2023屆湖南省炎德英才長郡十八校聯(lián)盟高三下學(xué)期第一次聯(lián)考（全國卷）理綜物理試題（解析版）

2023屆湖南省炎德英才長郡十八校聯(lián)盟高三下學(xué)期第一次聯(lián)考（全國卷）理綜物理部分一、選擇題1.科幻電影《流浪地球》中，由于太陽正在極速衰老演化為紅巨星，其體積在不斷膨張并即將爆發(fā)氦閃，地球面臨著被氦閃燒毀或是被太陽吞沒的危險．為了自救，地球聯(lián)合政府盡全人類力量，修建12000座行星發(fā)動機(jī)，推動地球變軌，脫離太陽系，前往4.22光年外半人馬座的比鄰星．行星發(fā)動機(jī)通過重元素聚變技術(shù)（燒石頭）來達(dá)到推動地球的目的．已知自然界中鐵的比結(jié)合能最大，以下說法中不正確的是（）A.核聚變需要在極高的溫度下進(jìn)行，又稱作熱核反應(yīng)B.核聚變反應(yīng)中，反應(yīng)物的比結(jié)合能大于新核的比結(jié)合能C.重元素聚變中的“重元素”仍是原子序數(shù)小于鐵的D.重元素聚變需要的條件非?？量?，目前人類的技術(shù)尚不能實(shí)現(xiàn)【答案】B【解析】【詳解】A．核聚變需要在極高的溫度下進(jìn)行，又稱作熱核反應(yīng)，A正確；B．核聚變反應(yīng)中，反應(yīng)物的比結(jié)合能小于新核的比結(jié)合能，B錯誤；C．重元素聚變中的“重元素”仍是原子序數(shù)小于鐵的，C正確；D．重元素聚變需要的條件非?？量?，目前人類的技術(shù)尚不能實(shí)現(xiàn)，D正確。本題選擇不正確的，故選B。2.如圖所示，一不可伸長輕繩兩端各連接一質(zhì)量為的小球，初始時整個系統(tǒng)靜置于光滑水平桌面上，兩球間的距離等于繩長。一水平恒力作用在輕繩的中點(diǎn)，方向與兩球連線垂直。當(dāng)兩球運(yùn)動至二者相距時，它們加速度的大小均為a，則當(dāng)兩球運(yùn)動至相距時，它們的加速度大小均為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)題意，當(dāng)兩球運(yùn)動至二者相距時，對此時受力分析，如圖所示因?yàn)閮汕蜿P(guān)于所在直線對稱，則有已知輕繩中心處受三個力，設(shè)繩子拉力為，水平方向上受力分析，則有由牛頓第二定律有聯(lián)立解得當(dāng)兩球運(yùn)動至相距時，則有同理可得故選D。3.如圖所示，用同一個回旋加速器分別加速靜止的氕核、氘核與氦核，加速電壓大小相等，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，不考慮粒子在電場中的運(yùn)動時間以及粒子質(zhì)量的變化．則下列說法正確的是（）A.加速氘核后再對氦核進(jìn)行加速，需要重新調(diào)整加速電壓周期B.離開加速器時的速度最大的是氦核C.離開加速器時的動能最小的是氕核D.三種原子核在回旋加速器中運(yùn)動時間相同【答案】D【解析】【詳解】A．加速電壓周期等于粒子在磁場中的運(yùn)動周期，則有由于氘核和氦核的比荷相等，可知加速氘核后再對氦核進(jìn)行加速，不需要重新調(diào)整加速電壓周期，故A錯誤；BC．當(dāng)粒子在磁場中的軌道半徑等于D型盒半徑時，粒子的速度最大，動能最大，則有解得最大速度為由于氕核的比荷在三種粒子中最大，則離開加速器時的速度最大的是氕核；粒子的最大動能為由于三種粒子中，氘核的最小，則離開加速器時的動能最小的是氘核，故BC錯誤；D．粒子在電場加速的次數(shù)為粒子在回旋加速器中運(yùn)動時間為可知粒子在回旋加速器中運(yùn)動時間與粒子的電荷量和質(zhì)量均無關(guān)，則三種原子核在回旋加速器中運(yùn)動時間相同，故D正確。故選D。4.衛(wèi)星上裝有太陽能帆板，其原理是利用硅和某些金屬的光電效應(yīng)，將光能轉(zhuǎn)化為電能儲存在蓄電池中，為衛(wèi)星提供電能．