陕西省两校2023-2024学年高三年级下册模拟考试物理试题（解析版）

物理

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题K答案』后，用铅笔把答题卡上对应题目的工答案』标号涂

黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他［答案』标号。回答非选择题时，将I答案］

写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、选择题：

1.北京时间2023年10月3日17时45分许，诺贝尔物理学奖揭晓，皮埃尔・阿戈斯蒂尼、

费伦茨•克劳斯和安妮・吕利耶因在阿秒光脉冲方面所做出的贡献获奖。阿秒是十亿分之一秒

的十亿分之一，电子绕氢原子核运行一周需要15。阿秒，微观世界的时间尺度如图所示。若

将最短光脉冲视为光波的一个振动周期，则光脉冲由飞秒量级到阿秒量级，下列说法正确的

是()

纳秒(ns)皮秒(ps)飞秒(fs)阿秒(as)仄秒(zs)

________________10为10」2sioi5sio/8s10-2加

结构动力学(表

化学反应面，晶格，纳分子转动分子振动电子运动核粒子运动？

米结构)

A波长变短B.波长变长C.周期变长D,光子能量不变

K答案》A

(解析》光脉冲由飞秒量级到阿秒量级，由图可知周期变短，频率变大，根据光子能量表

达式

£=hv

可知光子能量变大；根据

可知波长变短。

故选Ao

2.如图所示，等边三角形线框ZAW由三根相同的导体棒连接而成，。为线框的几何中心。

线框顶点〃、N与直流电源两端相接，已知电流为/的直导线产生的磁场的磁感应强度计算

公式为B=kL(左为常数，r为某点到直导线的距离)，若MN边在。点产生的磁场的磁感

r

应强度大小为1义10一41，则地、LN两边在O点产生的合磁场磁感应强度大小及方向为

B.1x104T＞垂直纸面向里

C.1.5xl0^T;垂直纸面向外D.2X10-4T，垂直纸面向里

［答案》B

k解析》设每一根导体棒的电阻为R,长度为L则电路中，上下两路电阻之比为

K:g=2:1

根据并联电路两端各电压相等的特点可知，上下两路电流之比

，：/2=1：2

又因为通电直导线在。点产生磁场的磁感应强度与导线中的电流强度成正比，根据右手螺

旋定则和矢量的叠加原理可知，支路电流在。点产生的磁场垂直纸面向里，磁感应强

度与边在。点产生的磁感应强度相等，为IxlOYT。

故选B。

3.一物体做平抛运动，从抛出时开始计时，第1s内的位移为事第2s内的位移为巧，第

九1

3s内的位移为七，已知r则下列关于彳的说法正确的是

122%33%4

A.0<^<-B.c.D.

演22七33尤344演5

（答案IB

［［解析X设第1s内水平方向的位移为X、竖直方向的位移为y,则第2s内水平方向的位移

为X、竖直方向的位移为3»第3s内水平方向的位移为无、竖直方向的位移为5y,可知第

1s内的位移

玉=G+y2

第2s内的位移

%2=信+⑶1

第3s内的位移

/=J/+（5y『

其中

%1_1

X22

联立解得

x2_V10

七5

故选B。

4.北京冬奥会引发了全国冰雪运动热潮。某滑雪爱好者的运动情景可简化为如图所示的模

型。他以初速度％从斜坡底端冲上斜坡，到达某一高度后又返回底端，滑雪板与斜坡之间

的摩擦不可忽略，关于他在斜坡上运动的速度V、加速度。、重力势能Ep和机械能E随时间

的变化关系，下列图像描述可能正确的是（）

1答案》c

k解析』B.滑雪爱好者以初速度％从斜坡底端冲上斜坡的过程为匀减速直线运动，根据

牛顿第二定律

mgsin0+jLimgcos0=ma

解得

a=gsin夕+cos0

方向沿斜面向下，返回底端的过程为匀加速速直线运动，根据牛顿第二定律

mgsin0-"mgcos0=ma'

