高中试卷答案网河南省平顶山市安阳市2023届高三下学期二模理综物理试题
一、单选题
1．（2023·河南·统考二模）一物体在光滑水平面上受到三个与桌面平行的力，并处于静止状态，现让力方向不变，大小逐渐增大到原来的2倍再逐渐恢复到原来的值（其余力保持不变），下列有关物体运动的图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
2．（2023·河南·统考二模）氢原子的能级示意图如图所示，大量处于某激发态的氢原子在向低能级跃迁时发出光子，其光谱线只有2条处于可见光范围内。根据以上信息可知处于该激发态的氢原子
色光光子能量范围（eV） 红 橙 黄 绿 蓝—靛 紫
1.61~2.00 2.00~2.07 2.07~2.14 2.14~2.53 2.53~2.76 2.76~3.10
A．处在第3能级
B．由高能级向低能级跃迁时，电子动能增加，原子总能量不变
C．在红光照射下可以被电离
D．已知金属钾的逸出功为，从能级跃迁到能级释放的光子可使金属钾发生光电效应
3．（2023·河南·统考二模）如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有灯泡a和b，两灯泡的额定电压，当输入电压U等于灯泡a额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈的匝数比为
B．原、副线圈的匝数比为
C．a、b的电功率之比为
D．a、b的电功率之比为
4．（2023·河南·统考二模）已知通电长直导线周围激发磁场的磁感应强度大小与导线中的电流大小成正比。有四条垂直于纸面的长直固定导线，电流方向如图所示，其中a、b、c三条导线到d导线的距离相等，三条导线与d的连线互成角，四条导线中的电流大小都为I，其中a导线对d导线的安培力大小为F。现突然把a、c导线的电流方向同时改为垂直于纸面向外，电流大小同时变为原来的2倍，则此时d导线所受安培力的合力（ ）
A．F B． C． D．
5．（2023·河南·统考二模）原长为L，劲度系数为k的轻质弹簧的一端固定一质量为m的小铁块，另一端连接在竖直轴上，小铁块放在水平圆盘上。若圆盘静止，把弹簧拉长后将小铁块放在圆盘上，使小铁块能保持静止的弹簧的最大长度为。现将弹簧拉长到后，使小铁块随圆盘绕中心轴以不同角速度转动。下列会使铁块相对圆盘发生滑动的角速度是（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
6．（2023·河南·统考二模）如图所示，在半径为R的圆形区域内存在匀强电场，电场方向与纸面平行，O为圆心，AC、BD为圆的两条直径，夹角为。一粒子源从D点以相同速率v沿纸面内各个方向射入电场，粒子质量均为m，电荷量均为。已知从C点射出的粒子速率仍为v，沿DC方向射入的粒子恰好从B点射出。不计粒子重力及它们间的相互作用。下列说法正确的是（ ）
A．电场强度
B．电场强度的方向垂直AC向上
C．粒子射出电场的最大速率为
D．所有粒子在电场中运动的时间相同
7．（2023·河南·统考二模）如图所示，电荷量相等的两种离子P和Q，从容器下方的狭缝S1飘入（初速度为零）电场区，经电场加速后通过狭缝S2、S3，垂直于磁场边界MN射入匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B，离子经磁场偏转后发生分离，最终到达探测板D，P、Q到狭缝S3的距离之比d1:d2=1:3。不考虑离子重力及离子间的相互作用，则（ ）
A．电场力对离子P、Q做的功相等
B．离子Q进入磁场时的速度较大
C．P离子在磁场中运动的时间比Q的短
D．P、Q离子的质量之比为1:9
