河南省信阳市郭陆镇中学2023年高三物理模拟试卷含解析

河南省信阳市郭陆镇中学2023年高三物理模拟试卷含解析一、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.光滑绝缘的水平桌面上方存在垂直桌面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B俯视图如图所示。一个质量为2m、电荷量为q的带正电小球甲静止在桌面上，另一个大小相同、质量为m的不带电小球乙，以速度v0沿两球心连线向带电小球甲运动，并发生弹性碰撞。假设碰撞后两小球的带电量相同，忽略两小球间静电力的作用。则下列关于甲、乙两小球碰后在磁场中的运动轨迹，说法正确的是A.甲、乙两小球运动轨迹是外切圆，半径之比为2︰1B.甲、乙两小球运动轨迹是外切圆，半径之比为4︰1C.甲、乙两小球运动轨迹是内切圆，半径之比为2︰1D.甲、乙两小球运动轨迹是内切圆，半径之比为4︰1参考答案：B【详解】不带电小乙球与带正电小甲球发生弹性碰撞，系统动量守恒和机械能守恒，规定速度v0方向为正方向，设碰撞后甲球的速度为，乙球的速度为，则有：，，解得：，，根据左手定则可知甲、乙两小球运动轨迹是外切圆，根据洛伦磁力提供向心力可得，半径之比为，故选项B正确，A、C、D错误；故选B。2.在如图甲所示的电路中，电阻R的阻值为50Ω，在ab间加上图乙所示的正弦交流电，则下面说法中正确的是

A．交流电压的有效值为100V

B．电流表示数为2AC．交流电的频率为0.02HzD．交流电的表达式为U=100sin100t（V）参考答案：BD3.（多选）负点电荷Q固定在正方形的一个顶点上，带电粒子P仅在该电荷的电场力作用下运动时，恰好能经过正方形的另外三个顶点a、b、c，如图所示，则(

)

A．粒子P带负电B．a、b、c三点的电势高低关系是C．粒子P由a到b电势能增加，由b到c电势能减小D．粒子P在a、b、c三点时的加速度大小之比是2:1:2参考答案：CD4.近年来我国的探月工程取得了重大成功。在整个卫星的飞行轨道的设计过程中，我们的科研人员通过大量的工作设计了一条特别的地月转移轨道，从“嫦娥一号”的轨道如图所示，在探月卫星发动机关闭，轨道控制结束，卫星进入地月转移轨道。简化为下图所示，图中MN之间的一段曲线表示转移轨道的一部分，P是轨道上的一点，且在该点地球和月球对卫星的引力大小相等，直线AB过P点且和两边轨道相切．则下面说法中正确的是（）A.卫星在此段轨道上动能一直减小B.卫星经过P点时动能最大C.卫星经过P点时加速度为0D.卫星经过P点时速度方向由P指向A参考答案：CC、D、卫星经过P点时，地球对卫星的万有引力等于月球对卫星的万有引力，万有引力的合力为零，则加速度为零，经过P点的速度方向沿切线方向，即沿PA方向，C正确；D错误；故选C。5.（多选题）A、B两球沿一直线运动并发生正碰，如图所示为两球碰撞前后的位移时间图像a、b分别为A、B两球碰前的位移时间图像，c为碰撞后两球共同运动的位移时间图像，若A球质量m=2kg，则由图可知下列结论正确的是（

）A．A、B碰撞前的总动量为3kgm/s

B．碰撞时A对B所施冲量为-4NsC．碰撞前后A的动量变化为4kgm/s

D．碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10J参考答案：BCD试题分析：设b的运动方向为正方向，则由图可知，碰前a的速度为va=-3m/s，vb=2m/s，碰后二者的共同速度为v共=-1m/s；由碰撞的动量守恒可得：mava+mbvb=(ma+mb)v共，解得mb=4/3kg；故AB碰撞前的总动量为mava+mbvb=-10/3kgm/s，选项A错误；由动量定理得，碰撞时A对B所施冲量为B的动量的变化量，即mbv共-mbvb=-4Ns，选项B正确；碰撞前后A的动量变化为mav共-mava=4kgm/s，选项C正确；碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为mava2+mbvb2－(ma+mb)v共2=10J，选项D正确。考点：动量守恒，动量定理，能量守恒。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图19所示，电路中的电阻R2是光敏电阻，其它电阻的阻值不变。已知不受光照时，电阻R1∶R2∶R3∶R4＝1∶2∶3∶4，电路两端的电压U恒定不变，且左端接电源的正极。若用光照射光敏电阻R2，且逐渐增强照射光的强度至某一值，在此过程中电容器C所带的电荷量的变化情况可能是___________，也可能是______________________。参考答案：减小

