2023届海南省文昌侨中高三最后一模物理试题含解析.pdf

2023 年高考物理模拟试卷 考生请注意：1答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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、如图所示，质量为 m 的小球用一轻绳悬挂，在恒力 F 作用下处于静止状态，静止时悬线与竖直方向夹角为 53，若把小球换成一质量为2518m的小球，在恒力 F 作用下也处于静止状态时，悬线与竖直方向夹角为 37，则恒力 F 的大小是（）A516mg B512mg C58mg D56mg 2、如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔。质量为 m 的小球套在圆环上。一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住。现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移，在移动过程中手对线的拉力 F 和轨道对小球的弹力 FN的大小变化情况是()AF 不变，FN增大 BF 减小，FN不变 CF 不变，FN减小 DF 增大，FN减小 3、如图所示，甲为波源，M、N 为两块挡板，其中 M 板固定，N 板可移动，两板中间有一狭缝。此时测得乙处点没有振动。为了使乙处点能发生振动，可操作的办法是（）A增大甲波源的频率 B减小甲波源的频率 C将 N 板竖直向下移动一些 D将 N 板水平向右移动一些 4、如图所示，在某一水平地面上的同一直线上，固定一个半径为 R 的四分之一圆形轨道 AB，轨道右侧固定一个倾角为 30的斜面，斜面顶端固定一大小可忽略的轻滑轮，轻滑轮与 OB 在同一水平高度。一轻绳跨过定滑轮，左端与圆形轨道上质量为 m 的小圆环相连，右端与斜面上质量为 M 的物块相连。在圆形轨道底端 A 点静止释放小圆环，小圆环运动到图中 P 点时，轻绳与轨道相切，OP 与 OB 夹角为 60；小圆环运动到 B 点时速度恰好为零。忽略一切摩擦力阻力，小圆环和物块均可视为质点，物块离斜面底端足够远，重力加速度为 g，则下列说法正确的是（）A小圆环到达 B 点时的加速度为g2 B小圆环到达 B 点后还能再次回到 A 点 C小圆环到达 P 点时，小圆环和物块的速度之比为 2：3 D小圆环和物块的质量之比满足251 5、氢原子的核外电子从 n=2 的能级跃迁到 n=1 的能级时，发出的光恰好能使某种金属发生光电效应，则下列各种说法中正确的是（）A该光是氢原子所有可能发出的光中能量最大的 B氢原子中由高能级跃迁到 n=2 的能级时发出的光可能使该金属发生光电效应 C该金属发生光电效应产生的光电子的最大能量恰好等于氢原子从 n=2 的能级跃迁到 n=1 的能级所放出光子的能量 D氢原子从 n=2 的能级跃迁到 n=1 的能级所放出光子的能量等于该金属的逸出功 6、下列各力中按照力的效果命名的是（）A支持力 B电场力 C分子力 D摩擦力 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、最近几十年，人们对探测火星十分感兴趣，先后发射过许多探测器。称为“火星探路者”的火星探测器曾于 1997 年登上火星。在探测器“奔向”火星的过程中，用 h 表示探测器与火星表面的距离，a 表示探测器所受的火星引力产生的加速度，a 随 h 变化的图像如图所示，图像中 a1、a2、h0以及万有引力常量 G 己知。下列判断正确的是（）A火星的半径为2021ahaa B火星表面的重力加速度大小为1a C火星的第一宇宙速度大小为1 0212a haaa D火星的质量大小为1221220()a aGaah 8、如图所示，圆形区域直径 MN 上方存在垂直于纸面向外的匀强磁场，下方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小相同。现有两个比荷相同的带电粒子 a、b，分别以 v1、v2的速度沿图示方向垂直磁场方向从 M 点入射，最终都从 N 点离开磁场，则（）A粒子 a、b 可能带异种电荷 B粒子 a、b 一定带同种电荷 Cv1:v2可能为 2:1 Dv1:v2只能为 1:1 9、2019 年央视春晚加入了非常多的科技元素，在舞台表演中还出现了无人机。现通过传感器将某台无人机上升向前追踪拍摄的飞行过程转化为竖直向上的速度 vy及水平方向速度 vx与飞行时间 t 的关系图象，如图所示。