山西省吕梁市联盛中学2023年高三模拟考试物理试题（二）

山西省吕梁市联盛中学2023年高三模拟考试物理试题（二）注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、氢原子的能级如图，大量氢原子处于n=4能级上。当氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级时，辐射光的波长为1884nm，已知可见光光子的能量在1.61eV～3.10eV范围内，下列判断正确的是（）A．氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级，辐射的光子是可见光光子B．从高能级向低能级跃迁时，氢原子要吸收能量C．氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时，辐射光的波长大于1884nmD．用氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级辐射的光照射W逸=6.34eV的铂，能发生光电效应2、已知天然材料的折射率都为正值(n>0)。近年来，人们针对电磁波某些频段设计的人工材料，可以使折射率为负值(n<0)，称为负折射率介质。电磁波从正折射率介质入射到负折射介质时，符合折射定律，但折射角为负，即折射线与入射线位于界面法线同侧，如图1所示。点波源S发出的电磁波经一负折射率平板介质后，在另一侧成实像。如图2所示，其中直线SO垂直于介质平板，则图中画出的4条折射线（标号为1、2、3、4）之中，正确的是（）A．1 B．2C．3 D．43、如图甲所示，物体在竖直方向受到大小恒定的作用力F=40N，先由静止开始竖直向上做匀加速直线运动，当t=1s时将F反向，大小仍不变，物体的图象如图乙所示，空气对物体的阻力大小恒定，g=10m/s2，下列说法正确的是（）A．物体在1.25s内拉力F的平均功率为160WB．物体1.25s内阻力做功的平均功率为为16WC．空气对物体的阻力为6ND．物体的质量为4kg4、2019年10月11日，中国火星探测器首次公开亮相，暂命名为“火星一号”，计划于2020年发射，并实现火星的着陆巡视。已知火星的直径约为地球的53%，质量约为地球的11%，请通过估算判断以下说法正确的是（）A．火星表面的重力加速度小于B．探测器在火星表面所受重力等于在地球表面所受重力C．探测器在火星表面附近的环绕速度等于D．火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度5、如图甲所示，单匝矩形线圈abcd垂直固定在匀强磁场中。规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。以顺时针方向为电流正方向，以向右方向为安培力正方向，下列关于bc段导线中的感应电流i和受到的安培力F随时间变化的图象正确的是（）A． B．C． D．6、港珠澳大桥(HongKong－Zhuhai－MacaoBridge)是中国境内一座连接香港、珠海和澳门的桥隧工程。2018年2月6日，港珠澳大桥主体完成验收，于同年9月28日起进行粤港澳三地联合试运。大桥设计使用寿命120年，可抵御8级地震、16级台风、30万吨撞击以及珠江口300年一遇的洪潮。假设一艘质量为m的轮船由于失控，以速度v撞向大桥(大桥无损)，最后没有反弹而停下来，事故勘察测量轮船发现迎面相撞处凹下去d的深度，那么可以估算出船对桥的平均撞击力F，关于F的表达式正确的是()A．B．C．D．mv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，ac和bd是相距为L的两根的金属导轨，放在同一水平面内。MN是质量为m，电阻为R的金属杆，垂直导轨放置，c和d端接电阻R1=2R，MN杆与cd平行，距离为2L，若0－2t0时间内在导轨平面内加上如图所示变化的匀强磁场，已知t=0时刻导体棒静止，磁感强度竖直向下为正方向，那么以下说法正确的是（）A．感应电流的方向先沿顺时针后沿逆时针方向B．回路中电流大小始终为C．导体棒受到的摩擦力方向先向左后向右D．导体棒受到的摩擦力大小不变8、水平地面上有一个质量为6kg的物体，在大小为12N的水平拉力F的作用下做匀速直线运动，从x=2.5m位置处拉力逐渐减小，拉力F随位移x变化规律如图所示，当x=7m时拉力减为零，物体也恰好停下，取g=10N/kg，下列说法正确的是（）A．2.5m后物体做匀减速直线运动B．合外力对物体所做的功为－27JC．物体在减速阶段所受合外力的冲量为－12N•SD．物体匀速运动时的速度大小3m/s9、如图所示，轻弹簧一端固定在O点，另一端连接在一个小球上，小球套在光滑、水平的直杆上，开始时弹簧与杆垂直且处于原长。现给小球一个水平向右的拉力F，使小球从杆上A点由静止开始向右运动，运动到B点时速度最大，运动到C点时速度为零。则下列说法正确的是（）A．小球由A到B的过程中，拉力做的功大于小球动能的增量B．小球由B到C的过程中，拉力做的功大于弹簧弹性势能的增量C．小球由A到C的过程中，拉力做的功等于弹簧弹性势能的增量D．小球由A到C的过程中，小球所受合力的功先减小后增大10、如图所示，质量为、的小球分别带同种电荷和，它们用等长的细线悬挂在同一点，由于静电斥力的作用，小球靠在竖直光滑墙上，的拉线沿竖直方向，、均处于静止状态，由于某种原因，两球之间的距离变为原来的一半，则其原因可能是（）A．变为原来的一半 B．变为原来的八倍C．变为原来的八分之一 D．变为原来的四分之一三、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）在“探究物体质量一定时加速度与力的关系”实验中，小明同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了用力传感器来测细线中的拉力．(1)关于该实验的操作，下列说法正确的是________．A．必须用天平测出砂和砂桶的质量B．一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量C．应当先释放小车，再接通电源D．需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带E.实验中需要将小车轨道适当倾斜以平衡摩擦力F.实验中小车应从靠近打点计时器位置静止释放(2)实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，打下B点时，小车运动的速率是_____m/s．小车运动的加速度大小是______m/s2.（计算结果保留三位有效数字）(3)由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示．则小车与轨道的滑动摩擦力Ff=____N.12．（12分）某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内电阻。A．待测干电池两节，每节电池电动势约为1.5V，内阻约几欧姆B．直流电压表V1、V2，量程均为3V，内阻约为3kΩC定值电阻R0未知D．滑动变阻器R，最大阻值RmE．导线和开关(1)根据如图甲所示的实物连接图，在图乙方框中画出相应的电路图______。(2)实验之前，需要利用该电路图测出定值电阻R0，方法是先把滑动变阻器R调到最大阻值Rm，再闭合开关，电压表V1和V2的读数分别为U10、U20，则R0=___________(用Um、U10、U20、Rm表示)(3)实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2，描绘出U2-U1图象如图丙所示，图中直线斜率为k，与纵轴的截距为a，则两节干电池的总电动势E=___________，总内阻r=___________(用k、a、R0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）在如图所示的xoy平面直角坐标系中，一足够长绝缘薄板正好和x轴的正半轴重合，在全部区域和的条形区域内均分布着方向垂直纸面向里的相同的匀强磁场，且区域磁场上下边界平行。一带正电粒子，从y轴上的（0，a）点以速度v沿与y轴负向成45°角出射。带电粒子与挡板碰撞前后，x方向的分速度不变，y方向的分速度反向、大小不变，且碰撞过程中无电荷量损失。已知粒子质量为m，电荷量为q，磁感应强度的大小，不计粒子的重力。(1)求粒子进入下方磁场后第一次打在绝缘板上的位置；(2)为保证粒子不从的下边界射出，磁场下边界位置纵坐标y需要满足的条件；(3)在满足(2)的情况下，若在绝缘板上的合适位置开一小孔，粒子穿过后能再次回到出发点。写出在板上开这一小孔可能的位置坐标（不需要写出过程）；(4)在满足(3)的情况下，求粒子从（0，a）出射仅一次经过区域的磁场到再次返回出发点经历的时间。14．（16分）粗糙绝缘的水平地面上有一质量为m的小滑块处于静止状态、其带电量为q(q>0)。某时刻，在整个空间加一水平方向的匀强电场，场强大小为。经时间t后撤去电场，滑块继续滑行一段距离后停下来。已知滑块与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，求滑块滑行的总距离L。15．（12分）如图所示，绝热气缸倒扣放置，质量为M的绝热活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸间摩擦可忽略不计，活塞下部空间与外界连通，气缸底部连接一U形细管（管内气体的体积忽略不计）．初始时，封闭气体温度为T，活塞距离气缸底部为h0，细管内两侧水银柱存在高度差．已知水银密度为ρ，大气压强为P0，气缸横截面积为S，重力加速度为g，求:(1)U形细管内两侧水银柱的高度差；(2)通过加热装置缓慢提升气体温度使活塞下降，求此时的温度；此加热过程中，若气体吸收的热量为Q，求气体内能的变化．

