2023学年山西省太原高三压轴卷物理试卷含解析

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、如图所示，条形磁铁静止放在桌面上，当在其左上方放一电流方向垂直纸面向里的通电直导线后，则磁铁受到的摩擦力和弹力A．摩擦力为零B．摩擦力方向向左C．弹力保持不变D．摩擦力方向向右2、下列四个选项中哪个不等于磁感应强度的单位特斯拉（）A． B． C． D．3、氢原子的能级图如图所示，已知可见光的光子能量范围是。则大量氢原子从高能级向低能级跃迁时可产生不同能量的可见光光子的种类有（）A．1种 B．2种 C．3种 D．4种4、M、N、P三点共线且为电场中同一电场线上的三点，P为MN的中点，M、N两点处电势分别为20V、12V。下列说法正确的是A．场强方向是N指向MB．一正电荷在P点时受到的电场力大于在M点时受到的电场力C．该电场在P点处的电势一定为16VD．一负电荷在P点时具有的电势能大于在M点时具有的电势能。5、如图所示，在斜面顶端先后水平抛出同一小球，第一次小球落在斜面中点；第二次小球落在斜面底端；第三次落在水平面上，落点与斜面底端的距离为l。斜面底边长为2l，则（忽略空气阻力）（）A．小球运动时间之比B．小球运动时间之比C．小球抛出时初速度大小之比D．小球抛出时初速度大小之比6、如图所示，质量不计的细直硬棒长为2L，其一端O点用铰链与固定转轴连接，在细棒的中点固定质量为2m的小球甲，在细棒的另一端固定质量为m小球乙。将棒置于水平位置由静止开始释放，棒与球组成的系统将在竖直平面内做无阻力的转动。则该系统在由水平位置转到竖直位置的过程中（）A．系统的机械能不守恒B．系统中细棒对乙球做正功C．甲、乙两球所受的向心力不相等D．乙球转到竖直位置时的速度比甲球小二、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、在x轴上有一叠加而成的电场，其电场方向沿x轴，电势φ随x按如图所示正弦规律变化，则下列说法中正确的是（）A．x1~x2之间的场强方向与x2~x3之间的场强方向相反B．当带电粒子沿x轴方向仅在电场力作用下运动到x1、x3处时，其加速度最小C．负电荷沿x轴运动时，其在x2处的电势能小于其在x3处的电势能D．若将一带正电的粒子从x2处由静止释放，则粒子仅在电场力作用下将沿x轴负方向运动8、假设某战士从弧形的雪坡上沿水平方向飞出后，若倾斜的雪坡倾角为θ，战士飞出时的水平速度大小为v0，且他飞出后在空中的姿势保持不变，又落回到倾斜的雪坡上，如图所示，不计空气阻力，重力加速度为g，则（）A．如果v0不同，该战士落到雪坡时的位置不同，速度方向也不同B．如果v0不同，该战士落到雪坡时的速度方向相同，在空中运动时间不同C．该战士在空中经历的时间是D．该战士在空中经历的时间是9、如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A．其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程．该循环过程中，下列说法正确的是__________．A．A→B过程中，气体对外界做功，吸热B．B→C过程中，气体分子的平均动能增加C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少D．D→A过程中，气体分子的速率分布曲线发生变化E.该循环过程中，气体吸热10、在某均匀介质中，甲、乙两波源位于O点和Q点，分别产生向右和向左传播的同性质简谐横波，某时刻两波波形如图中实线和虚线所示，此时，甲波传播到x=24m处，乙波传播到x=12m处，已知甲波波源的振动周期为0.4s，下列说法正确的是________．A．甲波波源的起振方向为y轴正方向B．甲波的波速大小为20m/sC．乙波的周期为0.6sD．甲波波源比乙波波源早振动0.3sE.从图示时刻开始再经0.6s，x=12m处的质点再次到达平衡位置三、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）某同学现要利用气垫导轨来研究匀变速直线运动规律，其实验装置如图甲所示，其实验步骤如下：①用游标卡尺测出挡光片的宽度d。按图甲安装好器材，并调节好气垫导轨，使气垫导轨处于水平位置。然后用跨过轻质定滑轮的轻绳一端与钩码相连，另一端与滑块相连，再将滑块置于气垫导轨的左端，并用手按住滑块不动；②调整轻质滑轮，使轻绳处于水平位置；从气垫导轨上的刻度尺上读出滑块与光电门之间的距离s（钩码到地面的高度大于滑块与光电门之间的距离），同时记下滑块的初始位置；③由静止释放滑块，用光电门测出挡光片经过光电门的时间t；④将滑块重新置于初始位置，保持滑块所挂的钩码个数不变，改变光电门的位置从而改变滑块与光电门之间的距离s，多次重复步骤③再次实验，重物到地面的高度大于滑块与光电门之间的距离；⑤整理好多次实验中得到的实验数据。回答下列问题：(1)挡光片的宽度测量结果，游标卡尺的示数如图乙所示，其读数为d=_______cm；(2)滑块在运动过程中的加速度a可根据匀变速运动的规律__________来求；(3)据实验数据最后得到了如图丙所示的图像，由图像可求得滑块运动时的加速度a=______m/s2。（取g=10m/s2，结果保留三位有效数字）12．（12分）图甲是某同学验证动能定理的实验装置。其步骤如下：A．易拉罐内盛上适量细沙，用轻绳通过滑轮连接在小车上，小车连接纸带。合理调整木板倾角，让小车沿木板匀速下滑。B．取下轻绳和易拉罐，测出易拉罐和细沙的质量m1以及小车质量m2。C．撤去细绳和易拉罐后，换一条纸带，让小车由静止释放，打出的纸带如图乙(中间部分未画出)，O为打下的第一点。己知打点计时器的打点时间间隔为T，重力加速度为g。(1)步骤C中小车所受的合外力大小为___(2)为验证从O—C过程中小车合外力做功与小车动能变化的关系，测出BD间的距离为，OC间距离为，则C点速度大小为___，需要验证的关系式为____(用所测物理量的符号表示)。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）一足够长宽为L的长方体透明介质与右侧的荧光屏平行放置，其右表面距离荧光屏的距离也为L，在透明介质的左侧L处有一点光源S，该光源在荧光屏上的投影点为O，点光源S发出一细光束，光束与透明介质表面呈=45°，细光束经透明介质折射后射到荧光屏上的A点，经测量可知AO两点之间的距离为，已知光在真空中的速度为c。求：(1)该透明介质的折射率大小为多少？(2)细光束从发射到射到荧光屏上的时间为多少？14．（16分）如图一个带有光滑圆弧的滑块B，静止于光滑水平面上，圆弧最低点与水平面相切，其质量为M，圆弧半径为R，另一个质量为的小球A，以水平速度，沿圆弧的最低点进入圆弧，求：(1)小球A能上升的最大高度；(2)A、B最终分离时的速度。15．（12分）如图所示，直线MN上方有平行于纸面且与MN成45°的有界匀强电场，电场强度大小未知；MN下方为方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B。现从MN上的O点向磁场中射入一个速度大小为v、方向与MN成45°角的带正电粒子，该粒子在磁场中运动时的轨道半径为R。该粒子从O点出发记为第一次经过直线MN，第五次经过直线MN时恰好又通过O点。不计粒子的重力。（1）画出粒子在磁场和电场中运动轨迹的草图并求出粒子的比荷大小；（2）求出电场强度E的大小和第五次经过直线MN上O点时的速度大小；（3）求该粒子从O点出发到再次回到O点所需的时间t。

