2023届湖南省宁远、江华两县高三下学期联考物理试题含解析.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、一额定电压 U额150V 的电动机接在电压 U15V 的直流电源上时未转动，测得此时流过电动机的电流 I10.5A。现将该电动机接入如图所示的电路，用以提升质量 m50kg 的重物，当电源供电电压恒为 U2200V 时，电动机正常工作，保护电阻 R10，不计一切摩擦，g10m/s2电动机正常工作时，下列说法正确的是()A电动机线圈的直流电阻 r30 B电动机的铭牌应标有“150V，10A字样 C重物匀速上升的速度大小 v2m/s D若重物被匀速提升 h60m 的高度，整个电路消耗的电能为 E总6104J 2、1916 年爱因斯坦建立广义相对论后预言了引力波的存在，2017 年引力波的直接探测获得了诺贝尔物理学奖科学家们其实是通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在如图所示为某双星系统 A、B 绕其连线上的 O 点做匀速圆周运动的示意图，若 A 星的轨道半径大于 B 星的轨道半径，双星的总质量 M，双星间的距离为 L，其运动周期为 T，则下列说法中正确的是 AA 的质量一定大于 B 的质量 BA 的线速度一定小于 B 的线速度 CL 一定，M 越小，T 越小 DM 一定，L 越小，T 越小 3、两辆汽车 a、b 在两条平行的直道上行驶。t=0 时两车并排在同一位置，之后它们运动的 v-t 图像如图所示。下列说法正确的是（）A汽车 a 在 10s 末向反方向运动 B汽车 b 一直在物体 a 的前面 C5s 到 10s 两车的平均速度相等 D10s 末两车相距最近 4、如图所示，a、b 两个带正电的粒子以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场，a 粒子打在B 板的a点，b 粒子打在 B 板的b点，若不计重力，则 Aa 的电荷量一定大于 b 的电荷量 Bb 的质量一定大于 a 的质量 Ca 的比荷一定大于 b 的比荷 Db 的比荷一定大于 a 的比荷 5、如图，在固定斜面上的一物块受到一外力 F 的作用，F 平行于斜面向上若要物块在斜面上保持静止，F 的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为 F1和 F2（F20）.由此可求出 A物块的质量 B斜面的倾角 C物块与斜面间的最大静摩擦力 D物块对斜面的正压力 6、两辆汽车AB、在同一时刻开始运动，运动方向相同。如图所示为运动的v t图像。A车的图像在00 t段和00 2tt段的形状对称相同。0t时刻两车并排行驶。下列表述中正确的是（）A00 t内A车先加速运动后减速运动 B00 2t内两车的加速度有一个时刻相同 C02t时刻A车在B车之前 D开始时刻两车的距离与02t时刻两车的距离相等 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 t=1s 时某简谐波的波动图象，乙图为 x=4cm 处的质点 b 的振动图象。则下列说法正确的是（）A该简谐波的传播方向沿 x 轴的正方向 Bt=2s 时，质点 a 的振动方向沿 y 轴的负方向 Ct=2s 时，质点 a 的加速度大于质点 b 的加速度 D03s 的时间内，质点 a 通过的路程为 20cm E.03s 的时间内，简谐波沿 x 轴的负方向传播 6cm 8、如图所示，用一根轻质细绳跨过固定光滑的挂钉 O 将一个画框悬挂在墙壁上，细绳的两端分别栓接在画框上两根挂钉 1、2 上。画框静止时，O 点两侧细绳与竖直方向的夹角分别为,，对应细绳中的张力大小分别为12,F F悬挂时，挂钉 1、2 不一定等高，下列说法正确的是（）A若 1 更高，则 B若 2 更高，则12FF C无论 1、2 是否等高，总有成立 D无论 1、2 是否等高，总有12FF成立 9、某人提着箱子站在电梯里，电梯从一楼上升到三楼的整个过程中先匀加速后匀减速，关于此过程，下列说法正确的是 A手对箱子的力大小始终等于箱子对手的力的大小 B手对箱子的力大小始终等于箱子的重力的大小 C人对电梯的压力先持续增大后持续减小 D人对电梯的压力先大于人和箱子的总重力后小于人和箱子的总重力 10、沿x轴正向传播的简谐横波在0t 时刻的波形如图所示，此时波传播到2mx 处的质点 B，质点 A 恰好位于波谷位置。C、D 两个质点的平衡位置分别位于3mx 和5mx 处。当0.2st 时，质点 A 恰好第一次（从计时后算起）处于波峰位置。则下列表述正确的是_。A该波的波速为5m/s B1.0st 时，质点 C 在平衡位置处且向下运动 C0.9st 时，质点 D 的位移为2cm DD 点开始振动的时间为 0.6s E.