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、D【解析】

A．氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级，辐射的光子的能量为此能量比可见光光子的能量小，不可能是可见光光子，故A错误；B．从高能级向低能级跃迁时，氢原子一定向外放出能量，故B错误；C．氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级辐射的光子能量小于从n=3能级跃迁到n=1能级辐射的光子能量，根据可知从n=3能级跃迁到n=1能级辐射的光子波长小于1884nm，故C错误；D．氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级辐射的光子的能量值故用该光照射的铂，能发生光电效应，故D正确。故选D。2、D【解析】

由题意可知，负折射率的介质使得折射光线与入射光线均在法线的同一侧，现在让我们判断从S点发出的这条光线的折射光线，则光线1、2是不可能的，因为它们均在法线的另一侧，光线3、4是可能的，但是题意中又说明在另一侧成实像，即实际光线有交点，光线3在射出介质时，其折射线如左图所示，折射光线反向延长线交于一点，成虚像。而光线4的折射光线直接相交成实像（如右图所示）。故选D。3、B【解析】

A．在1.25s内，图像围成面积为5m，即总位移为5m，拉力第一阶段向上的位移为4m，则拉力做正功160J，第二阶段位移为1m，则拉力做负功40J，总共120J，平均功率96W，故A错误。CD．根据牛顿第二定律可得：F－（mg+f)=ma1F+mg+f=ma2，又由题图乙可知a1=2m/s2a2=6m/s2联立解得物体的质量m=2kg空气对物体的阻力为f=4NCD项错误。B．阻力全程做负功，共Wf=4×5=20J，所以平均功率为B正确。故选B。4、A【解析】

