2023学年河北省石家庄市高三一诊考试物理试卷含解析

2023学年高考物理模拟试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量为En=，其中n=2，3，4……已知普朗克常量为h，电子的质量为m。巴尔末线系是氢原子从n≥3的各个能级跃迁至n=2能级时辐射光的谱线，则下列说法中正确的是（）A．巴尔末线系中波长最长的谱线对应光子的能量为3.40eVB．氢原子从基态跃迁到激发态后，核外电子动能减小，原子的电势能增大，动能和电势能之和不变C．基态氢原子中的电子吸收一频率为的光子被电离后，电子速度大小为D．一个处于n=4的激发态的氢原子，向低能级跃迁时最多可辐射出6种不同频率的光2、运动员从高山悬崖上跳伞，伞打开前可看成做自由落体运动，开伞后减速下降，最后匀速下落.和分别表示速度、合外力、重力势能和机械能.其中分别表示下落的时间和高度，在整个过程中，下列图象可能符合事实的是()A． B．C． D．3、如图所示，粗糙水平地面上用拉力F使木箱沿地面做匀速直线运动．设F的方向与水平面夹角θ从0°逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度和动摩擦因数都保持不变，则F的功率（）A．一直增大 B．先减小后增大 C．先增大后减小 D．一直减小4、如图所示，AB是一根裸导线，单位长度的电阻为R0，一部分弯曲成直径为d的圆圈，圆圈导线相交处导电接触良好．圆圈所在区域有与圆圈平面垂直的均匀磁场，磁感强度为B0导线一端B点固定，A端在沿BA方向的恒力F作用下向右缓慢移动，从而使圆圈缓慢缩小．设在圆圈缩小过程中始终保持圆的形状，设导体回路是柔软的，此圆圈从初始的直径d到完全消失所需时间t为（）A． B． C． D．5、如图所示，竖直平面内两个四分之一圆弧轨道的最低点相切，圆心分别为、，半径分别为和，两个小球P、Q先后从点水平拋出，分别落在轨道上的、两点，已知、两点处于同一水平线上，在竖直方向上与点相距，不计空气阻力，重力加速度为。下列说法正确的是（）A．小球P在空中运动的时间较短B．小球Q从抛出到落在轨道上的速度变化量较大C．小球P与小球Q抛出时的速度之比为1∶11D．两小球落在轨道上的瞬间，小球P的速度与水平方向的夹角较小6、如果没有空气阻力，天上的云变成雨之后落到地面，在经过一路的加速后，到达地面时的速度会达到300米/秒，这样的速度基本相当于子弹速度的一半，是非常可怕的。由于空气阻力的作用，雨滴经过变加速运动，最终做匀速运动，一般而言，暴雨级别的雨滴落地时的速度为8~9米/秒。某次下暴雨时小明同学恰巧打着半径为0.5m的雨伞（假设伞面水平，雨水的平均密度为0.5kg/m3），由于下雨使小明增加撑雨伞的力最小约为（）A．0.25N B．2.5N C．25N D．250N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，半径为的圆弧BCD与倾角为θ的斜面相切于B点，与水平地面相切于C点，与圆O2轨道相切于D点，圆心O1、O2和D在同一水平直线上，圆O2的半径为r。质量为m的质点从斜面上某位置由静止释放，刚好能在圆O2轨道内做完整的圆周运动。不计一切阻力，重力加速度为g。则质点（）A．释放点距离地面的高度为5rB．在C时对轨道压力为C．从圆弧BCD进入圆O2轨道的瞬间，前后向心加速度之比为5：2D．从圆弧BCD进入圆O2轨道的瞬间，前后角速度之比为2：58、下面是有关地球和月球的一些信息：(1)月球轨道半径约为地球半径的60倍；(2)月球密度约为地球密度的；(3)月球半径约为地球半径的。地球和月球均可视为质量均匀分布的球体且忽略自转，根据以上信息可得（）A．月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的B．月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的C．月球绕地球运行的加速度约为地球表面重力加速度的D．月球绕地球运行的速率约为第一宇宙速度的9、如图，正方形金属线框自某一高度在空气中竖直下落（空气阻力不计），然后进入并完全穿过与正方形等宽的匀强磁场区域，进入时线框动能为Ek1，穿出时线框动能为Ek2。从刚进入到刚穿出磁场这一过程，线框产生的焦耳热为Q，克服安培力做的功为W1，重力做的功为W2，线框重力势能的减少量为∆Ep，则下列关系正确的是（）A．Q=W1 B．Q=W2W1C．Q=∆EpEk1Ek2 D．