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湖南省名校联合体2023-2024学年高三上学期第二次联考
物理
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上．
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．
一、单选选择题（本大题共6小题，每小题4分，共24分．每小题只有一个选项符合题目要求）
1．2023年6月10日，四川省文物考古研究院对外公布：三星堆遗址祭祀区再现两件跨坑拼对成功的大型青铜器．利用衰变的测年技术可进行考古研究，衰变方程为，已知的半衰期为5730年，下列说法正确的是（ ）．
A．来源于核外电子 B．全球变暖会导致半衰期变短
C．该核反应吸收能量 D．的比结合能小于的比结合能
2．2023年8月25日12时59分，谷神星一号遥八运载火箭在我国酒泉卫星发射中心成功发射升空，搭载的吉林一号宽幅02A星顺利送入预定轨道，发射任务获得圆满成功．发射过程可简化为如图所示的模型，运载火箭托举卫星沿轨道PA加速运动至A点“箭卫分离”，卫星先沿椭圆轨道2运行，然后进入与椭圆轨道2相切的圆轨道1运行，切点为B，下列相关说法中正确的是（ ）．
A．卫星沿PA加速的过程，卫星处于失重状态
B．卫星沿椭圆轨道2运动的周期大于沿圆轨道1运动的周期
C．卫星在B点加速，才能由2轨道变轨到1轨道
D．卫星在B点沿1轨道的加速度小于2轨道的加速度
3．质量为M、倾角为的斜面A与质量为m的圆球B在水平向右的外力F作用下静止在墙角处，它们的截面图如图所示，已知B球光滑，重力加速度为g．下列说法正确的是（ ）．
A．若水平面光滑，则有
B．若水平面粗糙，则一定有
C．增大外力F（A、B始终静止），侧壁对B的弹力增加
D．增大外力F（A、B始终静止），地面对A的支持力增加
4．如图，面积为、匝数为N的矩形线框在磁感应强度为的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动，转动角速度，通过滑环向外电路供电，图中的三个灯泡、、都标有“ ”字样．标有“ ”字样，若它们都能正常发光，线圈电阻不计，则下列说法正确的是（ ）．
A．图示位置，线圈内的磁通量为0，感应电动势为0
B．原副线圈匝数比为
C．矩形线框的匝数
D．矩形线框的输出电压最大值为
5．有一匀强电场的方向平行于平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，其中a、b、c三点电势分别为0、、，有一电荷量为的点电荷在该电场中运动，下列判断正确的是（ ）．
A．y轴为一等势面
B．电荷在该电场中受到的电场力的大小为
C．电荷在该电场中受到的电场力的方向与x轴的夹角为
D．将该点电荷从a点移到b点，其电势能增加
6．2023年4月8日，奥运会冠军朱雪莹在青岛夺得全国蹦床锦标赛女子蹦床项目冠军，假设朱雪莹某次训练中从空中最高点无动力下落的加速度与下落高度的变化如图所示，g为重力加速度，则下列说法正确的是（ ）．
A．朱雪莹下落距离为时，速度最大
B．朱雪莹下落距离为时速度大小为
C．朱雪莹下落距离为时，蹦床对朱雪莹的作用力一定大于
D．朱雪莹下落距离为时重力势能和弹性势能之和最小
二、多项选择题（本大题共4小题，每小题5分，共20分．每小题给出的4个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
7．一列机械波沿x轴正向传播，如图甲所示为时刻的波形图，图乙是介质中质点M的振动图像，已知时的坐标为，则下列说法正确的是（ ）．
A．该机械波的波速为
B．M点的横坐标可能为
C．时，处的质点的坐标仍为
D．该机械波遇到的障碍物时，不能发生明显的衍射现象
8．如图所示，一束单色红光从半圆柱形玻璃砖（其横截面为图中所示半圆，O为圆心）的P点入射，入射角为i，射到半圆弧的M点，则下列说法正确的是（ ）．