有一顆人造衛(wèi)星，其軌道位于赤道平面上，到地面的高度等于地球半徑，在春分時（太陽光直射赤道）這顆衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動一周，太陽能帆板工作的時間約為（設(shè)地球自轉(zhuǎn)周期為，地球半徑為R，地球同步衛(wèi)星軌道半徑為，）（）A B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】對于同步衛(wèi)星，有對于人造衛(wèi)星，有解得如圖所示，人造衛(wèi)星在A到B（順時針）的過程中太陽能帆板無法工作由幾何關(guān)系知θ=60°則這顆衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動一周，太陽能帆板工作的時間為故選C。5.在如圖所示的電路中，正弦交流電源輸出的電壓有效值U恒定，定值電阻，變壓器為理想變壓器，導(dǎo)線電阻不計(jì)．當(dāng)滑動變阻器的阻值調(diào)為時，定值電阻與滑動變阻器消耗的功率之比為1：3；當(dāng)滑動變阻器的阻值調(diào)為時，滑動變阻器消耗的功率最大．則的值為（）A B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】當(dāng)滑動變阻器的阻值調(diào)為時，定值電阻與滑動變阻器消耗的功率之比為1：3；設(shè)此時原副線圈的電流分別為，，則有解得則當(dāng)滑動變阻器的阻值調(diào)為時，滑動變阻器消耗的功率最大，此時原副線圈中電流分別為，，由于由于所以可以得出對此公式化簡可得最大功率為所以有根據(jù)數(shù)學(xué)方法可知當(dāng)時，功率取得最大值，解得故選A。6.空間中存在勻強(qiáng)電場，如圖所示，以O(shè)點(diǎn)為圓心的圓所在的平面與電場平行，圓的半徑為。AC、BD為兩條相互垂直的直徑，已知A點(diǎn)電勢為，B點(diǎn)電勢為，C點(diǎn)電勢為。以下說法中正確的是（）A.電場強(qiáng)度的方向與CA的夾角為B.電子在O點(diǎn)的電勢能為C.電場強(qiáng)度大小為D.若質(zhì)子以的初動能僅在電場力作用下自C點(diǎn)開始運(yùn)動，該質(zhì)子到達(dá)圓周上的最大動能為【答案】CD【解析】詳解】A．根據(jù)勻強(qiáng)電場特征可知AC連線上8V的點(diǎn)M，距O點(diǎn)BM連線為等勢線，電場線與等勢線垂直由高電勢指向低點(diǎn)勢，電場強(qiáng)度的方向與CA的夾角為所以夾角為37°，故A錯誤；B．電子在O點(diǎn)的電勢能為故B錯誤；C．根據(jù)故C正確；D．圓上電勢最小點(diǎn)電勢為若質(zhì)子以的初動能僅在電場力作用下自C點(diǎn)開始運(yùn)動，該質(zhì)子到達(dá)圓周上的最大動能為故D正確。故選CD。7.如圖所示，水平地面上固定著三個內(nèi)壁光滑的容器甲、乙、丙，它們的中心軸線均和水平地面垂直．其中甲的內(nèi)表面為圓錐面，乙的內(nèi)表面為半球面，丙的內(nèi)表面為旋轉(zhuǎn)拋物面（將拋物線繞其對稱軸旋轉(zhuǎn)一周所得到的曲面），三個容器中均有兩個小球貼著內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，小球可視為質(zhì)點(diǎn)．下列說法正確的是（）A.甲容器中A球的線速度比B球大 B.乙容器中A球的角速度比B球大C.丙容器中兩球角速度大小相等 D.丙容器中A球的角速度比B球小【答案】ABC【解析】【詳解】A．設(shè)容器對小球彈力方向與豎直方向夾角為θ，對甲容器，由牛頓第二定律可得由于θ為定值，而A球半徑更大，則A球線速度更大，A正確；B．對乙容器，有可得其中h為球心到圓周軌跡平面的距離，由于A球的圓周平面到球心更近，故A的角速度比B大，B正確；CD．