湖南省株洲市攸县多校联考2022-2023学年高三下学期学业水平选择性考试预测物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12023年湖南省普通高中学业水平选择性考试预测卷物理注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。2.回答选择题时，选出每小题〖答案〗后，用2B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、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.下列关于核反应和半衰期的说法中正确的是（）A.氡核（）发生一次衰变生成新核钋（Po）衰变方程为B.钚（）在衰变的过程中放出一个电子，生成新原子核镅（Am），衰变方程为C.的半衰期约为5730年，3g经过17190年之后还剩1gD.镎（）的半衰期是2天，160个镎核（）经过4天后还剩40个镎核（）〖答案〗B〖解析〗A．衰变方程不能使用“=”，应为，故A错误；B．该衰变方程符合事实，且质量数和电荷数守恒，书写正确，故B正确；C．根据半衰期公式代入数据可解得即还剩g，故C错误；D．半衰期是具有统计意义的，具体到多少个原子核的衰变是没有意义的，故D错误。故选B。【『点石成金』】本题考查衰变方程及对半衰期的理解与计算。2.如图为某种材料制成的半圆形透明砖，三束不同颜色的光垂直于直径方向射入半圆形透明砖，都恰好能在圆弧面PMN相应位置发生全反射，则下列说法正确的是（）A.a光的折射率最大、光子能量最大 B.b光的波长最长、光子能量最大C.c光的折射率最大、光子能量最大 D.a光的折射率最小、光子能量最大〖答案〗C〖解析〗如图所示：由光路图可以发现三束光发生全反射的临界角由全反射临界角关系式得由光的色散可以知道完的折射率越大，光的频率就越大，则该光的光子能量越大，即c光的光子能量最大；故选C。3.如图所示，一半圆形内表面光滑的轨道固定在水平面上，在轨道圆心等高处的右侧由静止释放一质量为m的小球，小球顺着半圆形轨道内侧下滑过程中，其对轨道的压力大小F与下降的高度h的图像正确的是（）A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗由动能定理可以得到小球的速度与下滑的高度之间的关系为由牛顿第三定律可知，轨道对小球的支持力与小球对轨道的压力大小相等为F，对小球受力分析，如图所示可以得到又由几何关系可以得到整理得到所以F与h成正比关系，故A正确。故选A。【『点石成金』】本题考查圆周运动的规律的动力学问题。4.2022年11月30日，搭载中国航天员费俊龙、邓清明和张陆的神舟十五号，在距离地球表面约400km的轨道上与空间站进行对接。而目前还处在工作状态的国际空间站也大约在距离地球表面400km的轨道上运行。为什么都大约在400km的轨道上呢？一种观点认为低于100km（卡门线）不能满足微重力的实验条件，高于1000km受到来自太阳辐射的粒子伤害比较大，再加上安全和发射成本以及技术等因素，科学界普遍认为飞行高度设置在400km附近是最为稳妥的。已知地球半径为6400km。下列相关说法中正确的是（）A.宇宙飞船处在卡门线轨道和空间站轨道做匀速圆周运动的加速度大小之比约为B.航天员所受空间站作用力大小等于地球的吸引力大小C.若两个空间站在同一轨道上，则经过足够长的时间两个空间站会撞上D.宇宙飞船在卡门线轨道上运行的动能小于在离地1000km的轨道上运行的动能〖答案〗A〖解析〗A．由万有引力表达式可以得到，加速度满足可以求出A正确；B．航天员处于失重状态，受到空间站的作用力为0，B错误；C．在同一轨道上，两个空间站的速度大小始终是相等的，故不会相撞，C错误；D．由万有引力提供向心力，得可以知道则宇宙飞船轨道半径越大，动能越小，D错误。故选A。5.如图所示，光滑水平面上有一劈形小车，小车的斜面上有一物块A，物块A通过跨过光滑滑轮的轻绳与小物块B相连，并且小物块B还通过轻绳连接在固定点O处，一开始两段轻绳的夹角为直角。现用水平力F向左缓慢推动小车直到物块A刚要滑动时，下列说法正确的是（）A.悬挂在O点的轻绳的拉力在减小B.连接物块A的轻绳的拉力在减小C.