2022-2023学年河北省石家庄市正定中学高三下学期联合考试物理试题含解析.pdf

2023 年高考物理模拟试卷 注意事项 1考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回 2答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用 05 毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置 3请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符 4作答选择题，必须用 2B 铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案作答非选择题，必须用 05 毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效 5如需作图，须用 2B 铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗 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，两条光滑金属导轨平行固定在斜面上，导轨所在区域存在垂直于斜面向上的匀强磁场，导轨上端连接一电阻。0t 时，一导体棒由静止开始沿导轨下滑，下滑过程中导体棒与导轨接触良好，且方向始终与斜面底边平行。下列有关下滑过程导体棒的位移x、速度v、流过电阻的电流i、导体棒受到的安培力F随时间t变化的关系图中，可能正确的是（）A B C D 2、如图所示为氢原子的能级图，一群氢原子由 n=4 的激发态向低能级跃迁，则产生波长最长的光子的能量为（）A12.75eV B10.2eV C0.66eV D2.89eV 3、物块以 60J 的初动能从固定的斜面底端沿斜面向上滑动，当它的动能减少为零时，重力势能增加了 40J，则物块回到斜面底端时的动能为（）A10J B20J C30J D40J 4、如图所示，固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为 d，其右端接有阻值为 R 的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中。一质量为 m（质量分布均匀）的导体杆 ab 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为。现杆受到水平向左、垂直于杆的恒力 F 作用，从静止开始沿导轨运动，当运动距离 L 时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接入电路的电阻为 r，导轨电阻不计，重力加速度大小为 g。对于此过程，下列说法中正确的是（）A当杆的速度达到最大时，a、b 两端的电压为()F RrBL B杆的速度最大值为22()F RrB L C恒力 F 做的功与安培力做的功之和等于杆动能的变化量 D安倍力做功的绝对值等于回路中产生的焦耳热 5、笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为 a、长为 c 的矩形半导体霍尔元元件，元件内的导电粒子是电荷量为 e 的自由电子，通入方向向右的电流 I 时，电子的定向移动速度 v，当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场 B 中，于是元件的前、后表面间出现电压 U，以此控制屏幕的熄灭。则元件的（）A前表面的电势比后表面的低。B前、后表面间的电压 U=Bve C前、后表面间的电压 U 与 I 成正比 D自由电子受到的洛伦兹力大小为eUc 6、我国道路交通安全法中规定：各种小型车辆前排乘坐的人（包括司机）必须系好安全带这是因为（）A系好安全带可以减小惯性 B系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害 C系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害 D是否系好安全带对人和车的惯性没有影响 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、一颗子弹以水平速度 