山东省烟台市莱州市一中2023年高三第三次模拟考试物理试卷含解析.doc

2023年高考物理模拟试卷考生须知：1全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、宇航员在某星球表面以初速度2.0 m/s水平抛出一物体，并记录下物体的运动轨迹，如图所示，O为抛出点，若该星球半径为4000km，引力常量G6.67×1011N·m2·kg2，则下列说法正确的是（）A该星球表面的重力加速度为16.0 m/s2B该星球的第一宇宙速度为4.0km/sC该星球的质量为2.4×1020kgD若发射一颗该星球的同步卫星，则同步卫星的绕行速度可能大于4.0km/s2、如图所示，两条水平放置的间距为L，阻值可忽略的平行金属导轨CD、EF，在水平导轨的右端接有一电阻R，导轨的左侧存在磁感应强度方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场区域的长度为d 。左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接。将一阻值也为R的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处。已知导体棒与水平导轨接触良好，且动摩擦因数为，则下列说法中正确的是（ ）A电阻R的最大电流为B整个电路中产生的焦耳热为mghC流过电阻R的电荷量为D电阻R中产生的焦耳热为mgh3、1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场与D形盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可忽略，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上，中心A处粒子源产生的粒子飘人狭缝中由初。速度为零开始加速，最后从出口处飞出。D形盒的半径为R，下列说法正确的是（）A粒子在出口处的最大动能与加速电压U有关B粒子在出口处的最大动能与D形盒的半径无关C粒子在D形盒中运动的总时间与交流电的周期T有关D粒子在D形盒中运动的总时间与粒子的比荷无关4、如图所示，在与磁感应强度为B的匀强磁场垂直的平面内，有一根长为s的导线，量得导线的两个端点间的距离=d，导线中通过的电流为I，则下列有关导线受安培力大小和方向的正确表述是（ ）A大小为BIs，方向沿ab指向bB大小为BIs，方向垂直abC大小为BId，方向沿ab指向aD大小为BId，方向垂直ab5、如图所示，同时作用在质点O上有三个共点力F1、F2、F3，其中F1、F2是正六边形的两条边，F3是正六边形的一条对角线。已知F1=F2=2N，则这三个力的合力大小等于A6NB8NC10ND12N6、在如图所示的理想变压器供电线路中，原线圈接在有效值恒定的交流电源上，副线圈接有两个灯泡，电流表、电压表均为理想电表。开关S原来是断开的，现将开关S闭合，则（）AA1的示数增大，A2的示数增大BA1的示数不变，A2的示数增大CV1的示数减小，V2的示数减小。DV1的示数不变，V2的示数减小二、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、真空中质量为m的带正电小球由A点无初速自由下落t秒，在t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t秒小球又回到A点。小球电荷量不变且小球从未落地，重力加速度为g。则A整个过程中小球电势能变化了B整个过程中小球速度增量的大小为C从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了D从A点到最低点小球重力势能变化了8、如图甲所示，一足够长的传送带倾斜放置，倾角为，以恒定速率v=4m/s顺时针转动。一煤块以初速度v0=12m/s从A端冲上传送带，煤块的速度随时间变化的图像如图乙所示，取g=10m/s2，则下列说法正确的是（）A倾斜传送带与水平方向夹角的正切值tan=0.75：B煤块与传送带间的动摩擦因数=0.5C煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为4sD煤块在传送带上留下的痕迹长为m9、我国计划在2030年之前实现飞船载人登月计划，假设你有幸成为登上月球的第一位中国人，如果告知万有引力常量，你可以完成以下哪项工作（）A测出一个石块在月球表面上方自由下落的高度和时间，求出月球表面上该石块的重量B测出一个石块在月球表面上方做平抛运动的高度和时间，求出月球的质量C从月球表面上捡取100块石头，测量它们的质量和体积，求出月球的平均密度D测出飞船贴近月球表而绕月球做匀速圆周运动的周期求出月球的平均密度10、如图所示，轴在水平地面上，轴在竖直方向。