江西省吉安市泰和县2023届高三下学期第一次模拟物理试题（含解析）

2023届江西省吉安市泰和县高三下学期第一次模拟
物理试题
一、选择题(1-8为单选，9-12为多选，每空4分，共48分)
1．量子论的建立是20世纪物理学的最大成就之一，量子论解释了原子、分子等微观粒子遵循的规律，下列说法正确的是（　　）
A．赫兹在研究电磁波时发现了光电效应现象，说明光的本质是波
B．由可知，对某种确定的金属，光电子的最大初动能取决于入射光的频率
C．遏止电压的存在说明所有金属的逸出功是相同的
D．一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可以放出4种不同频率的光
2．关于超重和失重现象的说法正确的是（　　）
A．物体向上运动发生失重现象 B．物体向下加速运动发生失重现象
C．物体向上减速运动发生超重现象 D．物体向下匀速运动发生超重现象
3．物体A放在上表面水平的滑块上，滑块沿斜面向上做匀减速运动，如图所示．以下说法正确的是（ ）
A．A仅受到重力和支持力的作用
B．A受到重力、支持力和沿斜面向上的摩擦力的作用
C．A受到的合外力水平向左
D．A受到的合外力方向与其速度方向相反
4．有一匀强电场的方向平行于xOy平面（纸面），平面内a、b、c、d四点的位置如图所示，线段cd、cb分别垂直于x轴、y轴，a、b、c三点电势分别为、、，电荷量的点电荷由a点开始沿abcd路线运动，则下列判断正确的是（　　）
A．坐标原点O的电势为
B．电场强度的大小为
C．b、d两点间的电势差为
D．该点电荷从a点移到d点，电势能减少
5．一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动。线圈中的感应电动势e随时间t的变化如右图所示。下面说法中正确的是（　　）
A．t1时刻通过线圈的磁通量为零
B．t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大
C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
D．每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大
6．如图所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U，静电计指针张角会随电势差U的变大而变大，现使电容器带电并保持总电量不变，下列哪次操作能让静电计指针张角变大
A．仅将A板稍微上移 B．仅减小两极板之间的距离
C．仅将玻璃板插入两板之间 D．条件不足无法判断
7．如图，用两根等长的轻细导线将质量为m，长为L的金属棒ab悬挂在c、d两边，金属棒置于匀强磁场中。当棒中通以由a到b的电流I后，两导线偏离竖直方向θ角处于静止状态。已知重力加速度为g，为了使棒静止在该位置，磁场的磁感应强度的最小值为（　　）
A． B．tanθ C．sinθ D．cosθ
8．用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的直径，t=0时刻在ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如甲图，磁感应强度B与时间t的关系如乙图，则0—t1时间内下面说法正确的是（ ）
A．圆环一直具有扩展的趋势
B．圆环中产生逆时针方向的感应电流
C．圆环中感应电流的大小为
D．图中a、b两点之间的电势差
9．下列有关人造地球卫星的说法，正确的是（　　）
A．所有地球同步卫星离地面的高度、线速度大小和周期都相同
B．离地面越远的卫星线速度、角速度、向心加速度都越大
C．离地面越近的卫星向心力越大
D．地球同步卫星线速度的大小一定大于地球上的随地球自转的物体的线速度
10．汽车在公路上以54km/h的速度行驶，突然发现前方30m处有一障碍物，驾驶员立刻刹车，刹车的加速度大小为6m/s2 ，为使汽车不撞上障碍物，则驾驶员的反应时间可以为（ ）
A．0.9s B．0.8s C．0.7s D．0.6s
11．如图所示，当对重为G的物块施加竖直向上大小为F的推力时，物块恰好沿倾角为的斜壁向上匀速运动，已知物块与斜壁之间的动摩擦因数为，则物块受到的摩擦力大小是（　　）
A． B．
C． D．
12．水平面上有带圆弧形凸起的长方形木块A，木块A上的物体B用绕过凸起的轻绳与物体C相连，B与凸起之间的绳是水平的。用一水平向左的拉力F作用在物体B上，恰使物体A、B、C保持相对静止，如图，已知物体A、B、C的质量均为m，重力加速度为g，不计所有的摩擦，则（　　）
A．B物体的加速度为
B．BC间绳子的张力等于
C．A物体受到绳子对他的作用力等于A物体受到的合外力
D．C物体处于失重状态，A、B两物体既不超重也不失重
二、实验题(共16分)
