湖南省邵阳市邵东县第三中学2023-2024学年高三第二次模拟考试物理试卷含解析

湖南省邵阳市邵东县第三中学2023-2024学年高三第二次模拟考试物理试卷注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、2019年4月10日21点，科学家发布了黑洞人马座A*的照片。黑洞强大的引力致使以3108m/s的速度传播的光都不能逃逸。已知人马座A*的直径为4400万公里，则人马座A*与地球的质量之比约为（）(可能用到的数据有：地球半径6400km；地球的环绕速度为7.9km/s；天体的逃逸速度为该天体环绕速度的倍)A．1011 B．1012 C．1013 D．10142、我国高铁舒适、平稳、快捷。设列车高速运行时所受的空气阻力与车速成正比，高铁分别以300km/h和350km/h的速度匀速运行时克服空气阻力的功率之比为（）A．6∶7 B．7∶6 C．36∶49 D．49∶363、光滑水平面上，一质量为的滑块以速度与质量为的静止滑块相碰，碰后两者粘在一起共同运动。设碰撞过程中系统损失的机械能为。下列说法正确的是（）A．若保持M、m不变，v变大，则变大B．若保持M、m不变，v变大，则变小C．若保持m、v不变，M变大，则变小D．若保持M、v不变，m变大，则变小4、生活中常见的手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上。如图是一款放置在高铁水平桌面上的手机支架，支架能够吸附手机，小明有一次搭乘高铁时将手机放在该支架上看电影，若手机受到的重力为G，手机所在平面与水平面间的夹角为，则下列说法正确的是（）A．当高铁未启动时，支架对手机的作用力大小等于B．当高铁未启动时，支架受到桌面的摩擦力方向与高铁前进方向相反C．高铁减速行驶时，手机可能受到3个力作用D．高铁匀速行驶时，手机可能受到5个力作用5、反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似，已知静电场的方向平行于x轴，其电势q随x的分布如图所示，一质量m＝1.0×10﹣20kg，带电荷量大小为q＝1.0×10﹣9C的带负电的粒子从（1，0）点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上往返运动。忽略粒子的重力等因素，则（）A．x轴左侧的电场强度方向与x轴正方向同向B．x轴左侧电场强度E1和右侧电场强度E2的大小之比E1：E2＝2：1C．该粒子运动的周期T＝1.5×10﹣8sD．该粒子运动的最大动能Ekm＝2×10﹣8J6、我国自主建设、独立运行的北斗卫星导航系统由数十颗卫星构成，目前已经向一带一路沿线国家提供相关服务。设想其中一颗人造卫星在发射过程中，原来在椭圆轨道绕地球运行，在点变轨后进入轨道做匀速圆周运动，如图所示。下列说法正确的是（）A．在轨道与在轨道运行比较，卫星在点的加速度不同B．在轨道与在轨道运行比较，卫星在点的动量不同C．卫星在轨道的任何位置都具有相同加速度D．卫星在轨道的任何位置都具有相同动能二、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、如图甲所示，B、C和P是同一水平面内的三个点，沿竖直方向振动的横波I在介质中沿BP方向传播，P与B相距40cm，B点的振动图像如图乙所示；沿竖直方向振动的横波I在同一介质中沿CP方向传播，P与C相距50cm，C点的振动图像如图丙所示。在t=0时刻，两列波同时分别经过B、C两点，两列波的波速都为20cm/s，两列波在P点相遇，则以下说法正确的是（）A．两列波的波长均为20cmB．P点为减弱点，振幅是为10cmC．4.5s时P点在平衡位置且向下振动D．波遇到40cm的障碍物将发生明显衍射现象E.P点为加强点，振幅为70cm8、如图甲所示，竖直放置的U形导轨上端接一定值电阻R，U形导轨之间的距离为2L，导轨内部存在边长均为L的正方形磁场区域P、Q，磁场方向均垂直导轨平面(纸面)向外。已知区域P中的磁场按图乙所示的规律变化(图中的坐标值均为已知量)，磁场区域Q的磁感应强度大小为B0。将长度为2L的金属棒MN垂直导轨并穿越区域Q放置，金属棒恰好处于静止状态。已知金属棒的质量为m、电阻为r，且金属棒与导轨始终接触良好，导轨的电阻可忽略，重力加速度为g。则下列说法正确的是（）A．通过定值电阻的电流大小为B．0~t1时间内通过定值电阻的电荷量为C．定值电阻的阻值为D．整个电路的电功率为9、“东方超环”是我国自主设计建造的世界上第一个非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置.2018年11月，有“人造太阳”之称的东方超环实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破，获得的实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件，朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步，已知“人造太阳”核聚变的反应方程为，关于此核聚变，以下说法正确的是（）A．要使轻核发生聚变，就要利用粒子加速器，使轻核拥有很大的动能B．Z=0，M=1C．1mol氘核和1mol氚核发生核聚变，可以放出17.6MeV的能量D．聚变比裂变更安全、清洁10、下列说法正确的是（）A．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大B．