图中画出了从轴上沿轴正方向水平抛出的三个小球和的运动轨迹。不计空气阻力，下列说法正确的是（）A和的初速度大小之比为B和在空中运动的时间之比为C和的初速度大小之比为D和在空中运动的时间之比为三、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）如图所示，为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m 的关系”实验装置简图. （1）本实验采用的实验方法是_A控制变量法 B假设法 C理想实验法 D等效替代法（2）在保持小车受力相同时，探究加速度与质量关系的实验屮，以下故法正确的是_ A平衡摩擦力时，应将装有砝码的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上 B每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源 D为得出加速度a与与质量m的关系而作出 图象（3）下图是实验中获取的一条纸带的一部分，其中O、A、B、C、D是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图，打“B”计数点时小车的速度大小为_m/s.由纸带求出小车的加速度的大小为_m/s2.(计算结果均保留2位有效数字）（4）如图所示是某同学在探究加速度与力的关系时，根据测量数据作出的aF图线.其中图线不过原点的原因是_，图线在末端弯曲的原因是_.12（12分）某兴趣小组用如图所示的办法来测玻璃的折射率，找来一切面为半球的透明玻璃砖和激光发生器。若激光垂直底面半径从点射向玻璃砖，则光线沿着_射出；若将激光发生器向左移动，从点垂直底面射向玻璃砖，光线将沿着如图所示的方向从点射出，若想求此玻璃砖的折射率，需要进行以下操作：（a）测玻璃砖的半径：_。（b）入射角的测量：_，折射角的测量：_。（c）玻璃砖的折射率计算表达式：_。（d）将激光束继续向左移动到点，刚好看不到出射光线，则临界角即等于图中_。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a所示。水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场，现将一重力不计、比荷的正电荷置于电场中的O点由静止释放，经过后，电荷以的速度通过MN进人其上方的匀强磁场，磁场与纸面垂直，磁感应强度B按图b所示规律周期性变化（图b中磁场以垂直纸面向外为正，以电荷第一次通过MN时为t=0时刻），计算结果可用表示。(1)求正电荷在正向磁场和负向磁场中运动的半径及周期；(2)如果在O点右方47.5cm处有一垂直于MN的足够大的挡板，求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间。14（16分）如图所示为一种研究高能粒子在不同位置对撞的装置。在关于y轴对称间距为2d的MN、PQ边界之间存在两个有界匀强磁场，其中K（K在x轴上方）下方I区域磁场垂直纸面向外，JK上方区域磁场垂直纸面向里，其磁感应强度均为B直线加速器1与直线加速器2关于O点轴对称，其中心轴在位于x轴上，且末端刚好与MN、PQ的边界对齐；质量为m、电荷量为e的正、负电子通过直线加速器加速后同时以相同速率垂直MN、PQ边界进入磁场。为实现正、负电子在区域的y轴上实现对心碰撞（速度方向刚好相反），根据入射速度的变化，可调节边界与x轴之间的距离h，不计粒子间的相互作用，不计正、负电子的重力，求：（1）哪个直线加速器加速的是正电子；（2）正、负电子同时以相同速度1进入磁场，仅经过边界一次，然后在区域发生对心碰撞，试通过计算求出v1的最小值。（3）正、负电子同时以v2速度进入磁场，求正、负电子在区域y轴上发生对心碰撞的位置离O点的距离。