2022-2023学年湖北省宜昌市长阳县一中高三下学期模拟考试（江门一模）物理试题

2022-2023学年湖北省宜昌市长阳县一中高三下学期模拟考试（江门一模）物理试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为、套在粗糙竖直固定杆处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从处由静止开始下滑，经过处的速度最大，到达处的速度为零，，此为过程Ⅰ；若圆环在处获得一竖直向上的速度，则恰好能回到处，此为过程Ⅱ．已知弹簧始终在弹性范围内，重力加速度为，则圆环（）A．过程Ⅰ中，加速度一直减小B．Ⅱ过程中，克服摩擦力做的功为C．在C处，弹簧的弹性势能为D．过程Ⅰ、过程Ⅱ中克服摩擦力做功相同2、如图所示，战斗机离舰执行任务，若战斗机离开甲板时的水平分速度为40m/s，竖直分速度为20m/s，已知飞机在水平方向做加速度大小等于的匀加速直线运动，在竖直方向做加速度大小等于的匀加速直线运动。则离舰后（）A．飞机的运动轨迹为曲线B．10s内飞机水平方向的分位移是竖直方向的分位移大小的2倍C．10s末飞机的速度方向与水平方向夹角为D．飞机在20s内水平方向的平均速度为50m/s/3、“礼让行人”是城市文明交通的体现。小王驾驶汽车以36km/h的速度匀速行驶，发现前方的斑马线上有行人通过，立即刹车使车做匀减速直线运动，直至停止，刹车加速度大小为10m/s2。若小王的反应时间为0.5s，则汽车距斑马线的安全距离至少为A．5m B．10mC．15m D．36m4、一列简谐横波沿x轴正向传播，波形如图所示，波速为10m/s。下列说法正确的是（）A．该波的振幅为0.5m，频率为2HzB．此时P点向y轴负方向运动C．再经0.9s，Q点有沿y轴正方向的最大加速度D．再经1.05s，质点P沿波传播方向迁移了10.5m5、如图所示，一轻绳绕过光滑的轻质定滑轮，一端挂一水平托盘，另一端被托盘上的人拉住，滑轮两侧的轻绳均沿竖直方向。已知人的质量为60kg，托盘的质量为20kg，取g=10m/s2。若托盘随人一起竖直向上做匀加速直线运动，则当人的拉力与自身所受重力大小相等时，人与托盘的加速度大小为（）A．5m/s2 B．6m/s2 C．7.5m/s2 D．8m/s26、如图所示，AO、BO、CO是完全相同的绳子，并将钢梁水平吊起，若钢梁足够重时，绳子AO先断，则（）A．θ=120°B．θ＞120°C．θ＜120°D．不论θ为何值，AO总是先断二、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、如图所示电路中，电源内阻忽略不计．闭合电键，电压表示数为U，电流表示数为I；在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中A．U先变大后变小 B．I先变小后变大C．U与I比值先变大后变小 D．U变化量与I变化量比值等于R38、如图，匀强磁场与平面垂直且仅分布在第一象限，两个完全相同的带电粒子、从轴上的点以相等速率射入磁场，分别经过时间、后从轴上纵坐标为，的两点垂直于轴射出磁场。已知两带电粒子在磁场中做圆周运动的周期为，半径为，粒子射入速度方向与轴正方向的夹角为。、间的相互作用和重力可忽略。下列关系正确的是（）A． B． C． D．9、如图所示，在竖直平面内有一匀强电场，一带电量为+q、质量为m的小球在力F的作用下，沿图中虚线由M至N做竖直向上的匀速运动。已知力F和MN之间的夹角为45°，MN之间的距离为d，重力加速度为g。则下列说法正确的是（）A．电场的方向可能水平向左B．电场强度E的最小值为C．当qE＝mg时，小球从M运动到N时电势能变化量为零D．F所做的功一定为10、如图，条形磁铁在固定的水平闭合导体圆环正上方，从离地面高h处由静止开始下落，下落过程中始终保持竖直方向，并从圆环中心穿过，最后落在水平地面上。条形磁铁A、B两端经过线圈平面时的速度分别为v1、v2，线圈中的感应电流分别为I1、I2，电流的瞬时功率分别为P1、P2.不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．从上往下看，I2的方向为顺时针B．I1：I2=v1：v2C．P1：P2=v1：v2D．磁铁落地时的速率为三、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）某同学猜想：弹簧的弹性势能与其劲度系数成正比、与其形变量的二次方成正比，即；其中b为与弹簧劲度系数成正比例的常数。该同学设计以下实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系。如图所示，在水平桌面上放置一个气垫导轨，将弹簧一端固定于气垫导轨左侧。调整导轨使滑块能在导轨上自由匀速滑动。将光电门固定在离弹簧右侧原长点稍远的位置。