湖南省娄底市涟源市第一中学等3校2023届高三第六次联考物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1、中科院合肥物质科学研究院的可控核聚变装置全超导托卡马克（EAST)已实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，创造了新的世界纪录。核聚变的核反应方程是，则下列说法错误的是( )
A.X是中子
B.这个反应必须在高温下才能进行
C.是核反应中释放的内能
D.的比结合能要大于的比结合能
2、如图所示，一束由红、蓝两单色激光组成的复色光从水中射向空气中，并分成a、b两束，则下列说法正确的是( )
A.在真空中，单色光a的波长小于单色光b的波长
B.使用同种装置，用b光做双缝干涉实验得到的条纹比用a光得到的条纹窄
C.b光在水中传播的速度比a光大
D.发生全反射时，a光的临界角比b光小
3、两个点电荷的质量分别为、，带异种电荷，电荷量分别为、，相距为d，只在库仑力作用下（不计万有引力）各自绕它们连线上的某一固定点，在同一水平面内做匀速圆周运动，它们的总动能为( )
A. B. C. D.
4、图中所示虚线1、2、3、4为静电场的等势面，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0。一个电子在运动中仅受静电力的作用，经过a、b点的动能分别为和。则下列说法正确的是( )
A.电子一定是从a点运动到b点
B.等势面1的电势为10V
C.电子在等势面2上的电势能为
D.电子的电势能为时，它的动能为
5、甲车和乙车在平直公路上行驶，其位置一时间图像分别为图中直线甲和曲线乙，已知乙车的加速度恒定且，时，直线甲和曲线乙刚好相切，则时甲车和乙车的距离为( )
A.16m B.8m C.6m D.7m
6、如图所示为远距离输电实验电路图，左边升压变压器原、副线圈的匝数之比为2：5，输入电压的正弦交变电流。连接两理想变压器的输电线的总电阻为，右边降压变压器原、副线圈的匝数之比为2：1，负载的电功率为升压变压器输入功率的80%。下列说法正确的是( )
A.升压变压器原线圈上的电流为2A
B.输电线上损失的功率为10W
C.负载的功率为25W
D.降压变压器原线圈上的电压为20V
二、多选题
7、一列简谐横波沿x轴正向传播，P、Q、R为波传播路径上三个质点，平衡位置分别位于、、处，质点P的振动方程为，质点R振动比质点Q振动滞后，时刻，质点R已振动，则( )
A.波传播的速度大小为
B.波长为
C.时刻，坐标原点O处的质点正处在波峰
D.时刻，质点R的位移为0
8、2022年2月3日，王亚平在中国空间站为大家带来了《天宫课堂》之科学小实验课，通过化学实验的方式在空间站“变”出奥运五环，且奥运五环悬浮于空中，如图所示，下列说法正确的是( )
A.空间站发射时的速度大于地球第一宇宙速度
B.奥运五环所受的合外力为零，因此处于静止状态
C.在地面上空一个自由下落的封闭升降机内也可以完成该实验
D.若已知空间站离地高度以及同步卫星的离地高度和绕地球的运行周期，即可求出空间站的运行周期
9、如图所示，坐标原点O有一粒子源，能向坐标平面一、二象限内发射大量质量为m、电量为q的正粒子（不计重力），所有粒子速度大小相等，圆心在（0，R），半径为R的圆形区域内，有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场右侧有一点A。已知初速度沿y轴正向的粒子经过磁场后，粒子的速度方向沿x轴的正方向，则( )
A.初速度方向与x轴夹角为120°的粒子经过A点
B.初速度方向与x轴夹角为135°的粒子经过A点
C.经过A点的救子在磁场中运动时间为
D.经过A点的粒子在磁场中运动时间为
10、如图所示，轻质弹簧下端固定在水平面上，上端叠放着A、B两个物块，系统处于静止状态，现用竖直向上的拉力F作用在物块A上，使A开始向上做匀加速运动，以系统静止时的位置为坐标原点，竖直向上为x正方向，得到F随x的变化图像如图乙所示，已知物块A的质量，重力加速度g取。则( )
A.弹簧的劲度系数为
B.物块A的加速度大小为