W2=W1(Ek2Ek1)10、我国正在建设北斗卫星导航系统，根据系统建设总体规划，计划2018年，面向“一带一路”沿线及周边国家提供基本服务，2020年前后，完成35颗卫星发射组网，为全球用户提供服务。2018年1月12日7时18分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第26、27颗北斗导航卫星，将与前25颗卫星联网运行.其中在赤道上空有2颗北斗卫星A、B绕地球做同方向的匀速圆周运动，其轨道半径分别为地球半径的和，且卫星B的运动周期为T。某时刻2颗卫星与地心在同一直线上，如图所示。则下列说法正确的是A．卫星A、B的加速度之比为B．卫星A、B的周期之比为是C．再经时间t=，两颗卫星之间可以直接通信D．为了使赤道上任一点任一时刻均能接收到卫星B所在轨道的卫星的信号，该轨道至少需要4颗卫星三、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）某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，A、B为固定在铁架台上的光电门，计时电脑记录小球通过光电门的时间，使用该装置研究小球下落运动过程中的机械能情况。计时电脑记录小球通过A、B两光电门的遮光时间分布是和，当地的重力加速度为g。(1)用20分度游标卡尺测量小球直径，刻度线如图乙所示，则______cm；(2)为了验证小球自A到B过程中机械能是否守恒，还需要进行哪些实验测量____A．用天平测出小球的质量B．测出小球到光电门A的竖直高度C．A、B光电门中点间的竖直高度(3)根据实验测得的物理量，如果满足________关系，即能证明小球在自A到B过程中机械能守恒；(4)若计时电脑还记录了小球自A到B的时间，本实验还可以测量当地的重力加速度，则重力加速度________。（使用、、和表示）12．（12分）某同学用如图所示电路做“研究电磁感应现象”实验。他将铁芯插入小线圈约一半的位置，变阻器的滑片P置于ab的中点，在闭合电键瞬间，电流计的指针向左摆。闭合电键后，为使电流计的指针向右摆，应将铁芯________(选填“插入”或“拔出”)或将变阻器的滑片P向_______端滑动(选填“a”或“b”)。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，在竖直圆柱形绝热汽缸内，可移动的绝热活塞a、b密封了质量相同的A、B两部分同种气体，且处于平衡状态。已知活塞的横截面积之比Sa：Sb=2：1，密封气体的长度之比hA：hB=1：3，活塞厚度、质量和摩擦均不计。①求A、B两部分气体的热力学温度TA：TB的比值；②若对B部分气体缓慢加热，同时在活塞a上逐渐增加细砂使活塞b的位置不变，当B部分气体的温度为时，活塞a、b间的距离h’a与ha之比为k：1，求此时A部分气体的绝对温度T’A与TA的比值。14．（16分）自动化构件是现代化机械的重要组成部分，某种自动化构件的简化示意图如图所示。两个在点相切的光滑圆形细管道，左管道在点与斜面相切，右管道在点与另一斜面相切，两斜面与竖直线夹角均为30°。两圆形管道的圆心、及其相切点在同一水平面上，管道圆弧的半径均为，管道的横截面积很小。在点处有两个小物块甲和乙，物块甲上连接一个轻弹簧，两小物块压缩弹簧后处于静止状态且锁定。小物块在管道内光滑滑动与斜面间的动摩擦因数为，物块甲的质量为。(1)物块乙为某一质量时，解除点锁定后，物块甲运动至左管道的最低点时，对管道的压力是其重力的7倍，物块乙上升的最高点为右管道的处。求物块甲在点时的速度大小及沿斜面向上滑动的时间；(2)若其他条件不变，仅改变物块乙的质量，使物块乙弹开后上升能够滑过点，求物块乙的质量范围。15．（12分）如图所示，将横截面积S=100cm2、容积为V=5L，开口向上的导热良好的气缸，置于t1=－13的环境中。用厚度不计的轻质活塞将体积为V1=4L的理想气体封闭在气缸中，气缸底部有一个单向阀门N。外界大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速g=10m/s2，不计一切摩擦。求：(i)将活塞用卡销Q锁定，用打气筒通过阀门N给气缸充气，每次可将体积V0=100mL，压强为p0的理想气体全部打入气缸中，则打气多少次，才能使其内部压强达到1.2p0；(ii)当气缸内气体压强达到1.2p0时，停止打气，关闭阀门N，将质量为m=20kg的物体放在活塞上，然后拔掉卡销Q，则环境温度为多少摄氏度时，活塞恰好不脱离气缸。

