2023届广西壮族自治区玉林市高三下学期三模理综物理试题（解析版）

2023年4月玉林市高三年级教学质量检测理科综合二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。1.2021年10月我国发射的神舟十三号飞船实现了和空间站径向对接的新突破，如图甲所示。假定对接前飞船在椭圆轨道Ⅰ上，如图乙所示，Ⅱ为空间站圆轨道，轨道半径为kR（R为地球半径），A为两轨道交点，B为飞船轨道近地点。地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响，下列说法中正确的是（）A.空间站在圆轨道Ⅱ上的向心加速度大于gB.飞船和空间站在A处所受的万有引力相同C.飞船在椭圆轨道Ⅰ上A处的机械能大于B处的机械能D.飞船在B处的速度大小vB>【答案】D【解析】【详解】A．空间站绕地球做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，有在地面物体，有因为空间站在圆轨道Ⅱ上时轨道半径大于地球半径，故向心加速度小于g，选项A错误；B．由万有引力表达式可知飞船和空间站在A处所受的万有引力还与飞船和空间站的质量有关，因为题目中不知道二者质量的关系，故无法判断二者在A处所受万有引力是否相等，选项B错误；C．飞船沿轨道Ⅰ运动时只有引力做功，故机械能守恒，飞船在椭圆轨道Ⅰ上A处的机械能等于B处的机械能，选项C错误；D．空间站在轨道Ⅱ绕地球做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，有又因为故空间站线速度大小为因飞船运动的轨道Ⅰ为椭圆轨道，故飞船在B点的速度大于第一宇宙速度，而空间站的速度小于第一宇宙速度，故vB>选项D正确故选D。2.如图所示，将一质量为的小球靠近墙面竖直向上抛出，图甲是小球向上运动时的频闪照片，图乙是小球下落的频闪照片。O点是运动的最高点，甲乙两次闪光频率相等，重力加速度为g，假设小球所受的阻力大小不变，则可估算小球受到的阻力大小约为（）A.mg B. C. D.【答案】C【解析】【详解】假设每块砖的厚度为d，照相机拍照的时间间隔为T，则向上运动和向下运动分别用逐差法可得根据牛顿第二定律可得联立解得故C正确。故ABD错误。故选C。3.如图所示，质量为m的圆环A，跨过定滑轮的细绳一端系在圆环A上，另一端系一物块B。细绳对圆环A的拉力方向水平向左。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，圆环A与固定直杆间动摩擦因数，直杆倾角，，要保证A不向上滑动，所悬挂的物块B质量不能超过（）A.2m B. C. D.【答案】A【解析】【详解】对物体B，由平衡条件可得对圆环A受力分析，如图当圆环刚要上滑时，由平衡条件可得又联立解得即悬挂的物块B质量不能超过2m。故选A。4.如图所示，图甲用于研究光电效应的实验装置，图乙是氢原子的能级结构。实验发现直接跃迁到时发出的光照射图实验装置的阴极时，发现电流表示数不为零，慢慢移动滑动变阻器触点c，发现电压表读数等于0.8V时，电流表读数恰好为零，电子的电荷量为e，下列说法正确的是（）A.跃迁到的光电子最大初动能为2.55eVB.滑动变阻器触点c向b侧缓慢移动，电流表读数逐渐减小为零C.其他条件不变，一群氢原子处于能级跃迁发出的光，总共有3种光可以发生光电效应D.用不同频率的光子照射该实验装置，记录电流表恰好读数为零的电压表读数，根据以上频率和电压可以精确测量普朗克常数【答案】D【解析】【详解】A．跃迁到的光子能量为2.55eV，当电压大于等于0.8V时，溢出来最大动能的光电子被截止，说明光电子最大初动能为0.8eV。根据光电效应方程可知，该材料的逸出功，故A错误；B．滑动变阻器触点c慢慢向a端移动，增加反向截止电压，有可能出现电流读数零，故B错误；C．从向下跃迁，一共可以发射出种光，其中跃迁到的光子能量小于逸出功，所以总共5种光可以发生光电效应，故C错误；D．根据光电效应方程可知，只要记录光子频率、截止电压就能精确测量普朗克常数，故D正确。故选D。5.2021年中国全超导托卡马克核聚变实验装置创造了新的纪录。