质点 D 第一次位于波谷位置时，质点 B 恰好也位于波谷位置 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）某同学用如图甲所示的电路测量一段总阻值约为 10 的均匀电阻丝的电阻率。在刻度尺两端的接线柱 a和 b 之间接入该电阻丝，金属夹 P 夹在电阻丝上，沿电阻丝移动金属夹，从而可改变接入电路的电阻丝长度。实验提供的器材有：电池组 E（电动势为 3.0V，内阻约 1）；电流表 A1（量程 00.6A）；电流表 A2（量程 0100mA）；电阻箱 R（099.99）；开关、导线若干。实验操作步骤如下：用螺旋测微器测出电阻丝的直径 D；根据所提供的实验器材，设计如图甲所示的实验电路；调节电阻箱使其接入电路中的电阻值最大，将金属夹夹在电阻丝某位置上；闭合开关，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值 R 和接入电路的电阻丝长度 L；改变 P 的位置，调整_，使电流表再次满偏；重复多次，记录每一次的 R 和 L 数据；(1)电流表应选择_（选填“A1”或“A2”）；(2)步骤中应完善的内容是_；(3)用记录的多组 R 和 L 的数据，绘出了如图乙所示图线，截距分别为 r 和 l，则电阻丝的电阻率表达式=_（用给定的字母表示）；(4)电流表的内阻对本实验结果_（填“有”或“无”）影响。12（12 分）重物带动纸带自由下落，测本地重力加速度。用 6V。50Hz 的打点计时器打出的一条纸带如图甲所示，O为重物下落的起点，选取纸带上连续打出的 A、B、C、D、E、F 为测量点，各测量点到 O 点的距离 h 已标在测量点下面。打点计时器打 C 点时，重物下落的速度cv _m/s；分别求出打其他各点时的速度 v，作2vh关系图像如图乙所示，根据该图线，测得本地的重力加速度g _2m/s。（结果保留三位有效数字）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）如图所示是一种叫“蹦极跳”的运动。跳跃者用弹性长绳一端绑在脚踝关节处，另一端固定在距地面几十米高处，然后从该高处自由跳下。某人做蹦极运动时，从起跳开始计时，他对弹性长绳的弹力 F 随时间 t 变化为如图所示的曲线。为研究方便，不计弹性长绳的重力，忽略跳跃者所受的空气阻力，并假设他仅在竖直方向运动，重力加速度 g 取 10m/s2。根据图中信息求：(1)该跳跃者在此次跳跃过程中的最大加速度；(2)该跳跃者所用弹性绳的原长；(3)假设跳跃者的机械能都损耗于与弹性绳相互作用过程中。试估算，为使该跳跃者第一次弹回时能到达与起跳点等高处，需要给他多大的初速度。14（16 分）如图所示，在 xoy 平面内，虚线 OP 与 x 轴的夹角为 30。OP 与 y 轴之间存在沿着 y 轴负方向的匀强电场，场强大小为 E。OP 与 x 轴之间存在垂直于 xoy 平面向外的匀强磁场。现有一带电的粒子，从 y 轴上的 M 点以初速度 v0、沿着平行于 x 轴的方向射入电场，并从边界 OP 上某点 Q（图中未画出）垂直于 OP 离开电场，恰好没有从x 轴离开第一象限。已知粒子的质量为 m、电荷量为 q（q0），粒子的重力可忽略。求：(1)磁感应强度的大小；(2)粒子在第一象限运动的时间；(3)粒子从 y 轴上离开电场的位置到 O 点的距离。15（12 分）如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距 l=0.5m，左端接有阻值 R=0.3的电阻一质量 m=0.1kg，电阻 r=0.1 的金属棒 MN 放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度 B=0.4T 棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以 a=2m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移 x=9m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比 Q1：Q2=2：1导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触求 （1）棒在匀加速运动过程中，通过电阻 R 的电荷量 q；（2）撤去外力后回路中产生的焦耳热 Q2；（3）外力做的功 WF 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电动机不转动时的电阻即线圈的直流电阻，由欧姆定律知，1110UrI 故 A 错误；B电动机的额定电流 2=5AUUIR额额 电动机的铭牌应标有“150V，5A”字样，故 B 错误；C由 2U II rmgv额 额额 得，重物匀速上升的速度大小 1m/sv 故 C 错误；D因重物上升 60m 的时间 60shtv 由2=EU I t总额得 4=6 10 JE总 故 D 正确。