C.物块B的质量为8kg
D.F作用瞬间，A、B之间的弹力大小为10N
三、实验题
11、某兴趣小组用如图甲所示的装置进行了下列探究：
①在一端带有定滑轮的水平长木板上固定A、B两个光电门，测得两光电门A、B之间的距离为x；滑块上有遮光片，遮光片的宽度为d；
②砂桶中加入砂子，用天平测得砂和砂桶的质量m，并保证滑块质量远大于砂和砂桶质量：
③用跨过定滑轮的轻绳将滑块与砂桶相连，调节滑轮高度使轻绳水平；
④将滑块从紧靠光电门A处由静止释放，读出滑块上遮光片通过光电门B的时间t；
⑤改变砂和砂桶的质量m，重复实验，测得m、t的多组数据；
⑥在坐标系中作出的图像如图乙所示。图线与纵轴的截距为b，与横轴的截距为。
已知重力加速度大小为g，若把砂和砂桶所受重力作为滑块受到的拉力，根据图像信息可知：物块与长木板之间的动摩擦因数为_________，滑块质量为_________。
12、某同学要测量一根铜导线的长度，所用器材有：学生电源E，阻值为的定值电阻，电压表和（内阻均未知），电阻箱R，开关及导线若干，实验操作如下：
（1）用游标卡尺在铜导线不同部位测量其直径并取平均值为D，测量时铜导线应该卡在图甲所示的游标卡尺的______部位（选填“C”或“D”），某次测量的示数如图乙所示，读数为_________mm。
（2）按电路图丙连接电路，将这根铜导线接在a、b间如图粗线所示，闭合开关S，调节电阻箱阻值为R，记录电压表和的示数分别为和，测量出多组数据，绘制出图像如图丁所示，若不考虑电压表内阻影响，则这根铜导线的电阻值=_________；查表可知铜的电阻率为ρ，用ρ、D、e、m、a表示这根铜导线的长度为L=_________。
（3）因为没有考虑电压表内阻的影响，则上面测出的铜导线的电阻值=_________（填“大于”“小于”或“等于”）其实际值。
四、计算题
13、水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意图如图，从储水罐充气口充人气体，达到一定压强后，关闭充气口，扣动扳机将阀门K打开，水即从枪口喷出.若初始时水枪内气体压强为，容积3L，现从储水罐充气口充人气体，充入气体的压强为，充气过程气体温度等于环境温度不变，充气完成后玩具水枪内的压强为，求：
（1）充人气体的体积；
（2）当环境温度降为，测得其内部压强为，试计算水枪是否漏气。
14、如图所示，质量为2m的物块A和质量为3m的长木板B放在光滑水平面上，质量为m的物块C放在长木板B的右端，在B的左端上表面固定有不计质量的弹性挡板.现给A一个向右、大小为I的瞬时冲量，使A向右运动并与B发生弹性碰撞，结果C刚好没滑离长木板，C与挡板发生的是弹性碰撞，B的长度为L，A和C均可视为质点，重力加速度为g，求：
（1）A、B碰撞过程，B对A的冲量；
（2）C与B间的动摩擦因数。
15、如图所示，一根包有绝缘层的长直细导线固定于水平地面，导线中有方向向右，大小为的恒定电流（已知距离导线为r处的磁感应强度大小为，k为已知常量），与该电流在同一竖直平面内固定一足够长且电阻不计的V形金属导轨AOB，AO和BO与水平地面夹角均为53°。有一根长度为L，质量为m，单位长度电阻为的金属杆MN，放置于V形导轨底端且其中点位于O。现用一外力F（大小未知且可变）使金属杆MN由静止开始紧贴导轨竖直向上运动，运动过程中，杆身始终保持水平，且金属杆MN与导轨组成的回路中感应电流恒定为I。不计一切摩擦阻力，重力加速度为g，，。
（1）判定运动中流过金属杆MN的电流方向；
（2）求金属杆MN运动到如图所示h高度时的速率和受到的安培力大小；
（3）求金属杆MN从开始运动到脱离轨道的过程中，外力F所做的功。
参考答案
1、答案：C
解析：根据质量数、电荷数守恒可知，X是中子，A项正确；这个反应是热核反应，必须在高温下才能进行，B项正确；是核反应中释放的核能而不是内能，C项错误；反应后产生的新核更稳定，比结合能更大，D项正确。
2、答案：B
解析：由图可知，a光的频率小于b光的频率，则根据，可知，在真空中，单色光a的波长大于单色光b的波长，A错误；使用同种装置，根据，可知，用b光做双缝干涉实验得到的条纹比用a光得到的条纹窄，B正确；根据，可知，b光在水中传播的速度比a光小，C错误；根据，可知，a光的折射率小于b光折射率，则发生全反射时，a光的临界角比b光大，D错误。
