青海省西宁市2023届高三下学期复习检测（二）物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12023年普通高等学校招生全国统一考试西宁市高三年级复习检测（二）能力测试一、选择题1.自然界存在的放射性元素的原子核并非只发生一次衰变就达到稳定状态，而是要发生一系列连续的衰变，最终达到稳定状态。某些原子核的衰变情况如图所示（N表示中子数，Z表示质子数），则下列说法正确的是（）A.由到的衰变是α衰变B.已知的半衰期是T，则8个原子核经过2T时间后还剩4个C.从到共发生5次α衰变和2次β衰变D.图中原子核发生的α衰变和β衰变分别只能产生α射线和β射线〖答案〗C〖解析〗A．由到的衰变方程为即为β衰变，故A错误；B．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数的原子核不适用，故B错误；C．从到质量数少20，则发生了5次α衰变，根据反应前后质量数、电荷数守恒可得，发生2次β衰变，故C正确；D．图中发生α衰变和β衰变时，往往伴随γ射线产生，故D错误。故选C。2.如图所示，若船用缆绳固定，人恰好可以从船头跳上岸；撤去缆绳，人仍然恰好可以从船头跳上岸。已知两次从离开船到跳上岸所用时间相等，人的质量为60kg，船的质量为120kg，不计水和空气阻力，忽略人竖直方向的运动，则两次人消耗的能量之比为（）A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.2∶3〖答案〗D〖解析〗假设缆绳固定时人跳出的速度为，则人消耗的能量撤去缆绳后，人跳出的速度仍为，由动量守恒人消耗的能量代入数据可得故选D。3.风力发电为2022年卡塔尔世界杯供应绿色电能，其模型如图所示。风轮机叶片转速为n，并形成半径为r的圆面，通过转速比为的升速齿轮箱带动面积为S、匝数为N的发电机线圈高速转动，产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为U。已知空气密度为ρ，风速为v，匀强磁场的磁感应强度为B，为交流电压表，忽略线圈电阻，则（）A.线圈位于图示位置时，交流电压表的示数为零B.从图示位置开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式为C.变压器原、副线圈的匝数比为D.单位时间内冲击风轮机叶片气流的动能为〖答案〗B〖解析〗A．交流电压表的示数应始终为交变电流的有效值，故A错误；B．由题意可得发电机线圈的转速为nk，则发电机输出的交变电流的频率为对该线框发电产生的交变电流应有故B正确；C．线圈中产生的感应电动势有效值为根据变压器原副线圈匝数关系得原副线圈匝数比为故C错误；D．单位时间（）内冲击风轮机叶片气流的体积气体质量动能故D错误。故选B。4.2022年2月12日，在速度滑冰男子500米决赛上，高亭宇以34秒32的成绩刷新奥运纪录。国家速度滑冰队在训练弯道技术时采用人体高速弹射装置，如图甲所示，在实际应用中装置在前方通过绳子拉着运动员，使运动员做匀加速直线运动，到达设定速度时，运动员松开绳子，进行高速入弯训练，已知弯道半径为25m，人体弹射装置可以使运动员在4.5s内由静止达到入弯速度18m/s，入弯时冰刀与冰面的接触情况如图乙所示，运动员质量为50kg，重力加速度，忽略弯道内外高度差及绳子与冰面的夹角、冰刀与冰面间的摩擦，下列说法正确的是（）A.运动员匀加速运动的距离为81mB.匀加速过程中，绳子的平均弹力为100NC.运动员入弯时的向心力为648ND.入弯时冰刀与水平冰面的夹角大于45°〖答案〗C〖解析〗A．运动员匀加速运动的距离为故A错误；B．匀加速过程中，加速度大小为由牛顿第二定律，绳子的平均弹力为故B错误；C．运动员入弯时的向心力为故C正确；D．设入弯时冰刀与水平冰面的夹角，则有可得故D错误。故选C。5.规定无限远处的电势为0，则距离点电荷Q为r的位置的电势，其中k为静电力常量，以正电荷Q为坐标原点，以某一根电场线为坐标轴x，则x轴上各点的电场强度E与x-2的图像如图所示。