v0穿入一块在光滑水平面上迎面滑来的木块后各自运动，设子弹与木块间相互作用力恒定，则该过程中子弹及木块的速度时间图象可能正确的是（图中实线为子弹图线，虚线为木块图线）（）A B C D 8、某地区1 月份平均气温 1.4，平均大气压 1.021105 Pa；7 月份平均气温 30.84，平均大气压 0.9960105Pa7月份和 1 月份相比较，下列说法正确的是 A7 月份和 1 月份空气分子无规则热运动剧烈程度几乎相同 B与 1 月份相比单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数在 7 月份减少了 C7 月份空气中每个分子的动能都比 1 月份的大 D对水这种液体它的表面张力 7 月份比 1 月份小 E.对同种液体而言，它的饱和气压 7 月份髙于 1 月份 9、在地月系统中，若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成在引力作用下都绕某点做匀速圆周运动；但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动。我们把前一种假设叫“模型一”，后一种假设叫“模型二”。已知月球中心到地球中心的距离为 L，月球运动的周期为 T。利用（）A“模型一”可确定地球的质量 B“模型二”可确定地球的质量 C“模型一”可确定月球和地球的总质量 D“模型二”可确定月球和地球的总质量 10、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、为椭圆，轨道为圆探测器经轨道 I、运动后在 Q 点登陆火星，O 点是轨道 I、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的远火星点和近火星点。已知火星的半径为 R，OQ=4R，轨道上经过 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探测器在轨道运动时，经过 O 点的加速度等于23vR C探测器在轨道 I 运动时，经过 O 点的速度大于 v D在轨道上第一次由 O 点到 P 点与轨道上第一次由 O 点到 Q 点的时间之比是 3：2 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）某实验小组利用如图甲所示的实验装置“探究加速度与物体受力的关系”。图中 A 为质量为 M 的小车，连接在小车后的纸带穿过电火花计时器 B，它们均置于已平衡摩擦力的一端带有定滑轮的足够长的木板上，钩码 P 的质量为 m，C 为弹簧测力计，实验时改变 P 的质量，读出测力计不同读数 F，不计绳与滑轮的摩擦。(1)在实验过程中，_（选填“需要”或“不需要”）满足“小车的质量远大于钩码的质量”这一条件。(2)乙图为某次实验得到的纸带，相邻计数点间还有四个计时点没有画出，已知电源的频率为 f，由纸带可得小车的加速度表达式为 a=_（用 x1、x2、x3、x4、f 来表示）。(3)实验完毕后，某同学发现实验时的电压小于 220V，那么加速度的测量值与实际值相比_（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。12（12 分）如图甲为某同学测量某一电源的电动势和内电阻的电路图，其中虚线框内为用毫安表改装成双量程电流表的电路。已知毫安表的内阻为 10，满偏电流为 100 mA。电压表量程为 3V，R0、R1、R2为定值电阻，其中的 R0=2。(1)已知 R1=0.4，R2=1.6。若使用 a 和 b 两个接线柱，电流表量程为_A；若使用 a 和 c 两个接线柱，电流表量程为_A。(2)实验步骤：按照原理图连接电路；开关 S 拨向 b，将滑动变阻器 R 的滑片移动到_端（填“左”或“右”）。闭合开关 S1；多次调节滑动变阻器的滑片，记下相应的毫安表的示数 I 和电压表的示数 U。(3)数据处理：利用实验测得的数据画成了如图乙所示的UI图像；由图像的电源的电动势 E=_V，内阻 r=_（E 和 r 的结果均保留 2 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）如图所示，在竖直直角坐标系xOy内，x轴下方区域 I 存在场强大小为 E、方向沿 y 轴正方向的匀强电场，x轴上方区域存在方向沿x轴正方向的匀强电场。已知图中点 D 的坐标为(27,2LL)，虚线GDx轴。