2023-2024年湘豫名校聯(lián)考高三第二次模擬考試?yán)砭C試題-高中物理（解析版）

2024屆湘豫名校聯(lián)考高三第二次模擬考試?yán)砭C試題—高中物理一、單選題1.質(zhì)量為的放射性元素钚原子，自發(fā)衰變成質(zhì)量為的鈾原子的同時(shí)放出一個(gè)質(zhì)量為的粒子，已知的半衰期為，核的平均結(jié)合能為，核的平均結(jié)合能為，所釋放粒子的平均結(jié)合能為，光速為。則下列說法正確的是（）A.將放射性元素钚移到火星上去后半衰期會(huì)變大B.個(gè)經(jīng)過后一定還有個(gè)沒有衰變C.放出一個(gè)粒子的動(dòng)能D.衰變過程中釋放的核能為【答案】D【解析】根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知放出的粒子為粒子（即），而半衰期只與原子核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)，不會(huì)隨物理狀態(tài)和化學(xué)狀態(tài)發(fā)生變化，故A錯(cuò)誤；因?yàn)榘胨テ谑且粋€(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)概念，對(duì)大數(shù)才有意義，所以個(gè)經(jīng)過后不一定還有50個(gè)沒有衰變，故B錯(cuò)誤；由，可知在衰變過程中釋放的核能為，但由于釋放出的核能轉(zhuǎn)變?yōu)楹偷膭?dòng)能以及射線的能量，故C錯(cuò)誤，由質(zhì)量虧損知，衰變過程中釋放的核能為，故D正確。故選D。2.質(zhì)量為的木箱靜止在水平地面上，在一水平拉力的作用下，由靜止開始在水平地面上做直線運(yùn)動(dòng)，從開始運(yùn)動(dòng)作為時(shí)間的零點(diǎn)，拉力的沖量與時(shí)間的關(guān)系如圖。木箱與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速度取。下列說法正確的是（）A.在時(shí)，拉力的功率為B.木箱在運(yùn)動(dòng)過程中最大的動(dòng)能為C.木箱在內(nèi)克服摩擦力做的功為D.木箱在內(nèi)受到摩擦力的沖量大小為【答案】C【解析】在內(nèi)，水平拉力的大小，而摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律可得，在時(shí)，，拉力的功率為，故A錯(cuò)誤；在內(nèi)，水平拉力的大小，而摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律可得，第末速度最大，最大動(dòng)能為，故B錯(cuò)誤；在內(nèi)，木箱運(yùn)動(dòng)的位移為，第木箱靜止不動(dòng)，木箱在內(nèi)克服摩擦力做的功為，故C正確；水箱在內(nèi)受到摩擦力的沖量大小為，故D錯(cuò)誤。故選C。3.游泳是人們很喜愛的運(yùn)動(dòng)之一。如圖，某游泳運(yùn)動(dòng)員在河中的點(diǎn)發(fā)現(xiàn)正下游處有一半徑為的旋渦，當(dāng)時(shí)水流速度為，點(diǎn)與點(diǎn)的距離，該運(yùn)動(dòng)員為了能避開旋渦沿直線到達(dá)安全地帶，其在靜水中的速度至少為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】水流速度是定值，只要保證合速度方向指向漩渦危險(xiǎn)區(qū)切線方向即可，如圖所示，，為了能避開漩渦沿直線到達(dá)安全地帶，運(yùn)動(dòng)員在靜水中的速度至少是，故選B。4.如圖，帶等量異種電荷的甲、乙兩滑塊，置于絕緣的水平桌面上，靜止時(shí)相距為?，F(xiàn)在加一水平向右的勻強(qiáng)由場(chǎng)，甲、乙兩滑塊開始運(yùn)動(dòng)，并發(fā)生碰撞結(jié)合在一起。已知甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量，兩者與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，兩滑塊之間的相互作用不能忽略。下列說法正確的是（）A.甲、乙兩滑塊接近過程中任一時(shí)刻甲的速度比乙大B.甲、乙兩滑塊相互接近過程中動(dòng)量守恒C.甲、乙發(fā)生碰撞結(jié)合在一起向左運(yùn)動(dòng)D.