15（12分）如图所示，在坐标系中，在的区域内分布由指向y轴正方向的匀强电场，在的区域内分布有垂直于平面向里的匀强磁场，MN为电场和磁场的边界，在处放置一垂直于y轴的足够大金属挡板ab，带电粒子打到板上即被吸收（设轨迹圆与挡板ab相切的粒子刚好不会被吸收），一质量为m.电量为的粒子以初速度由坐标原点O处沿x轴正方向射入电场，已知电场强度大小为，粒子的重力不计（1）要使粒子不打到挡板上，磁感应强度应满足什么条件？（2）通过调节磁感应强度的大小，可让粒子刚好通过点（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、B【解析】A物体做平抛运动，根据平抛运动的规律有联立解得该星球表面的重力加速度为，故A错误；BC设该星球的第一宇宙速度为，该星球的质量为，在星球表面附近，则有解得故B正确，C错误；D根据万有引力提供向心力有解得卫星运动的轨道半径越大，则绕行速度越小，第一守宙速度是绕星球表面运行的速度，同步卫星的速度一定小于4.0km/s，故D错误；故选B。2、C【解析】金属棒在弯曲轨道下滑时，只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律或动能定理可以求出金属棒到达水平面时的速度，由E=BLv求出感应电动势，然后求出感应电流；由可以求出流过电阻R的电荷量；克服安培力做功转化为焦耳热，由动能定理（或能量守恒定律）可以求出克服安培力做功，得到电路中产生的焦耳热【详解】金属棒下滑过程中，由机械能守恒定律得：mgh=mv2，金属棒到达水平面时的速度 v=，金属棒到达水平面后进入磁场受到向左的安培力做减速运动，则导体棒刚到达水平面时的速度最大，所以最大感应电动势为 E=BLv，最大的感应电流为，故A错误；金属棒在整个运动过程中，由动能定理得：mgh-WB-mgd=0-0，则克服安培力做功：WB=mgh-mgd，所以整个电路中产生的焦耳热为 Q=WB=mgh-mgd，故B错误；克服安培力做功转化为焦耳热，电阻与导体棒电阻相等，通过它们的电流相等，则金属棒产生的焦耳热：QR=Q=（mgh-mgd），故D错误。流过电阻R的电荷量，故C正确；故选C。【点睛】题关键要熟练推导出感应电荷量的表达式，这是一个经验公式，经常用到，要在理解的基础上记住，涉及到能量时优先考虑动能定理或能量守恒定律3、D【解析】AB根据回旋加速器的加速原理，粒子不断加速，做圆周运动的半径不断变大，最大半径即为D形盒的半径R，由得最大动能为故AB错误；CD粒子每加速一次动能增加Ekm=qU粒子加速的次数为粒子在D形盒中运动的总时间，联立得故C错误，D正确。故选D。4、D【解析】导线的等效长度为d，则所受的安培力为F=BId，由左手定则可知方向垂直ab。故选D。5、A【解析】将F1、F2合成如图，由几何关系得，F1、F2的合力由于F12与F3的方向相同，由几何关系可得，三力的合力故A项正确，BCD三项错误。6、A【解析】副线圈输出电压由原线圈的输入电压和原、副线圈匝数比决定，原线圈输入电压和原、副线圈匝数比不变，则副线圈输出电压不变，电压表V1的示数不变，电压表V2的示数不变，开关S闭合后，总电阻减小，根据欧姆定律可知，副线圈输出电流增大，根据变流比可知，原线圈输入电流增大，即电流表A1的示数增大，电流表A2的示数增大，故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、AB【解析】小球先做自由落体运动，后做匀减速运动，两个过程的位移大小相等、方向相反。设电场强度大小为E，加电场后小球的加速度大小为a，取竖直向下方向为正方向，则由，又v=gt，解得 a=3g，则小球回到A点时的速度为v=v-at=-2gt；整个过程中小球速度增量的大小为v=v=-2gt，速度增量的大小为2gt。由牛顿第二定律得 ，联立解得，qE=4mg，故A正确；从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能减少了，故C错误。设从A点到最低点的高度为h，根据动能定理得解得，从A点到最低点小球重力势能减少了D错误。8、AD【解析】AB由vt图像得01s内煤块的加速度大小方向沿传送带向下；12s内煤块的加速度大小方向沿传送带向下。01s，对煤块由牛顿第二定律得，对煤块由牛顿第二定律得mgsin一mgcos=ma2解得tan=0.75，=0.25故A正确，B错误；Cvt图像图线与时间轴所围面积表示位移大小，所以煤块上滑总位移大小为x=10m，由运动学公式得下滑时间为所以煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为，故C错误；D01s内煤块比传送带多走4m，划痕长4m，12s内传送带比煤块多走2m，划痕还是4m。