2023届甘肃省兰州市西北师大附中高三第二次模拟考试物理试卷（含答案解析）

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．下列说法中正确的是（）A．伽利略研究自由落体运动的核心方法是把实验和逻辑推理结合起来B．自然界的四种基本相互作用是强相互作用，弱相互作用，电相互作用和磁相互作用C．“月－地检验”证明了一切场力都遵循“平方反比”的规律D．一对相互作用力做功，总功一定为零2．2019年9月29日下午在第十三届女排世界杯中，中国女子排球队以十一战全胜的战绩卫冕世界杯冠军，如图所示为运动员朱婷在后排强攻。若运动员朱婷此时正在后排离球网3m处强攻，速度方向水平。设矩形排球场的长为2L，宽为L(实际L为9m)，若排球(排球可视为质点)离开手时正好在3m线(即线)中点P的正上方高h1处，球网高H，对方运动员在近网处拦网，拦网高度为h2，且有h1>h2>H，不计空气阻力。为了使球能落到对方场地且不被对方运动员拦住，则球离开手的速度v的最大范围是(排球压线不算犯规)（）A．B．C．D．3．有关科学发现，下列说法中正确的是（）A．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了质子B．汤姆孙通过α粒子散射实验，发现了原子核具有一定的结构C．卢瑟福依据α粒子散射实验，提出了原子核内部存在着质子D．最近探测到13亿年前两个黑洞撞击产生的引力波是利用了激光干涉的原理4．氢原子的能级示意图如图所示，锌的逸出功是，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征，下列说法正确的是（）A．大量氢原子从高能级向能级跃迁时发出的光可以使锌发生光电效应B．大量氢原子从能级向低能级跃迁时，最多发出两种不同频率的光C．大量氢原子从能级向低能级跃迁时，用其发出的光照射锌板，有两种光能使锌板发生光电效应D．若入射光子的能量为，不能使能级的氢原子电离5．我国“北斗三号”全球组网卫星采用星载氢原子钟。如图所示为氢原子的能级图，现让一束单色光照射到一群处于基态（量子数n=l）的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为（）A．13.6eV B．3.4eV C．12.09eV D．12.75eV6．如图所示，质量为、长度为的导体棒的电阻为，初始时，导体棒静止于水平轨道上，电源的电动势为、内阻为。匀强磁场的磁感应强度大小为，其方向斜向上与轨道平面成角且垂直于导体棒开关闭合后，导体棒仍静止，则导体棒所受摩擦力的大小和方向分别为（）A．，方向向左 B．，方向向右C．，方向向左 D．，方向向右二、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，空中飞椅在水平面内做匀速圆周运动，飞椅和人的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，钢绳与竖直方向的夹角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是A．运动周期为B．线速度大小为ωRC．钢绳拉力的大小为mω2RD．角速度θ与夹角的关系为gtanθ=ω2R8．下列说法正确的是A．做简谐振动的物体，速度和位移都相同的相邻时间间隔为一个周期B．当障碍物的尺寸小于波长或与波长差不多时才能发生衍射C．波的周期与波源的振动周期相同，波速与波源的振动速度相同D．电磁波在与电场和磁场均垂直的方向上传播E.相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关9．有一个原副线圈匝数比为10：1的理想变压器，如图所示，原线圈所接交流电源的电压瞬时值表达式为u=300sin50πt（V）副线圈所接电路如图所示，灯L1、L2为均标有“20V.10W”的灯泡，当S闭合时，两灯恰好正常发光。则（）A．电阻R=10Ω B．流过R的交流电的周期为0.02sC．断开S后，原线圈的输入功率减小 D．断开S后，灯L1仍能正常发光10．如图所示，CD、EF是两条水平放置的、阻值可忽略的平行金属导轨，导轨间距为L，在水平导轨的左侧存在方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场区域的宽度为d，导轨的右端接有一阻值为R的电阻，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接．将一阻值也为R，质量为m的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处．已知导体棒与水平导轨接触良好，且动摩擦因数为μ．下列说法正确的是A．通过电阻R的最大电流为B．流过电阻R的电荷量为C．整个电路中产生的焦耳热为mghD．电阻R中产生的焦耳热为三、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）某小组同学用如图所示的装置来“验证动能定理”，长木板固定在水平桌面上，其左端与一粗糙曲面平滑连接，木板与曲面连接处固定一光电门，A是光电门的中心位置，滑块P上固定一宽度为d的遮光片。将滑块从曲面的不同高度释放，经过光电门后，在木板上停下来，设停下来的那点为B点。该小组已经测出滑块与木板间的动摩擦因数为、査得当地重力加速度为g。根据本实验的原理和目的回答以下问题：(1)为了“验证动能定理”，他们必需测量的物理量有___________；A．滑块释放的高度hB．遮光片经过光电门时的遮光时间tC．滑块的质量mD．A点到B点的距离x(2)该组同学利用题中已知的物理量和(1)问中必需测量的物理量，只需要验证表达式___________在误差范围内成立即可验证动能定理；(3)以下因素会给实验结果带来误差的是___________。A．滑块释放时初速度不为零B．曲面不光滑C．遮光片的宽度不够小D．光电门安放在连接处稍偏右的地方12．（12分）某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。(1)在实验中，下列哪些操作不是必需的__________。A．用橡胶塞密封注射器的下端B．用游标卡尺测量柱塞的直径C．读取压力表上显示的气压值D．读取刻度尺上显示的空气柱长度(2)实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是____。(3)下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是__________。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）某空间区域内存在水平方向的匀强电场，在其中一点处有一质量为、带电荷量为的小球。现将小球由静止释放，小球会垂直击中斜面上的点。已知斜面与水平方向的夹角为60°，之间的距离为，重力加速度为。求：(1)场强的大小和方向；(2)带电小球从点运动到点机械能的增量；(3)在点给带电小球一个平行斜面向上的初速度，小球落到斜面上时与点之间的距离。14．（16分）如图所示，两根相距L＝1m的足够长的光滑金属导轨，一组导轨水平，另一组导轨与水平面成37°角，拐角处连接一阻值R＝1Ω的电阻．质量均为m＝2kg的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，导轨电阻不计，两杆的电阻均为R＝1Ω.整个装置处于磁感应强度大小B＝1T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场中．当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨向右匀速运动时，cd杆静止．g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)水平拉力的功率；(2)现让cd杆静止，求撤去拉力后ab杆产生的焦耳热15．（12分）为了观察门外情况，在门上开一小圆孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直。从圆柱底面中心看出去，可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称做视场角。已知该玻璃的折射率为，圆柱形玻璃的厚度为，底面半径为，则视场角为_______。（用反三角函数表示）

