陜西省兩校2023~2024學(xué)年高三下學(xué)期模擬考試物理試題（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1物理注意事項：1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考場號、座位號、準(zhǔn)考證號填寫在答題卡上。2.回答選擇題時，選出每小題〖答案〗后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的〖答案〗標(biāo)號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他〖答案〗標(biāo)號。回答非選擇題時，將〖答案〗寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、選擇題：1.北京時間2023年10月3日17時45分許，諾貝爾物理學(xué)獎揭曉，皮埃爾·阿戈斯蒂尼、費(fèi)倫茨·克勞斯和安妮·呂利耶因在阿秒光脈沖方面所做出的貢獻(xiàn)獲獎。阿秒是十億分之一秒的十億分之一，電子繞氫原子核運(yùn)行一周需要150阿秒，微觀世界的時間尺度如圖所示。若將最短光脈沖視為光波的一個振動周期，則光脈沖由飛秒量級到阿秒量級，下列說法正確的是（）A波長變短 B.波長變長 C.周期變長 D.光子能量不變〖答案〗A〖解析〗光脈沖由飛秒量級到阿秒量級，由圖可知周期變短，頻率變大，根據(jù)光子能量表達(dá)式可知光子能量變大；根據(jù)可知波長變短。故選A。2.如圖所示，等邊三角形線框由三根相同的導(dǎo)體棒連接而成，O為線框的幾何中心。線框頂點M、N與直流電源兩端相接，已知電流為I的直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度計算公式為（k為常數(shù)，r為某點到直導(dǎo)線的距離），若MN邊在O點產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，則ML、LN兩邊在O點產(chǎn)生的合磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小及方向為（）A.0 B.，垂直紙面向里C.，垂直紙面向外 D.2，垂直紙面向里〖答案〗B〖解析〗設(shè)每一根導(dǎo)體棒的電阻為R，長度為L，則電路中，上下兩路電阻之比為根據(jù)并聯(lián)電路兩端各電壓相等的特點可知，上下兩路電流之比又因為通電直導(dǎo)線在O點產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度與導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度成正比，根據(jù)右手螺旋定則和矢量的疊加原理可知，MLN支路電流在O點產(chǎn)生的磁場垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度與MN邊在O點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度相等，為。故選B。3.一物體做平拋運(yùn)動，從拋出時開始計時，第1s內(nèi)的位移為，第2s內(nèi)的位移為，第3s內(nèi)的位移為，已知，則下列關(guān)于的說法正確的是（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗設(shè)第1s內(nèi)水平方向的位移為x、豎直方向的位移為y，則第2s內(nèi)水平方向的位移為x、豎直方向的位移為3y，第3s內(nèi)水平方向的位移為x、豎直方向的位移為5y，可知第1s內(nèi)的位移第2s內(nèi)的位移第3s內(nèi)的位移其中聯(lián)立解得故選B。4.北京冬奧會引發(fā)了全國冰雪運(yùn)動熱潮。某滑雪愛好者的運(yùn)動情景可簡化為如圖所示的模型。他以初速度從斜坡底端沖上斜坡，到達(dá)某一高度后又返回底端，滑雪板與斜坡之間的摩擦不可忽略，關(guān)于他在斜坡上運(yùn)動的速度v、加速度a、重力勢能和機(jī)械能E隨時間的變化關(guān)系，下列圖像描述可能正確的是（）A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗B．