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、B【解析】

磁铁的磁感线从N到S，故通电导线所处位置的磁场方向为斜向左下，根据左手定则可知导线受到斜向左上的安培力，根据牛顿第三定律可得磁铁受到导线给的斜向右下的作用力，该作用力可分解为水平向右和竖直向下，故磁铁受到的摩擦力水平向左，弹力增大，B正确．2、D【解析】

A．根据可知，，选项A不符合题意；BC．，选项BC不符合题意；D．由可知，，选项D符合题意。故选D。3、D【解析】

大量氢原子从高能级向能级跃迁时，辐射的光子能量都大于，不在范围之内，发出的光都是不可见光；大量氢原子从高能级向能级跃迁时，辐射的光子能量都小于，不在范围之内，发出的光都是不可见光；能级向能级跃迁时，辐射的光子能量为，属于可见光；能级向能级跃迁时，辐射的光子能量为，属于可见光；能级向能级跃迁时，辐射的光子能量为，属于可见光；能级向能级跃迁时，辐射的光子能量为，属于可见光；能级向能级跃迁时，辐射的光子能量为，属于不可见光；可知只有4种可见光，故ABC错误，D正确。故选D。4、D【解析】

A．，根据电场线与电势关系，沿电场线方向电势降低，场强方向是M指向N，故A错误；BC．由于无法确定该电场是否为匀强电场，所以无法确定M、N、P三点处场强的大小关系及P点处的电势，故BC错误；D．由得，负电荷在P点时具有的电势能大于在M点时具有的电势能，故D正确。故选：D。5、D【解析】

AB．根据得小球三次下落的高度之比为，则小球三次运动的时间之比为，AB错误；CD．小球三次水平位移之比为，时间之比为，根据知初速度之比为C错误，D正确。故选D。6、B【解析】

