湖南省百所重點中學(xué)2023屆高三第二學(xué)期期末質(zhì)量測試物理試題

湖南省百所重點中學(xué)2023屆高三第二學(xué)期期末質(zhì)量測試物理試題考生請注意：1．答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標(biāo)記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔。考試結(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖所示，傳送帶AB長為16m，水平地面BC的長為8m，傳送帶與水平地面之間B處由光滑小圓弧連接，物塊在B處由傳送帶滑到水平地面速度大小不變，物塊與水平地面間、傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為0.5，光滑半圓形軌道CD的半徑為1.25m，與水平地面相切于C點，其直徑CD右側(cè)有大小為100V/m、方向水平向左的勻強(qiáng)電場。傳送帶以l0m/s的速度順時針運動，帶正電的物塊可看成質(zhì)點，其質(zhì)量為5kg，帶電荷量為0.5C，從靜止開始沿傾角為37°的傳送帶頂端A滑下。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，則下列說法正確的是（）A．物塊在傳送帶上先加速后勻速B．物塊在傳送帶上運動的時間為3sC．物塊到達(dá)C點時對C點的壓力為306ND．物塊可以運動到D點，在D點速度為m/s2、汽車碰撞試驗是綜合評價汽車安全性能的有效方法之一。設(shè)汽車在碰撞過程中受到的平均撞擊力達(dá)到某個臨界值F0時，安全氣囊爆開。在某次試驗中，質(zhì)量m1=1600kg的試驗車以速度v1=36km/h正面撞擊固定試驗臺，經(jīng)時間t1=0.10s碰撞結(jié)束，車速減為零，此次碰撞安全氣囊恰好爆開。則在本次實驗中汽車受到試驗臺的沖量I0大小和F0的大小分別為（）（忽略撞擊過程中地面阻力的影響。）A．I0=5.76×104N·S，F(xiàn)0=1.6×105N B．I0=1.6×104N·S，F(xiàn)0=1.6×105NC．I0=1.6×105N·S，F(xiàn)0=1.6×105N D．I0=5.76×104N·S，F(xiàn)0=3.2×105N3、如圖所示，輕彈簧的一端固定在地面上，另一端固定一質(zhì)量不為零的托盤，在托盤上放置一小物塊，系統(tǒng)靜止時彈簧頂端位于B點（未標(biāo)出）。現(xiàn)對小物塊施加以豎直向上的力F，小物塊由靜止開始做勻加速直線運動。以彈簧處于原長時，其頂端所在的位置為坐標(biāo)原點，豎直向下為正方向，建立坐標(biāo)軸。在物塊與托盤脫離前，下列能正確反映力F的大小隨小物塊位置坐標(biāo)x變化的圖像是（）A． B． C． D．4、如圖，正方形abcd中△abd區(qū)域內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，△bcd區(qū)域內(nèi)有方向平行bc的勻強(qiáng)電場（圖中未畫出）．一帶電粒子從d點沿da方向射入磁場，隨后經(jīng)過bd的中點e進(jìn)入電場，接著從b點射出電場，不計粒子的重力，則（）A．粒子帶正電B．電場的方向是由c指向bC．粒子在b點和d點的動能相等D．粒子在磁場、電場中運動的時間之比為∶25、如圖，水平導(dǎo)體棒PQ用一根勁度系數(shù)均為k=80N/m的豎直絕緣輕彈簧懸掛起來，置于水平向里的勻強(qiáng)磁場中，PQ長度為L=0.5m，質(zhì)量為m=0.1kg。當(dāng)導(dǎo)體棒中通以大小為I=2A的電流，并處于靜止時，彈簧恰好恢復(fù)到原長狀態(tài)。欲使導(dǎo)體棒下移2cm后能重新處于靜止?fàn)顟B(tài)，（重力加速度g取10m/s2）則（）A．通入的電流方向為P→Q，大小為1.2AB．通入的電流方向為P→Q，大小為2.4AC．通入的電流方向為Q→P，大小為1.2AD．通入的電流方向為Q→P，大小為2.4A6、如圖，A代表一個靜止在地球赤道上的物體、B代表一顆繞地心做勻速圓周運動的近地衛(wèi)星，C代表一顆地球同步軌道衛(wèi)星。比較A、B、C繞地心的運動，說法正確的是（）A．運行速度最大的一定是B B．運行周期最長的一定是BC．向心加速度最小的一定是C D．受到萬有引力最小的一定是A二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、一定質(zhì)量理想氣體的圖象如圖所示，從狀態(tài)經(jīng)過程Ⅰ緩慢變化到狀態(tài)，再由狀態(tài)b經(jīng)過程Ⅱ緩慢變化到狀態(tài)a，表示兩個過程的圖線恰好圍成以ab為直徑的圓。以下判斷正確的是________。A．過程Ⅰ中氣體的溫度保持不變B．過程Ⅱ中氣體的溫度先升高后降低C．過程Ⅰ中氣體的內(nèi)能先減少后增加D．過程Ⅱ中氣體向外界釋放熱量E.過程Ⅱ中氣體吸收的熱量大于過程Ⅰ中放出的熱量8、如圖所示為帶電粒子在某電場中沿x軸正方向運動時，其電勢能隨位移的變化規(guī)律，其中兩段均為直線。則下列敘述正確的是（）A．該粒子帶正電B．2m~4m內(nèi)電勢逐漸升高C．0m~2m和2m~6m的過程中粒子的加速度大小相等方向相反D．2m~4m電場力做的功和4m~6m電場力對該粒子做的功相等9、如圖所示的直角三角形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場（圖中未畫出），其中∠c=90°、∠a=60°，O為斜邊的中點，分別帶有正、負(fù)電荷的粒子以相同的初速度從O點垂直ab邊沿紙面進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)域，兩粒子剛好不能從磁場的ac、bc邊界離開磁旸，忽略粒子的重力以及兩粒子之間的相互作用。則下列說法正確的是（）A．負(fù)電荷由oa之間離開磁場B．正負(fù)電荷的軌道半徑之比為C．正負(fù)電荷的比荷之比為D．