8．（2023·河南·统考二模）如图所示，AB为倾角的光滑斜面轨道（足够长），通过一小段光滑圆弧与光滑水平轨道BC相连接，质量为的小球乙静止在水平轨道上，此时小球乙与斜面底端B的距离。质量为的小球甲以速度与乙球发生弹性正碰（碰撞时间极短），使乙球获得的速度（在轨道连接处无能量损失，取，，，两小球均可视为质点），下列说法正确的是（ ）
A．小球甲、乙的质量之比
B．碰后小球甲的速度大小为
C．两球发生第二次碰撞时的位置到斜面底端的距离为
D．两球第一次碰撞后再经过发生第二次碰撞
9．（2023·河南·统考二模）下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动反映了花粉颗粒内部分子的无规则运动
B．温度升高，布朗运动和分子热运动都会变得剧烈
C．用打气筒向篮球内充气时需要用力，说明气体分子间有斥力
D．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大
E．一定质量的理想气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加
10．（2023·河南·统考二模）如图（a）所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别为时刻和时刻的波形图，其中，P、Q分别是平衡位置为和的两质点。图（b）为质点Q的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．可能等于
B．时刻质点Q的加速度达到最大
C．简谐横波沿x轴传播的速度大小为
D．到时间内，质点P随波向右移动了
E．到时间内，P运动的路程可能大于Q运动的路程
三、实验题
11．（2023·河南·统考二模）某学习小组用图甲装置测量当地重力加速度，实验装置如图所示。实验步骤如下：
①用游标卡尺测量小钢球的直径d；
②让钢球吸附器吸附小钢球，测出光电门与B点（球心等高点）之间的高度；
③将小钢球由静止释放，记录小钢球通过光电门所用的时间t；
④改变光电门的位置，重复步骤②和③，记录多组关于h、t的数据。
结合以上操作，回答下列问题。
（1）用游标卡尺测出小球的直径，如图乙所示，则___________mm；
（2）以h为纵坐标，以（n为整数）为横坐标，根据实验测得的数据在坐标纸上描点，拟合图线，得到的图像最合理的是___________；
A． B．
C． D．
（3）根据上述最合理的图像计算出图线的斜率k，则重力加速度的表达式为___________；
（4）若未考虑小球的半径，从图甲中的A点开始测量下落高度h，仍然用上述方法计算，则测出的重力加速度与第（3）问相比___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
12．（2023·河南·统考二模）实验室有一只电压表V，已知该电压表的满偏电压Ug=3V，内阻为几千欧，为了测出电压表内阻，小明设计了如图甲所示的电路。除电压表外，提供的器材有：
①滑动变阻器R1（0~20Ω，2A），滑动变阻器R2（0~2000Ω，0.5A）
②电阻箱R3（0~99.9Ω），电阻箱R4（0~9999.9Ω）
③电池组（电动势6V，内阻忽略不计）
④开关、导线若干
（1）为测出电压表内阻，滑动变阻器RL应选择___________，电阻箱R应选择___________。
（2）将图甲中的电阻箱R调至0，RL滑片移到最左端，闭合S，向右移动滑片，使电压表指针达到满偏；保持滑片位置不动，调节电阻箱R，电压表指针指在2.4V，此时电阻箱读数为1.2kΩ，则RV为___________。
（3）用图甲测量内阻时，考虑到系统误差，内阻RV测量值___________（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