下列说法正确的是（）A.距离点电荷1m处的各点的电场强度相同B.距离点电荷1m处的各点的电势相同C.电子从x1=lm点移动到x2=2m点的过程中电势能增加45eVD.x1=1m与x2=2m处的电势差小于x2=2m与x3=3m处的电势差〖答案〗BC〖解析〗A．点电荷为圆心，为半径的球面上，各点的电场强度大小相同，但方向不同，故A错误；B．以点电荷为球心的球面是一个等势面，即各点的电势相等，故B正确；C．由点电荷场强公式可知结合E与x-2的图像可知由题意知Q为正电荷，所以x1=lm和x2=2m处的电势分别为所以电子从x1=lm点移动到x2=2m点的过程中电势能的变化为即电势能增加，故C正确；D．x1=1m与x2=2m处的电势差为x2=2m与x3=3m处的电势差为所以x1=1m与x2=2m处电势差大于x2=2m与x3=3m处的电势差，故D错误。故选BC。6.宇宙中有这样一种三星系统，系统由两个质量为m的小星体和一个质量为M的大星体组成，两个小星体围绕大星体在同一圆形轨道上运行，轨道半径为r，关于该三星系统的说法正确的是（）A.在稳定运行的情况下，大星体提供两小星体做圆周运动的向心力B.在稳定运行的情况下，大星体应在小星体轨道中心，两小星体在大星体相对的两侧C.小星体运行的周期为D.大星体运行的周期为〖答案〗BC〖解析〗A．在稳定运行的情况下，对某一个环绕星体而言，受到其他两个星体的万有引力，两个万有引力的合力提供环绕星体做圆周运动的向心力，故A错误；B．在稳定运行的情况下，大星体应在小星体轨道中心，两小星体在大星体相对的两侧，故B正确；C．对某一个小星体有解得小星体运行的周期为故C正确；D．大星体相对静止，故D错误故选BC。7.如图甲所示，粗糙、绝缘的水平地面上，一质量m=2kg的带负电小滑块（可视为质点）在x=1m处以v0=1.5m/s的初速度沿x轴正方向运动，滑块与地面间的动摩擦因数=0.05。整个区域存在沿水平方向的电场，滑块在不同位置所具有的电势能Ep如图乙所示，P点是图线最低点，虚线AB是图像在x=1m处的切线，取g=10m/s2，下列说法正确的是（）A.x=3m处的电势最低 B.滑块向右运动过程中，速度始终减小C.滑块运动至x=3m处时，速度大小为 D.滑块向右一定可以经过x=4m处的位置〖答案〗BC〖解析〗A．滑块在x=3m处电势能最小，因为滑块带负电，所以x=3m处的电势最高，故A错误；B．Ep-x图像斜率的绝对值表示滑块所受电场力的大小，所以滑块在x=1m处所受电场力大小为滑块所受滑动摩擦力大小为在1~3m区间内，滑块所受电场力与滑动摩擦力方向相反，且不断减小，则滑块所受合外力方向与速度方向相反；在x=3m之后，滑块所受电场力与滑动摩擦力同向，且不断增大，则滑块所受合外力方向也与速度方向相反。综上所述可知滑块向右运动过程中，在x=1m处速度最大，速度始终减小，故B正确；C．滑块x=1m处所具有的机械能为在1~3m区间内，摩擦力做功使机械能减小，则有x=3m处的电势能等于1J，故此刻动能为1.25J。根据动能表达式可能此刻的速度为，C正确；D．滑块在x=1m处的电势能与在x=4m处的电势能相等，根据能量守恒定律，若滑块能够经过x=4m处，则应满足根据题中数据可知实际情况并不满足上式，所以滑块一定无法经过x=4m处的位置，故D错误。故选BC。8.如图所示，质量的物体从高为的光滑轨道上P点由静止开始下滑，滑到水平传送带上的A点，物体和传送带之间的动摩擦因数为，传送带AB之间的距离为，传送带一直以的速度匀速运动，则取（）A.物体从A运动到B的时间是B.物体从A运动到B的过程中，摩擦力对物体做功为C.物体从A运动到B的过程中，产生的热量为D.物体从A运动到B过程中，带动传送带转动的电动机多做的功为〖答案〗AC〖解析〗A．设物体下滑到A点的速度为，对PA过程，由机械能守恒定律有代入数据得则物体滑上传送带后，在滑动摩擦力作用下匀加速运动，加速度大小为加速至速度与传送带相等时用时匀加速运动的位移所以物体与传送带共速后向右匀速运动，匀速运动的时间为故物体从A运动到B的时间为故A正确；B．