湖北省荆州市公安县2023届高三第四次模拟考试物理试卷含解析

2023年高考物理模拟试卷注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、继我国探月工程之后，2020年我国计划启动火星探测任务，择机发射火星探测器。若已知引力常量G和火星的半径R，火星探测器环绕火星表面飞行的周期T，那么根据这些已知条件可估算（）A．火星的第一宇宙速度 B．火星的自转角速度C．探测器的质量 D．探测器受火星的引力2、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，a、b两点间的电压为，R为可变电阻，P为额定电流1A、用铅锑合金制成的保险丝．为使保险丝中的电流不超过1A，可变电阻R连入电路的最小阻值是（）A．2.2Ω B．Ω C．22Ω D．Ω3、教师在课堂上做了两个小实验，让小明同学印象深刻。第一个实验叫做“旋转的液体”，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水，如果把玻璃皿放在磁场中，液体就会旋转起来，如图甲所示。第二个实验叫做“振动的弹簧”，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后，发现弹簧不断上下振动，如图乙所示。下列关于这两个趣味实验的说法正确的是（）A．图甲中，如果改变磁场的方向，液体的旋转方向不变B．图甲中，如果改变电源的正负极，液体的旋转方向不变C．图乙中，如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动D．图乙中，如果将水银换成酒精，依然可以观察到弹簧不断上下振动4、如图所示，平行板a、b组成的电容器与电池E连接，平行板电容器P处固定放置一带负电的点电荷，平行板b接地。现将电容器的b板向下稍微移动，则()A．点电荷所受电场力增大 B．点电荷在P处的电势能减少C．P点电势减小 D．电容器的带电荷量增加5、两个完全相同的带有同种电荷的小球M和N（可看成点电荷），用轻质绝缘弹簧相连后放在光滑绝缘水平面上的P，Q两点静止不动，如图所示。若将小球N的带电量突然减小一半后的瞬间，小球M和N的加速度大小分别为a1和a2，下列结论正确的是（）A．aB．aC．a1≠0,D．a1≠0,6、如图甲所示电路，理想变压器原线圈输入电压如图乙所示，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器，C为耐压值为22V的电容器，所有电表均为理想电表。下列说法正确的是（）A．副线圈两端电压的变化频率为0.5HzB．电流表的示数表示的是电流的瞬时值C．滑动片P向下移时，电流表A1和A2示数均增大D．为保证电容器C不被击穿，原副线圈匝数比应小于10：1二、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、如图所示为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为4∶1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接有的正弦交流电，图中D为理想二极管，定值电阻R＝9Ω.下列说法正确的是A．时，原线圈输入电压的瞬时值为18VB．时，电压表示数为36VC．电流表的示数为1AD．电流表的示数为8、某同学用如图所示电路演示交流发电机的发电原理，线圈电阻不计，电表为理想电表。当线圈转动的转速增大1倍，下列说法正确的是（）A．当线圈处于图示位置时，灯泡两端电压最大 B．电流表测量的是灯泡的最大电流C．电压表的示数增大为原来的2倍 D．通过灯泡的电流频率为原来的2倍9、如图所示，粗糙的水平轨道BC的右端与半径R＝0.45m的光滑竖直圆轨道在C点相切，倾斜轨道AB与水平方向间的夹角为，质量m＝0.1kg的小球从倾斜轨道顶端A点由静止滑下，小球经过轨道衔接处时没有能量损失。已知水平轨道BC的长度L＝2m，小球与倾斜轨道和水平轨道间的动摩擦因数均为μ＝0.375，sin＝0.6，cos＝0.8，g取10m/s2，则下列说法正确的是（）A．若小球刚好运动到C点，则小球开始滑下时的高度为1.5mB．若小球开始滑下时的高度为2m，则第一次在圆轨道内运动时小球不离开轨道C．若小球开始滑下时的高度为2.5m，则第一次在圆轨道内运动时小球不离开轨道D．若小球开始滑下时的高度为3m，则第一次在圆轨道内运动时小球将离开轨道10、在一些电磁现象中会产生一种特殊的电场，其电场线为一个个同心圆，没有起点和终点如图所示，实线为电场线，方向为顺时针，虚线为经过圆心的一条直线．已知该电场线图像中某一点的电场强度大小与方向和静电场的电场线具有相同规律，则A．A点的电场强度比B点的电场强度大B．将一点电荷沿直线AB移动，电场力不做功C．将一点电荷从A点静止释放，点电荷会沿电场线做圆周运动D．在A点放上一正点电荷，点电荷将受到向左的电场力三、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）某同学用如图甲所示装置测当地的重力加速度，光电门A、B与光电计时器相连，可记录小球经过光电门A和光电门B所用的时间（1）实验前用游标卡尺测量小球的直径，示数如图乙所示，则小球的直径d=_____mm（2）让小球紧靠固定挡板，由静止释放，光电计时器记录小球经过光电门A和光电门B所用的时间t1、t2，测出两光电门间的高度差h，则测得的重力加速度g=_____(用测得的物理量的符号表示)。（3）将光电计时器记录小球通过光电门的时间改为记录小球从光电门A运动到光电门B所用的时间，保持光电门B的位置不变，多次改变光电门A的位置,每次均让小球从紧靠固定挡板由静止释放，记录每次两光电间的高度差h及小球从光电门A运动到光电门B所用的时间t，作出图象如图丙所示，若图象斜率的绝对值为k，则图象与纵轴的截距意义为____，当地的重力加速度为____12．（12分）某同学利用电磁打点计时器、光电门和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验。气垫导轨装置如图（a）所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、光电门等组成，气垫导轨大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。(1)下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平，向气垫导轨通入压缩空气：②把电磁打点计时器固定在紧靠气垫导轨右端，将纸带客穿过打点计时器，并固定在滑块的右端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向且在同一直线上；③在小滑块上固定一个宽度为的窄遮光片，把滑块放在气垫导轨中间附近，使滑块开始时处于静止状态；④先______，然后滑块一个向左的初速度，让滑块带动纸带一起向左运动，滑块和发生碰撞，纸带记录滑块碰撞前后的运动情况，纸带左端是滑块碰前运动的记录情况，纸带右端是滑块碰后运动的记录情况。⑤记录滑块通过光电门时遮光片的遮光时间；⑥取下纸带，重复步③④⑤，选出理想的纸带如图（b）所示，测出遮光片宽度，并计算遮光片遮光时间的平均值；⑦测得滑块的质量为，滑块的质量为。完善实验步骤④的内容。(2)已知打点计时器每隔打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量大小为______；两滑块相互作用以后系统的总动量大小为______（保留三位有效数字）。(3)分析碰撞前后的总动量本实验可以得到的结论是：______。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）一粗细均匀、两端封闭的U形玻璃管竖直放置，管内水银柱及空气柱长度如图所示，右侧水银柱长l1=20.0cm，气体压强p1=70.0cmHg，左侧水银柱长l2=35.0cm，气体的长度l3=15.0cm，现打开U形玻璃管右侧端口，求稳定后玻璃管左侧气体的长度将变为多少？设整个过程中气体温度保持不变，大气压强p0=75.0cmHg（）14．（16分）如图所示的U形玻璃管，左管开口，右管管口封闭，管中一段水银在右管中封闭了一段气柱，气柱高度为20cm，左右两管中水银面的高度差为10cm，左管水银柱的横截面积为1cm2，右管中水银柱的横截面积为2cm2。已知环境温度为27，大气压强为75cmHg，左管足够长，右管中水银柱高度大于5cm。（i）若在左管中缓慢倒入水银，使右管中气柱体积减少，求需要倒入水银的体积；（ii）若给右管中气柱缓慢加热，使左管中水银液面与右管顶端相平，求气柱需要升高的温度。15．（12分）如图甲，两个半径足够大的D形金属盒D1、D2正对放置，O1、O2分别为两盒的圆心，盒内区域存在与盒面垂直的匀强磁场。加在两盒之间的电压变化规律如图乙，正反向电压的大小均为Uo，周期为To，两盒之间的电场可视为匀强电场。在t=0时刻，将一个质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子由O2处静止释放，粒子在电场力的作用下向右运动，在时刻通过O1.粒子穿过两D形盒边界M、N时运动不受影响，不考虑由于电场变化而产生的磁场的影响，不计粒子重力。(1)求两D形盒边界M、N之间的距离；(2)若D1盒内磁场的磁感应强度，且粒子在D1、D2盒内各运动一次后能到达O1，求D2盒内磁场的磁感应强度；(3)若D2、D2盒内磁场的磁感应强度相同，且粒子在D1、D2盒内各运动一次后在t=2To时刻到达Ol，求磁场的磁感应强度。

