2023学年湖北省黄石市重点中学高三下学期一模考试物理试题（含答案解析）

2023学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．空间存在如图所示的静电场，图中实线a、b、c、d、e为静电场中的等势线，虚线为等势线的水平对称轴。一个带负电的粒子从P点以垂直于虚线向上的初速度v0射入电场，开始一小段时间内的运动轨迹已在图中画出，粒子仅受电场力作用，则下列说法中正确的是（）A．等势线a的电势最高B．带电粒子从P点射出后经过等势线b时，粒子的速率小于v0C．若让粒子从P点由静止释放，在图示空间内，其电势能逐渐减小D．若让粒子从P点由静止释放，在图示空间内，粒子的加速度先减小后增大2．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体P接触，但未与物体P连接，弹簧水平且无形变。现对物体P施加一个水平向右的瞬间冲量，大小为I0，测得物体P向右运动的最大距离为x0，之后物体P被弹簧弹回最终停在距离初始位置左侧2x0处。已知弹簧始终在弹簧弹性限度内，物体P与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，下列说法中正确的是（）A．物体P与弹簧作用的过程中，系统的最大弹性势能B．弹簧被压缩成最短之后的过程，P先做加速度减小的加速运动，再做加速度减小的减速运动，最后做匀减速运动C．最初对物体P施加的瞬时冲量D．物体P整个运动过程，摩擦力的冲量与弹簧弹力的冲量大小相等、方向相反3．甲、乙两物体同时同地沿同一直线运动的速度一时间图象如图所示，下列说法正确的是（）A．时刻两物体的加速度方向相同B．时刻两物体的速度方向相同C．甲物体的加速度逐渐减小D．时刻两物体相遇4．如图所示为某弹簧振子在0～5s内的振动图象，由图可知，下列说法中正确的是()A．振动周期为5s，振幅为8cmB．第2s末振子的速度为零，加速度为负向的最大值C．从第1s末到第2s末振子的位移增加，振子在做加速度减小的减速运动D．第3s末振子的速度为正向的最大值5．如图所示，“共享单车”极大地方便了老百姓的出行，某高档“共享单车”通过变速器调整链条在轮盘和飞轮的挂入位置，改变行驶速度。轮盘和飞轮的齿数如下表所示：名称轮盘飞轮A轮B轮C轮D轮E轮齿数N/个4839241813则下列说法正确的是()A．当A轮与C轮组合时，两轮的转速之比为1∶1B．当A轮与C轮组合时，两轮边缘上的点的线速度大小之比为1∶2C．当B轮与E轮组合时，两轮角速度之比为1∶3D．当B轮与E轮组合时，两轮边缘上的点的向心加速度大小之比为3∶16．真空中某静电场电场线的分布如图所示，图中P、Q两点关于点电荷q1水平对称。P、Q两点电场强度的大小分别为、，电势分别为、。一个带电粒子沿虚线轨迹从M移动至N。以下选项正确的有（）A．B．C．此带电粒子带正电，它的电势能先变大后变小D．此带电粒子带负电，它的电势能先变大后变小二、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．美国物理学家阿瑟·阿什金因利用光的力量来操纵细胞获得2018年诺贝尔物理学奖，原来光在接触物体后，会对其产生力的作用，这个来自光的微小作用可以让微小的物体（如细胞）发生无损移动，这就是光镊技术．在光镊系统中，光路的精细控制非常重要。对此下列说法正确的是（）A．光镊技术利用光的粒子性B．光镊技术利用光的波动性C．红色激光光子能量大于绿色激光光子能量D．红色激光光子能量小于绿色激光光子能量8．如图所示，在垂直于纸面向外的匀强磁场中，水平放置两个同心金属环，半径分别是r和3r，磁感应强度为B，在两环间连接有一个电容为C的电容器，a、b是电容器的两个极板。长为2r的金属棒AB沿半径方向放置在两环间且与两环接触良好，并绕圆心以角速度ω做顺时针方向（从垂直环面向里看）的匀速圆周运动。则下列说法正确的是（）A．金属棒AB中有从B到A的持续电流B．电容器b极板带负电C．电容器两端电压为D．电容器所带电荷量为9．如图所示，在粗糙水平面上放置质量分别为m、m、3m、2m的四个木块A、B、C、D，木块A、B用一不可伸长的轻绳相连，木块间的动摩擦因数均为μ，木块C、D与水平面间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若用水平拉力F拉木块B，使四个木块一起匀速前进，重力加速度为g，则需要满足的条件是（）A．木块A、C间的摩擦力与木块B、D间的摩擦力大小之比为3：2B．木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为C．轻绳拉力FT最大为D．水平拉力F最大为10．如图所示为粗细均匀的裸铜导线制成的半径为r的圆环，PQ为圆环的直径，其左侧上方的圆面积内存在垂直圆环所在平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，圆环的电阻为2R。一根长度为2r、电阻为R的均匀金属棒MN以圆环的圆心O点为旋转中心，紧贴着网环以角速度ω沿顺时针方向匀速转动，转动过程中金属棒与圆环始终接触良好，开始时MN与PQ重合（）A．金属棒中感应电动势的最大值为B．时间内通过金属棒MN的横截面电荷量为C．金属棒中电流的有效值是D．金属棒旋转一周电路中产生的热量为三、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）如图所示是研究电源电动势和电路内、外电压关系的实验装置。电池的两极A、B与电压表V2相连，位于两个电极内侧的探针a、b与电压表V1相连，R是滑动变阻器，电流表A测量通过滑动变阻器的电流，置于电池内的挡板向上移动可以使内阻减小。当电阻R的滑臂向左移动时，电压表V2的示数_______________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。若保持滑动变阻器R的阻值不变，将挡板向上移动，则电压表V1的示数变化量ΔU1与电流表示数变化量ΔI的比值_______________。（选填“变大”、“变小”或“不变”）12．（12分）某同学用长木板、小车、光电门等装置做探究加速度与质量关系的实验。装置如图所示。(1)实验前先用游标卡尺测出安装在小车上遮光条的宽度d。(2)按图示安装好装置，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，小车_______________(填“连接”或“不连接)砝码盘，轻推小车，如果计时器记录小车通过光电门的时间t1、t2满足t1________t2(填“大于”“小于”或“等于”），则摩擦力得到了平衡。(3)保证砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量，调节好装置后，将小车由静止释放，读出遮光条通过光电门A、B的时间分别为t1、t2，测出两光电门间的距离为L，则小车的加速度a=_________________(用已知或测出的物理量字母表示）。(4)保持两个光电门间的距离、砝码和砝码盘的总质量均不变，改变小车的质量M重复实验多次，测出多组加速度a的值，及对应的小车质量M，作出a-1/M图象。若图象为一条过原点的倾斜直线，则得出的结论_______________________________________________。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）如图所示，两根平行的光滑金属导轨ab、cd与水平面成θ＝固定，导轨间距离为L＝1m，电阻不计，一个阻值为R＝0.3Ω的定值电阻接在两金属导轨的上端。在导轨平面上边长为L的正方形区域内，有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝1T。两根完全相同金属杆M和N用长度为l＝0.5m的轻质绝缘硬杆相连，在磁场上方某位置垂直于导轨放置且与导轨良好接触，金属杆长度均为L、质量均为m＝0.5kg、电阻均为r＝0.6Ω，将两杆由静止释放，当杆M进入磁场后，两杆恰好匀速下滑，取g＝10m/s2。求：(1)杆M进入磁场时杆的速度；(2)杆N进入磁场时杆的加速度大小；(3)杆M出磁场时，杆已匀速运动，求此时电阻R上已经产生的热量。14．（16分）粗细均匀的U形管中装有水银，左管上端开口与大气相连，右管上端封闭，如图所示。开始时两管内水银柱等高，两管内空气（可视为理想气体）柱长均为l=90cm，此时两管内空气柱温度均为27℃，外界大气压为p0=76cmHg。现在左管上端开口处缓慢注入水银压缩空气柱，直至右管内水银面上升10cm，在注入水银过程中，左管内温度缓慢下降到–23℃，右管内温度保持在27℃。求：（i）注入水银柱的长度；（ii）左管注入的水银柱上表面离左管开口的距离。15．（12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Ⅱ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Ⅱ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ν1进入磁场，仅经过边界一次，然后在Ⅱ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Ⅱ区域y轴上发生对心碰撞的位置离O点的距离。