正負(fù)電荷在磁場中運動的時間之比為1：110、如圖所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面間的夾角為θ，導(dǎo)軌電阻不計，下端與阻值為R的電阻相連。勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m、長為L、電阻為r的導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌放置，從ab位置以初速度v沿導(dǎo)軌向上運動，剛好能滑行到與ab相距為s的a′b′位置，然后再返回到ab。該運動過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，不計空氣阻力，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A．向上滑行過程中導(dǎo)體棒做勻減速直線運動B．上滑過程中電阻R產(chǎn)生的熱量為C．向下滑行過程中通過電阻R的電荷量為D．電阻R在導(dǎo)體榛向上滑行過程中產(chǎn)生的熱量小于向下滑行過程中產(chǎn)生的熱量三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）某同學(xué)要測定一電源的電動勢E和內(nèi)阻r，實驗器材有：一只DIS電流傳感器（可視為理想電流表，測得的電流用I表示），一只電阻箱（阻值用R表示），一只開關(guān)和導(dǎo)線若干。該同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的電路進(jìn)行實驗和采集數(shù)據(jù)。(1)該同學(xué)設(shè)計實驗的原理表達(dá)式是E=________（用r、I、R表示）。(2)該同學(xué)在閉合開關(guān)之前，應(yīng)先將電阻箱調(diào)到________（選填“最大值”“最小值”或“任意值”），實驗過程中，將電阻箱調(diào)至如圖乙所示位置，則此時電阻箱接入電路的阻值為________Ω。(3)該同學(xué)根據(jù)實驗采集到的數(shù)據(jù)作出如圖丙所示的－R圖象，則由圖象可求得，該電源的電動勢E=______V，內(nèi)阻r=________Ω。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）12．（12分）如圖所示，用做平拋運動實驗的裝置驗證機(jī)能守恒定律。小球從桌面左端以某一初速度開始向右滑動，在桌面右端上方固定一個速度傳感，記錄小球離開桌面時的速度（記作v）。小球落在地面上，記下落點，小球從桌面右邊緣飛出點在地面上的投影點為O，用刻度尺測量落點到O點的距離x。通過改變小球的初速度，重復(fù)上述過程，記錄對應(yīng)的速度v和距離x。已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。若想驗證小球在平拋運動過程中機(jī)械能守恒，只需驗證平拋運動過程的加速度等于重力加速度即可。（1）某同學(xué)按如圖所示測量高度h和水平距離x，其中存在測量錯誤的是________（填“h”或“x”），正確的測量方法應(yīng)是________。（2）若小球在下落過程中的加速度為a，則x與v的關(guān)系式為x=________。（3）該同學(xué)在坐標(biāo)紙上畫出了縱、橫坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)，畫出的圖象為一條過原點的直線，圖線的斜率為k，那么該同學(xué)選擇________為橫坐標(biāo)，根據(jù)平拋運動得到的加速度為________。然后與比較，若兩者在誤差允許范圍內(nèi)相等，就驗證了小球在平拋運動過程中機(jī)械能守恒。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，水平地面上固定一個傾角，高的斜面，時刻起在斜面底端A處有一個小物塊質(zhì)量，以初速度沿斜面向上運動，并且時刻起有一平行于斜面的斜向下的的恒力作用在物塊上，作用時間為。已知物塊與斜面間動摩擦因數(shù)，，，，物塊與斜面間的最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，不計空氣阻力影響，求：(1)物塊向上滑行的距離及時間；(2)撤掉外力后物塊經(jīng)多長時間停下來。14．（16分）一半圓柱形透明體橫截面如圖所示，O為截面的圓心，半徑R＝cm，折射率n＝．一束光線在橫截面內(nèi)從AOB邊上的A點以60°的入射角射入透明體，求該光線在透明體中傳播的時間．（已知真空中的光速c＝3.0×108m/s）15．（12分）1932年美國物理學(xué)家勞倫斯發(fā)明了回旋加速器，巧妙地利用帶電粒子在磁場中運動特點，解決了粒子的加速問題?，F(xiàn)在回旋加速器被廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究和恢學(xué)設(shè)備中?；匦铀倨鞯墓ぷ髟砣鐖D甲所，置于真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直，加速器按一定頻率的高頻交流電源，保證粒子每次經(jīng)過電場都被加速，加速電壓為U。D形金屬盒中心粒子源產(chǎn)生的粒子，初速度不計，在加速器中被加速，加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力作用。(1)求把質(zhì)量為m、電荷量為q的靜止粒子加速到最大動能所需時間；(2)若此回旋加速器原來加速質(zhì)量為2m，帶電荷量為q的α粒子（），獲得的最大動能為Ekm，現(xiàn)改為加速氘核（），它獲得的最大動能為多少？要想使氘核獲得與α粒子相同的動能，請你通過分析，提出一種簡單可行的辦法；(3)已知兩D形盒間的交變電壓如圖乙所示，設(shè)α粒子在此回旋加速器中運行的周期為T，若存在一種帶電荷量為q′、質(zhì)量為m′的粒子，在時進(jìn)入加速電場，該粒子在加速器中能獲得的最大動能？（在此過程中，粒子未飛出D形盒）