物块A受到的摩擦力在减小D.水平力F在增大〖答案〗D〖解析〗AB．对小物块B未推动时进行受力分析，如下图根据受力平衡可知由于两段轻绳的夹角为直角，当左缓慢推动小车时，由于物块A未滑动，因此、都增大，而、的合力大小仍等于，根据平行四边形法则可知，、都增大，故AB错误；C．对物块A进行受力分析，设斜面与水平面的夹角为，若小车未移动时则物块A受到的摩擦力沿斜面向上，且小车移动后，增大，因此减小，若小车未移动时则物块A受到的摩擦力沿斜面向下，且小车移动后，增大，因此增大，若小车未移动时此时无摩擦力，小车移动后，增大，物块A受到沿斜面向下且增大的摩擦力，故C错误；D．以物块A和小车作为整体进行分析，在水平方向上根据受力平衡可得小车移动后，增大，因此F增大，故D正确。故选D。6.如图所示，半径为R的球面下方有一圆周ABC，该圆周与球面直径PM垂直，在该圆周上等分的三点位置分别固定电荷量为+q的三个点电荷A、B、C，且点电荷A与球心O的连线与球直径PM的夹角，在球面的最高点处固定另一电荷量同为+q的点电荷P，已知静电力常量为k，则下列说法正确的是（）A.点电荷P受到的库仑力大小为 B.O点的场强竖直向下C.从P到O，电势一直降低 D.沿着直径由O到M电势先降低再升高〖答案〗A〖解析〗A．如图所示由几何关系可以得到P、A间的距离为P、A间连线与竖直方向的夹角为由库仑力的合成可以得到点电荷P所受的库仑力大小为解得故A正确；B．设圆周ABC的圆心为，A、B、C三个点电荷在O处产生的场强大小为方向沿MP方向，点电荷P在O处产生的场强大小为所以O点处的合场强为方向向上，故B错误；CD．在之间沿着直径由P向M方向的电场强度的方向先向下再向上，后又向下，故电势的高低变化是先降低，然后升高，再降低，而O点的场强方向是向上的，所以从P到O，电势先降低后升高；在点的场强方向是向下的，从O到M的电势应该先升高后降低，故C、D错误。故选A。【『点石成金』】本题考查电场力的性质、电场强度和电势的问题。7.如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为2：1，原线圈接定值电阻、理想电流表A和理想电压表，输入电压；副线圈接定值电阻、最大电阻为10Ω的滑动变阻器和理想电压表。则下列说法正确的是（）A.当滑动变阻器的滑片从下向上滑动时，通过的电流的频率变大B.当滑动变阻器的滑片从下向上滑动时，电流表的读数变化范围为C.当滑动变阻器的滑片从下向上滑动时，电压表的读数变化范围为52~60VD.当滑动变阻器的滑片从下向上滑动时，电压表的读数变化范围为0~15V〖答案〗C〖解析〗A．理想变压器不改变交变电流的频率，故A错误；BC．输入电压的有效值由变压器原、副线圈的电压关系，得由电流关系，得联立可得其变化范围为，则电压表的示数为其变化范围为52~60V，故B错误，C正确；D．电压表的示数为其变化范围为0~20V，故D错误。故选C。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.如图所示，质量分别为和的小物块，通过轻绳相连，并接在装有光滑定滑轮的小车上。如果按图甲所示，装置在水平力作用下做匀加速运动时，两个小物块恰好相对静止；如果互换两个小物块，如图乙所示，装置在水平力作用下做匀加速运动时，两个小物块也恰好相对静止，一切摩擦不计，则（）A.B.C.两种情况下小车对质量为的小物块的作用力大小之比为D.两种情况下小车对质量为的小物块的作用力大小之比为〖答案〗AC〖解析〗AB．一切摩擦不考虑，则题图甲中小车的加速度为题图乙中小车的加速度为所以两题图中小车的加速度之比为因为题图甲和题图乙装置的整体质量是一样的，所以A正确，B错误；CD．题图甲中，小车对质量为的小物块的作用力为题图乙中，小车对质量为的小物块的支持力大小等于其所受的重力大小，即所以C正确，D错误。故选AC。9.如图所示，有一半径为R的半圆形光滑绝缘轨道PDQ（PQ为直径）固定在竖直平面内，空间分布着水平方向、垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，轨道的最低点D处放一质量为m、带电荷量为q（）的小球（图中未画出），现给小球一水平向左的初速度，小球恰好能运动到与圆心O等高处，在此过程中小球始终与轨道接触，已知重力加速度为g。