2022-2023学年陕西省商洛市高三下学期一模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、某行星外围有一圈厚度为 d 的光带，简化为如图甲所示模型，R 为该行星除光带以外的半径现不知光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群，当光带上的点绕行星中心的运动速度 v，与它到行星中心的距离 r，满足下列哪个选项表示的图像关系时，才能确定该光带是卫星群 A B C D 2、在图示电路中，理想变压器原线圈的匝数为 220，副线圈的匝数可调，L1、L2、L3和 L4是四个相同的灯泡。当在 a、b 两端加上瞬时值表达式为220 2sin100ut(V)的交变电压时，调节副线圈的匝数，使四个灯泡均正常发光。下列说法正确的是（）A变压器副线圈的匝数为 440 B灯泡的额定电压为 55V C变压器原线圈两端电压为 220V D穿过变压器原线圈的磁通量变化率的最大值为 0.1V 3、竖直放置的肥皂膜在阳光照耀下，由于前后表面反射光通过的路程不同，形成两列相干光，薄膜上会呈现出彩色条纹若一肥皂膜由于受重力和液体表面张力的共同影响，其竖直方向的截面如图所示，则光通过该肥皂膜产生的干涉条纹与下列哪个图基本一致（）A B C D 4、利用示波器可以显示输入信号的波形，单匝正方形金属线框 abed 处在匀强磁场中，当以线圈平面内某虚线OO为轴匀速转动时，线圈内产生的电流随时间的变化关系如图甲所示。则在四个选项所示的情景中，无论从线圈平面处于哪个位置开始计时，都不可能产生该电流的是（）A B C D 5、地光是在地震前夕出现在天边的一种奇特的发光现象，它是放射性元素氡因衰变释放大量的带电粒子，通过岩石裂隙向大气中集中释放而形成的。已知氡22286Rn的半衰期为3.82d，经衰变后产生一系列子体，最后变成稳定的20682Pb，在这一过程中（）A要经过4 次 衰变和4 次 衰变 B要经过4 次 衰变和6 次 衰变 C氡核22286Rn的中子数为86，质子数为 136 D标号为 a、b、c、d 的 4 个氡核22286Rn经 3.82d 后一定剩下 2 个核未衰变 6、如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长 MN 相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是（）A B C D 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、如图甲所示为足够长、倾斜放置的平行光滑导轨，处在垂直斜面向上的匀强磁场中，导轨上端接有一定值电阻，导轨平面的倾角为37，金属棒垂直导轨放置，用一平行于斜面向上的拉力 F 拉着金属棒由静止向上运动，金属棒的质量为 0.2kg，其速度大小随加速度大小的变化关系如图乙所示，且金属棒由静止加速到最大速度的时间为 1s，金属棒和导轨的电阻不计，sin37=0.6，cos37=0.8，g 取 10m/s2，则（）AF 为恒力 BF 的最大功率为 0.56W C回路中的最大电功率等于 0.56W D金属棒由静止加速到最大速度这段时间内定值电阻上产生的焦耳热是 0.26J 8、关于电磁波，下列说法正确的是（）A电磁波在真空和介质中的传播速度相同 B周期性变化的电场和磁场相互激发，形成电磁波 C电磁波谱中的无线电波与可见光相比，更容易产生显著的衍射现象 D电磁振荡停止后，其发射到空间的电磁波随即消失 E.载有信号的电磁波可以在真空中传输也可以通过光缆传输 9、回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的 D 形金属盒半径为 R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计，磁感应强度为 B 的匀强磁场与盒面垂直，A 处粒子源产生质量为 m、电荷量为+q 的粒子，在加速电压为 U 的加速电场中被加速，所加磁场的磁感应强度、加速电场的频率可调，磁场的磁感应强度最大值为 Bm和加速电场频率的最大值 fm。