2023学年山西省太原市第四十高三压轴卷物理试卷含解析

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、一辆汽车以20m/s的速度在平直的公路上行驶，当驾驶员发现前方有险情时，立即进行急刹车，刹车后的速度v随刹车位移x的变化关系如图所示，设汽车刹车后做匀减速直线运动，则当汽车刹车后的速度减小为12m/s时，刹车的距离x1为A．12m B．12.8m C．14m D．14.8m2、质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示。用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中A．F逐渐变大，T逐渐变大B．F逐渐变大，T逐渐变小C．F逐渐变小，T逐渐变大D．F逐渐变小，T逐渐变小3、我国计划于2020年发射火星探测器，如图是探测器到达火星后的变轨示意图，探测器在轨道Ⅰ上的运行速度为，在轨道Ⅱ上P点的运行速度为v2，Q点的运行速度为，在轨道Ⅲ上P点的运行速度为v4，R点的运行速度为v5，则下列关系正确的是A． B．C． D．4、2019年11月11日出现了难得一见的“水星凌日”现象。水星轨道在地球轨道内侧，某些特殊时刻，地球、水星、太阳会在一条直线上，且水星处于地球和太阳之间，这时从地球上可以看到水星就像一个小黑点一样在太阳表面缓慢移动，天文学称之为“水星凌日”。在地球上每经过年就会看到“水星凌日”现象。通过位于贵州的“中国天眼（目前世界上口径最大的单天线射电望远镜）观测水星与太阳的视角（观察者分别与水星、太阳的连线所夹的角），则的最大值为（）A． B． C． D．5、甲、乙两个质点沿同一直线运动，它们的位移一时间图象如图所示。对0-t0时间内甲、乙两质点的运动情况，下列说法正确的是A．甲运动得比乙快B．甲运动的位移比乙运动的位移小C．乙先沿负方向运动后沿正方向运动D．甲、乙两质点间的距离先增大后减小6、如图所示，图中虚线为某静电场中的等差等势线，实线为某带电粒子在该静电场中运动的轨迹，a、b、c为粒子的运动轨迹与等势线的交点，粒子只受电场力作用，则下列说法正确的是（）A．粒子在a点的加速度比在b点的加速度大B．粒子在a点的动能比在b点的动能大C．粒子在a点和在c点时速度相同D．粒子在b点的电势能比在c点时的电势能大二、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、如图甲所示电路中，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，外电路接有三个定值电阻R1=2Ω、R2=3Ω、R3=6Ω，虚线框内的电路可等效为一个电源，如图乙所示，其等效电动势E＇等于CD间未接入用电器时CD间的电压，若用导线直接将C、D两点连接起来，通过该导线的电流等于等效电源的短路电流．下列说法正确的是A．等效电源的电动势E＇=5VB．等效电源的短路电流为1.2AC．等效电源的内阻r＇=7.5ΩD．等效电源的最大输出功率为0.3W8、如图，等离子体以平行两极板向右的速度v=100m/s进入两极板之间，平行极板间有磁感应强度大小为0.5T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，两极板间的距离为10cm，两极板间等离子体的电阻r=1Ω。小波同学在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极接电路中B点，沿边缘放一个圆环形电极接电路中A点后完成“旋转的液体”实验。若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场，上半部分为S极，R0=2.0Ω，闭合开关后，当液体稳定旋转时电压表（视为理想电压表）的示数恒为2.0V，则A．玻璃皿中的电流方向由中心流向边缘B．由上往下看，液体做逆时针旋转C．通过R0的电流为1.5AD．闭合开关后，R0的热功率为2W9、用头发屑模拟各种电场的分布情况如甲、乙、丙、丁四幅图所示，则下列说法中正确的是（）A．图甲一定是正点电荷形成的电场B．图乙一定是异种电荷形成的电场C．图丙可能是同种等量电荷形成的电场D．图丁可能是两块金属板带同种电荷形成的电场10、如图甲为一列沿x正方向传播的简谐横波在t=0.1s时刻的波动图像，图乙是波中某振动质点位移随时间变化的振动图像，P是平衡位置为x=1.5m处的质点，Q是平衡位置为x=12m处的质点，则下列说法正确的是________。A．t=0.2s时，质点P的振动方向沿y轴负方向B．图乙可能是x=1m处质点的振动图像C．再经过0.5s，质点Q第一次到达波峰D．