为粗略了解等离子体在托卡马克环形真空室内的运动状况，某同学将一小段真空室内的电场和磁场理想化为方向均水平向右的匀强电场和匀强磁场（如图），电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。若某电荷量为q的正离子在此电场和磁场中运动，其速度平行于磁场方向的分量大小为v1，垂直于磁场方向的分量大小为v2，不计离子重力，则（）A.电场力的瞬时功率为 B.该离子受到的洛伦兹力大小为qv1BC.v2与v1的比值不断变大 D.该离子的加速度大小不变【答案】D【解析】【详解】A．根据功率的计算公式可知P=Fvcosθ，则电场力的瞬时功率为P=Eqv1，A错误；B．由于v1与磁场B平行，则根据洛伦兹力的计算公式有F洛=qv2B，B错误；C．根据运动的叠加原理可知，离子在垂直于纸面内做匀速圆周运动，沿水平方向做加速运动，则v1增大，v2不变，v2与v1的比值不断变小，C错误；D．离子受到的安培力不变，电场力不变，则该离子的加速度大小不变，D正确。故选D。6.如图所示，ABC为正三角形，AB和AC边上放有带等量异种电荷的绝缘细棒，O为BC边中点，D为BC中垂线上O点右侧的一点，P为BC上的一点，选无穷远处电势为0，则下列说法正确的是（）A.O点和D点场强可能大小相等，方向相同B.D点的电势一定高于P点C.将一正检验电荷沿直线从O点运动到D点，电势能不变D.将一正检验电荷沿直线从O点运动到P点，电场力做负功【答案】BC【解析】【详解】A．将带电体看成无数对等量异种点电荷，等量异种点电荷中垂线AD上的电场方向垂直AD向下，由于D点比O点距离等量异种电荷较远，因此场强较小，故A错误；B．由等量异种点电荷周围的等势面分布可知，O点和D点处于同一等势面上，O点的电势高于P点的电势，因此D点的电势一定高于P点电势，故B正确；C．由于O点和D点处于同一等势面上，将一正检验电荷沿直线从O点运动到D点，电场力不做功，因此电势能保持不变，故C正确；D．由于O点电势高于P点电势，将一正检验电荷沿直线从O点运动到P点，电场力做正功，故D错误。故选BC。7.如图所示，半径为R的光滑半圆形轨道固定在水平地面上，A、B是两个可视为质点的小球，B球静止于轨道上最低点，A球从图示位置由静止释放，然后与B球发生弹性碰撞，碰撞后A球被反向弹回，且A、B球能达到相同最大高度。下列说法正确的有（）A.以轨道最低点为零势能点，两球所达到的相同的最大高度为RB.B球的质量是A球质量的4倍C.偶数次碰撞后A球的速度为0D.两球总是在最低点发生碰撞【答案】AD【解析】【分析】【详解】A．两球发生弹性碰撞，设碰前A球速度为v0，碰后A球、B球速度为vA、vB，A、B发生弹性碰撞，根据动量守恒得mAv0＝mAvA＋mBvB根据机械能守恒得碰后能达到相同的高度，可知碰后速度大小相等，再联立以上关系式可得然后根据能量守恒速度变为原来的，上升的高度变为原来的。故A正确；B．将前面所得速度关系代入动量守恒关系式，可推导B球的质量是A球质量的3倍，故B错误；C．根据过程对称关系，偶数次碰撞后，A球速度大小为v0，故C错误；D．对运动过程分析可知，两球总是在最低点发生碰撞，故D正确。故选AD。8.如图所示，一电阻不计的U型导体框置于倾角为的足够长的光滑绝缘斜面顶端，一质量为、电阻为的金属棒置于导体框上，与导体框构成矩形回路，且与斜面底边平行，导轨间的距离为，导体框上表面粗糙，金属棒与导体框间的动摩擦因数为，与金属棒相距的下方区域有方向垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为，时刻，让金属棒与导体框同时由静止释放，金属棒进入磁场时导体框与金属棒发生相对滑动，导体框开始做匀速运动，时刻导体框端进入磁场，此时金属棒开始匀速运动。已知金属棒与导体框之间始终接触良好，导体框端进入磁场前金属棒没有离开磁场（，取）。则下列说法正确的是（）A.导体框的质量为B.从静止释放到导体框端刚进入磁场的过程中，系统减少的机械能全部转化为金属棒的焦耳热C.从静止释放到导体框端刚进入磁场的过程中，通过金属棒的电荷量为D.导体框端刚进入磁场时，金属棒与磁场上边界的距离为【答案】AC【解析】【详解】A．