精品解析：湖南省九校联盟2022-2023学年高三下学期第二次联考物理试题（解析版）

湖南省2023届高三九校联盟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，将本试题卷和答题卡一并交回。一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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.下列说法正确的是（ ）A.温度升高时，放射性元素的半衰期不变B.结合能越大的原子核核子平均质量越小C.β衰变现象说明电子是原子核的组成部分D.电子发现说明原子核内部有复杂的结构【答案】A【解析】【详解】A．放射性元素的半衰期由原子核内部本身因素决定，与其物理性质和化学性质无关，故A正确；B．比结合能越大的原子核核子平均质量越小，故B错误；C．β衰变是原子核中的中子转变为质子和电子，释放出电子形成的，并不是原子核中有电子，故C错误；D．天然放射现象说明原子核内部有复杂的结构，故D错误。故选A。2.如图所示半圆形玻璃砖，圆心为O，半径为R。某单色光由空气从OB边界的中点A垂直射入玻璃砖，并在圆弧边界P点发生折射，该折射光线的反向延长线刚好过B点，空气中的光速可认为是，则（ ）A.该玻璃对此单色光的临界角为B.该玻璃对此单色光的折射率为C.光从A传到P的时间为D.玻璃的临界角随入射光线位置变化而变化【答案】B【解析】【详解】B．作出如图所示光路图，由几何关系入射角α为30°，折射角为60°，由折射定律B正确；A．临界角的正弦值A错误；C．光在玻璃中的传播速度为光在玻璃中的传播时间为C错误；D．玻璃的临界角与入射角无关，D错误。故选B3.矩形线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动。若轴线右侧没有磁场（磁场具有理想边界），如图所示。设abcda方向为感应电流的正方向。从图示位置开始一个周期内线圈感应电流随时间变化的图像中，正确的是（ ）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】从题图示位置开始，在时间内，磁通量减小，原磁场方向向里，由楞次定律“增反减同”可知，感应电流的磁场方向向里，产生的感应电流的方向为abcda，即与电流规定的正方向相同，且产生的感应电流的大小随时间按正弦规律变化，有在时间内，磁通量增大，原磁场方向向里，由楞次定律“增反减同”可知，感应电流的磁场方向向外，因线圈的位置也发生了变化，所以产生的感应电流的方向还是abcda，即与电流规定的正方向相同，结合题中选项可知，A正确，BCD错误。故选A。4.如图所示，阳台上有一个用于晾灌肠的光滑曲杆AOB，直杆OA和OB的夹角，细绳一端固定在A点，另一端与套在曲杆AOB上的轻环Q连接，用性钩挂上质量为m的灌肠时，轻环Q从曲杆O处沿OB滑下（轻环不滑出OB杆），重力加速度为g，当灌肠重新平衡后轻绳的张力大小为（）A. B. C.mg D.【答案】B【解析】【详解】如图所示，同一根绳上拉力处处相等，故合力在夹角平分线上，处于静止状态时，Q处绳子必垂直于杆，否则不可能平衡，由几何关系得θ=30°当灌肠重新平衡，由几何关系，受力分析可得，在竖直方向上则故选B。5.一种升降电梯的原理如图所示，A为电梯的轿厢，B为平衡配重。在某次运行时A（含乘客）、B的质量分别为和。A、B由跨过轻质滑轮的足够长轻质缆绳连接。电动机通过牵引绳向下拉配重B，使得电梯的轿厢由静止开始向上运动（轿厢A、配重B一直未与滑轮相撞）。电动机输出功率保持不变。不计空气阻力和摩擦阻力，。在A向上运动过程中，则（ ）A.轿厢A先做匀加速直线运动，再做加速度减小的直线运动，最后做匀速直线运动B.轿厢A能达到的最大速度C.轿厢A向上的加速度为时，配重B下端的牵引绳上拉力D.