从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30cmE.再经过0.4s，质点Q达到加速度正向最大，位移反向最大三、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）用图甲所示的元件做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验。小灯泡额定电压约为额定电流约为。完成下列各小题。(1)图甲中已经作出了部分连线，请在此基础上完成电路元件连接_______。(2)在实验进行的某一次测量中，电压表、电流表的示数如图乙所示，则电压为______，电流为________，此时小灯泡的功率为________。(3)下列有四个关于小灯泡伏安特性曲线的图象，其中正确的是________A．B．C．D．12．（12分）①在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是_____A．须选用密度和直径都较小的摆球B．须选用轻且不易伸长的细线C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D．计时起、终点都应在摆球的最高点且不少于30次全振动的时间②某同学在野外做“用单摆测定重力加速度”的实验时，由于没有合适的摆球，他找到了一块外形不规则的石块代替摆球，如上图所示。操作时，他用刻度尺测量摆线OM的长度L作为摆长，测出n次全振动的总时间由到周期T，求出重力加速度，这样得到的重力加速度的测量值比真实值_____（填“大”或“小”）。为了克服摆长无法准确测量的困难，该同学将摆线长度缩短为，重复上面的实验，得出周期，由此他得到了较精确的重力加速度值g=_____。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）物体沿着圆周的运动是一种常见的运动，匀速圆周运动是当中最简单也是较基本的一种，由于做匀速圆周运动的物体的速度方向时刻在变化，因而匀速周运动仍旧是一种变速运动，具有加速度。(1)可按如下模型来研究做匀速圆周运动的物体的加速度：设质点沿半径为r、圆心为O的圆周以恒定大小的速度v运动，某时刻质点位于位置A。经极短时间后运动到位置B，如图所示，试根据加速度的定义，推导质点在位置A时的加速度的大小；(2)在研究匀变速直线运动的“位移”时，我们常旧“以恒代变"的思想；在研究曲线运动的“瞬时速度”时，又常用“化曲为直”的思想，而在研究一般的曲线运动时我们用的更多的是一种”化曲为圆”的思想，即对于般的曲线运动，尽管曲线各个位置的弯曲程度不详，但在研究时，可以将曲线分割为许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看做半径为某个合适值的圆周运动的部分，进而采用圆周运动的分析方法来进行研究，叫做曲率半径，如图所示，试据此分析图所示的斜抛运动中。轨迹最高点处的曲率半径；(3)事实上，对于涉及曲线运动加速度问题的研究中，“化曲为圆”并不是唯的方式，我们还可以采用一种“化圆为抛物线”的思考方式，匀速圆周运动在短时间内可以看成切线方向的匀速运动，法线方向的匀变速运动，设圆弧半径为R，质点做匀速圆周运动的速度大小为v，据此推导质点在做匀速圆周运动时的向心加速度a。14．（16分）如图所示，粗细均匀，两端开口的U形管竖直放置，管的内径很小，水平部分BC长14cm，一空气柱将管内水银分隔成左右两段，大气压强相当于高为76cmHg的压强。（1）当空气柱温度为T1=273K，长为l1=8cm时，BC管内左边水银柱长2cm，AB管内水银柱长也是2cm，则右边水银柱总长是多少?（2）当空气柱温度升高到多少时，左边水银恰好全部进入竖直管AB内?（3）当空气柱温度为490K时，两竖直管内水银柱上表面高度各为多少？15．（12分）如图所示，两根平行的光滑金属导轨ab、cd与水平面成θ＝固定，导轨间距离为L＝1m，电阻不计，一个阻值为R＝0.3Ω的定值电阻接在两金属导轨的上端。在导轨平面上边长为L的正方形区域内，有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝1T。两根完全相同金属杆M和N用长度为l＝0.5m的轻质绝缘硬杆相连，在磁场上方某位置垂直于导轨放置且与导轨良好接触，金属杆长度均为L、质量均为m＝0.5kg、电阻均为r＝0.6Ω，将两杆由静止释放，当杆M进入磁场后，两杆恰好匀速下滑，取g＝10m/s2。求：(1)杆M进入磁场时杆的速度；(2)杆N进入磁场时杆的加速度大小；(3)杆M出磁场时，杆已匀速运动，求此时电阻R上已经产生的热量。

