2023届甘肃省兰州市高三第二次诊断性检测物理试卷含解析

2023学年高考物理模拟试卷

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。

2.答题时请按要求用笔。

3.请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。

4.作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。

5.保持卡面清洁，不要折暴、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，从高/i=L8m的A点将弹力球水平向右抛出，弹力球与水平地面碰撞两次后与竖直墙壁碰撞，之后恰能

返回4点。已知弹力球与接触面发生弹性碰撞，碰撞过程中，平行于接触面方向的速度不变，垂直于接触面方向的速

度反向但大小不变，4点与竖直墙壁间的距离为4.8m,重力加速度g=10m/s2,则弹力球的初速度大小为（）

A.1.5m/sB.2m/sC.3.5m/sD.4m/s

2、反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似，已

知静电场的方向平行于x轴，其电势q随x的分布如图所示，一质量m=1.0xl（f20kg,带电荷量大小为q=1.0xl（）-9c

的带负电的粒子从（1,0）点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上往返运动。忽略粒子的重力等因素，则（）

A.x轴左侧的电场强度方向与x轴正方向同向

B.x轴左侧电场强度Ei和右侧电场强度E2的大小之比Ei：E2=2：1

C.该粒子运动的周期T=L5XHT8s

D.该粒子运动的最大动能Ekm=2xl0"j

3、2019年12月16日，第52、53颗北斗导航卫星成功发射，北斗导航卫星中包括地球同步卫星和中圆轨道卫星，它

们都绕地球做圆周运动，同步卫星距地面的高度大于中圆轨道卫星距地面的高度.与同步卫星相比，下列物理量中中

圆轨道卫星较小的是（）

A.周期B.角速度C.线速度D.向心加速度

4、如图甲所示的理想变压器，原线圈接一定值电阻Ro,副线圈与一额定电流较大的滑动变阻器R相连接，现在M、

n.10

N间加如图乙所示的交变电压.已知变压器原、副线圈的匝数比为定值电阻的额定电流为2.0A,阻值为

R=10Q。为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的电阻值至少为（）

A.1£2B.

C.10。D.102Q

5、如图所示，空间有一正三棱锥P-ABC,。点是边上的中点，。点是底面ABC的中心，现在顶点P点固定

一正的点电荷，在。点固定一个电荷量与之相等的负点电荷。下列说法正确的是（）

A.A、B、C三点的电场强度相同

B.底面45c为等势面

C.将一正的试探电荷从3点沿直线8C经过。点移到。点，静电力对该试探电荷先做正功再做负功

D.将一负的试探电荷从尸点沿直线P。移动到。点，电势能先增大后减少

6、一根轻质弹簧原长为汨在力F作用下伸长了X。则弹簧的劲度系数M是（）

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。分。

7、用甲、乙两种不同的单色光应用同一实验装置分别做双缝干涉实验。比较两次实验得到的干涉条纹图案，甲光的干

涉条纹间距大于乙光的干涉条纹间距，则（）

A.甲的波长大于乙的波长

B.甲的频率大于乙的频率

C.玻璃对甲的折射率小于对乙的折射率

D.若两种光在玻璃中传播，甲的速度等于乙的速度

E.若两种光从玻璃射向空气发生全反射，甲的临界角大于乙的临界角

8、水面下深G处有一点光源，发出两种不同颜色的光a和从光在水面上形成了如图所示的一个有光线射出的圆形区

域，该区域的中间为由。、6两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为a光构成的圆环。若6光的折射率为"，下

列说法正确的是（选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0

分）。

光的单色光区域

复色光区域

A.在水中，。光的波长比》光小

B.水对a光的折射率比b光小

C.在水中，a光的传播速度比〃光大

D.复色光圆形区域的面积为，/-/

E.用同一装置做双缝干涉实验，a光的干涉条纹比力光窄

9、如图所示，“、。两束不同频率的单色光从半圆形玻璃砖底边平行射入，入射点均在玻璃砖底边圆心。的左侧，两

束光进入玻璃砖后都射到。'点，0。，垂直于底边，下列说法确的是（）

A.从点0,射出的光一定是复色光

B.增大两束平行光的入射角度，则6光先从0,点消失

C.用同一装置进行双缝干涉实验，6光的相邻条纹间距较大

D.若a、力光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则。光的截止电压低

10、下列说法正确的是（）

A.在完全失重的情况下，气体对器壁的压强为零

B.某些小昆虫在水面上行走自如，是因为“液体的表面张力”，该力是分子力的宏观表现

C.人对空气干爽与潮湿的感受主要取决于空气的相对湿度

D.做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能也越来越大

E.烯增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行

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）LED灯是一块电致发光的半导体材料芯片，其优点是体积小、质量轻、耗电量低、使用寿命长、亮度高、

