2023学年湖南省郴州市汝城县高三3月份第一次模拟考试物理试卷含解析

2023学年高考物理模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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、2019年11月23日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第五十、五十一颗北斗导航卫星。如图所示的a、b、c为中国北斗卫星导航系统中的三颗轨道为圆的卫星。a是地球同步卫星，b是轨道半径与卫星a相同的卫星，c是轨道半径介于近地卫星和同步卫星之间的卫星。下列关于这些北斗导航卫星的说法，正确的是（）A．卫星a的运行速度大于第一宇宙速度B．卫星a的向心加速度大于卫星c的向心加速度C．卫星b可以长期“悬停”于北京正上空D．卫星b的运行周期与地球的自转周期相同2、氢原子的能级示意图如图所示，锌的逸出功是，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征，下列说法正确的是（）A．大量氢原子从高能级向能级跃迁时发出的光可以使锌发生光电效应B．大量氢原子从能级向低能级跃迁时，最多发出两种不同频率的光C．大量氢原子从能级向低能级跃迁时，用其发出的光照射锌板，有两种光能使锌板发生光电效应D．若入射光子的能量为，不能使能级的氢原子电离3、关于做简谐运动的单摆，下列说法正确的是（）A．单摆做稳定的受迫振动时，单摆振动的频率等于周期性驱动力的频率B．秒摆的摆长和振幅均减为原来的四分之一，周期变为0.5sC．已知摆球初始时刻的位置及其周期，就可知摆球在任意时刻运动速度的方向D．单摆经过平衡位置时摆球所受的合外力为零4、下列说法正确的是A．光电效应现象表明，光具有波动性B．α粒子散射实验表明，原子中有一个很小的核C．氢原子从高能级向低能级跃迁时，可以放出任意频率的光子D．一个质子和一个中子结合成氘核，氘核的质量等于质子与中子的质量和5、“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，若不计空气阻力，下列分析正确的是（）A．绳对人的冲量始终向上，人的动量一直减小B．绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小C．绳恰好伸直时，人的动能最大D．人的动量最大时，绳对人的拉力等于人所受的重力6、如图所示，两条光滑金属导轨平行固定在斜面上，导轨所在区域存在垂直于斜面向上的匀强磁场，导轨上端连接一电阻。时，一导体棒由静止开始沿导轨下滑，下滑过程中导体棒与导轨接触良好，且方向始终与斜面底边平行。下列有关下滑过程导体棒的位移、速度、流过电阻的电流、导体棒受到的安培力随时间变化的关系图中，可能正确的是（）A． B．C． 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、2018年4月2日，中国首个空间实验室“天宫一号”坠入大气层焚毁．天宫一号是中国首个“目标飞行器”，其主要目的在于和神舟飞船（称“追踪飞行器”）配合完成交会对接飞行测试，为建设空间站积累经验．其在轨工作1630天，失联759天，在地球引力下轨道高度不断衰减，最终于4月2日早晨8点15分坠入大气层焚毁．据报道，该次坠落没有造成任何危险．天宫一号空间实验室于2011年9月29日在酒泉发射升空，设计寿命两年，轨道平均高度约为350km．作为中国空间站的前身，在役期间，天宫一号先后与神舟八号、九号、十号飞船配合完成六次交会对接任务，共计接待6名航天员，完成多项科学实验．设“天宫一号”飞行器的轨道半径为r，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，地球自转周期为T，对于“天宫一号”在服役运行过程中，下列说法正确的是A．根据题中数据，可求出地球的质量，地球质量也可表达为B．“神州八号”飞船与“天宫一号”进行对接时，“神州八号”飞船需要从低轨道加速C．“天宫一号”飞行器运动的周期是D．天宫一号的航天员在一天内可以看到日出的次数是8、如图，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住处于静止状态。图中圆圈为垂直纸面放置的直导线的横截面，当导线中无电流时，磁铁对斜面的压力为FN1；当导线中有电流通过时，磁铁对斜面的压力为FN2，下列说法正确的是（）A．若导线位于图中1位置且电流方向向外，则FN1>FN2B．若导线位于图中1位置且电流方向向里，则弹簧伸长量增大C．若导线位于图中2位置且弹簧伸长量增大，则导线中电流方向向里D．若导线位于图中2位置且弹簧伸长量增大，则FN1>FN29、如图所示，物体A、B的质量分别为m、2m，物体B置于水平面上，物体B上部半圆形槽的半径为R，将物体A从圆槽右侧顶端由静止释放，一切摩擦均不计。