两固定平行绝缘挡板 AB、DC 间距为 3L，OC 在x轴上，AB、OC 板平面垂直纸面，点 B 在 y 轴上。一质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子(不计重力)从 D 点由静止开始向上运动，通过x轴后不与 AB 碰撞，恰好到达 B 点，已知 AB=14L，OC=13L。（1）求区域的场强大小E以及粒子从 D 点运动到 B 点所用的时间0t；（2）改变该粒子的初位置，粒子从 GD 上某点 M 由静止开始向上运动，通过x轴后第一次与 AB 相碰前瞬间动能恰好最大。求此最大动能kmE以及 M 点与x轴间的距离1y；若粒子与AB、OC 碰撞前后均无动能损失(碰后水平方向速度不变，竖直方向速度大小不变，方向相反)，求粒子通过 y 轴时的位置与 O 点的距离 y2。14（16 分）如图所示，平面镜 M 放置在某液体中，液体上方靠近液面处放置毛玻璃 PQ，一束激光水平照射到肘上O1点时，观察到在 O1点正上方玻璃上 O 点有一个光点。使平面镜 M 绕垂直纸面的轴逆时针转过 角时。玻璃上光点恰好消失。已知真空中光速为 c，求：（1）液体的折射率 n；（2）光在液体中的传播速度 v。15（12 分）如图所示，真空中有一个半径 r=0.5m 的圆形磁场区域，与坐标原点 O 相切，磁场的磁感应强度大小 B=2104T，方向垂直于纸面向外，在 x=1m 处的竖直线的右侧有一水平放置的正对平行金属板 M、N，板间距离为 d=0.5 m，板长 L=1m，平行板的中线的延长线恰好过磁场圆的圆心 O1。若在 O 点处有一粒子源，能向磁场中不同方向源源不断的均匀发射出速率相同的比荷为qm=1108C/kg，且带正电的粒子，粒子的运动轨迹在纸面内，一个速度方向沿 y 轴正方向射入磁场的粒子，恰能从沿直线 O2O3方向射入平行板间。不计重力及阻力和粒子间的相互作用力，求：（1）沿 y 轴正方向射入的粒子进入平行板间时的速度 v 和粒子在磁场中的运动时间 t0；（2）从 M、N 板左端射入平行板间的粒子数与从 O 点射入磁场的粒子数之比；（3）若在平行板的左端装上一挡板（图中未画出，挡板正中间有一小孔，恰能让单个粒子通过），并且在两板间加上如图示电压（周期 T0），N 板比 M 板电势高时电压值为正，在 x 轴上沿 x 轴方向安装有一足够长的荧光屏（图中未画出），求荧光屏上亮线的左端点的坐标和亮线的长度 l。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】AB根据牛顿第二定律可得 22sinB L vmgmaR 可得 22sinB L vagmR 随着速度的增大，加速度逐渐减小，v t图象的斜率减小，当加速度为零时导体棒做匀速运动，x t图象的斜率表示速度，斜率不变，速度不变，而导体棒向下运动的速度越来越大，最后匀速，故x t图象斜率不可能不变，故 AB 错误；C导体棒下滑过程中产生的感应电动势 EBLv 感应电流 BLvBLaitRR 由于下滑过程中的安培力逐渐增大，所以加速度 a 逐渐减小，故it图象的斜率减小，最后匀速运动时电流不变，C正确；D、根据安培力的计算公式可得 22B L aFBiLtR 由于加速度 a 逐渐减小，故Ft图象的斜率减小，D 错误。故选：C。2、C【解析】从 n=4 能级跃迁到 n=3 能级释放出的光子能量最小，波长最长，该光子的能量为 0.85eV（1.51eV）0.66eV C 正确，ABD 错误。故选 C。3、B【解析】由能量守恒可知物块沿斜面上滑的过程中，产生的摩擦热为 20J。由于上滑过程和下滑过程中摩擦力的大小相同，相对位移大小也相同，所以上滑过程中的摩擦生热和下滑过程中的摩擦生热相等。对全程用能量守恒，由于摩擦生热 40J，所以物块回到斜面底端时的动能为 20J。故 B 正确，ACD 错误。故选 B。4、D【解析】AB 当杆匀速运动时速度最大，由平衡条件得：22mB L vFmgFmgRr安 得最大速度为 22()()mFmgRvrB L 当杆的速度达到最大时，杆产生的感应电动势为：()()mFmgRrEBLvBL a、b 两端的电压为：()RFmg RUERrBL 故 AB 错误；C 根据动能定理知，恒力 F 做的功、摩擦力做的功与安培力做的功之和等于杆动能的变化量，故 C 错误；D 根据功能关系知，安倍力做功的绝对值等于回路中产生的焦耳热，故 D 正确。故选：D。