甘肃省示范名校2023届高三下学期二模物理试题

甘肃省示范名校2023届高三下学期二模物理试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、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、如图所示为氢原子能级图，下列说法正确的是（）A．氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，电势能减小，其核外电子的动能增大B．氢原子从n=2能级向n=1能级跃迁时辐射出的光子能量为17eVC．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光子频率最多有3种D．用能量为9eV和4.6eV的两种光子同时照射大量的氢原子，有可能使处于基态的氢原子电离2、在光滑的水平面上有一质量为M、倾角为的光滑斜面，其上有一质量为m的物块，如图所示。物块在下滑的过程中对斜面压力的大小为（）A． B．C． D．3、一质点在做匀变速直线运动，依次经过四点。已知质点经过段、段和段所需的时间分别为、、，在段和段发生的位移分别为和，则该质点运动的加速度为（）A． B． C． D．4、如图甲所示，被称为“魔力陀螺”玩具的陀螺能在圆轨道外侧旋转不脱落，其原理可等效为如图乙所示的模型：半径为的磁性圆轨道竖直固定，质量为的铁球（视为质点）沿轨道外侧运动，A、B分别为轨道的最高点和最低点，轨道对铁球的磁性引力始终指向圆心且大小不变，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为，则A．铁球绕轨道可能做匀速圆周运动B．铁球绕轨道运动过程中机械能守恒C．铁球在A点的速度必须大于D．轨道对铁球的磁性引力至少为，才能使铁球不脱轨5、如图，虚线a、b、c为电场中三个等势面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一个电子仅在电场力作用下的运动轨迹，M、N是轨迹与等势面a，c的交点．下列说法中正确的是（）A．电子一定从M点向N点运动B．等势面c的电势最低C．电子通过M点时的加速度比通过N点时小D．电子通过M点时的机械能比通过N点时大6、将两个负电荷A、B（带电量QA=20C和QB=40C）分别从无穷远处移到某一固定负点电荷C产生的电场不同位置M和N，克服电场力做功相同，则将这两电荷位置互换后（即将电荷A移至位置N，电荷B移至位置M，规定无穷远处为零势面，且忽略电荷A、B对点电荷C的电场分布影响），此时电荷A、B分别具有的电势能EA和EB关系描述正确的是（）A．EAEB B．EA=EB C．EAEB D．无法确定二、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，匀强电场中有一个与电场线平行的平面，平面中有一个直角三角形MNQ，其中，，QM的长度为L。已知电子电荷量的大小为e，把电子从M点移动至Q点，电场力做正功，大小为eU。把电子从Q点移动至N点，电场力做负功，大小为。则该电场的电场强度（）A．方向由M向Q B．大小为 C．方向由Q向N D．大小为8、如图所示，在一电场强度为E的匀强电场中放一金属空心导体，图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，当达到静电平衡状态后，则有（）A．a、b两点的电场强度都为零 B．a点电场强度为零，b点不为零C．a、b点的电势相等 D．a点电势比b点电势高9、如图所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压为，额定功率为，变压器为理想变压器，若四个灯泡都正常发光，则（）A．变压器原副线圈的匝数比为1∶2 B．变压器原、副线圈的匝数比为2∶1C．电源电压为 D．