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、C【解題分析】

AB.剛開始運動時，對物塊受力分析可知解得a1=10m/s2物塊與傳送帶達(dá)到共同速度時解得t1=ls物塊的位移此后對物塊受力分析可知解得a2=2m/s2，物塊在傳送帶上的第二段運動解得t2=1s，物塊在傳送帶上運動的時間物體在傳送帶上先以a1=10m/s2加速，再以a2=2m/s2加速，AB錯誤；C.物塊到達(dá)傳送帶底端的末速度在水平地面BC上，物塊做勻減速直線運動，其加速度大小設(shè)物塊到達(dá)C點時的速度為v3，則解得v3=8m/s設(shè)此時C點對物塊的支持力為FN，根據(jù)牛頓第二定律，有解得FN=306N根據(jù)牛頓第三定律可知，物塊對C點的壓力大小為306N，故C正確；D.由于物塊在電場中有重力和電場力合力為方向與豎直方向成45°角，所以物塊的等效最高點在上半部圓弧與豎直方向成45°角處，要過等效最高點需要的最小速度為，代入數(shù)據(jù)得而實際上，物塊由C點運動到等效最高點時的速度，由動能定理可得代入數(shù)據(jù)可得所以物塊過不了等效最高點，物塊就不可能到達(dá)D點，故D錯誤。故選C。2、B【解題分析】