滑雪愛好者以初速度從斜坡底端沖上斜坡的過程為勻減速直線運(yùn)動，根據(jù)牛頓第二定律解得方向沿斜面向下，返回底端的過程為勻加速速直線運(yùn)動，根據(jù)牛頓第二定律解得方向沿斜面向下，故故B錯誤；A．又v-t圖像斜率表示加速度，圖線斜率不變，與矛盾，故A錯誤；C．愛好者沖上斜坡的過程，重力勢能從零不斷增大，最高點重力勢能最大，然后開始下滑，重力勢能不斷減小到零，重力勢能的變化量與高度變化成正比關(guān)系，根據(jù)運(yùn)動學(xué)規(guī)律知高度與時間不成正比例關(guān)系，故圖線是非線性關(guān)系，當(dāng)時，根據(jù)知下滑時間為上滑時間的2倍，故C正確；D．根據(jù)功能關(guān)系知，阻力做的負(fù)功等于機(jī)械能的減小量，故機(jī)械能E一直變小，與D不符，故D錯誤。故選C。5.如圖所示，直角坐標(biāo)系位于豎直平面內(nèi)，y軸豎直向上。第III、IV象限內(nèi)有垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場，第IV象限同時存在方向平行于y軸的勻強(qiáng)電場（圖中末畫出）。若將一質(zhì)量為m、帶電荷量為的小球從x軸上的A點由靜止釋放，小球恰好從P點垂直于y軸進(jìn)入第IV象限做圓周運(yùn)動，從Q點垂直于x軸進(jìn)入第I象限，Q點距O點的距離為d，已知重力加速度為g。下列說法正確的是（）A.電場強(qiáng)度的大小為B.磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為C.小球在經(jīng)過P點前瞬間的曲率半徑為D.小球在第III、Ⅳ象限運(yùn)動的總時間為〖答案〗B〖解析〗A．小球恰好從P點垂直于y軸進(jìn)入第IV象限做圓周運(yùn)動，說明小球在第Ⅳ象限電場力與重力平衡，即所以電場強(qiáng)度的大小為A錯誤；B．小球在第III象限受到重力和洛倫茲力，洛倫茲力不做功，設(shè)小球到達(dá)P點的速度為，由題意知則由動能定理可得解得P點速度為小球恰好從P點垂直于y軸進(jìn)入第IV象限做圓周運(yùn)動，所以小球在第Ⅳ象限所受合外力為洛倫茲力，小球恰好從Q點垂直于x軸進(jìn)入第I象限，Q點距O點的距離為d，所以圓周運(yùn)動半徑為洛倫茲力提供向心力，則解得磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B正確；C．小球在P點受到豎直向下的重力，豎直向上的洛倫茲力，此時重力與洛倫茲力的合力提供向心力，設(shè)小球在經(jīng)過P點前瞬間的曲率半徑為r，可得解得C錯誤；D．假設(shè)小球在A點水平方向受到一對大小相等，方向相反的速度（向左）和（向右），則小球會在豎直方向受到兩個大小相等，方向相反的洛倫茲力（向下）和（向上），且滿足則小球在第Ⅲ象限的運(yùn)動可簡化為水平向左的速度為勻速直線運(yùn)動，以及速度為的勻速圓周運(yùn)動，小球運(yùn)動的周期與速度大小無關(guān)，故第Ⅲ象限運(yùn)動的時間與第Ⅳ象限運(yùn)動的時間相同，均為第Ⅳ象限勻速圓周運(yùn)動周期的，小球在第Ⅳ象限做勻速圓周運(yùn)動的周期故小球在第III、Ⅳ象限運(yùn)動的總時間為D錯誤；故選B。6.2023年9月21日15時48分，中國空間站“天宮課堂”第四課正式開講．新晉“太空教師”景海鵬、朱楊柱、桂海潮為廣大青少年帶來了一堂精彩的太空科普課，這是中國航天員首次在夢天實驗艙內(nèi)進(jìn)行授課。地球半徑為R，引力常量為G，若夢天實驗艙做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑是地球半徑的k倍，夢天實驗艙與地球中心的連線在單位時間內(nèi)掃過的面積為S，則下列說法正確的是（）A.夢天實驗艙的環(huán)繞周期為 B.地球的質(zhì)量為C.夢天實驗艙處的重力加速度大小為 D.地球的密度為〖答案〗AD〖解析〗A．由幾何關(guān)系得所以夢天實驗艙的環(huán)繞周期故A正確；B．由萬有引力提供向心力得解得地球的質(zhì)量故B錯誤；D．由、可得地球的密度為故D正確；C．