设火星质量为，半径为r，设地球质量为M，半径为R，根据题意可知，AB．根据黄金替代公式可得地球和火星表面重力加速度为，故A正确B错误；CD．地球的第一宇宙速度为火星的第一宇宙速度为故CD错误。故选A。5、A【解析】

0～0.5T时间内，B减小，穿过线圈的磁通量减小，磁场方向垂直纸面向里，由楞次定律可知，感应电流方向沿顺时针方向，为正值；

由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为，不变，则E不变，感应电流i不变。由左手定则可知，bc段导线受到的安培力方向水平向右，是正的。由F=BiL知bc段导线受到的安培力大小随B的减小而逐渐减小。

在0.5T-T时间内，B增大，穿过线圈的磁通量增大，磁场方向垂直纸面向里，由楞次定律可知，感应电流方向沿逆时针方向，为负值；

由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为，不变，则E不变，感应电流i不变。由图知：在0.5T-T时间内的是0～0.5T时间内的2倍，则在0.5T-T时间内的感应电动势E是0～0.5T时间内的2倍，感应电流也是2倍。在0.5T-T时间内，由左手定则可知，bc段导线受到的安培力方向水平向左，是负的，且由F=BiL，知在0.5T-T时间内bc段导线受到的安培力随B的增大而增大，且是0～0.5T时间内的4倍，故BCD错误，A正确。

故选A。6、A【解析】

根据动能定理进行解答。【详解】根据动能定理可得，解得，故选A.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】

AB．设导体棒始终静止不动，由图乙可知，图线斜率绝对值即为磁场变化率且恒定，由公式感应电动势恒定，回路中电流恒定不变，由于t=0时刻导体棒静止，由可知，此时的安培力最大，则导体棒始终静止不动，假设成立，由楞次定律可知，感应电流方向始终为顺时针方向，故A错误，B正确；C．由于感应电流方向不变，内磁场方向竖直向下，由左手定则可知，安培力方向水平向右，由于导体棒静止，则摩擦力方向水平向左，同理可知，时间内安培力方向水平向左，摩擦力方向水平向右，故C正确；D．由平衡可知，摩擦力大小始终与安培力大小相等，由于电流恒定，磁场变化，则安培力大小变化，摩擦力大小变化，故D错误。故选BC。8、BD【解析】

A．由题意知2.5m后拉力逐渐减小，摩擦力不变，所以合外力在改变，根据牛顿第二定律可知加速度也在改变，不是匀减速直线运动，故A错误；B．图象与坐标轴围成的面积表示拉力做的功，则由图象可知物体做匀速运动时，受力平衡，则f=F=12N所以所以滑动摩擦力做的功所以合外力做的功为故B正确；CD．根据动能定理有代入数据解得；根据动量定理可知，物体在减速过程中合外力的冲量等于动量的变化量，即故C错误，D正确。故选BD。9、AC【解析】

A.小球由A到B的过程中，小球的动能增加，弹簧的弹性势能增加，根据功能关系可知，拉力做的功大于小球动能的增量，故A正确；B.小球由B到C的过程中，小球的动能减少，弹簧的弹性势能增加，根据功能关系可知，拉力做的功与小球减少的动能之和等于弹簧弹性势能的增量，则拉力做的功小于弹簧弹性势能的增量，故B错误；C.小球由A到C的过程中，动能的增量为零，根据功能关系可知，拉力做的功等于弹簧弹性势能的增量，故C正确；D.根据动能定理知：小球所受合力的功等于小球动能的变化量，小球的动能先增大后减小，所以合力的功先增大后减小，故D错误。10、BC【解析】

AB．如图所示，作出A球受到的重力和库仑斥力，根据平衡条件和几何关系可以知道，与相似，故有:又因为所以使A球的质量变为原来的8倍，而其他条件不变，才能使A、B两球的距离缩短为，故A错误，B正确;

CD．使B球的带电量变为原来的，而其他条件不变，则x为原来的，所以C选项是正确的，D错误;

故选BC。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、DEF0.7212.401.0【解析】

(1)[1]AB．对小车的拉力是通过力传感器得到的，故无需测量沙和沙桶的质量，也不需要满足沙和沙桶的总质量远小于小车的质量，故AB错误；C．使用打点计时器，应先接通电源，在释放小车，故C错误；D．探究物体质量一定时加速度与力的关系，要改变沙和沙桶的总质量，打出多条纸带，故D正确；E．由于实验要求研究小车的合外力与加速度的关系，需要排除与轨道的滑动摩擦力的影响，所以实验中需要将长木板倾斜，以平衡摩擦力，故E正确；F．在释放小车前，小车应尽量靠近打点计时器，以能在纸带上打出更多的点，有利于实验数据的处理和误差的减小，故F正确；(2)[2]相邻两计数点之间还有四个点未画出，相邻两计数点间