电源电压为10、一带正电的粒子只在电场力作用下沿轴正向运动，其电势能随位移变化的关系如图所示，处为粒子电势能最大位置，则下列说法正确的是（）A．处电场强度最大B．粒子在段速度一直在减小C．在、、、处电势、、、的关系为D．段的电场强度大小方向均不变三、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）某同学为验证机械能守恒定律设计了如图所示的实验，一钢球通过轻绳系在O点，由水平位置静止释放，用光电门测出小球经过某位置的时间，用刻度尺测出该位置与O点的高度差h。（已知重力加速度为g）（1）为了完成实验还需测量的物理量有________（填正确答案标号）。A．绳长lB．小球的质量mC．小球的直径dD．小球下落至光电门处的时间t（2）正确测完需要的物理量后，验证机械能守恒定律的关系式是________________（用已知量和测量量的字母表示）。12．（12分）某实验小组调试如图1所示的装置准备研究加速度与受力的关系，实验小组悬挂砝码及砝码盘打出纸带并测量小车的加速度：已知小车的质量为M，砝码及砝码盘的总质量为m，打点计时器所接的交流电的率为。（1）实验步骤如下：①按图1所示，安装好实验装置，其中动滑轮与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直②调节长木板的领角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动，其目的是___③挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度④改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤③，求得小车在不同合力作用下的加速度⑤弹簧测力计的读数为F，则小车所受合外力为___（2）实验过程中，关于砝码及砝码盘的总质量m与小车的质量M的关系，下列说法正确的是__；A．M必须远大于mB．M必须远小于mC．可以不用远大于mD．M必须等于m（3）实验中打出的一条纸带如图2所示，则由该纸带可求得小车的加速度为___。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，内壁光滑的绝热气缸竖直放置，内有厚度不计的绝热活塞密封，活塞质量m=10kg。初始时，整个装置静止且处于平衡状态，活塞与底部的距离为l0，温度T0=300K。现用电阻丝（体积不计）为气体加热，同时在活塞上添加细砂保持活塞的位置始终不变直到T=600K。已知大气压强p0=1×105Pa，活塞截面积S=1.0×10-3m2，取g=10m/s2，求：(i)温度为T时，气体的压强；(ii)活塞上添加细砂的总质量△m。14．（16分）如图所示，在平面直角坐标系内，第I象限的等腰三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，y<0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m带电荷量为q的带电粒子从电场中Q（-2h，-h）点以速度v0水平向右射出，经坐标原点O射入第I象限，最后垂直于PM的方向射出磁场。已知MN平行于x轴，NP垂直于x轴，N点的坐标为（2h，2h），不计粒子的重力，求：(1)电场强度的大小；(2)最小的磁感应强度的大小；(3)粒子在最小磁场中的运动时间。15．（12分）某汽车轮胎能在的范围内正常工作，正常工作时胎内气体的压强最高不能超过，最低不能低于。在的室温环境下给该轮胎充气，充气结束时，胎内气体的温度升高到。假定轮胎容积不变，分析解答下列问题。(i)夏天的汽车行驶在温度较高的马路上，轮胎容易爆裂。若该胎内气体温度高达，从微观上分析胎内气体压强变化导致爆胎这一现象；(ii)求充气结束时轮胎内气体压强的范围（结果保留两位有效数字）。