关于此过程，下列说法正确的是（）A.小球在D处的速度大小为B.小球在D处对轨道的压力大小为C.小球由D处到P处对轨道的压力先增大后减小D.小球由D处到P处对轨道的压力一直减小〖答案〗ABD〖解析〗A．小球从D点运动至最高点P的过程，只有重力做负功，所受的洛伦兹力和轨道的支持力均不做功，由动能定理有解得故A正确；B．小球在D处受力分析，由牛顿第二定律有由牛顿第三定律可知解得小球在D处对轨道的压力大小为故B正确；CD．小球由D处到P处，设小球的位置和圆心的连线与竖直方向的夹角为，由牛顿第二定律有因逐渐增大，即减小，速度逐渐减小，则轨道的支持力逐渐减小，故小球对轨道的压力逐渐减小，故C错误，D正确。故选ABD。10.如图所示，空间存在水平垂直于纸面的匀强磁场，在磁场中放着四个用同样的细导线做成的刚性单匝闭合线框，其中线框Ⅰ和线框Ⅱ是边长为L的正方形线框，线框Ⅲ是长为、宽为的矩形线框，线框V是周长为的圆形线框。四个线框绕各自的轴（如图中的虚线所示）匀速转动，其中线框Ⅰ的转速为n，其他线框的转速均为。四个线框产生的最大感应电动势分别为和，产生的最大电流分别为和。下列说法正确的是（）A.B.C.D.〖答案〗AD〖解析〗AB．根据法拉第电磁感应定律，可以得到转动线圈产生的感应电动势与形状和转轴位置无关，所以，故A正确，B错误；CD．再由电阻定律（其中，S为导线的横截面积、l为导线的长度、ρ为导线的电阻率）可知所以，故C错误，D正确。故选AD。11.随着中国国产越野车行业的发展，各种型号的国产车车主喜欢到网红打卡地进行越野尝试，如图是某种型号的越野车体验现场，其中AB段为水平段，BC段为斜坡段（斜坡的倾角为37°，长度为30m），CD为竖直面内的圆弧面，CD与斜面BC相切于C点，圆心在O处，半径OD与竖直方向的夹角为60°且半径R＝30m，假定越野车的质量为2t，发动机能输出的最大功率为200kW，当其在斜坡上以10m/s的速度匀速行驶时，发动机需要输出140kW的功率，已知越野车在斜坡上所受的摩擦阻力是水平面所受摩擦阻力的一半，圆弧面光滑，并且重力加速度g取，，，下列说法正确的是（）A.当越野车在水平面上以10m/s的速度匀速行驶时，发动机需要输出的功率为20kWB.当越野车在斜坡上的速度为10m/s时开始以最大功率加速，则此时其加速度大小为C.若从B点出发，越野车到达D点，则发动机至少要工作3sD.越野车在斜坡上所受的摩擦阻力为1000N〖答案〗BC〖解析〗AD．在斜坡上以的速度匀速行驶时，发动机需要输出140kW的功率，则有解得越野车在斜坡上所受的摩擦阻力为当越野车在水平面上以的速度匀速行驶时，发动机需要输出的功率为故AD错误；B．当越野车在斜坡上的速度为时开始以最大功率加速，此时牵引力大小为由牛顿第二定律得解得此时其加速度大小为故B正确；C．如图所示越野车由B点到D点，由动能定理可得代入数据解得可知发动机至少要工作3s，故C正确。故选BC。三、非选择题：本题共5小题，共52分。12.为了测定斜面上小车下滑的加速度，某实验小组利用DIS（数字化信息系统）技术进行实验，如图所示。当装有宽度为d=2cm的遮光条的小车经过光电门时，系统就会自动记录挡光时间，并由相应软件计算遮光条经过光电门的平均速度来表示瞬时速度。某次实验中，小车从距离光电门中心为L处由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间为T=0.04s。（1）计算经过光电门时小车的速度为___________m/s。（2）试写出计算小车下滑的加速度a的表达式：___________（用d、T和L表示）。（3）若L=0.5m，则小车下滑的加速度为___________m/s2.（4）测量计算出来的加速度比真实的加速度___________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）〖答案〗（1）0.5##0.50（2）（3）0.25（4）偏小〖解析〗（1）[1]遮光条经过光电门时的平均速度得到（2）[2]依据匀变速直线运动的速度与位移的关系，有又解得（3）[3]由（2）中的表达式，代入数据可以得到（4）[4]由于光电门测速度只是测量平均速度，在匀变速直线运动中，平均速度与中间时刻的瞬时速度相等，却又小于中间位置的瞬时速度，而在测量位移L时，测的是光电门中间位置到遮光条之间的距离，大于中间时刻所在位置到遮光条之间的距离，所以测量计算出来的加速度比真实的加速度偏小。