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高三年级第二次学情检测（物理）
2023.10.3
一、单项选择题： 共10题，每题4分，共 40分，每小题只有一个选项最符合题意。
1. 如图所示，两颗卫星A、B质量相等，卫星A绕地球运动的轨迹为圆，卫星B绕地球运动的轨迹为椭圆，
轨迹在同一个平面内且相切于P点，则（ ）
A. 卫星B的周期比A的大
B. 两卫星在P点的速度大小相等
C. 卫星B在P点的速度小于7.9km/s
D. 两卫星的机械能相等
【答案】A
【解析】
【详解】A．卫星B运动轨迹的半长轴比A的大，根据开普勒第三定律
可知卫星B的周期比A的大，故A正确；
B．卫星在圆轨道运行时做匀速圆周运动，到达P点加速后做离心运动，可能进入椭圆轨道，则卫星B在
P点的速度比卫星A的速度大，故B错误；
C．若卫星A的轨道是在地球表面附近，则卫星A在P点的速度才等于7.9km/s，否则卫星A在P点的速
度总小于7.9km/s，所以卫星B在P点的速度大于7.9km/s，故C错误；
的
D．两卫星质量相同，但在P点速度不同，则两卫星 机械能不相等，故D错误。
故选A。
2. 如图所示为光电效应实验的电路图，用P光照射 K极时，电流表有示数。改用照射强度与P光相同的
Q光照射时，电流表示数为零，则（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. Q光频率大于 P 光频率
B. Q光频率一定小于金属电极 K的截止频率
C. 增大Q光照射强度，可使电流表示数不为零
D. 用Q光照射时，减小电源电压，电流表示数可能不为零
【答案】D
【解析】
【详解】A．P光照射电流表有示数，Q光照射无示数，由此可知，Q光频率小于 P 光频率， A错误；
BC．由电路图可知，所加电压为反向电压，Q光照射K极可能不发生光电效应，也可能发生光电效应，故
Q光频率可能大于金属电极 K的截止频率；若发生光电效应则增大Q光照射强度不能改变所产生光电子
的初动能，故电流表示数依然示数为零， BC错误；
D．用Q光照射时，减小电源电压，电场力对光电子做功减小，若 ，有光电子到达A极，此时
电流表示数不为零，D正确。
故选D。
3. 将小球以某一初速度从A点水平向左抛出，运动轨迹如图所示，B为轨迹上的一点．改变抛出点位置，
为使小球仍沿原方向经过B点，不计空气阻力，以下做法可能实现的是
A. 在A点左侧等高处以较小的初速度水平抛出小球
B. 在A点右侧等高处以较大的初速度水平抛出小球
C. 在A、B两点间轨迹上某点沿切线向左下方抛出小球
D. 在A、B两点间轨迹上某点以较小的初速度水平向左抛出小球
【答案】C
【解析】
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学科网（北京）股份有限公司【详解】根据平抛运动的推论，速度反向延长线过水平位移的中点，如图：
AB.在与A等高处释放，无论左侧还是右侧，只要经过B点，则不满足平抛运动的推论，AB错误．
C.当在A、B两点间轨迹上某点沿切线向左下方抛出小球，小球速度等于原小球经过该点速度，则小球轨
迹重合，小球能够沿原方向经过B点，C正确．
D.在A、B两点间轨迹上某点以较小的初速度水平向左抛出小球，根据几何关系可知：如果沿原方向经过
B点，小球速度反向延长线不能过水平位移中点，D错误．
4. 如图所示，站在车上的人，抡起锤子连续敲打小车。初始时，人、车、锤都静止。假设水平地面光滑，
关于这一物理过程，下列说法正确的是（ ）
A. 连续敲打可使小车持续向右运动
B. 人、车和锤组成的系统动量守恒，机械能不守恒
C. 连续敲打可使小车持续向左运动
D. 当锤子速度方向竖直向下时，人和车的速度为零
【答案】D
【解析】
【详解】A．人、车和锤组成的系统水平方向动量守恒，小车只能左右往复运动，不能持续向右运动，故
选项A错误；
B．人、车和锤组成的系统水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒，机械能也不一定守恒，故选项B错
误；
C．人、车和锤组成的系统水平方向动量守恒，小车只能左右往复运动，不能持续向左运动，故选项C错
误；
D．人、车和锤组成的系统水平方向动量守恒，当锤子速度方向竖直向下时，锤子的水平速度为零，故人
和车的速度也为零，故选项D正确。
故选D。
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学科网（北京）股份有限公司的
5. 中科院 可控核聚变装置“人造太阳”全超导托卡马克，成功实现了1.2亿摄氏度的条件下人工可控核
聚变101秒。已知该装置内部发生的核反应方程为 ，已知 的质量为m， 的质量
1
为m， 的质量为m，X的质量为m 光速为c，则下列说法正确的是（ ）
2 3 4.
