2023届湖北省黄梅县第二中学高三第二次模拟考试物理试卷含解析.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、如图甲所示，一滑块从固定斜面上匀速下滑，用 t 表示下落时间、s 表示下滑位移、Ek表示滑块的动能、Ep 表示滑块势能、E 表示滑块机械能，取斜面底为零势面，乙图中物理量关系正确的是（）A B C D 2、如图所示，空间有一正三棱锥 P-ABC，D 点是 BC 边的中点，O 点是底面 ABC 的中心。现在顶点 P 固定一负点电荷，下列说法正确的是（）A底面 ABC 为等势面 BA、B、C 三点的电场强度相同 C若 B、O、C 三点的电势为 B、O、C，则有 BO=CO D将一正的试探电荷从 B 点沿直线 BC 经过 D 点移到 C 点，静电力对该试探电荷先做负功后做正功 3、如图甲所示的“襄阳砲”是古代军队攻打城池的装置，其实质就是一种大型抛石机，图乙是其工作原理的简化图。将质量 m=10kg 的石块，装在与转轴 O 相距 L=5m 的长臂末 端口袋中，最初静止时长臂与水平面的夹角30，发射时对短臂施力使长臂转到竖直位置时立即停止运动，石块靠惯性被水平抛出，落在水平地面上。若石块落地位置与抛出位置间的水平距离 s=20 m,不计空气阻力，取 g=l0 m/s2。以下判断正确的是 A石块抛出后运动时间为32s B石块被抛出瞬间的速度大小202/3m s C石块即将落地时重力的瞬时功率为500 6W D石块落地的瞬时速度大小为 15m/s 4、如图所示，光滑水平面上放置质量分别为 m、2m 和 3m 的三个木块，其中质量为 2m 和 3m 的木块间用一根不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为TF，现用水平拉力 F 拉其中一个质量为 3m 的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是（）A质量为 2m 的木块受到四个力的作用 B当 F 逐渐增大到TF时，轻绳刚好被拉断 C当 F 逐渐增大到 1.5TF时，轻绳还不会被拉断 D轻绳刚要被拉断时，质量为 m 和 2m 的木块间的摩擦力为23TF 5、关于天然放射现象，下列说法正确的是（）A放出的各种射线中，粒子动能最大，因此贯穿其他物质的本领最强 B原子的核外具有较高能量的电子离开原子时，表现为放射出粒子 C原子核发生衰变后生成的新核辐射出射线 D原子核内的核子有一半发生衰变时，所需的时间就是半衰期 6、某静电场的电场线与 x 轴平行，x 轴上各点的电势情况如图所示，若将一带电粒子从坐标原点 O 由静止释放，该粒子仅在电场力的作用下，沿着 x 轴正方向运动，已知电场中 M、N 两点的 x 坐标分别为 5mm、15mm，则下列说法正确的是（）A在 x 轴上 M、N 两点间的电场方向先沿 x 轴正方向后沿 x 轴负方向 B该带电粒子一定带负电荷 C在 x=10mm 的位置，电场强度大小为 1000V/m D该粒子沿 x 轴从 M 点运动到 N 点的过程中，电势能一直增大 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。竖直光滑杆固定不动，两根完全相同的轻质弹簧套在杆上，弹簧下端固定。形状相同的两物块 A、B 分别置于两弹簧上端但不会拴接，A 的质量大于 B 的质量。现用外力作用在物体上，使两端弹簧具有相同的压缩量。撤去外力后，两物块由静止向上运动并离开弹簧。从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程中。弹簧始终在弹性限度之内，以地面为零势能面。下列说法正确的是（）A上升过程中两物块机械能均守恒 BA 上升的最大高度小于 B 上升的最大高度 CA 物体的最大速度大于 B 物体的最大速度 DA 物体的最大加速度小于 B 物体的最大加速度 8、如图所示为一简化后的跳台滑雪的雪道示意图，运动员从 O 点由静止开始，在不借助其它外力的情况下，自由滑过一段圆心角为 60的光滑圆弧轨道后从 A 点水平飞出，落到斜坡上的 B 点。已知 A 点是斜坡的起点，光滑圆弧轨道半径为40mR，斜坡与水平面的夹角30，运动员的质量50kgm，重力加速度210m/sg。下列说法正确的是（）A运动员从 O 运动到 B 的整个过程中机械能守恒 B运动员到达 A 点时的速度为 2m/s C运动员到达 B 点时的动能为47103J D运动员从 A 点飞出到落到 B 点所用的时间为3s 9、一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，P 和 Q 是介质中平衡位置分别位于 x=lm 和 x=7m 的两个质点。