2022-2023学年山东省德州市平原县第一中学高考物理三模试卷含解析.pdf

2023 年高考物理模拟试卷 注意事项 1考生要认真填写考场号和座位序号。2试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用 2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、如图甲所示，矩形导线框 abcd 放在垂直纸面的匀强磁场中，磁感应强度 B 随时间变化的图像如图乙所示。规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向，水平向右为安培力的正方向，在 04s 内，线框 ab 边受到的安培力 F 随时间变化的图像正确的是（）A B C D 2、如图所示，四根等长的缆绳一端悬于起重机的吊钩上，另一端分别系在一个正方形的框架上，框架下面悬吊着重物，起重机将重物以m0.5s的速度沿竖直方向匀速向上吊起.若起重机的输出功率为20kW，每根缆绳与竖直方向的夹角均为37，忽略吊钩、框架及绳的重力，不计一切摩擦，sin370.6，cos370.8.则悬于吊钩的每根缆绳的拉力大小为（）A45.0 10 N B44.0 10 N C41.25 10 N D41.0 10 N 3、如图所示的电路中，D1、D2是完全相同的灯泡，线圈 L 的自感系数较大，直流电阻不计。先闭合开关 S，电路稳定后再断开开关 S，此时()AD1立刻熄灭 BD2立刻熄灭 CD1闪亮一下逐渐熄灭 DD2闪亮一下逐渐熄灭 4、2019 年 5 月 17 日，在四川省西昌卫星发射基地成功发射了第 45 颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星）。已知地球的质量为 M、半径为 R、地球自转周期为 T、该卫星的质量为 m、引力常量为 G，关于这颗卫星下列说法正确的是（）A距地面高度为2324GMTR B动能为2GMmR C加速度为2GMaR D入轨后该卫星应该位于西昌的正上方 5、起重机将静止在地面上的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点过程中的 vt 图像如图所示，g=10m/s2，以下说法中正确的是（）A03s 内货物处于失重状态 B35s 内货物的机械能守恒 C57s 内货物受到向上的拉力为重力的 0.3 倍 D货物上升的总高度为 27m 6、某加湿器在电子元件控制下，通过的电流如图所示，周期为 1.0s，若等效工作电阻恒为100，则该加湿器 1 小时消耗的电能约为（）A28.0 10度 B27.5 10度 C27.0 10度 D27.2 10度 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、飞机在航空母舰上从静止开始起飞，在自身发动机和舰装弹射器的共同作用下沿水平方向加速运动。发动机产生的推力恒为51.0 10 N，弹射器的作用长度为100m，飞机质量为43.0 10 kg，飞机所受阻力为弹射器弹力和发动机推力总和的 20%。若飞机在弹射结束时要求的速度为80m/s，则弹射过程中（）A飞机的加速度为232m/s B弹射器推力为61.1 10 N C弹射器对飞机做功为81.1 10 J D弹射器对飞机做功的平均功率为78.8 10 W 8、如图所示，ABCD 为固定的水平光滑矩形金属导轨，AB 间距离为 L，左右两端均接有阻值为 R 的电阻，处在方向竖直向下、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，质量为 m、长为 L 的导体棒 MN 放在导轨上，甲、乙两根相同的轻质弹簧一端与 MN 棒中点连接，另一端均被固定，MN 棒始终与导轨垂直并保持良好接触，导轨与 MN 棒的电阻均忽略不计。初始时刻，两弹簧恰好处于自然长度，MN 棒具有水平向左的初速度 v0，经过一段时间，MN 棒第一次运动至最右端，在这一过程中 AB 间电阻 R 上产生的焦耳热为 Q，则（）A初始时刻棒受到安培力大小为2202B L vR B从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生焦耳热等于23Q C当棒再次回到初始位置时，AB 间电阻 R 的功率小于22208()3QB L vmR D当棒第一次到达最右端时，甲弹簧具有的弹性势能为20122mvQ 9、下列说法正确的是 A温度由摄氏温度 t 升至 2t，对应的热力学温度便由 T 升至 2T B相同温度下液体中悬浮的花粉小颗粒越小，布朗运动越剧烈 C做功和热传递是改变物体内能的两种方式 D分子间距离越大，分子势能越大，分子间距离越小，分子势能也越小 E.晶体具有固定的熔点，物理性质可表现为各向同性 10、如图所示，在匀强磁场中有一矩形MNQP，场强方向平行于该矩形平面。已知3mQP，3m2MP。