解得

a'=gsin，一Agcos0

方向沿斜面向下，故

a'丰a

故B错误；

A.又v-r图像斜率表示加速度，图线斜率不变，与

dwa

矛盾，故A错误；

C.爱好者冲上斜坡的过程，重力势能从零不断增大，最高点重力势能最大，然后开始下滑,

重力势能不断减小到零，重力势能的变化量与高度变化成正比关系，根据运动学规律知高度

与时间不成正比例关系，故丸-才图线是非线性关系，当

a=2a'

时，根据

v

t=-

a

知下滑时间为上滑时间的2倍，故C正确；

D.根据功能关系知，阻力做的负功等于机械能的减小量，故机械能E一直变小，与D不

符，故D错误。

故选C。

5.如图所示，直角坐标系xQy位于竖直平面内，y轴竖直向上。第HI、IV象限内有垂直于

坐标平面向外的匀强磁场，第IV象限同时存在方向平行于y轴的匀强电场（图中末画出）。

若将一质量为机、带电荷量为-q（q>0）的小球从无轴上的A点由静止释放，小球恰好从P

点垂直于v轴进入第IV象限做圆周运动，从Q点垂直于无轴进入第I象限，。点距。点的

距离为d,已知重力加速度为g。下列说法正确的是（）

B.磁感应强度大小为生心

q\d

C.小球在经过尸点前瞬间的曲率半径为4d

D.小球在第m、w象限运动的总时间为"小药

［答案XB

K解析1A.小球恰好从尸点垂直于y轴进入第IV象限做圆周运动，说明小球在第IV象限

电场力与重力平衡，即

mg=qE

所以电场强度的大小为

q

A错误；

B.小球在第III象限受到重力和洛伦兹力，洛伦兹力不做功，设小球到达尸点的速度为V,

由题意知

OP=OQ=d

则由动能定理可得

mgd=—mv2-0

解得P点速度为

V=yl2gd

小球恰好从尸点垂直于y轴进入第IV象限做圆周运动，所以小球在第IV象限所受合外力为

洛伦兹力，小球恰好从。点垂直于x轴进入第I象限，。点距。点的距离为d,所以圆周运

动半径为

R—d

洛伦兹力提供向心力，则

v2

qvB=m——

R

解得磁感应强度大小为

人生因

q\d

B正确；

C.小球在尸点受到竖直向下的重力，竖直向上的洛伦兹力，此时重力与洛伦兹力的合力提

供向心力，设小球在经过尸点前瞬间的曲率半径为r,可得

V2

qvB-mg=m一

r

解得

r=2d

C错误；

D.假设小球在A点水平方向受到一对大小相等，方向相反的速度」（向左）和％（向右）,

则小球会在竖直方向受到两个大小相等，方向相反的洛伦兹力。（向下）和耳各（向上），

且满足F洛=mg

则小球在第III象限的运动可简化为水平向左的速度为%匀速直线运动，以及速度为%的匀

速圆周运动，小球运动的周期与速度大小无关，故第III象限运动的时间与第IV象限运动的时

间相同，均为第IV象限匀速圆周运动周期的小球在第w象限做匀速圆周运动的周期

4

T17im2d

T=------=71I——

Bq[g

故小球在第in、w象限运动的总时间为/=Z=工」3

22、g

D错误；

故选Bo

6.2023年9月21日15时48分，中国空间站“天宫课堂”第四课正式开讲.新晋“太空教师”

景海鹏、朱杨柱、桂海潮为广大青少年带来了一堂精彩的太空科普课，这是中国航天员首次

在梦天实验舱内进行授课。地球半径为R,引力常量为G,若梦天实验舱做匀速圆周运动的

轨道半径是地球半径的左倍，梦天实验舱与地球中心的连线在单位时间内扫过的面积为S,

则下列说法正确的是（）

A.梦天实验舱的环绕周期为此上B.地球的质量为3匕

SGkR

47rq22

C.梦天实验舱处的重力加速度大小为置标3V

D.地球的密度为工

成GA，

[答案IAD

K解析』A.由几何关系得

d一=-兀-(林-)2

所以梦天实验舱的环绕周期

,nk2R2

1二-------------

S

故A正确;

