河北衡水市安平中学2023年物理高三上期末联考模拟试题含解析

河北衡水市安平中学2023年物理高三上期末联考模拟试题请考生注意：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、如图所示为某齿轮传动装置中的A、B、C三个齿轮，三个齿轮的齿数分别为32、12、20，当齿轮绕各自的轴匀速转动时，A、B、C三个齿轮转动的角速度之比为A．8:3:5 B．5:3:8C．15:40:24 D．24:40:152、对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（）A．若体积不变、温度升高，则每个气体分子热运动的速率都增大B．若体积减小、温度不变，则器壁单位面积受气体分子的碰撞力不变C．若体积不变、温度降低，则气体分子密集程度不变，压强可能不变D．若体积减小、温度不变，则气体分子密集程度增大，压强一定增大3、木星和土星都拥有众多的卫星，其中“木卫三”作为太阳系唯一一颗拥有磁场的卫星，在其厚厚的冰层下面可能存在生命，而“土卫二”具有生命诞生所需的全部要素，是最适宜人类居住的星球，经探测它们分别绕木星和土星做圆周运动的轨道半径之比为，若木星和土星的质量之比为，则下列关于“木卫三”和“土卫二”的相关说法正确的是（）A．运行周期之比为 B．向心加速度之比为C．环绕速度之比为 D．表面重力加速度之比4、下列说法正确的是（）A．光电效应既显示了光的粒子性，又显示了光的波动性B．原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，这就是β衰变的实质C．一个氘核与一个氚核聚变生成一个氦核的同时，放出一个电子D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量不变5、如图甲所示，线圈固定于分布均匀的磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里。当磁场的磁感应强度大小随时间变化时，边的热功率与时间的关系为（为定值）。图乙为关于磁感应强度大小随时间变化的图象，其中可能正确的是（）A． B． C． D．6、据《世说新语》记载，晋明帝司马昭在回答“汝意谓长安与日孰远”时，一句“举目望日，不见长安”惊愕群臣。我们生活的2020年初的地球，需经8分13秒才能看见太阳的光芒，但我们离长安却隔了将近1111年。距研究者发现，地球与太阳的距离不断缩小，月球却在逐渐远去。下列说法正确的是A．在2020初，地日距离约为150万千米B．倘若月球彻底脱离了地球，则它受到地球对它的引力为0C．与长安城中的人相比，我们的“一个月”在实际上应略长于他们的D．与长安城中的人相比，我们的“一年”在实际上应略长于他们的二、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、为了研究某种透明新材料的光学性质，将其压制成半圆柱形，如图甲所示。一束激光由真空沿半圆柱体的径向与其底面过O的法线成θ角射人。CD为光学传感器，可以探测光的强度。从AB面反射回来的光强随角θ变化的情况如图乙所示。现在将这种新材料制成的一根光导纤维束弯成半圆形，暴露于空气中(假设空气中的折射率与真空相同)，设半圆形外半径为R，光导纤维束的半径为r。则下列说法正确的是A．该新材料的折射率n>1B．该新材料的折射率n<1C．图甲中若减小入射角θ，则反射光线和折射光线之间的夹角也将变小D．用同种激光垂直于光导纤维束端面EF射入，如图丙。若该束激光不从光导纤维束侧面外泄，则弯成的半圆形半径R与纤维束半径r应满足的关系为8、下列说法正确的是_______。A．固体都有固定的熔点B．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示C．在太空中正常运行的“天宫二号”内的水珠由于表面张力作用可以变成完美的球形D．相同温度、相同材料、相等质量的物体，高度越高，内能越大E.一定量的理想气体经某--过程吸收热量2.0×103J，对外做功1.0×103J，气体的温度升高，密度变小9、三个质量相同的物体A、B、C如图所示放置在光滑的水平面上，斜劈A的倾角为，B的上表面水平，现对A施加水平向左的力，三个物体相对静止一起向左匀加速运动，重力加速度为，下列说法正确的是（）A．B、C间的摩擦力大小为B．A、B间的摩擦力大小为C．若A、B间，B、C间动摩擦因数相同，则逐渐增大，A、B间先滑动D．若A、B间，B、C间动摩擦因数相同，则逐渐增大，B、C间先滑动10、假设何雯娜质量为m=40kg，在某次蹦床比赛中，她从最低点以一定的初速度v0竖直向上跳起，取运动过程的最低点为重力零势能面，她的机械能和重力势能随离开最低点的高度h的变化规律如图所示，在整个运动过程中，可将她视为质点，空气阻力不可忽略并且大小恒定，取g=10m/s2，则（）A．初速度v0=11m/sB．下降加速度为7m/s2C．落回最低点的动能1480JD．上升运动时间为三、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）某同学为了将一量程为3V的电压表改装成可测量电阻的仪表——欧姆表．