则下列说法正确的是()A无人机在 t1时刻处于超重状态 B无人机在 0t2这段时间内沿直线飞行 C无人机在 t2时刻上升至最高点 D无人机在 t2t3时间内做匀变速运动 10、在光滑的绝缘水平面上，有一个正三角形 abc，顶点 a、b、c 处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示，D 点为正三角形的中心，E、G、H 点分别为 ab、ac、bc 的中点，F 点为 E 点关于顶点 c 的对称点，则下列说法中正确的是（）AD 点的电场强度为零 BE、F 两点的电场强度等大反向、电势相等 CE、G、H 三点的电场强度和电势均相同 D若释放 c 处的电荷，电荷在电场力作用下将做加速运动（不计空气阻力）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）某实验小组用如图甲所示的实验装置测定小木块与长木板间的动摩擦因数，主要实验操作如下：先将右端有固定挡板的长木板水平放置在实验桌面上，再将安装有遮光条的小木块用跨过长木板左端定滑轮的细绳与钩码相连接，保持桌面上细绳与长木板平行；光电门 B 固定在离挡板较远的位置，光电门 A 移到光电 B 与挡板之间的某一位置，使小木块从紧靠挡板的位置由静止释放；用跟两光电门相连接的数字计时器记录遮光条通过光电门 A 的时间 t1，遮光条通过光电门 B 的时间 t2以及小木块从光电门 A 运动到光电门 B 的时间 t；改变光电门 A 的位置，重复以上操作，记录多组 t1，t2和 t 值。请回答以下几个问题：(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度 d 如图乙所示，则 d=_cm；(2)实验测得遮光条经过光电门 2 的时间 t2保持不变，利用图象处理实验数据，得到如图丙所示的11tt图象，其中图象纵轴截距为 b，横轴截距为 c。实验测得钩码和木块的质量分别为 m 和 M，已知当地重力加速度为 g，则动摩擦因数 _。12（12 分）某实验小组成员用如图所示的装置做“探究弹力与弹簧伸长关系”的实验（1）将弹簧悬挂在支架上，弹簧上端刚好与竖直刻度尺的零刻度对齐，当弹簧下端挂上一个钩码且处于静止时，弹簧下端的指针指在刻度尺上的位置如图 1 所示，此时弹簧的长度为 l1_cm.（2）对于实验中的操作，下列说法正确的是_ A测量弹簧原长时，需要把弹簧水平放稳后进行测量读数 B挂钩上挂的钩码越多，实验误差越小 C弹簧的自重不会影响弹簧的劲度系数测量 D由于弹簧的自重，会使测量的劲度系数有一定的误差（3）在弹簧弹性限度内，改变弹簧下端所挂钩码的个数，同时测出对应弹簧的长度，已知每个钩码的质量为 50g，在m-l 坐标系中描点作图如图 2 所示，当地的重力加速度 g 取 9.80m/s2，则由图象可以得到弹簧的劲度系数 k_N/m(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，光滑水平面上有一被压缩的轻质弹簧，左端固定，质量为 mA=1kg 的光滑 A 紧靠弹簧右端（不栓接），弹簧的弹性势能为 Ep=32J。质量为 mB=1kg 的槽 B 静止在水平面上，内壁间距 L=0.6m，槽内放有质量为 mc=2kg的滑块 C（可视为质点），C 到左端侧壁的距离 d=0.1m，槽与滑块 C 之间的动摩擦因数=0.1。现释放弹簧，滑块 A离开弹簧后与槽 B 发生正碰并粘在一起。A、B 整体与滑块 C 发生碰撞时，A、B 整体与滑块 C 交换速度。（g=10m/s2）求(1)从释放弹簧，到 B 与 C 第一次发生碰撞，整个系统损失的机械能；(2)从槽开始运动到槽和滑块 C 相对静止经历的时间。14（16 分）对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，可以更加深刻地理解其物理本质。（1）单个微小粒子撞击巨大物体的力是局部而短促的脉冲，但大量粒子撞击物体的平均效果是均匀而持续的力。我们假定单位体积内粒子数量为 n，每个粒子的质量为 m，粒子运动速率均为 v。如果所有粒子都垂直物体表面运动并与其碰撞，利用所学力学知识，导出物体表面单位面积所受粒子压力 f 与 m、n 和 v 的关系。（2）实际上大量粒子运动的速率不尽相同。如果某容器中速率处于 100200m/s 区间的粒子约占总数的 10%，而速率处于 700800m/s 区间的粒子约占总数的 5%，论证：上述两部分粒子，哪部分粒子对容器壁的压力f贡献更大。15（12 分）如图所示，一轻弹簧左端与竖直的墙连接，右端与质量为 m 的物块接触，开始时弹簧处于原长，弹簧的劲度系数为 k，现用恒力 F 向左推物块，当物块运动到最左端时，推力做的功为 W，重力加速度为 g，物块与水平面间的动摩擦因数为，整个过程弹簧的形变在弹性限度内，求：（1）物块向左移动过程中克服摩擦力做的功；（2）物块运动到最左端时，撤去推力，弹簧能将物块弹开，则物块从最左端起向右能运动多远？