陕西西安高新一中2022-2023学年高三第四次模拟考试物理试卷含解析.doc

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、图为2020年深圳春节期间路灯上悬挂的灯笼，三个灯笼由轻绳连接起来挂在灯柱上，O为结点，轻绳OA、OB、OC长度相等，无风时三根绳拉力分别为FA、FB、FC。其中OB、OC两绳的夹角为，灯笼总质量为3m，重力加速度为g。下列表述正确的是（）AFB一定小于mgBFB与FC是一对平衡力CFA与FC大小相等DFB与FC合力大小等于3mg2、下列说法正确的是（）A衰变中产生的射线是原子的核外电子挣脱原子核的束缚形成的B亚里士多德猜想自由落体运动的速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证C对于某种金属，只要入射光强度足够大，照射时间足够长，就会发生光电效应D用频率大于金属的极限频率的入射光照射金属时，光越强，饱和电流越大3、2019年7月31日，一个国际研究小组在天文学和天体物理学杂志刊文称，在一个距离我们31光年的M型红矮星GJ357系统中，发现了行星GJ357b、GJ357c和GJ357d，它们绕GJ357做圆周运动。GJ357d处于GJ357星系宜居带，公转轨道与GJ357的距离大约为日地距离的五分之一。GJ357d的质量是地球质量的6.1倍，公转周期为55.7天，很可能是一个宜居星球。不考虑行星间的万有引力，根据以上信息可知（ ）AGJ357d和GJ357c的轨道半径与周期的比值相同BGJ357d的周期比GJ357c的周期小CGJ357的质量约为地球质量的3倍DGJ357的质量约为太阳质量的4、已知光速为 3 × 108 m/s 电子的质量为 9.1 × 1031 kg ，中子的质量为1.67 ×1027 kg，质子的质量为1.67 × 1027 kg。 氢原子能级示意图如图所示。静止氢原子从n =4 跃迁到 n =1 时，氢原子的反冲速度是多少？（ ）A4.07 m/sB0.407 m/sC407 m/sD40.7 m/s5、一束由a、b两种单色光组成的复色光射向玻璃制成的三棱镜，通过三棱镜的传播情况如图所示。关于a、b两种单色光，下列说法正确的是（）A玻璃对a色光的折射率大于对b色光的折射率Ba色光的光子能量小于b色光的光子能量Ca色光在玻璃中的传播速度比b色光小Da色光发生全反射的临界角比b色光小6、如图1所示，弹簧振子在竖直方向做简谐运动。以其平衡位置为坐标原点，竖直向上为正方向建立坐标轴，振子的位移x随时间t的变化如图2所示，下列说法正确的是A振子的振幅为4cmB振子的振动周期为1sCt=ls时，振子的速度为正的最大值Dt=ls时，振子的加速度为正的最大值二、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，楔形物块A静置在水平地面上，其斜面粗糙，斜面上有小物块B，用平行于斜面的力F拉B，使之沿斜面匀速上滑。现改变力F的方向至与斜面成一定的角度，仍使物体B沿斜面匀速上滑。在B运动的过程中，楔形物块A始终保持静止。关于相互间作用力的描述正确的有（）AA对B的摩擦力可能不变B拉力F可能增大C物体B对斜面的作用力减小D地面受到的摩擦力大小可能变大8、2019 年 11 月 5 日 01 时 43 分，我国在西昌卫展发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射了第 49 颗北斗导航卫星。该卫星属倾斜地球同步轨道卫星，标志着北斗三号系统 3 颗倾斜地球同步轨道卫星全部发射完毕。倾斜地球同步轨道卫星是运转轨道面与地球赤道面有夹角的轨道卫星， 它的运行周期与“同步卫星”相同(T24h)，运动轨迹如图所示。关于该北斗导航卫星说法正确的是（ ） A该卫星与地球上某一位置始终相对静止B该卫星的高度与“同步卫星”的高度相等C该卫星运行速度大于第一宇宙速度D该卫星在一个周期内有 2 次经过赤道上同一位置9、 “HAT-P-1”是迄今为止发现的河外星系最大的行星，围绕某恒星A做圆周运动，“HAT-P-1”距离地球的间距大约为450光年。另观测到该行星的半径为R，已知在该行星表面的重力加速度为g。