则下列说法正确的是（）A粒子获得的最大动能与加速电压无关 B粒子第 n 次和第 n+1 次进入磁场的半径之比为1:nn C粒子从静止开始加速到出口处所需的时间为22BRtU D若 2mmqBfm，则粒子获得的最大动能为2222kmmEmfR 10、下列说法正确的是（）A不能用气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数估算气体分子的体积 B质量相同、温度也相同的氢气和氧气，内能相同 C任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能 D在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强 E.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大 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）要测定一节干电池（电动势约 1.5V，内阻约 0.5，放电电流不允许超过 0.6A）的电动势和内电阻，要求测量结果尽量准确。提供的器材有：A电流表 A1：挡位 1（03A，内阻约 0.05），挡位 2（00.6A，内阻约 0.2）B电流表 A2：0-300A，内阻 rA=100 C定值电阻：R0=2，R1=900，R2=4900 D滑动变阻器：R3（05，2A），R4（015，1A）E.开关一只、导线若干(1)测量电流的仪表：应选择电流表 A1的挡位_（填“1”或者“2”）。(2)测量电压的仪表：应将定值电阻_（填“R0”、“R1”或“R2”）与 A2串联，使其成为改装后的电压表。(3)干电池内阻太小，应选择定值电阻_（填“R0”、“R1”或“R2”）来保护电源。(4)若要求 A1表电流在 0.1A-0.5A 范围内连续可调。则滑动变阻器应选择_（填“R3”或“R4”）。(5)为消除电流表内阻对测量精度可能造成的影响，在给出的两种电路原理图中（图中 V 表为改装后的电压表），应选择_（填“图（a）”或“图（b）”）。(6)进行实验并记录数据。用 I1、I2分别表示 A1、A2表的示数，根据测量数据作出如图（c）所示的 I2-I1图像，由图像可得：电池的电动势为_V，内阻为_。（保留到小数点后两位）12（12 分）把电流表改装成电压表的实验中，所用电流表 G 的满偏电流 Ig为 200A，内阻估计在 400600 之间。(1)按图测定电流表 G 的内阻 Rg，需要选用合适的器材，现有供选用的器材如下：A滑动变阻器（阻值范围 0200）B滑动变阻器（阻值范围 0175）C电阻箱（阻值范围 0999）D电阻箱（阻值范围 099999）E.电源（电动势 6V，内阻 0.3）F.电源（电动势 12V，内阻 0.6）按实验要求，R 最好选用 _，R最好选用_，E 最好选用 _(填入选用器材的字母代号)。(2)根据以上实验测得的电流表内阻值比真实值_（选填“大”或“小”）。(3)假定由上述步骤已测出电流表内阻 Rg=500，现在通过串联一个 24.5k 的电阻把它改装成为一个电压表，此电压表的量程为_。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）如图所示，两平行长直金属导轨(不计电阻)水平放置，间距为 L，有两根长度均为 L、电阻均为 R、质量均为 m 的导体棒 AB、CD 平放在金属导轨上。其中棒 CD 通过绝缘细绳、定滑轮与质量也为 m 的重物相连，重物放在水平地面上，开始时细绳伸直但无弹力，棒 CD 与导轨间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略其他摩擦和其他阻力，导轨间有一方向竖直向下的匀强磁场1B，磁场区域的边界满足曲线方程：sin(0yLxxLL，单位为)m。CD 棒处在竖直向上的匀强磁场2B中。现从0t 时刻开始，使棒 AB 在外力 F的作用下以速度 v 从与 y 轴重合处开始沿 x 轴正方向做匀速直线运动,在运动过程中 CD 棒始终处于静止状态。（1）求棒 AB 在运动过程中，外力 F 的最大功率；（2）求棒 AB 通过磁场区域1B的过程中，棒 CD 上产生的焦耳热；（3）若棒 AB 在匀强磁场1B中运动时，重物始终未离开地面,且满足：2124B B L vmgR，求重物所受支持力大小随时间变化的表达式。14（16 分）如图，在 xOy 平面直角坐标系中，第一象限有一垂直于 xOy 平面向里的匀强磁场，第二象限有一平行于x 轴向右的匀强电场。