B.由万有引力提供向心力得

G^=mKkR

(a)2T2

解得地球的质量

GkR

故B错误;

D.由夕=丝、V=士兀用可得地球的密度为

V3

_3s2

P—iikGR"

故D正确;

C.由万有引力等于重力得

下Mm

G~~=mg

3)

所以梦天实验舱处的重力加速度大小为

4s,

故C错误。

故选AD。

7.如图所示，质量为机、带电荷量为+q(q>0)的粒子(不计重力)从尸点以初速度%射

入辐射状电场中，粒子恰好做匀速圆周运动，经过四分之一圆周后从A点垂直边射入

以正方形A6CD为边界的匀强电场中，最后从C点射出。已知辐射状电场在圆弧轨迹处的

电场强度大小为E。，正方形ABCD的边长与粒子做圆周运动的轨迹半径相等。下列说法正

A.粒子在C点时的速度大小为J?%

B.粒子在C点时的速度大小为2%

C.粒子从P点运动到C点的时间为

D.粒子从P点运动到C点的时间为

《答案》AC

2

K解析UAB.设粒子圆周运动的轨道半径为R,则有=答

解得尺=吗

洛

粒子从A到C做类平抛运动，则水平方向上

R=砧

解得

4n

qE。

在竖直方向上，则有

1,

R=3

解得

2R2qE。

a=K=------

t{m

竖直方向上分速度

V,=at[=2%

所以粒子在。点时的速度大小为

y=&+(2%C=岛

A正确，B错误；

CD.粒子圆周运动的周期

T_2兀R_27rmy0

%qE。

所以粒子在弧形电场中运动的时间

242qE0

所以粒子运动的时间

"%+1吨（1+2

洛2

C正确，D错误。

故选ACo

8.如图所示，用轻质网兜将一质量均匀的足球悬挂在竖直木板的A点，轻绳与木板之间的

夹角。=30°,将木板以底端为轴顺时针缓慢转动直至木板水平，转动过程中绳与木板之间

的夹角保持不变，忽略一切摩擦，足球的重力为9N,设木板对球的支持力为然、绳上的拉

力为耳，木板在转动过程中，下列说法正确的是（）

A.然的最小值为3/NB.”的最大值为9N

C.当木板转动60。时，然是耳大小的三倍D.当木板转动30。时，尸N与耳大小相等

（答案』AD

K解析』A.足球的受力如图所示

因为绳与板的夹角a=30°不变，三力首尾相接可得耳与然所在直线的夹角

6»=90°-«=60°

不变，即它们的矢量图被限制在一个外接圆上移动。可见绳对足球的拉力耳一直减小，木

板对足球的支持力外先增大后减小，初状态时练的最小值为

="7gtana=3百N

故A正确；

BC.当木板转动60。时，然最大，最大值为

丁=工=6A

cosa

此时耳大小为耳=mgtane=3A/3N

即然是FT大小的两倍,故BC错误；

D.当木板转动30。时，然、耳与，卷三力构成等边三角形，即然与工大小相等，故D正

确。

故选AD„

二、非选择题：

(-)必考题：

9.利用如图甲所示的实验装置“探究小车速度随时间变化的规律”。

正脉冲输入插座

(012345单位：cm6

[•••••T•

13.39上3.77上4.15上4.534.91上5.29J

丙：

(1)采用如图乙所示的计时器，关于该实验下列操作正确的是o

A.打点计时器的电源应该使用6V-8V的交变电源

B.将纸带固定在小车尾部，并穿过电火花打点计时器的限位孔

C.把一根细线拴在小车上，细线跨过定滑轮且平行桌面，下面吊着适当质量的钩码

D.开始实验时先放开纸带，再接通电源

（2）某实验小组所得纸带上打出的部分计数点如图丙所示（每相邻两个计数点间还有4个

点，图中未画出），打点计时器所用的交流电源频率为50Hz。打下第2个计数点时小车的速

度丫2=m/s；小车的加速度为。=m/s2•（结果均保留三位有效数字）

（3）如果当时电网中交变电流的频率稍有减小，频率从50Hz变成了49Hz,而做实验的同