物体运动到B的速度是根据动能定理得：摩擦力对物体做功故B错误；C．在时间内，皮带做匀速运动的位移为故产生热量代入数据得故C正确；D．电动机多做的功一部分转化成了物体的动能，另一部分转化为内能，则电动机多做的功故D错误。故选AC。二、非选择题9.采用下图所示的装置验证动量守恒定律。将两个小球用细线悬挂起来，静止时两球相切，球心等高，两细线恰好竖直。保持细线伸直，将A球向左拉起，由静止开始释放，两球碰撞后，测出A球被反弹向左摆动。则：（1）两球质量关系为mA______mB；（选填“>”、“<”或“=”）（2）取两球静止时球心处为参考面，测出A球向左拉起的最大高度h1；两球碰撞后，测出A球与B球第一次弹起分别能达到的最大高度h2和h3。本实验中能验证碰撞前后动量守恒的表达式为：______（用上述物理量表示）；（3）实验中所需要的测量仪器有：______、______；（4）下列做法中对上面的验证动量守恒表达式有影响的是______。A．起始小球在最低处静止时，细线长度略有不等，但两球心等高B．起始小球在最低处静止时，两细线上端系在同一点上C．A球开始释放时有一定的初速度D．两球碰撞过程中有机械能损失E．B球摆到最高点的位置记录不准确〖答案〗（1）<（2）（3）天平刻度尺（4）BCE〖解析〗（1）[1]因两球碰后A球反弹，可知两球质量关系为mA<mB；（2）[2]由能量关系可知若碰撞中动量守恒，则满足带入可得（3）[3][4]由（2）的表达式可知，实验中所需要的测量小球的质量和小球被拉起或被弹起的高度，则需要的测量仪器有：天平和刻度尺；（4）[5]A．起始小球在最低处静止时，细线长度略有不等，但两球心等高，可保证两球发生正碰，对实验无影响，选项A不符合题意；B．起始小球在最低处静止时，两细线上端系在同一点上，则这样两球之间会有弹力，会影响碰撞速度，选项B符合题意；C．A球开始释放时有一定的初速度，则碰撞前的速度会偏大，对实验有影响，选项C符合题意；D．两球碰撞过程中有机械能损失不影响动量守恒，选项D不符合题意；E．B球摆到最高点的位置记录不准确，则影响碰后速度，选项E符合题意。故选BCE。10.如图1所示为某兴趣小组测量电池组的电动势和内阻的实验原理图，已知电池组的电动势约，内阻约。现提供的器材如下：A．电池组B．电压表（量程，内阻约）C．电压表（量程，内阻约）D．电阻箱（）E．定值电阻F．定值电阻G．开关和导线若干（1）如图1所示，要尽可能精确测量电源的电动势和内阻，电压表V应选择__________（选填“B”或“C”）；定值电阻应选择__________（选填“E”或“F”）；（2）改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的读数U，作出的图像如图2所示，图线与横、纵坐标轴的截距分别为、a，定值电阻的阻值用表示，则可得该电池组的电动势为__________，内阻为__________（用字母表示）；（3）该实验测得的电动势与真实值相比__________（选填“偏大”“偏小”或“不变”），内阻的测量值与真实值相比__________（选填“偏大“偏小”或“不变”）。〖答案〗（1）CE（2）（3）偏小偏小〖解析〗（1）[1]由于电源电动势约为3V，故电压表选择C；[2]R2＝1000Ω的定值电阻太大，使得电压表指针的偏角太小，且在改变电阻箱阻值时，电压表的示数变化不明显，故定值电阻选择E。（2）[3][4]由闭合电路欧姆定律得化简得则有得，（3）[5][6]考虑到电压表的分流作用，则有变形得纵轴截距变大，为，计算时依然用求解E和r，则求得值均偏小。11.如图所示，将原长为r的轻质弹簧放置在粗糙的水平面上，一端固定在A点，另一端与滑块P（视为质点，质量可调节变化）接触但不连接，的长度为2r，B端与半径为r的光滑半圆轨道相切，C点与圆心O等高，D点在O点的正上方，是圆弧的最高点，滑块与之间的动摩擦因数为。用外力缓慢推动滑块，每次都将弹簧压缩至原长的一半，然后由静止释放，滑块开始沿轨道运动，当滑块的质量为m时，刚好能到达圆轨道的最高点D。