一重力可忽略不计的带电粒子，质量为 m，带电荷量为 q，该粒子从横轴上 x=d 处以大小为v0的速度平行于 y 轴正方向射入匀强电场，从纵轴上 y=2d 处射出匀强电场。(1)求电场强度的大小；(2)已知磁感应强度大小0mvBqd，求带电粒子从x 轴射出磁场时的坐标。15（12 分）真空中有如图所示的周期性交变磁场，设磁感应强度 B 垂直纸面向里为正方向，B0=1T，t0=l0-5s，k 为正整数。某直角坐标系原点 O 处有一粒子源，在 t=0 时刻沿 x 轴正方向发射速度为 v0=103m/s 的正点电荷，比荷qm=1l06C/kg，不计粒子重力。(1)若 k=1，求粒子在磁场中运动的轨道半径和粒子第 3 次（从 O 点出发记为第 1 次）经过 y 轴时的时刻；(2)若 k=2，求粒子在运动过程中与 y 轴交点坐标的最大值和最小值；(3)若 t0=210-5s，则 k 取何值时，粒子可做周期性循环运动回到出发点？并求出循环周期的最小值 Tmin和相应的 k值。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】若光带是卫星群，则应该满足22MmvGmrr，即2GMvr，即 21-vr图像应该是过原点的直线，故选 D.2、B【解析】A四个灯泡均正常发光，说明变压器原、副线圈中的电流相同，根据 1221InIn 可得变压器副线圈的匝数 12220nn 故 A 错误；BCa、b 两端电压的有效值 220 22U V=220V 设每个灯泡的额定电压为 U0，原线圈两端电压为 U1，则有 U=2U0+U1 结合 11022UnUn 可得 U0=55V，U1=110V 故 B 正确，C 错误；D原线圈两端电压的最大值 12110 2mUUV 根据法拉第电磁感应定律有1mUnt，解得穿过原线圈的磁通量变化率的最大值为 22tV 故 D 错误。故选 B。3、B【解析】薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成干涉条纹，故从肥皂薄膜的观察到水平干涉条纹，用复色光时出现彩色条纹，由重力作用，肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大，从而使干涉条纹的间距变密，故 B 正确，ACD 错误【点睛】本题考查了薄膜干涉的原理和现象，抓住薄膜干涉的形成原因：前后两表面反射的光发生干涉，是考试的重点 4、A【解析】A当以线圈平面内某虚线OO为轴匀速转动时，线圈中的磁通量始终不变，没有感应电流产生，故 A 不可能产生该电流，故 A 符合题意；BCD三图中线圈绕垂直于磁场方向的轴转动，磁通量发生变化，根据交变电流的产生原理可知，三者均产生示波器中的正弦式交变电流，故 BCD 不符合题意。故选 A。5、A【解析】AB原子核衰变过程，一次 衰变核电荷数和质量数分别减少 2 和 4，一次 衰变核电荷数不变，质量数增加 1，所以要经过 4 次 衰变和 4 次 衰变，A 正确，B 错误；C氡22286Rn核的质子数为86，质量数为 222，中子数为 136，C 错误；D半衰期是大量原子核衰变的统计规律，几个原子核不具有统计意义，D 错误。故选 A。6、A【解析】天平原本处于平衡状态，所以线框所受安培力越大，天平越容易失去平衡，由于线框平面与磁场强度垂直，且线框不全在磁场区域内，所以线框与磁场区域的交点的长度等于线框在磁场中的有效长度，由图可知，A 图的有效长度最长，磁场强度 B 和电流大小 I 相等，所以 A 所受的安培力最大，则 A 图最容易使天平失去平衡 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、ACD【解析】AB对棒受力分析有 22sin37B L vFmgmaR 变形得 2222sin37()mRFmgvaRB LB L 结合图乙可知 221.02.8mRB L 22sin37()1FmgRB L 联立解得 22251.76N,14RFB L 且由PFv可知，F 的最大功率为 1.76WP 故 A 正确，B 错误；C当棒的速度为 1m/s 时，回路中的电流最大，回路中的电功率最大为 2222max0.56WB L vPI RR 故 C 正确；D金属棒由静止加速到最大速度由动量定理得 22sin37B L vtFtmgtmvR 即 22sin37B L xFtmgtmvR 解得 0.72mx 金属棒由静止加速到最大速度，由动能定理得 21sin372AFxmg xWmv 解得 0.26JAW 由功能关系可知 0.26JAQW 故 D 正确。