2023学年模拟测试卷参考答案（含详细解析）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、A【答案解析】

A．伽利略研究自由落体运动的核心方法是把实验和逻辑推理结合起来，故A正确；

B．自然界中的四种基本相互作用是万有引力、强相互作用、电磁力、弱相互作用，故B错误；

C．“月-地检验”证明了地面上的重力、地球吸引月球与太阳吸引行星的力遵循同样的“距离平方反比”规律，故C错误；

D．一对作用力和反作用力分别作用在两个不同物体上，它们可能分别对两个物体都做正功，其代数和为正值，比如在光滑水平面由静止释放的两个带同种电荷的小球，库仑力对两个小球都做正功，作用力和反作用力所做的功的代数和为正值，故物体间的一对相互作用力做功的代数和不一定为零，故D错误。

故选A。2、D【答案解析】

为了使球能落到对方场地且不被对方运动员拦住，根据得：平抛运动的最大位移：则平抛运动的最大速度：根据得：则平抛运动的最小速度：球离开手的速度的最大范围是：故A、B、C错误，D正确；故选D。3、D【答案解析】

A．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子，A错误；B．汤姆孙发现了电子，揭示了原子具有一定的结构，B错误；C．卢瑟福用粒子轰击氮核，发现了原子核内部存在着质子，C错误；D．最近探测到13亿年前两个黑洞撞击产生的引力波是利用了激光干涉的原理，D正确。故选D。4、C【答案解析】

A．氢原子从高能级向n=3能级跃迁时发出的光，其光子的能量值最大为1.51eV，小于3.34eV，不能使锌发生光电效应，故A错误。B．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子种类数目为3种，故B错误。C．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子种类数目为3种，其中有2种大于3.34ev能使锌板发生光电效应，故C正确。D．当氢原子吸收的光子能量刚好等于能级差时，氢原子会跃迁到对应的高能级上去。若入射光子的能量为1.6eV，能使n=3能级的氢原子电离，故D错误。故选C。5、D【答案解析】

