山西省四校2023届高三最后一模物理试题含解析

2023年高考物理模拟试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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、如图所示为范德格拉夫起电机示意图，直流高压电源的正电荷，通过电刷E、传送带和电刷F，不断地传到球壳的外表面，并可视为均匀地分布在外表面上，从而在金属球壳与大地之间形成高电压．关于金属球壳上的A、B两点，以下判断正确的是A．A、B两点电势相同B．A、B两点电场强度相同C．将带正电的试探电荷从A点移到B点，电势能增加D．将带正电的试探电荷从A点移到B点，电势能减小2、质量为m的物块放在倾角为的固定斜面上。在水平恒力F的推动下，物块沿斜面以恒定的加速度a向上滑动。物块与斜面间的动摩擦因数为，则F的大小为（）A． B．C． D．3、如图所示，一只蚂蚁从盘中心O点向盘边缘M点沿直线OM匀速爬动，同时圆盘绕盘中心O匀速转动，则在蚂蚁向外爬的过程中，下列说法正确的（）A．蚂蚁运动的速率不变 B．蚂蚁运动的速率变小C．相对圆盘蚂蚁的运动轨迹是直线 D．相对地面蚂蚁的运动轨迹是直线4、一同学研究箱子的运动，让一质量为的箱子在水平恒力的推动下沿光滑水平面做直线运动，箱子运动的图线如图所示，是从某时刻开始计时箱子运动的时间，为箱子在时间内的位移，由此可知（）A．箱子受到的恒力大小为B．内箱子的动量变化量为C．时箱子的速度大小为D．内箱子的位移为5、已知火星的半径是地球的a倍，质量是地球的b倍，现分别在地球和火星的表面上以相同的速度竖直上抛小球，不计大气的阻力。则小球在地球上上升的最大高度与在火星上上升的最大高度之比为()A．b/a B．b2/a C．a/b D．b/a26、如图，真空中固定两个等量同种点电荷A、B，AB连线中点为O。在A、B所形成的电场中，以O点为圆心、半径为R的圆面垂直AB连线，以O为几何中心的边长为2R的正方形平面垂直圆面且与AB连线共面，两个平面边线交点分别为e、f，则下列说法正确的是（）A．在a、b、c、d四点中存在场强和电势均相同的点B．将一试探电荷由e点沿圆弧egf移到f点电场力始终不做功C．将一试探电荷由f点移到正方形a、b、c、d任意一点时电势能的变化量都不相同D．沿线段eOf移动的电荷所受的电场力先增大后减小二、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、据报道，我国准备在2020年发射火星探测器，并于2021年登陆火星，如图为载着登陆舱的探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹图，其中轨道I、Ⅲ为椭圆，轨道Ⅱ为圆探测器经轨道I、Ⅱ、Ⅲ运动后在Q点登陆火星，O点是轨道I、Ⅱ、Ⅲ的交点，轨道上的O、P、Q三点与火星中心在同一直线上，O、Q两点分别是椭圆轨道Ⅲ的远火星点和近火星点。已知火星的半径为R，OQ=4R，轨道Ⅱ上经过O点的速度为v，下列说法正确的有（）A．在相等时间内，轨道I上探测器与火星中心的连线扫过的面积与轨道Ⅱ上探测嚣与火星中心的连线扫过的面积相等B．探测器在轨道Ⅱ运动时，经过O点的加速度等于C．探测器在轨道I运动时，经过O点的速度大于vD．在轨道Ⅱ上第一次由O点到P点与轨道Ⅲ上第一次由O点到Q点的时间之比是3：28、真空区域有宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向如图所示，MN、PQ是磁场的边界．比荷为k的带负电粒子，沿着与MN夹角θ＝60°的方向射入磁场中，刚好没能从PQ边界射出磁场．下列说法正确的是（）A．粒子的速率大小是B．粒了在磁场中运动的时间是C．仅减小粒了的入射速率，在磁场中的运动时间将增大D．仅增人粒子的入射速率，在磁场中的运动时间将减小9、如图所示，理想变压器的原线圈接在稳压交流电源上，R1、R2、R3是阻值相等的定值电阻，电表A为理想电流表，调节滑片P可以改变原线圈匝数。初始时，开关K处于断开状态，下列说法正确的是（）A．只把滑片P向上滑动，电流表示数将增大B．只把滑片P向下滑动，电阻R1消耗的功率将增大C．只闭合开关K，电阻R2消耗的功率将增大D．只闭合开关K，电流表示数将变大10、如图所示，一个小型旋转式交流发电机，其矩形线圈的面积为S，共有n匝，总电阻为r，外电路上接有一个阻值为R的定值电阻和一个理想交流电流表A．线圈以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴匀速运动，图中线圈平面平行于磁场方向，由此位置开始计时，下列说法正确的是（）A．发电机所产生电动势的最大值为B．从初始位置开始，在四分之一个周期内通过的电荷量为C．R两端电压的有效值D．交流电流表的示数一直在变化三、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）如图（甲）所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．有一直径为d、质量为m的金属小球由A处从静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H（H>>d），光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g．则：（1）如图（乙）所示，用游标卡尺测得小球的直径d=________mm．（2）小球经过光电门B时的速度表达式为__________．（3）多次改变高度H，重复上述实验，作出随H的变化图象如图（丙）所示，当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式：_______时，可判断小球下落过程中机械能守恒．12．（12分）某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律，同时测量弹簧的弹性势能，实验装置如图甲所示，两滑块A、B上各固定一相同窄片。部分实验步骤如下：I.用螺旋测微器测量窄片的宽度d；II.将气垫导轨调成水平；II.将A、B用细线绑住，在A．B间放入一个被压缩的轻小弹簧；IV.烧断细线，记录A、B上的窄片分别通过光电门C、D的挡光时间t1、t2。(1)若测量窄片的宽度d时，螺旋测微器的示数如图乙所示，则d=_____mm。(2)实验中，还应测量的物理量是______A．滑块A的质量m1以及滑块B的质量m2B．烧断细线后滑块A、B运动到光电门C、D的时间tA、tBC．烧断细线后滑块A、B运动到光电门C、D的路程x1、x2(3)验证动量守恒定律的表达式是_____________；烧断细线前弹簧的弹性势能Ep=________。(均用题中相关物理量的字母表示)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）如图所示，在一个倾角为的足够长的固定斜面上，由静止释放一个长度为的木板，木板与斜面之间的动摩擦因数。当长木板沿斜面向下运动的速度达到时，在木板的下端轻轻放上一个质量与木板相同的小煤块，小煤块与木板之间的动摩擦因数。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度的大小，，，结果可用根号表示。求：（1）刚放上小煤块时，长木板的加速度的大小和煤块的加速度的大小；（2）小煤块从木板哪一端离开？煤块从放上到离开木板所需时间是多少？14．（16分）如图所示，xOy坐标系在竖直平面内，第一象限内存在方向沿y轴负方向的匀强电场，第二象限有一半径为R的圆形匀强磁场区域，圆形磁场区域与x轴相切于A点，与y轴相切于C点，磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外。在A点放置一粒子发射源，能向x轴上方180°角的范围发射一系列的带正电的粒子，粒子的质量为m、电荷量为q，速度大小为v=，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。(1)当粒子的发射速度方向与y轴平行时，粒子经过x轴时，坐标为（2R，0），则匀强电场的电场强度是多少?(2)保持电场强度不变，当粒子的发射速度方向与x轴负方向成60°角时，该带电粒子从发射到达到x轴上所用的时间为多少?粒子到达的位置坐标是多少?(3)从粒子源发射出的带电粒子到达x轴时，距离发射源的最远距离极限值应为多少?15．（12分）半径R＝0.50m的光滑圆环固定在竖直平面内，轻质弹簧的一端固定在环的最高点A处，另一端系一个质量m＝0.20kg的小球，小球套在圆环上，已知弹簧的原长为L0＝0.50m，劲度系数k＝4.8N/m，将小球从如图所示的位置由静止开始释放，小球将沿圆环滑动并通过最低点C，在C点时弹簧的弹性势能EPC＝0.6J，g取10m/s2.求：(1)小球经过C点时的速度vc的大小；(2)小球经过C点时对环的作用力的大小和方向．