内传送带向上运动，煤块向下运动，划痕总长为，故D正确。故选AD。9、AD【解析】A根据 得则月球表面上该石块的重量G=mg=m故A正确；B一个石块在月球表面上方做平抛运动的高度和时间，同样有竖直方向得又根据任意一星球表面物体重力等于万有引力G=mg得因不知道月球半径，则求不出月球的质量，故B错误；C从月球表面上捡取100块石头，测量它们的质量和体积，只能大体测出月球上石头的密度，但月球密度不一定与月球上石头的密度相同，故C错误；D由万有引力提供向心力得： 得：又M=R3，联立解得：故D正确。故选AD。10、CD【解析】小球做平抛运动，则有：对有，对有，对有：解得：故CD正确，AB错误。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、A BD 0.54 1.5 未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力 未满足小车的质量远远大于小桶和砝码的总质量 【解析】（1）本实验采用的实验方法是控制变量法；（2）平衡摩擦力时，应不挂小桶，让小车拖着纸带在木板上做匀速运动，选项A错误；每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，选项B正确；实验时要先接通电源后放小车，选项C错误；因为 为正比关系，故为得出加速度a与与质量m的关系而作出图象，选项D正确；故选BD（3）计数点间的时间间隔T=0.02s×5=0.1s，打B计数点时小车的速度大小为；根据逐差法得，小车的加速度 （4）由图线可知，当力F到达一定的值时才有加速度，故图线不过原点的原因是未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力；图线在末端弯曲的原因是未满足小车的质量远远大于小桶和砝码的总质量；12、方向 在白纸上描出两点，并测出长 连接，入射光线与的夹角为 与出射光线的夹角为 【解析】1当光线垂直质界面射入时，传播方向不发生改变，故从点垂直底面射向玻璃砖的光线将沿方向射出。（a）2记录出射点，连接，长即为半径。（b）34连接即为法线，入射光线与夹角为入射角，出射光线与夹角为折射角。（c）5由折射率公式知（d）6当光线从点入射时恰好发生全反射，即此时等于临界角。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)5cm，；3cm，；(2)【解析】(1)当磁场垂直纸面向外时，设电荷运动的半径为由得当磁场垂直纸面向里时，设电荷运动的半径为由圆周运动规律得当磁场垂直纸面向外时，周期当磁场垂直纸面向里时，周期(2)故电荷从时刻开始做周期性运动，结合磁场的周期性可知运动轨迹如图所示电荷第一次通过MN开始。其运动的周期此时粒子距离点的水平距离为即每经过一个周期，粒子在水平方向向右前进，根据电荷的运动情况可知，电荷到达挡板前运动的完整周期数为10个，即则最后7.5cm的距离如图所示有解得则故电荷运动的总时间14、（1）直线加速器2（2）；（3）y2，n1，3，5，72k1。【解析】（1）正负电子进入磁场后要在区域相遇，因此正负电子出加速器以后都向上偏转，根据左手定则可知直线加速器2加速得为正电子（2）如图所示：d2Rsin，R（1cos）h或直接得：整理得：R即当，即h时，Rmin根据ev1Bm，求得：v1（3）当v，则R，距离总是满足：y2h情况一：hR，只有一种情况hR，y情况二：hR，hR，那么y2，n1，3，5，72k115、 (1) (2) 【解析】（1）粒子先在电场中做类平抛运动，其中，得到：速度与x轴夹角，进入磁场速度粒子刚好不打到挡板上，轨迹与板相切；设粒子在磁场中运动半径为R，洛伦兹力提供向心力：由几何关系：，得到：得到：，故要使粒子不打到挡板上，；（2）粒子再次回到x轴上，沿x轴前进的距离调节磁场，所以粒子通过P点，回旋次数，所以N为整数，只能取、时，此时磁场时，此时磁场时，此时磁场点睛：本题的难点在于第二问，由于改变磁感应强度则粒子做匀速圆周运动的半径随之改变，粒子返回MN的位置也将变化，回到电场中做斜抛运动到达x轴的位置也将发生相应的变化，那么就要找到回旋次数N与每回旋一次向前移动距离s之间的关系