2023屆河北省邢臺市九師聯(lián)盟高三下學(xué)期一模物理試卷 附答案

第=page11頁，共=sectionpages11頁2023年河北省邢臺市九師聯(lián)盟高考物理一模試卷學(xué)校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________題號一二三四總分得分第I卷（選擇題）一、單選題（本大題共7小題，共28.0分）1.某種光子的能量為E，動量為p，某種物體的質(zhì)量為m，速率為v0，德布羅意波長為λ，若普朗克常量未知、光速未知，下列說法正確的是(

)A.光速的表達(dá)式為pE B.光子的質(zhì)量為pE2

C.普朗克常量為λm2.如圖所示，兩同種材料的滑塊A、B，用輕質(zhì)細(xì)繩通過光滑定滑輪相連，A放在粗糙的水平桌面上，由靜止釋放A、B兩滑塊，此時A、B兩滑塊的加速度大小均為a1；A和B調(diào)換位置并也都由靜止釋放，此時A、B兩滑塊的加速度大小均為a2，已知兩滑塊與水平面間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等，滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=12，A滑塊的質(zhì)量為12m，B滑塊的質(zhì)量為8m，重力加速度為g。下列說法正確的是A.調(diào)換前A和B的加速度大小均為116g B.調(diào)換后A和B的加速度大小均為110g

C.3.如圖甲所示，一理想變壓器的線圈a作為原線圈連接到學(xué)生電源的交流輸出端，電源輸出交變電壓的瞬時值隨時間變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，變壓器的線圈b接額定電壓為6V的小燈泡。已知小燈泡正常發(fā)光，則下列說法正確的是(

)

A.電源輸出電壓的頻率為100Hz

B.線圈a與線圈b的匝數(shù)之比為na：nb=3：1

C.在小燈泡旁邊并聯(lián)一個電阻，電源的輸出功率減小

D.4.光滑地面上水平放置一個質(zhì)量為M、導(dǎo)熱性能良好的容器，用一個質(zhì)量為m、導(dǎo)熱性能良好的活塞封閉一定量的氣體在其中，容器與活塞的橫截面積分別為S0、S，容器內(nèi)部氣體的長度為L，氣體的質(zhì)量可忽略不計，活塞和容器間接觸光滑?，F(xiàn)同時用水平向左的恒力F1和水平向右的恒力F2分別作用在活塞和容器上，且F1=F2A.p0S0p0S0+FL5.兩根材質(zhì)不同、長度相等的細(xì)繩在O點(diǎn)連接，拉直后放在光滑水平地板上，以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿繩方向?yàn)閤軸，水平面內(nèi)垂直x軸方向?yàn)閥軸，建立直角坐標(biāo)系；甲、乙兩名同學(xué)分別在繩的A、B兩端以相同頻率同時振動，繩上形成兩列相向傳播的繩波，經(jīng)過一個周期后，從兩端各自形成一個完整的波形，各點(diǎn)坐標(biāo)如圖所示，波在傳播過程中各點(diǎn)的平衡位置保持不變。已知B點(diǎn)形成的機(jī)械波在BO中傳播的速度為12m/s，則兩列波形成的第一個波谷到達(dá)O點(diǎn)的時間差為(

)A.1s B.0.5s C.1.5s D.2s6.宇宙飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動，它的軌道距地心的距離等于地球半徑的k倍，它的運(yùn)動周期為T，引力常量為G，則地球的平均密度ρ的表達(dá)式為(

)A.ρ=3πk3GT2 B.ρ=7.如圖所示，固定的水平長桿上套有質(zhì)量為m的小物塊A，跨過輕質(zhì)定滑輪(可視為質(zhì)點(diǎn)O)的細(xì)線一端連接A，另一端懸掛質(zhì)量為m的小物塊B(B靠近定滑輪)，滑輪到桿的距離OC=3?，開始時A位于P點(diǎn)，PO與水平方向的夾角為30°，重力加速度為g，不計一切摩擦?，F(xiàn)將A、B由靜止釋放，則當(dāng)A，O間的細(xì)線與水平方向的夾角為60°時，小物塊B的速度大小為(