3、答案：A
解析：对于质量的电荷，它们的库仑力提供其向心力，即，对于质量的电荷，它们的库仑力提供其向心力，即，则它们总的动能为，故选A。
4、答案：D
解析：电子不一定是从a点运动到b点，A错误；若电子从a点运动到b点，根据动能定理，电场力做正功为，即，可见相邻的等势面之间的电势差为5V，因为，所以，B错误；，所以电子在等势面2上的电势能为，C错误；电子运动中动能和电势能之和不变，为，可见D正确。
5、答案：B
解析：由题图可知，甲车的速度，时，。设乙车在时的速度为，在对乙车有：，解得，在，甲车的位移，乙车的位移，由题图知，时甲车和乙车到达同一位置，则时甲车和乙车的距离，选项B正确。
6、答案：D
解析：设升压变压器原、副线圈上的电压为、，电流为、，降压变压器原、副线圈上的电压为、，电流为、，且，则由变流比得，，由题意可知，输电线上的功率为升压变压器输人功率的20%，则有，代入数据，解得，则，A错误；输电线上损失的功率为，B错误；负载的功率为，C错误；，则负载上的电压为，则，D正确。
7、答案：BC
解析：由题意可知，波传播的速度大小为，A错误，由振动方程可知，波动周期，则波长，B正确；P、O之间的距离为，时刻，质点P正在平衡位置向y轴正方向运动，则此时质点O正处在波峰，C正确；由于P、R之间的距离不是半波长的整数倍，因此时刻，质点R的位移不为0。D错误。
8、答案：AC
解析：空间站发射时的速度大于地球第一宇宙速度，A正确；奥运五环在空间站内环绕地球做圆周运动，合外力不为零，B错误；在地面上空一个自由下落的封闭升降机内，处于完全失重状态，也可以完成该实验，C正确；因地球半径未知，不能求出空间站的运行周期，D错误。
9、答案：AC
解析：初速度沿y轴正向的粒子经过磁场后，粒子的速度方向沿x轴的正方向，则粒子的轨道半径，由可得：粒子轨道半径都为R；结合题意和几何关系可得：经过A点的粒子在磁场中运动的轨迹所对的圆心角为120°，该粒子在磁场中的运动时间为，选项A和C正确。
10、答案：BD
解析：以A、B整体为研究对象，静止时弹簧压缩量为，，分离之前，即，F随x的变化图像的斜率等于劲度系数，A错误；时刻，，分离时，，联立解得，，，B正确、C错误；施加拉力F的瞬间，A、B之间的弹力为，有，解得，D正确。
11、答案：；
解析：对滑块由牛顿第二定律可得：；，，由可得：，进一步可得：，对照图乙有，，解得，。
12、答案：（1）C；3.5；（2）；；（3）小于
解析：（1）C是外径测量爪，D是内径测量爪，故测铜导线直径应放在C处测量，据游标卡尺读数规则，此示数为：。
（2）由，得；，若不考虑电压表的内阻影响，则，结合图线斜率可得：，得；由得：。
（3）因为图像的斜率为，则其实际值，而，可见，即因为没有考虑电压表内阻的影响，则上面测出的铜导线的电阻值小于其实际值。
13、答案：（1）；（2），漏气
解析：（1）选水枪内气体和充入的气体为研究对象，初始水枪内气体
，
充入气体
，
末态
，
等温变化，由玻意耳定律
解得
（2）选充完气后所有的气体为研究对象，假设不漏气
初态
，
末态
，，体积不变
由查理定律
解得
，漏气
14、答案：（1）；（2）
解析：（1）取向右为正方向，设A获得的瞬时速度为，
根据动量定理有
设A、B碰撞后一瞬间，A、B的速度分别为、，
根据动量守恒有
根据能量守恒有
解得
，
B对A的冲量为
负号表示方向向左
（2）设B、C最终的共同速度为v，根据动量守恒有
根据能量守恒有
解得
15、答案：（1）MN运动中产生的感应电流是由M流向N；（2）；；（3）
解析：（1）因在其上方产生的磁场垂直纸面向外，MN向上运动，据右手定则可知：MN运动中产生的感应电流是由M流向N。
（2）设此时MN连接在回路中的长度为l，MN的速率为v，则
而
解得
此时受到的安培力为
由几何关系有
得
解得
（3）设MN脱离轨道时速率为，高度为H，则有
解得
MN从运动到脱离过程中，有三个力做功，由（2）解可见安培力是恒力，应用动能定理有
其中
解得