A. X为正电子
B. 比 更稳定
C. 的结合能为
D. 高温的作用是使原子核获得足够大的动能克服强相互作用实现核聚变
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，则为中子 ，选项
A错误；
B．使重核裂变为两个质量中等的核或使轻核聚变，都可使核更为稳定并放出能量，故一个生成物核子的
比结合能大于一个反应物的核子的比结合能，比结合能越大，原子核越稳定，则 比 比结合能更大，
更稳定，选项B正确；
C．根据质能方程可知，反应放出能量为
但是根据结合能的概念可知，该能量不是 的结合能，选项C错误；
D．要想让两个轻核聚合在一起，最起码也要5000万摄氏度的温度，这样才能让两个带正电的轻核，具有
足够的能量克服相互靠近时的静电斥力实现核聚变，选项D错误。
故选B。
6. 用图示实验装置探究“质量一定时，物体加速度与所受合外力的关系”，下列说法不正确的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. 实验中需平衡摩擦力
.
B 实验中需使细线平行于长木板
C. 实验中需改变托盘中砝码的个数
D. 实验中需满足托盘和砝码的总质量远小于物块质量
【答案】D
【解析】
【详解】A．实验中需平衡摩擦力，使得小球受到的合力等于细线拉力，故A正确，不满足题意要求；
B．为了保持细线拉力恒定不变，实验中需使细线平行于长木板，故B正确，不满足题意要求；
C．实验中需要改变小车受到的合力，即改变细线拉力，则需改变托盘中砝码的个数，故C正确，不满足
题意要求；
D．由于实验装置可以通过拉力传感器测得细线拉力大小，则不需要满足托盘和砝码的总质量远小于物块
质量，故D错误，满足题意要求。
故选D。
7. 如图所示，电荷均匀分布在半球面上，它在这半球的中心O处电场强度等于E 一过球心的倾斜平面将
0。
球面分为两部分，其中 。则所分出的较小这部分的电荷在O处的电场强度E为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】根据对称性，做出球面上的电荷在O点产生的电场分布，如下图所示
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学科网（北京）股份有限公司由平行四边形定则得到“小瓣”球面上的电荷在O处的电场强度
故B正确，ACD错误。
故选B。
8. 如图所示，竖直墙壁上的 两点在同一水平线上，固定的竖直杆上的 点与 点的连线水平且垂
直 ，轻绳的两端分别系在 两点，光滑小滑轮吊着一重物可在轻绳上滑动。先将轻绳右端沿直线
缓慢移动至 点，然后再沿墙面竖直向下缓慢移动至S点，整个过程重物始终没落地。则整个过程轻绳张
力大小的变化情况是（ ）
A. 一直增大 B. 先增大后减小 C. 先减小后增大 D. 先减小后不变
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】由于 点与 点的连线水平且垂直 ，将轻绳右端由N 点沿直线缓慢移动至 点过程中，轻
绳的夹角变小，而轻绳的合力始终与重力相等，根据力的合成可知轻绳的张力逐渐减小；轻绳右端由M点
沿墙面竖直向下缓慢移动至S点的过程中，轻绳的夹角不变，则轻绳的张力不变。
故选D。
9. 已知质量均匀分布的球壳对球内物体的万有引力为0。小明设计了如图所示的贯通地球的弦线列车隧道：
列车不需要引擎，从入口的A点由静止开始穿过隧道到达另一端的B点， 为隧道的中点。设地球是质
量均匀分布的球体，不计空气阻力与摩擦。则列车（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. 从A点运动到B点的过程中机械能不断增大
B. 从A点运动到B点的过程中动能不断增大