故选 ACD。8、BCE【解析】A电磁波在介质中的传播速度小于真空中的速度，选项 A 错误；B周期性变化的电场和磁场相互激发，形成电磁波，选项 B 正确；C电磁波谱中的无线电波与可见光相比波长更长，更容易产生显著的衍射现象，选项 C 正确；D电磁振荡停止后，其发射到空间的电磁波仍然会传播，选项 D 错误；E载有信号的电磁波可以在真空中传输也可以通过光缆传输，选项 E 正确。故选 BCE。9、ACD【解析】A.当粒子出 D 形盒时，速度最大，动能最大，根据 qvB=m2vR，得 v=qBRm 则粒子获得的最大动能 Ekm=12mv2=2222q B Rm 粒子获得的最大动能与加速电压无关，故 A 正确。B.粒子在加速电场中第 n 次加速获得的速度，根据动能定理 nqU=12mvn2 可得 vn=2nqUm 同理，粒子在加速电场中第 n+1 次加速获得的速度 vn+1=21nqUm 粒子在磁场中运动的半径 r=mvqB，则粒子第n 次和第n+1 次进入磁场的半径之比为:1nn，故 B 错误。C.粒子被电场加速一次动能的增加为 qU，则粒子被加速的次数 n=kmEqU=222qB RmU 粒子在磁场中运动周期的次数 n=2n=224qB RmU 粒子在磁场中运动周期 T=2 mqB，则粒子从静止开始到出口处所需的时间 t=nT=2224qB RmmUqB=22BRU 故 C 正确。D.加速电场的频率应该等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，即2qBfm，当磁感应强度为 Bm时，加速电场的频率应该为2mBmB qfm，粒子的动能为 Ek=12mv2。当2mmqBfm时，粒子的最大动能由 Bm决定，则 2mmmvqB vR 解得粒子获得的最大动能为 2km2mqB REm 当2mmqBfm时，粒子的最大动能由 fm决定，则 vm=2fmR 解得粒子获得的最大动能为 Ekm=22mfm2R2 故 D 正确。故选 ACD.10、ACE【解析】A气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数只能求出每个气体分子平均占有的空间和气体分子间的距离，不能估算气体分子本身的体积，故 A 正确；B内能的大小与物质的量、温度、物体体积都有关，质量相同、温度也相同的氢气和氧气，它们的物质的量不同，则内能不相同，故 B 错误；C根据热力学第二定律可知，任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能，故 C 正确；D密闭容器内气体压强是由分子不断撞击器壁而产生的，在完全失重情况下，气体分子仍然不断撞击器壁，仍然会产生压强，故 D 错误；E当分子力表现为斥力时，分子力随分子间距离的减小而增大，间距减小斥力做负功分子势能增大，故 E 正确。故选 ACE。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、2 R2 R0 R4 图(a)1.49 0.49 【解析】(1)1测量电流的仪表：应选择电流表 A1的挡位 2。(2)2测量电压的仪表：应将定值电阻 R2与 A2串联，使其成为改装后量程为62()300 105000V=1.5VgAUIrR的电压表。(3)3干电池内阻太小，应选择与内阻阻值相当的定值电阻 R0来保护电源。(4)4若要求 A1表电流在 0.1A-0.5A 范围内连续可调。则滑动变阻器最大值为 max1.520.512.50.1R 最小值 min1.520.550.5R 则滑动变阻器应选择 R4。(5)5因改装后的电压表内阻已知，则为消除电流表内阻对测量精度可能造成的影响，在给出的两种电路原理图中，应选择图（a）。(6)67由图可知电流计读数为 I2=298A，对应的电压值为2981.5V=1.49V300 则电池的电动势为 E=1.49V，内阻为 1.5(298 150)3000.491.5r 12、D C F 小 5V 【解析】(1)123图中电路为经典的半偏法测电流表内阻，采用半偏法测量电流表内阻时，电源电动势越大，越有利于减小误差，所以电动势应选择较大的 F，为了保证电流表能够满偏，根据闭合电路欧姆定律粗算全电路总电阻大小：6g1260k200 10ERI 所以电阻箱R选用阻值较大的 D，电阻箱R用来和电流表分流，所以二者电阻相差不多，所以选择 C；(2)4实验原理可以简述为：闭合1K，断开2K，调节R使电流表满偏，保持1K和R不变，闭合开关2K，调节R使电流表半偏，此时R的电阻即为电流表的内阻。