對丙容器，由有幾何關(guān)系知，tanθ為拋物線上該點(diǎn)切線斜率，設(shè)拋物線方程為由平拋推論或數(shù)學(xué)求導(dǎo)均可得得可知，角速度與位置無關(guān)，即兩球角速度相等，C正確，D錯誤。故選ABC。8.如圖所示，空間中存在豎直方向的勻強(qiáng)電場（圖中未畫出），某時刻，不帶電的小球A自地面上方的P點(diǎn)以速度水平拋出，與此同時帶負(fù)電的小球B以豎直向下的初速度開始運(yùn)動，小球落地前P點(diǎn)、A球、B球三者始終保持在一條直線上。已知兩球質(zhì)量均為，B球帶電量為，初始時A、B兩球等高且距離為，兩球可視為質(zhì)點(diǎn)且始終在同一豎直面內(nèi)運(yùn)動，運(yùn)動過程中未相碰，重力加速度為，則以下說法中正確的是（）A.勻強(qiáng)電場的方向豎直向下 B.電場強(qiáng)度大小為C.B球的初速度 D.B球的初速度【答案】AC【解析】【詳解】A球做平拋運(yùn)動，則有，小球落地前P點(diǎn)、A球、B球三者始終保持在一條直線上，根據(jù)相似三角形可得可得可知B球做勻速直線運(yùn)動，則電場力與重力平衡，場強(qiáng)大小為由于小球B帶負(fù)電，可知勻強(qiáng)電場的方向豎直向下；又聯(lián)立解得故選AC。二、非選擇題（一）必考題（共129分）9.某實(shí)驗(yàn)小組為了測定小物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，力傳感器可以測出輕繩的拉力大小，滑輪及輕繩質(zhì)量不計(jì)，重力加速度g已知。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①按圖甲所示裝置安裝實(shí)驗(yàn)器材，圖中長木板保持水平；②在砂桶內(nèi)放入一定質(zhì)量的砂子，小物塊靠近打點(diǎn)計(jì)時器，接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源，釋放小物塊，打出一條紙帶，同時記錄力傳感器的讀數(shù)；③利用紙帶計(jì)算小物塊的加速度；④改變砂桶內(nèi)砂子的質(zhì)量，重復(fù)步驟②③；⑤以小物塊加速度a為縱坐標(biāo)，力傳感器讀數(shù)F為橫坐標(biāo)，作出圖像如圖乙所示。（1）測得圖乙中直線斜率為k，縱截距為，則長木板動摩擦因數(shù)為________；小物塊質(zhì)量為________（用k、b、g表示）；（2）先將長木板傾斜一定角度以平衡摩擦力，然后多次改變砂桶內(nèi)砂子質(zhì)量，作出小車加速度a與砂和砂桶總質(zhì)量m的圖線如圖丙所示，則圖中的值為________。【答案】①.②.③.【解析】【詳解】（1）[1][2]對車運(yùn)用牛頓第二定律有變形可得則有，解得，（2）[3]分別對砂桶和小車使用牛頓第二定律，可得聯(lián)立解得當(dāng)m遠(yuǎn)大于M時，則有10.某物理興趣小組設(shè)計(jì)了一個如圖所示的多用電表電路圖。如圖所示，已知表頭G的滿偏電流為，內(nèi)阻。定值電阻．電源電動勢，內(nèi)阻，電阻箱和的調(diào)節(jié)范圍都是。（1）與多用電表B端相連的是________（填“紅”或者“黑”）表筆；（2）選擇開關(guān)置于1位置，閉合開關(guān)S，電流表的量程為________，保持S閉合，選擇開關(guān)置于3位置，將其改裝為量程的電壓表，電阻箱應(yīng)調(diào)節(jié)為________；（3）選擇開關(guān)置于2位置，通過開關(guān)S的通斷可以實(shí)現(xiàn)歐姆表“”與“”兩種倍率．則________（填“閉合”或者“斷開”）開關(guān)S，歐姆表為“”倍率．