厢体A从静止开始到上升的高度为时（箱体已处于匀速状态），所用的时间【答案】C【解析】【详解】电动机输出功率保持不变，速度增大时，根据可知牵引力减小，所以轿厢A做加速度减小的直线运动，最后做匀速直线运动，故A错误；B．当轿厢A的速度达到最大时轿厢A做匀速直线运动，电动机的牵引力为F，则有又代入数据解得故B错误；C．当A向上的加速度为时，设A、B之间绳的拉力为，重物B下端绳的拉力大小为。分别分析A、B，根据牛顿第二定律得，联立解得故C正确；D．厢体A从静止开始到上升的高度为时，轿厢箱体已处于匀速状态，对A、B整体，由动能定理得代入数据解得故D错误；故选C。6.水平面有一粗糙段长为，其动摩擦因数与离A点距离x满足（k为恒量）。一物块（可看作质点）第一次从A点以速度向右运动，到达B点时速率为v，第二次也以相同速度从B点向左运动，则（ ）A.第二次也能运动到A点，但速率不一定为vB.第二次也能运动到A点，但第一次的时间比第二次时间长C.两次运动因摩擦产生的热量不相同D.两次速率相同的位置只有一个，且距离A为【答案】D【解析】【详解】AC.根据题意可知，物体在两次运动过程中，在相同位置受到的摩擦力大小相等，两次运动的距离相等，摩擦力做功相同，两次运动因摩擦产生的热量相同，由动能定理可知，第二次到达B点的速率也为，故AC错误；B.根据题意可知，第一次运动时，摩擦力越来越大，加速度越来越大，第二次运动时，摩擦力越来越小，加速度越来越小，两次运动的位移相等，结合AC分析和图像中，图像的斜率表示加速度和图像的面积表示位移，画出两次运动的图像，如图所示由图可知，第一次时间比第二次时间短，故B错误；D.根据题意，设两次速率相同的位置距离A点的距离为，相同的速率设为，根据动能定理，第一次有第二次有联立解得则两次速率相同的位置只有一个，且距离A为，故D正确。故选D。7.如图甲，一质量为M的小车静止在光滑水平地面上，其左端P点与平台平滑连接。小车上表面是以O为圆心、半径为R的四分之一圆弧轨道。质量为m的光滑小球，以某一水平速度冲上小车的圆弧面。若测得在水平方向上小球与小车的速度大小分别为、，作出图像如图乙所示。已知竖直，水平，水平台面高，小球可视为质点，重力加速度为g，不计一切摩擦。则（ ）AB.小球上升的最大高度为C.小球在Q点速度方向与水平方向夹角的正切值为D.小球落地时的速度大小为【答案】D【解析】【详解】A．根据题意可知，小球和小车组成的系统水平方向上动量守恒，由图乙可知，当时当时则有解得故A错误；BC．根据题意，设小球上升的最大高度为,小球在Q点速度为，小球在点时，水平方向与小车共速，由动量守恒定律有解得小球由点运动到最高点时，由能量守恒定律有小球由点运动到点时，由能量守恒定律有解得则小球此时的竖直分速度为小球在Q点速度方向与水平方向夹角的正切值为故BC错误；D．根据题意可知，小球从点离开小车，设离开小车时，小球的速度为，小车的速度为，由动量守恒定律和能量守恒定律有设小球落地速度为，由能量守恒定律有联立解得故D正确。故选D。二、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。8.a，b两颗卫星分别以，绕地球做匀速圆周运动，a卫星离地高度为H，b卫星为近地卫星，并测得地面上重力加速度为离地H处的重力加速度的k倍。地球可视为半径为R、质量均匀的球体，不考虑地球自转，则下列各式正确的是（ ）A. B.C. D.【答案】BC【解析】【详解】AB．对a卫星有对b卫星有解得A错误，B正确；CD．对a卫星有对b卫星有结合上述解得C正确，D错误。故选BC。9.如图所示为某汽车上的加速度电容传感器的俯视图。质量块左、右侧分别连接电介质、轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质相对于外框无摩擦左右移动，电容器与供电电源连接，并串联计算机的信号采集器。下列关于该传感器的说法正确的是（ ）A.电介质插入极板间越深，则电容器电容越大B.在汽车向右匀加速直线运动过程中电路中有电流C.在汽车向左匀速直线运动过程中电路中有电流D.