【『点石成金』】本题考查利用光电门测算加速度的基本原理和误差分析。13.在实验室里，某实验小组设计了如图甲所示的电路图来测量未知电源的电动势和内阻，已知该未知电源的电动势约为9V，内阻较大，该实验小组找来一个定值电阻kΩ、一个滑动变阻器（最大值为9999Ω）、两个量程为3V（内阻均已知，kΩ）的电压表、一个开关、导线若干。（1）该实验小组想要一个量程为9V的电压表，但是实验室没有9V量程的电压表，于是利用量程为3V的电压表改装成9V的电压表，则需要将一个___________Ω的电阻与量程为3V的电压表串联，完成改装。（2）图甲中，是改装后的电压表，实验小组按照图甲的电路图进行实验，测得多组实验数据记录在下表中，并在图乙中已经描出了前6个点，请完成第7个描点，并作出的关系图线___________。电压表示数7507.397.267.137.006.886.60电压表示数1.001.201.401.601.802.002.50（3）实验小组完成连线后，如果图线与纵轴的交点坐标为（0，8.1V），图线的斜率的绝对值为0.6，则通过计算可得电源的电动势为E=___________V，电源内阻r=___________Ω。（结果均保留一位小数）〖答案〗（1）6000（2）（3）9.01000.0〖解析〗（1）[1]根据串联分压原理可知，量程为3V的电压表需要串联的电阻分压6V，则其电阻是3kΩ的两倍，即6kΩ。（2）[2]描点、作图如下（3）[3][4]改装后的电压表内阻为，又电压表的内阻与的电阻相等，由闭合电路的欧姆定律，得整理得结合图像可看出，纵轴截距为图线斜率的绝对值为联立以上两式并代入数据，解得，【『点石成金』】本题考查电源电动势和内阻的测量、电表的改装。14.如图是气压式园艺喷壶，通过按压手柄不断向水壶内打入气体，使壶内气压变大，再打开喷头时，水就从喷头自动喷出。已知喷壶的体积为2L，与按压手柄相连的是打气筒，体积为V＝20mL，每按压一次能将一个标准大气压、体积为V的气体通过打气筒打入喷壶，已知大气压为，壶内出水细管和打气管的体积不计，忽略壶内水的蒸发。（1）当喷壶只装有1.5L的水时开始打气，忽略打气过程中壶内气温的变化，则按压一次壶内的压强变为多大？（2）先将1.5L的水装入喷壶，然后通过几轮的按压打气和喷水，壶内还剩下的气体和1L的水，问一共要按压几次？在按压的过程中不考虑温度的变化。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）未打气前，壶内气体的体积为V＝2L－1.5L＝0.5L由于气体发生等温变化，由玻意耳定律，得解得（2）设一共要按压k次，气体发生等温变化，由玻意耳定律，得代入数据，解得k＝3515.如图所示，小周设计的玩具滑动的固定轨道分成三部分，倾斜粗糙的AB轨道，水平光滑的BC轨道，还有一段光滑的圆弧轨道与斜面AB相切于A点，圆弧轨道的圆心为O，半径为，N为圆弧上的一点，且半径ON竖直，水平轨道上有一个轻弹簧，轻弹簧的左端与墙壁相连，右端与质量为的小物块Q相连接，均处于静止状态。现在A处由静止释放一个质量为的小滑块P，小滑块P与小物块Q发生弹性碰撞，已知AB轨道长为，AB段与水平面的夹角为，小滑块P与AB轨道间的动摩擦因数为0.5，且通过B点时无能量损失。（空气阻力不计，取重力加速度，，）（1）求小滑块P第一次运动到B点时的速度的大小。（2）求轻弹簧的最大弹性势能。（3）若取走小滑块P和小物块Q，在第（2）问中弹簧压缩到最短的地方放置一个与小滑块P材料相同、质量为的小滑块，该小滑块恰能到最高点N，求小滑块的质量。（结果保留三位有效数字）〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）对小滑块P，从A到B，由动能定理得解得（2）设小滑块P与小物块Q碰撞后速度分别为、，以水平向左为正方向，弹性碰撞过程满足系统动量守恒和机械能守恒，则有联立解得，当小物块Q的速度减为0时，弹簧被压缩到最短，弹簧的弹性势能最大，则有（3）设N点到