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】对两个球受力分析如图所示：在 ACB 中：sin37sin 5337ACCB 其中：2571818CBmgmgmg 解得：56ACmg 在 APC 中有：sinsin 18053APAC 所以：56sin 53sinmgmg 解得：=53 可见 APC 是等腰三角形，PCAC，即：56Fmg 故 D 正确，ABC 错误。2、B【解析】小球沿圆环缓慢上移可看作处于平衡状态，对小球进行受力分析，作出受力示意图如图 由图可知 OABGFA 即：NFGFRRAB，当 A 点上移时，半径不变，AB 长度减小，故 F 减小，FN不变，ACD错误 B 正确。3、B【解析】乙处点没有振动，说明波没有衍射过去，原因是 MN 间的缝太宽或波长太小，因此若使乙处质点振动，可采用 N 板上移减小间距或增大波的波长，波速恒定，根据 vf 可知减小甲波源的频率即可，ACD 错误，B 正确。故选 B。4、B【解析】A小圆环到达 B 点时受到细线水平向右的拉力和圆弧轨道对圆环的水平向左的支持力，竖直方向受到向下的重力，可知此时小圆环的加速度为 g 竖直向下，选项 A 错误；B小圆环从 A 点由静止开始运动，运动到 B 点时速度恰好为零，且一切摩擦不计，可知小圆环到达 B 点后还能再次回到 A 点，选项 B 正确；C小圆环到达 P 点时，因为轻绳与轨道相切，则此时小圆环和物块的速度相等，选项 C 错误；D当小圆环运动到 B 点速度恰好为 0 时，物块 M 的速度也为 0，设圆弧半径为 R，从 A 到 B 的过程中小圆环上升的高度 h=R；物块 M 沿斜面下滑距离为()(33)sin30tan30RRLRR 由机械能守恒定律可得 sin30mghMgL 解得 33 2mM 选项 D 错误。故选 B。5、D【解析】A氢原子从 n=2 的能级跃迁到 n=1 的能级，所放出光子的能量是所有相邻能级间跃迁时能量最大的，但小于其他能级跃迁到 n=1 的能级时所放出的光子的能量，故 A 错误；B氢原子从高能级跃迁到 n=2 的能级所放出的光子的能量都小于从 n=2 的能级跃迁到 n=1 的能级所放出的光子的能量，不会使金属发生光电效应，故 B 错误；C恰好发生光电效应，说明光电子的最大初动能为零，故 C 错误；D恰好发生光电效应，说明光子的能量等于金属的逸出功，故 D 正确。故选 D。6、A【解析】A.支持力是按照力的效果命名的，支持力实际上是物体之间的弹力，故 A 正确 BCD.电场力、分子力摩擦力都是按照力的性质命名的，故 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、BD【解析】AD分析图象可知，万有引力提供向心力 12GMmmaR 当0hh时 220GMmmaRh 联立解得，火星的半径 2012aRhaa 火星的质量 1221220()a aMGaah A 错误 D 正确；B当 h=0 时，探测器绕火星表面运行，火星表面的重力加速度大小为 a1，B 正确；C在火星表面，根据重力提供向心力得 21vmamR 解得火星的第一宇宙速度 1 02112a hava Raa C 错误。故选 BD。8、BC【解析】AB两粒子都从 M 点入射从 N 点出射，则 a 粒子向下偏转，b 粒子向上偏转，由左手定则可知两粒子均带正电，故 A错误，B 正确；CD设磁场半径为 R，将 MN 当成磁场的边界，两粒子均与边界成 45入射，由运动对称性可知出射时与边界成 45，则一次偏转穿过 MN 时速度偏转 90；而上下磁场方向相反，则两粒子可以围绕 MN 重复穿越，运动有周期性，设 a粒子重复 k 次穿过 MN，b 粒子重复 n 次穿过 MN，由几何关系可知 122krR(1,2,3k)222nrR(1,2,3n)由洛伦兹力提供向心力2vqvBmr，可得 qBrvm 而两个粒子的比荷相同，可知 12vnvk 如1n，1k 时，1211vv，如2n，1k 时，1221vv，则 v1:v2可能为 1:1 或 2:1，故 C 正确，D 错误。故选 BC。9、AD【解析】A根据图象可知，无人机在 t1时刻，在竖直方向上向上做匀加速直线运动，有竖直向上的加速度，处于超重状态，故 A 正确；B由图象可知，无人机在 t=0 时刻，vy=0，合初速度为 vx沿水平方向，水平与竖直方向均有加速度，那么合加速度与合初速度不共线，所以无人机做曲线运动，即无人机沿曲线上升，故 B 错误；C无人机在竖直方向，先向上做匀加速直线运动，后向上做匀减速直线运动，在 t3时刻上升至最高点，故 C 错误；D无人机在 t2t3时间内，在水平方向上做匀速直线运动，而在竖直方向上向上做匀减速直线运动，因此无人机做匀变速运动，故 D 正确；故选 AD。