A．在M点不可能发生全发射
B．入射角i越大，射到M点的时间越长
C．把该光换成紫光，射到半圆弧的时间不变
D．半圆柱形玻璃砖的半径增大，射到半圆弧的时间不变
9．如图甲所示，一高山滑雪运动员在与水平面夹角的雪地上滑行，从距离最低点处开始，运动员的重力势能、动能与下滑位移x的变化关系如图所示，不计雪橇与雪地间的摩擦力，以水平面为重力势能的0点，，则下列说法正确的是（ ）．
A．运动员质量为
B．滑雪杆对运动员的推力为
C．下滑，运动员的重力势能与动能相等
D．运动员重力势能与动能相等时，重力的瞬时功率为
10．如图所示，两足够长的光滑平行金属导轨、水平放置，两侧导轨所在空间区域，导轨间距分别为和，磁感应强度分别为和，方向分别为竖直向上和竖直向下，，，电阻均为R、质量均为m的导体棒a、b垂直导轨放在左右两侧，并与导轨保持良好接触，不计其他电阻．现给导体棒b一个水平向右的瞬时冲量I，关于a、b两棒此后整个运动过程，下列说法正确的是（ ）．
A．a、b两棒组成的系统动量守恒
B．a、b两棒最终都将以大小为的速度做匀速直线运动
C．整个过程中，a棒上产生的焦耳热为
D．整个过程中，通过a棒的电荷量为
三、非选择题（本题共5小题）
11．（7分）某同学用验证牛顿第二定律的装置测量小车的质量，如图甲所示为实验装置简图．
（1）下列做法正确的是______．
A．实验需要平衡摩擦力 B．实验不需要平衡摩擦力
C．实验需要满足m远小于M的条件 D．实验不需要满足m远小于M的条件
（2）某同学某次测量中得到的一段纸带如图乙所示，A、B、C、D为四个计数点，相邻两计数点间的时间间隔为T，由于C点模糊不清，只测出了间的距离为，间的距离为x，则C点的速度大小为__________，本次测量小车的加速度为__________．
（3）以力传感器的示数F为横轴，小车的加速度a为纵轴，画出的图线是一条直线，如图丙所示，则小车的质量__________kg．（结果保留2位有效数字）
12．（9分）多用电表可以用来测电压、测电流、测电阻、检验二极管的导电性能，还可以探究故障电路．
（1）关于多用电表的使用，下列操作正确的是______．
A．测电压时，图甲连接方式红、黑表笔接法正确
B．测电流时，应按图乙连接方式测量
C，测电阻时，可以按图丙连接方式测量
D，测二极管的反向电阻时，应按图丁连接方式测量
（2）某同学发现如下左图所示的实验电路不能正常工作．某同学为排查电路故障，他将滑动变阻器滑片滑到最右端，闭合开关S，用多用电表测量各点间的电压，则应将如下右图所示的选择开关旋至______（填“A”“B”“C”或“D”），用正确的测量方法得到，，已知只有一处故障，则下列说法正确的是______．
A．可能是断路 B．可能是短路
C．可能是R断路 D．可能是R短路
（3）为进一步判断电路故障的性质，他断开开关S后，将选择开关置于电阻挡的×1挡，分别将红黑表笔接端时，指针指在如下图所示的位置，则该电阻为__________，他将红黑表笔接端时，指针__________（填“几乎不偏转”或“偏转很大”），因此电路故障为__________．
13．（10分）如图所示，汽缸开口向上放在水平地面上，缸内用质量为m、厚度不计、面积为S的活塞封闭一定质量的理想气体．绕过定滑轮的细线一端连接活塞，另一端连接质量为的物块，开始时，系统处于静止状态，活塞离缸底的距离为h，离缸口的距离为h，重力加速度为g，物块对地面的压力为，活塞内气体初始温度为，大气压强，不计g 切摩擦，通过灯丝对汽缸内气体缓慢加热，求：
（1）当汽缸内温度至少为多高时，物块对地面的压力保持不变？
（2）当汽缸内温度为多高时，活塞刚好到缸口？气体对外界做的功为多大？
14．（14分）如图所示，质量为的小车静止在光滑的水平面上，小车段是长为的水平粗糙轨道，段是四分之一圆弧光滑轨道，两段轨道相切于B点．质量为m的滑块（可视为质点）以某一速度滑上小车，刚好相对小车滑到最高点C，然后相对小车返回，相对小车静止时，位于的中点，滑块与段轨道间的动摩擦因数为，重力加速度为．