由萬有引力等于重力得所以夢天實驗艙處的重力加速度大小為故C錯誤。故選AD。7.如圖所示，質(zhì)量為m、帶電荷量為的粒子（不計重力）從P點以初速度射入輻射狀電場中，粒子恰好做勻速圓周運(yùn)動，經(jīng)過四分之一圓周后從A點垂直邊射入以正方形為邊界的勻強(qiáng)電場中，最后從C點射出。已知輻射狀電場在圓弧軌跡處的電場強(qiáng)度大小為，正方形的邊長與粒子做圓周運(yùn)動的軌跡半徑相等。下列說法正確的是（）A.粒子在C點時的速度大小為B.粒子在C點時的速度大小為C.粒子從P點運(yùn)動到C點的時間為D.粒子從P點運(yùn)動到C點的時間為〖答案〗AC〖解析〗AB．設(shè)粒子圓周運(yùn)動的軌道半徑為,則有解得粒子從A到C做類平拋運(yùn)動，則水平方向上解得在豎直方向上，則有解得豎直方向上分速度所以粒子在C點時的速度大小為A正確，B錯誤；CD．粒子圓周運(yùn)動的周期所以粒子在弧形電場中運(yùn)動的時間所以粒子運(yùn)動的時間C正確，D錯誤。故選AC。8.如圖所示，用輕質(zhì)網(wǎng)兜將一質(zhì)量均勻的足球懸掛在豎直木板的A點，輕繩與木板之間的夾角，將木板以底端為軸順時針緩慢轉(zhuǎn)動直至木板水平，轉(zhuǎn)動過程中繩與木板之間的夾角保持不變，忽略一切摩擦，足球的重力為9N，設(shè)木板對球的支持力為、繩上的拉力為，木板在轉(zhuǎn)動過程中，下列說法正確的是（）A.的最小值為 B.的最大值為9NC.當(dāng)木板轉(zhuǎn)動60°時，是大小的三倍 D.當(dāng)木板轉(zhuǎn)動30°時，與大小相等〖答案〗AD〖解析〗A．足球的受力如圖所示因為繩與板的夾角不變，三力首尾相接可得與所在直線的夾角不變，即它們的矢量圖被限制在一個外接圓上移動?？梢娎K對足球的拉力一直減小，木板對足球的支持力先增大后減小，初狀態(tài)時的最小值為故A正確；BC．當(dāng)木板轉(zhuǎn)動60°時，最大，最大值為此時大小為即是大小的兩倍，故BC錯誤；D．當(dāng)木板轉(zhuǎn)動30°時，、與三力構(gòu)成等邊三角形，即與大小相等，故D正確。故選AD。二、非選擇題：（一）必考題：9.利用如圖甲所示的實驗裝置“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”。（1）采用如圖乙所示的計時器，關(guān)于該實驗下列操作正確的是______。A．打點計時器的電源應(yīng)該使用6V~8V的交變電源B．將紙帶固定在小車尾部，并穿過電火花打點計時器的限位孔C．把一根細(xì)線拴在小車上，細(xì)線跨過定滑輪且平行桌面，下面吊著適當(dāng)質(zhì)量的鉤碼D．開始實驗時先放開紙帶，再接通電源（2）某實驗小組所得紙帶上打出的部分計數(shù)點如圖丙所示（每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點，圖中未畫出），打點計時器所用的交流電源頻率為50Hz。打下第2個計數(shù)點時小車的速度v2=______m/s；小車的加速度為a=______m/s2.（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）（3）如果當(dāng)時電網(wǎng)中交變電流的頻率稍有減小，頻率從50Hz變成了49Hz，而做實驗的同學(xué)并不知道，仍按照50Hz進(jìn)行處理，那么速度的測量值與實際值相比______，加速度的測量值與實際值相比______。（均選填“偏大”“偏小”或“不變”）〖答案〗（1）BC（2）0.3960.380（3）偏大偏大〖解析〗（1）[1]A．電火花打點計時器使用的電源為220V交流電源，故A錯誤；B．將紙帶固定在小車尾部，并穿過電火花打點計時器的限位孔，故B正確；C．細(xì)繩系上重物跨過定滑輪與小車相連，在釋放小車前，小車要靠近打點計時器，故C正確；D．為充分利用紙帶，應(yīng)先接通電源，后釋放小車，故D錯誤。故選B。（2）[2]計數(shù)點2的瞬時速度[3]根據(jù)運(yùn)用逐差法得a=代入數(shù)據(jù)得a=0.380m/s2（3）[4][5]如果當(dāng)時電網(wǎng)中交變電流的頻率稍有減小，實際的計數(shù)周期變大，仍按照50Hz進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，那么速度及加速度的測量值與實際值相比偏大。