（1）先用如图a所示电路测量该电压表的内阻，图中电源内阻可忽略不计，闭合开关，将电阻箱阻值调到3kΩ时，电压表恰好满偏；将电阻箱阻值调到12kΩ时，电压表指针指在如图b所示位置，则电压表的读数为____V．由以上数据可得电压表的内阻RV＝____kΩ.（2）将图a的电路稍作改变，在电压表两端接上两个表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表，如图c所示，为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，进行了如下操作：闭合开关，将两表笔断开，调节电阻箱，使指针指在“3.0V”处，此处刻度应标阻值为____（填“0”或“∞”）；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电压刻度，则“1V”处对应的电阻刻度为____kΩ.（3）若该欧姆表使用一段时间后，电池内阻不能忽略且变大，电动势不变，但将两表笔断开时调节电阻箱，指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果将____．A.偏大B.偏小C.不变D.无法确定12．（12分）如图甲，是“探究功与速度变化的关系”的实验装置，当质量为的小车，在1条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为；当用2条、3条完全相同的橡皮筋进行第2次、第3次实验时，由于每次实验中橡皮筋的拉伸长度相同，因此第2次、第3次实验中，橡皮筋对小车做的功分别为、，每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带求出。则：（1）关于该实验，下列说法中正确的是__（填选项序号字母）。A．必须平衡摩擦力B．打点计时器可以用干电池供电C．每次实验，小车必须从同一位置由静止释放D．可以选用规格不相同的橡皮筋（2）图乙为某次用1条橡皮筋实验打出的纸带，测得、、、、相邻两点间的距离分别为，，，，则小车获得的最大速度为__。如果用2条橡皮筋做实验，那么，在理论上，小车获得的最大动能为__（结果保留两位有效数字）。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）如图甲所示，在边界为L1L2的竖直狭长区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.02T，在L1的左侧充满斜向上与水平方向夹角为45°的匀强电场E1（E1大小未知）。一带正电的微粒从a点由静止释放，微粒沿水平直线运动到L1边界上的b点，这时开始在L1L2之间的区域内加一竖直方向周期性变化的匀强电场E2，E2随时间变化的图像如图乙所示（E2>0（1）微粒的比荷qm（2）a点到b点的距离；（3）将边界L2左右移动以改变正交场的宽度，使微粒仍能按上述运动过程通过相应的区域，求电场E2变化周期14．（16分）如图所示，AB为一光滑固定轨道，AC为动摩擦因数μ＝0.25的粗糙水平轨道，O为水平地面上的一点，且B、C、O在同一竖直线上，已知B、C两点的高度差为h，C、O两点的高度差也为h，AC两点相距s＝2h.若质量均为m的两滑块P、Q从A点以相同的初速度v0分别沿两轨道滑行，到达B点或C点后分别水平抛出．求：(1)两滑块P、Q落地点到O点的水平距离．(2)欲使两滑块的落地点相同，滑块的初速度v0应满足的条件．(3)若滑块Q的初速度v0已满足(2)的条件，现将水平轨道AC向右延伸一段L，要使滑块Q落地点距O点的距离最远，L应为多少？15．（12分）2019年1月3日，嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面，并通过“鹊桥”中继卫星传回了世界上第一张近距离拍摄月球背面的图片。此次任务实现了人类探测器首次在月球背面软着陆、首次在月球背面通过中继卫星与地球通讯，因而开启了人类探索月球的新篇章。（1）为了尽可能减小着陆过程中月球对飞船的冲击力，探测器在距月面非常近的距离h处才关闭发动机，此时速度相对月球表面竖直向下，大小为v，然后仅在月球重力作用下竖直下落，接触月面时通过其上的“四条腿”缓冲，平稳地停在月面，缓冲时间为t，如图1所示。已知月球表面附近的力加速度为，探测器质量为，求：①探测器与月面接触前瞬间相对月球表面的速度v´的大小。②月球对探测器的平均冲击力F的大小。（2）探测器在月球背面着陆的难度要比在月球正面着陆大很多，其主要的原因在于：由于月球的遮挡，着陆前探测器将无法和地球之间实现通讯。2018年5月，我国发射了一颗名为“鹊桥”的中继卫星，在地球和月球背面的探测器之间搭了一个“桥”，从而有效地解决了通讯的问题。为了实现通讯和节约能量，“鹊桥”的理想位置就是固绕“地一月”系统的一个拉格朗日点运动，如图2所示。所谓“地一月”系统的拉格朗日点是指空间中的某个点，在该点放置一个质量很小的天体，该天体仅在地球和月球的万有引力作用下保持与地球和月球敏相对位置不变。①设地球质量为M，月球质量为m，地球中心和月球中心间的距离为L，月球绕地心运动，图2中所示的拉格朗日点到月球球心的距离为r。推导并写出r与M、m和L之间的关系式。②地球和太阳组成的“日一地”系统同样存在拉格朗日点，图3为“日一地”系统示意图，请在图中太阳和地球所在直线上用符号“*”标记出几个可能拉格朗日点的大概位置。

