2023届河北省邢台市九师联盟高三下学期一模物理试卷 附答案

第=page11页，共=sectionpages11页2023年河北省邢台市九师联盟高考物理一模试卷学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________题号一二三四总分得分第I卷（选择题）一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）1.某种光子的能量为E，动量为p，某种物体的质量为m，速率为v0，德布罗意波长为λ，若普朗克常量未知、光速未知，下列说法正确的是(

)A.光速的表达式为pE B.光子的质量为pE2

C.普朗克常量为λm2.如图所示，两同种材料的滑块A、B，用轻质细绳通过光滑定滑轮相连，A放在粗糙的水平桌面上，由静止释放A、B两滑块，此时A、B两滑块的加速度大小均为a1；A和B调换位置并也都由静止释放，此时A、B两滑块的加速度大小均为a2，已知两滑块与水平面间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等，滑块与桌面间的动摩擦因数μ=12，A滑块的质量为12m，B滑块的质量为8m，重力加速度为g。下列说法正确的是A.调换前A和B的加速度大小均为116g B.调换后A和B的加速度大小均为110g

C.3.如图甲所示，一理想变压器的线圈a作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，电源输出交变电压的瞬时值随时间变化的关系图像如图乙所示，变压器的线圈b接额定电压为6V的小灯泡。已知小灯泡正常发光，则下列说法正确的是(

)

A.电源输出电压的频率为100Hz

B.线圈a与线圈b的匝数之比为na：nb=3：1

C.在小灯泡旁边并联一个电阻，电源的输出功率减小

D.4.光滑地面上水平放置一个质量为M、导热性能良好的容器，用一个质量为m、导热性能良好的活塞封闭一定量的气体在其中，容器与活塞的横截面积分别为S0、S，容器内部气体的长度为L，气体的质量可忽略不计，活塞和容器间接触光滑。现同时用水平向左的恒力F1和水平向右的恒力F2分别作用在活塞和容器上，且F1=F2A.p0S0p0S0+FL5.两根材质不同、长度相等的细绳在O点连接，拉直后放在光滑水平地板上，以O为坐标原点，沿绳方向为x轴，水平面内垂直x轴方向为y轴，建立直角坐标系；甲、乙两名同学分别在绳的A、B两端以相同频率同时振动，绳上形成两列相向传播的绳波，经过一个周期后，从两端各自形成一个完整的波形，各点坐标如图所示，波在传播过程中各点的平衡位置保持不变。已知B点形成的机械波在BO中传播的速度为12m/s，则两列波形成的第一个波谷到达O点的时间差为(

)A.1s B.0.5s C.1.5s D.2s6.宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，它的轨道距地心的距离等于地球半径的k倍，它的运动周期为T，引力常量为G，则地球的平均密度ρ的表达式为(

)A.ρ=3πk3GT2 B.ρ=7.如图所示，固定的水平长杆上套有质量为m的小物块A，跨过轻质定滑轮(可视为质点O)的细线一端连接A，另一端悬挂质量为m的小物块B(B靠近定滑轮)，滑轮到杆的距离OC=3ℎ，开始时A位于P点，PO与水平方向的夹角为30°，重力加速度为g，不计一切摩擦。现将A、B由静止释放，则当A，O间的细线与水平方向的夹角为60°时，小物块B的速度大小为(

)A.4(3−3)gℎ15 B.4(二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）8.如图所示，竖直面内一绝缘细半圆环均匀分布着正电荷，a、b为圆环水平直径AB上的两个点且a点为圆心，AC弧和CB弧都是四分之一圆弧。已知均匀带电圆环内各点的场强均为零，则下列说法正确的是(

)

A.b点电场强度的方向垂直于AB向下

B.b点电场强度的方向斜向下

C.若AC弧在a点的电场强度大小为E，则半圆环在a点的电场强度大小为2E

D.若AC弧在a点的电场强度大小为E，则半圆环在a点的电场强度大小为9.如图所示，空间有一无限大正交的电磁场，电场强度为E，方向竖直向下，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外，电磁场中有一内壁光滑竖直放置的绝缘长筒，其底部有一带电量为−q(q>0)，质量为qEg的小球，g为重力加速度，小球直径略小于长筒内径。现长筒在外力作用下以大小为v0的速度向右做匀速直线运动。已知小球刚离开长筒时小球在竖直方向的分速度大小为v0，下列说法正确的是(