一定量的理想气体压强不变，体积减小，气体分子对容器壁在单位时间内单位面积上碰撞次数增多C．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小D．液晶具有液体的流动性，但不具有单晶体的光学各向异性E.一切与热现象有关的宏观自然过程都是可逆的三、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）某同学利用如图所示的装置欲探究小车的加速度与合外力的关系．具体实验步骤如下：①按照如图所示安装好实验装置，并测出两光电门之间的距离L②平衡摩擦力即调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时间相等③取下细绳和沙桶，测量沙子和沙桶的总质量m，并记录④把小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，并记录小车先后通过光电门甲和乙的时间，并计算出小车到达两个光电门时的速度和运动的加速度⑤重新挂上细绳和沙桶，改变沙桶中沙子的质量，重复②～④的步骤（1）用游标卡尺测得遮光片的宽度为d，某次实验时通过光电门甲和乙的时间分别为Δt1和Δt2，则小车加速度的表达式为a=_________（2）关于本实验的说法，正确的是________A．平衡摩擦力时需要取下细绳和沙桶B．平衡摩擦力时不需要取下细绳和沙桶C．沙桶和沙子的总质量必须远远小于小车的质量D．小车的质量必须远远小于沙桶和沙子的总质量（3）若想利用该装置测小车与木板之间的动摩擦因数μ，某次实验中，该同学测得平衡摩擦力后斜面的倾角θ，沙和沙桶的总质量m，以及小车的质量M．则可推算出动摩擦因数的表达式μ=__________（表达式中含有m、M、θ）12．（12分）用图甲所示的电路测量一电流表的内阻。图中是标准电流表，是滑动变阻器，是电阻箱，S和分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关，实验电路电源电动势为E。依据实验原理完成下列填空。（1）将S拨向接点1，闭合，调节________，使指针偏转到适当位置，记下此时标准电表的读数I。（2）然后将S拨向接点2，调节________至适当位置，使的读数仍为I，此时R的读数即为待测电表内阻的测量值。（3）若在某一次测量中的示数如图乙所示，其电阻为________。该电阻箱可以提供的阻值范围为________。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）我国是世界上开发利用地下水资源最早的国家之一，浙江余姚河姆渡古文化遗址水井，其年代距今约5700年。压水井可以将地下水引到地面上，如图所示，活塞和阀门都只能单向打开，提压把手可使活塞上下移动，使得空气只能往上走而不往下走。活塞往上移动时，阀门开启，可将直管中的空气抽到阀门上面；活塞向下移动时，阀门关闭，空气从活塞处溢出，如此循环，地下水就在大气压的作用下通过直管被抽上来了。阀门下方的直管末端在地下水位线之下，地下水位线距离阀门的高度h=8m，直管截面积S=0.002m2，现通过提压把手，使直管中水位缓慢上升4m。已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3，外界大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s²，直管中的气体可视为理想气体：(1)若该装置的机械效率η=0.4，求人对把手做的功；(2)求直管中剩余空气质量△m与直管中原空气质量m0之比。14．（16分）(1)如图所示，玻璃棱镜ABC放在空气中，一束由红光和紫光组成的复色光从AC面的a点垂直入射，已知红光恰好在AB面上的b处发生了全反射，并传播到BC面上的c点。则以下说法中正确的是___________A．红光和紫光由空气进入棱镜后频率不变B．红光和紫光在棱镜中的波长可能相等C．红光由a传播到b的时间比紫光由a传播到b的时间长D．紫光一定在b处发生了全反射E.红光一定能从BC面上的c点射出(2)在某一简谐横波的传播方向上，有两个质点A、B，它们相距1.2m15．（12分）一球形人造卫星，其最大横截面积为A、质量为m，在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动．由于受到稀薄空气阻力的作用，导致卫星运行的轨道半径逐渐变小．卫星在绕地球运转很多圈之后，其轨道的高度下降了△H，由于△H<<R，所以可以将卫星绕地球运动的每一圈均视为匀速圆周运动．设地球可看成质量为M的均匀球体，万有引力常量为G．取无穷远处为零势能点，当卫星的运行轨道半径为r时，卫星与地球组成的系统具有的势能可表示为．（1）求人造卫星在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动的周期；（2）某同学为估算稀薄空气对卫星的阻力大小，做出了如下假设：卫星运行轨道范围内稀薄空气的密度为ρ，且为恒量；稀薄空气可看成是由彼此不发生相互作用的颗粒组成的，所有的颗粒原来都静止，它们与人造卫星在很短时间内发生碰撞后都具有与卫星相同的速度，在与这些颗粒碰撞的前后，卫星的速度可认为保持不变．在满足上述假设的条件下，请推导：①估算空气颗粒对卫星在半径为R轨道上运行时，所受阻力F大小的表达式；②估算人造卫星由半径为R的轨道降低到半径为R-△H的轨道的过程中，卫星绕地球运动圈数n的表达式．