13．用如图所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落：
(1)除了图示的实验器材，下列实验器材中还必须使用的是________（填字母代号）。
A．交流电源 B．秒表 C．刻度尺 D．天平（带砝码）
(2)关于本实验，下列说法正确的是________（填字母代号）。
A．应选择质量大、体积小的重物进行实验
B．释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态
C．先释放纸带，后接通电源
(3)实验中，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O（O点与下一点的间距接近2mm）的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T。设重物质量为m。从打O点到B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔEp=______，动能变化量ΔEk=________（用已知字母表示）。
(4)某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，一端连在力传感器上。将小球拉至水平位置从静止释放，到达最低点时力传感器显示的示数为F0。已知小球质量为m，当地重力加速度为g。在误差允许范围内，当满足关系式________时，可验证机械能守恒。
14．某同学要测定一节干电池的电动势和内阻，实验室备有下列器材：
A．干电池E(电动势约为1.5V、内阻约为1.0Ω)
B．电流表A1(满偏电流为1.5mA、内阻RA1=20Ω)
C．电流表A2(量程为0～0.3A、内阻约为0.1Ω)
D．滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω、允许通过的最大电流为2A)
E.滑动变阻器R2(最大阻值为100Ω、允许通过的最大电流为1A)
F.定值电阻R3=980Ω
G.定值电阻R4=4Ω
H.开关S、导线若干
（1）为了方便且能较精确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是_______(填“R1”或“R2”)。
（2）实验室没有准备电压表，要把电流表改装成电压表，应选用电流表________(填“A1”或“A2”)与定值电阻_________(填“R3”或“R4”)串联使用，改装后的电压表的量程为_________V，其示数即为U。
（3）实验中为了保护待测干电池、方便测量，可以将待测干电池与定值电阻________(填“R3”或“R4”)串联作为“等效电源”来处理。
（4）根据实验数据画出“等效电源”的U—I图像如图所示，可知待测干电池的电动势E=___________V，内阻r=____________Ω。(保留两位有效数字)
三、解答题(共36分)
15．粗糙的水平地面上一物体在水平拉力作用下做直线运动，水平拉力F及运动速度v随时间变化的图象如图甲和图乙所示．取重力加速度g＝10 m/s2．求：
(1)前2 s内物体运动的加速度和位移；
(2)物体的质量m和物体与地面间的动摩擦因数μ．
16．如图所示，竖直面内用光滑钢管弯成的“9”字形固定轨道与水平桌面的右端相接， “9”字全高 H＝0.8 m，“9”字上半部分四分之三圆弧半径为 R＝0.2 m，钢管的内径大小忽 略不计。桌面左端固定轻质弹簧，开始弹簧处于锁定状态，其右端处于 A 位置，此时弹簧具有 的弹性势能为 Ep＝2.16 J，将质量 m＝0.1 kg 的可看作质点的小球放在 A 位置与弹簧相接触， 解除弹簧锁定后，小球从 A 被弹出后经过 B 点进入“9”字形轨道最后从 D 点水平抛出，AB 间水平距离为 L＝1.2 m，小球与桌面间的动摩擦因数为 μ＝0.3，重力加速度 g 取 10 m/s2，不 计空气阻力，假设水平地面足够长，试求：
(1)弹簧解除锁定后，小球到 B 点时的速度大小；
(2)小球运动到轨道最高点 C 时对轨道的作用力；
(3)若小球从“9”字形轨道 D 点水平抛出后，第一次与地面碰撞前速度方向与水平地面倾角 θ＝45°，每一次与地面碰撞过程中小球水平速度分量保持不变，小球弹 起来的竖直速度分量减小为碰撞前的一半，直到最后沿着水平地面滚动，求小球开始沿地面滚 动的位置与 D 点的水平距离以及碰撞过程中小球损失的机械能。
17．如图所示，竖直条形区域I有磁感应强度大小为B、方向水平向外的匀强磁场，竖直条形区域II（含I、II区域的分界线）有电场强度大小为E、方向水平向右的匀强电场，区域I、II的宽度均为L且足够长，M、N均为涂有荧光物质的竖直板。现有一束质子（质子束由两种不同速度的质子组成，且速度较大的质子的速度是速度较小的质子的速度的3倍）在竖直面内从M板上的A点沿与M板夹角的方向连续不断地射入磁场，结果恰好M板没有亮斑，N板有两个亮斑。质子的质量为m、电荷量为e，不计质子所受重力和质子间的相互作用。求：
