2023届河北省邢台市高三第二次模拟考试物理试卷含解析.doc

2023年高考物理模拟试卷请考生注意：1请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用05毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2答题前，认真阅读答题纸上的注意事项，按规定答题。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，光滑导轨MN水平放置，两根导体棒平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁下落穿出导轨平面的过程中，导体P、Q运动情况是AP、Q互相靠扰BP、Q互相远离CP、Q均静止D因磁铁下落的极性未知，无法判断2、关于牛顿第一定律和惯性有下列说法，其中正确的是（ ）A由牛顿第一定律可知，物体在任何情况下始终处于静止状态或匀速直线运动状态B行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性C牛顿第一定律只是反映惯性大小的，因此也叫惯性定律D运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动3、下列说法正确的是（）A牛顿第一定律并不是在任何情况下都适用的B根据F=ma可知，物体的加速度方向一定与物体所受拉力F的方向一致C绕地球飞行的宇航舱内物体处于漂浮状态是因为没有受到重力作用D人在地面上起跳加速上升过程中，地面对人的支持力大于人对地面的压力4、质量为m的物块放在倾角为的固定斜面上。在水平恒力F的推动下，物块沿斜面以恒定的加速度a向上滑动。物块与斜面间的动摩擦因数为，则F的大小为（ ）ABCD5、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，则该加湿器1小时消耗的电能约为（ ）A度B度C度D度6、2019年4月10日，世界上第一张黑洞照片诞生了，证实了神秘天体黑洞的存在。黑洞是宇宙中质量巨大的一类天体，连光都无法逃脱它的引力束缚。取两天体相距无限远时引力势能为零，引力势能表达式为 ，已知地球半径R=6400km，光速c=3x108m/s。设想把地球不断压缩（保持球形不变），刚好压缩成一个黑洞时，地球表面的重力加速度约为（）A7×109m/s2B7×1010m/s2C1.4×1010m/s2D1.4×1011m/s2二、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，用等长的绝缘线分别悬挂两个质量、电量都相同的带电小球A和B，两线上端固定于O点，B球固定在O点正下方。当A球静止时，两悬线的夹角为下列方法中能保持两悬线的夹角不变的是（）A同时使两悬线长度减半B同时使两球的质量和电量都减半C同时使A球的质量和电量都减半D同时使两悬线长度减半和两球的电量都减半8、如图，相距l的两小球A、B位于同一高度、h均为定值将A向B水平抛出，同时让B自由下落、B与地面碰撞前后，水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间，则AA、B一定能相碰BA、B在第一次落地前能否相碰，取决于A的初速度大小CA、B在第一次落地前若不碰，以后就不会相碰DA、B要在最高点相碰，A球第一次落地的水平位移一定为9、如图甲所示，一交流发电机线圈的总电阻，用电器电阻，流过用电器的电流图象如图乙所示，则下列说法中正确的是（） A交流发电机电动势的峰值为B交流发电机线圈从图示位置开始经过时电动势的瞬时值为C交流发电机线圈从图示位置开始转过时电压表示数为D交流发电机线圈从图示位置开始转过的过程中的平均感应电动势为10、根据所学知识分析，下列说法正确的是（）A通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体B晶体体积增大，其分子势能一定增大C在完全失重的宇宙飞船中，水的表面存在表面张力D人们可以利用某些物质在水溶液中形成的薄片状液晶来研究离子的渗透性，进而了解机体对药物的吸收等生理过程三、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）某同学在探究弹力和弹簧伸长关系的实验中，用完全相同的弹簧A和B并联后上端固定，下端与长木板相连，长木板带挂钩和指针总重2N，右边有一米尺，零刻度与弹簧上端对齐，现在在挂钩上挂不同个数的够吗，测得数据如下表：钩码重力0N1N2N3N指针对齐刻度11cm12cm13cm14cm（1）每根弹簧的原长为_cm，每根弹簧的劲度系数为_N/m；（2）若将A、B弹簧串联起来使用，它们整体的劲度系数为_。A25N/m B100N/m C50N/m D200N/m12（12分）某实验小组同学利用下列器材做“研究合外力做功与动能变化的关系”实验：A一端带有滑轮和刻度尺的轨道B两个光电计时器C安装有挡光片的小车（质量为 M）D拴有细线的托盘（质量为 m0）E.可以调节高度的平衡支架F.一定数量的钩码某小组选用上述器材安装实验装置如图甲所示，轨道上安装了两个光电门A、B。