10.某物理實驗小組準(zhǔn)備測量未知電阻Rx（約為2kΩ）的阻值和某型號手機(jī)鋰電池的電動勢和內(nèi)阻。電池已拆開，電動勢E標(biāo)稱值為3.4V，允許最大放電電流為100mA。在實驗室備有如下實驗器材：A．電壓表V（量程4V，內(nèi)阻RV約為10kΩ）B．電流表A1（量程100mA，內(nèi)阻RA為25Ω）C．電流表A2（量程2mA，內(nèi)阻R2約為100Ω）D．滑動變阻器R（0～40Ω，額定電流1A）E．電阻箱R0（0～9999Ω）F．開關(guān)S一個、導(dǎo)線若干（1）為了測定電阻Rx的阻值，實驗小組設(shè)計了如圖甲所示的電路原理圖，電源用待測的鋰電池，則電流表應(yīng)選用______（選填“A1”或“A2”），將電壓表的讀數(shù)除以電流表的讀數(shù)作為Rx的測量值，則測量值______（選填“大于”“等于”或“小于”）真實值。（2）該實驗小組設(shè)計了如圖乙所示的電路原理圖來測量鋰電池的電動勢E和內(nèi)阻r。①電流表示數(shù)的倒數(shù)與電阻箱阻值R0之間的關(guān)系式為______（用字母E，r，RA表示）；②在實驗中，多次改變電阻箱的阻值，獲得多組數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)作出的圖像為圖丙所示的直線，根據(jù)圖像可知該鋰電池的電動勢E=______V，內(nèi)阻r=______Ω。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）〖答案〗（1）A2大于（2）3.38.3〖解析〗（1）[1]根據(jù)題意，由歐姆定律可得，流過電流表的最大電流約為則電流表應(yīng)該選用;[2]由電路圖甲可知，電流表采用的是內(nèi)接法，由于電流表的分壓，電壓表的測量值大于真實值，由歐姆定律可知，電阻的測量值大于真實值。（2）①根據(jù)題意及電路圖乙，由閉合電路歐姆定律有整理得②[2][3]根據(jù)題意，結(jié)合圖丙可得，解得，11.如圖所示，某玩具滑道裝置是由水平軌道、傾斜軌道、水平軌道、半圓弧軌道組成，整個軌道在同一豎直平面內(nèi)且各部分之間均平滑連接。質(zhì)量的滑塊Q靜止于水平軌道的O點。長度、不可伸長的輕繩一端固定在點，一端與質(zhì)量的物塊P相連，物塊P靜止時恰好與水平軌道及滑塊Q接觸但無相互作用力?，F(xiàn)將物塊P拉至左側(cè)某一位置由靜止釋放，物塊P繞點做圓周運(yùn)動至最低點時輕繩恰好被拉斷，之后與滑塊Q發(fā)生彈性碰撞，碰撞后滑塊Q恰好能夠通過半圓弧軌道最高點D。已知半圓弧軌道的圓心為、半徑，水平軌道與水平軌道之間的距離，物塊P、滑塊Q均可以視為質(zhì)點，不計任何阻力，取重力加速度。求：（1）碰撞后瞬間滑塊Q的速度大小；（2）碰撞后物塊P沿軌道上升的最大高度；（3）輕繩能承受的最大拉力?！即鸢浮剑?）；（2）；（3）〖解析〗（1）碰撞后滑塊Q恰好能夠通過半圓弧軌道最高點D，即滑塊Q在D點時，重力恰好提供向心力解得設(shè)滑塊Q碰撞后瞬間的速度大小為，滑塊Q從O點到D點，根據(jù)動能定理代入數(shù)據(jù)，解得（2）設(shè)碰撞前物塊P的速度大小為，碰后的速度大小為，物塊P與滑塊Q發(fā)生彈性碰撞，則解得設(shè)碰撞后物塊P沿軌道上升的最大高度為，假設(shè)此時物塊P在斜面上，根據(jù)動能定理解得所以，假設(shè)成立；（3）物塊P做圓周運(yùn)動至最低點時輕繩恰好被拉斷，拉斷前的瞬間，拉力和重力的合力提供向心力代入數(shù)據(jù)，解得12.如圖所示，間距為1m的平行金屬導(dǎo)軌、固定在水平面上，其中、為半徑的半圓弧，虛線左側(cè)和圓弧導(dǎo)軌間均存在豎直向上且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場。在水平導(dǎo)軌上垂直放置金屬棒a、b，且在金屬棒間鎖定一彈性勢能為1.2J的輕質(zhì)彈簧（彈簧與兩棒均不拴接），解除彈簧鎖定后，金屬棒a、b分別同時運(yùn)動到、處，金屬棒b進(jìn)入磁場向左運(yùn)動后速度減小到零，此時金屬棒a恰好到達(dá)圓弧最高點，且對軌道無壓力。