山西省忻州市忻州2023学年高三下学期一模考试物理试题含解析

2023学年高考物理模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、2016年8月16日，我国成功发射世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”，该卫星的发射将使我国在国际上率先实现高速星地量子通信，初步构建量子通信网络。“墨子号”卫星的质量为m(约640kg)，运行在高度为h(约500km)的极地轨道上，假定该卫星的轨道是圆，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R。则关于运行在轨道上的该卫星，下列说法中正确的是（）A．运行的速度大小为 B．运行的向心加速度大小为gC．运行的周期为 D．运行的动能为2、如图所示，完全相同的两个光滑小球A、B放在一置于水平桌面上的圆柱形容器中，两球的质量均为m，两球心的连线与竖直方向成角，整个装置处于静止状态。则下列说法中正确的是（）A．A对B的压力为B．容器底对B的支持力为mgC．容器壁对B的支持力为D．容器壁对A的支持力为3、关于静电场的描述正确的是A．电势降低的方向就是电场线方向B．沿着电场线方向电场强度一定减小C．电场中电荷的受力方向就是电场强度的方向.D．电场中电场强度为零的地方电势不一定为零4、如图，将a、b两小球以不同的初速度同时水平抛出，它们均落在水平地面上的P点，a球抛出时的高度较b球的高，P点到两球起抛点的水平距离相等，不计空气阻力．与b球相比，a球A．初速度较大B．速度变化率较大C．落地时速度一定较大D．落地时速度方向与其初速度方向的夹角较大5、如图所示，边长为L的等边三角形ABC内、外分布着两方向相反的匀强磁场，三角形内磁场方向垂直纸面向里，两磁场的磁感应强度大小均为B．顶点A处有一粒子源，粒子源能沿∠BAC的角平分线发射不同速度的粒子粒子质量均为m、电荷量均为+q，粒子重力不计．则粒子以下列哪一速度值发射时不能通过C点（）A． B． C． D．6、如图甲所示，虚线右侧有一方向垂直纸面的有界匀强磁场，磁场的磁感应强度口随时间t变化关系如图乙所示（取磁场垂直纸面向里的方向为正方向），固定的闭合导线框一部分在磁场内。从t=0时刻开始，下列关于线框中感应电流i、线框ab边受到的安培力F随时间t变化图象中，可能正确的是（取线框中逆时针方向的电流为正，安培力向右为正方向）（）A． B． C． D．二、多项选择题：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，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，等边三角形线框由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点、与直流电源两端相接，已知导体棒受到的安培力大小为，则（）A．导体棒受到的安培力垂直于线框平面B．导体棒中的电流是导体棒中电流的2倍C．导体棒和所受到的安培力的合力大小为D．三角形线框受到的安培力的大小为8、质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，如右图所示，绳a与水平方向成θ角，绳b在水平方向且长为l，当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是()A．a绳的张力不可能为零B．a绳的张力随角速度的增大而增大C．当角速度，b绳将出现弹力D．若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化9、如图甲所示，门式起重机又叫龙门吊，门式起重机的场地利用率高、作业范围大，在港口得到广泛使用。其简易图如图乙所示，假设长为L的钢绳能承受的最大拉力为T，钢绳的上端栓接在滑轮上，另一端连接质量为m的集装箱，开始整个装置在横臂上以共同的速度做匀速直线运动，当其运动到图中O＇位置时，绳子上端的滑轮突然被锁定，集装箱开始以O＇为圆心摆动，假设滑轮与集装箱的大小可忽略不计，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．如果，则上述过程中钢绳一定不会断裂B．如果装置匀速运动的速度大小为v，则集装箱允许的最大质量为C．如果集装箱的质量为2m，则装置匀速运动时的最大速度为D．