守恒，A错误；B．因为最终长木板停止运动，小滑块恰未掉落，说明木板速度为零，小滑块速度为零，对整个系统应用能量守恒可知故B正确；C．从小滑块开始运动到弹簧恢复原长的过程，对小滑块和长木板应用能量守恒可得从细线断裂时到弹簧恢复原长的过程，系统合外力为零，动量守恒，故解得C错误；D．细线没有断裂之前木板处于平衡态，一个物体在个力作用下处于平衡态，其中一个力与剩余个力等大、共线、反向。因为细绳所能承受的最大拉力为，所以细线拉断瞬间木板所受的其余外力与细线拉力平衡，大小为，故细线断裂时木板的合外力为，此时加速度为之后弹簧恢复原长的过程中弹力逐渐减小，木板做加速度逐渐减小的加速运动。故细线断裂时加速度最大，D正确。故选BD。二、非选择题：共174分。第9~12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13~18题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共129分。9.某实验小组用如图甲所示装置测当地的重力加速度。光电门1、2固定在铁架台上，两光电门分别与数字计时器连接。（1）用螺旋测微器测量小球的直径d，示数如图乙所示，则小球直径为________mm。（2）已知小球重心和两光电门在同一竖直线上，且两光电门间距为h，保持h不变，将小球从光电门1正上方静止释放，测得通过光电门1和光电门2的挡光时间t1、t2，改变小球的释放位置重复实验多次，作图像，图线与纵轴的交点为（0，b），则当地重力加速度g=_______。（用题目中相关物理量的字母、符号表示）。〖答案〗①.2.836~2.838②.〖解析〗（1）[1]螺旋测微器的读数：固定刻度的读数+可动刻度的读数，即d=2.5mm+33.6=2.836mm（2）[2]通过光电门1和光电门2的瞬时速度为根据自由落体规律有联立可得根据图像可得解得10.电动玩具车采用充电电池供电提供动力。已知某电动玩具车的电池的电动势约为15V，内阻小于3Ω。（1）现将量程为1.5V、内阻约为1kΩ的直流电压表改装为量程为15V的电压表，将这只电压表与电阻箱相连。利用如图甲所示的电路，先把滑动变阻器滑片移到最______端，把电阻箱阻值调到零，再闭合开关，把滑动变阻器滑片调到适当位置，使电压表读数为1.5V。然后把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为______V。不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其他线路，电压表与电阻箱组合即构成量程为15V的新电压表。若读得电阻箱阻值为R0，则量程为1.5V的电压表内阻为_______（2）用图乙所示的电路来测量该玩具车电池的电动势和内阻，实验室提供如下器材：电阻箱A（阻值范围0~9999Ω）电阻箱B（阻值范围0~999Ω）滑动变阻器C（阻值为0~20Ω，额定电流2A）滑动变阻器D（阻值为0~20kΩ，额定电流0.2A）在图乙所示电路中电阻箱应选______，滑动变阻器应选___________。（3）用该扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变），测电池电动势E和内阻r，实验电路如图乙所示，通过观察表盘读数，得到多组电压U和电流1的值，并作出U-I图线如图丙所示，可知电池的电动势为______V，内阻为______Ω。（结果均保留两位小数）〖答案〗（1）左0.15（2）AC（3）14.502.25〖解析〗（1）[1]利用如图甲所示电路，先把滑动变阻器滑片移到最左端，让电压表电压从0开始。[2]现将量程为1.5V、内阻约为1kΩ的直流电压表改装为量程为15V的电压表，其量程扩大了10倍，则把电阻箱阻值调到适当值时电压表读数为[3]根据串并联规律可得电阻箱的阻值为解得所以若读得电阻箱阻值为R0，则量程为1.5V的电压表内阻为。