由以上条件可求解的物理量是（）A恒星A的密度B行星“HAT-P-1”的第一宇宙速度C行星“HAT-P-1”绕恒星A运行的周期D绕“HAT-P-1”运行的卫星的最小周期10、如图所示，A、B两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上，两细线与水平方向夹角分别为60°和45°，A、B间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态，则下列判断正确的是（ ）AA、B的质量之比为1：BA、B所受弹簧弹力大小之比为：C悬挂A、B的细线上拉力大小之比为：1D快速撤去弹簧的瞬间，A、B的瞬时加速度大小之比为1：三、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）某学习小组的同学要应用自由落体运动知识测当地重力加速度g，现已找来了如下器材：如图所示的对称“工”字形金属薄片、铁架台及其附件、光电计时器1套。(1)根据实验目的，需要的器材还有（_）A天平 B打点计时器C秒表、 D游标卡尺(2)需要测量的物理量除了“工” 字形金属薄片上、下水平部分的厚度d和它们之间竖直部分的长度L外（d<<L），还需要测量的物理量是_（ 说明物理量名称和表示它的字母符号）；(3)用(2)中的物理量字母表示实验中测重力加速度的表达式g =_。12（12分）学习了“测量电源的电动势和内阻”后，物理课外活动小组设计了如图甲所示的实验电路，电路中电源电动势用E，内阻用r表示。 (1)若闭合电键S1，将单刀双掷电键S2掷向a，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电压表的读数U，处理数据得到图像如图乙所示，写出关系式 _。（不考虑电表内阻的影响） (2)若断开S1，将单刀双掷电键S2掷向b，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电流表的读数I，处理数据得到图像如图丙所示，写出关系式 _。（不考虑电表内阻的影响） (3)课外小组的同学们对图像进行了误差分析，发现将两个图像综合起来利用，完全可以避免由于电压表分流和电流表分压带来的系统误差。 已知图像乙和丙纵轴截距分别为b1、b2，斜率分别为k1、k2。 则电源的电动势E=_，内阻r=_。(4)不同小组的同学用不同的电池组（均由同一规格的两节干电池串联而成），按照(1)中操作完成了上述的实验后，发现不同组的电池组的电动势基本相同，只是内电阻差异较大。 同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个电池组继续进一步探究，对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系，以及电池组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想，并分别画出了如图丁所示的PR和PU图像。若已知甲电池组的内电阻较大，则下列各图中可能正确的是_（选填选项的字母）。ABCD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）某物体沿着一条直线做匀减速运动，途经三点，最终停止在点。之间的距离为，之间的距离为，物体通过与两段距离所用时间都为。求:（1）物体经过点时的速度;（2）物体经过段的平均速度。14（16分）如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.4m，金属导轨所在的平面与水平面夹角=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面的局部匀强磁场，金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.5的直流电源。现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止，导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5，金属导轨电阻不计。（已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，局部匀强磁场全部覆盖导体棒ab，但未覆盖电源）（1）求静止时导体棒受到的安培力F安大小和摩擦力f大小；（2）若将导体棒质量增加为原来两倍，而磁场则以恒定速度v1=30m/s沿轨道向上运动，恰能使得导体棒匀速上滑，（局部匀强磁场向上运动过程中始终覆盖导体棒ab，但未覆盖电源）求导体棒上滑速度v2；（3）在问题（2）中导体棒匀速上滑的过程，求安培力的功率P安和全电路中的电功率P电。15（12分）如图为过山车的简化模型，AB是一段光滑的半径为R的四分之一圆弧轨道，B点处接一个半径为r的竖直光滑圆轨道，滑块从圆轨道滑下后进入一段长度为L的粗糙水平直轨道BD，最后滑上半径为R，圆心角=60°的光滑圆弧轨道DE。