)A.小球在长筒中的运动时间为2EgB

B.小球在长筒中的运动时间为EgB

C.小球从长筒中飞出后做匀速圆周运动的轨道半径的大小为E10.如图所示，光滑的平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨处在方向垂直于水平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，左侧导轨间的距离为3L，右侧导轨间的距离为L，导体棒a、b垂直放置于导轨之间，且与导轨接触良好，导体棒a、b的材料相同，电阻相等。导体棒b末被固定且静止在右侧导轨上，使导体棒a以初速度v0开始向右运动，直至回路中的感应电流变为0。已知回路中的感应电流变为0时，导体棒a仍处于左侧导轨上，不计导轨的电阻，导体棒b的质量为m。下列说法正确的是(

)A.通过回路的电荷量是3mv02BL B.通过回路的电荷量是mv02BL

C.第II卷（非选择题）三、实验题（本大题共2小题，共14.0分）11.某同学用如图甲所示的实验装置探究“在质量一定的情况下，加速度与力的关系”。具体操作步骤如下：

①在长为L的细杆上端固定一个左边开口、厚度可忽略的盒子，细杆下端竖直固定在小车上，在小车上表面固定白纸和复写纸，设整体的质量为M(未知)；

②把小车放在水平桌面上，用轻绳通过光滑定滑轮竖直悬挂质量为m的钩码，调节定滑轮的高度让轻绳与桌面平行，小车距定滑轮足够远，开始时让整个系统静止；

③在盒子中放入一个小球(可认为光滑)然后由静止释放钩码，之后小球落在小车上，测得小球落点到细杆的距离x；

改变钩码的质量，重复上述实验，得到不同的m、x的数值，在满足M>m的情况下，最后作出x−m关系图像如乙图所示。设小车在运动过程中所受阻力大小恒为f(未知)，已知当地重力加速度大小为g，x−m图像的斜率大小为k，图像在横轴上的截距大小为m0，则整体的质量大小为M=______，小车在运动过程中所受阻力大小f=______。(均用L、k、m0及g作为已知量来表达)12.某学习小组用如图甲所示的电路测量电压表V1的内阻，实验仪器有：

待测电压表V1(量程3V，内阻约3000Ω)

电压表V2(量程5V，内阻约6000Ω)

电源E(电动势6V，内阻不计)

滑动变阻器R1(0～2Ω)

电阻箱R2(最大阻值9999.9Ω)

该学习小组采用的主要实验步骤如下：

①开关S1闭合，S2闭合，调节滑动变阻器R1的阻值，使电压表V1指针偏转到满刻度，读出此时电压表V2的示数U0；

②开关S1闭合。S2断开，同时调节滑动变阻器R1和电阻箱R2，使电压表V2的示数仍为U0，并使电压表V1指针偏转到满刻度的23，记录此时电阻箱R2的阻值。

(1)若步骤②中记录电阻箱R2的阻值为1450Ω，则电压表V1内阻的测量值为______Ω，该测量值______(选填“大于”“小于”或“等于”)电压表V1内阻的实际值。

(2)学习小组中有人认为不用电压表V2也能测量电压表V1的内阻，实验电路如图乙所示，主要实验步骤为：①开关S1闭合，S2闭合，调节滑动变阻器R1的阻值，使电压表V1四、简答题（本大题共3小题，共40.0分）13.如图所示，一束平行于等边三棱镜横截面ABC的光从空气射到E点，沿路径EF射到F点。已知入射方向与AB边的夹角为θ=60°，光在F点恰好发生全反射。已知光在空气中的传播速度为c，BE=L，求：

(1)三棱镜的折射率；(结果可以带根号)

(2)光从E传播到F所用的时间。14.如图所示，竖直挡板固定在光滑的水平面上，被压缩的轻弹簧一端固定在挡板上，另一端在质量为3m的物体1上(轻弹簧与物体1不栓接)，物体1静止在M点，质量为m的物体2静止在N点，倾角为37°的光滑轨道CD也固定在水平面上，半径为L0的光滑竖直圆轨道与倾斜轨道相切于D点。释放弹簧，物体1离开弹簧后与物体2发生弹性碰撞，物体2通过C点前后速度大小不变，物体2通过最高点P做平抛运动而落回到C点。已知重力加速度为g，轨道CD上的A点在圆心O点正下方且CA=5L，求：