在汽车向右做加速度增大的加速运动过程中，电路中有顺时针方向的充电电流【答案】AD【解析】【详解】A．根据若电介质插入极板间越深，介电常数增大，则电容器的电容增大，A正确；B．在汽车向右匀加速直线运动过程中，加速度方向向右，大小一定，可知，弹簧处于拉伸状态，弹力方向向右，大小一定，即电介质插入极板间的深度一定，则极板之间的介电常数一定，电容器电容一定，根据可知，电容器与供电电源连接，极板之间电压一定，电容一定时，极板所带电荷量一定，即电路中没有充电电流或者放电电流，B错误；C．在汽车向左匀速直线运动过程中，加速度为0，可知，弹簧处于原长状态，弹力为0，即电介质插入极板间的深度一定，则极板之间的介电常数一定，电容器电容一定，根据可知，电容器与供电电源连接，极板之间电压一定，电容一定时，极板所带电荷量一定，即电路中没有充电电流或者放电电流，C错误；D．在汽车向右加速度增大的加速运动过程中，加速度方向向右，大小逐渐增大，可知，弹簧处于拉伸状态，弹力方向向右，大小逐渐增大，弹簧长度增大，即电介质插入极板间的深度增大，则极板之间的介电常数增大，电容器电容增大，根据可知，电容器与供电电源连接，极板之间电压一定，电容增大时，极板所带电荷量增大，即电路中有充电电流，根据图形可知，电容器上极板带正电，电荷量增多，则电路中有顺时针方向的充电电流，D正确。故选AD。10.如图所示，边长均为l0的两个正四面体Abcd和Bbcd，其中bcd面完全重合，带电荷量为+Q、-Q的点电荷分别置于A、B两顶点，静电力常量为k，则（ ）A.b、c、d三点的电场强度大小相等，方向不同B.平面bcd上电场强度的最大值为C.b、c、d三点的电势相等D.将一正电荷从b点沿bd直线移到d点，电场力先做正功后做负功【答案】BC【解析】【详解】A．等量异种点电荷的电场分布如图所示由此可知，两点电荷连线中垂面上b、c、d三点的电场强度大小相等，方向相同，故A错误；B．等量异种点电荷连线的中点电场强度最大，由几何关系可知，正四面体的面的中线长为，所以正四面体的高为所以连线中点的场强为故B正确；CD．等量异种点电荷连线的中垂面为零势能面，中垂面面上各点电势为零，b、c、d三点的电势相等，且将一正电荷从b点沿bd直线移到d点，电场力始终不做功，故C正确，D错误。故选BC。11.电磁减震器是利用电磁感应原理的一种新型智能化汽车独立悬架系统。某同学也设计了一个电磁阻尼减震器，图为其简化的原理图。该减震器由绝缘滑动杆及固定在杆上的多个相互紧靠的相同矩形线圈组成，滑动杆及线圈的总质量。每个矩形线圈匝数匝，电阻值，边长，边长，该减震器在光滑水平面上以初速度向右进入磁感应强度大小、方向竖直向下的匀强磁场中，磁场范围是够大，不考虑线圈个数变化对减震器总质量的影响。则（ ）A.刚进入磁场时减震器的加速度大小B.第二个线圈恰好完全透入磁场时，减震器的速度大小为C.滑动杆上至少需安装12个线圈才能使减震器完全停下来D.第1个线圈和最后1个线圈产生的热量比【答案】BD【解析】【详解】A．线圈在磁场中受到安培力的作用做减速运动，故安培力其中联立以上两式可得刚进入磁场时，速度为，代入数据可得根据牛顿第二定律可得加速度故A错误；B．设向右为正方向，对减震器进行分析，当第二个线圈恰好完全透入磁场时设所用时间为，此时减震器速度大小为，则由动量定理可得即代入数据可得故B正确；C．由以上分析可知，每一个线圈进入磁场后，减震器的速度减小量则要减震器的速度减为零需要的线圈个数为可知需要13个线圈，故C错误；D．只有进入磁场的线圈产生热量，根据能量守恒可知，线圈上产生的热量在数值上等于减震器动能动能的减少量，第一个线圈恰好完全进入磁场时有最后一个线圈刚进入磁场时有因此故D正确。故选BD。三、实验题（12题5分，13题10分）12.某同学用图甲的装置验证机械能守恒定律。大小相同的两小球P、Q分别固定在轻杆两端，轻杆可绕固定于中点O的光滑水平轴在竖直面内转动，O点正下方有一光电计时器，小球通过计时器时其球心恰好与光电门等高