t=0 时刻波传到 P质点，P 开始沿 y 轴正方向振动，t=ls 时刻 P 第 1 次到达波峰，偏离平衡位置位移为 0.2m；t=7s 时刻 Q 第 1 次到达波峰。下列说法正确的是（）A波的频率为 4Hz B波的波速为 1m/s CP 和 Q 振动反相 Dt=13s 时刻，Q 加速度最大，方向沿 y 轴负方向 E.013s 时间，Q 通过的路程为 1.4m 10、如图所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压为U，额定功率为P，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 12 B变压器原、副线圈的匝数比为 21 C电源电压为2U D电源电压为4U 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50Hz。（1）实验步骤如下：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 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_ 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 改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤，求得小车在不同合力作用下的加速度 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_；AM 必须远大于 m BM 必须远小于 m C可以不用远大于 m DM 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_2m/s。12（12 分）指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。(1)如图甲所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中 S 为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱 B 可以分别与触点 1、2、3 接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能。关于此多用电表，下列说法中正确的是_。A当 S 接触点 1 时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱 B 接的是红表笔 B当 S 接触点 2 时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱 B 接的是红表笔 C当 S 接触点 2 时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱 B 接的是黑表笔 D当 S 接触点 3 时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱 B 接的是黑表笔(2)用实验室原有的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示。A若所选挡位为“直流10mA”挡，则表盘示数为 _mA。B若所选挡位为“直流50V”挡，则表盘示数为 _V。(3)用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约15的电阻后，需要继续测量一个阻值约2k的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序写出步骤的序号_。A调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点 B把选择开关旋转到“100”位置 C把选择开关旋转到“1k”位置 D将红表笔和黑表笔接触(4)某小组同学们发现欧姆表的表盘刻度线不均匀，分析在同一个挡位下通过不同待测电阻的电流和它的阻值xR关系，他们分别画出了如图所示的几种图象，其中可能正确的是_。