已知金屬棒a、b的質(zhì)量、，電阻、，金屬棒b與左側(cè)導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)，右側(cè)導(dǎo)軌光滑。不計彈簧的長度、金屬棒a在處的能量損失，不計導(dǎo)軌電阻和空氣阻力，g取，金屬棒a、b始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。求：（1）金屬棒a運(yùn)動到處的速度大??；（2）金屬棒a運(yùn)動到圓弧軌道最高點時，所受的安培力大??；（3）從進(jìn)入磁場到速度減小到零的過程中，金屬棒b產(chǎn)生的焦耳熱?！即鸢浮剑?）4m/s；（2）0.4N；（3）0.336J〖解析〗（1）對金屬棒a、b構(gòu)成的系統(tǒng)，根據(jù)動量守恒定律有根據(jù)能量守恒定律有解得，（2）金屬棒a恰好能夠到達(dá)圓弧最高點，且對軌道無壓力，根據(jù)牛頓第二定律有此時回路的感應(yīng)電動勢為此時回路的感應(yīng)電流為此時金屬棒a所受的安培力大小解得（3）根據(jù)能量守恒定律有金屬棒b產(chǎn)生的焦耳熱解得（二）選考題：【物理-選修3-3】（15分）13.如圖甲所示，中國“奮斗者”號載人潛水器在馬里亞納海溝成功坐底，坐底深度10909m，創(chuàng)造了我國載人深潛新紀(jì)錄。已知在深度3000m以下，海水溫度基本不變，現(xiàn)利用如圖乙所示固定在潛水器外的一個密閉氣缸做驗證性實驗，氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體.輕質(zhì)導(dǎo)熱活塞可自由移動。若將氣體分子撞擊缸壁視為彈性正碰，則在潛水器從4000m深度下潛到5000m深度的過程中，下列說法正確的是______。A.封閉氣體對外做正功B.封閉氣體向外界放出熱量C.封閉氣體壓強(qiáng)與潛水器下潛的深度成正比D.封閉氣體分子單位時間撞擊缸壁單位面積的次數(shù)增加E.封閉氣體分子對缸壁的平均撞擊力的沖量不變〖答案〗BDE〖解析〗AB．根據(jù)熱力學(xué)第一定律，由于溫度不變，氣體的內(nèi)能不變，氣體壓強(qiáng)增大，體積減小，外界對氣體做正功，則氣體放出熱量，并且外界對氣體做的功等于氣體放出的熱量，A錯誤，B正確；C．氣體壓強(qiáng)壓強(qiáng)與潛水器下潛的深度成一次函數(shù)關(guān)系，C錯誤；D．下潛過程中，氣體溫度不變，氣體分子平均動能不變，潛水器的壓強(qiáng)增大，氣體被壓縮，氣體分子數(shù)密度增大，氣體分子單位時間撞擊缸壁單位面積的次數(shù)增加，D正確；E．潛水器下潛過程中，溫度不變，氣體分子平均動能不變，氣體分子每次對缸壁的平均撞擊的沖量大小不變，E正確。故選BDE。14.如圖所示，一端封閉、開口向下的玻璃管豎直放置，總長度，用長度的水銀柱封閉一段長度的理想氣體，已知大氣壓強(qiáng)，封閉氣體的溫度。將玻璃管緩慢地轉(zhuǎn)過保持開口向上，對氣體緩慢加熱，隨著溫度的升高，水銀會從管口溢出。（1）試通過計算說明當(dāng)氣體溫度達(dá)到270℃時是否有水銀從管口溢出；（2）求玻璃管中仍有水銀柱時，氣體的最高溫度（計算結(jié)果保留整數(shù)）?！即鸢浮剑?）沒有水銀從管口溢出；（2）〖解析〗（1）設(shè)氣體柱橫截面積為S，對封閉氣體柱，管口向下時管口向上時由玻意耳定律得代入數(shù)據(jù)解得設(shè)當(dāng)溫度升高到時，水銀恰好不溢出，加熱過程中封閉氣體柱壓強(qiáng)不變，對封閉氣體柱由蓋-呂薩克定律其中代入數(shù)據(jù)解得氣體的溫度為所以，當(dāng)氣體溫度達(dá)到270℃時，水銀沒有從管口溢出；（2）設(shè)當(dāng)溫度最高時，管內(nèi)水銀柱長度x，對封閉氣體柱由理想氣體狀態(tài)方程其中代入數(shù)據(jù)化簡有根據(jù)數(shù)學(xué)知識，當(dāng)時，溫度最高，為【物理——選修3-4】（15分）15.如圖甲所示，一列簡諧橫波沿直線傳播，P、Q為波傳播路徑上相距12m的兩個質(zhì)點，P、Q兩個質(zhì)點的振動規(guī)律分別如圖乙、丙所示，下列說法正確的是（）A.該波一定從Q點向P點傳播B.時，P、Q兩質(zhì)點的位移不相同C.時刻，P、Q連線中點處的質(zhì)