(1)物体2运动到最高点P时对轨道的压力。

(2)轻弹簧储存的弹性势能。15.如图所示，在平面直角坐标系的三、四象限内有一宽度为d、方向水平向右的匀强电场；从y轴上的P点分别向左、右两侧水平射出比荷为k的同种微粒，左侧微粒在第三象限离开电场时速度方向竖直向下，右侧微粒在第四象限的电场中做直线运动。已知从P点射出时左侧微粒的初速度是右侧微粒的3倍，离开电场时右侧微粒的动能是左侧微粒的2倍，重力加速度为g，空气阻力不计。求：

(1)右侧微粒与左侧微粒在电场中运动的水平位移之比；

(2)电场强度的大小；

(3)P点的坐标。

答案和解析1.【答案】D

【解析】解：A、根据光子能量计算公式可得：E=ℎν=ℎcλ，根据德布罗意波长表达式可得：λ=ℎp，解得：c=Ep，故A错误；

B、根据E=m0c2可得光子质量m0=Ec2=p2E，故B错误；

C、某种物体的质量为m，速率为v0，德布罗意波长为λ=ℎmv2.【答案】C

【解析】解：A、调换前，对A滑块受力分析如图

根据牛顿第二定律得：T−12μmg=12ma

对B滑块受力分析如图：

根据牛顿第二定律得：8mg−T=8ma

联立解得：a=110g

T=365mg

故A错误；

B、调换后对B受力分析，根据牛顿第二定律得：T−8μmg=8ma

对A受力分析，根据牛顿第二定律得：12mg−T=12ma

联立解得：a=25g

T=365mg

故B错误；

CD、由AB得，调换前后，绳上的拉力不变，根据上面计算得绳上的拉力不变，故C正确，D错误。

故选：C。

调换前后分别对A、B做好受力分析，对A3.【答案】B

【解析】解：A.由图乙可知，交流电的周期T=0.02s

因此交流电的频率f=1T=10.02Hz=50Hz，故A错误；

B.原线圈两端电压的有效值U1=Um2=1822V=18V

根据理想变压器电压与匝数比的关系

线圈a与线圈b的匝数之比nanb=U1U2=186=3：1，故B正确；

C.由于输入电压和匝数比不变，因此副线圈两端电压不变

在小灯泡旁边并联一个电阻，负载电阻变小

根据功率公式，副线圈消耗功率P2=U22R负载变大

根据理想变压器的功率公式，电源的输出功率P1=P24.【答案】A

【解析】解：由题意可知气体做等温变化，设容器内部气体缩短的长度为为x，根据玻意尔定律可知

p0LS0=(p0+FS0)xS0

整理得x=5.【答案】B

【解析】解：由图像可得λA=4m，λB=6m

由λ=vf

可得vA=8m/s

由T=λv可得，周期T=1.5s

A点从刚开始振动到波刚传播到O点所用时间tAO=AOvA

解得：tAO=1.5s

A点产生的波形成的第一个波谷到达O点的时间t左=tAO+34T

B点从刚开始振动到波刚传播到O点所用时间tBO=BOvB

解得：tBO=1s

B点产生的波形成的第一个波谷到达O6.【答案】A

【解析】解：根据万有引力提供向心力可得：GMmr2=mr4π2T2，解得中心天体的质量为：M=4π2r3GT2，其中r=kR

根据密度的计算公式ρ=MV，其中V=7.【答案】D

【解析】解：将A、B由静止释放，当A、O间的细线与水平方向的夹角为60°时，B下落的高度H=3ℎsin30°−3ℎsin60°=2(3−1)ℎ

由A和B组成的系统机械能守恒得：mgH=12mvA2+12mvB2

根据A沿绳子方向的分速度与B的速度大小相等，得：vB=vAcos60°

联立解得vB=4(8.【答案】AD

【解析】解：如图所示，把半圆环补成一个圆环：

AB、则b点的合场强为零，假设ACB弧在b点的电场强度的方向不垂直于AB，且电场强度的大小为E2，根据对称性可知，ADB弧在b点的电场强度为E1，且E1和E2关于AB对称，则此种情况下b点的合场强不为零，假设不成立，所以b点电场强度的方向垂直于AB向下，故A正确，B错误；