各点的电势分别为01.5V3VPMQ，。电子电荷量的大小为e。则下列表述正确的是（）A电场强度的大小为2 3V/m BN点的电势为4.5V C电子在M点的电势能比在P点低1.5eV D电子从M点运动到Q点，电场力做功为1.5eV 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）某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验装置如图所示,其中 A 为固定橡皮条的图钉,O 为橡皮条与细绳的结点,OB 和 OC 为细绳.实验的主要的步骤有:A在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;B用图钉把橡皮条的一端固定在板上的 A 点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;C用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置 O,记录下 O 点的位置,读出两个弹簧测力计的示数;D按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力 F1和 F2的图示,并用平行四边形定则求出合力 F;E.只用一只弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F的图示;F.比较 F和 F 的大小和方向,看它们是否相同,得出结论.（1）上述步骤中,有重要遗漏的步骤的序号是_和_;(填字母)（2）根据实验数据在白纸上所作图如图乙所示,已知实验过程中操作正确.乙图中 F1、F2、F、F四个力，其中力_(填上述字母)不是由弹簧测力计直接测得的实验中.丙图是测量中某一弹簧测力计的示数,读出该力大小为_N.12（12 分）某实验小组利用电流传感器（可视为理想电流表）和定值电阻0R以及电阻箱、待测电池等器材，设计了如图甲所示的电路测定电池电动势和内阻。电流的值通过数据采集器输入到计算机，数据采集器和计算机对原电路的影响可忽略。他们连接好电路，闭合开关 S 后，发现无论如何调节电阻箱R，计算机中显示电流均为零，由此判断电路可能出现了故障。经小组讨论后，尝试用多用电表的欧姆档来检测电路。已知保护电阻015 0R.，电流传感器量程为100mA。操作步骤如下：将多用电表挡位调到电阻“1”挡，再将红、黑表笔短接，进行欧姆调零；断开甲图电路开关 S，将多用电表两表笔分别接在ac、上，多用电表的指针不偏转；断开甲图电路开关 S，将多用电表两表笔分别接在ab、上，多用电表的示数如图乙所示；断开甲图电路开关 S，将多用电表两表笔分别接在bc、上，多用电表的指针不偏转；断开甲图电路开关 S，将多用电表两表笔分别接在、cd上，计算机中显示电流不为零。回答下列问题：（1）操作步骤中，多用电表内阻_；（2）操作步骤中，多用电表红表笔应接_（选“c”或“d”点）;（3）电路的故障可能是_;A保护电阻0R短路 B保护电阻0R断路 C电阻箱R短路 D电阻箱R断路（4）排除电路故障后，该小组按照图甲的电路测量电源的电动势和内阻。改变电阻箱R的阻值，得到多组实验数据。根据数据作出1RI图像，如图所示，则电源电动势E _V，内阻r _（结果保留 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，上端封闭、下端开口的玻璃管竖直放置，管长 55cm，其中有一段长为 6cm 的水银柱，将长为20cm 的空气柱 A 封闭在管的上部，空气柱 B 和大气连通.现用一小活塞将管口封住，并将活塞缓慢往上压，当水银柱上升 4cm 时停止上压.已知外界大气压恒为 76cmHg，上压过程气体温度保持不变，A、B 均为理想气体，求：（1）气体 A、B 末状态的压强；（2）试分析此过程中 B 气体是吸热还是放热？14（16 分）在水面上 P 点正下方有两个点光源 a、b，a、b 分别发出红光和绿光，它们对水的折射率分别为 n1和 n2。结果发现在水面上只形成了一个半径为 R 的蓝色圆形区域，显然这是红光和绿光复合而成的。求：(i)a、b 点的高度差是多少?(ii)若点光源 a 到 P 的距离加倍，圆圈边缘为什么颜色?圆图面积变化多少?15（12 分）如图所示，xOy 坐标系中，在 y0 的区域内分布有沿 y 轴正方向的匀强电场，在 0yy0的区域内分布有垂直于 xOy 平面向里的匀强磁场，一质量为 m、电荷量为q 的粒子以初速度 v0由坐标（0，y0）处沿 x 轴正方向射入电场。已知电场强度大小2002mvEqy粒子重力不计。求：(1)粒子第一次到达 x 轴速度的大小和方向；(2)要使粒子不从 yy0边界射出磁场，求磁感应强度应满足的条件；(3)要使粒子从电场进入磁场时能通过点 P（50y0，0）（图中未画出），求磁感应强度的大小。