（4）若准确测得电压表内阻为4.5kΩ后，小明同学用所给电池组、电阻箱和电压表连接了图乙所示的电路，在电压表两端接上两个表笔，设计出一个简易的欧姆表，并将表盘的电压刻度转换为电阻刻度；将两表笔断开，闭合开关S，调节电阻箱，使电压表指针指在“3V”处，此处刻度应标阻值为∞，再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同已知阻值的电阻，找出对应的电压刻度，则“1V”处对应的电阻刻度为___________kΩ。
四、解答题
13．（2023·河南·统考二模）如图所示，一足够长的水平传送带以速率逆时针匀速运动，质量均为的物块P、Q由绕过定滑轮的轻绳连接，轻绳足够长且不可伸长，某时刻P、Q速度大小为，P从传送带左端冲上传送带，P与定滑轮间绳子水平。已知物块P与传送带间的动摩擦因数，重力加速度，不计滑轮的质量与摩擦，整个运动过程中物块Q没有上升到定滑轮处。求：
（1）物块P在传送带上运动的加速度；
（2）物块P从滑上传送带到离开传送带过程中，传送带多消耗的电能。
14．（2023·河南·统考二模）如图，间距的平行光滑金属导轨固定在倾角为的斜面内，其上站连接着阻值的电阻，导轨所在空间存在方向垂直于导轨平面向下、磁感应强度均为的两个匀强磁场区域I和Ⅱ，磁场边界与导轨垂直，区域I的宽度和两个磁场区域的间距相等，均为d。现将一个质量、阻值、长度也为L的导体棒bc从区域I上方某处由静止释放，导体棒bc恰好能够匀速穿越区域I，且进入区域Ⅱ瞬间的加速度大小为。导轨电阻不计，bc与导轨接触良好，重力加速度，。求：
（1）导体棒bc释放时距区域I上边界的距离x；
（2）导体棒bc穿越区域I需要的时间，及此过程中bc上产生的热量。
15．（2023·河南·统考二模）如图所示，固定的竖直圆筒由上段细筒和下段粗筒组成，粗筒横截面积是细筒的4倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质光滑活塞间封有理想气体，活塞A上方有水银。用外力向上托住活塞B，使之处于静止状态，活塞A上方的水银面与粗筒上端相平，水银深，气柱长，大气压强。现使活塞B缓慢上移，当粗筒中水银的深度为时，求：
（1）此时粗筒内气体的压强；
（2）此时气柱长度。
16．（2023·河南·统考二模）如图所示，ABC为一透明材料制成的柱形光学元件的横截面，该种材料的折射率，AC是一半径为R的1/4圆弧，O为圆弧面圆心，ABCD构成正方形，在O处有一点光源．从点光源射入圆弧AC的光线，进入透明材料后首次射向AB或BC界面时，有一部分不能从AB或BC界面直接射出．下面的问题只研究进入透明材料后首次射向AB或BC界面的光线，已知AB面上的P点到A点的距离为．求：
(1)从P点射出的光线的折射角；
(2)AB和BC截面上没有光线射出部分的总长度．
参考答案：
1．B
【详解】AC．物体在三个力作用下静止状态，合力为零。现其余力保持不变，让力方向不变，大小逐渐增大到原来的2倍，则合力沿方向逐渐增大，加速度沿方向逐渐增大，物体做加速度逐渐增大的加速运动，速度、位移沿方向逐渐增大；再逐渐将恢复到原来的值，则合力沿方向逐渐减小，加速度沿方向逐渐减小，物体做加速度逐渐减小的加速运动，速度、位移仍然沿方向逐渐增大。选项AC错误；
B．v-t图像的斜率表示加速度，图中加速度先逐渐增大，后逐渐减小，与前面分析情景相符，选项B正确；
D．x-t图像的斜率表示速度，图中速度先逐渐增大，后逐渐减小，与前面分析情景不符，选项D错误。
故选B。
2．C
【详解】A．如果该激发态的氢原子处在第4能级，则可以发出两种可见光，光子能量分别为
故A错误；
B．由高能级向低能级跃迁时，电子动能增加，原子总能量减小。故B错误；
C．由表格数据可知红光的光子能量介于1.61eV~2.00eV之间，氢原子处在第4能级的能量为-0.85eV小于红光的光子能量，所以在红光照射下可以被电离。故C正确；