学并不知道，仍按照50Hz进行处理，那么速度的测量值与实际值相比,加速度的测

量值与实际值相比=（均选填“偏大”“偏小”或“不变”）

K答案U（1）BC（2）0.3960.380（3）偏大偏大

[解析X。）"]A.电火花打点计时器使用的电源为220V交流电源，故A错误；

B.将纸带固定在小车尾部，并穿过电火花打点计时器的限位孔，故B正确；

C.细绳系上重物跨过定滑轮与小车相连，在释放小车前，小车要靠近打点计时器，故C正

确；

D.为充分利用纸带，应先接通电源，后释放小车，故D错误。

故选B。

（2）⑵计数点2的瞬时速度

%=—=3.77+4.15*I。-2nl/s=0.396m/s

小0.2

[3]根据Ac=aT2

运用逐差法得。=%—产

9T2

代入数据得o=0.380m/s2

（3）[4][5]如果当时电网中交变电流的频率稍有减小，实际的计数周期变大，仍按照50Hz

进行数据处理，那么速度及加速度的测量值与实际值相比偏大。

10.某物理实验小组准备测量未知电阻Rx（约为2k。）的阻值和某型号手机锂电池的电动势

和内阻。电池已拆开，电动势E标称值为3.4V,允许最大放电电流为100mA。在实验室备

有如下实验器材：

A.电压表V（量程4V,内阻Rv约为10k。）

B.电流表Ai（量程100mA,内阻RA为25。）

C.电流表A2（量程2mA,内阻后约为100。）

D.滑动变阻器R（0〜40Q,额定电流1A）

E.电阻箱Ro（0-9999Q）

F.开关S一个、导线若干

（1）为了测定电阻Rx的阻值，实验小组设计了如图甲所示的电路原理图，电源用待测的锂

电池，则电流表应选用（选填“Ai”或“A2”），将电压表的读数除以电流表的读数作为

Rx的测量值，则测量值______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。

（2）该实验小组设计了如图乙所示的电路原理图来测量锂电池的电动势£和内阻r。

①电流表示数的倒数;与电阻箱阻值Ro之间的关系式为（用字母E,r,RA表示）;

②在实验中，多次改变电阻箱的阻值，获得多组数据，根据数据作出的;图像为图丙

所示的直线，根据图像可知该锂电池的电动势£=V,内阻尸Qo（结果均保留

两位有效数字）

（答案1（1）A2大于

,、11nr+7?

（2）一二—4T----------A-3.38.3

IEE

K解析』（1）[1]根据题意，由欧姆定律可得，流过电流表的最大电流约为

P

1=—=1.7mA

则电流表应该选用A2；

⑵由电路图甲可知，电流表采用的是内接法，由于电流表的分压，电压表的测量值大于真

实值，由欧姆定律可知，电阻的测量值大于真实值。

（2）①根据题意及电路图乙，由闭合电路欧姆定律有

石=/（厂+&+&）

整理得

②⑵［3］根据题意，结合图丙可得

L业VL^=10A-

E100E

解得

E«3.3V,y8.30

11.如图所示，某玩具滑道装置是由水平轨道。4、倾斜轨道A3、水平轨道SC、半圆弧

轨道CD组成，整个轨道在同一竖直平面内且各部分之间均平滑连接。质量7%=0.01kg的

滑块Q静止于水平轨道的。点。长度/=0.375m、不可伸长的轻绳一端固定在0点，一

端与质量叫=0.03kg的物块p相连,物块p静止时恰好与水平轨道Q4及滑块Q接触但无

相互作用力。现将物块P拉至左侧某一位置由静止释放，物块P绕。1点做圆周运动至最低

点时轻绳恰好被拉断，之后与滑块Q发生弹性碰撞，碰撞后滑块Q恰好能够通过半圆弧轨

道最高点。。已知半圆弧轨道CD的圆心为。2、半径H=0.1m,水平轨道。4与水平轨道

之间的距离/z=0.2m,物块P、滑块Q均可以视为质点，不计任何阻力，取重力加速

度g=10m/s2o求:

(1)碰撞后瞬间滑块Q的速度大小；

(2)碰撞后物块P沿轨道上升的最大高度；

(3)轻绳能承受的最大拉力。

［答案』(1)3m/s；⑵0.05m；(3)0.62N

k解析U(1)碰撞后滑块Q恰好能够通过半圆弧轨道最高点。，即滑块Q在D点时，重

力恰好提供向心力

m2g=m2-^

解得

vD=lm/s

设滑块Q碰撞后瞬间的速度大小为V2,滑块Q从。点到。点，根据动能定理

-m2g(/z+27?)=g叫说叫¥

代入数据，解得

v2=3m/s

(2)设碰撞前物块P的速度大小为%,碰后的速度大小为匕，物块P与滑块Q发生弹性碰

撞，贝IJ

=叫％+m2v2

121212

/叫%=5叫匕+耳机2%

解得

%=2m/s

匕=lm/s

设碰撞后物块p沿轨道上升的最大高度为4,假设此时物块P在斜面上，根据动能定理

—m1gAi=0_；町v；

解得%=0.05m<h

所以，假设成立；

(3)物块P做圆周运动至最低点时轻绳恰好被拉断，拉断前的瞬间，拉力和重力的合力提

2

供向心力T一叫g=叫牛

代入数据，解得T=0.62N

12.如图所示，间距为1m的平行金属导轨ABC.A'5'C'固定在水平面上,其中5C、5'。

为半径R=0.4m的半圆弧，虚线EF左侧和圆弧导轨间均存在竖直向上且磁感应强度大小

为1T的匀强磁场。在水平导轨上垂直放置金属棒a、b，且在金属棒间锁定一弹性势能为L2J

的轻质弹簧(弹簧与两棒均不拴接)，解除弹簧锁定后，金属棒。、b分别同时运动到石尸、

BB'处,金属棒。进入磁场向左运动x=0.2m后速度减小到零，此时金属棒。恰好到达圆

弧最高点，且对轨道无压力。已知金属棒纵6的质量相。=0.1kg、7%=0.2kg,电阻

△=2Q、%=30,金属棒6与£产左侧导轨间的动摩擦因数〃=0.1,E尸右侧导轨光滑。

不计弹簧的长度、金属棒。在防，处的能量损失，不计导轨电阻和空气阻力，g取10m/s?,

金属棒。、。始终与导轨垂直且接触良好。求：

(2)金属棒。运动到圆弧轨道最高点时，所受的安培力大小；

(3)从进入磁场到速度减小到零的过程中，金属棒b产生的焦耳热。

k答案1(1)4m/s；(2)0.4N；(3)0.336J

K解析X(1)对金属棒。、b构成的系统，根据动量守恒定律有

加31一砥％=°

根据能量守恒定律有

解得

val=4m/s,%=2m/s

(2)金属棒。恰好能够到达圆弧最高点，且对轨道无压力，根据牛顿第二定律有

脸

mag=ma—

此时回路的感应电动势为

El-BLv.2

此时回路的感应电流为

/1=工

ra+rb

此时金属棒。所受的安培力大小

£=BIJ

解得

4=0.4N

一1,

（3）根据能量守恒定律有Ep=Q+magR+-mav；2+]nmbgx

金属棒b产生的焦耳热Qh=

rr

a+b

解得0,=O.336J

（-）选考题：

【物理-选修3-31（15分）

13.如图甲所示，中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909m,

创造了我国载人深潜新纪录。已知在深度3000m以下，海水温度基本不变，现利用如图乙

所示固定在潜水器外的一个密闭气缸做验证性实验，气缸内封闭一定质量的理想气体.轻质

导热活塞可自由移动。若将气体分子撞击缸壁视为弹性正碰，则在潜水器从4000m深度下

潜到5000m深度的过程中，下列说法正确的是。

A.封闭气体对外做正功

B.封闭气体向外界放出热量