CD、令M是AC弧的中点，N是CB弧的中点，根据电场强度的叠加可得，AC弧在a点的电场强度方向沿Ma方向，CB弧在a点的电场强度方向沿Na方向，角∠MaC=∠CaN=45°，则根据电场强度的叠加可得，若AC弧在a点的电场强度大小为E，则半圆环在a点的电场强度大小为2E，故C错误，D正确。

故选：AD。

通过割补法将球壳补全，然后结合合场强分析b点电场强度的方向，根据矢量的叠加解得9.【答案】BD

【解析】解：AB、小球的重力mg=qEgg=qE，小球带负电，电场力竖直向上，与重力等大反向，两力抵消，小球随着长筒水平向右做匀速直线运动，由左手定则可知洛伦兹力竖直向上，设其大小为f，可知f=qBv0，洛伦兹力大小和方向恒定，所以小球在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，由牛顿第二定律可知加速度a=fm=qBv0qEg=Bgv0E，已知小球刚离开长筒时小球在竖直方向的分速度大小为v0，则小球在长筒中运动时间t=v0a=v0Bgv0E=EBg，故10.【答案】AC

【解析】解：AB、由电阻定律可得：R=ρlS=ρl2V，其中l是导体棒的长度、V是导体棒的体积

由于两根导体棒的电阻R和电阻率ρ相同可得，a的体积是b体积的9倍，由m=ρ密度V可得，a的质量是b质量的9倍，即ma=9m

设回路中的感应电流变为0时，a的速度为va，b的速度为vb，则：3BLva=BLvb

取向右为正方向，对a由动量定理可得：−3BI−Lt=mava−mav0

对b根据动量定理可得：BI−Lt=mvb−0

联立解得：va=111.【答案】Lk

m【解析】解：M≫m，根据牛顿第二定律有：mg−f=Ma

小球在竖直方向做自由落体运动，根据运动规律有：L=12gt2

小车在水平方向的位移为：x=12at2

联立解得：x=LMm−fLMg

由图像可知：LM=k，L12.【答案】2900

等于

大于

【解析】解：(1)开关S1闭合，S2闭合，两电压表并联，因此电压表V2的示数U0=UV1=3V

开关S1闭合，S2闭合断开时，电压表V1的示数U1=23UV1=23×3V=2V

电阻箱R2两端电压UR=U0−U1=3V−2V=1V

根据串联电路电压的分配与电阻的关系URR2=U13.【答案】解：(1)根据题意作出光路如图：

根据折射定律有：n=sinisinr

根据全反射临界角公式有：sinC=1n

根据几何关系可知i=30°，∠BEF+∠BFE=120°，则∠r+∠C=60°

解得：n=213

(2)光在介质中的传播速度v=cn

根据正弦定理有EFsin60∘=BEsin(90∘−C)

光从E传播到F所用的时间t=BFv【解析】(1)已知入射方向与边AB的夹角为θ=60°，可知入射角，结合全反射临界角公式与几何关系求解折射率；

(2)由v=cn求出光在三棱镜中传播速度，由几何知识求出EF，即可求得时间．

14.【答案】解：(1)设物体2到最高点P的速度为v3，根据平抛运动的规律可得：L0+L0cos37∘+5L0sin37°=12gt2

水平方向，有：4L0=v3t

联立两式解得v3=32gL021

在P点时，根据牛顿第二定律可得：FN+mg=mv32L0

解得：FN=1121mg

根据牛顿第三定律，滑块P运动到最高点对轨道的压力为1121mg，方向竖直向上

(2)设轻弹簧储存的弹性势能为Ep【解析】(1)根据平抛运动的规律求解2在C点的速度大小；在P点时，根据牛顿第二定律、牛顿第三定律进行解答；

(2)物体1和物体2发生弹性碰撞，根据动量守恒定律、机械能守恒定律、动能定理列方程进行解答。

本题主要是考查了动量守恒定律、动能定理、机械能守恒定律；对于动量守恒定律，其守恒条件是：系统不受外力作用或某一方向不受外力作用(或合外力为零)；解答时要首先确定一个正方向，利用碰撞前系统的动量和碰撞后系统的动量相等列方程求解。

15.【答案】解：(1)设微粒的质量为m，带电量为q，电场强度为E，从P点向左、右两侧水平射出的微粒的速度大小分别为vx1、vx2，左侧微粒与右侧微粒在电场中运动