现将质量为m的滑块从A点由静止释放，求(1)若R=3r，求滑块第一次到达竖直圆轨道最高点时对轨道的压力大小；(2)若要求滑块能滑上DE圆弧轨道但不会从E点冲出轨道，并最终停在平直轨道上，平直轨道BD的动摩擦因数需满足的条件。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因OB=OC可知FB=FC，由平衡知识可知解得FB一定大于mg，选项A错误；B FB与FC不共线，不是一对平衡力，选项B错误；C因FA=3mg>FC，则选项C错误；D由平衡知识可知，FB与FC合力大小等于3mg，选项D正确。故选D。2、D【解析】A.衰变中产生的射线是原子核内的中子转化为质子同时释放电子，故A错误；B. 伽利略猜想自由落体运动的速度与下落时间成正比，但不是直接用实验进行了验证，故B错误；C. 光电效应发生条件与光的强度无关，只与入射光的频率有关，当用频率大于金属的极限频率的入射光照射金属时，光越强，饱和电流越大，故C错误，D正确；故选D。3、D【解析】AG357d和GJ357c都绕GJ357做圆周运动，由开普勒第三定律可知，它们轨道半径的三次方与周期的二次方的比值相同，故A错误；B万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得解得由于Rc <Rd，则，所以GJ357d的周期比GJ357c的周期大，故B错误；C万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得解得求天体质量时只能求得中心天体的质量，不能求环绕天体的质量，地球绕太阳运动，地球为环绕天体；GJ357d绕GJ357运动，GJ357d是环绕天体，虽然知道GJ357d的质量是地球质量的6.1倍，但不能比较GJ357的质量与地球质量的关系，故C错误；D万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得解得故D正确。故选D。4、A【解析】氢原子从n =4 跃迁到 n =1 时放出光子的能量为光子的动量 光子的能量可得根据动量守恒定律可知可得故选A。5、B【解析】AB通过玻璃三棱镜后，b色光的偏折角最大，说明玻璃对b光的折射率大于对a色光的折射率，则b色光的频率最高，根据可知，a色光的光子能量小于b色光的光子能量，故A错误，B正确；Ca色光的折射率小，根据分析可知a色光在玻璃中的传播速度大于b色光，故C错误；D玻璃对b光的折射率大，根据知b色光发生全反射的临界角小于a色光，故D错误。故选B。6、C【解析】由振动图像可知，该弹簧振子的振幅为2cm，周期为2s，t=1s时，振子在平衡位置，切向y轴正向速度，加速度为零，故C正确。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、BC【解析】AB拉力F平行斜面向上时，先对物体B受力分析如图根据平衡条件，平行斜面方向F=f+mgsin垂直斜面方向N=mgcos其中：f=N解得F=mg（sin+cos） f=mgcos 拉力改变方向后，设其与斜面夹角为，根据平衡条件，平行斜面方向Fcos=f+mgsin垂直斜面方向N+Fsin=mgcos其中：f=N解得 f=（mgcosFsin） 由两式得到滑动摩擦力减小；由两式得到，拉力F可能变大，也可能减小，故A错误，B正确；CD对物体A受力分析，受重力、支持力、B对A的压力、B对A的滑动摩擦力、地面对A的静摩擦力，如图：根据平衡条件，水平方向有f静=Nsin+fcos结合前面AB选项分析可知，当拉力改变方向后，N和f都减小，故f和N的合力一定减小（B对A的力就是f和N的合力）。静摩擦力也一定减小，故C正确，D错误；故选BC8、BD【解析】A同步卫星相对于地球静止，必须为地球赤道面上的同步卫星，因为此卫星为倾斜轨道，因此不能与地球保持相对静止;A错误；B由公式可得，因为两个卫星的周期是一样的，其他常量都相同，所以高度相同;B正确.C地球的第一宇宙速度是最大的环绕速度，该卫星比近地卫星轨道半径大，所以速度小于第一宇宙速度;C错误D此卫星的轨道为倾斜轨道，因此当卫星转一周时，两次通过赤道;D正确.故选BD。