)A.4(3?3)g?15 B.4(二、多選題（本大題共3小題，共18.0分）8.如圖所示，豎直面內(nèi)一絕緣細(xì)半圓環(huán)均勻分布著正電荷，a、b為圓環(huán)水平直徑AB上的兩個點(diǎn)且a點(diǎn)為圓心，AC弧和CB弧都是四分之一圓弧。已知均勻帶電圓環(huán)內(nèi)各點(diǎn)的場強(qiáng)均為零，則下列說法正確的是(

)

A.b點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向垂直于AB向下

B.b點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向斜向下

C.若AC弧在a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為E，則半圓環(huán)在a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為2E

D.若AC弧在a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為E，則半圓環(huán)在a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為9.如圖所示，空間有一無限大正交的電磁場，電場強(qiáng)度為E，方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向外，電磁場中有一內(nèi)壁光滑豎直放置的絕緣長筒，其底部有一帶電量為?q(q>0)，質(zhì)量為qEg的小球，g為重力加速度，小球直徑略小于長筒內(nèi)徑?，F(xiàn)長筒在外力作用下以大小為v0的速度向右做勻速直線運(yùn)動。已知小球剛離開長筒時小球在豎直方向的分速度大小為v0，下列說法正確的是(

)A.小球在長筒中的運(yùn)動時間為2EgB

B.小球在長筒中的運(yùn)動時間為EgB

C.小球從長筒中飛出后做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑的大小為E10.如圖所示，光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌處在方向垂直于水平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，左側(cè)導(dǎo)軌間的距離為3L，右側(cè)導(dǎo)軌間的距離為L，導(dǎo)體棒a、b垂直放置于導(dǎo)軌之間，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒a、b的材料相同，電阻相等。導(dǎo)體棒b末被固定且靜止在右側(cè)導(dǎo)軌上，使導(dǎo)體棒a以初速度v0開始向右運(yùn)動，直至回路中的感應(yīng)電流變?yōu)?。已知回路中的感應(yīng)電流變?yōu)?時，導(dǎo)體棒a仍處于左側(cè)導(dǎo)軌上，不計導(dǎo)軌的電阻，導(dǎo)體棒b的質(zhì)量為m。下列說法正確的是(

)A.通過回路的電荷量是3mv02BL B.通過回路的電荷量是mv02BL

C.第II卷（非選擇題）三、實(shí)驗(yàn)題（本大題共2小題，共14.0分）11.某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“在質(zhì)量一定的情況下，加速度與力的關(guān)系”。具體操作步驟如下：

①在長為L的細(xì)桿上端固定一個左邊開口、厚度可忽略的盒子，細(xì)桿下端豎直固定在小車上，在小車上表面固定白紙和復(fù)寫紙，設(shè)整體的質(zhì)量為M(未知)；

②把小車放在水平桌面上，用輕繩通過光滑定滑輪豎直懸掛質(zhì)量為m的鉤碼，調(diào)節(jié)定滑輪的高度讓輕繩與桌面平行，小車距定滑輪足夠遠(yuǎn)，開始時讓整個系統(tǒng)靜止；

③在盒子中放入一個小球(可認(rèn)為光滑)然后由靜止釋放鉤碼，之后小球落在小車上，測得小球落點(diǎn)到細(xì)桿的距離x；

改變鉤碼的質(zhì)量，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，得到不同的m、x的數(shù)值，在滿足M>m的情況下，最后作出x?m關(guān)系圖像如乙圖所示。設(shè)小車在運(yùn)動過程中所受阻力大小恒為f(未知)，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間，x?m圖像的斜率大小為k，圖像在橫軸上的截距大小為m0，則整體的質(zhì)量大小為M=______，小車在運(yùn)動過程中所受阻力大小f=______。(均用L、k、m0及g作為已知量來表達(dá))12.某學(xué)習(xí)小組用如圖甲所示的電路測量電壓表V1的內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)儀器有：

待測電壓表V1(量程3V，內(nèi)阻約3000Ω)

電壓表V2(量程5V，內(nèi)阻約6000Ω)