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】由图可知1 2s内，线圈中磁通量的变化率相同，由BEStt可知电路中电流大小时恒定不变，由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针；由FBIL可知F与B成正比；由左手定律可知线框ab边受到的安培力F水平向右，为正值，故 D 正确，A、B、C 错误；故选 D。2、C【解析】由PFv可知44 10 NPFv，故重物的重力44 10 NGF.设每跟缆绳的拉力大小为 T 根据共点力平衡条件可得4 cos37TG，解得41.25 10 NT，故 C 正确.3、D【解析】电路稳定后断开开关，线圈发生断电自感，产生自感电动势，有同方向的电流，由于 D1、D2是完全相同的灯泡，线圈L 的自感系数较大，直流电阻不计，原来 D1、线圈和 D2、电阻并联，D2回路电阻大，电流小，所以自感电流大于原来通过 D2电流，但不会大于原来通过 D1的电流，所以 D2闪亮一下逐渐熄灭，D1逐渐熄灭，所以 D 正确，ABC 错误；故选 D。4、A【解析】A万有引力提供向心力 2224MmGmrrT 解得同步卫星的轨道半径 2324GMTr 则距离地球表面高度为2324GMTR，A 正确；B万有引力提供向心力 22MmvGmrr 动能 2k122GMmEmvr B 错误；C万有引力提供向心力 2MmGmar 解得加速度为 2GMar C 错误；D同步卫星在赤道上空，西昌不在赤道，入轨后该卫星不可能位于西昌的正上方，D 错误。故选 A。5、D【解析】A货物开始时竖直向上运动，由 vt 图像读出 03s 的斜率即加速度为正，表示加速度向上，则货物处于超重状态，故 A 错误；B35s 内货物做向上的匀速直线运动，一定有除重力以外的拉力对货物做正功，则货物的机械能增加，故 B 错误；C57s 内的加速度为 2206m/s3m/s2vat 由牛顿第二定律有 TFmgma 可得 T70.7Fmmg 则有货物受到向上的拉力为重力的 0.7 倍，故 C 错误；Dvt 图像的面积表示货物上升的总位移，则总高度为(27)6m27m2h 故 D 正确。故选 D。6、C【解析】根据有效值的定义，有 2221122I RtI RtI RT 解得：交流电的有效值 2211222210.60.50.4A0.7A1II RtI RtRRRTR 电阻功率 2270W7.0 10kWPI R 所以加湿器 1 小时消耗的电能 227.0 10kW h7.0 10EPt度 故 C 正确，ABD 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、ABC【解析】A加速过程有 22vax 解得 232m/sa 故 A 正确；B阻力 20%()FFF阻弹发 由动能定理得 21()2FFxF xmv发阻弹 解得 61.1 10 NF 弹 故 B 正确；C弹射器做功为 681.1 10100J1.1 10 JWF x弹 故 C 正确；D弹射器做功的平均功率为 74.4 10 W2vPF弹弹 故 D 错误。故选 ABC。8、AC【解析】A 初始时刻棒产生的感应电动势为：E=BLv0、感应电流为：022EBLvIRR 棒受到安培力大小为：2202B L vFBILR 故 A 正确；B MN 棒第一次运动至最右端的过程中 AB 间电阻 R 上产生的焦耳热 Q，回路中产生的总焦耳热为 2Q。由于安培力始终对 MN 做负功，产生焦耳热，棒第一次达到最左端的过程中，棒平均速度最大，平均安培力最大，位移也最大，棒克服安培力做功最大，整个回路中产生的焦耳热应大于 12233QQ 故 B 错误；C 设棒再次回到初始位置时速度为 v。从初始时刻至棒再次回到初始位置的过程，整个回路产生焦耳热大于：24233QQQ 根据能量守恒定律有：2201122mvmvQ 棒再次回到初始位置时，棒产生的感应电动势为：E=BLv，AB 间电阻 R 的功率为：2EPR 联立解得：222083QB LvmPR 故 C 正确；D 由能量守恒得知，当棒第一次达到最右端时，物体的机械能全部转化为整个回路中的焦耳热和甲乙弹簧的弹性势能，又甲乙两弹簧的弹性势能相等，所以甲具有的弹性势能为 22001112224mvQmvQ 故 D 错误。故选：AC。9、BCE【解析】A温度由摄氏温度 t 升至 2t，对应的热力学温度便由 T 升至 T，其中 T=2t+273，不一定等于 2T，故 A 错误；B相同温度下液体中悬浮的花粉小颗粒越小，受力越不易平衡，布朗运动越剧烈，故 B 正确；C根据热力学第一定律可知，做功和热传递是改变内能的两种方式，故 C 正确；D若分子力表现为斥力时，分子间距离越大，分子力做正功，分子势能越小；分子间距离越小，分子力做负功，分子势能越大。若分子力表现为引力时，分子间距离越大，分子力做负功，分子势能越大；分子间距离越小，分子力做正功，分子势能越小，故 D 错误；E根据晶体的特性可知，晶体具有固定的熔点，多晶体的物理性质表现为各向同性，故 E 正确。