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、C【解析】

A．巴尔末线系为跃迁到2能级的四种可见光，红青蓝紫（3→2、4→2、5→2、6→2），则能级差最小的为红光（3→2），其频率最小，波长最长，对应的能量为故A错误；B．氢原子从基态跃迁到激发态需要吸收能量，则氢原子的总能量（动能和电势能之和）变大，而电子的轨道半径变大，库仑力做负功，则电势能增大，跃迁后的库仑力提供向心力可得故半径变大后，电子的速度变小，电子的动能变小，故B错误；C．基态氢原子中的电子吸收一频率为的光子被电离，由能量守恒定律，有解得自由电子的速度为故C正确；D．一个处于n=4的激发态的氢原子向低能级跃迁，逐级向下辐射出的光子种类最多为(4-1)=3种，故D错误；故选C。2、B【解析】

运动员从高山悬崖上跳伞，伞打开前可看作是自由落体运动，即空气阻力忽略不计，开伞后减速下降，空气阻力大于重力，故合力向上，当阻力减小到等于重力时，合力为零，做匀速直线运动．【详解】A．运动员从高山悬崖上跳伞，伞打开前可看作是自由落体运动，开伞后减速下降，最后匀速下落；图象中加速度有突变，而速度不可能突变，故A错误；B．运动员从高山悬崖上跳伞，伞打开前可看作是自由落体运动，即空气阻力忽略不计，故只受重力；开伞后减速下降，空气阻力大于重力，故合力向上，当阻力减小到等于重力时，合力为零，做匀速直线运动；即合力先等于重力，然后突然反向变大，且逐渐减小到零，故B正确；C．重力势能逐渐减小，Ep=mgH=mg（H0-h），即重力势能与高度是线性关系，故C错误；D．机械能的变化等于除重力外其余力做的功，故自由落体运动过程机械能守恒，故D错误；故选B．3、D【解析】

木箱的速度和动摩擦因数都保持不变，据平衡条件可得：解得：F的功率θ从0°逐渐增大到90°的过程中，增大，F的功率一直减小，故D项正确，ABC三项错误。4、B【解析】

设在恒力F的作用下，A端△t时间内向右移动微小的量△x，则相应圆半径减小△r，则有：△x=2π△r在△t时间内F做的功等于回路中电功△S可认为由于半径减小微小量△r而引起的面积的变化，有：△S=2πr∙△r而回路中的电阻R=R02πr，代入得，F∙2π△r=显然△t与圆面积变化△S成正比，所以由面积πr02变化为零，所经历的时间t为：解得：A．，与结论不相符，选项A错误；B．，与结论相符，选项B正确；C．，与结论不相符，选项C错误；D．，与结论不相符，选项D错误；故选B．5、C【解析】

A．B、C在同一水平线上，平抛运动的下落时间，由竖直方向的自由落体分运动决定，故故A错误；B．平抛运动的速度变化量，两球的下落时间相等，故大小相等，方向都竖直向下，故B错误；C．球的水平位移为球的水平位移为结合可知，初速度大小之比等于水平分位移大小之比，为1∶11，故C正确；D．小球P落在轨道上的瞬间速度与水平方向的夹角正切小球Q落在轨道上的瞬间速度与水平方向的夹角正切可得小球P的速度与水平方向的夹角较大，故D错误。故选C。6、C【解析】

本题考查考生的分析综合能力，需要利用动量定理等相关知识解题。【详解】设t时间内，落到雨伞上雨水的质量为m，根据动量定理所以代人数值解得。故ABD错误，C正确。故选C。【点睛】根据速度和雨水的平均密度求出单位时间内雨水的质量是解题的关键。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．质点刚好能在圆O2轨道做完整的圆周运动，在轨道的最高点设释放点离地高度为h，根据机械能守恒定律解得A错误；B．设质点在C点速度为，轨道对质点的支持力为，由机械能守恒有根据牛顿第二定律解得由牛顿第三定律可知，质点在C时对轨道压力为，B正确；C．质点从圆弧BCD进入圆O2轨道的瞬间，速度不变，由线速度与角速度关系可知C错误；D．质点从圆弧BCD进入圆O2轨道的瞬间，速度不变，向心加速度可知D正确。故选BD。8、BC【解析】

AB．天体质量根据可知故A错误B正确；C．根据可知，月球绕地球运行的加速度且，因为，所以故C正确；D．根据可知，月球绕地球运行的速率第一宇宙速度所以故D错误。故选BC。9、ACD【解析】

AB．由能量关系可知，线框产生的焦耳热Q等于克服安培力做的功为W1，选项A正确，B错误；CD．由动能定理即W2=W1(Ek2Ek1)而W2=∆Ep则Q=W1=∆EpEk1Ek2选项CD正确。故选ACD。10、AD【解析】AB、由万有引力提供向心力有，解得，卫星A、B的加速度之比为，故A正确；解得，卫星A、B的周期之比为，故B错误；C、再经时间t两颗卫星之间可以直接通信，则有，又，解得，故C错误；D、由B卫星的分布图求的所辐射的最大角度，，则，则辐射的最大角度为，需要的卫星个数，为了使赤道上任一点任一时刻均能接收到卫星B所在轨道的卫星的信号，该轨道至少需要4颗卫星，故D正确；故选AD。【点睛】万有引力提供向心力，由牛顿第二定律求出加速度、周期之比，由几何关系为了使赤道上任一点任一时刻均能接收到卫星B所在轨道的卫星的信号，该轨道至少需要颗数卫星。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、1.025C【解析】

(1)[1]游标卡尺的主尺刻度为10mm，游标尺刻度为5×0.05mm=0.25mm，所以小球直径=10mm+0.25mm=10.25mm=1.025cm(2)[2]如果机械能守恒，则小球减小的重力