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】

由题意可知，汽车做匀减速直线运动，设加速度大小a，由公式，其中，代入解得：，当时，汽车刹车的位移为，故B正确。故选：B。2、A【解析】

以结点O为研究对象受力分析如下图所示：由题意知点O缓慢移动，即在移动过程中始终处于平衡状态，则可知：绳OB的张力TB=mg根据平衡条件可知：Tcosθ-TB=0，Tsinθ-F=0由此两式可得：F=TBtanθ=mgtanθ在结点为O被缓慢拉动过程中，夹角θ增大，由三角函数可知：F和T均变大。A.F逐渐变大，T逐渐变大与分析相符，故A正确。B.F逐渐变大，T逐渐变小与分析不符，故B错误。C.F逐渐变小，T逐渐变大与分析不符，故C错误。D.F逐渐变小，T逐渐变小与分析不符，故D错误。3、C【解析】

A．在轨道Ⅰ上P点的速度小于轨道Ⅱ上P点的速度，选项A错误；B．在轨道Ⅰ上的速度大于经过Q点的圆轨道上的速度，即大于轨道Ⅱ上Q点的速度，选项B错误；C．探测器在轨道Ⅰ上运行，若经过P点时瞬时加速，就变成椭圆轨道，而且在P点加速时获得的速度越大，椭圆轨道的远火星点就越远，轨道Ⅲ的远火星点R比轨道Ⅱ上的远火星点Q更远，因此，选项C正确；D．设P点到火星中心的距离为r，Q点到火星中心的距离为r1，R点到火星中心的距离为r2，由开普勒第二定律有：，，，则，选项D错误.故选C.4、A【解析】

由于水星每隔N年就会处于地球、太阳之间，且三者共线，那就意味着每经过N年水星会比地球多转一圈，则且年，解得年由得所以视角最大的时候应该是水星与地球连线与水星轨道相切的时候，此时故选A。5、B【解析】

C.由图可知，甲、乙做的是同向运动，C错误；D.由图可知，甲、乙间的距离在逐渐减小，D错误；A.图线的斜率为速度，因此中运动得比乙慢，A错误；B.乙运动的位移比甲的位移大，B正确。6、A【解析】

由等势面的疏密可知电场强度的大小，由可知电场力的大小关系；根据曲线的弯曲方向可知粒子的受力方向，进而判断出电场力做功的特点。根据能量守恒定律分析粒子在a点动能与粒子在b点动能之间的关系。由动能定理可知BC两点的间的电势能的变化。本题中解题的关键在于曲线的弯曲方向的判断，应掌握根据弯曲方向判断受力方向的方法。【详解】A．因a点处的等势面密集，故a点的电场强度大，故电荷在a点受到的电场力大于b点受到的电场力，结合牛顿第二定律可知，粒子在a点的加速度比在b点的加速度大，故A正确；

B．由粒子运动的轨迹弯曲的方向可知，粒子受到的电场力指向右侧，则从a到b电场力做正功，粒子动能增大，故B错误；

C．速度是矢量，沿轨迹的切线方向，由图可知，粒子在a点和在c点时速度方向不相同，故C错误；

D．粒子受到的电场力指向右侧，则从b到c电场力做负功，粒子的电势能增大，所以粒子在b点的电势能比在c点时的电势能小，故D错误；

故选A。【点睛】本题中告诉的是等势面，很多同学由于思维定势当成了电场线从而出现错解。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、CD【解析】