從開始運(yùn)動(dòng)到碰撞的過程中，勻強(qiáng)電場(chǎng)和兩電荷組成的系統(tǒng)的電勢(shì)能減小量等于【答案】C【解析】對(duì)甲、乙兩滑塊分別做受力分析如圖所示，表示甲、乙間的庫侖引力大小。根據(jù)牛頓第二定律得，，由于，所以，兩滑塊初速度均為零，因此在任意時(shí)刻均有，即甲、乙兩滑塊接近過程中任一時(shí)刻甲的速度比乙小，故A錯(cuò)誤；甲、乙兩滑塊相互接近過程中因?yàn)樗艿哪Σ亮Σ幌嗟?，即系統(tǒng)所受的合外力不為零，因此系統(tǒng)的動(dòng)量不守恒，故B錯(cuò)誤；對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)而言，由于，合力方向水平向左，合沖量方向水平向左，根據(jù)動(dòng)量定理，可知合動(dòng)量方向水平向左，即甲、乙發(fā)生碰撞結(jié)合在一起向左運(yùn)動(dòng)，故C正確；根據(jù)電場(chǎng)力做功，所以系統(tǒng)的電勢(shì)能減小量大于，故D錯(cuò)誤。故選C。二、多選題5.如圖，半徑為的玻璃半球體，點(diǎn)為球心，左表面豎直，其下半部分放有一毛玻璃屏，在半球體右側(cè)豎直放置一平面鏡。某同學(xué)用激光筆發(fā)出一細(xì)束與過球心的水平直線平行且間距為的激光從點(diǎn)射入，該同學(xué)緩慢地向左移動(dòng)平面鏡，發(fā)現(xiàn)時(shí)，在毛玻璃上的點(diǎn)觀察到清晰的亮點(diǎn)，且點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱。已知光在真空中的速度為。則下列說法正確的是（）A.激光在該玻璃中的折射率B.激光在該玻璃中的折射率C.激光在該玻璃中的傳播速度為D.激光由點(diǎn)射入到從點(diǎn)射出的時(shí)間【答案】B、D【解析】光路圖如圖所示，根據(jù)光路的對(duì)稱性與光路的可逆性，依題意有，所以，根據(jù)余弦定理得，解得，所以，，根據(jù)折射定律可得，故A錯(cuò)誤，B正確；光在玻璃中的光速為，光在玻璃中通過的路程，激光由點(diǎn)射入到從點(diǎn)射出的時(shí)間，故C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。6.現(xiàn)在人們業(yè)余生活都喜歡打氣排球，氣排球輕，很適合老年人鍛煉身體。某退休工人在打氣排球時(shí)將一質(zhì)量為的氣排球以大小為的初速度豎直向上拋出，落回拋出點(diǎn)時(shí)的速度大小為。已知?dú)馀徘蛟谶\(yùn)動(dòng)過程中所受空氣阻力的大小與其運(yùn)動(dòng)速度大小成正比。則下列說法正確的是（）A.氣排球上升過程中加速度逐漸減小B.氣排球下降過程中加速度逐漸增大C.氣排球上升過程中損失的機(jī)械能小于D.氣排球下降過程中損失的機(jī)械能小于【答案】A、D【解析】氣排球上升過程中，加速度方向向下，大小為，因?yàn)樽鰷p速運(yùn)動(dòng)，所以加速度逐漸減小，選項(xiàng)A正確；氣排球下降過程中，加速度方向向下，大小為，因?yàn)樽黾铀龠\(yùn)動(dòng)，所以加速度逐漸減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于阻力做負(fù)功，機(jī)械能減小，可知，上升過程中，由動(dòng)能定理可知，下降過程中，由動(dòng)能定理可知，所以，又因?yàn)槿^程損失的機(jī)械能為，氣排球上升過程中損失的機(jī)械能大于，氣排球下降過程中損失的機(jī)械能小于，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確。故選AD。7.如圖。、、三顆星體分別位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，在相互之間的萬有引力作用下，繞圓心在三角形所在的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，忽略其他星體對(duì)它們的作用。則下列說法正確的是（）A.、、三顆星體的運(yùn)動(dòng)線速度大小相等B.、、三顆星體中星的質(zhì)量最小C.、、三顆星體中星的加速度最小D.、、三顆星體中星所受的合力最小【答案】B、D【解析】三星系統(tǒng)是三顆星都繞同一圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由此它們轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同，由線速度與角速度的關(guān)系公式，可知星體的線速度，故A錯(cuò)誤；根據(jù)可知、、三顆星體中星的加速度最大。