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）一轻质弹簧水平放置，一端固定在 A 点，另一端与质量为 m 的小物块 P 接触但不连接。AB 是水平轨道，质量也为 m 的小物块 Q 静止在 B 点，B 端与半径为 l 的光滑半圆轨道 BCD 相切，半圆的直径 BD 竖直，物块 P 与 AB间的动摩擦因数=0.5。初始时 PB 间距为 4l，弹簧处于压缩状态。释放 P，P 开始运动，脱离弹簧后在 B 点与 Q 碰撞后粘在一起沿轨道运动，恰能经过最高点 D，己知重力加速度 g，求：（1）粘合体在 B 点的速度；（2）初始时弹簧的弹性势能。14（16 分）如图所示，可视为质点的质量为 m=1.2kg 的小滑块静止在水平轨道上的 A 点，在水平向右的恒定拉力 F=4N的作用下，从 A 点开始做匀加速直线运动，当其滑行到 AB 的中点时撤去拉力，滑块继续运动到 B 点后进入半径为R=1.3m 且内壁光滑的竖直固定圆轨道，在圆轨道上运行一周后从 B 处的出口（未画出，且入口和出口稍稍错开）出来后向C点滑动，C点的右边是一个“陷阱”，D点是平台边缘上的点，C、D两点的高度差为h=1.2m，水平距离为x=1.6m。已知滑块运动到圆轨道的最高点时对轨道的压力大小刚好为滑块重力的 3 倍，水平轨道 BC 的长度为 l2=2.1m，小滑块与水平轨道 AB、BC 间的动摩擦因数均为=15，重力加速度 g=11m/s2。(1)求水平轨道 AB 的长度 l1；(2)试通过计算判断小滑块能否到达“陷阱”右侧的 D 点；(3)若在 AB 段水平拉力 F 作用的范围可变，要达到小滑块在运动过程中，既不脱离竖直圆轨道，又不落入 C、D 间的“陷阱”的目的，试求水平拉力 F 作用的距离范围。15（12 分）如图所示，质量为 m11kg 的滑道静止在光滑的水平面上，滑道的 AB 部分是半径为 R0.3m 的四分之一圆弧，圆弧底部与滑道水平部分相切，滑道水平部分右端固定一个轻弹簧滑道 CD 部分粗糙，长为 L0.1m，动摩擦因数 0.10，其他部分均光滑现让质量为 m11kg 的物块(可视为质点)自 A 点由静止释放，取 g10m/s1求：(1)物块到达最低点时的速度大小；(1)在整个运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能；(3)物块最终停止的位置 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、D【解析】A滑块匀速下滑，动能kE不变，A 错误；BC势能 0sinppEEmgs 且 svt 所以 0sinppEEmgvt BC 错误；D滑块机械能 0EEfs D 正确。故选 D。2、C【解析】A O 到 P 点距离比 ABC 三点到 P 点距离短，故电势比 ABC 三点电势低，又 O 点为底面 ABC 上的一点，故底面 ABC不为等势面，故 A 错误；B A、B、C 三点到 P 点距离相同，故三点电场强度大小相等，但方向不同，故 A、B、C 三点的电场强度不相同，故 B 错误；CBC 两点到 O 点距离相等，两点电势相等，则 B-O=C-O 故 C 正确；DBC 两点到 P 点距离相等，两点电势相等，D 点到 P 点距离小于 BP、或 CP 两点距离，故 D 的电势低于 B、C 两点电势，故正试探电荷从 B 点沿直线 BC 经过 D 点移到 C 点，电势能先减小后增加，故静电力对该试探电荷先做正功后做负功，故 D 错误；故选 C。3、C【解析】A、石块被抛出后做平抛运动：hL+Lsina，竖直方向：h12gt2，可得：t62s，故 A 错误；B、石块被抛出后做平抛运动，水平方向：sv0t，可得：v020 63m/s，故 B 错误；C、石块即将落地时重力的瞬时功率为：Pmgvymggt5006W，故 C 正确；D、石块落地的瞬时速度大小为：v2201250()3vgtm/s，故 D 错误。4、C【解析】A质量为 2m 的木块受重力、支持力、m 对它的压力以及摩擦力，还有轻绳对它的拉力，总共五个力的作用，故 A错误；BC当轻绳对质量为 2m 的木块的拉力为TF时，根据牛顿第二定律质量为 m 和 2m 的木块的加速度：T3aFm 对整体进行受力分析，有：T62FmaF 可知当拉力为 2TF时，轻绳恰好被拉断，故 B 错误，C 正确；D以质量为 m 的木块为研究对象，当轻绳刚要被拉断时，由牛顿第二定律有：13fTFmaF 故 D 错误。故选 C。5、C【解析】A在三种放射线中，粒子动能虽然很大，但贯穿其他物质的本领最弱，选项 A 错误。