2023学年模拟测试卷参考答案（含详细解析）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、C【答案解析】

A.由图可知，负电荷弯曲的方向向右，则受到的电场力得方向向右，由于负电荷受到的电场力得方向与电场强度的方向相反，所以电场强度的方向向左，等势线a电势最低，故A错误；

B.粒子在P点由静止释放，粒子受到的电场力的方向始终向右，所以将一直向右做加速运动，即电场力对粒子一直做正功，其电势能减小，故粒子从P点射出后经过等势线b时，粒子的速率一定大于，故B错误，C正确；

D.粒子在P点由静止释放，粒子受到的电场力的方向始终向右，将一直向右做加速运动，由于等势线的疏密代表电场的强弱，可知从P向右的过程中电场强度先增大后减小，所以粒子的加速度先增大后减小，故D错误；故选C。2、C【答案解析】因物体整个的过程中的路程为4x0，由功能关系可得：,可知，，故C正确；当弹簧的压缩量最大时，物体的路程为x0，则压缩的过程中由能量关系可知：，所以：EP＝−μmgx0（或EP=3μmgx0）．故A错误；弹簧被压缩成最短之后的过程，P向左运动的过程中水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，可知物体先做加速度先减小的变加速运动，再做加速度增大的变减速运动，最后物体离开弹簧后做匀减速运动；故B错误；物体P整个运动过程，P在水平方向只受到弹力与摩擦力，根据动量定理可知，摩擦力的冲量与弹簧弹力的冲量的和等于I0，故D错误．故选C.点睛：本题分析物体的受力情况和运动情况是解答的关键，要抓住加速度与合外力成正比，即可得到加速度是变化的．运用逆向思维研究匀减速运动过程，求解时间比较简洁．3、B【答案解析】