(1)速度较小的质子从A点射出时的速度大小v0；
(2)速度较小的质子在磁场中运动的时间t；
(3)N板上两个亮斑间的距离h。
1．B
【详解】A．光电效应现象说明光具有粒子性，不能说明光的本质是波，A错误；
B．根据光电效应方程可知，金属的逸出功确定时，光电子的最大初动能取决于入射光的频率，B正确；
C．遏止电压的存在说明光电子具有最大初动能，不同金属的逸出功不同，C错误；
D．一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可以放出种不同频率的光，D错误。
故选B。
2．B
【详解】A．物体向上运动，如果加速度方向向上则发生超重现象，如果加速度方向向下则发生失重现象，A错误；
B．物体向下加速运动，加速度方向向下，发生失重现象，B正确；
C．物体向上减速运动，加速度方向向下，发生失重现象，C错误；
D．物体向下匀速运动，既不是超重现象，也不是失重现象，D错误。
故选B。
3．D
【分析】对滑块的进行受力及运动过程分析；明确力的大小及方向；注意判断两物体之间的相互作用力方向的判断．
【详解】C、D、由题滑块沿斜面向上做匀减速运动，可知滑块的加速度的方向沿斜面向下，与速度的方向相反，所以A受到的合外力的方向沿斜面向下，与速度的方向相反．故C错误，D正确；
A、B、物块A虽然受到的合外力的方向沿斜面向下，当受到的摩擦力的方向始终与接触面平行，即只能沿水平方向，不能沿斜面向上．故AB错误．
故选D
4．D
【分析】在匀强电场中，沿着同一个方向移动相同距离电势降低相等，先据此求解O点的电势；然后找出等势面，结合公式分析电场强度；根据求解电场力做功，分析电势能变化。
【详解】A．由于是匀强电场，故沿着同一个方向前进相同距离电势的降低相等，故：
代入数据解得
故A错误；
B．由于是匀强电场，故沿着同一个方向前进相同距离电势的降低相等可知，ab中点e电势为，连接Oe则为等势面，如图所示：
根据几何关系可知，，则ab为一条电场线，且方向由b指向a，电场强度为
故B错误；
C．因为是匀强电场，所以有，则，所以b、d两点间的电势差为0V，故C错误；
D．该点电荷从a点移到d点电场中做功为
电场力做正功，电势能减小，故该点电荷从a点移到d点，电势能减少 J，故D正确。
故选D。
5．D
【详解】AC．、时刻感应电动势为零，线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，故AC错误；
B．时刻感应电动势最大，线圈位于中性面的垂直位置，穿过线圈的磁通量为零，故B错误；
D．由于线圈每过一次中性面时，穿过线圈的磁通量的绝对值最大，e变换方向，故D正确。
故选D。
6．A
【详解】根据可知，将A板稍微上移，S减小，则电容减小，根据知，电荷量不变，则电势差增大，静电计指针张角变大，故A正确；根据可知，减小两极板之间的距离，则电容增大，根据知，电荷量不变，则电势差减小，静电计指针张角变小，故B错误；根据可知，将玻璃板插入两板之间，则电容增大，根据知，电荷量不变，则电势差减小，静电计指针张角变小，故CD错误．所以A正确，BCD错误．
7．C
【详解】若是所加磁场的磁感应强度最小，应是磁场方向与ab磅垂直时所受的安培力最小，根据平衡条件知由于棒的重力不变，悬线拉力的方向不变，安培力是变化的，画出力的三角形如下图
可知，安培力的最小值为
即
所以
所加磁场的方向应平行于悬线向上，故ABD错误，C正确。
故选C。
8．C
【详解】A．由乙图可知，0—t0时间内，磁通量向里减小，t0—t1时间内，磁通量向外增大。由楞次定律的“来拒去留”可知，为了阻碍磁通量的变化，线圈应先有扩张的趋势后有收缩的趋势，故A错误；
B．由楞次定律“增反减同”可知，线圈中的感应电流方向始终为顺时针，故B错误；
C．由法拉第电磁感应定律可知
感应电流
故C正确；
D．a、b两点之间的电势差
故D错误。
故选C。
9．AD
【详解】A．地球同步卫星与地球自转快慢相同，则角速度一定，可推得地球同步卫星轨道半径大小一定，则离地面的高度、线速度大小和周期都相同，故A正确；
B．离地面越远的卫星，轨道半径越大，则线速度、角速度、向心加速度都越小，故B错误；
C．离地面越近的卫星，轨道半径约小，则向心加速度越大，而卫星的质量未知，则向心力无法比较，故C错误；
D．地球同步卫星与地球上的随地球自转的物体具有相同的角速度，由可知，地球同步卫星线速度的大小一定大于地球上的随地球自转的物体的线速度，故D正确；
故选AD。
10．CD
【详解】汽车匀速运动时的速度
设驾驶员所允许的反应时间为t，刹车后的加速度大小为a。根据题意，由于反应时间的存在，汽车先做匀速运动，后做减速运动，所以有：