热量低、绿色环保、安全可靠，我国已经在大力推行使用LED灯具了。某小组同学找到了几个图甲所示的LED灯泡,

准备描绘LED灯泡的伏安特性曲线，所用器材如下：

,甲

A.LED灯泡：额定功率0.1W；

B.电压表V：量程0~5V,内阻约为100kC

C.电流表A：量程0~300mA,内阻约为10。

D.锂离子电池：电动势3.8V、内阻很小；

E.滑动变阻器R：0—50Q,2A；

F.开关、导线若干。

（1）考虑到描绘LED灯泡的伏安特性时，灯泡两端电压应从零开始，同时又要尽量减小实验误差。下列电路中最恰

当的一个是o

♦・

（2）选择好正确的电路进行实验，根据实验所测得的电压和电流，描绘出该LED灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，

由图线可知，LED灯泡两端电压在2.3V以下时几乎处于（选填“短路”或“断路”）状态，选LED灯泡的电

阻随其两端电压的升高而（选填“增大”“减小”或“不变

（3）由该LED灯泡的伏安特性曲线可知，若将该LED灯泡与题中所给电源和一阻值约为100Q的电阻串联，则该LED

灯泡的耗电功率为W（保留两位有效数字）。

12.（12分）某同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，并用图钉固定在木板

上。固定两个光滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点O,每个钩码的质量相等。调整钩码个数使系统达到平衡。

B

印

（1）实验过程中必须要记录下列哪些数据（—）

A.0点位置

B.每组钩码的个数

C.每个钩码的质量

D.0A,和0C绳的长度

E.0A,08和0C绳的方向

（2）下列实验操作正确的是（一）

A.将OC绳换成橡皮筋，仍可完成实验

B.细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些可减小实验误差

C.尽量保持NA08为90。、60。、120。等特殊角方便计算

D.若改变悬挂钩码的个数重新进行实验，必须保持。点位置不动，重新调整钩码的个数M、N2

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）如图所示为一种研究高能粒子在不同位置对撞的装置。在关于y轴对称间距为2d的尸。边界之间

存在两个有界匀强磁场，其中在x轴上方）下方/区域磁场垂直纸面向外，JK上方〃区域磁场垂直纸面向里，

其磁感应强度均为氏直线加速器1与直线加速器2关于。点轴对称，其中心轴在位于x轴上，且末端刚好与MN、

尸。的边界对齐；质量为，小电荷量为e的正、负电子通过直线加速器加速后同时以相同速率垂直MN、PQ边界进入

磁场。为实现正、负电子在II区域的y轴上实现对心碰撞（速度方向刚好相反），根据入射速度的变化，可调节边界与

x轴之间的距离心不?计粒子间的相互作用，不计正、负电子的重力，求：

M\P

c

r（我加速器1..B...过线加速器2

N”2d组

（1）哪个直线加速器加速的是正电子；

（2）正、负电子同时以相同速度刃进入磁场，仅经过边界一次，然后在n区域发生对心碰撞，试通过计算求出刃的

最小值。

(3)正、负电子同时以吃=叵电速度进入磁场，求正、负电子在II区域y轴上发生对心碰撞的位置离。点的距离。

2m

14.(16分)半径为R的球形透明均匀介质，一束激光在过圆心。的平面内与一条直径成为60。角射向球表面，先经

第一次折射，再经一次反射，最后经第二次折射射出，射出方向与最初入射方向平行。真空中光速为以求：

⑴球形透明介质的折射率；

⑵激光在球内传播的时间。

15.(12分)一轻质细绳一端系一质量为/n=0.05kg的小球A,另一端挂在光滑水平轴。上，。到小球的距离为L=0.1m,

小球跟水平面接触，但无相互作用，在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板，如图所示，水平距离

s=2m,动摩擦因数为〃=0」.现有一滑块8,质量也为“，从斜面上滑下，与小球发生弹性正碰，与挡板碰撞时不损

失机械能.若不计空气阻力，并将滑块和小球都视为质点，g取10m/s2,试问：

(1)若滑块8从斜面某一高度/?处滑下与小球第一次碰撞后，使小球恰好在竖直平

面内做圆周运动，求此高度儿

(2)若滑块8从&=5m处滑下，求滑块B与小球第一次碰后瞬间绳子对小球的拉力

(3)若滑块B从人=5m处下滑与小球碰撞后，小球在竖直平面内做圆周运动，求小

球做完整圆周运动的次数.