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、A【解析】

A．由题中条件可求火星的第一宇宙速度选项A正确；B．由题中条件不能求解火星的自转角速度，选项B错误；C．根据而探测器的质量m从两边消掉了，则不能求解探测器的质量，选项C错误；D．探测器的质量未知，则不能求解探测器受火星的引力，选项D错误。故选A。2、A【解析】原线圈输入电压根据电压与匝数成正比代入数据解得：原线圈的最大输入功率为输出功率等于输入功率由公式：解得：故应选A．3、C【解析】图甲中，仅仅调换N、S极位置或仅仅调换电源的正负极位置，安培力方向肯定改变，液体的旋转方向要改变，故AB均错误；图乙中，当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程，可以观察到弹簧不断上下振动；如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动；但是如果将水银换成酒精，酒精不导电，则弹簧将不再上下振动，故选项C正确，D错误；故选C.4、B【解析】

A.因电容器与电源始终相连，故两板间的电势差不变，B板下移，则板间距离d增大，则板间电场强度E变小，由F=Eq可知电荷所受电场力变小，故A错误；BC.板间距离d增大，则板间电场强度E变小，由U=Ed知，P与a板的电压减小，而a的电势不变，故P的电势升高，由EP=qφ而q为负值，故电势能减小，故B正确，C错误；D.由Q=CU，又有，故C减小，Q减小，故D错误。5、D【解析】