先减小后增大7.一氢原子从能量为E2的能级跃迁至能量为E1的较低能级时释放的光子的波长为______（真空中光速c，普朗克常数h）参考答案：解析：由波尔假设可得hc/λ=E2-E1,释放的光子的波长为λ=.8.如图1实验装置，利用玻意耳定律测量形状不规则的小物体的体积。（1）请补充完整下列实验步骤。①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、_______（填器材）、计算机逐一连接；②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值P；③建立纵坐标和横坐标分别是___________（请用符号表示坐标轴上的物理量）的坐标系，利用图像处理实验数据，得到如图2所示图线。（2）如果实验操作规范正确，已知a、b，根据图线可得所测的小物体的体积为_____________。参考答案：

数据采集器

（1分）

V和1/P

（2）（3分）

a

9.在“探究恒力做功与物体的动能改变量的关系”的实验中备有下列器材：A.打点计时器；B.天平；C秒表；D.低压交流电源；E.电池；F.纸带；G.细线、砝码、小车、砝码盘；H.薄木板．①其中多余的器材是____________，缺少的器材是__________________．②测量时间的工具是__________________；测量质量的工具是____________________．③如图实所示是打点计时器打出的小车(质量为m)在恒力F作用下做匀加速直线运动的纸带．要测量的数据已用字母表示在图中，打点计时器的打点周期为T.请分析，利用这些数据能否验证动能定理？若不能，请说明理由；若能，请写出需验证的表达式．_________________________________________________________________________________参考答案：）①C、E

毫米刻度尺②A

B③能从A到B的过程中，恒力做的功为WAB＝FsAB物体动能的变化量为EkB－EkA＝mv－mv＝m()2－m()2＝m只要验证FsAB＝m即可．优点：A、B两点的距离较远，测量时的相对误差较小；缺点：只进行了一次测量验证，说服力不强．10.11．某兴趣小组在做“探究动能定理”的实验前，提出了以下几种猜想：①W∝v，②W∝v2，③W∝。他们的实验装置如下图所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器，物块从斜面上某处由静止释放，物块到达Q点的速度大小由速度传感器测得。为探究动能定理，本实验还需测量的物理量是

；根据实验所测数据，为了直观地通过图象得到实验结论，应绘制

图象。参考答案：物块初始位置到测速器的距离L

L-v2物块在斜面上所受合力F不变，由得，，可见本实验还需测量的物理量是物块初始位置到测速器的距离L，由于L与v2成正比，所以应绘制L-v2图象。11.超导磁悬浮列车（图甲）推进原理可以简化为图乙所示的模型：在水平面上相距为L的两根平行直导轨间有竖直方向等距离分布的匀强磁场B1和B2，且B1=B2=B，每个磁场的宽度都是l，相间排列。金属框abcd（悬浮在导轨上方）跨在两导轨间，其长和宽分别为L、l。当所有这些磁场都以速度v向右匀速运动时，金属框abcd在磁场力作用下将向________（填“左”或“右”）运动。若金属框电阻为R，运动中所受阻力恒为f，则金属框的最大速度为_________________参考答案：右

磁场向右匀速运动，金属框中产生的感应电流所受安培力向右，金属框向右加速运动，当金属框匀速运动时速度设为vm，感应电动势为E=2BL（v-vm），感应电流为，安培力为F=2BLI，安培力与阻力平衡，F=f，解得vm=12.在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时，采用如图所示的实验装置．小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示．(1)当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力．(2)某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验，其具体操作步骤如下，以下做法正确的是________．A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源D．用天平测出m以及小车质量M，小车运动的加速度可直接用公式a＝求出(3)另两组同学保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度a与所受外力F的关系，由于他们操作不当，这两组同学得到的a－F关系图象分别如图1和图2所示，其原因分别是：图1：____________________________________________________；图2：_____________________________________________________.参考答案：（1）m?M

（2）B（3）图1：m过大(或M过小)，造成m不是远小于M图2：没有平衡摩擦力或木板的倾角过小13.场强为E、方向竖直向上的匀强电场中有两小球A、B，它们的质量分别为m１、m２，电量分别为、．A、B两球由静止释放，重力加速度为g，则小球A和Ｂ组成的系统动量守恒应满足的关系式为．参考答案：由题意，小球A和B组成的系统动量守恒，必定满足动量守恒的条件：系统的所受合外力为零；两球受到重力与电场力，则知电场力与重力平衡，则得：。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在“描绘小电珠的伏安特曲线”实验中，所用器材有：小电珠(2.5V,0.6W)，滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干．(1)粗测小电珠的电阻，应选择多用电表________倍率的电阻挡(请填写“×1”、“×10”或“×100”)；调零后，将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如图甲所示，结果为________Ω.(2)实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图乙完成实物图丙中的连线．(3)开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于________端，为使小电珠亮度增加，P应由中点向________端滑动．（请填“a”或“b”）(4)下表为电压等间隔变化测得的数据，为了获得更准确的实验图象，必须在相邻数据点________间多测几组数据(请填写“ab”、“bc”、“cd”、“de”或“ef”).数据点abcdefU/V0.000.501.001.502.002.50I/A0.0000.1220.1560.1850.2160.244参考答案：（1）×1