汽車受到試驗臺的沖量等于汽車動量的改變量的大小平均撞擊力，根據(jù)動量定理可知帶入數(shù)據(jù)解得：A．I0=5.76×104N·S，F(xiàn)0=1.6×105N與分析不符，故A錯誤；B．I0=1.6×104N·S，F(xiàn)0=1.6×105N與分析相符，故B正確；C．I0=1.6×105N·S，F(xiàn)0=1.6×105N與分析不符，故C錯誤；D．I0=5.76×104N·S，F(xiàn)0=3.2×105N與分析不符，故D錯誤。故選：B。3、B【解題分析】

根據(jù)有可知F隨著x增大而減小；由于以彈簧處于原長時，其頂端所在的位置為坐標(biāo)原點，當(dāng)F=m(a+g)時，物塊與彈簧脫離，初始時刻F=ma>0故B正確。故選B。4、D【解題分析】

A．帶電粒子從d點沿da方向射入磁場，隨后經(jīng)過bd的中點e進(jìn)入電場，偏轉(zhuǎn)方向往右，由左手定則可知，粒子帶負(fù)電，故A錯誤；B．粒子從e點射出時，速度方向與bd的夾角為，即水平向右射出，在電場中做類平拋運動，從b點射出電場，所受電場力方向由c指向b，負(fù)電荷所受電場力方向與場強(qiáng)方向相反，則電場方向由b指向c，故B錯誤；C．粒子從d到e過程中洛倫茲力不做功，但在e到b的類平拋運動過程中，電場力做下功，則粒子在b點的動能大于在d點的動能，故C錯誤；D．假設(shè)ab邊長的一半為r，粒子從d點射入磁場的速度為v，因為粒子在磁場中運動的時間為弧長de除以速率v，即，粒子在電場中做類平拋運動，其在平行ab方向的分運動速度大小為v的勻速直線運動，分位移為r，可得粒子在電場中運動時間為，故D正確。故選D。5、C【解題分析】

由題意知通電后彈簧恢復(fù)到原長，說明安培力方向向上，由平衡條件可得ILB=mg，代入數(shù)據(jù)解得磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B==1T。欲使導(dǎo)體棒下移2cm后能重新處于靜止?fàn)顟B(tài)，假設(shè)安培力方向向下，由平衡條件可得mg+I′LB=kx，解得：I′=1.2A，假設(shè)成立，此時通入的電流方向為Q→P，故C正確，ABD錯誤。6、A【解題分析】

A．因AC的角速度相同，則由v=ωr可知，vC>vA；對BC衛(wèi)星，由可知，vB>vC，可知vB>vC>vA，選項A正確；B．因AC周期相同；而對BC衛(wèi)星，根據(jù)可知，C的周期大于B，可知運行周期最長的是AC，選項B錯誤；C．因AC的角速度相同，則由a=ω2r可知，aC>aA；對BC衛(wèi)星，由可知，aB>aC，可知aB>aC>aA，向心加速度最小的一定是A，選項C錯誤；D．三個物體的質(zhì)量關(guān)系不確定，不能比較受到萬有引力的關(guān)系，選項D錯誤。故選A。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、BCE【解題分析】

ABC．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，a、b兩狀態(tài)的溫度相同，過程I中，從a到圓上最低點過程中，壓強(qiáng)減小，體積減小，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，溫度降低，則。過程I中從a到圓最低點過程中，壓強(qiáng)減小，體積減小，則溫度降低，則過程Ⅰ中氣體的溫度先降低后升高，氣體的內(nèi)能先減少后增加，同理可知，過程Ⅱ中氣體溫度先升高后降低，氣體的內(nèi)能先增加后減少，故A錯誤，BC正確：D．過程Ⅱ中氣體的體積變大氣體對外界做功，且內(nèi)能不變，且內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體吸熱，故D錯誤；E．在圖象中，圖線與橫坐標(biāo)軸圍成的“面積”對應(yīng)功，過程Ⅱ氣體對外界做的功大于過程Ⅰ外界對氣體做的功，故過程Ⅱ中氣體吸收的熱量大于過程Ⅰ中氣體放出的熱量，故E正確。故選BCE。8、CD【解題分析】