D．从能级跃迁到能级释放的光子能量为
可知，光子能量小于金属钾的逸出功，不能使金属钾发生光电效应。故D错误。
故选C。
3．B
【详解】AB．则根据题意可知
，，
则原、副线圈的匝数比为
故A错误，B正确；
CD．将变压器和右侧负载等效为一个电阻时
根据
可知
则a、b的电功率之比为
故CD错误。
故选B。
4．A
【详解】把a、c导线的电流方向改为垂直于纸面向外后，对d进行受力分析如图所示
a对d的引力大小为2F，b对d的引力大小为F，c对d的引力大小为2F，根据共点力的合成可知d导线所受的合力为F。
故选A。
5．D
【详解】铁块与圆盘间的最大静摩擦
铁块随圆盘一起做圆周运动，当角速度最小时，摩擦力的方向弹簧拉力方向相反，则
解得
当角速度最大时，摩擦力的方向弹簧拉力方向相同，则
解得
所以减速带要满足
所以ABC选项不会发生滑动，D选项发生滑动，本题选发生滑动的角速度，故选D。
6．AC
【详解】B．由于从C点射出的粒子速率仍为v，则从D点到C点电场力做功为0，结合电场为匀强电场可知CD为一条等势线，电场方向垂直于等势线；又沿DC方向射入的粒子恰好从B点射出，可知电场方向垂直CD向左下方，故B错误；
A．由题可知沿DC方向入射的粒子做类平抛运动，有
，
由几何关系可得
，
联立解得
故A正确；
C．射出电场最大速率对应电场力做功最多，过圆心O作DC的垂线与圆相交M点时，粒子的出射速率最大。
由几何关系可知，M点到DC的距离为
设粒子运动到M点时速率为，根据动能定理有
解得
故C正确；
D．粒子进入电场后受恒定电场力，在垂直电场方向均做匀速直线运动。以从C、B点出射的粒子为例， 在沿DC方向上位移相同，而在沿DC方向上速度不同，由可知粒子通过电场的时间不同，故D错误。
故选AC。
7．ACD
【详解】A．电场对离子做功为
由于两离子电荷量相等，所以电场力做功相等，故A正确；
D．离子进入磁场做匀速圆周运动，有
所以
所以
故D正确；
B．离子进入磁场时的速度大小为
所以
即离子Q进入磁场时的速度较小，故B错误；
C．离子在磁场中运动的时间为
所以
即P离子在磁场中运动的时间比Q的短，故C正确。
故选ACD。
8．BC
【详解】AB．两球发生弹性正碰，设碰撞后甲球的速度为，乙球的速度为；以向左为正方向，由动量守恒和能量守恒得
联立可得
知碰后小球甲以的速度向右运动。
故A错误，B正确；
C．小球乙在斜面上运动，由牛顿第二定律得
解得
可得小球乙在斜面上运动的时间为
设发生第二次碰撞时的位置到斜面底端的距离为，则在两次碰撞之间的时间内，甲在水平轨道运动的路程为，乙在水平轨道运动的路程为，则有
解得
故C正确；
D．两球第一次碰撞后到发生第二次碰撞所用时间
故D错误。
故选BC。
9．BDE
【详解】A．悬浮在水中的花粉颗粒的运动是布朗运动，是由于受到水分子的不平衡撞击而发生的，故反映了水分子的永不停息的无规运动，A错误；
B．温度升高，布朗运动和分子热运动都会变得剧烈，B正确；
C．用打气筒给篮球充气时需要用力，是由于球内气体压强大于打气筒内气体压强造成的，与分子间的作用力无关，C错误；
D．当分子间作用力表现为斥力时，分子间距离的减小，分子力做负功，分子势能增大，D正确；
E．一定量的气体，在压强不变时，根据压强的微观意义可知，随着温度降低体积在减小，所以分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数在增加，E正确。
故选BDE。
10．ACE
【详解】A．题中没有说明时刻是哪个时刻，假设，由图（b）可知，质点Q在时刻正在沿y轴正方向振动，则波向x轴正方向传播，可得
假设，由图（b）可知，质点Q在时刻正在沿y轴负方向振动，则波向x轴负方向传播，可得
代入数据可知，当时，
A正确；
B．时刻质点Q在平衡位置，故此时质点Q的加速度最小，B错误；
C．该波的波长为
周期为
故其传播速度为