；

7.5

；ks5u（2）完成实物图中的连线．（3）a

；

b

；（4）

ab

15.某学生骑着自行车（可视为质点）从倾角为θ=37°的斜坡AB上滑下，然后在水平地面BC上滑行一段距离后停下，整个过程中该学生始终未蹬脚踏板，如图甲所示．自行车后架上固定一个装有墨水的容器，该容器距地面很近，每隔相等时间T滴下一滴墨水．该学生用最小刻度为cm的卷尺测得某次滑行数据如图乙所示.假定人与车这一整体在斜坡上和水平地面上运动时所受的阻力大小相等.己知人和自行车总质量m=80kg，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.则T=__________s，人与车在斜坡AB上运动时加速度大小a1=__________m/s2，在水平地面上运动时加速度大小a2=__________m/s2.（结果均保留一位有效数字）参考答案：0.5

4

2四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角为，导轨间距为l，轨道所在平面的正方形区域如耐内存在着有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面向上．电阻相同、质量均为m的两根相同金属杆甲和乙放置在导轨上，甲金属杆恰好处在磁场的上边界处，甲、乙相距也为l．在静止释放两金属杆的同时，对甲施加一沿导轨平面且垂直甲金属杆的外力，使甲在沿导轨向下的运动过程中始终以加速度a=gsin做匀加速直线运动，金属杆乙剐进入磁场时即做匀速运动．(1)求金属杆的电阻R；(2)若从释放金属杆时开始计时，试写出甲金属杆在磁场中所受的外力F随时间t的变化关系式；(3)若从开始释放两金属杆到金属杆乙刚离开磁场的过程中，金属杆乙中所产生的焦耳热为Q，求外力F在此过程中所做的功．参考答案：)在乙尚未进入磁场中的过程中，甲、乙的加速度相同，设乙刚进入磁场时的速度vv2=2ax………………………(1分)v=………………(1分)乙刚进入磁场时，对乙由根据平衡条件得………………………(2分)…………………(1分)

(2)甲在磁场中运动时，由牛顿第二定律可知，外力F大小始终等于安培力火小即：………………(1分)…………(1分)………………………(2分)方向沿导轨平面并垂直金属杆甲向下……………(1分)(3)设乙从释放到刚进入磁场过程中做匀加速直线运动所需要的时间为tll=…………(1分)………………(1分)设乙从进入磁场过程至刚离开磁场的过程中做匀速直线运动所需要的时间为t2l=vt2……………………(1分)………(1分)设乙离开磁场时，甲的速度v′v′=(gsin)(tl+t2)=………(1分)设甲从开始释放至乙离开磁场的过程中的位移为x………………(1分)根据能量转化和守恒定律得：………(2分)…………………(l分)17.2013年12月14日，我国自行研制的“嫦娥三号”探测器成功实施月面软着陆，实现了我国航天器首次在地外天体的软着陆和巡视勘探．12月15日4时06分，“嫦娥三号”着陆器转移机构正常解锁，托举着巡视器轻轻展开、降落、接触月面，并在着陆器与月面之间搭起了一架斜梯．随后，“玉兔号”沿着斜梯款步而下．4时35分，“玉兔号”踏上月球，在月面印出一道长L的深深痕迹．已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，月球质量与地球质量之比为q，月球半径与地球半径之比为p．（1）求月球表面的重力加速度．（2）若“玉兔号”沿着斜梯下滑的运动可视作初速度为零、初速度为a的匀加速运动，“玉兔号”在水平月面上滑行时所受阻力约为其重力的k倍，不计“玉兔号”滑行至斜面底端的能量损失，求“玉兔号”滑到斜梯底端时的速度v．参考答案：考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．专题：人造卫星问题．分析：设月球质量为M月，半径为R月，月球表面重力加速为g月；地球质量为M地，由万有引力定律及牛顿第二定律列式求解月球表面的重力加速度．根据牛顿第二定律计算出，“玉兔号”在水平面上滑行时