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、B

【解析】

由题意可知，小球在竖直方向做自由落体运动，则

由对称性可知，小球第一次落地时的水平位移为

x=—x4.8m=1.2m

4

则初速度

x1.2._,

v=—=——m/s=2m/s

t0.6

故选B。

2、D

【解析】

A.沿着电场线方向电势降落，可知x轴左侧场强方向沿x轴负方向，x轴右侧场强方向沿x轴正方向，故A错误;：

2020

B.根据U=Ed可知：左侧电场强度为：Ei=--------V/m=2.0xl03V/m；右侧电场强度为：E=------------V/m=

1x10-2?20.5x10-2?

3

4.0xl0V/m；所以x轴左侧电场强度和右侧电场强度的大小之比Ei：E2=l：2,故B错误；

C.设粒子在原点左右两侧运动的时间分别为5t2,在原点时的速度为Vm,由运动学公式有：Vm=^h同理可知:

m

2

Vm=%t2；Ekm=-rnvm；而周期：T=2(ti+t2);联立以上各式并代入相关数据可得：T=3.0xl0-8s；故c错误。

m2

D.该粒子运动过程中电势能的最大值为：Epm=q(Pm=-2X10-8J,由能量守恒得当电势能为零时动能最大，最大动能

为Ekm=2xl0-8j,故D正确；

3、A

【解析】

根据卫星所受的万有引力提供向心力可知：

GMmv2442

——z一=m一=m-r=ma=r

r2r「

可得

同步卫星的轨道半径大于中圆轨道卫星，则中圆轨道卫星的周期小，角速度、线速度和向心加速度均大，故A正确,

BCD错误。

故选Ao

4、A

【解析】

由题意可知，定值电阻R。在额定电流情况下分得的电压为:

%=/&=2.0x10V=20V

则原线圈输入电压：

l/i=220V-20V=200V

由变压器的工作原理：

u、__^i_

U2〃2

可知：

U-^U=—X200V=20V

2n,110

允许电流最大时原线圈的输入功率为：

Pi=l/iZ=200x2W=400W

由变压器输出功率等于输入功率可得：

P2=PI=4()0W

又由公式可知

p_u；

可得：

u-202

P2400

故A正确，BCD错误。

5、C

【解析】

A.A、B、C三点到P点和。点的距离都相等，根据场强的叠加法则可知A、B、C三点的电场强度大小相等，但

方向不同，A错误；

BC.处于。点的负电荷周围的等势面为包裹该负电荷的椭球面，本题0为等边三角形ABC的中心，即A、B、C=

点电势相等，但是该平面不是等势面，沿着电场线方向电势降低，越靠近负电荷，电势越低，即B、。电势高于。点

电势，3经。到C,电势先减小后增大，根据电势能的计算公式

Ep=q<P

可知正试探电荷电势能先减小后增大，电场力先做正功再做负功，B错误，C正确;