9、BD【解析】AC本题中不知道行星“HAT-P-1”绕恒星A运动的任何量，故不可计算恒星A的密度和绕A运动的周期，AC错误；BD根据在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的卫星，重力提供向心力得解得，则行星“HAT-P-1”的第一宇宙速度就是在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的线速度，所以行星“HAT-P-1”的第一宇宙速度就是，行星“HAT-P-1”附近运行的卫星的最小周期就是在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的周期，所以最小周期是，故BD正确。故选BD。10、CD【解析】A对A、B两个物体受力分析，如图所示：A、B都处于静止状态，受力平衡，则有：对物体A：得：对物体B，有：得：所以：，故A错误；B同一根弹簧弹力相等，故B错误；C对A物体，细线拉力：对B物体，细线拉力：得：，故C正确；D快速撤去弹簧的瞬间，物体AB将以悬点为圆心做圆周运动，刚撤去弹簧的瞬间，将重力分解为沿半径和沿切线方向，沿半径合力为零，合力沿切线方向对A物体：得：对B物体：得：联立得：，故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、D “工”字形金属薄片上、下水平部分分别通过光电计时器的时间和 【解析】(1)1此实验不必测量质量，不需天平；用光电计时器计时，故不需打点计时器和秒表；需要用游标卡尺测量“工”字形金属薄片上、下水平部分的厚度，故选D(2)2要测当地重力加速度，就必须测得“工”字形金属薄片上、下水平部分分别通过光电计时器的速度，故而需要测量“工”字形金属薄片上、下水平部分分别通过光电计时器的时间和(3)3“工”字形金属薄片上、下水平部分分别通过光电计时器的速度又得12、 BC 【解析】（1）1若闭合电键S1，将单刀双掷电键S2掷向a，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电压 表的读数U， 根据闭合电路欧姆定律可知则（2）2 根据闭合电路欧姆定律变形得到与R的关系式，（3）34 由题图所示电路图可知，利用伏阻法时，由于电压表的分流作用，通过电源的电流大于，这是造成系统误差的原因。若考虑通过电压表的电流，则表达式为则则利用安阻法时，考虑电流表内阻，可得则图丙中图像的斜率的倒数等于电源的电动势E。那么根据，可得，（4）5AB根据电源的输出规律可知，当内外电阻相等时输出功率最大，当外电阻大于内电阻时，随着外电阻的增大，输出功率将越来越小，又由可知，电动势相同，内阻越小，最大输出功率越大，甲的电阻大于乙的电阻，所以乙的最大功率大于甲的最大功率，故A错误，B正确。CD当内、外电阻相等时，输出功率最大，此时输出电压为电动势的一半，且电池组乙的输出功率比甲的大，而当外电路断开时，路端电压等于电源的电动势，此时输出功率为零，故C正确，D错误。故选BC。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】（1）设物体在A点时的速度为段中间时刻的速度BC段中间时刻的速度解得物块的加速度大小为（2）物体运动到C点时的速度解得物体经过CD段运动的平均速度14、（1）0.3N，0.06N；（2）7.5m/s；（3）4.5W，27W。【解析】（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律，有I=由左手定则，导体棒受的安培力平行导轨平面向上，其大小F安=BIL=0.30N导体棒所受重力沿斜面向下的分力为：F1=mgsin37°=0.24N由于F1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f，根据共点力平衡条件，有mgsin37°+f=F安解得摩擦力f=0.06N（2）当导体棒质量加倍后，使其匀速运动需要的安培力也应该加倍F安=0.60N设导体棒匀速上滑的速度为v2，回路中的电动势E´=BL（v1v2）+EI´=F安=BI´L代入数据，导体棒上滑速度v2=7.5 m/s（3）安培力的功率P安=F安v2=0.67.5W=4.5WE=BL（v1v2）+E=9V全电路中的电功率P电=27W答：（1）静止时导体棒受到的安培力F安大小为0.3N，摩擦力f大小为0.06N；（2）导体棒上滑速度为7.5m/s；（3）安培力的功率P安为4.5W，全电路中的电功率P电为27W。15、 (1)；(2)【解析】(1)对滑块，从A到C的过程，由机械能守恒可得：根据牛顿第二定律代入，得由牛顿第三定律得(2)滑块由A到B得若滑块恰好停在D点，从B到D的过程，由动能定理可得：可得若滑块恰好不会从E点冲出轨道，从B到E的过程，由动能定理可得：可得综上所述，需满足的条件为