（1）滑块相对小车的初速度为多大？
（2）四分之一圆弧轨道的半径为多大？
（3）假设滑块从滑上小车到返回中点时所用时间，求该过程中，小车向右滑动的位移大小？
15．（16分）如图所示，平面直角坐标系y轴的左侧存在沿x轴正方向电场强度为E的匀强电场，一质量为m，带电量为的质子从P点由静止开始加速，P点的坐标为，从坐标原点射入圆形匀强磁场区域（图中未画出），磁场方向垂直纸面向外，质子飞出磁场区域后，经过y轴上的M点再次进入电场，此时质子速度与y轴负方向夹角为，M点的坐标为，质子重力不计，求：
（1）磁感应强度为多大；
（2）圆形匀强磁场区域的最小面积；
（3）在圆形磁场面积最小时，质子第三次经过y轴的y坐标．
湖南省名校联合体2023-2024学年高三上学期第二次联考
物理参考答案
一、单选选择题（本大题共6小题，每小题4分，共24分．每小题只有一个选项符合题目要求）
题号 1 2 3 4 5 6
答案 D C A C B C
1．D
【解析】衰变的实质是碳原子核中的一个中子转化为一个质子和一个电子，来自核内，选项A错误；
半衰期由原子核本身的性质决定，与原子核的物理状态和化学状态无关，全球变暖不会导致半衰期变短，选项B错误；
碳元素自发地进行衰变，衰变过程放出能量，根据爱因斯坦质能方程，的比结合能小于的比结合能，选项C错误、D正确．
2．C
【解析】卫星沿加速的过程，有向上的加速度分量，处于超重状态，选项A错误；
根据开普勒第三定律，卫星沿椭圆轨道2运动的周期小于沿圆轨道1运动的周期，选项B错误；
卫星沿椭圆轨道在B点时，，故卫星在B点加速，才能由2轨道变轨到1轨道，选项C正确；
卫星只要在同一点，万有引力相同，加速度相同，选项D错误．
3．A
【解析】对B球受力分析如图所示，侧壁给B的弹力，选项C错误；
若水平面光滑，对整体分析有，选项A正确；
水平面对A的静摩擦力方向可能水平向右，此时，选项B错误；
增加外力F，根据系统在竖直方向平衡，地面对A的支持力不变，选项D错误．
4．C
【解析】图示位置，线圈内的磁通量为0，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，选项A错误；
原线圈中的电流，副线圈中的电流，原副线圈的匝数比，选项B错误；
副线圈两端的电压，根据可得，发电机的输出电压，最大值，根据，解得，选项C正确、D错误．
5．B
【解析】坐标原点O点的电势为，，故y轴不是等势面；
y方向的电场强度，x方向的电场强度，
匀强电场中的电场强度，
电荷在该电场中受到的电场力的大小为，
电场力的方向与x轴的夹角满足，解得，选项C错误；
，故将该点电荷从a点移到b点，其电势能减少，选项D错误．
6．C
【解析】阶段朱雪莹的加速度方向仍然竖直向下，仍然加速，下落距离为时，速度不是最大，选项A错误；
根据，图像和坐标轴所围面积的2倍表示速度平方的变化量，故朱雪莹下落距离为时速度大小为，选项B错误；
根据图像和坐标轴上方和下方的面积大小相等，可得，在最低点，解得，选项C正确；
由于系统机械能守恒，朱雪莹下落距离为时，动能最大，故朱雪莹下落距离为时重力势能和弹性势能之和最小，选项D错误．
二、多项选择题（本大题共4小题，每小题5分，共20分．每小题给出的4个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
题号 7 8 9 10
答案 AC BC BCD BC
7．AC
【解析】从图甲可得，机械波的波长，从图乙可知机械波的周期，
根据可得机械波的波速，选项A正确；
机械波向x轴正方向传播，故时刻，处的质点正向y轴正方向运动，选项B错误；
时，该机械波传播的距离为，处的质点的坐标仍为，选项C正确；
该机械波遇到的障碍物时，机械波的波长远大于障碍物的尺寸，可以发生明显的衍射现象，选项D错误．
8．BC
【解析】光线在玻璃砖中的传播光路图如图所示，
入射角i越小，折射角越小，在M点的入射角越大，可能大于临界角，在M点可能发生全发射，选项A错误；