依题意，金属棒进入磁场时导体框与金属棒发生相对滑动，导体框开始做匀速运动，导体框根据平衡条件可得联立代入相关数据求得导体框的质量为故A正确；B．依题意，可知从静止释放到导体框端刚进入磁场的过程中，系统减少的机械能一部分部转化为金属棒因克服所受安培力所做的功而产生的焦耳热，一部分转化为系统因克服摩擦力所做的功而产生的热量，故B错误；C．依题意，可得金属棒进入磁场瞬间的速度为联立代入相关数据求得导体框端进入磁场，此时金属棒开始匀速运动，则有求得此时导体棒的速度大小为则从静止释放到导体框端刚进入磁场的过程中，对金属棒根据动量定理有联立以上式子，代入相关数据求得通过金属棒的电荷量为故C正确；D．依题意，根据代入相关数据，可求得导体框端刚进入磁场时，金属棒与磁场上边界的距离为故D错误。故选AC。第Ⅱ卷（非选择题，共174分）三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第22~32题为必考题，每个试题考生都必须做答。第33~38题为选考题，考生根据要求做答。（一）必考题（共129分）9.某学习小组利用下图的装置测定动摩擦因数。现有木质轨道（表面粗糙程度相同的斜面和水平面在交线B处平滑连接）、小物块（可看做质点）、刻度尺。只用上述器材就可以测定小铁块与木质轨道间的动摩擦因数实验步骤如下：（1）将一小物块从斜面上的A点由静止释放，滑到水平面上的C点停下；（2）用铅垂线测定A点在水平面的投影点O，用刻度尺测量CO的长度，如乙图所示，CO的长度______cm；（3）还需要用刻度尺测量某一物理量是：______；A.OA的高度hB.AB的长度LC.OB的长度S（4）小物块与木质轨道间的动摩擦因数可表示为______（用字母表示）。【答案】①.49.39（49.38~49.40）②.A③.【解析】【详解】（2）[1]根据刻度尺读数规则，读数为49.39（49.38~49.40）cm。（3）[3]设斜面倾角为，AO的高度h，A到C全过程有解得可知需要测量AO的高度h。故选A。（4）[3]根据上述可知，小物块与木质轨道间的动摩擦因数可表示为10.如图（a）所示为“用DIS测电源的电动势和内电阻”的部分实验电路图，电流传感器有微小电阻，图（b）是某同学实验中得到的图线。（1）实验中还需要______传感器，其接线应接在图（a）电路中的“1”和______位置（“2、3、4”中选填）；（2）由图（b）实验图线的拟合方程可得，该电源电动势______V，内阻______；（3）根据实验测得的I、U数据，若令，则由计算机拟合得出的图线应是图（c）中的______（选填“a”、“b”或“c”），其余两条图线分别是令，得出的；（4）由第（2）问中得到的电源电动势和内阻的值，推测图丙中M点的坐标为______。（保留3位有效数字）【答案】①.电压②.3③.2.96④.1.12⑤.c⑥.【解析】【详解】（1）[1][2]实验中还需要电压传感器测路端电压，应分别接在电路中电源的正负极两端，但是开关要起到作用，又电流传感器有微小电阻，为了减小误差，电流传感器应采用外接法。则电压传感器接线应分别接在图（a）电路中1和3位置。（2）[3][4]根据闭合电路欧姆定律由图（b）实验图线的拟合方程可得，图像纵坐标的截距表示电源电动势，则有斜率的绝对值表示电源的内阻，则有（3）[5]根据实验测得的I、U数据，若令，则由计算机拟合得出的图线应是电源的输出功率与干路电流的关系，由于电源的输出功率随外电阻的增大是先增大后减小，当外电阻等于电源内阻时输出功率最大，所以该图线应是c。（4）[6]根据第（2）问中得到的电源电动势和内阻的值，则有所以推测图（丙）中M点的坐标为。11.足够长的固定斜面与水平面的夹角，处在竖直向下的匀强电场中，场强大小。质量，电量的物块以初速度从斜面底端沿斜面向上运动。物块与斜面间的动摩擦因数，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。取斜面底端为电势能和重力势能的零势能面，（g取）求：（1）物块向上运动过程中的加速度a的大小；（2）物块运动过程中重力势能的最大值；（3）在物块运动的过程中能否找到这样的位置，使得物块的动能、电势能、重力势能均相等？