如果保持上端滑轮静止，加速向上提升集装箱（不摆动），集装箱加速上升允许的最大加速度为10、如图所示，在光滑水平面上有宽度为d的匀强磁场区域，边界线MN平行于PQ线，磁场方向垂直平面向下，磁感应强度大小为B，边长为L（L＜d）的正方形金属线框，电阻为R，质量为m，在水平向右的恒力F作用下，从距离MN为d/2处由静止开始运动，线框右边到MN时速度与到PQ时的速度大小相等，运动过程中线框右边始终与MN平行，则下列说法正确的是（）A．线框进入磁场过程中做加速运动B．线框的右边刚进入磁场时所受安培力的大小为C．线框在进入磁场的过程中速度的最小值为D．线框右边从MN到PQ运动的过程中，线框中产生的焦耳热为Fd三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地"的实验，开始了自由落体的研究。某同学用如图I所示的实验装置研究自由落体，装置中电火花式打点计时器应该接在电压为______V、频率为f=50Hz的交流电源上。实验中先闭合开关，再释放纸带。打出多条纸带。选择一条点迹清晰完整的纸带进行研究，那么选择的纸带打下前两个点之间的距离略小于__________mm（结果保留1位有效数字）。选择的纸带如图2所示，图中给出了连续三点间的距离，由此可算出打下C点时的速度为______m/s2，当地的重力加速度为____m/s2.（最后两空结果均保留3位有效数字）12．（12分）多用电表欧姆挡可以直接测量电阻。如图所示，虚线框内的电路为欧姆挡的内部电路，a、b为红、黑表笔的插孔。G是表头，满偏电流为Ig，内阻为Rg，R0是调零电阻，R1、R2、R3、R4分别是挡位电阻，对应挡位分别是“×1”“×10”“×100”“×1000”，K是挡位开关。(1)红黑表笔短接进行欧姆调零时，先选定挡位，调节滑片P，使得表头达到满偏电流。设滑片P下方电阻为R'，满偏电流Ig与流经电源的电流I的关系是_____（用题设条件中的物理量表示）。(2)已知表头指针在表盘正中央时，所测电阻的阻值等于欧姆表的总内阻的值，又叫做中值电阻。在挡位开关由低挡位调到高一级挡位进行欧姆调零时，调零电阻R0的滑片P应向______（填“上”或“下”）滑动，调零后，滑片P下方的电阻R'为原来挡位的______倍。(3)把挡位开关调到“×100”，调零完毕，测量某电阻的阻值时，发现指针偏转角度较大。要更准确测量该电阻的阻值，请写出接下来的操作过程_____________________________。(4)要用欧姆挡测量某二极管的反向电阻，红表笔应接二极管的______极。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，质量m=10kg、横截面积S=50cm2、厚度不计的活塞被气缸光滑内壁上的卡栓（体积不计）托住，将气缸分成体积均为V的A、B两部分，两部分空间内均封闭着一定量的理想气体。初始状态时两部分气体温度均与环境温度相同，其中A中气体压强为pA=2×105Pa，B中气体压强pB=1×105Pa。气缸底端安装有用来加热的电热丝，环境温度保持27不变，重力加速度g取10m/s2，T=t+273K。仅有气缸上表面导热良好，其他部分及活塞绝热，现对B中气体缓慢加热，当B中气体温度升高至多少时，A中气体体积减小为。14．（16分）在防控新冠肺炎疫情期间，青岛市教育局积极落实教育部“停课不停学”的有关通知要求，号召全市中小学校注重生命教育，鼓励学生锻炼身体。我市某同学在某次短跑训练中，由静止开始运动的位移一时间图像如图所示，已知0~t0是抛物线的一部分，t0~5s是直线，两部分平滑相连，求：(1)t0的数值；(2)该同学在0~t0时间内的加速度大小。15．（12分）如图所示，竖直放置的汽缸内有一定质量的理想气体，活塞横截面积为S＝0.10m2，活塞的质量忽略不计，气缸侧壁有一个小孔与装有水银的U形玻璃管相通。开始活塞被锁定，汽缸内封闭了一段高为80cm的气柱（U形管内的气体体积不计），此时缸内气体温度为27℃，U形管内水银面高度差h1＝15cm。已知大气压强p0＝75cmHg。（1）让汽缸缓慢降温，直至U形管内两边水银面相平，求这时封闭气体的温度；（2）接着解除对活塞的锁定，活塞可在汽缸内无摩擦滑动，同时对汽缸缓慢加热，直至汽缸内封闭的气柱高度达到96cm，求整个过程中气体与外界交换的热量（p0＝75cmHg＝1.0×105Pa）。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、D【解析】