B 衰变射出的电子来源于原子核内部，不是核外电子，选项 B 错误。C原子核发生衰变后产生的新核处于激发态，向外辐射出射线，选项 C 正确。D半衰期是放射性原子核总数有半数发生衰变，而不是原子核内的核子衰变，选项 D 错误；故选 C。6、C【解析】A由-x 图像知从 M 点到 N 点电势降低，根据沿着电场线方向电势降低可知在 x 轴上 M、N 两点间的电场方向沿 x轴正方向，A 项错误；B粒子受力方向和电场方向相同，故粒子带正电荷，B 项错误；C在-x 图像中，图线斜率表示电场强度的大小，电场强度大小为 310V/m10 10UEdx1000V/m C 项正确；D粒子沿 x 轴从 M 点运动到 N 点的过程中，电场力一直做正功，电势能一直减小，D 项错误。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、BD【解析】A上升过程中在弹簧恢复原长前，弹簧弹力一直对物块做正功，物块机械能增加，A 错误；B物块从撤去外力到第一次速度减为 0，根据能量守恒定律 pmghE弹 解得 pEhmg弹 弹簧压缩量相同，所以对于两物块弹簧释放的弹性势能pE弹相同，因为ABmm，所以两小球上升的最大高度关系为 ABhh B 正确；C物块速度最大时，加速度为 0，假设初始状态弹簧的压缩量为0 x，达到最大速度前，合力满足 00()Fk xxmgkxkxmg x为物块向上运动的位移，因为ABmm，所以Fx图像为 Fx图线与位移轴围成的面积为合外力做功，物块从静止开始运动，根据动能定理可知合力为 0 时，B 物块动能大，根据动能表达式2k12Emv可知 A 物体的最大速度小于 B 物体的最大速度，C 错误；D撤去外力瞬间，物块的加速度最大，根据牛顿第二定律可知 Fmgma弹 解得 Fagm弹 因为ABmm，所以 ABaa D 正确。故选 BD。8、AC【解析】A运动员从 O 运动到 B 的整个过程中，只有重力做功，机械能守恒，故 A 选项正确；B运动员在光滑圆轨道上运动时，由机械能守恒得 211 cos602AmvmghmgR 所以 21 cos6010 40m/s=20m/sAvgRgR 故 B 选项错误；D设运动员做平抛运动的时间为 t，水平位移为 x，竖直位移为 y，则 Axv t 212ygt 由几何关系 3tan303yx 联立得 4 33ts 214 38010233ymm 故 D 选项错误；C运动员从 A 到 B 的过程中机械能守恒，所以在 B 点的动能 212kBAEmgymv 代入 47103kBEJ 故 C 选项正确。故选 AC。9、BCE【解析】A由题意可知 11s4T 可得 T=4s 频率 f=0.25Hz 选项 A 错误；B t=ls 时刻 P 第 1 次到达波峰，t=7s 时刻 Q 第 1 次到达波峰，可知在 6s 内波传播了 6m，则波速为 1m/sxvt 选项 B 正确；C波长为 4mvT 因 PQ=6m=112，可知 P 和 Q 振动反相，选项 C 正确；DEt=7s 时刻 Q 第 1 次到达波峰，则 t=6s 时刻 Q 点开始起振，则 t=13s 时刻，Q 点振动了 7s=134T，则此时 Q 点到达波谷位置，加速度最大，方向沿 y 轴正方向；此过程中 Q 通过的路程为 7A=70.2m=1.4m，选项 D 错误，E 正确。故选 BCE。10、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。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、平衡摩擦力 F C 0.15 【解析】（1）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；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2xaT，则22cdabxxaT，则 22222(7.517.21)10m/s0.15m/s22 0.1cdabxxaT 12、CD 4.9 24.4 BDA A 【解析】(1)1AB当 S 接触点 1 时，多用电表处于测量电流的挡位；因为多用电表中红表笔接其内部电源的负极，所以接线柱 A 接的是红表笔，而接线柱 B 接的是黑表笔，故 A 错误，B 错误；C当 S 接触点 2 时，多用电表处于测量电阻的挡位，接线柱 B 接的是黑表笔，故 C 正确；D当 S 接触点 3 时，表头与电阻并联后再与电阻3R串联，即改装成电压表，多用电表处于测量电压的挡位，故 D 正确。