则()A．A能到达B圆槽的左侧最高点B．A运动到圆槽的最低点时A的速率为C．A运动到圆槽的最低点时B的速率为D．B向右运动的最大位移大小为10、一交流发电机组为某用户区供电的示意图如图所示，发电机组能输出稳定的电压。升压变压器原、副线圈匝数之比为n1：n2=1：10.线圈两端的电压分别为Ul、U2.输电线的总电阻为r，降压变压器的原、副线圈匝数之比为n3：n4=10：1，线圈两端电压分别为U3、U4.，L是用户区里一常亮的灯泡，三个回路的干路电流分别为I1、I2、I3，随着用电高峰的到来，用户区开启了大量的用电器，下列说法正确的是（）A．电压U4不变，始终等于UlB．电流Il始终等于I3C．L变暗D．输电线的电阻消耗的功率减小三、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）学习了“测量电源的电动势和内阻”后，物理课外活动小组设计了如图甲所示的实验电路，电路中电源电动势用E，内阻用r表示。(1)若闭合电键S1，将单刀双掷电键S2掷向a，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电压表的读数U，处理数据得到图像如图乙所示，写出关系式___。（不考虑电表内阻的影响）(2)若断开S1，将单刀双掷电键S2掷向b，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电流表的读数I，处理数据得到图像如图丙所示，写出关系式___。（不考虑电表内阻的影响）(3)课外小组的同学们对图像进行了误差分析，发现将两个图像综合起来利用，完全可以避免由于电压表分流和电流表分压带来的系统误差。已知图像乙和丙纵轴截距分别为b1、b2，斜率分别为k1、k2。则电源的电动势E=____，内阻r=____。(4)不同小组的同学用不同的电池组（均由同一规格的两节干电池串联而成），按照(1)中操作完成了上述的实验后，发现不同组的电池组的电动势基本相同，只是内电阻差异较大。同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个电池组继续进一步探究，对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系，以及电池组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想，并分别画出了如图丁所示的P—R和P—U图像。若已知甲电池组的内电阻较大，则下列各图中可能正确的是____（选填选项的字母）。A．B．C．D．12．（12分）图（甲）是演示简谐运动图像的装置，它由一根较长的细线和较小的沙漏组成。当沙漏摆动时，漏斗中的细沙均匀流出，同时匀速拉出沙漏正下方的木板，漏出的细沙在板上会形成一条曲线，这条曲线可以理解为沙漏摆动的振动图像。图（乙）是同一个沙漏分别在两块木板上形成的曲线（图中的虚线表示）。（1）图（乙）的P处堆积的细沙比Q处_________________（选填“多”、“少”或“一样多”）。（2）经测量发现图（乙）中OB=O′B′，若木板1的移动速度v1=3m/s，则木板2的移动速度v2=_________________。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，内壁光滑的气缸水平放置，厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一定质量的理想气体，气体初始温度为T1＝300K，此时活塞与气缸底部之间的距离为d1＝24cm，在活塞的左侧d2＝6cm处有固定的卡环，大气压强p0＝1.0×105Pa。求：(1)要使活塞能缓慢达到卡环位置，封闭气体的温度至少升高到多少？(2)当封闭气体的温度缓慢升到T＝450K时，封闭气体的压强为多少？14．（16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。15．（12分）某同学设计了一个轨道，竖直放置，让小球在轨道中运动接力，如图所示。倾斜直轨道AB与圆弧轨道BPC在B点相切，AC竖直，C是圆的最高点，另一圆弧轨道DQ的圆心为O，其右侧虚边界与AC相切，F是圆的最低点。已知AB长为l，与水平方向的夹角=37°，OD与竖直方向的夹角也是，圆轨道DQF的半径也为l，质量为m的小球a从A点由静止开始在外力作用下沿轨道加速运动，一段时间后撤去外力，小球运动到C点后水平抛出，从D点无碰撞进人圆弧轨道DQF内侧继续运动，到F点与另一静止的小球b发生弹性碰撞，小球b从F点水平拋出并刚好落在A点。不计空气阻力和轨道的摩擦，已知重力加速度为g，sin=0.6，cos=0.8.求：（1）小球a在C点时的速率；（2）外力对小球a做的功；（3）小球b的质量。