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、由题可知，电荷均匀地分布在外表面上，球壳AB是一个等势体，各点的电势是相等的．故A正确；B、球壳AB是一个等势体，AB的外表面处，各点的电场强度的方向与球壳的外表面垂直，所以A点与B点的电场强度的方向一定不同，故B错误；C、由于A、B的电势是相等的，所以将带正电的试探电荷从A点移到B点，电场力不做功，电势能不变．故C错误，D错误．故选A．【点睛】静电平衡后，金属球壳AB的外表面均匀带电，外部各点的电场强度大小相等，方向不同；金属球壳AB是一个等势体，各点的电势相等．2、D【解析】

如图所示，物块匀加速运动受重力、推力F、滑动摩擦力和支持力。正交分解后，沿斜面方向垂直于斜面方向平衡又有解以上三式得故选D。3、C【解析】

AB．在蚂蚁向外爬的过程中，沿半径方向的速度不变，垂直于半径方向的速度逐渐变大，可知合速度逐渐变大，即蚂蚁运动的速率变大，选项AB错误；C．蚂蚁沿半径方向运动，则相对圆盘蚂蚁的运动轨迹是直线，选项C正确；D．相对地面，蚂蚁有沿半径方向的匀速运动和垂直半径方向的圆周运动，则合运动的轨迹不是直线，选项D错误；故选C。4、D【解析】

A．将匀变速直线运动位移公式两边同除以可得对比图线可知，箱子的初速度图线斜率为箱子运动的加速度由牛顿第二定律，恒力故A错误；B．箱子的初动量为时箱子的速度大小内箱子的动量变化量故B错误；C．时箱子的速度大小为故C错误；D．内箱子的位移为故D正确。故选D。5、D【解析】