由题意应该有得即能发出6种频率光的一定是n=4能级，则照射氢原子的单色光的光子能量为故ABC错误，D正确。故选D。6、A【答案解析】

磁场方向与导体棒垂直，导体棒所受安培力大小方向垂直于磁场方向与电流方向所确定的平面斜向下。其水平向右的分量大小为由力的平衡可知摩擦力大小为方向向左。选项A项正确，BCD错误。故选A。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【答案解析】

A．运动的周期：A错误；B．根据线速度和角速度的关系：B正确；CD．对飞椅和人受力分析：根据力的合成可知绳子的拉力：根据牛顿第二定律：化解得：，C错误，D正确。故选BD。8、ADE【答案解析】

A．做简谐振动的物体，两相邻的位移和速度始终完全相同的两状态间的时间间隔为一个周期，故A正确；B．当障碍物的尺寸小于波长或与波长差不多时才能发生明显衍射，故B错误；C．波的周期与波源的振动周期相同，波速是波在介质中的传播速度，在均匀介质中波速是不变的，而波源的振动速度是波源做简谐运动的速度，是时刻变化的，故C错误；D．电磁波在与电场和磁场均垂直的方向上传播，电磁波是横波，故D正确；E．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关，故E正确。故选ADE。9、AC【答案解析】

A．原线圈所接交流电压的有效值U1=V=300V，根据变压比可知，副线圈两端电压U2==30V灯泡正常发光，则电阻R两端电压为10V，流过的电流I2=A=1A，根据欧姆定律可知R==10Ω故A正确。B．输入电压的角速度ω=50πrad/s，则周期T==0.04s，则流过R的交流电的周期为0.04s，故B错误。C．断开S后，副线圈电阻增大，根据欧姆定律可知，电流减小，故输出功率减小，则输入功率减小，故C正确。D．断开S后，灯泡L1两端电压增大，不能正常发光，故D错误。故选AC。10、ABD【答案解析】

A．金属棒下滑过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律得：金属棒到达水平面时的速度金属棒到达水平面后进入磁场受到向左的安培力做减速运动，则刚到达水平面时的速度最大，所以最大感应电动势为E=BLv最大的感应电流为故A正确；B．通过金属棒的电荷量故B正确；C．金属棒在整个运动过程中，由动能定理得：mgh-WB-μmgd=0-0则克服安培力做功：WB=mgh-μmgd整个电路中产生的焦耳热为Q=WB=mgh-μmgd故C错误；D．克服安培力做功转化为焦耳热，电阻与导体棒电阻相等，通过它们的电流相等，则金属棒产生的焦耳热：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、BDC【答案解析】

(1)[1]．要验证的是从滑块经过光电门到最后在木板上停止时动能减小量等于摩擦力做功，即其中可得则必须要测量的物理量是：遮光片经过光电门时的遮光时间t和A点到B点的距离x，故选BD。(2)[2]．由以上分析可知，需要验证表达式在误差范围内成立即可验证动能定理；(3)[3]．A．滑块释放时初速度不为零对实验无影响，选项A错误；B．曲面不光滑对实验无影响，选项B错误；C．遮光片的宽度不够小，则测得的滑块经过A点的速度有误差，会给实验结果带来误差，选项C正确；D．光电门安放在连接处稍偏右的地方对实验无影响，选项D错误；故选C。12、B保证气体状态变化过程中温度尽可能保持不变C【答案解析】

(1)[1]A．为了保证气密性，应用橡胶塞密封注射器的下端，A需要；BD．由于注射器的直径均匀恒定，根据可知体积和空气柱长度成正比，所以只需读取刻度尺上显示的空气柱长度，无需测量直径，B不需要D需要；C．为了得知气压的变化情况，所以需要读取压力表上显示的气压值，C需要。让选不需要的，故选B。(2)[2]手温会影响气体的温度，且实验过程中气体压缩太快，温度升高后热量不能快速释放，气体温度会升高，所以这样做的目的为保证气体状态变化过程中温度尽可能保持不变。(3)[3]根据可知当气体做等温变化时，p与V成反比，即，故图像为直线，所以为了能直观反映p与V成反比的关系，应做图像，C正确。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、(1),方向水平向右；(2)；(3)【答案解析】

(1)根据题意，方向为合力方向，小球所受电场力水平向右，小球带正电，则匀强电场的方向水平向右；带电小球合力方向与竖直方向成60°角，由平行四边形定则可得解得(2)根据功能关系可知，电场力对小球做的功等于小