A．对卫星，根据牛顿第二定律，有：解得：在地面，重力等于万有引力，故：联立解得：故A错误；

B．向心加速度由万有引力产生，由于在h高处，卫星的万有引力小于其在地面的重力，根据牛顿第二定律故B错误；C．对卫星，根据牛顿第二定律有：在地面，重力等于万有引力故：联立解得：故C错误；

D．由选项A的分析知，故卫星的动能故D正确；故选D。2、A【解析】

AD．对球A受力分析可知，球B对A的支持力则A对B的压力为；容器壁对A的压力选项A正确，D错误；B．对球AB的整体竖直方向有容器底对B的支持力为2mg，选项B错误；C．对球AB的整体而言，容器壁对B的支持力等于器壁对A的压力，则大小为，选项C错误；故选A。3、D【解析】

A．沿电场线方向电势降低，电势降低最快的方向是电场线方向，故A项错误；B．负点电荷形成的电场，沿着电场线方向电场强度增大，故B项错误；C．电场中正电荷的受力方向与电场强度的方向相同，电场中负电荷的受力方向与电场强度的方向相反，故C项错误；D．电势具有相对性，电场中电场强度为零的地方电势不一定为零，故D项正确。4、D【解析】

A.由可得，高度越高，下落时间越大，由可知，两球水平位移相同，但是b求运动时间短，故b球初速度较大，A错误；B.速度变化率即表示加速度，两球加速度相同，故速度变化率相同，B错误；C.a球的水平速度小于b球，故落地时虽然竖直分速度大于b球，但是合速度不一定大于b球，C错误；D.由，a球落地时间t大，但是小，故a球的一定大于b球，即a球落地时速度方向与其初速度方向的夹角较大，D正确；故选D。5、C【解析】

粒子带正电，且经过C点，其可能的轨迹如图所示：

所有圆弧所对圆心角均为60°，所以粒子运行半径：r=（n=1，2，3，…），粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m，解得：（n=1，2，3，…），则的粒子不能到达C点，故ABD不合题意，C符合题意。故选C。【点睛】粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，根据题意作出粒子的运动轨迹是解题的关键，应用数学知识求出粒子的可能轨道半径，应用牛顿第二定律求出粒子的速度即可解题．6、B【解析】

AB．由图可知，在内线圈中磁感应强度的变化率相同，故内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为逆时针，即电流为正方向；在内内线圈中磁感应强度的变化率相同，故内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针，即电流为负方向；根据法拉第电磁感应定律有则感应电流为由图可知两段时间内的磁感应强度大小相等，故两段时间内的感应电流大小相等，故A错误，B正确；CD．由上分析可知，一个周期内电路的电流大小恒定不变，根据可知F与B成正比，则在内磁场垂直纸面向外减小，电流方向由b到a，根据左手定则可知，线框ab边受到的安培力F方向向右，为正方向，大小随B均匀减小；在内磁场垂直纸面向里增大，电流方向由b到a，根据左手定则可知，线框ab边受到的安培力F方向向左，为负方向，大小随B均匀增大；在内磁场垂直纸面向里减小，电流方向由a到b，根据左手定则可知，线框ab边受到的安培力F方向向右，为正方向，大小随B均匀减小；在内磁场垂直纸面向外增大，电流方向由a到b，根据左手定则可知，线框ab边受到的安培力F方向向左，为负方向，大小随B均匀增大，故CD错误。故选B。二、多项选择题：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，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BD【解析】

A．由图可知，导体棒MN电流方向有M指向N，由左手定则可得，安培力方向平行于线框平面，且垂直于导体棒MN，故A错误；B．MLN边的有效长度与MN相同，等效后的电流方向也与MN相同，由左手定则可知，边MLN的电阻等于边MN的电阻的两倍，两者为并联关系，根据欧姆定律可知，导体棒MN中的电流是导体棒MLN中电流的2倍，故B正确；CD．中的电流大小为，则MLN中的电流为，设MN的长为，由题意知所以边MLN所受安培力为方向与MN边所受安培力的方向相同，故有故C错误，D正确。故选BD。8、AC【解析】

小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等，可知a绳的张力不可能为零，故A正确；根据竖直方向上平衡得，Fasinθ=mg，解得，可知a绳的拉力不变，故B错误；当b绳拉力为零时，有：，解得，可知当角速度时，b绳出现弹力，故C正确；由于b绳可能没有弹力，故b绳突然被剪断，a绳的弹力可能不变，故D错误。9、BC【解析】

A．装置被锁定后集装箱做圆周运动，那么在装置锁定瞬间，由牛顿第二定律得:即显然集装箱的重量等于T时，钢绳断裂，故A错误；B．如果装置匀速运动的速度大小为v，由：可知：故B正确；C．如果集装箱的质量为2m，由：可知该装置匀速运动时的最大速度为：故C正确；D．加速向上提升集装箱，由牛顿第二定律有：T－mg=ma可得允许的最大加速度为：故D错误。故选BC。10、BD【解析】

A、线框右边到MN时速度与到PQ时速度大小相等，线框完全进入磁场过程不受安培力作用，线框完全进入磁场后做加速运动，由此可知，线框进入磁场过程做减速运动，故A错误；B、线框进入磁场前过程，由动能定理得：，解得：，线框受到的安培力：，故B正确；C、线框完全进入磁场时速度最小，从线框完全进入磁场到右边到达PQ过程，对线框，由动能定理得：解得：，故C错误；D、线框右边到达MN、PQ时速度相等，线框动能不变，该过程线框产生的焦耳热：Q＝Fd，故D正确；三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、22023.919.75【解析】

[1]．电火花式打点计时器直接接在220V的交流电源上即可。[2]．根据纸带可知打下连续两点时间间隔根据自由落体运动位移公式可知，开始时相邻两点间距离。[3]．根据中点时刻的瞬间速度[4]．根据可知。12、上10把挡位开关调到“”，将