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、B【解析】

设地球的质量为m，半径用r表示，则地球的环绕速度可表示为；黑洞的逃逸速度为c，设人马座A*的质量为M，半径用R表示，则有带入数据，人马座A*与地球的质量之比故ACD错误，B正确。故选B。2、C【解析】

列车高速运行时所受的空气阻力与车速成正比，则则克服阻力的功率为所以高铁分别以300km/h和350km/h的速度匀速运行时克服空气阻力的功率之比为故ABD错误，错C正确。故选C。3、A【解析】

两滑块组成的系统在水平方问动量守恒，有而此过程中系统损失的机械能联立以上两式可得系统损失的机械能AB．根据以上分析可知，若保持M、m不变，v变大，则变大，故A正确，B错误；CD．根据以上分析可知，若保持m、v不变，M变大，或若保持M、v不变，m变大，则变大，故CD错误。4、C【解析】

A．高铁未启动时，手机处于静止状态，受重力和支架对手机的作用力，根据平衡条件可知，支架对手机的作用力与重力大小相等，方向相反，故A错误；

B．高铁未启动时，以手机和支架整体为研究对象，受重力和桌面的支持力，不受桌面摩擦力，故B错误；

C．高铁匀减速行驶时，手机具有与前进方向相反的加速度，可能只受重力、纳米材料的吸引力和支架的支持力，共三个力的作用，故C正确；

D．高铁匀速行驶时，手机受重力、纳米材料的吸引力、支架的支持力和摩擦力，共四个力的作用，故D错误；故选C。5、D【解析】

A．沿着电场线方向电势降落，可知x轴左侧场强方向沿x轴负方向，x轴右侧场强方向沿x轴正方向，故A错误；：B．根据U＝Ed可知：左侧电场强度为：E1＝V/m＝2.0×103V/m；右侧电场强度为：E2＝V/m＝4.0×103V/m；所以x轴左侧电场强度和右侧电场强度的大小之比E1：E2＝1：2，故B错误；C．设粒子在原点左右两侧运动的时间分别为t1、t2，在原点时的速度为vm，由运动学公式有：vm＝t1同理可知：vm＝t2；Ekm＝mvm2；而周期：T＝2（t1+t2）；联立以上各式并代入相关数据可得：T＝3.0×10﹣8s；故C错误。D．该粒子运动过程中电势能的最大值为：EPm＝qφm＝﹣2×10﹣8J，由能量守恒得当电势能为零时动能最大，最大动能为Ekm＝2×10﹣8J，故D正确；6、B【解析】

A．在轨道1与在轨道2运行比较，卫星在P点距地球的距离相等，受到的万有引力相等所以卫星在点的加速度相同，故A错误；B．卫星由轨道1变为轨道2，需要加速，则轨道2的速度要大一些，所以卫星在P点的动量轨道2的大于轨道1的，故B正确；C．卫星在轨道2的不同位置受到的万有引力大小相同，但方向不同，故产生的加速度大小相同，方向不同，故卫星在轨道的不同位置都具有不同加速度，故C错误；D．轨道1是一个椭圆轨道，又开普勒第二定律可得，卫星离地球越近，速度越大，则卫星在轨道1上除了关于地球对称的位置外，各位置具有不同的动能，选项D错误。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、ACE【解析】