C. 从A点运动到 点的过程中受到的引力大小恒定
D. 从A点运动到 点的过程中合力随位移线性变化
【答案】D
【解析】
【详解】AB．从A点运动到B点的过程中只有引力做功，机械能守恒，根据对称性可知，从 A点运动到B
点的引力做功为零，所以从A点运动到B点的过程中引力先做正功，后做负功动能先增大后减小，故 AB
错误；
CD．设地球的质量为M，列车运动到P点距地心为r
∠POO'=θ，
受到引力
因为到地心距离变化，所以引力大小变化，列车运动到P点由牛顿第二定律得
地球为均匀球体
，GM=gR2
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学科网（北京）股份有限公司解得
从A点运动到 点的过程中合力随位移线性变化，故C错误D正确。
故选D。
10. 如图甲，一足够长的水平传送带以某一恒定速率顺时针转动，一根轻弹簧两端分别与物块和竖直墙面
连接。物块将弹簧压缩一段距离后置于传送带最左端无初速度释放，物块向右运动受到的摩擦力大小 f随
位移x的关系如图乙，已知物块质量为m，物块与传送带间的动摩擦因数为 ，重力加速度为g，最大静
摩擦力等于滑动摩擦力， 为已知量，则（ ）
A. 弹簧的劲度系数为
B. 传送带的速度为
C. 过程，传送带对物块做功的功率不变
D. 物块向右运动的最大距离为
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图乙可知： 过程，物块速度小于传送带速度，与传送带相对滑动，在 处静摩擦力为
0，说明此时相对静止且弹簧弹力为0，可见
A错误；
B．由动能定理得
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学科网（北京）股份有限公司可得
B正确 。
C． 过程，物块做匀速运动，静摩擦力增加，所以传送带对物块做功的功率增加，即C错误；
D．在 处弹簧为拉力
此后物块受到的滑动摩擦力始终向右，滑块向右做简谐运动
可得
即物块向右运动的最大距离为
D错误。
故选B。
二、非选择题： 共5题，共60分。其中第12~15 题解答时请写出必要的文字说明、方程式
和重要的演算步骤。
11. 小明利用如图1所示的实验装置验证动量定理。将遮光条安装在滑块上，用天平测出遮光条和滑块的
总质量 ，槽码和挂钩的总质量 。实验时，将滑块系在绕过定滑轮悬挂有槽码的细
线上。滑块由静止释放，数字计时器记录下遮光条通过光电门1和2的遮光时间 和 ，以及这两次开
始遮光的时间间隔 ，用游标卡尺测出遮光条宽度，计算出滑块经过两光电门速度的变化量 。
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学科网（北京）股份有限公司（1）游标卡尺测量遮光条宽度如图2所示，其宽度 ___________ ；
（2）打开气泵，带气流稳定后调节气垫导轨，直至看到导轨上的滑块能在短时间内保持静止，其目的是
___________；
（3）多次改变光电门2的位置进行测量，得到 和 的数据如下表请根据表中数据，在方格纸上作出
图线___________。
0.721 0.790 0.854 0.913 0.968
.
1.38 1.52 1.64 1.75 186
（4）查得当地的重力加速度 ，根据动量定理， 图线斜率的理论值为___________
；
（5）实验结果发现，图线斜率的实验值总小于理论值，产生这一误差的两个可能原因时___________。
A．选用的槽码质量偏小
B．细线与气垫导轨不完全平行
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学科网（北京）股份有限公司C．每次释放滑块的位置不同
D．实验中 的测量值偏大
【答案】 ①. 10.20 ②. 将气垫导轨调至水平 ③.