若能找到：请计算该位置与斜面底端的距离s，若不能找到请分析说明理由。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）物块沿斜面向上运动时，受竖直向下的电场力和重力，垂直斜面的支持力，沿斜面向下的摩擦力，如图由牛顿第二定律可得滑动摩擦力联立可得（2）由速度位移公式可得重力势能最大值为（3）设该位置与斜面底端的距离s，根据能量守恒可得如果物块的动能、电势能、重力势能均相等，则可得12.如图所示，在直角坐标系中，A、P、C、B四点的坐标分别为、、、。内（包括边界）有方向垂直坐标平面向外的匀强磁场；第Ⅱ、Ⅲ象限（含y轴）存在电场强度大小相同的匀强电场，电场强度方向分别沿y轴负方向和正方向。质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A点沿坐标平面以某一初速度射入第Ⅱ象限，经电场偏转后从P点以速率v垂直y轴射入磁场，经磁场偏转后恰好未从边界射出磁场，然后从D点（图中未画出）通过x轴。不计粒子所受的重力。（1）求电场的电场强度大小E以及粒子在A点的初速度方向与x轴正方向的夹角；（2）求从粒子通过P点（第一次通过y轴）到粒子第二次通过y轴的时间t；（3）若在粒子第二次通过y轴时，其他条件不变，仅在第Ⅲ象限加上磁感应强度大小为内磁场的磁感应强度大小的2倍、方向垂直坐标平面向里的匀强磁场（图中未画出），求粒子在第Ⅲ象限运动的过程中距离y轴最远时的纵坐标。【答案】（1），；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由题可知，带电粒子第Ⅱ象限只受电场力的作用，故从A到P的过程可以看成是反方向的类平抛运动，则由此可知解得（2）由题可知，粒子通过P点到粒子第二次通过y轴的轨迹图如图所示由此可知解得同理根据边角关系可知故从粒子通过P点（第一次通过y轴）到粒子第二次通过y轴的时间为（3）由（2）分析可知，带电粒子进入第Ⅲ象限时与y轴负方向夹角为，对带电粒子的运动和受力进行如图所示的分析其中故带电粒子通过点后在第III象限的运动可看做是沿x轴负方向、速率为的匀速直线运动和沿逆时针方向、线速度大小为的匀速圆周运动的合运动，带电粒子在第Ⅲ象限运动的过程中距离y轴最远时，速度方向与y轴平行，如图所示由动能定理可知解得故（二）选考题：共15分。请考生分别从给出的2道物理题中各选一题做答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。[物理——选修3—3]（15分）13.如图所示，为某同学制作的一个简易温度计。在一个空的玻璃瓶中插入一根透明吸管，并封好瓶口，在吸管内引入一小段油柱（标记刻度时，其长度可忽略）。不计大气压的变化，吸管粗细均匀，则：①吸管上标记温度值时，刻度是否均匀？___________（填“均匀”或“不均匀”）；②若标记温度值时，吸管口是向上的（如图），则吸管水平放置时，测量值将___________，吸管口向下放置时，测量值将___________（后两空选择填入“偏大”、“偏小”或“无影响”）【答案】①.均匀②.偏大③.偏大【解析】【分析】【详解】[1]根据盖-吕萨克定律，则有设吸管内部的横截面积为S，内部在初始时的热力学温度为T1，体积为V1，当温度变化△t时油柱移动的距离为△l，则有即由上式可以看出，△t与△l成正比关系，所以吸管上标刻温度值时，刻度是均匀的；(2)[2]若标记温度值时，吸管口是向上的，则压强相对水平放置时偏大，水平测量时相同温度下的体积偏大，由于温度与体积成正比，则水平测量时测量值将偏大；[3]若标记温度值时，吸管口是向上的，则压强相对吸管口向下放置时偏大，吸管口向下放置时相同温度下的体积偏大，由于温度与体积成正比，则吸管口向下放置测量值将偏大。14.如图所示，用一个绝热活塞将绝热容器平均分成A、B两部分，用控制阀K固定活塞，开始时A、B两部分气体的温度都是27℃，压强都是，保持A体积不变，给电热丝通电，使气体A的温度升高到87℃，求：（1）气体A的压强是多少？（2）保持气体A的温度不变，拔出控制阀K，活塞将向右移动压缩气体B，平衡后气体B的体积被压缩倍，气体B的温度是多少摄氏度？【答案】