故选 D。2、D【解析】A、根据万有引力提供向心力222ABAABBGm mmrmrL，因为ABrr，所以ABmm，即 A 的质量一定小于 B 的质量，故 A 错误；B、双星系统角速度相等，根据vr，且ABrr，可知 A 的线速度大于 B 的线速度，故 B 错误；CD、根据万有引力提供向心力公式得：2222244 ABAABBGm mmrmrLTT，解得周期为32LTGM，由此可知双星的距离一定，质量越小周期越大，故 C 错误；总质量一定，双星之间的距离就越大，转动周期越大，故 D 正确；故选 D【点睛】解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度以及会用万有引力提供向心力进行求解 3、B【解析】A汽车 a 的速度一直为正值，则 10s 末没有反方向运动，选项 A 错误；B因 v-t 图像的面积等于位移，由图可知，b 的位移一直大于 a，即汽车 b 一直在物体 a 的前面，选项 B 正确；C由图像可知，5s 到 10s 两车的位移不相等，则平均速度不相等，选项 C 错误；D由图像可知 8-12s 时间内，a 的速度大于 b，两车逐渐靠近，则 12s 末两车相距最近，选项 D 错误；故选 B。4、C【解析】设任一粒子的速度为 v，电量为 q，质量为 m，加速度为 a，运动的时间为 t，则加速度为：qEam 时间为：xtv 偏转量为：22122qEyattm 因为两个粒子的初速度相等，则tx，则得 a 粒子的运动时间短，则 a 的加速度大，a 粒子的比荷 qm就一定大，但 a、b 的电荷量和质量无法确定大小关系，故 C 正确，ABD 错误。5、C【解析】根据题意，设物块受到的最大静摩擦力为 f，对物块受力分析（如图所示），若 Fmgsin，则物体有沿斜面向上运动的趋势，f 的方向应沿斜面向下阻碍物体相对运动趋势，有1sinFmgf-；若 Fmgsin，则物体有沿斜面向下的运动趋势，f 的方向沿斜面向上阻碍物体相对运动趋势，有2sinFfmg-；由最大静摩擦力等于滑动摩擦力可知cosfmg-，由可求得 f 的值，而物块的质量 m、斜面的倾角无法求出，故物块对斜面的正压力（cosNmg）也无法求出综上所述，正确答案为 C 【考点定位】静摩擦力及力的平衡 6、D【解析】A根据v t图像可知，在00 t内A车速度一直在增大，故 A 错误；B图像斜率表示加速度。如图所示：00 2t内A车图像斜率有两个时刻与B车图像斜率相等，故 B 错误；C0t时刻A B、两车并排行驶，在同一位置。v t图像与t轴所围面积为位移，00 2tt内A车正方向运动的位移小于B车正方向运动的位移，则02t时刻A车在B车之后，故 C 错误；D 因为对称，图象围成的面积相等，所以00 t内与00 2tt内两车单向运动的位移相等，则开始时刻两车的距离与02t时刻两车的距离相等，故 D 正确。故选 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、BCE【解析】A由图象可知 t=1s 时质点 b 的振动方向沿 y 轴的负方向，则由质点的振动方向和波的传播方向关系可知，该简谐横波的传播方向沿 x 轴的负方向，故 A 项错误；B由图甲知 t=1s 时，质点 a 的振动方向沿 y 轴的正方向；由乙图可知波的周期为 2s，则 t=2s 时，质点 a 的振动方向沿 y 轴的负方向，故 B 项正确；C由以上分析可知，t=2s 时，质点 b 处在平衡位置向上振动，质点 a 处在平衡位置+y 侧向 y 轴的负方向振动，因此质点 a 的加速度大于质点 b 的加速度，故 C 项正确；D03s 的时间为32T，则质点 a 通过的路程为振幅的 6 倍，即为 30cm，故 D 项错误；E由图可知，波长=4cm、周期 T=2s，则波速 4cm/s2cm/s2vT 03s 的时间内，波沿 x 轴的负方向传播的距离 x=vt=6cm 故 E 项正确。8、CD【解析】因为钉子是光滑的，可知两边绳子的拉力总是相等的，即无论 1、2 是否等高，总有12FF成立；对结点 O，水平方向：12sinsinFF 则，即选项 AB 错误，CD 正确；故选 CD。9、AD【解析】A.根据牛顿第三定律可知，人手对箱子力的大小始终等于箱子对手的力的大小，故 A 正确；B.向上加速时处于超重状态，向上减速时处于失重状态，则手对箱子的拉力先大于箱子的重力，后小于箱子的重力，故 B 错误 CD.向上匀加速时，人对电梯的压力大于人和箱子的总重力，但并不是持续增大，向上:匀减速时，人对电梯的压力小于人和箱子的总重力，但不是持续减小，故 C 错误，选项 D 正确。