將歐姆表切換至“”倍率，紅、黑表筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)零，然后將某一待測電阻接在紅黑表筆之間，當(dāng)表頭G的指針偏轉(zhuǎn)角度為滿量程的時，待測電阻為________?！敬鸢浮竣?黑②.300③.191.0④.閉合⑤.200【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)多用電表“紅進(jìn)黑出”可知B相連的為黑表筆；（2）[2][3]選擇開關(guān)置于1位置，閉合開關(guān)S時與并聯(lián)后總電阻為S閉合，選擇開關(guān)置于3時解得（3）[4][5]歐姆表中，正確調(diào)零后，待測電阻與電流的關(guān)系為閉合開關(guān)S時，電流表量程為S斷開時的10倍，故而所測電阻是開關(guān)斷開時的，因此開關(guān)S閉合為倍率，S斷開為倍率，使用時，電流表量程為，因此11.如圖所示，一質(zhì)量為的木板B靜止于光滑水平面上，物塊A質(zhì)量為，停在木板B的左端。質(zhì)量為的小球用長為的輕繩懸掛在固定點(diǎn)O上，將輕繩向左拉直至水平位置后，由靜止釋放小球，小球在最低點(diǎn)與物塊A發(fā)生彈性碰撞，碰后立即取走小球，物塊A與小球均可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，已知物塊A與木板B之間的動摩擦因數(shù)，重力加速度。（1）求碰撞過程中小球?qū)ξ飰KA的沖量大??；（2）若木板長度為，求物塊A的最終速度大小?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）小球由靜止擺至最低點(diǎn)過程，由機(jī)械能守恒小球與物塊A發(fā)生彈性碰撞過程，由動量守恒和能量守恒可得對物塊A運(yùn)用動量定理代入數(shù)據(jù)可得（2）假設(shè)物塊A與木板B達(dá)到共同速度，設(shè)相對位移為s，則由動量守恒和能量守恒得聯(lián)立解得由于，故物塊A從木板B上滑下，設(shè)物塊A與木板B最終速度分別為和，由動量守恒和能量守恒得解得12.如圖所示，兩光滑圓形金屬導(dǎo)軌固定在水平面內(nèi)，圓心均為O點(diǎn)，半徑分別為，，兩導(dǎo)軌通過導(dǎo)線與右側(cè)電路相連，一長為、電阻為的導(dǎo)體棒與兩圓形導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒一端固定在O點(diǎn)且以角速度順時針勻速轉(zhuǎn)動，兩圓形導(dǎo)軌所在區(qū)域存在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的勻強(qiáng)磁場，定值電阻，電容器的電容。足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌AG、BH固定于水平面內(nèi)，相距為，處于豎直向下、大小為的勻強(qiáng)磁場中，軌道在C、D處各被一小段正對的絕緣材料隔開，質(zhì)量為的金屬棒a靜置于導(dǎo)軌AB處，質(zhì)量為的金屬棒b緊貼CD右側(cè)放置，質(zhì)量為的金屬棒c靜置于b棒右側(cè)的EF處．a(chǎn)、b棒的接入電阻相同，，c棒的接入電阻。初始時單刀雙擲開關(guān)S與觸點(diǎn)“1”閉合，現(xiàn)將開關(guān)S撥到觸點(diǎn)“2”，當(dāng)金屬棒a運(yùn)動至CD時電容器的電壓，此時a、b兩棒相碰結(jié)合為一個“雙棒”整體，最終各棒運(yùn)動達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，所有導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，求：（1）開關(guān)S與觸點(diǎn)“1”閉合時，電容器所帶的電荷量；（2）金屬棒a剛運(yùn)動至CD時的速度；（3）最終“雙棒”整體與c棒的距離以及從a、b棒碰后到各棒穩(wěn)定的過程中a棒中產(chǎn)生的焦耳熱?！