10、AD【解析】AD 点到 a、b、c 三点的距离相等，故三个电荷在 D 点的场强大小相同，且夹角互为 120，故 D 点的场强为 0，故A 正确；B由于 a、b 在 E 点的场强大小相等方向相反，故 E 点的场强仅由电荷 c 决定，故场强方向向左，而电荷 c 在 DF 位置的场强大小相同方向相反，但电荷 a、b 在 F 点的场强矢量和不为 0，故 EF 两点的电场强度大小不同，方向相反，故 B 错误；CE、G、H 三点分别为 ab、ac、bc 的中点，故 E 的场强仅由电荷 c 决定，同理 G 点的场强仅由电荷 b 决定，H 点的场强仅由电荷 a 决定，故三点的场强大小相同，但方向不同，故 C 错误；D若释放电荷 c，则 a、b 在 C 点的合场强水平向右，故 a、b 始终对 c 有斥力作用，故 c 电荷将一直做加速运动，故D 正确。故选 AD。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、1.010 ()bdmgmMcMg 【解析】(1)1遮光条宽度：d=10mm+20.05mm=10.10mm=1.010cm.(2)2设小木块运动的加速度为 a，由题知：21ddattt 解得：1211atttd 结合11tt图象可以得到：abdc 解得：bdac 根据牛顿第二定律得：mgMg=（m+M）a 结合bdac，解得：()bdmgmMcMg。12、22.50（22.5022.52 均可）C 23.0（22.723.2 均可）【解析】（1）1已知刻度尺的零刻度线与弹簧上端平齐，由示数可知此时弹簧的长为 22.50cm；（2）2A.弹簧自身有重力，弹簧竖直悬技时由于自身重力必然有一定的伸长，故弹簧竖直悬挂时测出的长度，才能作为实验中弹簧的原始长度，A 错误；B.悬挂的钩码太多，有可能会超过弹簧的弹性限度，B 错误；CD.由于：k=Fx 即 k 与弹力的变量 F 及对应的形变量 x 有关，与弹簧的自重无关，C 正确，D 错误（3）3根据图象有：k=Fx=-3-2300 109.833.2-20.410（）N/m=23.0 N/m 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)16.2J；(2)2s【解析】(1)弹簧将 A 弹开，由机械能守恒可得：2012pAEm v 解得 0v=8m/s A、B 发生碰撞，由动量守恒可得：01()AABm vmmv 解得 1v=4m/s 此过程机械能损失为 2210111()22AABEm vmmv=16J 接下来，A、B 与 C 相对运动，到第一次发生碰撞，相对运动位移为 d。此过程机械能损失为 2CEm gd=0.2J 因此整个过程机械能损失为 12EEE =16.2J (2)设槽和滑块 C 相对静止时速度为 v。0()AABCm vmmmv 解得 v=2m/s 分别对 A、B 和 C 受力分析可知 1()CABm gmma 2CCm gm a 解得 12aa=1m/s2 A、B 整体与滑块 C 发生的碰撞时，A、B 与滑块 C 交换速度。由题意可知，1vat 解得 t=2s 14、（1）2fnmv；（2）速率处于 700800m/s 区间的粒子对容器壁的压力f贡献更大【解析】本题考查碰撞过程中的动量定理和压强与压力的公式推导【详解】（1）在时间 t 内射入物体单位面积上的粒子数为 Nnvt 由动量定理得 Nmvft 可推导出 2fnmv（2）设炉子的总数为 N总，故速率处于 100200m/s 区间的粒子数 n1=N总10%它对物体表面单位面积的压力 f1=n1mv12=N总10%mv12 同理可得速率处于 700800m/s 区间的粒子数 n2=N总5%它对物体表面单位面积的压力 f2=n2mv22=N总5%mv22 故 2211222210%10 150=5%5 7510NmvffNmv总总 故是速率大的粒子对容器壁的压力f贡献更大。15、（1）fmgWmgxWF（2）222kWxmgF【解析】（1）设物块向左移动的距离为 x，根据题意：WxF 克服摩擦力做功：fmgWmgxWF （2）物块向左运动过程中，由于弹簧的弹力与物块运动的位移成正比，弹簧弹力做功：201()22FNkxWWxkF 根据弹簧弹力做功与弹性势能大小关系，弹簧具有的最大弹性势能：222PFNkWEWF 撤去推力后，根据动能定理：0FNWmgx =(0-)FNPWE 可得物块能向右运动的距离：222kWxmgF 点睛：此题关键要搞清能量之间的转化关系，知道弹力做功等于弹性势能的变化；因弹簧的弹力与物块运动的位移成正比，所以求解弹力做功时，弹力可取平均值.