10、ACD【解析】A由图可知波长2m，当0.2st 时质点A第一次在波峰，则周期为 20.2s0.4sT 则波速 5m/svT 故 A 正确；B可知 1.0s22TtT 波传到C所用时间为 3m2m0.2s2Tv 之后C点开始向上振动，做 2 次全振动后到平衡位置处且向上运动，故 B 错误；CDD点开始振动的时间为 0.6sBDv 之后D点开始向上振动，再经过 30.9s0.6s0.3s4T 到达波谷，位移为-2cm，故 CD 正确；EB、D 间相距1.5，其振动情况总是相反，则当质点D第一次位于波谷位置时，质点B恰好位于波峰位置，故 E错误。故选 ACD。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、A2 电阻箱 R 的阻值 2=4rDl 无 【解析】(1)1当电流表 A1接入电路，电流表满偏时电路中的总电阻为1350.6gEI ；而当电流表 A2接入电路，电流表满偏时电路中的总电阻为23300.1gEI，可知电流表应选择 A2；(2)2步骤中应完善的内容是：改变 P 的位置，调整电阻箱 R 的阻值，使电流表再次满偏；(3)3当每次都是电流表满偏时，外电路的总电阻是恒定值，设为 R0，则 0LRRS 即 0-RRLS 由图像可知 rSl 即 2=4rrDSll (4)4若考虑电流表的内阻，则表达式变为 0-ALRR RS 因 R-L 的斜率不变，则测量值不变，即电流表的内阻对实验结果无影响。12、1.56 9.709.90 【解析】1由2BDcxvT可知 0.15710.09471.56m/s0.04cv 2根据 v2=2gh，由图象求斜率得 2g，所以 2214.9m/s=9.80m/s220.25kg 。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)20m/s2 (2)11.25m (3)5.4m/s【解析】(1)由图象可知，运动员的重力 mg=500N，弹性绳对跳跃者的最大弹力 Fm=1500N 对运动员受力分析，由牛顿第二定律得：mmFmgma 联立解得：运动员的最大加速度 2mm20m/sFmgam(2)由图象可知，从起跳开始至弹性绳拉直所经时间为 t1=1.5s 这一时间内跳跃者下落的距离即为弹性绳的原长，则其原长 21111.25m2Lgt(3)弹性绳第一次被拉直时跳跃者的速度 1115m/svgt 由图象可知，从弹性绳第一次恢复原长至再次被拉直所经时间为 25.62.8s2.8st 弹性绳第二次被拉直时跳跃者的速度 2214m/s2tvg 第一次弹性绳绷紧损耗的机械能为 221211725J22Emvmv 为使该跳跃者第一次弹回时能到达与起跳点等高处，所需初速度为 v0，则有 2012mvE 代入数据得：025.4m/sEvm。14、(1)03Ev；(2)04 33mvqE；(3)2076mvqE【解析】(1)由于粒子从 Q 点垂直于 OP 离开电场，设到 Q 点时竖直分速度为yv，由题意可知 03yvv 设粒子从 M 点到 Q 点运动时间为1t，有 1yqEvtM 粒子做类平抛运动的水平位移如的 0 1xv t 由磁场方向可知粒子向左偏转，根据题意可知粒子运动轨迹恰好与x轴相切，设粒子在磁场中运动的半径为R，由几何关系 cos30cot30 xRR 设粒子在磁场中速度为v，由前面分析可知 02vv 洛伦兹力提供向心力 2vqvBmR 解得 03EBv (2)粒子在磁场中运动周期 2RTv 设粒子在磁场中运动时间为2t，212tT 粒子离开磁场的位置到y轴的距离为x，则 2 cos30 xxR 沿着x轴负方向做匀速直线运动，设经过时间3t到达y轴，0 3xv t 即 04 33mvtqE(3)由几何关系可得粒子离开磁场的位置到x轴距离 2013mvyqE 粒子离开磁场手，竖直方向做匀速直线运动，经过时间3t到达y轴并离开电场 223312yqEyv ttm 则 20256mvyqE 粒子离开电场的位置到O点的距离 201276mvyyyqE。15、（1）4.5C（2）1.8J （3）5.4J【解析】（1）设棒匀加速运动的时间为 t，回路的磁通量变化量为：=BLx，由法拉第电磁感应定律得，回路中的平均感应电动势为：由闭合电路欧姆定律得，回路中的平均电流为：通过电阻 R 的电荷量为：q=It 联立以上各式，代入数据解得：q=4.5C（2）设撤去外力时棒的速度为 v，棒做匀加速运动过程中，由运动学公式得：设撤去外力后的运动过程中安培力做功为 W，由动能定理得：W=0 mv2 撤去外力后回路中产生的焦耳热：Q2=W 联立以上各式，代入数据解得：Q2=1.8J（3）由题意各，撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比 Q1:Q2=2:1 可得：Q1=3.6J 在棒运动的整个过程中，由功能关系可得：WF=Q1+Q2 联立以上各式，代入数据解得：WF=5.4J