2023-2024年湘豫名校联考高三第二次模拟考试理综试题-高中物理（解析版）

2024届湘豫名校联考高三第二次模拟考试理综试题—高中物理一、单选题1.质量为的放射性元素钚原子，自发衰变成质量为的铀原子的同时放出一个质量为的粒子，已知的半衰期为，核的平均结合能为，核的平均结合能为，所释放粒子的平均结合能为，光速为。则下列说法正确的是（）A.将放射性元素钚移到火星上去后半衰期会变大B.个经过后一定还有个没有衰变C.放出一个粒子的动能D.衰变过程中释放的核能为【答案】D【解析】根据电荷数守恒和质量数守恒可知放出的粒子为粒子（即），而半衰期只与原子核的内部结构有关，不会随物理状态和化学状态发生变化，故A错误；因为半衰期是一个统计学概念，对大数才有意义，所以个经过后不一定还有50个没有衰变，故B错误；由，可知在衰变过程中释放的核能为，但由于释放出的核能转变为和的动能以及射线的能量，故C错误，由质量亏损知，衰变过程中释放的核能为，故D正确。故选D。2.质量为的木箱静止在水平地面上，在一水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上做直线运动，从开始运动作为时间的零点，拉力的冲量与时间的关系如图。木箱与水平地面之间的动摩擦因数，重力加速度取。下列说法正确的是（）A.在时，拉力的功率为B.木箱在运动过程中最大的动能为C.木箱在内克服摩擦力做的功为D.木箱在内受到摩擦力的冲量大小为【答案】C【解析】在内，水平拉力的大小，而摩擦力，根据牛顿第二定律可得，在时，，拉力的功率为，故A错误；在内，水平拉力的大小，而摩擦力，根据牛顿第二定律可得，第末速度最大，最大动能为，故B错误；在内，木箱运动的位移为，第木箱静止不动，木箱在内克服摩擦力做的功为，故C正确；水箱在内受到摩擦力的冲量大小为，故D错误。故选C。3.游泳是人们很喜爱的运动之一。如图，某游泳运动员在河中的点发现正下游处有一半径为的旋涡，当时水流速度为，点与点的距离，该运动员为了能避开旋涡沿直线到达安全地带，其在静水中的速度至少为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】水流速度是定值，只要保证合速度方向指向漩涡危险区切线方向即可，如图所示，，为了能避开漩涡沿直线到达安全地带，运动员在静水中的速度至少是，故选B。4.如图，带等量异种电荷的甲、乙两滑块，置于绝缘的水平桌面上，静止时相距为。现在加一水平向右的匀强由场，甲、乙两滑块开始运动，并发生碰撞结合在一起。已知甲的质量大于乙的质量，两者与桌面之间的动摩擦因数相等，两滑块之间的相互作用不能忽略。下列说法正确的是（）A.甲、乙两滑块接近过程中任一时刻甲的速度比乙大B.甲、乙两滑块相互接近过程中动量守恒C.甲、乙发生碰撞结合在一起向左运动D.从开始运动到碰撞的过程中，匀强电场和两电荷组成的系统的电势能减小量等于【答案】C【解析】对甲、乙两滑块分别做受力分析如图所示，表示甲、乙间的库仑引力大小。根据牛顿第二定律得，，由于，所以，两滑块初速度均为零，因此在任意时刻均有，即甲、乙两滑块接近过程中任一时刻甲的速度比乙小，故A错误；甲、乙两滑块相互接近过程中因为所受的摩擦力不相等，即系统所受的合外力不为零，因此系统的动量不守恒，故B错误；对于整个系统而言，由于，合力方向水平向左，合冲量方向水平向左，根据动量定理，可知合动量方向水平向左，即甲、乙发生碰撞结合在一起向左运动，故C正确；根据电场力做功，所以系统的电势能减小量大于，故D错误。故选C。二、多选题5.如图，半径为的玻璃半球体，点为球心，左表面竖直，其下半部分放有一毛玻璃屏，在半球体右侧竖直放置一平面镜。某同学用激光笔发出一细束与过球心的水平直线平行且间距为的激光从点射入，该同学缓慢地向左移动平面镜，发现时，在毛玻璃上的点观察到清晰的亮点，且点与点关于点对称。已知光在真空中的速度为。则下列说法正确的是（）A.激光在该玻璃中的折射率B.激光在该玻璃中的折射率C.激光在该玻璃中的传播速度为D.激光由点射入到从点射出的时间【答案】B、D【解析】光路图如图所示，根据光路的对称性与光路的可逆性，依题意有，所以，根据余弦定理得，解得，所以，，根据折射定律可得，故A错误，B正确；光在玻璃中的光速为，光在玻璃中通过的路程，激光由点射入到从点射出的时间，故C错误，D正确。故选BD。6.现在人们业余生活都喜欢打气排球，气排球轻，很适合老年人锻炼身体。某退休工人在打气排球时将一质量为的气排球以大小为的初速度竖直向上抛出，落回抛出点时的速度大小为。已知气排球在运动过程中所受空气阻力的大小与其运动速度大小成正比。