（2）[4]现将量程为1.5V、内阻约为1kΩ的直流电压表改装为量程为15V的电压表，电阻箱的阻值约为9kΩ，所以在图乙所示电路中电阻箱应选A。[5]根据额定电流可知，滑动变阻器应选C。（3）[6][7]根据闭合电路欧姆定律有由图像可得，解得，11.如图所示，质量的长木板放在光滑水平地面上，木板右端放有一质量的物块，初始时物块与木板均静止。在时刻，现对木板施加水平向右、大小的拉力，在时撤去拉力，物块始终未从木板上滑下。已知物块与木板间的动摩擦因数，取重力加速度大小，求：（1）最终物块的速度大小；（2）整个过程中因摩擦产生的热量。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）分别对物块、木板受力分析，根据牛顿第二定律，对物块有对木块有代数解得撤去F力时，物块、木板速度分别、，由速度公式得代数解得撤去F力后，系统动量守恒解得（2）撤去F力时，木板位移拉力做的功根据功能关系有解得12.如图甲，倾角为的光滑斜面固定在地面上，空间存在垂直斜面向上的匀强磁场，直线和为磁场的上、下边界，磁场的磁感强度随时间变化的规律如图乙所示。质量为、电阻为的单匝矩形线框有一半处在磁场中，时间内线框在外力作用下处于静止状态，时刻撤去外力，线框沿斜面向下运动，线框离开磁场前已经做匀速运动，和之间的距离为，重力加速度为。求：（1）时间内，线框中的电流的大小和方向；（2）撤力前线框所受到的外力随时间的变化关系；（3）线框从开始运动到离开磁场，线框中产生的热量。〖答案〗（1），沿逆时针方向；（2）；（3）〖解析〗（1）根据法拉第电磁感应定律有其中又解得根据楞次定律可知，电流沿逆时针方向或者沿方向；（2）时刻安培力大小为磁感应强度为线框静止，则有所以（3）匀速运动时线框受到的合力为零，设安培力大小为，有又解得由能量守恒得解得（二）选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。[物理—选修3-3]13.一定质量理想气体先后经历三个阶段，其图像如图所示。在过程中气体______（填“吸收”或“放出”）的热量为______，在的过程中气体对外界所做的功为______。〖答案〗放出20001200〖解析〗[1][2]由理想气体状态方程有代入数据可得则气体在状态A的内能等于状态C的内能，在A→B→C过程中，图像中图线与横轴围成的面积等于气体做的功，整个过程，外界对气体做功为由热力学第一定律有可得即在A→B→C过程中气体放出的热量为2000J。[3]图像中图线与横轴围成的面积等于气体做的功，由图可知的过程气体体积增大，气体对外界做功为14.如图所示为气体温度计的示意图，A为容积较大的玻璃泡，通过一根细小的玻璃管（玻璃管B的容积远小于玻璃泡A的容积）连接，A内封闭一定质量的理想气体，B的下端插入水银槽中，当大气压为p0＝76cmHg，温度为27℃时，玻璃管内外水银面的高度差为h＝46cm，求：（1）温度为77℃时玻璃管内外水银面的高度差；（2）如果大气压变为75cmHg，测得的温度与实际温度之差是多少。〖答案〗（1）41cm；（2）10K〖解析〗（1）当大气压为p0＝76cmHg，温度为27℃时，管内外水银面的高度差为h＝46cm则p1＝p0－ρgh＝30cmHgT1＝（273＋27）K＝300K设温度为77℃时玻璃管内外水银面的高度差为h1，则p2＝p0－ρgh1T2＝（273＋77）K＝350K由＝得h1＝41cm（2）当大气压为p0＝76cmHg时，温度T时设内外高度差为h，则p＝p0－ρgh由得T＝760－10h当大气压为p0′＝75cmHg时，内外高度差为h所对应的实际温度设为T′，则p′＝p0′－ρgh由=得T′＝750－10h所以，测得温度与实际温度之差为ΔT＝T－T′＝10K[物理—选修3-4]15.某横波在介质中沿x轴传播，图甲是t=1s时的波形图，图乙是介质中x=2m处质点的振动图象，则下列说法正确的是（）A.波沿x轴正向传播，波速为1m/sB.t=2s时，x=2m处质点的振动方向为y轴负向C.x=1m处质点和