A．以系统为研究对象，由于只有重力做功，只发生重力势能和动能相互转化，故系统的机械能守恒，A错误；B．在转动过程中，甲、乙两球的角速度相同，设转到竖直位置时，甲球的速度为v1，乙球的速度为v2，由同轴转动ω相等，可得由系统的机械能守恒知系统减少的重力势能等于增加的动能，可得解得，设细棒对乙球做的功为W，根据动能定理得解得可见，系统中细棒对乙球做正功，B正确；C．甲、乙两球所受的向心力分别为F2＝m＝m＝2m则C错误；D．由上分析知，乙球转到竖直位置时的速度比甲球大，D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、BC【解析】

A．图线的斜率表示场强，由于之间图线的斜率均小于零，故场强的方向不变，故A错误；B．图线的斜率表示场强，由图可知x1、x3处的切线斜率为零，x1、x3处场强大小为零，故粒子运动到此处时的加速度大小为零，故B正确；C．由题意可知，在之间的场强的方向沿x轴正方向，负电荷从x2处运动到x3处的过程中，电场力做负功，电势能增加，故负电荷在x2处的电势能小于其在x3处的电势能，故C正确；D．由场强方向可知，将一正电的粒子从x2处由静止释放，则粒子仅在电场力作用下降沿x轴正方向运动，故D错误。故选BC。8、BC【解析】

雪坡的倾角等于位移与水平方向的夹角，根据平抛运动的规律可知解得平抛运动的时间为如果v0不同，该战士在空中运动时间不同，根据平抛运动的规律，位移与水平方向夹角的正切值等于速度与水平方向夹角的正切值的一半，故落地雪坡的速度方向相同，战士的水平位移为知初速度不同，水平位移不同，落点位置不同，速度方向相同，故BC正确，AD错误。故选BC。9、ADE【解析】

过程中，体积增大，气体对外界做功，过程中，绝热膨胀，气体对外做功，温度降低，过程中，等温压缩，过程中，绝热压缩，外界对气体做功，温度升高．【详解】A.过程中，体积增大，气体对外界做功，温度不变，内能不变，气体吸热，故A正确；B.过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B错误；C.过程中，等温压缩，体积变小，分子数密度变大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，故C错误；D.过程中，绝热压缩，外界对气体做功，内能增加，温度升高，分子平均动能增大，气体分子的速率分布曲线发生变化，故D正确；E.该循环中，气体对外做功大于外界对气体做功，即；一个循环，内能不变，，根据热力学第一定律，，即气体吸热，故E正确；故选ADE【点睛】本题考查了理想气体状态方程的应用，根据图象判断出气体体积如何变化，从而判断出外界对气体做功情况，再应用热力学第一定律与题目所给条件即可正确解题；要知道：温度是分子平均动能的标志，理想气体内能由问题温度决定．10、BCE【解析】

甲波传播到x=24m处，根据波向右传播可知：质点向下振动，故甲波波源的起振方向为y轴负方向，故A错误；由图可知：甲波的波长为8m，又有甲波波源的振动周期为0.4s，故甲波的波速大小为＝20m/s，故B正确；同一介质中横波波速相同，故乙波的波速也为20m/s，由图可知：乙波的波长为12m，故周期为＝0.6s，故C正确；甲波的传播距离为24m，故波源振动时间为＝1.2s；乙波的传播距离为42m-12m=30m，故波源振动时间为＝1.5s，所以，甲波波源比乙波波源晚振动0.3s，故D错误；由图可知：图时时刻，两波在x=12m处都处于平衡位置，将要向上振动；故该质点的振动方程为y＝15sin5πt+10sinπt(cm)，那么，t=0.6s时，y=0，即从图示时刻开始再经0.6s，x=12m处的质点再次到达平衡位置；故E正确；故选BCE．【点睛】在给出波形图求解质点振动、波速的问题中，一般根据图象得到波长及时间间隔与周期的关系，从而求得周期，即可得到质点振动情况，由v＝求得波速．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、0.5202as=v20.270【解析】

(1)[1]游标卡尺的主尺读数为5mm，游标尺读数为0.05×4mm=0.20mm则读数结果为5.20mm=0.520cm(2)[2]滑块在钩码的作用下沿水平桌面做匀加速直线运动，滑块在运动过程中的加速度a可根据匀变速运动的规律来求。(3)[3]滑块在钩码的作用下沿水平桌面上做匀加速直线运动，经过光电门时的瞬时速度大小为，由匀变速直线运动规律和解得：由上式可得由此可知图像的斜率为由图像可知图像的斜率为k=2.0×104。所以滑块的加速度为12、（1）m1g；