5、C【解析】A电流方向向右，电子向左定向移动，根据左手定则判断可知，电子所受的洛伦兹力方向向里，则后表面积累了电子，前表面的电势比后表面的电势高，故 A 错误；B由电子受力平衡可得 UeevBa 解得UBva，电流越大，电子的定向移动速度 v 越大，所以前、后表面间的电压 U 与 I 成正比，所以故 B 错误，C正确；D稳定时自由电子受力平衡，受到的洛伦兹力等于电场力，即 UFeEea 故 D 错误。故选 C。6、B【解析】AB惯性的大小只与物体的质量有关，故司机驾车时系安全带，可以防止惯性的危害，但不能减小惯性，A 错误，B正确；CD系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害，C 错误，D 正确；故选 BD。【点睛】此题通过不同的选项考查了学生对惯性知识的理解，一定要知道惯性是物体本身的一种性质，任何物体任何情况都有惯性，其大小只与物体的质量有关 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、AB【解析】AB.设子弹运动的方向为正方向，子弹穿过木块后速度方向不变，为正方向，由于穿过木块过程中受到恒定的阻力作用，所以速度减小；对于木块，受到子弹的作用力后，有可能速度方向仍为负方向，也有可能最后速度方向与子弹方向相同，即为正方向，故 AB 正确；CD.子弹击中木块后，不可能出现二者均反向运动，所以 CD 错误。故选 AB。8、BDE【解析】温度越高，分子无规则热运动加强7 月份与 1 月份相比较，平均气温升高了，所以分子无规则热运动加剧，故 A 错误；温度升高，分子的平均动能变大，但是压强减小，可知气体分子的密集程度减小，则单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少，B 正确；温度越高，分子平均动能越大，但不代表每个分子动能都增大，有可能减小，C 错误；表面张力还与温度有关，温度越高，性质越不纯，表面张力越小，故 D 正确；温度越高，同种液体的饱和气压越高，故 E 正确 9、BC【解析】AC对于“模型一”，是双星问题，设月球和地球做匀速圆周运动的轨道半径分别为 r 和 R，间距为 L，运行周期为 T，根据万有引力定律有 2222244MmGMRmrLTT 其中 RrL 解得 2324LMmGT 可以确定月球和地球的总质量，A 错误，C 正确；BD对于“模型二”，月球绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有 2224MmGmLLT 解得地球的质量为 2324LMGT 可以确定地球的质量，无法确定月球的质量，B 正确，D 错误。故选 BC。10、BC【解析】A因轨道 I 和轨道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探测器在轨道运动时，轨道半径为 3R，则经过 O 点的加速度等于23vR，选项 B 正确；C探测器从轨道 I 到轨道要在 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探测器在轨道与轨道上的周期之比为 32333 6()24TRTR 则在轨道上第一次由 O 点到 P 点与轨道上第一次由 O 点到 Q 点的时间之比是 223313 62142TttT 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、不需要 24321100 xxxxf 不变 【解析】(1)1该实验可以用弹簧测力计测量绳子的拉力，故不需要满足小车的质量远大于钩码的质量的条件。(2)2根据逐差法可知，小车的加速度为 23421432124(5)100 xxxxxxxxafT(3)3根据(2)中所得到的加速度的表达式可知，加速度与电源电压无关，所以加速度的测量值与实际值相比是不变的。12、0.6 3.0 左 3.0 2.5（2.32.7 均可）【解析】(1)1若使用 a 和 b 两个接线柱，根据并联电路分流规律 1100mA10100mA0.41.6I 解得量程为 1600mA0.6AI 2若使用 a 和 c 两个接线柱，根据并联电路分流规律 2100mA101.6100mA0.4I 解得 13000mA3.0AI (2)3为了保护电路，初始时刻滑动变阻器的阻值应最大，所以将滑片滑到最左端。