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、C【解析】

三个齿轮同缘转动，所以三个齿轮边缘的线速度相等，即为：vA=vB=vC三个齿轮的齿数分别为32、12、20，根据得A、B、C三个齿轮转动的角速度之比为A.8:3:5与计算结果不符，故A错误。B.5:3:8与计算结果不符，故B错误。C.15:40:24与计算结果相符，故C正确。D.24:40:15与计算结果不符，故D错误。2、D【解析】

A．温度升高，气体分子的平均动能增大，但并不是气体中每个分子的速率都增大，也有个别速度减小的，故A错误；BD．对于一定质量的理想气体，体积减小，分子密集程度增大。理想气体质量一定时，满足，若体积减小、温度不变，则压强增大，故器壁单位面积受气体分子的碰撞力会增大，故B错误，D正确；C．同理可分析，体积不变、温度降低，气体的压强会变小，故C错误；故选D。3、A【解析】

ABC．根据解得则运行周期之比为，向心加速度之比为，线速度之比为，故A正确，BC错误；

D．根据星球表面万有引力等于重力可知由于不知道“木卫三”和“土卫二”的半径之比，所以无法求出表面重力加速度之比，故D错误。

故选A。4、B【解析】

A．光电效应说明了光子具有能量，显示了光的粒子性，故A错误；B．原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，这就是β衰变的实质，故B正确；C．核反应方程满足质量数和质子数守恒所以放出的是中子，不是电子，故C错误；D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量减小，故D错误。故选B。5、D【解析】

当磁感应强度发生变化时，线框内产生感应电动势为感应电流为边的热功率由可知可知图像的斜率与时间成正比，所以四个图象中只有D正确，ABC错误。故选D。6、C【解析】

A．由可得，地日距离约为故A错误；B．倘若月球彻底摆脱了地球，由万有引力定律可知，地球对它仍然有引力作用，故B错误；C．由于月地距离增大，故月球的公转周期变长，故现在的一月应该长于过去，故C正确；D．由于日地距离不断缩小，故地球的公转周期变短，因此现在的一年应该略短于过去，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、AD【解析】