参考答案一、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、D【解析】

A．第一宇宙速度是近地卫星的运行速度，根据万有引力提供向心力得卫星a的轨道半径大于地球半径，则卫星a的运行速度小于第一宇宙速度，故A错误；B．根据万有引力提供向心力得卫星a的轨道半径大于卫星c的轨道半径，故卫星a的向心加速度小于卫星c的向心加速度，故B错误；C．卫星b不是同步卫星，不能与地面相对静止，不能“悬停”在北京上空，故C错误；D．根据万有引力提供向心力得卫星a、b的轨道半径相等，则周期相等，卫星a是同步卫星，运行周期与地球自转周期相同，则卫星b的运行周期与地球自转周期相同，故D正确。故选D。2、C【解析】

A．氢原子从高能级向n=3能级跃迁时发出的光，其光子的能量值最大为1.51eV，小于3.34eV，不能使锌发生光电效应，故A错误。B．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子种类数目为3种，故B错误。C．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子种类数目为3种，其中有2种大于3.34ev能使锌板发生光电效应，故C正确。D．当氢原子吸收的光子能量刚好等于能级差时，氢原子会跃迁到对应的高能级上去。若入射光子的能量为1.6eV，能使n=3能级的氢原子电离，故D错误。故选C。3、A【解析】

A．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，与固有频率无关，故A正确；B．根据单摆的周期公式知摆长缩短为原来的四分之一，则周期变为原来的二分之一，即为1s，故B错误；C．摆球在同一位置振动方向有两种，所以已知初始时刻的位置和振动周期，不知道初始时刻摆球的振动方向，不能知道振子在任意时刻运动速度的方向，故C错误；D．单摆运动中，摆球在最低点做圆周运动，所以摆球经过平衡位置时所受的合外力提供向心力，故D错误。故选A。4、B【解析】光电效应现象表明，光具有粒子性，A项错误；α粒子散射实验表明，在原子的中心有一个很小的核，原子所有的正电荷和几乎所有的质量集中在原子核上，B项正确：氢原子从高能级向低能级跃迁时，只能发出一些特定频率的光子，C项错误；一个质子和一个中子结合成氘核，会发生质量亏损，氘核的质量不等于质子与中子的质量和，D项错误；故选B.5、D【解析】

“蹦极”运动中，从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，绳对人的拉力的方向始终向上，故绳对人的冲量始终向上，绳恰好伸直时，绳子的拉力小于重力，人做加速度减小的加速运动，当绳子拉力等于重力时，加速度为0，速度最大，之后绳子拉力大于重力，人做加速度增加的减速运动，直到速度为零。故从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，人的运动速度是先增大，到绳子的拉力与重力相等时，速度最大，然后再减小为零，由动量和动能的定义可得，人的动量和动能都是先增大，在绳子的拉力与重力相等时最大，在减小到零，故ABC错误，D正确。6、C【解析】

AB．根据牛顿第二定律可得可得随着速度的增大，加速度逐渐减小，图象的斜率减小，当加速度为零时导体棒做匀速运动，图象的斜率表示速度，斜率不变，速度不变，而导体棒向下运动的速度越来越大，最后匀速，故图象斜率不可能不变，故AB错误；C．导体棒下滑过程中产生的感应电动势感应电流由于下滑过程中的安培力逐渐增大，所以加速度a逐渐减小，故图象的斜率减小，最后匀速运动时电流不变，C正确；D、根据安培力的计算公式可得由于加速度a逐渐减小，故图象的斜率减小，D错误。故选：C。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、BD【解析】

A．根据因天宫一号的周期未知，题中给出的是地球自转周期，则不能求解地球质量，可根据求解地球质量选项A错误；B．“神州八号”飞船与“天宫一号”进行对接时，“神州八号”飞船需要从低轨道加速，然后进入高轨道实现对接，选项B正确；C．根据可知“天宫一号”飞行器运动的周期是选项C错误；D．天宫一号的航天员每转一周即可看到一次日出，一天转的圈数是则在一天内可以看到日出的次数是选项D正确；故选BD.点睛：利用万有引力提供向心力和行星表面附近重力等于万有引力（也称黄金代换）求解天体间运动，是本章解题的基本思路；知道卫星变轨的方法是从低轨道加速进入高轨道，或者从高轨道制动进入低轨道．8、AC【解析】