事实上，当接入R时，整个电路的总电阻减小，总电流变大，电流表正常半偏，分流为断开2K时总电流的一半，而通过R的电流大于断开2K时总电流的一半，根据欧姆定律可知R的电阻示数小于电流表真实的内阻；(3)5根据串联分压规律：gggg0I RRURR 解得改装后电压表的量程：5VU。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）22212B L vR（2）2318B L vR（3）当 0t6Lv时，FN=mg 当6Lvt56Lv时，FN=(1+)mg-2122B B L vRsinxL 当56LvtLv时，FN=mg【解析】（1）当棒 AB 运动到2Lx 处时，棒 AB 的有效切割长度最长，安培力最大，则外力 F 最大，功率也最大，此时：F=B1IL=2211122B LvB L vBLRR，Pm=Fv 解得：Pm=22212B L vR；(2)棒 AB 在匀强磁场区域 B1的运动过程中，产生的感应电动势为：E=B1LvsinLx 则感应电动势的有效值为：E有效=12B Lv，I有效=12 2B LvR t=Lv 可以得到：Q=2I有效Rt=2318B L vR；(3)当 CD 棒所受安培力 F安=mg 时，设棒 AB 所在位置横坐标为 x0，对棒 CD 受力分析可得：122B B LyvR=mg y=LsinLx0 解得：x0=6L，x1=56L 则：t1=06xLvv，t2=156xLvv 当 0t6Lv时，则：FN=mg 当6Lvt56Lv时，则：FN=mg+mg-122B B LyvR 即：FN=(1+)mg-2122B B L vRsinxL 当56LvtLv时，则：FN=mg。14、(1)202mvEqd；(2)（2d，0）【解析】(1)在第一象限内，y 方向匀速直线运动，x 方向匀加速运动，则 2d=v0t 212dat 根据牛顿第二定律有 qE=ma 解得 202mvEqd (2)粒子出电场时 vx=at=v0 22002xvvvv 令 v 与 y 轴正方向的夹角为 0tan1xvv=45 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动 2vqvBmr r2d 如图 根据几何知识可知带电粒子射出磁场时 x=2d 所以带电粒子从 x 轴射出磁场时的坐标为（2d，0）。15、(1)0.01m；5210 st；(2)max0.04my；min0.02my；(3)当k取非41(0,1,2,)qq的正整数时，均可以回到出发点；当3k 时，最小循环周期为41.256 10 s【解析】(1)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由 200mvBqvr 02 rTv 解得 00.01mmvrBq 52210 smTBq 当1k 时，因为02Tt，粒子第 3 次经过y轴时恰好向上经历两个半圆（如图）则时间5210 stT (2)当2k 时，02tT，粒子一个循环周期中运动分别为半圆整圆半圆整圆，因此由几何关系得：与y轴交点坐标的最大值为 max40.04myr 与y轴交点坐标的最小值为 min20.02myr (3)因为04Tt，所以粒子先做14圆弧运动，之后对k的不同值进行分类讨论：如图可见k 1、2、3、4 时可能的分段情况 1k，粒子做14圆弧交替运动，向右上 45方向无限延伸，不会循环运动 2k，粒子做14圆弧与24圆弧交替运动，经过 4 个周期回到出发点，循环周期23TT 3k，粒子做14圆弧与34圆弧交替运动，经过 2 个周期回到出发点，循环周期32TT 4k，粒子做14圆弧与44圆弧交替运动，经过 4 个周期回到出发点，循环周期45TT 当4k 时，运动过程相似，每个周期中均增加p（正整数）个圆周，能循环的运动其循环周期均延长 综上可得：(1)当k取非41(0,1,2,)qq的正整数时，均可以回到出发点(2)当3k 时，最小循环周期为 5432410 s1.25610 sTT