④. 1.96 ⑤. BD##DB
【解析】
【详解】（1）[1]游标卡尺的读数为 ；
（2）[2]滑块保持稳定，说明气垫导轨水平；
（3）[3]根据表格中数据描点并用直线连接
（4）[4] 根据动量定理 变形得
则 图线斜率的理论值
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学科网（北京）股份有限公司（5）[5]根据动量定理 变形得
A．理论上图像斜率 ，，槽码质量不会影响实验值与理论值的误差，A错误；
B．细线与气垫导轨不平行，滑块实际所受合外力为 的水平分力，所以图线斜率的实验值偏小，B正确；
C．滑块释放的位置与斜率相关的参量无关，C错误；
D． 偏大，则 偏小，图线斜率偏小，D正确。
故选BD。
12. 如图所示，一条宽为120m的足够长河流，水流速度恒为 。一艘小船从A点出发向对岸驶去，
已知小船在静水中的速度 ， ， ，求：
（1）小船渡河的最短时间以及以此种方式渡河到达对岸时沿水流方向的位移大小；
（2）小船渡河的最短航程及船头的朝向。
【答案】（1）30s， ；（2） ，船头朝向上游与河岸成37°夹角
【解析】
【详解】（1）船头垂直河岸时，渡河时间最短，最短时间
根据运动的独立性与等时性，沿水流方向，位移大小
（2）因为 ，所以小船不能垂直过河，当船头朝向上游且与河岸成 时，渡河航程最短，如图所示
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学科网（北京）股份有限公司其中
即
船头朝向上游与河岸成37°夹角，最短航程
13. 如图所示，一导热性能良好的气缸竖直固定，光滑活塞将缸内理想气体分成体积之比为 的A、B两
部分，B部分气体的压强为p，活塞重力产生的压强为 ，环境温度不变。因阀门封闭不严，B中气体
向外缓慢漏气，活塞缓慢向上移动，当B中气体体积减为原来的 时，求：
（1）A中气体的压强 ；
（2）B中漏出的气体和剩下气体质量的比值。
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学科网（北京）股份有限公司【答案】（1）1.1p；（2）
【解析】
【详解】（1）对活塞分析
解得
（2）B中气体体积减为原来的 时，A中气体体积变为原来的2倍，对A气体
对活塞分析
解得
对B中气体
解得
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学科网（北京）股份有限公司B中漏出的气体和剩下气体质量的比值
14. 如图所示，在竖直轴OO′的B点套有不可上下滑动，只可以绕轴无摩擦转动的轻环，轻弹簧的上端与
该环相连，光滑杆OA与水平面间的夹角α=60°，质量为m的小球套在光滑杆OA上并与弹簧的下端连接，
已知轴OB间距为L。
（1）保持杆不动，小球在图示P点位置处于静止状态，图示β=30°，求小球所受弹簧的弹力大小T和所受
杆的弹力大小N；
（2）保持光滑杆OA与水平面间的夹角始终为α，使小球随杆OA一起由静止绕OO′轴加速转动，小球缓
慢运动到与B点在同一水平面的A点时，杆OA匀速转动，小球与杆保持相对静止，求此时杆OA绕OO′轴
转动的角速度大小ω；
（3）在（2）情形之下，小球由P点开始相对杆向上滑动到A点与杆相对静止的过程中，杆对球所做的功
W。
【答案】（1） ，mg；（2） ；（3）1.5mgL
【解析】
【详解】（1）小球在位置P处静止时， 受力分析，如图
根据平衡条件有
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学科网（北京）股份有限公司解得
，
（2）小球在位置A处时，设小球做圆周运动的半径为r，所受弹簧的弹力大小F 和杆的弹力大小F ，则
T N
水平方向
竖直方向
几何关系
弹簧伸长的长度与初始相同，则
解得
（3）小球将由静止开始沿杆向上滑动，初速度
v =0
P
小球在位置A的速度大小
小球由P到A过程，根据动能定理有
解得
15. 质量为 的木板C静止在光滑水平面上。现将速度分别为 、 的木块A、B同时放上木板，运
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学科网（北京）股份有限公司动方向如图，木块的质量均为m，A、B间的距离为d，木块与木板之间的动摩擦因数均为 ，木板足够长，
重力加速度取g，求：
（1）木块A在木板C上的滑行时间t；
（2）木块A、B运动过程中摩擦产生的总热量Q；
（3）运动过程中木块A和木块B间的最大距离L。
【答案】（1） ；（2） ；（3）
【解析】
【详解】（1）A、B刚放上C时，A做加速度大小为 的匀减速运动，根据牛顿第二定律可得
C做加速度大小为 的匀加速运动，根据牛顿第二定律可得
滑行时间 后A与C共速 ，则有
联立解得
，
（2）A、B和C系统动量守恒，共同速度为 ，则有
解得
以A、B和C的系统为对象，根据能量守恒可得
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学科网（北京）股份有限公司解得
（3）A、B相对C滑行的总距离
A相对C滑行的距离
解得
B相对C滑行的距离
A相对B间最大距离
解得
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