故C錯(cuò)誤；三顆星體都繞同一圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，每個(gè)星體受到另外兩個(gè)星體的萬有引力的合力需指向點(diǎn)，因此可得星體、受力如圖所示，可知、間的萬有引力大小等于、間的萬有引力大小，、間的萬有引力大小小于、間的萬有引力大小，兩圖中的兩分力的夾角相等，因此，根據(jù)，可知，故BD正確。故選BD。8.如圖，兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，左、右兩側(cè)導(dǎo)軌間距分別為和，圖中左側(cè)是電阻不計(jì)的金屬導(dǎo)軌，右側(cè)是絕緣軌道。金屬導(dǎo)軌部分處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為；右側(cè)以為原點(diǎn)，沿導(dǎo)軌方向建立軸，沿方向存在分布規(guī)律為的豎直向下的磁場(chǎng)（圖中未標(biāo)出）。一質(zhì)量為、阻值為、三邊長(zhǎng)度均為的形金屬框，左端緊靠平放在絕緣軌道上（與金屬導(dǎo)軌不接觸）處于靜止?fàn)顟B(tài)。長(zhǎng)為、質(zhì)量為、電阻為的導(dǎo)體棒處在間距為的金屬導(dǎo)軌上，長(zhǎng)為、質(zhì)量為、電阻為的導(dǎo)體棒處在間距為的金屬導(dǎo)軌上?，F(xiàn)同時(shí)給導(dǎo)體棒，大小相同的水平向右的速度，當(dāng)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)至?xí)r，導(dǎo)體棒中已無電流（始終在寬軌上）。導(dǎo)體棒與U形金屬框碰撞后連接在一起構(gòu)成回路，導(dǎo)體棒、、金屬框與導(dǎo)軌始終接觸良好，導(dǎo)體棒被立柱擋住沒有進(jìn)入右側(cè)軌道。下列說法正確的是（）A.給導(dǎo)體棒，大小相同的水平向右的速度后，導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)B.導(dǎo)體棒到達(dá)時(shí)的速度大小為C.導(dǎo)體棒與形金屬框碰撞后連接在一起后做勻減速運(yùn)動(dòng)D.導(dǎo)體棒與形金屬框碰撞后，導(dǎo)體棒靜止時(shí)與的距離為【答案】B、D【解析】給導(dǎo)體棒、大小相同的水平向右的速度后，因?yàn)閷?dǎo)體棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大于棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，所以回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，導(dǎo)體棒減速運(yùn)動(dòng)，棒加速運(yùn)動(dòng)，然后勻速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；設(shè)棒到達(dá)時(shí)的速度大小為，此時(shí)導(dǎo)體棒的速度大小為，因?yàn)榇藭r(shí)已經(jīng)無電流，所以，則對(duì)、棒分別根據(jù)動(dòng)量定理可得，，聯(lián)立解得，故B正確；棒與形金屬框碰撞后連接在一起后做加速度不斷減小的減速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；設(shè)棒與形金屬框碰撞后共同速度為，則根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得，解得，由題意可知形金屬框右邊始終比形金屬框左邊的磁場(chǎng)大，從導(dǎo)體棒與形金屬框碰撞后到最終靜止的過程，回路中的平均電流為，根據(jù)動(dòng)量定理有，棒靜止時(shí)與點(diǎn)的距離為，聯(lián)立解得，故D正確。故選BD三、實(shí)驗(yàn)題9.某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲裝置探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系。圖中直徑為的水平圓盤可繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，盤邊緣側(cè)面上有很小一段涂有很薄的反光材料。