当CD间未接入用电器时，由闭合电路欧姆定律得回路中电流，CD间电压，A项错误；若CD间用导线连接，通过电源的电流，，根据并联电路电流分配关系可知流过CD间导线的电流即通过的电流，等效电源的短路电流为0.4A，B项错误；等效电源的内阻，C项错误；等效电源的输出功率，当时，等效电源的输出功率最大，，D项正确．8、BD【解析】

AB．由左手定则可知，正离子向上偏，所以上极板带正电，下极板带负电，所以由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心，器皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转，故A错误，B正确；C．当电场力与洛伦兹力相等时，两极板间的电压不变，则有得由闭合电路欧姆定律有解得R0的热功率故C错误，D正确。故选BD。9、BC【解析】

A．点电荷的电场都是辐射状的，所以图甲模拟的可能是正点电荷形成的电场，也可能是负点电荷形成的电场，A错误；B．根据等量异种电荷电场线分布的特点对比可知，图乙一定是异种电荷形成的电场，B正确；C．根据等量同种电荷电场线的特点对比可知，图丙可能是同种等量电荷形成的电场，也可能是同种不等量电荷形成的电场，C正确；D．由图可知，两个金属板之间的电场类似于匀强电场，所以图丁可能是两块金属板带异种电荷形成的电场，D错误。故选BC。10、BCE【解析】

A．根据图像可知：波的周期为0.2s,t=0.2s时的波动图像与t=0.1s时的波动图象相反，根据“头碰头，尾碰尾”可知，质点P的振动方向沿y轴正方向，故选项A错误；B．由图乙可知，t=0.1s时，质点通过平衡位置，且向下振动，根据“头碰头，尾碰尾”可知，图乙可能是x=1m或x=5m处的质点振动图象，故选项B正确；C．由图甲可知，图乙可知，故波速质点Q第一次到达波峰相当于质点x=2m处的波峰传播到Q点，即故选项C正确；D．经过已知内，振子走过的路程为；内，若振子从平衡位置或两级开始运动，则路程为。由于质点P不是从平衡位置或两级开始运动，故在这段时间内，质点P通过的路程不为30cm，实际上大于30cm，故选项D错误；E．经过0.4s，波向前传播的距离为即相当于x=4m处的质点运动形式传播到Q点，此时Q位于波谷，加速度达到正向最大，位移反向最大，故选项E正确。故选BCE。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、1.50.180.27B【解析】

(1)[1]小灯泡额定电压约为、额定电流约为，则电压表选用量程，电流表选用量程。小灯泡电阻约为电流表量程的内阻一般为，电压表量程的内阻一般为几千欧。相比较而言，小灯泡电阻为“小电阻”，故应用电流表外接法。小灯泡两端电压应从0开始，则滑动变阻器应为分压接法。元件连接如图所示。(2)[2][3][4]经估读后，电压表示数为，电流表示数为。此时小灯泡功率为(3)[5]温度升高，小灯泡电阻变大。则图象的斜率逐渐增大，图象的斜率逐渐减小，且图像要过坐标原点。所以B正确，ACD错误。故选B。12、BC小【解析】

(1)A、为减小空气阻力对实验的影响，从而减小实验误差，组装单摆须选用密度大而直径都较小的摆球，故A错误；B、为减小实验误差，组装单摆须选用轻且不易伸长的细线，故B正确；C、实验时须使摆球在同一竖直面内摆动，不能使单摆成为圆锥摆，故C正确；D、测量时间应从单摆摆到最低点开始，因为最低位置摆球速度最大，相同的视觉距离误差，引起的时间误差较小，则周期测量比较准确，故D错误；(2)根据单摆的周期公式得：，该同学用OM的长L作为摆长，摆长偏小，根据上述表达式得知，g的测量值偏小，设摆线的结点到大理石质心的距离为r，则根据单摆的周期公式得：，而，联立解得：。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)或；(2)；(3)【解析】

(1)当足够小时，、的夹角就足够小，角所对的弦和弧的长度就近似相等。因此，在时间内，所对方向变化的角度为联立可得代入加速度定义式，以及把代入，可得向心加速度大小的表达式为上式