实验步骤：调节两个光电门中心的距离，记为L；调节轨道的倾角，轻推小车后，使小车拉着钩码和托盘能沿轨道向下匀速经过光电门 A、B，钩码的质量记为 m；撤去托盘和钩码，让小车仍沿轨道向下加速经过光电门 A、B，光电计时器记录小车通过 A、B的时间分别为t1 和t2；利用测得的数据求得合外力做功与动能变化的关系。根据实验过程，滑轮的摩擦力不计，回答以下问题(1)图乙是用游标卡尺测挡光片的宽度 d，则 d=_cm。(2)小车加速从A到B过程中合外力做的功W=_；小车动能的变化量的表达式Ek=_（用测得的物理量的字母符号表示）。通过实验可得出：在误差允许的范围内合外力所做的功等于小车动能的增量。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）一球形人造卫星，其最大横截面积为A、质量为m，在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动由于受到稀薄空气阻力的作用，导致卫星运行的轨道半径逐渐变小卫星在绕地球运转很多圈之后，其轨道的高度下降了H，由于H <<R，所以可以将卫星绕地球运动的每一圈均视为匀速圆周运动设地球可看成质量为M的均匀球体，万有引力常量为G取无穷远处为零势能点，当卫星的运行轨道半径为r时，卫星与地球组成的系统具有的势能可表示为（1）求人造卫星在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动的周期；（2）某同学为估算稀薄空气对卫星的阻力大小，做出了如下假设：卫星运行轨道范围内稀薄空气的密度为，且为恒量；稀薄空气可看成是由彼此不发生相互作用的颗粒组成的，所有的颗粒原来都静止，它们与人造卫星在很短时间内发生碰撞后都具有与卫星相同的速度，在与这些颗粒碰撞的前后，卫星的速度可认为保持不变在满足上述假设的条件下，请推导：估算空气颗粒对卫星在半径为R轨道上运行时，所受阻力F大小的表达式； 估算人造卫星由半径为R的轨道降低到半径为R-H的轨道的过程中，卫星绕地球运动圈数n的表达式14（16分）某空间存在一竖直向下的匀强电场和圆形区域的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，如图所示一质量为m，带电量为+q的粒子，从P点以水平速度v0射入电场中，然后从M点沿半径射入磁场，从N点射出磁场已知，带电粒子从M点射入磁场时，速度与竖直方向成30°角，弧MN是圆周长的1/3，粒子重力不计求：（1）电场强度E的大小（2）圆形磁场区域的半径R（3）带电粒子从P点到N点，所经历的时间t15（12分）我们已经学过了关于两个质点之间万有引力的大小是：F=但是，在某些特殊情况下，非质点之间的万有引力计算及其应用的问题，我们可以利用下面两个已经被严格证明是正确的结论，而获得快速有效地解决：a若质点m放置在质量分布均匀的大球壳M（球壳的厚度也均匀）的空腔之内，那么m和M之间的万有引力总是为零b若质点m放置在质量分布均匀的大球体M之外（rr0），那么它们之间的万有引力为：F=，式中的r为质点m到球心之间的距离; r0为大球体的半径假设地球可视为一个质量分布均匀且密度为的球体，通过地球的南北两极之间能够打通一个如图所示的真空小洞若地球的半径为R，万有引力常数为G，把一个质量为m的小球从北极的洞口由静止状态释放后，小球能够在洞内运动（1）求：小球运动到距地心为0.5R处的加速度大小a；（2）证明：小球在洞内做简谐运动；（3）求：小球在运动过程中的最大速度vm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、A【解析】当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，可知P、Q将互相靠拢，回路的面积减小一点，使穿过回路的磁场减小一点，起到阻碍原磁通量增加的作用，故A正确，BCD错误2、D【解析】A根据牛顿第一定律知，物体只有在不受外力，或者所受合外力为零时，才能处于静止或匀速直线运动状态，A错误；B行星在圆周轨道上保持匀速率运动是由于受到改变运动状态的万有引力作用，其运动状态是不断变化的，则B项错误；C牛顿第一定律反映物体具有惯性这种性质，并不能反映物体惯性的大小，C错误；D运动物体如果没有受到力的作用，将保持原来的速度做匀速直线运动，D项中说法符合牛顿第一定律，D正确；故选D。3、A【解析】A.牛顿第一定律只能适用于宏观、低速的物体，故A正确；B.F=ma中的物体加速度对应的是物体所受的合外力，而不仅仅是拉力F，故B错误；C.绕地球飞行的宇航舱内物体依旧受到地球的吸引作用，故依旧受到重力作用，故C错误；D.地面对人的支持力与人对地面的压力是一对作用力与反作用力，大小一定相等，故D错误。故选A。4、D【解析】如图所示，物块匀加速运动受重力、推力F、滑动摩擦力和支持力。正交分解后，沿斜面方向垂直于斜面方向平衡又有解以上三式得故选D。5、C【解析】根据有效值的定义，有解得：交流电的有效值电阻功率所以加湿器1小时消耗的电能度故C正确，ABD错误。故选：C。