由题意可知开始时M、N两球开始静止不动，则弹簧的弹力等于它们之间的库仑力，当小球N的带电量突然减小一半后的瞬间根据库仑定律可知它们之间的库仑力立即减小，而弹簧的弹力在这一瞬间保持不变，故合力不为零，根据牛顿第二定律可知F-因为这一瞬间两球所受弹簧弹力和库仑力都是大小相等，方向相反，而两球质量相同，故两球加速度大小相等，方向相反，故D正确，ABC错误。故选D。6、C【解析】

A．根据图乙知交流电周期为0.02s，周期与频率的关系为所以频率为50Hz，故A错误；B．电流表、电压表的示数表示的都是有效值，故B错误；C．滑动变阻器的触头向下滑动，电阻减小，而副线圈电压不变，副线圈电流增大，由P=UI可得副线圈的输出功率变大，变压器的输入功率等于输出功率增大，所以输入电流也变大，即两个电流表的示数都增大，故C正确；D．由题意知，原线圈的最大电压为311V，而电容器的耐压值为22V，即为最大值，根据原副线圈的变压比可知匝数比应大于，故D错误。故选C。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、将时刻代入瞬时值公式可知，时，原线圈输入电压的瞬时值为，A选项错误；B、电压表的示数为有效值，输入电压的峰值为,根据正弦式交变电流有效值与最大值的关系可知，，B选项正确；C、D、电流表测量流过副线圈的电流，根据理想变压器电压和匝数的关系可知，副线圈的电压为9V，正向导通时电流为1A，根据电流的热效应可知，解得：；故C选项错误，D选项正确．故选BD.【点睛】准确掌握理想变压器的特点及电压、电流与匝数比的关系，明确电表测量的为有效值是解决本题的关键.8、ACD【解析】

A．当线圈处于图示位置时，位于与中性面垂直的平面，瞬时感应电动势最大，灯泡两端电压最大，故A正确；B．电流表测量的是通过灯泡电流的有效值，故B错误；C．根据可知当转速增加1倍，则电动势最大值增大为原来的2倍，根据可知电动势有效值增大为原来的2倍，即电压表的示数增大为原来的2倍，故C正确；D．根据当转速增大1倍，可知交流电的频率变为原来的2倍，即通过灯泡的电流频率为原来的2倍，故D正确。故选ACD。9、ABD【解析】

A．若小球刚好运动到C点，由动能定理，研究小球从A点到C点的过程得mgh1－μmgcos－μmgL＝0－0解得h1＝1.5m故A正确；B．若小球开始滑下时的高度为2m，根据动能定理，从A点到C点有mgh2－μmgcos－μmgL＝EkC－0解得EkC＝0.25mg由动能定理得小球要运动到D点(右半部分圆轨道上与圆心等高的点为D点)，在C点的动能至少是mgR＝0.45mg所以小球不能到达D点，在C点与D点之间某处速度减为零，然后沿圆轨道返回滑下，故B正确；C．小球做完整的圆周运动，刚好不脱离轨道时，在圆轨道最高点速度最小是，由动能定理得－2mgR＝mv2－Ek0理可得要使小球做完整的圆周运动，小球在C点动能最小值为Ek0＝mg若小球开始滑下时的高度为2.5m，则小球在C点的动能是0.5mg，若小球开始滑下时的高度为3m，则小球在C点的动能是0.75mg，这两种情况下小球通过D点后都会在D点与最高点之间某一位置做斜抛运动，即小球将离开轨道，故C错误，D正确。故选ABD。10、BD【解析】

A.电场线的疏密表示电场强度的强弱，电场线越密，场强越大，则知A点的场强比B点的场强小，故A错误．B.直线AB与电场线垂直，是一条等势线，将一点电荷沿直线AB移动，电场力不做功，故B正确．C.点电荷在A点所受的电场力沿电场线的切线方向，将点电荷从A点静止释放后，电场力将使该点电荷离开原电场线，所以点电荷不可能沿电场线做圆周运动，故C错误．D.A点场强方向沿电场线的切线方向，即向左，则在A点放上一正点电荷，该点电荷所受的电场力也向左，故D正确．故选BD。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、11.4小球经过光电门B时的速度2k【解析】

（1）[1]由图示游标卡尺可知，其示数为d=11mm+4×0.1mm=11.4mm（2）[2]小球经过光电门时的速度为小球做自由落体运动，由速度位移公式得解得（3）[3][4]小球释放点的位置到光电门B的位置是恒定的，小球每次经过光电门时的速度是一定的，则有整理得则图象与纵轴的截距表示小球经过光电门B时的速度vB，图象斜率的绝对值为解得12、先接通打点计时器电源在允许误差范围内，通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒【解析】

（1）[1]为了打点稳定，实验时应先接通打点计时器的电源，再放开滑块1。（2）[2]作用前系统的总动量为滑块1的动量，而所以[3]作用后系统的总动量为滑块1和滑块2的动量和，且此时滑块1速度v1为滑块2速度v2为以两滑块相互作用以后系统的总动量大小（3）[4]分析碰撞前后的总动量本实验可以得到的结论是在允许误差范围内，通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒。四、计算题：本题共2小题，共2