A．由图象可知，斜率表示加速度，则时刻两物体的加速度方向相反，选项A错误；B．v-t图象中速度在时间轴的同一侧表示速度方向相同，则时刻两物体的速度方向相同，选项B正确；C．由斜率表示物体的加速度可知，甲物体的切线斜率越来越大，即加速度逐渐增大，选项C错误；D．v-t图象所围面积表示位移，相遇表示位移相等，由图象可得，时刻两物体不相遇，选项D错误。故选B。4、D【答案解析】

A．由题图可知振动周期为4s，振幅为8cm，选项A错误；B．第2s末振子在最大位移处，速度为零，位移为负，加速度为正向的最大值，选项B错误；C．从第1s末到第2s末振子的位移增大，振子在做加速度增大的减速运动，选项C错误；D．第3s末振子在平衡位置，向正方向运动，速度为正向的最大值，选项D正确.5、C【答案解析】

AB．A轮与C轮通过链条连接，轮边缘上的点的线速度大小相等，齿数之比为2∶1，转速之比为1∶2，选项A、B错误；CD．B轮与E轮通过链条连接，轮边缘上的点的线速度大小相等，齿数之比为3∶1，转速之比为1∶3，角速度之比为1∶3，轮边缘上的点的向心加速度之比为1∶3，选项C正确，D错误。6、D【答案解析】

A．由图P点电场线密，电场强度大，则EP＞EQ故A错误；B．沿电场线的方向电势降低，电场线越密的电势降落越快，反之逆着电场线的方向电势升高，电场线越密的电势升高越快，则故B错误；CD．根据运动轨迹判定粒子受到斥力作用，q1为负电荷，所以此带电粒子也带负电，电场能先增大后减，故D正确。故选D。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、AD【答案解析】

AB．光在接触物体后，会对其产生力的作用，则光镊技术利用光的粒子性，选项A正确，B错误；CD．红光的频率小于绿光，根据可知，红色激光光子能量小于绿色激光光子能量，选项C错误，D正确。故选AD。8、BC【答案解析】

A．根据右手定则可知，金属棒AB切割磁感线产生感应电动势，但由于电路没有闭合，所以没有感应电流，故A错误；B．根据右手定则可判断B端为电源的正极，a端为电源的负极，所以电容器b极板带负电，故B正确；C．根据法拉第电磁感应定律知切割产生的感应电动势故C正确；D．电容器所带电荷量故D错误。故选BC。9、BC【答案解析】

A．设左侧A与C之间的摩擦力大小为Ff1，右侧B与D之间摩擦力大小为Ff2设木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为μ'，木块C、D均做匀速运动，与地面间的动摩擦因数相同，则Ff1=4μ'mg，Ff2=3μ'mg得Ff1与Ff2之比为4：3，故A错误；B．对A、C整体分析知，轻绳上的拉力大小FT=4μ'mgA刚要滑动时，静摩擦力达到最大值FT=μmg联立两式得木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为，故B正确；CD．对B、D整体分析，水平拉力F最大不能超过最大静摩擦力的大小，所以故C正确，D错误。故选BC。10、BD【答案解析】

A．只有当MO、NO分别切割磁感线时，环中才有电流。MO、NO中感应电动势故A错误；B．金属棒中有电流时，电流为半个周期内通过金属棒MN的电荷量故B正确；C．在一个周期内，只有半个周期的时间内金属棒中才有电流，即所以金属棒中电流的有效值故C错误；D．依题意的即故D正确。故选BD。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、变小不变【答案解析】

[1]根据题意，电压表测量是电源的内电压，电压表测量是路端电压，由闭合电路欧姆定律：可知，当电阻的滑臂向左移动时外电阻减小，总电流增大，由：可知内电压变大，故电压表2的示数变小；[2]因电源电动势等于电源内外电路之和，故电压表1和电压表2的示数之和不变；若保持滑动变阻器的阻值不变，将挡板向上移动，则电源的内电阻将减小，根据结合数学推理可知：所以电压表1的示数变化量与电流表示数变化量的比值大小等于电源的内阻，由于挡板向上运动时，液体的横截面积变大，根据电阻定律：可知内电阻减小，故比值变小。12、不连接等于在砝码和砝码盘总质量不变时，即小车所受拉力不变时，小车的加速度与拉力成反比【答案解析】

(2)[1][2]平衡摩擦力的方法是用重力沿斜面向下的分力来抵消摩擦力的作用，具体做法是：将小车轻放（静止）在长木板上，挂好纸带（纸带和打点计时器的限位孔之间有摩擦力）、不连接砝码盘，将长木板靠近打点计时器的一端适当垫高，形成斜面，轻推小车，使小车做匀速运动即可，此时小车通过光电门的时间t1、t2满足t1等于t2。(3)[3]遮光条经过光电门A时的速度表达式经过光电门B时的速度表达式所以(4)[4]由牛顿第二定律可知，保持两个光电门间的距离、砝码和砝码盘的总质量均不变，改变小车的质量M重复实验多次，是一条过原点的直线，说明在砝码和砝码盘总质量不变时，即小车所受拉力不变时，小车的加速度与拉力成反比。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