山西省运城市中学东校2022-2023学年高三物理模拟试题含解析

山西省运城市中学东校2022-2023学年高三物理模拟试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.（单选）把一个重为G的物体，用一个水平的推力F=kt（k为正的常数，t为时间）压在竖直的足够高的平整的墙上，如图所示，从t=0开始计时，物体从静止开始运动，关于此后物体的动能Ek、重力势能Ep、机械能E随着物体位移x变化图像定性来说可能正确的有参考答案：D

解析：A、水平的推力F=kt，不断变大，物体水平方向受推力和支持力，竖直方向受重力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不断变大，故物体先加速下滑后减速下滑，即动能先增加后减小；但合力为mg-μkt，是变力，故动能与位移间不是线性关系，故A错误；B、重力做正功，故重力势能不断减小，故B错误；C、D、由于克服滑动摩擦力做功，机械能不断减小，故C错误，D正确；故选D．2.如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是（

）A.B.C.D.参考答案：A本题考查牛顿运动定律、匀变速直线运动规律、力随位移变化的图线及其相关的知识点。由牛顿运动定律，F-mg-F弹=ma，F弹=kx，联立解得F=mg+ma+kx，对比题给的四个图象，可能正确的是A。【点睛】牛顿运动定律是高中物理主干知识，匀变速直线运动规律贯穿高中物理。3.某物体运动的v-t图象如图所示，下列说法正确的是 A．物体在第1s末运动方向发生变化 B．物体在第2s内和第3s内的加速度是相同的 C．物体在第4s末离出发点最远 D．物体在5s内的位移是0.5m参考答案：BD由图象可知：物体在前2s内速度都为正，第1s末运动方向不发生改变，故A错误；物体在第2s内、第3s内图象的斜率相同，所以加速度是相同的，故B正确；物体在4s末图象与时间轴围成的面积为零，此时回到出发点，故C错误；物体在5s末位移为最大位移的一半（最大位移为0.5m），故D错误．4.2007年4月24日，欧洲科学家宣布在太阳之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星Gliese581C。这颗围绕红矮星Gliese581运行的星球有类似地球的温度，表面可能有液态水存在，距离地球约为20光年，直径约为地球的1.5倍，质量约为地球的5倍，绕红矮星Gliese581运行的周期约为13天。假设有一艘宇宙飞船飞临该星球表面附近轨道，下列说法正确是（

）A．飞船在Gliese581C表面附近运行的周期约为13天B．飞船在Gliese581C表面附近运行时的速度小于7.9km/sC．人在Gliese581C上所受重力比在地球上所受重力大D．Gliese581C的平均密度比地球平均密度小参考答案：C5.（多选题）如图所示，在x＜0与x＞0的区域中，存在磁反应轻度大小分别为B1与B2的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面向里，且B1：B2=3：2．在原点O处发射两个质量分别为m1和m2的带电粒子，已知粒子a以速度va沿x轴正方向运动，粒子b以速率vb沿x轴负方向运动，已知粒子a带正电，粒子b带负电，电荷量相等，且两粒子的速率满足m2va=m1vb，若在此后的运动中，当粒子a第4次经过y轴（出发时经过y轴不算在内）时，恰与粒子b相遇，粒子重力不计，下列说法正确的是（）A．粒子a、b在磁场B1中的偏转半径之比为3：2B．两粒子在y正半轴相遇C．粒子a、b相遇时的速度方向相同D．粒子a、b的质量之比为1：5参考答案：BCD【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．【分析】本题涉及到两个粒子分别在两个不同磁场中做匀速圆周运动问题，相遇问题既考虑到位移问题，又考虑到时间等时，比较复杂，所以要从简单情况出发，由题意a粒子逆时针旋转，b粒子顺时针旋转，由于两粒子的动量（m2va=m1vb）和电量相同，则半径之比就是磁感应强度的反比，所以在B1磁场中的半径小，则两粒子在两磁场旋转两个半周时，a粒子相对坐标原点上移，b粒子相对坐标原点下移，若b粒子在最初不相遇，则以后就不能相遇了．所以只考虑b粒子旋转半周就与a粒子相遇的情况．【解答】解：A、由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式知道：，所以选项A错误．B、由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式知道，a粒子从O点出发沿x轴正方向射出向上逆时针转半周在y轴上上移2ra2，穿过y轴后逆时针向下转半周后下移2ra1，由于B2＜B1，则第二次经过y轴时在从标原点的上方（2ra2﹣2ra1）处，同理第四次经过y轴时在坐标原点上方2（2ra2﹣2ra1）处，所以由题意知选项B正确．C、从最短时间的情况进行考虑，显然是b粒子向上转半周后相遇的，a粒子第四次经过y轴时是向右方向，而b粒子转半周也是向右的方向，所以两者方向相同，所以选项C正确．D、根据周期公式及题意，当两粒子在y轴上相遇时，时间上有：