故选 CD。(2)23当选择的挡位为“直流10mA”挡时其量程为10mA，分度值为 0.2mA，则示数为4.9mA；当选择的挡位为“直流50V”挡时，其量程为50V，分度值为 1V，则示数为24.4V；(3)4多用电表测电阻时，应先选择挡位，再短接，然后调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点，要测量约2k的电阻，为了减小误差应该用“100”档位，故顺序为 BDA。(4)5由闭合电路欧姆定律有 xEIrR内 可得 x1rRIEE内 即x1RI图象为斜线，且图线的纵截距为正，可知 A 正确，BCD 错误。故选 A。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）5gl；（2）12mgl【解析】（1）恰好能够到达 D 点时，由重力提供向心力，由牛顿第二定律有 222Dvmgml 可得 Dvgl 从 B 到 D，由机械能守恒定律得 4mgl+22112222DBmvmv 得 5Bvgl（2）P 与 Q 碰撞的过程时间短，水平方向的动量守恒，选取向右为正方向，设碰撞前 P 的速度为 v，则 2Bmvmv P 从开始释放到到达 Q 的过程中，弹簧的弹力对 P 做正功，地面的摩擦力对 P 做负功，由功能关系得 2P142Emglmv 联立得 p12Emgl 14、(1)2.4m(2)不能(3)1.325m4mx【解析】(1)设小滑块运动到竖直圆轨道最高点时的速度大小为v，则有 24vmgmR 从B点运动到最高点的过程中，设小滑块到达B点时的速度大小为Bv，由机械能守恒定律有 2211222BmvmgRmv 代入数据解得 2 6m/sBv 小滑块由A到B的过程中，由动能定理可得 2111122BFlmglmv 代入数据可解得 12.4lm。(2)设小滑块到达C点时的速度大小为Cv，则由动能定理可得 2221122CBmglmvmv 代入数据解得 2m/sCv 设小滑块下落0.2mh 所需要的时间为t，则有 212hgt 解得 0.2st 故小滑块在水平方向上运动的距离为 00.4m0.6mCtxv 故小滑块将落入“陷阱”中，不能运动到D点。(3)由题意可知，若要滑块既不脱离圆轨道，又不掉进“陷阱”，则需要分三种情况进行讨论：当滑块刚好能够到达与圆心等高的E点时，设恒力作用的距离为1x，则由动能定理可得：110FxmglmgR 代入数据可解得 10.75mx 故当恒力作用的距离满足00.75mx时符合条件。当滑块刚好能经过圆轨道的最高点时，设滑块经过最高点时的速度大小为0v，则有 20vmgmR 设此时恒力作用的距离为2x，则有 2210122FxmglmgRmv 代入数据可解得 20.975mx 当滑块刚好运动到C点时速度为零，设此时恒力作用的距离为2x，则有 2120Fxmg ll 代入数据可解得 21.1mx 故当恒力作用的距离满足0.975m1.1mx时符合条件。当滑块刚好能够越过“陷阱”，设滑块到达C点时的速度大小为Cv，则由平抛运动规律可得 212hgt Cxv t 代入数据解得 3m/sCv 设此时恒力作用的距离为3x，故有 231212CFxmg llmv 代入数据解得 31.325mx 故当恒力作用距离满足1.325m4mx时符合条件。15、（1）1m/s(1)1.8J(3)最终停在 D 点【解析】【分析】物体 1 从释放到与物体 1 相碰前的过程中，系统中只有重力做功，系统的机械能守恒，根据机械能守恒和动量守恒列式，可求出物体 1、1 碰撞前两个物体的速度；物体 1、1 碰撞过程，根据动量守恒列式求出碰后的共同速度 碰后，物体 1、1 向右运动，滑道向左运动，弹簧第一次压缩最短时，根据系统的动量守恒得知，物体 1、1 和滑道速度为零，此时弹性势能最大；根据能量守恒定律求解在整个运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能；根据系统的能量守恒列式，即可求出物体 1、1 相对滑道 CD 部分运动的路程 s，从而确定出物体 1、1 最终停在何处；解：（1）1m从释放到最低点，由动量守恒得到：1 1220m vm v 由机械能守恒得到：2211 1221122m gRm vm v 解得：12/vm s（1）由能量守恒得到：11pmEm gRm gL 解得：2.8pmEJ（3）最终物块将停在 C、D 之间，由能量守恒得到：11m gRm gs 解得：3sm 所以1m最终停在 D 点