C.封闭气体压强与潜水器下潜的深度成正比

D.封闭气体分子单位时间撞击缸壁单位面积的次数增加

E.封闭气体分子对缸壁的平均撞击力的冲量不变

［答案》BDE

K解析XAB.根据热力学第一定律，由于温度不变，气体的内能不变，气体压强增大，体

积减小，外界对气体做正功，则气体放出热量，并且外界对气体做的功等于气体放出的热量,

A错误，B正确；

C.气体压强

P^Po+PSh

压强与潜水器下潜的深度成一次函数关系，C错误；

D.下潜过程中，气体温度不变，气体分子平均动能不变，潜水器的压强增大，气体被压缩,

气体分子数密度增大，气体分子单位时间撞击缸壁单位面积的次数增加，D正确；

E.潜水器下潜过程中，温度不变，气体分子平均动能不变，气体分子每次对缸壁的平均

撞击的冲量大小不变，E正确。

故选BDE。

14.如图所示，一端封闭、开口向下的玻璃管竖直放置，总长度4=1m,用长度/2=20cm

的水银柱封闭一段长度4=72cm的理想气体，已知大气压强7°=76cmHg,封闭气体的

温度4=27℃。将玻璃管缓慢地转过180°保持开口向上，对气体缓慢加热，随着温度的升

高，水银会从管口溢出。

（1）试通过计算说明当气体温度达到270℃时是否有水银从管口溢出；

（2）求玻璃管中仍有水银柱时，气体的最高温度（计算结果保留整数）。

K答案》（1）没有水银从管口溢出；（2）576K

K解析F（1）设气体柱横截面积为S,对封闭气体柱，管口向下时

Pi=Po—pg%=56cmHg

管口向上时

P^Po+PSk=96cmHg

由玻意耳定律得

P—pjS

代入数据解得

I：=42cm

设当温度升高到4时，水银恰好不溢出，加热过程中封闭气体柱压强不变，对封闭气体柱

03=幺=96cmHg

由盖-吕萨克定律

Z/S_(/0-/2)S

W=—T3—

其中(=4=(273+27)K=300K

代入数据解得入土571.4K

气体的温度为八=(571.4-273)℃=298.4℃>270℃

所以，当气体温度达到270℃时，水银没有从管口溢出；

(2)设当温度最高时，管内水银柱长度无，对封闭气体柱

P^Po+Pgx

匕=(/o-X)S

由理想气体状态方程中=华

其中匕=必

工=(273+27)K=300K

56x72(100-x)(76+x)

代入数据化简有

300

根据数学知识，当x=12cm时，温度最高，为《土576K

【物理——选修3-4】（15分）

15.如图甲所示，一列简谐横波沿直线传播，P、。为波传播路径上相距12m的两个质点,

尸、Q两个质点的振动规律分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是（）

A.该波一定从Q点向尸点传播

B./=；s时，P、。两质点的位移不相同

C./=0时刻，P、。连线中点处的质点有可能处于平衡位置

D.该波的传播速率可能为2.4m/s

E.该波的传播速率可能为4m/s

K答案1BDE

［解析XA.由题意无法确定波的传播方向，故A错误；

B.由振动图像可知/=；s时，尸、。两质点的位移大小相等，但方向不同，故B正确;

C./=0时刻，P质点位于平衡位置，Q质点位于波峰位置，显然尸、。连线中点处的质点

不可能处于平衡位置，故C错误；

DE.由振动图像可得该波的传播周期T=4s

当该列波从P点向。点传播时，有12m：卜（"=0,1,2,3…）

2_12

则波速丫=(n=0,l,2,3...)(m/s)