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．当氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，轨道半径变小，其核外电子的动能将增大，又此过程中电场力做正功，其电势能减小，A项正确；B．处于n=2能级的氢原子跃迁到基态时，辐射出的光子的能量为（-4eV）-（-13.6eV)=10.2eV，B项错误；C．根据C=6可知，一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光子频率最多有6种，C项错误；D．处于基态的氢原子要发生电离，吸收的光子能量必须大于等于13.6eV，D项错误。故选A。2、C【解析】

设物块对斜面的压力为N，物块m相对斜面的加速度为a1，斜面的加速度为a2，方向向左；则物块m相对地面的加速度为由牛顿第二定律得对m有对M有解得故C正确，ABD错误。故选C。3、C【解析】

设A点的速度为v，由匀变速直线运动的位移公式有联立解得故C正确，ABD错误。故选C。4、B【解析】

AB．小铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，其中铁球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小不变，支持力的方向过圆心，它们都始终与运动的方向垂直，所以磁力和支持力都不能对小铁球做功，只有重力会对小铁球做功，所以小铁球的机械能守恒，在最高点的速度最小，在最低点的速度最大．小铁球不可能做匀速圆周运动．故A错误，B正确；C．小铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，在最高点轨道对小铁球的支持力的方向可以向上，小铁球的速度只要大于1即可通过最高点，故C错误；D．由于小铁球在运动的过程中机械能守恒，所以小铁球在最高点的速度越小，则机械能越小，在最低点的速度也越小，根据：F＝m可知小铁球在最低点时需要的向心力越小．而在最低点小铁球受到的重力的方向向下，支持力的方向也向下、只有磁力的方向向上．要使铁球不脱轨，轨道对铁球的支持力一定要大于1．所以铁球不脱轨的条件是：小铁球在最高点的速度恰好为1，而且到达最低点时，轨道对铁球的支持力恰好等于1．根据机械能守恒定律，小铁球在最高点的速度恰好为1，到达最低点时的速度满足mg•2Rmv2，轨道对铁球的支持力恰好等于1，则磁力与重力的合力提供向心力，即：F﹣mg，联立得：F＝5mg，故D错误．5、C【解析】

A．电子可以由M到N，也可以由N到M，由图示条件不能具体确定，故A错误；B．电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电子带负电，则M点电子受到左下方的电场力，因此电场线指向右上方，根据沿电场线电势降低，可知a等势线的电势最低，c等势线的电势最高，故B错误；C．等势线密的地方电场线密，电场场强大，则N点场强大于M点场强。则电子通过N点的加速度比M点的大，故C正确；D．从M到N过程中电场力做正功，根据功能关系可知，机械能增加，即电子通过M点时的机械能比通过N点时小，故D错误。故选C。6、A【解析】

两个电荷未换之前，分别从无穷远处移到某一固定负点电荷C产生的电场不同位置M和N，克服电场力做功相同，有：﹣QA（0﹣M）=﹣QB（0﹣N）即QAM=QBN由于2QA=QB，所以得：M=2N；将这两电荷位置互换后，电荷A、B分别具有的电势能EA和EB为：EA=﹣QAN=﹣20NEB=﹣QBM=﹣402N=﹣80N由于N0，所以EAEB，故A正确，BCD错误。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、CD【解析】

如图所示，电势差之比有由几何关系得。匀强电场中任意平行方向上的电势差与距离成正比。则则连线MP为等势线。所以PQ是一条电场线，电场强度方向由Q向N。由几何关系得则电场强度大小为故选CD。8、AC【解析】

AB．金属空心导体放在匀强电场中，出现静电感应现象，最终处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为零，所以a、b两点的电场强度都为零，A正确，B错误；CD．处于静电平衡的导体上，以及导体的内部的电势处处相等，即为等势体，则a点电势等于b点电势，C正确，D错误；

故选AC。9、BD【解析】

AB．如图所示，设每个灯泡额定电流为（正常发光），则原线圈电流为原副线圈中两灯并联，电流为副变压器有原副解得故A错误，B正确；CD．副原变压器有原副解得故C错误，D正确。故选BD。10、BC【解析】

A．根据电势能与电势的关系Ep=qφ，场强与电势的关系得由数学知识可知Ep−x图象切线的斜率x2处切线斜率为零，则x2处电场强度为零，选项A错误；B．由图看出在0∼x2段图象切线的斜率一直为正，由上式知场强方向没变，处为粒子电势能最大位置，则处为粒子动能最小，所以粒子在段速度一直在减小，选项B正确；C．根据电势能与电势的关系Ep=qφ，粒子带负电，即q<0，则知：电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有选项C正确；D．段图象切线的斜率可知的电场强度方向不变，但大小在增大，选项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、C【解析】

（1）[1]系统机械能守恒时满足又解得还需要测量的量是小球的直径d。（2）[2]由（1）知成立时，小球机械能守恒。12、平衡摩擦力FC0.15【解析】

（1）②[1]调节长木板的领角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动，其目的是平衡摩擦力；⑤[2]弹簧测力计的读数为F，则小车所受合外力为F；（2）[3]实验过程中，由于有弹簧测力计测得小车的拉力，则小车的质量M可以不用远大于砝码及砝码盘的总质量m，故选C；（3）[4]根据，则，则四、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、(i)4×105Pa；(ii)20kg。【解析】

(i)初状态时，设气体的压强为，以活塞为研究对象，