根据在星球表面重力与万有引力相等，有：，可得：，故；竖直上抛运动的最大高度，所以有；故A，B，C错误；D正确；故选D.6、B【解析】

A．根据等量同种电荷的电场线分布情况可知，、的电势相同，电场强度不同，由对称性可知，、的电势相同，电场强度也不相同，故A错误；B．将一试探电荷由点沿圆弧移到点，试探电荷受到的电场力始终沿着径向方向，始终与运动的速度方向垂直，根据做功关系可知，电场力始终不做功，故B正确；C．由于、的电势相同，故从点到、两点电势能变化量相同，同理从点到、两点电势能变化量相同，故C错误；D．根据等量同种电荷的电场线分布，沿移动电场线先变疏再变密，根据可知，电场力先变小后变大，故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．因轨道I和轨道Ⅱ是探测器两个不同的轨道，则在相等时间内，轨道I上探测器与火星中心的连线扫过的面积与轨道Ⅱ上探测嚣与火星中心的连线扫过的面积不相等，选项A错误；B．探测器在轨道Ⅱ运动时，轨道半径为3R，则经过O点的加速度等于，选项B正确；C．探测器从轨道I到轨道Ⅱ要在O点减速，可知在轨道I运动时，经过O点的速度大于v，选项C正确；D．探测器在轨道Ⅱ与轨道Ⅲ上的周期之比为则在轨道Ⅱ上第一次由O点到P点与轨道Ⅲ上第一次由O点到Q点的时间之比是选项D错误。故选BC。8、AD【解析】

AB.粒子刚好没能从边界射出磁场时，其运动轨迹刚好与相切，如图设带电粒子圆周运动的轨迹半径为，由几何关系有：解得：根据牛顿第二定律得：解得：运动时间为：故A正确，B错误；C.减小粒了的入射速率，粒子的周期不变，半径变小，粒子仍然从左边界出磁场，圆心角不变，则运动时间不变，故C错误；D.增人粒子的入射速率，粒子从磁场的右边界出磁场，粒子运动轨迹所对应的圆心角减小，则运动时间变小，故D正确．9、BD【解析】

A．只把滑片P向上滑动，原线圈匝数增大，根据可知，副线圈两端电压变小，根据欧姆定律可知，副线圈电流变小，副线圈功率变小，则输入功率变小，输入电压不变，则原线圈电流变小，电流表示数将变小，故A错误；B．只把滑片P向下滑动，原线圈匝数变小，副线圈两端电压变大，根据欧姆定律可知，副线圈电流变大，，则电阻R1消耗的功率将增大，故B正确；CD．只闭合开关K，副线圈电阻变小，匝数比和输入电压不变，则输出电压不变，根据欧姆定律可知，副线圈干路电流变大，R1分压变大，则R2两端电压变小，消耗的功率将减小；副线圈干路电流变大，输出功率变大，则输入功率变大，输入电压不变，则原线圈电流变大，电流表示数将变大，故C错误D正确。故选BD。10、AC【解析】

A．在初始位置线圈产生的电动势最大，且故A正确；B．从初始位置开始，在四分之一个周期内通过R的电荷量为故B错误；C．电动势的有效值为电阻R两端电压的有效值为故C正确；D．交流电流表测的是有效值，其示数不会变化，故D错误。故选：AC。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、7.25d/t或2gH0t02=d2【解析】

(1)[1]游标卡尺的主尺读数为7mm，游标读数为0.05×5mm=0.25mm，则小球的直径d=7.25mm．(2)[2]根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小球在B处的瞬时速度；(3)[3]小球下落过程中重力势能的减小量为mgH0，动能的增加量若机械能守恒，有：即12、4.800A【解析】

(1)[1]螺旋测微器主尺的示数为4.5mm，可动刻度的示数为0.01mm×30.0=0.300mm，故d=4.5mm+0.300mm=4.800mm(2)[2]验证动量守恒定律，需要测量滑块A、B的质量m1和m2故选A(3)[3]根据动量守恒定律其中、可得[4]根据能量守恒定律可得，烧断细线前弹簧的弹性势能四、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），；（2）下端，【解析】

（1）刚放上小煤块时，对长木板，由牛顿第二定律对煤块，由牛顿第二定律解得（2）设时间煤块与长木板达到共速，则有解得煤块相对长木板的位移故煤块不能从上端离开此时煤块的速度为之后木板减速，煤块加速，根据牛顿第二定律有对长木板有解得对煤块有解得因所以煤块从下端离开木板，设从二者共速到二者分离又经历的时间为，此过程木板和煤块的对地位移分别为，则有根据相对位移解得故从放上到离开木板共经历的时间为14、(1)；(2)；（BR，0）；(3)R+2BR【解析】

(1)根据洛伦兹力提供向心力得qvB=m解得r=R当粒子的发射速度方向与y轴平行时，粒子经磁场偏转恰好从C点垂直电场进入电场，在电场中做匀变速曲线运动，因为粒子经过x轴时，坐标为（2R，0），所以R=at22R=vta=联立解得E=(2)当粒子的发射速度方向与x轴负方向成60°角时，带电粒子在磁场