AB.由题图乙知，当时发生全反射，则有：故选项A符合题意，B不符合题意；C.图甲中若减小入射角，根据反射定律和折射定律可知反射角和折射角都减小，则反射光线和折射光线之间的夹角也将变大，故选项C不符合题意；D.激光不从光导纤维束侧面外泄的临界条件是入射光在外侧面处发生全反射，临界光路如图所示，可得：解得：，所以该束激光不从光导纤维束侧面外泄，则弯成的半圆形半径与纤维束半径应满足的关系为，故选项D符合题意。8、BCE【解析】

A．固体包括晶体和非晶体，单晶体和多晶体都有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，所以固体不一定有固定的熔点，选项A错误；B．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示，选项B正确；C．在太空中正常运行的“天宫二号”内，由于处于完全失重状态，水珠由于表面张力作用可以变成完美的球形，选项C正确；D．物体的内能是物体中所有分子热运动动能的势能的总和，与物体宏观位置的高低无关，选项D错误；E．由热力学第一定律知气体内能增加，湿度升高，气体对外做功，体积增加，密度减小，选项E正确。故选BCE。9、AC【解析】

A．对整体分析，根据牛顿第二定律可得解得，以C为研究对象，水平方向根据牛顿第二定律可得解得BC间的摩擦力大小为，故A正确。B．B和C的加速度方向向左，大小为，则B和C沿斜面向上的加速度为，以BC为研究对象，沿斜面向上根据牛顿第二定律可得所以故B错误。CD．若BC间恰好打滑，则加速度，此时A和B间的摩擦力为说明此时A和B已经滑动，所以动摩擦因数相同，则F逐渐增大，AB间先滑动，故C正确、D错误。故选AC。10、AD【解析】

A．运动员的机械能由动能和重力势能构成，当h=0m时，重力势能为零，动能为Ek0=2420J，根据：则v0=11m/s，A正确；B．空气阻力做功改变机械能，所以E机-h的斜率大小为空气阻力，即：根据牛顿第二定律，下降加速度为：B错误；C．由于存在空气阻力，上升过程和下降过程损失的机械能均为420J，故回到最低点时动能为：Ek=2420J-840J=1580JC错误；D．上升加速度为：上升时间为：D正确。故选AD。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、1.506∞1C【解析】

（1）[1][2]由图（b）所示电压表表盘可知，其分度值为0.1V，示数为1.50V；电源内阻不计，由图a所示电路图可知，电源电动势：E＝U＋IR＝U＋R由题意可知：E＝3＋×3000E＝1.5＋×12000解得RV＝6000Ω＝6kΩ，E＝4.5V（2）两表笔断开，处于断路情况，相当于两表笔之间的电阻无穷大，故此处刻度应标阻值为∞，当指针指向3V时，电路中的电流为：Ig＝A＝0.0005A此时滑动变阻器的阻值：R＝Ω＝3kΩ当电压表示数为1V时，有：1＝解得Rx＝1kΩ.（3）[5][6]根据闭合电路欧姆定律可知电池新时有：Ig＝＝，测量电阻时电压表示数为：U＝欧姆表用一段时间调零时有：Ig＝，测量电阻时：U＝比较可知：r＋R＝r′＋R′所以若电流相同则R′x＝Rx，即测量结果不变，故选C。12、AC0.820.067【解析】

（1）[1]．A．为了保证小车的动能都是橡皮筋做功的结果，必须平衡摩擦力，长木板要适当的倾斜，故A正确。

B．打点计时器使用的是低压交流电源。故B错误；

C．根据实验原理可知，每次实验，小车必须从同一位置由静止弹出。故C正确。

D．根据实验原理可知，橡皮筋必须是相同的，故D错误。

故选AC（2）[2][3]．要测量最大速度，应该选用点迹恒定的部分。即应选用纸带的C、D、E部分进行测量，时间间隔为0.02s，最大速度：如果用2条橡皮筋做实验，那么在理论上，小车获得的最大动能为四、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、（1）5.0×10【解析】

(1)由微粒运动到c点后做一次完整的圆周运动可知q解得q(2)分析可知微粒从b到c和从c到d均做匀速直线运动，设速度为v，则由受力分析及平衡条件