(3)4若使用 a 和 b 两个接线柱，电流表量程扩大600mA6100mA倍，根据闭合电路欧姆定律可知 06()EUI rR 变形得 06()UEI rR 图像的纵截距即为电动势大小，即 3.0VE 5图像斜率的大小 031.03.04.56 74 10rR 则电源内阻为 04.52.5rR 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）6E；52mLqE（2）18qEL，9L；3L【解析】（1）该粒子带正电，从 D 点运动到x轴所用的时间设为1t，则 21 112Lat 1 1a t 根据牛顿第二定律有 1qEma 粒子在区域 II 中做类平抛运动，所用的时间设为2t，则 22 227122La t 23Lt 根据牛顿第二定律有 2qEma 粒子从 D 点运动到 B 点所用的时间 012ttt 解得 6EE，052mLtqE（2）设粒子通过x轴时的速度大小为0，碰到 AB 前做类平抛运动的时间为 t，则 03Lt 粒子第一次碰到 AB 前瞬间的x轴分速度大小 2xa t 碰前瞬间动能 22012kxEm 即 22 22292kmLEa tt 由于22 22222299La tL at为定值，当22 2229La tt即23Lta时动能kE有最大值 由（1）得 26qEam 最大动能 18kmEqEL 对应的 018qELm 粒子在区域 I 中做初速度为零的匀加速直线运动，则 20112a y 解得 19yL 粒子在区域 II 中的运动可等效为粒子以大小为0的初速度在场强大小为 6E 的匀强电场中做类平抛运动直接到达 y轴的 K 点，如图所示，则时间仍然为2t 0 2OKt 得 9OKL 由于933OKLOBL，粒子与 AB 碰撞一次后，再与 CD 碰撞一次，最后到达 B 处 则 23yL 14、（1）1sin2n；（2）sin2vc【解析】（1）当平面镜转过时，反射光线转过2射到水面，发生全反射临界角2C 根据 1sinCn 解得 1sin2n（2）根据 cnv 解得 sin2vc 15、（1）1104 m/s，7.85105 s；（2）13；（3）（256m，0），亮线长为43m。【解析】（1）由题意可知，沿 y 轴正向射入的粒子运动轨迹如图示 则粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径必定为 R=r=0.5m 根据洛伦兹力提供向心力有 Bqv=2vmR 代入数据解得粒子进入电场时的速度为 v=1104m/s 在磁场中运动的时间为 t0=14T=2mBq=7.85105 s（2）如图示沿某一方向入射的粒子的运动圆轨迹和磁场圆的交点 O、P 以及两圆的圆心 O1、O4组成菱形，故 PO4和y 轴平行，所以 v 和 x 轴平行向右，即所有粒子平行向右出射。故恰能从 M 端射入平行板间的粒子的运动轨迹如图所示 因为 M 板的延长线过 O1O 的中点，故由图示几何关系可知160OOC，则入射速度与 y 轴间的夹角为30 同理可得恰能从 N 端射入平行板间的粒子其速度与 y 轴间的夹角也为30，如图所示 由图示可知，在 y 轴正向夹角左右都为30的范围内的粒子都能射入平行板间，故从 M、N 板左端射入平行板间的粒子数与从 O 点射入磁场的粒子数之比为 6011803（3）根据 U-t 图可知，粒子进入板间后沿 y 轴方向的加速度大小为 8272911 10m/s4.5 10 m/s400.5qUamd 所有粒子在平行板间运动的时间为 44s1s1101 10Ltv 即粒子在平行板间运行的时间等于电场变化的周期 T0，则当粒子由 t=nT0时刻进入平行板间时，向下侧移最大，则有 y1=2a2023Ta00233TT2023a T=0.175m 当粒子由 t=nT0023T时刻进入平行板间时，向上侧移最大，则 y2=2023a T=0.025m 因为 y1、y2都小于2d=0.25m，故所有射入平行板间的粒子都能从平行板间射出，根据动量定理可得所有出射粒子的在y 轴负方向的速度为 002033yqUTqUTmvdd 解得 vy=1.5103 m/s 设速度 vy方向与 v 的夹角为，则 tan=0320yvv 如图所示 从平行板间出射的粒子处于图示范围之内，则 21lxx tan=11ryx tan=22ryx 代入数据解得 113m6x，4m3l 亮线左端点距离坐标原点的距离为 x左=13252mm66 即亮线左端点的位置坐标为（256m，0），亮线长为43m