A．两列波的周期都是计算波长A正确；BE．根据题意而时刻两波的振动方向相反，则P是振动加强的点，振幅等于两波振幅之和，即为70cm，B错误，E正确；C．波从C传到P的时间波从B传到P的时间在时刻，横波I与横波II两波叠加，P点经过平衡位置向下运动，在时刻，经过了两个周期，P点经过平衡位置向下运动，C正确；D．因波长为20cm，则当波遇到40cm的障碍物将不会发生明显衍射现象，D错误。故选ACE。8、BD【解析】

A．金属棒恰好处于静止状态，有解得电流大小故A错误；B．0～t1时间内通过定值电阻的电荷量B项正确；C．根据题图乙可知，感应电动势又联立解得故C错误；D．整个电路消耗的电功率故D正确。故选BD。9、BD【解析】

A．“人造太阳”是以超导磁场约束，通过波加热，让等离子气体达到上亿度的高温而发生轻核聚变，故A错误。B．根据质量数和核电荷数守恒，可以求出X为中子，即Z=0，M=1，故B正确。C．1个氘核和1个氚核发生核聚变，可以放出17.6MeV的能量，故C错误。D．轻核聚变产生物为氦核，没有辐射和污染，所以聚变比裂变更安全、清洁，故D正确。故选BD.10、ABC【解析】

A．当分子力表现为引力时，增大分子减的距离，需要克服分子力做功，所以分子势能随分子间距离的增大而增大，故A正确；B．一定量的理想气体保持压强不变，气体体积减小，气体分子的密集程度增大，单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数增多，故B正确；C．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小，故C正确；D．液晶既具有液体的流动性，又具有单晶体的光学各向异性的特点，故D错误；E．根据热力学第二定律可知，一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性，都是不可逆，故E错误；故选ABC。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、（1）；（2）B；（3）【解析】

（1）[1]小车经过光电门时的速度分别为：，，由匀变速直线运动的速度位移公式可知，加速度：；（2）[2]AB.本实验中，沙桶和沙子的总质量所对应的重力即为小车做匀变速运动时所受的外力大小，平衡摩擦力时应使小车在悬挂沙桶的情况下匀速运动，所以不需要取下细绳和沙桶，故A错误，B正确；CD.因为本实验中，沙桶和沙子的总质量所对应的重力即为小车做匀变速运动时所受的外力大小，所以不需要“沙桶和沙子的总质量必须远远小于小车的质量”的实验条件，也不需要小车的质量必须远远小于沙桶和沙子的总质量，故C错误，D错误。故选：B；（3）对小车，由平衡条件得：Mgsinθ−mg=μMgcosθ，得动摩擦因数：；12、50【解析】

（1）[1]．将S拨向接点1，接通，调节使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时标准电流表的读数I。（2）[2]．然后将S拨向接点2，调节，使标准电流表的读数仍为I，记下此时的读数。（3）[3]．读取电阻箱各旋盘对应的数值后，再乘相应的倍率。其电阻为[4]．该电阻箱可以提供的最大阻值为电阻箱可以提供的阻值范围为四、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)400J；(2)【解析】

(1)直管中水位缓慢上升h1=4m，则重心上升2m，则对水做功带入数据可得W有=160J则人对把手做的功(2)直管中有气体h2=4m，气体的压强为设这些气体在压强为p0时的长度为L，则由玻意耳定律可得解得L=2.4m则直管中剩余空气质量△m与直管中原空气质量m0之比14、(1)ADE；(2)230Hz【解析】

（1）A．光的传播频率由光源决定，故光由一种介质进入另一种介质时频率不变；故A正确；B．红光和紫光进入棱镜后，波速减小，根据v=λf因为f不变，可知波长都变小，红光和紫光在棱镜中的波长不可能相等，故B错误；C．根据折射定律可知红光折射率小于紫光折射率，由v=可以知道折射率越大的传播速度越小，所以紫光在介质中的传播速率最小，即红光由a传播到b的时间比紫光由a传播到b的时间短，故C错误；D．因为红光折射率小于紫光折