AB．由于電場的方向未知，因此粒子的電性不能確定，2m~6m的電勢的高低也不能判斷，AB錯誤；C．根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系Ep=qφ場強(qiáng)與電勢的關(guān)系得由數(shù)學(xué)知識可知Ep﹣x圖像切線的斜率等于，故斜率間接代表了場強(qiáng)大小，0m~2m和2m~6m的斜率大小相等方向相反，因此電場強(qiáng)度的方向大小相等方向相反，則粒子的加速度大小相等方向相反，C正確；D．2m~4m兩點間距與4m~6m兩點間距相等，電場強(qiáng)度也相等，因此由U=Ed可知，2m~4m兩點間的電勢差等于4m~6m兩點間的電勢差，則2m~4m電場力做的功和4m~6m電場力做的功相等，D正確。故選CD。9、BC【解題分析】

A．由左手定則可知，負(fù)電荷由Ob之間離開磁場區(qū)域，故A錯誤；B．作出兩粒子的運動軌跡如圖所示：由幾何關(guān)系，對負(fù)粒子：則負(fù)粒子的軌道半徑為：對正粒子：解得正粒子的軌道半徑為：則正負(fù)粒子的軌道半徑之比為：故B正確；D．正負(fù)粒子在磁場中運動的時間均為半個周期，由：可知，正負(fù)粒子在磁場中運動的時間之比為：故D錯誤；C．粒子在磁場中做圓周運動，則由：可得：正負(fù)粒子的比荷之比與半徑成反比，則正負(fù)粒子的比荷之比為，故C正確。故選BC。10、BC【解題分析】

向上滑行過程中導(dǎo)體棒受到重力、安培力，根據(jù)牛頓第二定律分析加速度的變化情況；上滑過程中根據(jù)功能關(guān)系結(jié)合焦耳定律求解電阻R產(chǎn)生的熱量；根據(jù)電荷量的計算公式求解向下滑行過程中通過電阻R的電荷量；根據(jù)分析電阻R在導(dǎo)體棒向上滑行過程中產(chǎn)生的熱量與向下滑行過程中產(chǎn)生的熱量的大小。【題目詳解】A．向上滑行過程中導(dǎo)體棒受到重力、安培力，根據(jù)右手定則可得棒中的電流方向，根據(jù)左手定則可得安培力方向沿斜面向下，根據(jù)牛頓第二定律可得：其中：解得：由于速度減小，則加速度減小，棒不做勻減速直線運動，故A錯誤；B．設(shè)上滑過程中克服安培力做的功為W，根據(jù)功能關(guān)系可得：克服安培力做的功等于產(chǎn)生的焦耳熱，則：上滑過程中電阻R產(chǎn)生的熱量為：故B正確；C．向下滑行過程中通過電阻R的電荷量為：故C正確；D．由于上滑過程中和下滑過程中導(dǎo)體棒通過的位移相等，即導(dǎo)體棒掃過的面積S相等，根據(jù)安培力做功計算公式可得：由于上滑過程中的平均速度大于，下滑過程中的平均速度，所以上滑過程中平均電流大于下滑過程中的平均電流，則電阻R在導(dǎo)體棒向上滑行過程中產(chǎn)生的熱量大于向下滑行過程中產(chǎn)生的熱量，故D錯誤。故選BC。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、I（R＋r）最大值216.3（6.1~6.4）2.5（2.4~2.6）【解題分析】

(1)[1]根據(jù)閉合電路歐姆定律，該同學(xué)設(shè)計實驗的原理表達(dá)式是E=I(R＋r)(2)[2]根據(jù)實驗的安全性原則，在閉合開關(guān)之前，應(yīng)先將電阻箱調(diào)到最大值[3]根據(jù)電阻箱讀數(shù)規(guī)則，電阻箱接入電路的阻值為2×10Ω＋1×1Ω=21Ω(3)[4][5]由E=I（R＋r）可得圖像斜率等于得由于誤差(6.1~6.4)