當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)到某一位置時(shí)，接收器可以接收到反光涂層所反射的激光束，并將所收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，在示波器顯示屏上顯示出來，從而記錄反光時(shí)間。長(zhǎng)為的細(xì)線一端連接小滑塊，另一端連到固定在轉(zhuǎn)軸上的力傳感器上，連接到計(jì)算機(jī)上的傳感器能顯示細(xì)線的拉力，用游標(biāo)卡尺測(cè)量反光材料的長(zhǎng)度。實(shí)驗(yàn)小組采取了下列實(shí)驗(yàn)步驟：（1）為了探究向心力與角速度的關(guān)系，需要控制滑塊質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)半徑保持不變，某次記錄的反光時(shí)間為，則角速度______；（2）以為縱坐標(biāo)，以為橫坐標(biāo)，可在坐標(biāo)紙中描出數(shù)據(jù)點(diǎn)作一條如圖乙所示的直線，圖線的斜率為，則滑塊的質(zhì)是為______（結(jié)果用字母、、、表示）；圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是______?！敬鸢浮浚?）；（2）；滑塊受到摩擦力的作用【解析】（1）根據(jù)控制變量法，為了探究向心力與角速度的關(guān)系，需要控制滑塊的質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)半徑不變；物體轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度為，又，解得；（2）根據(jù)向心力公式可知，聯(lián)立解得，由于，可得滑塊的質(zhì)量為，由圖線可知，當(dāng)時(shí)，，可知圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是滑塊受到摩擦力的作用。10.某課外研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了測(cè)量鹽水電阻率的實(shí)驗(yàn)原理圖如圖甲。所用器材有：電源（電動(dòng)勢(shì)約為，內(nèi)阻一定），毫安表（量程為，內(nèi)阻不可忽略）；滑動(dòng)變阻器（最大阻值為，允許通過的最大電流為），電壓表（量程為，內(nèi)阻約為）；電壓表（量程為，內(nèi)阻約為）；裝有耐腐蝕固定電極板、可動(dòng)電極板和溫度計(jì)的長(zhǎng)方體有機(jī)玻璃樣品池；開關(guān)，導(dǎo)線若干。（1）為了使電壓表和電流表均有較大的偏轉(zhuǎn)，則電壓表應(yīng)選用______（選填“”或“”），根據(jù)圖甲所示的原理圖，在圖乙的實(shí)物圖中，完成連線________；（2）用分度游標(biāo)卡尺測(cè)量樣品池的深度如圖丙所示，則______，用游標(biāo)卡尺測(cè)量樣品池的寬度，用毫米刻度尺測(cè)量固定電極板和可動(dòng)電極板間的距離；（3）在樣品池中注滿待測(cè)鹽水，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀出電壓表的示數(shù)和電流表的示數(shù)，并記錄此時(shí)固定電極板和可動(dòng)電極板間的距離；然后改變固定電極板和可動(dòng)電極板間的距離，分別記錄電壓表的示數(shù)、電流表的示數(shù)和固定電極板和可動(dòng)電極板間的距離；如此完成次測(cè)量并記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)；應(yīng)用圖像法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以為縱軸，以為橫軸，作出如圖丁所示的圖像，圖中、、為已知量，測(cè)量并記錄鹽水的溫度，則此溫度下鹽水的電阻率______（結(jié)果用字母、、、、表示），電流表的內(nèi)阻對(duì)電阻率的測(cè)量值______（選填“有影響”或“無影響”），電流表的內(nèi)阻______（結(jié)果用字母、、表示）?！敬鸢浮浚?）