则下列说法正确的是（）A.气排球上升过程中加速度逐渐减小B.气排球下降过程中加速度逐渐增大C.气排球上升过程中损失的机械能小于D.气排球下降过程中损失的机械能小于【答案】A、D【解析】气排球上升过程中，加速度方向向下，大小为，因为做减速运动，所以加速度逐渐减小，选项A正确；气排球下降过程中，加速度方向向下，大小为，因为做加速运动，所以加速度逐渐减小，选项B错误；由于阻力做负功，机械能减小，可知，上升过程中，由动能定理可知，下降过程中，由动能定理可知，所以，又因为全过程损失的机械能为，气排球上升过程中损失的机械能大于，气排球下降过程中损失的机械能小于，选项C错误，选项D正确。故选AD。7.如图。、、三颗星体分别位于等边三角形的三个顶点上，在相互之间的万有引力作用下，绕圆心在三角形所在的平面内做匀速圆周运动，忽略其他星体对它们的作用。则下列说法正确的是（）A.、、三颗星体的运动线速度大小相等B.、、三颗星体中星的质量最小C.、、三颗星体中星的加速度最小D.、、三颗星体中星所受的合力最小【答案】B、D【解析】三星系统是三颗星都绕同一圆心做匀速圆周运动，由此它们转动的角速度相同，由线速度与角速度的关系公式，可知星体的线速度，故A错误；根据可知、、三颗星体中星的加速度最大。故C错误；三颗星体都绕同一圆心做匀速圆周运动，每个星体受到另外两个星体的万有引力的合力需指向点，因此可得星体、受力如图所示，可知、间的万有引力大小等于、间的万有引力大小，、间的万有引力大小小于、间的万有引力大小，两图中的两分力的夹角相等，因此，根据，可知，故BD正确。故选BD。8.如图，两根足够长的光滑平行导轨固定在绝缘水平面上，左、右两侧导轨间距分别为和，图中左侧是电阻不计的金属导轨，右侧是绝缘轨道。金属导轨部分处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为；右侧以为原点，沿导轨方向建立轴，沿方向存在分布规律为的竖直向下的磁场（图中未标出）。一质量为、阻值为、三边长度均为的形金属框，左端紧靠平放在绝缘轨道上（与金属导轨不接触）处于静止状态。长为、质量为、电阻为的导体棒处在间距为的金属导轨上，长为、质量为、电阻为的导体棒处在间距为的金属导轨上。现同时给导体棒，大小相同的水平向右的速度，当导体棒运动至时，导体棒中已无电流（始终在宽轨上）。导体棒与U形金属框碰撞后连接在一起构成回路，导体棒、、金属框与导轨始终接触良好，导体棒被立柱挡住没有进入右侧轨道。下列说法正确的是（）A.给导体棒，大小相同的水平向右的速度后，导体棒做匀速运动B.导体棒到达时的速度大小为C.导体棒与形金属框碰撞后连接在一起后做匀减速运动D.导体棒与形金属框碰撞后，导体棒静止时与的距离为【答案】B、D【解析】给导体棒、大小相同的水平向右的速度后，因为导体棒产生的电动势大于棒产生的电动势，所以回路中有感应电流产生，导体棒减速运动，棒加速运动，然后匀速运动，故A错误；设棒到达时的速度大小为，此时导体棒的速度大小为，因为此时已经无电流，所以，则对、棒分别根据动量定理可得，，联立解得，故B正确；棒与形金属框碰撞后连接在一起后做加速度不断减小的减速运动，故C错误；设棒与形金属框碰撞后共同速度为，则根据动量守恒定律可得，解得，由题意可知形金属框右边始终比形金属框左边的磁场大，从导体棒与形金属框碰撞后到最终静止的过程，回路中的平均电流为，根据动量定理有，棒静止时与点的距离为，联立解得，故D正确。故选BD三、实验题9.某实验小组利用如图甲装置探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。图中直径为的水平圆盘可绕竖直中心轴转动，盘边缘侧面上有很小一段涂有很薄的反光材料。当圆盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来，从而记录反光时间。长为的细线一端连接小滑块，另一端连到固定在转轴上的力传感器上，连接到计算机上的传感器能显示细线的拉力，用游标卡尺测量反光材料的长度。实验小组采取了下列实验步骤：（1）为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和旋转半径保持不变，某次记录的反光时间为，则角速度______；（2）以为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条如图乙所示的直线，图线的斜率为，则滑块的质是为______（结果用字母、、、表示）；图线不过坐标原点的原因是______。