推动滑块压缩弹簧一段合适的距离后，由静止释放滑块。滑块离开弹簧后运动通过光电门。通过测量和计算研究上述猜想。实验中进行以下测量：A．测得滑块的质量m；B．测得滑块上遮光片的宽度d；C．测得弹簧的原长；D．推动滑块压缩弹簧后，测得弹簧长度L；E.释放滑块后，读出滑块遮光片通过光电门的时间t；F.重复上述操作，得到若干组实验数据，分析数据并得出结论。回答下列问题。（前三个问题用实验测得的物理量字母及比例常数b表示）（1）滑块离开弹簧后的动能为________。（2）由能量守恒定律知弹簧被压缩后的最大弹性势能与滑块弹出时的动能相等。若关于弹簧弹性势能的猜想正确，则________。（3）用图像处理实验数据并分析结论，得出的图像如图所示。该图像不过坐标原点的原因是________________。（只填写一条）（4）若换用劲度系数更大的弹簧做实验，图像斜率将________。（选填“不变”“变大”或“变小”）（5）若实验中测得的一组数据：，，，，。由此计算比例常数________N/m。12．（12分）某实验小组设计了如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，其主要步骤如下：（1）物块P、Q用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，P底端固定了一竖直宽度为d的轻质遮光条。托住P，使系统处于静止状态（如图所示），用刻度尺测出遮光条所在位置A与固定在铁架台上的光电门B之间的高度h。（2）现将物块P从图示位置由静止释放，记下遮光条通过光电门的时间为t，则遮光条通过光电门时的速度大小v=___________。（3）己知当地的重力加速度为g，为了验证机械能守恒定律，还需测量的物理量是_________（用相应的文字及字母表示）。（4）利用上述测量的实验数据，验证机械能守恒定律的表达式是_________。（5）改变高度h，重复实验，描绘出v2-h图象，该图象的斜率为k。在实验误差允许范围内，若k=_________，则验证了机械能守恒定律。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，上端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，两活塞用一根长度为L的刚性轻质细杆连接，两活塞间充有氧气，小活塞下方充有氮气，大、小活塞的质量分别为2m、m，横截面积分别为2S、S。氮气和汽缸外大气的压强均为p0，大活塞与大圆筒底部相距。现通过电阻丝缓慢加热氮气，使小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐位置。已知大活塞导热性能良好，汽缸及小活塞绝热，两活塞与汽缸壁之间的摩擦不计，重力加速度为g。求：①初始状态下氧气的压强；②小活塞与大圆筒底部平齐时，氧气的压强。14．（16分）如图所示，MN和M′N′为两竖直放置的平行光滑长直金属导轨，两导轨间的距离为L。在导轨的下部有垂直于导轨所在平面、方向向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在导轨的MM′端连接电容为C、击穿电压为Ub、正对面积为S、极板间可认为是真空、极板间距为d的平行板电容器。在t＝0时无初速度地释放金属棒ef，金属棒ef的长度为L、质量为m、电阻可忽略不计．假设导轨足够长，磁场区域足够大，金属棒ef与导轨垂直并接触良好，导轨和各接触处的电阻不计，电路的电感、空气的阻力可忽略，已知重力加速度为g。(1)求电容器两端的电压达到击穿电压所用的时间；(2)金属棒ef下落的过程中，速度逐渐变大，感应电动势逐渐变大，电容器极板上的电荷量逐渐增加，两极板间存储的电场能也逐渐增加。单位体积内所包含的电场能称为电场的能量密度。已知两极板间为真空时平行板电容器的电容大小可表示为C＝。试证明平行板电容器两极板间的空间内的电场能量密度ω与电场强度E的平方成正比，并求出比例系数(结果用ε0和数字的组合表示)。15．（12分）如图所示，真空中以为圆心，半径r=0.1m的圆形区域内只存在垂直纸面向外的匀强磁场，圆形区域的最下端与xoy坐标系的x轴相切于坐标原点O，圆形区域的右端与平行y轴的虚线MN相切，在虚线MN右侧x轴的上方足够大的范围内有方向水平向左的匀强电场，电场强度E=1.0×105N/C．现从坐标原点O沿xoy平面在y轴两侧各30°角的范围内发射速率均为v0=1.0×106m/s的带正电粒子，粒子在磁场中的偏转半径也为r=0.1m，已知粒子的比荷，不计粒子的重力、粒子对电磁场的影响及粒子间的相互作用力，求：（1）磁场的磁感应强度B的大小；（2）沿y轴正方向射入磁场的粒子，在磁场和电场中运动的总时间；（3）若将匀强电场的方向改为竖直向下，其它条件不变，则粒子达到x轴的最远位置与最近位置的横坐标之差．