故选 BCE。10、BC【解析】A如图所示 在PM延长线上取0MBPM。则电势 23VBMP 则QB、连线在等势面上。由几何关系得 221sin2QPQPPB 则 30 则 322PEAPm 电场强度的大小为 2V/mQPUEAP 故 A 错误；B电场中的电势差有 MNPQ 则 4.5VN 故 B 正确；C因为 1.5VMP 则电子在M点的电势能比P点低1.5eV，故 C 正确；D因为 1.5VMQ 则电子由M点运动到Q点时电势能减小1.5eV，则电场力做功为1.5eV，故 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、C E F 9.0 【解析】(1)12.本实验为了验证力的平行四边形定则，采用的方法是作力的图示法，作出合力和理论值和实际值，然后进行比较，得出结果所以实验时，除记录弹簧秤的示数外，还要记下两条细绳的方向，以便确定两个拉力的方向，这样才能作出拉力的图示步骤 C 中未记下两条细绳的方向；步骤 E 中未说明把橡皮条的结点拉到位置 O(2)3.F 在 F1与 F2组成的平行四边形的对角线上，为实验的理论值，用一个弹簧秤橡皮筋时，其弹力一定与橡皮筋共线，因此用弹簧秤直接测量值为 F，所以 F 不是由弹簧秤直接测得的 4.由图示测力计可知，其分度值为 1N，示数为 9.0N；12、15.0 c D 1.5 3.0 【解析】（1）1操作步骤中，多用电表内阻等于中值电阻，大小为 15.0；（2）2因 c 端是电流传感器的负极，则操作步骤中，多用电表红表笔应接c点；（3）3根据实验步骤的分析可知，电路的故障可能是电阻箱 R 断路，故选 D；（4）45根据闭合电路欧姆定律可得：E=I(R+R0+r)即：01()RERrI 由图像可知：18=1.5V12E 018Rr 则 r=3.0 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）气体 A 末状态的压强 87.5cmHg，B 气体末态压强 93.5cmHg；（2）B 气体是放热。【解析】（1）气体 A 的初态的压强为 pA：pA+p柱=p0 末态时气柱的长度为 lA lA=lA-l 气体 A 发生等温变化 pA lAS=pAlAS 解得 pA=87.5cmHg 气体 B 的末态压强为 pB，解得 pB=pA+p柱=93.5cmHg（2）气体 B 的初态：压强为 p0，气体柱的长度为 lB lB=L-lA-l柱=29cm 气体 B 发生等温变化 pB lBS=pBlBS 解得 lB=23.6cm lBlB，气体 B 的变化是等温压缩 等温变化，内能不变 U=0，压缩体积减小，外界对气体做功 W0 由热力学第一定律 U=W+Q 可知 Q0：气体 B 要放热。14、(1)2221(11)nnR；(2)边缘为红色，面积增加23 R 【解析】a、b 光发生全反射，根据临界角表达式，结合几何关系求解 a、b 点的高度差；根据红光的临界角不变，则红光射向水面发生全反射后光的方向不变，深度加倍，边缘为红色，半径加倍，由此解得增加的面积.【详解】（1）根据圆圈都是蓝色可知，a、b 光发生全反射时射出水的最大半径均为 R，由光的色散可知 n1小于 n2，设 a、b光的临界角为 C1和 C2，则有：111sinCn；221sinCn 由数学知识可知 a、b 到 P 的距离分别为11tanRhC 22tanRhC，则 ab 的高度差 h=h2-h1，解得2221(11)hnnR （2）根据红光的临界角不变，则红光射向水面发生全反射后光的方向不变，深度加倍，边缘为红色，半径加倍，水面上发光半径变为 2R，面积增加222(2)3SRRR【点睛】解答几何光学问题,关键是画出规范的光路图,结合光的折射定律和全反射的公式,结合几何关系求解.15、（1）02v，45；（2）0021 mvBqy；（3）见解析。【解析】(1)粒子在电场中做类平抛运动，则有 0 x vt，2012yat qEma，yvat 解得 02xy，0yvv 进入磁场时的速度 22002yvvvv 速度与 x 轴夹角的正切值 0tan1yvv 得 45(2)若粒子刚好不从0yy边界射出磁场，则有 2vqvBmr 由几何关系知 021+2ry 解得 0021 mvBqy 故要使粒子不从0yy边界射出磁场，应满足磁感应强度 0021 mvBqy(3)粒子相邻两次从电场进入磁场时，沿 x 轴前进的距离 022 42 xxryr 其中初始位置为02,0y，由mvrqB得 0024mvBqyx 又因为粒子不能射出边界 0yy 所以 02+12ry 即 0022ry 所以有 0062 24yxy 粒子通过 P 点，回旋次数 00502yynx 则 00004848462 2yynyy 即 1215.1n n 为整数，只能取13n、14n 和15n，13n 时 00132mvBqy 14n 时 0072mvBqy 15n 时 0052mvBqy