C正确；
D．到时间内，质点P只在y轴方向上下振动，x轴方向无位移，D错误；
E．到时间内，Q运动的路程可能是
或
如果，在第一个时间内，P沿y轴负方向运动到与x轴对称的位置，路程大于振幅A，则质点P在到时间内的路程为
如果，在第一个时间内，P沿y轴负方向运动到波峰，又沿y轴负方向运动回原位置，路程小于振幅A，则质点P在到时间内的路程为
E正确。
故选ACE。
11． 8.45
D 不变
【详解】（1）[1]20分度的游标卡尺的精确度为0.05mm，则小球的直径为
（2）[2]小钢球通过光电门的瞬时速度为
由自由落体运动的规律有
联立可得
则图像为过原点的倾斜直线。
故选D。
（3）[3] 根据图像可知，斜率的意义为
则重力加速度为
（4）[4]若未考虑小球的半径，从图甲中的A点开始测量下落高度h，速度与位移的关系为
则图像的斜率不变，因此由斜率所测得的重力加速度不变。
12． R1 R4 4.8 大于 1.125
【详解】（1）[1]图中滑动变阻器采用分压式接法，为了方便调节且使电表示数变化比较明显，所以滑动变阻器应选择阻值较小的R1；
[2]由于电压表的满偏电压为3V，其内阻为几千欧，而电源电动势为6V，所以与电压表串联的电阻箱的阻值较大，所以电阻箱应选择R4。
（2）[3]电压表和电阻箱的电流相等，即
解得
（3）[4]将图甲中的电阻箱R调至0，RL滑片移到最左端，闭合S，向右移动滑片，使电压表指针达到满偏；保持滑片位置不动，调节电阻箱R，测量电路的总电阻增大，则分压增大，所以电阻箱两端的实际电压大于0.6V，所以RV测量值为电阻箱读数的4倍，所以RV测量值偏大。
（4）[5]当指针指向3V时，电路中的电流为
此时滑动变阻器的阻值为
当电压表示数为1V时，有
解得
13．（1）；（2）
【详解】（1）物块P滑上传送带时，滑动摩擦力向左，设减速的加速度为，对P和Q的系统，有
解得
当物块P向右的速度减为零后，P和Q一起向左加速，加速度为
因，则而当P和Q一起向左加速到左端时还未与皮带共速，即物块P在传送带上运动的加速度始终为。
（2）P和Q一起向右减速到零的时间为，有
则P和Q做往返匀变速运动到离开，皮带向左的位移为
故物块P从滑上传送带到离开传送带过程中，为了维持皮带匀速转动，牵引力等于滑动摩擦力，而作用在皮带上的牵引力做正功来消耗电能，则传送带多消耗的电能为
14．（1）1.6m；（2）0.5s，
【详解】（1）设在区域Ⅰ中匀速运动的速率为，在区域Ⅰ中，切割磁感线产生的感应电动势为
感应电流为
所受安培力为
由力的平衡条件有
代入数据联立求解得
进入区域Ⅰ前，做匀加速直线运动，由运动学规律有
代入数据解得
（2）设进入区域Ⅱ瞬间的速率为，在进入区域Ⅱ瞬间，切割磁感线产生的感应电动势为
感应电流为
所受安培力为
因，故，可知加速度方向竖直向上，由牛顿第二定律有
代入数据联立求解得
由运动学规律有
代入数据得
导体棒bc匀速穿越区域I所用时间为
穿越区域Ⅰ的过程中，设电路中产生的总热量为，则上产生的热量为
由能量守恒定律有
代入数据解得
15．（1）；（2）
【详解】（1）设细筒的横截面积为，则粗筒的横截面积为，初始状态中下方气体压强为，根据平衡条件可知初始状态
随着粗筒内水银深度逐渐变成时，水银体积不变，则
解得细筒中的液面高度为
汞柱高度为
此时
（2）根据封闭气体等温变化
，，
解得末状态气柱长度
16．(1)60°；(2)
【详解】(1)设射向P点的光线入射角为
根据折射定律
解得
(2)设材料的临界角为C，射向M点的光线恰好发生全反射，则有
AB截面没有光线射出部分的长度
两截面上没有光线射出部分的总长度
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
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