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．圆环从处由静止开始下滑，经过处的速度最大，则经过处的加速度为零，到达处的速度为零，所以圆环先做加速运动，再做减速运动，所以加速度先减小，后增大，故A错误；BCD．在过程Ⅰ、过程Ⅱ中，圆环经过同一位置所受的摩擦力大小相等，则知在两个过程中，克服摩擦力做功相同，设为，研究过程Ⅰ，运用动能定理列式得研究过程Ⅱ，运用动能定理列式得联立解得克服摩擦力做的功为弹簧弹力做功所以在处，弹簧的弹性势能为故B、C错误，D正确；故选D。2、B【解析】

A．飞机起飞后的合速度与合加速度方向一致，所以飞机运动轨迹为直线，A错误；B．10s内水平方向位移竖直方向位移B正确；C．飞机飞行方向与水平方向夹角的正切，C错误；D．飞机在20s内水平方向的位移则平均速度为D错误。故选B。3、B【解析】

汽车的初速度为，反应时间内做匀速直线运动，有：刹车过程的加速度大小为，由匀减速直线运动的规律：可得刹车距离为故安全距离为：；故B正确，ACD错误；故选B。4、C【解析】

A．从图中可以看出振幅为0.5m，波长为4m，所以周期为则频率为故A错误；B．因为波沿x轴正向传播，所以P点下一步会成为波峰，应该向y轴正方向运动，故B错误；C．因为周期是0.4s，简谐横波沿x轴正向传播，所以经过0.9s后，相当于Q点经过0.1s到达波谷，此时加速度最大，并且沿着y轴正方向，故C正确；D．质点P只会上下振动，不会沿波传播方向迁移，故D错误。故选C。5、A【解析】

设人的质量为M，则轻绳的拉力大小T=Mg设托盘的质量为m，对人和托盘，根据牛顿第二定律有2T一(M+m)g=(M+m)a解得a=5m/s2故选A。6、C【解析】

以结点O为研究对象，分析受力，作出力图如图．根据对称性可知，BO绳与CO绳拉力大小相等．由平衡条件得：FAO=2FBOcos，当钢梁足够重时，AO绳先断，说明FAO＞FBO，则得到2FBOcos＞FBO，解得：θ＜120°，故C正确，ABD错误。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、BC【解析】由图可知电压表测量的是电源的电压，由于电源内阻忽略不计，则电压表的示数总是不变，故A错误；在滑动变阻器的滑片P由a端滑到b端的过程中，滑动变阻器的电阻先增大后减小，由于电压不变，根据闭合电路欧姆定律可知电流表示数先减小后增大，U与I的比值就是接入电路的的电阻与的电阻的和，所以U与I比值先变大后变小，故C正确；由于电压表示数没有变化，所以U变化量与I变化量比值等于0，故D错误；【点睛】当滑动变阻器的两部分并联在电路中时，在最中间时，电阻最大，滑片从一端移动到另一端的过程中，电阻先增大后减小，8、CD【解析】