即：，结合B1：B2=3：2，得到：，所以选项D正确．故选：BCD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，M为理想变压器，各电表均可视为理想电表．当电路输入端a、b接正弦交流电压时，原、副线圈中电流表的示数分别为I1和I2，则原、副线圈的匝数之比等于

；在滑动变阻器的滑片P向上滑动的过程中，示数不会发生变化的电表是

．

参考答案：答案：I2：I1

V1与V27.如图所示，质量为m的小球，以初速度v0从斜面上A点水平抛出，落在斜面上B点时动能为初动能的5倍，则在此过程中重力冲量为__________，所用的时间为__________。参考答案：2mv0

2v0/g8.某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验。图（a）为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得。①图（b）为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz。根据纸带可求出电火花计时器打B点时的速度为

m/s,小车的加速度大小为

m/s2。（结果均保留二位有效数字）②在“探究加速度a与质量m的关系”时，某同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注，但尚未完成图象（如下图所示）。请继续帮助该同学作出坐标系中的图象。③在“探究加速度a与合力F的关系”时，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图（c），该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因。答：

。

参考答案：①1.6（2分）3.2（3分）②如图（2分）③实验前未平衡摩擦力（2分）9.质量为m=0.01kg、带电量为+q=2.0×10﹣4C的小球由空中A点无初速度自由下落，在t=2s末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t=2s小球又回到A点．不计空气阻力，且小球从未落地，则电场强度的大小E为2×103N/C，回到A点时动能为8J．参考答案：考点：电场强度；动能定理的应用．分析：分析小球的运动情况：小球先做自由落体运动，加上匀强电场后小球先向下做匀减速运动，后向上做匀加速运动．由运动学公式求出t秒末速度大小，加上电场后小球运动，看成一种匀减速运动，自由落体运动的位移与这个匀减速运动的位移大小相等、方向相反，根据牛顿第二定律和运动学公式结合求电场强度，由W=qEd求得电场力做功，即可得到回到A点时动能．解答：解：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，则有：gt2=﹣（vt﹣at2）又v=gt解得a=3g由牛顿第二定律得：a=，联立解得，E===2×103N/C则小球回到A点时的速度为：v′=v﹣at=﹣2gt=﹣20×10×2m/s=﹣400m/s动能为Ek==0.01×4002J=8J故答案为：2×103，8．点评：本题首先要分析小球的运动过程，采用整体法研究匀减速运动过程，抓住两个过程之间的联系：位移大小相等、方向相反，运用牛顿第二定律、运动学规律结合进行研究．10.某同学做了如图所示的探究性实验，U形管左口管套有一小气球，管内装有水银，当在右管内再注入一些水银时，气球将鼓得更大。假设封闭气体与外界绝热，则在注入水银时，封闭气体的体积________，压强________，温度________，内能_______。（填“增大”、“减小”、“升高”、“降低”或“不变”）参考答案：减小增大升高增大注入水银，封闭气体的压强变大，水银对气体做功，气体体积减小，由于封闭气体与外界绝热，所以气体内能增大，温度升高。11.如图所示，在场强为E的匀强电场中有相距为L的两点A、B，连线AB与电场线的夹角为θ，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点．若沿直线AB移动该电荷，电场力做功W=____，AB两点间的电势差UAB

．参考答案：qELcosθ_

ELcosθ12.从地面以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的球，设球在运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比关系，它运动的速率随时间变化的规律如图所示，在t1时刻到达最高点，再落回地面，落地时速率为v1，且落地前球已做匀速运动。则球受到的空气阻力与其速率之比k=___________，球上升的最大高度H=_________________。参考答案：，13.图示为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流IR=300μA，内阻Rg=l00Ω，可变电阻R的最大阻值为10kΩ，电池的电动势E=l.5V，内阻r=0.5Ω，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是