A．条形磁铁的外部磁场方向是由极指极，由1位置的磁场方向沿斜面向下，2位置的磁场方向斜向左上方，若导线位于图中1位置且电流方向向外，根据左手定则可得导线所受安培力的方向为垂直斜面向下，由牛顿第三定律可得导线对磁铁的反作用力垂直于斜面向上，可知磁铁对斜面的压力减小，则有故A正确；B．若导线位于图中1位置且电流方向向里，根据左手定则可得导线所受安培力的方向为垂直斜面向上，由牛顿第三定律可得导线对磁铁的反作用力垂直于斜面向下，但弹簧的弹力仍等于磁铁重力沿斜面方向的分力，大小不变，则弹簧的伸长量不变，故B错误；CD．若导线位于图中2位置且弹簧的伸长量增大，可知导线对磁铁的反作用力沿斜面方向的分力沿斜面向下，垂直于斜面方向的分力垂直斜面向下，从而才会使弹簧的弹力增大，也使磁铁对斜面的压力增大，故有所以导线所受的安培力方向斜向右上方，由左手定则可得导线中的电流方向向里，故C正确，D错误；故选AC。9、AD【解析】

A．运动过程不计一切摩擦，系统机械能守恒，且两物体水平方向动量守恒，那么A可以到达B圆槽的左侧最高点，且A在B圆槽的左侧最高点时，A、B的速度都为零，A正确；BC．设A运动到圆槽最低点时的速度大小为vA，圆槽B的速度大小为vB，规定向左为正方向，根据A、B在水平方向动量守恒得0＝mvA－2mvB解得vA＝2vB根据机械能守恒定律得解得，，BC错误；D．当A运动到左侧最高点时，B向右运动的位移最大，设为x，根据动量守恒得m(2R－x)＝2mx解得x＝，D正确。故选AD。10、BC【解析】

将远距离输电的电路转化为等效电路其中，由闭合电路的欧姆定律故随着用电高峰的到来用户区开启了大量的用电器，减小，导致变小，则输电电流变大。A．由变压器的变压比可知但输电线上有电阻r，产生损失电压，故有即，且用电高峰U1不变，U4变小，故A错误；B．根据变压器上的电流与匝数成反比，有，可得电流Il始终等于I3，故B正确；C．则输电电流变大会导致损失电压变大，而U2不变，故U3减小，可得U4变小，即并联用户的电压减小，由可知L的功率变小，L变暗，故C正确；D．由可知，输电电流变大会导致输电线的电阻消耗的功率增大，故D错误。故选BC。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、BC【解析】

（1）[1]若闭合电键S1，将单刀双掷电键S2掷向a，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电压表的读数U，根据闭合电路欧姆定律可知则（2）[2]根据闭合电路欧姆定律变形得到与R的关系式，（3）[3][4]由题图所示电路图可知，利用伏阻法时，由于电压表的分流作用，通过电源的电流大于，这是造成系统误差的原因。若考虑通过电压表的电流，则表达式为则则利用安阻法时，考虑电流表内阻，可得则图丙中图像的斜率的倒数等于电源的电动势E。那么根据，可得，（4）[5]AB．根据电源的输出规律可知，当内外电阻相等时输出功率最大，当外电阻大于内电阻时，随着外电阻的增大，输出功率将越来越小，又由可知，电动势相同，内阻越小，最大输出功率越大，甲的电阻大于乙的电阻，所以乙的最大功率大于甲的最大功率，故A错误，B正确。CD．当内、外电阻相等时，输出功率最大，此时输出电压为电动势的一半，且电池组乙的输出功率比甲的大，而当外电路断开时，路端电压等于电源的电动势，此时输出功率为零，故C正确，D错误。故选BC。12、多4m/s【解析】

（1）[1]在图（乙的处时，沙摆的速度最小，在处时，沙摆的速度最大