A．由题意可知两粒子在磁场中运动轨迹所对应的圆心角之和为，因为粒子b的轨迹所对应的圆心角为，所以粒子a运动轨迹所对应的圆心角为，则故A错误；BCD．粒子a、b运动时间之和为，即由几何知识可知，故、故B错误，CD正确。故选CD。9、BC【解析】

A．小球受力情况：小球受到重力mg、拉力F与电场力qE，因为小球做匀速直线运动，合力为零，则F与qE的合力与mg大小相等、方向相反，作出F与qE的合力，如图根据上图可知，电场力在右侧，由于小球带正电，电场方向与电场力方向相同，故指向右侧，故A错误；B．由图可知，当电场力qE与F垂直时，电场力最小，此时场强也最小。则得：qE＝mgsinθ，所以电场强度的最小值为，故B正确；C．当mg＝Eq时，根据几何关系，电场力水平向右，与MN垂直，小球从M运动到N电场力不做功，即小球从M运动到N时电势能变化量为零，故C正确；D．由于电场力变化时，F大小也跟随着改变，所以做功也不能具体确定值，故D错误；10、AB【解析】

A．条形磁铁B端经过线圈平面时，穿过线圈的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，从上往下看，I2的方向为顺时针，选项A正确；BC．条形磁铁AB端经过线圈平面时磁感应强度相同，根据E=BLv以及可知I1：I2=v1：v2根据P=I2R可知电流的瞬时功率之比为选项B正确，C错误；D．若磁铁自由下落，则落地的速度为；而由于磁铁下落过程中有电能产生，机械能减小，则磁铁落地时的速率小于，选项D错误。故选AB。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、滑块运动过程中受阻力变小15.625【解析】

（1）[1]．滑块匀速通过光电门有滑块动能解得①（2）[2]．弹簧被最大压缩后的最大弹性势能②最大弹性势能与滑块的动能相等，解①②式得③（3）[3]．该图像在纵轴上有正截距。则③式为（c为截距）则滑块的动能小于弹簧的最大弹性势能，主要原因是滑块运动过程中受阻力，或导轨右侧高于左侧。（4）[4]．由③式知，图像的斜率为。换用劲度系数更大的弹簧做实验，则b更大，则图像斜率变小。（5）[5]．由③式得12、P的质量M，Q的质量m（M-m）gh=【解析】

（1）[1]光电门的遮光条挡住光的时间极短，则平均速度可作为瞬时速度，有：；（2）[2]两物块和轻绳构成的系统，只有重力做功，机械能守恒：故要验证机械能守恒还需要测量P的质量M、Q的质量m；（3）[3]将光电门所测速度带入表达式：则验证机械能守恒的表达式为：；（4）[4]将验证表达式变形为：若在误差允许的范围内，系统满足机械能守恒定律，图像将是一条过原点的倾斜直线，其斜率为：。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、①；②【解析】

①分析初始状态下两活塞的受力情况，根据力的平衡有解得初始状态下氧气的压强②初始状态氧气体积当小活塞缓慢上升到上表面与大圆筒底部平齐时，氧气体积，压强为p2，根据玻意耳定律有，解得14、(1)(2)ε0，证明见解析【解析】

本题为“单棒＋电容器＋导轨模型”，可以根据牛顿第二定律，使用“微元法”对棒列方程求解。（1）在电容器两端电压达到击穿电压前，设任意时刻t，流过金属棒的电流为i，由牛顿第二定律知，此时金属棒的加速度a满足mg－BiL＝ma设在t到t＋Δt的时间内，金属棒的速度由v变为v＋Δv，电容器两端的电压由U