；見解析；（2）；（3）；無影響；【解析】（1）因?yàn)殡娫吹碾妱?dòng)勢(shì)約，為了電壓表有較大的偏轉(zhuǎn)，所以應(yīng)選擇電壓表；根據(jù)電路圖連線如圖所示，（2）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為；（3）因?yàn)椋孕甭?，解得，電流表的?nèi)阻對(duì)電阻率的測(cè)量值無影響，電流表的內(nèi)阻。四、解答題11.如圖，一水平放置的汽缸中由橫截面積為的活塞封閉有一定量的理想氣體，中間的隔板將氣體分為、兩部分；初始時(shí)，、兩部分氣柱的長(zhǎng)度均為，壓強(qiáng)均等于大氣壓，已知隔板與汽?壁間的最大靜摩擦力為，隔板與汽?壁間的滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力。氣體溫度始終保持不變，向右緩慢推動(dòng)活塞。（1）當(dāng)活塞向右移動(dòng)多大距離時(shí)隔板開始移動(dòng)？（2）若隔板向右緩慢移動(dòng)了的距離，則活塞向右移動(dòng)了多大的距離？【答案】（1）；（2）【解析】（1）對(duì)于氣體，初態(tài)，，設(shè)當(dāng)活塞向右移動(dòng)距離時(shí)隔板開始移動(dòng)，則，體積，根據(jù)玻意耳定律可得，即，解得；（2）對(duì)于氣體，初態(tài)，，設(shè)當(dāng)活塞向右移動(dòng)距離時(shí)隔板向右移動(dòng)，體積，根據(jù)玻意耳定律可得，解得，此時(shí)氣體的壓強(qiáng)為，體積，根據(jù)玻意耳定律可得，即，解得。12.如圖，長(zhǎng)為的輕繩一端固定在點(diǎn)，另一端連接質(zhì)量為的小球。起始時(shí)小球位于點(diǎn)正上方的點(diǎn)，繩子恰好伸直，給小球一向左的水平初速度，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)恰好與位于光滑水平面上的小球發(fā)生彈性碰撞，碰撞時(shí)間極短，碰撞后小球恰好能到達(dá)右側(cè)半徑為的光滑半圓形軌道的最高點(diǎn)，圖中點(diǎn)、半圓圓心和點(diǎn)在同一豎直線上。已知重力加速度取，不計(jì)空氣阻力。求：（1）小球與小球碰撞前瞬間速度的大小；（2）小球的質(zhì)量?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）若小球在點(diǎn)恰好做圓周運(yùn)動(dòng)，則有，解得，因?yàn)?，所以小球從點(diǎn)先做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)當(dāng)輕繩與豎直方向成角時(shí)繩子再次伸直，如圖所示，則根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得，，聯(lián)立解得，，當(dāng)繩子再次伸直以后，小球?qū)⒁?，為初速度開始做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得，解得；（2）設(shè)、碰撞以后的速度分別為和，則根據(jù)動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律可得，，聯(lián)立解得，，因?yàn)樾∏蚯『媚艿竭_(dá)最高點(diǎn)，則有，對(duì)小球根據(jù)機(jī)械能守恒定律有，解得，。13.如圖甲為某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)的研究帶電微粒性質(zhì)的裝置，平面位于水平面內(nèi)，軸豎直向上，軸與水平的一對(duì)平行金屬板、的中心線重合。在左側(cè)空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，其方向均與軸垂直且與軸成，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為。平行金屬板、間距離為，長(zhǎng)度為，在其右側(cè)處放置有垂直于軸的熒光屏，現(xiàn)在平行金屬板、間加一交變電壓如圖乙，電壓的正向值為，反向電壓值為，周期可調(diào)且每隔換向一次。現(xiàn)有帶電的微粒束從坐標(biāo)的原點(diǎn)勻速沿軸方向射入平行金屬板的點(diǎn)，調(diào)節(jié)使粒子能全部打在熒光屏上而且所有粒子在、間的飛行時(shí)間均為（待求）。已知重力加速度為，求：（1）帶電的微粒的比荷和微粒進(jìn)入金屬板間點(diǎn)時(shí)的速度的大?。唬?）方波電