根据折射定律，设半圆形玻璃砖的半径为R，则有传播距离，传播速度，传播时间，解得，入射角i越大，射到M点的时间越长，把该光换成紫光，射到半圆弧的时间不变，半圆柱形玻璃砖的半径增大，射到半圆弧的时间变长，选项BC正确、D错误．
9．BCD
【解析】在处，重力势能为，根据，解得，选项A错误；
根据动能随下滑位移图像的斜率，可得，解得，选项B正确；
运动员的重力势能与动能相等，根据相似三角形，解得，选项C正确；
下滑时，解得，
重力的功率为，选项D正确．
10．BC
【解析】b棒向右运动，电流方向向里，受到向左的安培力，a棒受到的电流方向向外，也受到向左的安培力，系统受到的合外力方向向左，系统动量不守恒，选项A错误；
b棒的初速度为，b棒向右做减速运动，a棒向左做加速运动，当时，系统达到稳定，
可设，对b棒，有，
对a棒，有，解得，选项B正确；
系统的总发热量为，a棒上产生的焦耳热为，选项C正确；
对a棒，解得，选项D错误．
三、非选择题（本题共5小题）
11．（7分）（1）AD（2分，少选得1分）
（2）（1分） （2分）
（3）0.20（2分）
【解析】（1）探究加速度a与物体所受合力F关系的实验中，让绳子的拉力为小车的合力，则需要平衡摩擦力，故B错误，A正确；
实验过程中，绳子的拉力由力传感器得到，则不需要满足m远小于M的条件，故C错误，D正确．
（2）根据中间时刻的瞬时速度等于整段的平均速度，
中间时刻的瞬时速度大小为，，解得．
（3）滑轮的质量可以忽略，根据牛顿第二定律得，解得，
图像的斜率，由图像知，解得小车的质量．
12．（9分）（1）AB（2分，少选得1分）
（2）C（1分） BC（2分，少选得1分）
（3）18.0（1分） 几乎不偏转（1分） R断路（2分）
【解析】（1）根据多用电表的使用方法，测电压时，红表笔应接电势较高的点，故A正确；
测电流时，电流从红表笔进入，且串联在电路中，故B正确；
测电阻时，应将待测电阻与电源断开，故C错误；
测二极管的反向电阻时，红表笔应接二极管正极，黑表笔应接二极管负极，故D错误．
（2）选择开关应置于直流电压挡测电压，故选择开关应置于C；若断路，则，选项A错误；
若短路，，电压全加在间，选项B正确；
若R断路，则电压全加在间，选项C正确；
若R短路，则，选项D错误．
（3）指针读数为，没有短路，因此是R断路，多用电表几乎不偏转．
13．（10分）【解析】（1）初始时，细绳对物块的拉力为，（1分）
设理想气体的压强为，对活塞，（1分）
物块对地面的压力保持不变时，，（1分）
此时对活塞有，（1分）
气体发生等容变化，设气体的温度为T，
则有，（1分）
解得．（1分）
（2）从活塞开始移动到活塞到达汽缸口，气体发生等压变化
对气体，（1分）
解得，（1分）
气体对外做的功为，（1分）
解得．（1分）
14．（14分）
【解析】（1）从滑块滑上小车到滑块滑到的中点，系统动量守恒，有，（2分）
系统能量守恒，有，（2分）
解得．（1分）
（2）滑块在C点时，滑块和小车的速度也为v，
从滑块在C点到滑块滑到的中点，由系统能量守恒有，（2分）
解得．（1分）
（3）滑块从滑上小车到返回中点的过程中，设在该过程中滑块位移为，小车位移为，某一时刻滑块速度为，小车速度为，
系统水平方向动量守恒，有，（2分）
对时间t累积有，（2分）
，（1分）
解得．（1分）
15．（16分）【解析】（1）质子从O点进入磁场的速度为v，则有，（1分）
质子进入磁场后的运动轨迹如图所示，反向延长M点的速度方向与x轴交点为C，作的角平分线交y轴于，即为运动轨道的圆心，即为运动轨道的半径，设为r，
由几何关系，（2分）
质子在磁场中满足，（1分）
解得．（1分）
（2）最小的圆形磁场区域是以为直径的圆，设圆的半径为，
则有，（2分）
最小圆形区域的面积，（1分）
解得．（1分）
（3）质子从M点进入电场后，（1分）
，（1分）
设质子从M点进入电场到质子第三次经过y轴的运动时间为t，
在x方向：，（1分）
在y方向的位移，（1分）
解得，（2分）
质子第三次经过y轴的坐标为．（1分）