敬鸢浮浚?）2C；（2）2m/s；（3）0.01J【解析】【詳解】（1）導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動切割磁感線，其接入電路的部分感應(yīng)電動勢為閉合回路總電阻為回路電流電容器的電壓電容器的電荷量為（2）開關(guān)S接2時，電容器向金屬棒a放電，金屬棒a受安培力運(yùn)動，當(dāng)金屬棒a運(yùn)動至CD處時電容器所帶電荷量該過程流過金屬棒a的電荷量由動量定理代入數(shù)據(jù)可得（3）a棒與b棒發(fā)生碰撞過程，根據(jù)動量守恒“雙棒”整體與c棒系統(tǒng)動量也守恒，最終達(dá)到共同速度對c棒使用動量定理解得“雙棒”整體與c棒運(yùn)動至穩(wěn)定過程中由能量守恒其中代入數(shù)據(jù)可得（二）選考題13.下列關(guān)于熱現(xiàn)象的說法中正確的是（）A.布朗運(yùn)動證明，組成固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運(yùn)動B.水浸潤玻璃管現(xiàn)象中，附著層內(nèi)分子間的距離小于液體內(nèi)部分子間的距離C.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等壓膨脹過程，氣體分子單位時間對單位面積容器壁碰撞次數(shù)減少D.蔗糖受潮后會粘在一起形成糖塊，看起來沒有確定的幾何形狀，這種粘在一起的糖塊是多晶體E.學(xué)校里常用的干濕泡濕度計(jì)由兩個相同的溫度計(jì)組成，其中一只溫度計(jì)的玻璃泡外包著紗布，紗布的另一端浸在水中。由于蒸發(fā)吸熱，濕泡所示的溫度小于干泡。若干、濕溫度計(jì)讀數(shù)相差較大，說明空氣的相對濕度較大【答案】BCD【解析】【詳解】A．布朗運(yùn)動是由于液體分子做無規(guī)則運(yùn)動時對固體小顆粒撞擊作用不平衡引起的，故布朗運(yùn)動證明了液體分子在不停息的做無規(guī)則運(yùn)動，A錯誤；B．水浸潤玻璃管現(xiàn)象中，附著層內(nèi)分子間的距離小于液體內(nèi)部分子間的距離，分子間表現(xiàn)為斥力，故B正確；C．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等壓膨脹過程，溫度升高，分子平均動能變大，但壓強(qiáng)不變，所以氣體分子單位時間對單位面積容器壁碰撞次數(shù)減少，故C正確；D．蔗糖受潮后粘在一起形成的糖塊是多晶體，看起來沒有確定的幾何形狀，也是多晶體的特點(diǎn)。故D正確；E．由于蒸發(fā)吸熱，濕泡所示的溫度小于干泡。若干、濕溫度計(jì)讀數(shù)相差較大，說明空氣干燥，空氣的相對濕度較小，故E錯誤。故選BCD。14.如圖所示，將一導(dǎo)熱性能良好的容器豎直放置在地面上，并封閉一定質(zhì)量的理想氣體，用一可自由移動的活塞將氣體分成A、B兩部分，活塞與容器無摩擦且不漏氣，此時A、B兩部分氣體體積之比為，A部分氣體壓強(qiáng)為，B部分氣體壓強(qiáng)為，重力加速度為g。（1）若環(huán)境溫度升高，分析活塞如何移動并說明理由；（2）若整個容器以的加速度豎直向上做勻加速直線運(yùn)動，求穩(wěn)定后A、B兩部分氣體的體積之比。【答案】（1）活塞向上移動，理由見解析；（2）4∶1【解析】【詳解】（1）設(shè)活塞質(zhì)量為，橫截面積為，由平衡可知解得假設(shè)活塞不移動，設(shè)開始時環(huán)境溫度為，溫度升高后為，A氣體壓強(qiáng)為，由蓋呂薩克定律解得溫度升高到后，B氣體壓強(qiáng)為，同理可知解得由于故活塞向上移動。（2）設(shè)開始時A的體積為2V，B的體積為V，向上做勻加速直線運(yùn)動時，A的體積為，B的體積為，由玻意耳定律兩