汽车的位移
代入数据解得
小于0.75s均可，故CD正确，AB错误。
故选CD。
【点睛】由题，驾驶员有反应时间，在反应时间内汽车的运动状态不变，仍做匀速运动，刹车后汽车做匀减速运动，根据匀速运动的位移公式和匀变速运动公式列式求解反应时间。
11．BD
【详解】对物块受力分析，受重力G、弹力FN（直于斜壁向下）摩擦力Ff（沿斜壁向下）和推力F四个力，把这四个力沿斜壁和垂直于斜壁方向正交分解，由于物块处于平衡状态，在沿斜壁方向有
Gcosθ+Ff=Fcosθ
可得
Ff=(F-G）cosθ
垂直于斜壁方向有
FN+Gsinθ=Fsinθ
又根据
Ff=μFN
可得
Ff=μ（F-G）sinθ
故选BD。
12．AB
【详解】AB．设绳中张力为T，A、B、C共同的加速度为a，与C相连部分的绳与竖直线夹角为α，由牛顿运动定律，对A、B、C组成的整体有
对B有
对C有
，
联立解得
，
故AB正确；
C．A物体受到的合外力为
方向水平向左，A物体受到绳子对他的作用力为
方向斜向下；故C错误；
D．由于A、B、C三物体加速度水平向左，故A、B、C三物体既不超重也不失重，故D错误；
故选AB。
13． AC AB F0 = 3mg
【详解】(1)[1]A．打点计时器需要接交流电源，A正确；
B．打点计时器本身就是计时工具，不需要秒表，B错误；
C．需要用刻度尺测量纸带上打点之间的距离，C正确；
D．重物下落过程中，若满足机械能守恒定律，则
等式两边将重物质量约去，不需要天平测量重物质量，D错误。
故选AC。
(2)[2]A．应选择质量大、体积小的重物进行实验，可以减小阻力带来的误差，A正确；
B．释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态，使重物竖直下落，减小纸带与打点计时器之间的摩擦，B正确；
C．为了有效利用纸带，应先接通电源，后释放纸带，C错误。
故选AB。
(3)[3]重力做正功，重力势能减小所以从到，重力势能的变化量为
[4]在点，根据匀变速直线运动的规律可知
则动能变化量为
(4)[5]若小球运动过程中机械能守恒，则满足
小球运动到最低点
解得
即需要验证的表达式为
14． R1 A1 R3 1.5(或0～1.5) R4 1.5 1.2
【详解】（1）[1]为了方便且能较精确地进行测量，滑动变阻器应该选择阻值较小的，故应选R1；
（2）[2]应该选择较小量程且内阻已知的电流表进行改装，改装后测量比较精确，故选A1；
（2）[3]小量程的电流表改装成电压表时需要串联一个分压电阻进行分压，改装后的电压表是用来测量外电压的，所以扩大后的量程最大是电源的电动势为，串联的电阻为
Ω=980Ω
所以选择R3；
（2）[4]因为改装后的电压表是用来测量外电压的，所以量程为；
（3）[5]选择电阻R3会造成电路中的电流过小，测量不准确，所以应该选择R4；
（4）[6]根据U-I图像，图像和纵坐标轴的交点即是电源的电动势，即E=；
（4）[7]内阻为
Ω
15．(1)2m/s2 4m (2)5 kg 0.1
【详解】(1)根据速度图象的斜率表示加速度，知前2s内物体的运动加速度：
前2s内物体的位移为：
x=at2=×2×22m=4m
(2)根据牛顿第二定律得：
前2s内：F1-μmg=ma
后2s内：F2=μmg
由图得 F1=15N，F2=5N
代入解得：m=5kg，μ=0.1
16．(1)6m/s；(2) 9N；(3) 8.4m；1.4J。
【详解】(1)弹簧接触锁定后，由能量守恒定律得
vB=6m/s
(2)小球有B到C运动

在C点

解得
FN=9N
由牛顿第三定律，对轨道的作用力为9N，方向竖直向上
(2)小球由B到D运动

第一次到达地面时
竖直方向
解得
h=1.4m
小球离开D点直到最后在水平地面做直线运动在竖直方向运动的总时间
代入解得
小球离开D点直到最后在水平地面做直线运动在水平方向
x=vDt总=8.4m
损失的机械能为
△E=mgh=1.4J
17．(1)；(2)；(3)
【详解】(1)运动轨迹如图所示
质子经过边界时，其速度方向恰好与边界相切(此时速度方向与电场方向垂直)，设其在磁场中做圆周运动的半径为R，有
由几何关系有
解得
(2)质子在磁场中做圆周运动的周期为
经分析可知
解得
(3)由几何关系可知，质子在磁场中偏转的距离为
设质子在电场中运动的加速度大小为a，有
设质子在电场中运动的时间为t'，有
质子在电场中偏转的距离为
速度较小的质子向下总偏移距离
解得
速度较大的质子从A点射出时的速度大小3v0，由
得
又
，
解得
，
由几何知识，速度较大的质子转过的圆心角为30°，速度垂直中央虚线进入电场区域，如图所示
速度较大的质子向上总偏移距离
故N板上两个亮斑间的距离
解得

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