6、A【解析】在地球表面有解得连光都无法逃脱它的引力束缚，故有解得联立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、CD【解析】同时使两悬线长度减半，若角度不变，球间距减半，根据公式，静电斥力增加为4倍，故重力和静电斥力的合力方向一定改变，不能在原位置平衡，故A错误；同时使两球的质量和电荷量减半，A球的重力减小为一半，静电力都减小为四分之一，故重力和静电斥力的合力方向一定改变，不能在原位置平衡，故B错误；同时使A球的质量和电荷量减半，A球的重力和静电力都减小为一半，故重力和静电斥力的合力方向不变，球能保持平衡，故C正确；同时使两悬线长度和两球的电荷量减半，球间距减为一半，根据公式，静电力不变，故重力和静电斥力的合力方向不变，球能保持平衡，故D正确。所以CD正确，AB错误。8、AB【解析】A、B两物体在竖直方向上的运动是相同的，若A、B在第一次落地前不碰，由于反弹后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，则以后一定能碰，故A正确，C错误若A球经过水平位移为l时，还未落地，则在B球正下方相碰.可知当A的初速度较大时，A、B在第一次落地前能发生相碰，故B正确若A、B在最高点相碰，A球第一次落地的水平位移x=l/n，n=2、4、6、8，故D错误故选AB【点睛】此题关键是知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据该规律抓住地面碰撞前后，水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反来判断两球能否相碰9、BD【解析】A由题图可得电路中电流的峰值为交流发电机电动势的峰值为故A错误；B由题图可得交变电流的角速度，从线圈平面与磁场平行开始计时，则时电动势的瞬时值故B正确：C电压表示数为有效值不随时间发生变化，电阻两端电压为所以电压表示数为，故C错误；D交流发电机线圈从图示位置开始转过的过程中的平均感应电动势为故D正确。故选BD。10、CD【解析】A多晶体和非晶体各个方向的物理性质都相同，金属属于多晶体，A错误；B晶体体积增大，若分子力表现为引力，分子势能增大，若分子力表现为斥力，分子势能减小，B错误；C水的表面张力的有无与重力无关，所以在宇宙飞船中，水的表面依然存在表面张力，C正确；D在现代科技中科学家利用某些物质在水溶液中形成的薄片状液品来研究高子的渗透性，D正确。故选CD。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、9cm 50 N/m A 【解析】(1)12根据力的平衡，有把G=2N时，L=11cm与G=3N时，L=12cm代入解得L0=9cmk=50 N/m(2)3将A、B弹簧串联起来使用，当拉力为F时，每个弹簧的形变量为x，整体形变量为2x，由F=kx,可得整体的劲度系数故填A。12、0.735 【解析】(1)1游标为20分度，精确度为0.05mm，游标对齐的格数不估读，则测挡光片的宽度为(2)2调节轨道的倾角轻推小车后使小车拉着钩码和托盘能沿轨道向下匀速下滑，说明小车的合力为零，而撤去托盘m0和钩码m，小车的合力变为则小车加速从A到B过程中合外力做的功为3光电门挡住光的时间极短，求出的平均速度可认为是小车通过A、B两位置的瞬时速度，有，则小车动能的变化量的表达式为四、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、（1）（2）；【解析】试题分析：（1）设卫星在R轨道运行的周期为T，根据万有引力定律和牛顿第二定律有：解得：（2）如图所示，最大横截面积为A的卫星，经过时间从图中的实线位置运动到了图中的虚线位置，该空间区域的稀薄空气颗粒的质量为以这部分稀薄空气颗粒为研究对象，碰撞后它们都获得了速度v，设飞船给这部分稀薄空气颗粒的平均作用力大小为F，根据动量定理有：根据万有引力定律和牛顿第二定律有：，解得：根据牛顿第三定律，卫星所受的阻力大小F=设卫星在R轨道运行时的速度为v1、动能为Ek1、势能为Ep1、机械能为E1，根据牛顿定律和万有引力定律有：卫星的动能，势能解得：卫星高度下降H，在半径为（R-H）轨道上运行，同理可知其机械能卫星轨道高度下降H，其机械能的改变量卫星机械能减少是因为克服空气阻力做了功设卫星在沿半径为R的轨道运行一周过程中稀薄空气颗粒作用于卫星的阻力做的功为W0，利用小量累积的方法可知：上式表明卫星在绕不同轨道运行一周，稀薄空气颗粒所施加的阻力做的功是一恒量，与轨道半径无关则E=nW0解得：考点：牛顿定律；万有引力定律；能量守恒定律.14、（1） （2） （3） 【解析】（1）在电场中，粒子经过M点时的速度大小 v=2v0竖直分速度 vy=v0cot30°=v0由 ，a=得E= （2）粒子进入磁场后由洛伦兹力充当向心力做匀速圆周运动，设轨迹半径为r由牛顿第二定律得：qvB=m， 根据几何关系得：R=rtan30°= （3）在电场中，由h=得 t1=；在磁场中，运动时间 故带电粒子从P点到N点，所经历的时间 t=t1+t2= 15、（1） （2） 做简谐运动（3）【解析】解：（1）根据题意可知，小球距离地心为r=0.5R处万有引力大小又由牛顿第二定律可知三式联立可得：（2）假设小球相对于球心的位移是x，则有：又两式联立可得： 考虑万有引力F的方向总是指向地心，即F的方向和小球相对于地心的位移x的方向总是方向相反的， 若令 ：则有： 结论：小球在洞内做简谐振动（3） 由可知，从洞口到地心，小球的万有引力大小F是随着做功的距离线性减少的所以所以