【答案】（1）；（2）；滑块受到摩擦力的作用【解析】（1）根据控制变量法，为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块的质量和旋转半径不变；物体转动的线速度为，又，解得；（2）根据向心力公式可知，联立解得，由于，可得滑块的质量为，由图线可知，当时，，可知图线不过坐标原点的原因是滑块受到摩擦力的作用。10.某课外研究性学习小组设计了测量盐水电阻率的实验原理图如图甲。所用器材有：电源（电动势约为，内阻一定），毫安表（量程为，内阻不可忽略）；滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为），电压表（量程为，内阻约为）；电压表（量程为，内阻约为）；装有耐腐蚀固定电极板、可动电极板和温度计的长方体有机玻璃样品池；开关，导线若干。（1）为了使电压表和电流表均有较大的偏转，则电压表应选用______（选填“”或“”），根据图甲所示的原理图，在图乙的实物图中，完成连线________；（2）用分度游标卡尺测量样品池的深度如图丙所示，则______，用游标卡尺测量样品池的宽度，用毫米刻度尺测量固定电极板和可动电极板间的距离；（3）在样品池中注满待测盐水，闭合开关，调节滑动变阻器，读出电压表的示数和电流表的示数，并记录此时固定电极板和可动电极板间的距离；然后改变固定电极板和可动电极板间的距离，分别记录电压表的示数、电流表的示数和固定电极板和可动电极板间的距离；如此完成次测量并记录相应数据；应用图像法对数据进行处理，以为纵轴，以为横轴，作出如图丁所示的图像，图中、、为已知量，测量并记录盐水的温度，则此温度下盐水的电阻率______（结果用字母、、、、表示），电流表的内阻对电阻率的测量值______（选填“有影响”或“无影响”），电流表的内阻______（结果用字母、、表示）。【答案】（1）；见解析；（2）；（3）；无影响；【解析】（1）因为电源的电动势约，为了电压表有较大的偏转，所以应选择电压表；根据电路图连线如图所示，（2）游标卡尺的读数为；（3）因为，所以斜率，解得，电流表的内阻对电阻率的测量值无影响，电流表的内阻。四、解答题11.如图，一水平放置的汽缸中由横截面积为的活塞封闭有一定量的理想气体，中间的隔板将气体分为、两部分；初始时，、两部分气柱的长度均为，压强均等于大气压，已知隔板与汽䍂壁间的最大静摩擦力为，隔板与汽䍂壁间的滑动摩擦力等于最大静摩擦力。气体温度始终保持不变，向右缓慢推动活塞。（1）当活塞向右移动多大距离时隔板开始移动？（2）若隔板向右缓慢移动了的距离，则活塞向右移动了多大的距离？【答案】（1）；（2）【解析】（1）对于气体，初态，，设当活塞向右移动距离时隔板开始移动，则，体积，根据玻意耳定律可得，即，解得；（2）对于气体，初态，，设当活塞向右移动距离时隔板向右移动，体积，根据玻意耳定律可得，解得，此时气体的压强为，体积，根据玻意耳定律可得，即，解得。12.如图，长为的轻绳一端固定在点，另一端连接质量为的小球。起始时小球位于点正上方的点，绳子恰好伸直，给小球一向左的水平初速度，当小球运动到最低点时恰好与位于光滑水平面上的小球发生弹性碰撞，碰撞时间极短，碰撞后小球恰好能到达右侧半径为的光滑半圆形轨道的最高点，图中点、半圆圆心和点在同一竖直线上。已知重力加速度取，不计空气阻力。求：（1）小球与小球碰撞前瞬间速度的大小；（2）小球的质量。【答案】（1）；（2）【解析】（1）若小球在点恰好做圆周运动，则有，解得，因为，所以小球从点先做平抛运动，设当轻绳与竖直方向成角时绳子再次伸直，如图所示，则根据平抛运动的规律可得，，联立解得，，当绳子再次伸直以后，小球将以，为初速度开始做圆周运动，根据机械能守恒定律得，解得；（2）设、碰撞以后的速度分别为和，则根据动量守恒定律和能量守恒定律可得，，联立解得，，因为小球恰好能到达最高点，则有，对小球根据机械能守恒定律有，解得，。13.如图甲为某研究性学习小组设计的研究带电微粒性质的装置，平面位于水平面内，轴竖直向上，轴与水平的一对平行金属板、的中心线重合。在左侧空间存在匀强磁场和匀强电场，其方向均与轴垂直且与轴成，磁感应强度大小为，电场强度大小为。平行金属板、间距离为，长度为，在其右侧处放置有垂直于轴的荧光屏，现在平行金属板、间加一交变电压如图乙，电压的正向值为，反向电压值为，周期可调且每隔换向一次。现有带电的微粒束从坐标的原点匀速沿轴方向射入平行金属板的点，调节使粒子能全部打在荧光屏上而且所有粒子在、间的飞行时间均为（待求）。已知重力加速度为，求：（1）带电的微粒的比荷和微粒进入金属板间点时的速度的大小；（2）方波电