已知，，重力加速度为g，求：（1）弹簧被压缩至原长的一半时，弹簧的弹性势能；（2）改变滑块的质量为M，使之能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，M的最小值；（3）E是圆弧轨道上的一点，O、E的连线与的夹角为37°，若滑块的质量为，滑块运动到E点时恰好脱离圆轨道，滑块的质量。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）小球正好到达D点，由向心力公式可知滑块由释放到D点，由动能定理有联立解得（2）当滑块的质量M最小时，滑块到达C点时速度刚好为0，滑块由释放到C点，由动能定理有解得（3）滑块运动到E点时恰好脱离圆轨道，此时轨道对滑块的弹力刚好为0，由向心力公式可知滑块由释放到E点，由动能定理有联立解得12.如图所示，在平面内的第二象限有一个圆形匀强磁场区域，其边界与轴相切于（，）点，磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为，磁场区域的半径为，第一象限内有一条抛物线（图中虚线所示），（，）是轴上的一点抛物线上方存在沿轴负方向的匀强电场，场强，从A点向第二象限发射大量带正电的某种粒子，粒子的速率均为（未知），质量均为，电荷量均为，所有粒子均可到达P点，不计粒子的重力和粒子间的相互作用。（1）已知粒子1沿与轴正方向成的方向进入磁场后平行于轴从磁场中射出，求初速度的大小；（2）粒子2沿与轴正方向成的方向进入磁场，求它从A点运动到P点所用的时间t（结果保留2位有效数字）。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）设磁场圆心为，粒子1在磁场中运动轨迹的半径为，圆心为，从磁场边界上的点飞出，如图所示

由几何关系可知四边形为菱形，故有由牛顿第二定律可知联立解得（2）设粒子2在场中运动轨迹的圆心为，它从点平行于轴射出磁场，延长与轴相交于点，垂直于轴，如图所示粒子2在磁场中运动的周期它磁场中运动的时间D点的横坐标D点到P点沿轴方向的位移为粒子2从D点到P点在沿轴方向上做匀速直线运动，所用时间所以三、选考题13.如图所示，绝热容器被绝热隔板K1和卡销锁住的绝热光滑活塞K2隔成a、b、c三部分，a部分为真空，b部分为一定质量的稀薄气体，且压强pb<p0（p0是大气压强），c与大气连通，则下列说法中正确的是（）A.只打开隔板K1，b中气体对外做功，内能减少B.只打开隔板K1，b中气体不做功，内能不变C.只打开隔板K1，b中气体压强减小，温度不变D.只打开卡销K2，b中气体对外做功，内能减少E.只打开卡销K2，外界对b中气体做功，b中气体内能增加〖答案〗BCE〖解析〗AB．只打开隔板K1时，b中气体向a中真空扩散，气体不做功W＝0绝热容器导致Q＝0由热力学第一定律知ΔU＝W＋Q＝0内能不变，A错误，B正确；C．只打开隔板K1时，b中气体内能不变，温度不变，由玻意耳定律pV＝C知b中气体体积增大，压强减小，C正确；D．只打开卡销K2时，由于pb<p0，活塞将向左移动，b中气体体积减小，外界对b中气体做功W′>0但Q′＝0则ΔU′＝W′＋Q′>0内能增加，E正确，D错误。故选BCE14.在压强不太大、温度不太低的情况下，气体分子本身大小比分子间距小得多，可以忽略分子大小。氮气的摩尔质量为2.8×10-2kg/mol，标准状态下摩尔体积是22.4L。(1)估算氮气分子间距；(2)液氮的密度为810kg/m3，假设液氮可以看成由立方体分子堆积而成，估算液氮分子间距。（保留一位有效数字）〖答案〗(1)3×10-9m；(2)4×10-10m〖解析〗(1)由题知，氮气分子的体积氮气分子间距(2)设液氮分子间距为L0，则摩尔体积由题知Mmol=2.8×10-2kg/mol密度解得L0≈4×10-10m15.如图所示，等边三角形AOB为透明柱状介质的横截面。一束单色光PQ平行于角平分线OM射向OA，在界面OA发生折射，折射光线平行于OB且恰好射到M