D.沿着电场线方向电势降低，负试探电荷从高电势P点移到低电势。点，根据电势能的计算公式可知电势能一直增

大，D错误。

故选C。

6、B

【解析】

已知弹簧的弹力尸与伸长的长度x,根据胡克定律

F=kx

得

X

ACD错误，B正确。

故选B。

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。分。

7、ACE

【解析】

A.双缝干涉条纹间距

L,

AAx=­X

d

同一实验装置其L、d相同，AY越大则X越长，则甲光的波长大，A正确；

B.甲光的波长大于乙光，由

c=Av

知甲光的频率小于乙光的频率，B错误；

C.频率丫越小，介质对它的折射率〃越小，则玻璃对甲光的折射率小，C正确；

D.根据

c

n=—

v

可知甲光在玻璃中的速度大，D错误；

E.根据全发射的特点

,C1

sinC=一

n

可知光在玻璃中的折射率"越小，则全反射临界角。越大，则甲光临界角大，E正确。

故选ACE„

8、BCD

【解析】

1

sinC=一

ABC项：a光在水面上形成的圆形亮斑面积较大，知。光的临界角较大，根据巧知a光的折射率较小，再由

C

可知，在水中，a光的波长比5光大，故A错误BC正确；

I，,/,乃/<

sinC=-万53=丁

D项：依据?结合几何关系，可知，+，，而复色光圆形区域的面积为〃-1,故D正确；

E项：。光的折射率小，波长长，根据双缝干涉条纹与波长成正比，可知相同条件下，a光干涉条纹比b光宽，故E

错误。

9、AD

【解析】

A.两光束射到0点时的入射角都等于在玻璃砖底边的折射角，根据光路可逆性可知，从0点射出时折射角都等于射

入玻璃砖底边时的入射角，而在玻璃徜底边两光束平行射入，入射角相等，所以从。，点射出时折射角相同，两光束重

合，则从O,点射出的一定是一束复色光，故A正确；

B.令光在底边的入射角为。折射角为r,根据折射定律有

sinz

n=---

sinr

所以

根据几何知识可知，光在0,点的入射角为r,无论怎样增大入射角度，光在0,点的入射角都小于光发生全反射的临界

角，所以*b光不会在0,点发生全反射，故B错误；

C.根据光路图可知，玻璃砖对a光的折射率小于分光的折射率，则a光的波长大于b光的波长，由于条纹间距为

Ax=—

d

所以a光的条纹间距大于b光的条纹间距，故C错误；

D.由于a光的频率小于b光的频率，根据光电效应方程

Ek=hv-W()=eU

可知a、方光分别照射同一光电管发生光电效应时，a光的截止电压比8光的截止电压低，故D正确。

故选：AD«

10、BCE

【解析】

A.根据气体压强的微观意义，气体压强和分子数密度、分子平均动能有关，与重力无关，在完全失重的情况下，气

体对器壁的压强不为零，故A错误。

B.液体表面张力产生的原因是：液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀

疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，某些小昆虫在水面上行走自如，是因为“液体的

表面张力”，该力是分子力的宏观表现，故B正确。

C.相对湿度：在某一温度下，水蒸汽的压强与同温度下饱和汽压的比，称为空气的相对湿度；影响蒸发快慢以及影

响人们对干爽与潮湿感受的因素，不是空气中水蒸气的绝对数量，而是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽

压的差距；水蒸气的压强离饱和汽压越远，越有利于水的蒸发，人们感觉干爽，故C正确。

D.物体分子的平均动能大小仅与物体的温度有关，是一个微观的物理量，与宏观的物理量物体运动的速度无关，故D

错误。

E.自然界的宏观热过程都具有方向性，在任何一个自然过程中，一个孤立系统的总熠会不断增加，即一切自然过程

总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行，故E正确。

故选BCEo

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>D断路减小0.024(0.02D.025均给分)

【解析】

(1)要求电流电压从零开始，所以电路应该用分压电路，且由于电压表的内阻远远大于待测电阻的阻值，所以应该用

电流表外接法，所以电路结构选D；

(2)在2.3V以下时电路中电流为零，可以认为电路断路，从图像上可以看出LED灯泡的电阻随其两端电压的升高而

减小。

(3)将该LED灯泡与题中所给电源和一阻值约为100C的电阻串联，设灯泡两端的电压为U,流过灯泡的电流为/,

根据闭合电路欧姆定律可知U=E-/R,整理得：U^E-IOOI,在/-U图像上画出此函数，如图所示：

图像的交点即为灯泡的工作电压和电流，此时的电压为3.05V,电流为8mA,所以LED灯泡的耗电功率为

p=(77=3.05x0.008=0.024W

12、ABEAB

【解析】

(1)[1]A.为了验证平行四边形定则，必须作受力图，所以需要确定受力点，即需要标记结点。的位置，A正确；

BC.其次要作出力的方向和大小，每个钩码的质量相同，所以钩码的个数可以作为力的大小，不需要测量钩码质量，

B正确，C错误；

DE.连接钩码绳子的方向可以表示力的方向，所以需要标记OB和OC绳的方向，D错误，E正确。

故选ABEo

(2)[2]A.如果将。。绳换成橡皮筋，在同一次实验过程中，只要将结点拉到相同的位置，实验结果不会发生变化，仍

可完成实验，A正确；

B.细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些可以使力的方向更准确，减小实验误差，B正确；

C.实验通过平行四边形定则进行力的合成确定力的大小和方向，不需要计算，C错误；

D.实验的目的是验证平行四边形定则，重新实验，不需要保持结点位置不动，D错误。

故选AB。

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)直线加速器2(2)幽；(3)Ay=2[—d-J--(—)2bn=l,3,5,7…2A-1。

2m2V22n

【解析】

(1)正负电子进入磁场后要在II区域相遇，因此正负电子出加速器以后都向上偏转，根据左手定则可知直线加速器2

加速得为正电子

(2)如图所示：d=2RsinO,R(1-cosO)=h

或直接得:+(R_〃)=R2

整理得：口=今上2篇聋

12

即当幺h即人="'时，Rinin~~

8/72d22