色，按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx=

kΩ。若该欧姆表使用一段时间后，电池电动热变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx，其测量结果与原结果相比较

（填“变大”、“变小”或“不变”）。参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3—3（含2—2））（7分）如图所示是一定质量的气体从状态A经状态B到状态C的p－T图象，已知气体在状态B时的体积是8L，求气体在状态A和状态C的体积分别是多大？并判断气体从状态B到状态C过程是吸热还是放热？参考答案：解析：由图可知：从A到B是一个等温过程，根据玻意耳定律可得：……(2分)

代入数据解得：……………(1分)

从B到C是一个等容过程，

……………(1分)

【或由，代入数据解得：】

由图可知气体从B到C过程为等容变化、温度升高，……(1分)故气体内能增大，……(1分)由热力学第一定律可得该过程气体吸热。……………(1分)15.质量分别为m和3m的A、B两个小球以相同的速率v沿同一直线相向运动，碰后B球停止不动，试求A球碰后的速度，并判断它们之间发生的是弹性碰撞还是非弹性碰撞（说明理由）．参考答案：弹性碰撞取B球碰前的速度方向为正方向，设A球碰后的速度为v′，由动量守恒定律有解得，方向与B球碰前的速度方向相同由于，故碰撞前后的总动能相等，则此碰撞是弹性碰撞四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图(甲)所示，平行光滑金属导轨水平放置，两轨相距L=0.4m、导轨一端与阻值R=0.3Ω的电阻相连，导轨电阻不计。导轨省x>0一侧存在沿x方向均匀增大的恒定磁场，其方向与导轨平面垂直向下，磁感应强度B随位置x变化如图(乙)所示。一根质量m=0.2kg、电阻r=0.1Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直，棒在外力作用下从x=0处以初速度v0=2m／s沿导轨向右变速运动，且金属棒在运动过程中电阻R上消耗的功率不变。求：(1)金属棒在x=0处回路中的电流大小I；(2)金属棒在x=2m处的速度大小v；(3)金属棒从x=0运动到x=2m过程中，安培力所做的功WA。参考答案：解：(1)x＝0处磁感应强度T

…………①（1分）导体棒切割磁感线产生电动势

…………②（2分）由闭合电路欧姆定律得回路电流

…………③（2分）联立①②③式，解得I=1A

…………④（1分）（2）由功率公式P=I2R

依题意得，金属棒中电流I不变，金属棒电动势不变E=E0……⑤（2分）x＝2m处

………⑥（1分）导体棒切割磁感线产生电动势

…………⑥

（1分）由①②⑤⑥式得

v1=0.67m/s

…………⑦（1分）(3)棒所受的安培力

…………⑧（2分）

…………⑨（1分）代入数据，得

……⑩（1分）F-x图象为一条倾斜的直线，图线围成的面积就是金属棒克服安培力所做的功x＝0时，F=0.2N；x＝2m时，F=0.6N安培力做功………（4分）（能正确求出安培力做功大小给3分）17.（16分）如图甲所示，相距为L的两平行金属导轨MN、PQ固定在绝缘水平面上，处于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，导轨足够长且电阻不计．两相同金属棒c和d与导轨垂直放置，它们的质量均为m，电阻均为R，间距为s0，与导轨间动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．在t=0时刻，对c棒施加一水平向右的力，使其从静止开始做匀加速直线运动．在t0时刻，d棒开始运动，此后保持水平力不变，由速度传感器测得两金属棒的v—t图象如图乙所示，从t1时刻开始两金属棒以相同的加速度做匀加速直线运动，此时两金属棒的间距为s．试求：（1）在0至t1时间内通过c棒的电量；（2）t0时刻回路的电功率和c棒的速度大小；（3）t1时刻开始两金属棒的加速度大小。参考答案：解析：

（1）从0至t1这段时间内

（1分）又

（2分）解得

（1分）（2）设在t0时刻回路的瞬时感应电流为I，则对d棒由平衡条件得

（1分）t0时刻回路的电功率

（1分）

解得

（1分）对回路由全电路欧姆定律有

（2分）解得

（1分）（3）设在t0时刻，水平外力为F0，棒c的加速度为a0，由牛顿第二定律得

（2分）而

（1分）从t1时刻起，对两金属棒组成的系统，由牛顿第二定律有