電源E(電動勢6V，內(nèi)阻不計)

滑動變阻器R1(0～2Ω)

電阻箱R2(最大阻值9999.9Ω)

該學(xué)習(xí)小組采用的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①開關(guān)S1閉合，S2閉合，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1的阻值，使電壓表V1指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度，讀出此時電壓表V2的示數(shù)U0；

②開關(guān)S1閉合。S2斷開，同時調(diào)節(jié)滑動變阻器R1和電阻箱R2，使電壓表V2的示數(shù)仍為U0，并使電壓表V1指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的23，記錄此時電阻箱R2的阻值。

(1)若步驟②中記錄電阻箱R2的阻值為1450Ω，則電壓表V1內(nèi)阻的測量值為______Ω，該測量值______(選填“大于”“小于”或“等于”)電壓表V1內(nèi)阻的實(shí)際值。

(2)學(xué)習(xí)小組中有人認(rèn)為不用電壓表V2也能測量電壓表V1的內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)電路如圖乙所示，主要實(shí)驗(yàn)步驟為：①開關(guān)S1閉合，S2閉合，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1的阻值，使電壓表V1四、簡答題（本大題共3小題，共40.0分）13.如圖所示，一束平行于等邊三棱鏡橫截面ABC的光從空氣射到E點(diǎn)，沿路徑EF射到F點(diǎn)。已知入射方向與AB邊的夾角為θ=60°，光在F點(diǎn)恰好發(fā)生全反射。已知光在空氣中的傳播速度為c，BE=L，求：

(1)三棱鏡的折射率；(結(jié)果可以帶根號)

(2)光從E傳播到F所用的時間。14.如圖所示，豎直擋板固定在光滑的水平面上，被壓縮的輕彈簧一端固定在擋板上，另一端在質(zhì)量為3m的物體1上(輕彈簧與物體1不栓接)，物體1靜止在M點(diǎn)，質(zhì)量為m的物體2靜止在N點(diǎn)，傾角為37°的光滑軌道CD也固定在水平面上，半徑為L0的光滑豎直圓軌道與傾斜軌道相切于D點(diǎn)。釋放彈簧，物體1離開彈簧后與物體2發(fā)生彈性碰撞，物體2通過C點(diǎn)前后速度大小不變，物體2通過最高點(diǎn)P做平拋運(yùn)動而落回到C點(diǎn)。已知重力加速度為g，軌道CD上的A點(diǎn)在圓心O點(diǎn)正下方且CA=5L，求：

(1)物體2運(yùn)動到最高點(diǎn)P時對軌道的壓力。

(2)輕彈簧儲存的彈性勢能。15.如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系的三、四象限內(nèi)有一寬度為d、方向水平向右的勻強(qiáng)電場；從y軸上的P點(diǎn)分別向左、右兩側(cè)水平射出比荷為k的同種微粒，左側(cè)微粒在第三象限離開電場時速度方向豎直向下，右側(cè)微粒在第四象限的電場中做直線運(yùn)動。已知從P點(diǎn)射出時左側(cè)微粒的初速度是右側(cè)微粒的3倍，離開電場時右側(cè)微粒的動能是左側(cè)微粒的2倍，重力加速度為g，空氣阻力不計。求：

(1)右側(cè)微粒與左側(cè)微粒在電場中運(yùn)動的水平位移之比；

(2)電場強(qiáng)度的大小；

(3)P點(diǎn)的坐標(biāo)。

答案和解析1.【答案】D

【解析】解：A、根據(jù)光子能量計算公式可得：E=?ν=?cλ，根據(jù)德布羅意波長表達(dá)式可得：λ=?p，解得：c=Ep，故A錯誤；

B、根據(jù)E=m0c2可得光子質(zhì)量m0=Ec2=p2E，故B錯誤；

C、某種物體的質(zhì)量為m，速率為v0，德布羅意波長為λ=?mv2.【答案】C

【解析】解：A、調(diào)換前，對A滑塊受力分析如圖

根據(jù)牛頓第二定律得：T?12μmg=12ma

對B滑塊受力分析如圖：

根據(jù)牛頓第二定律得：8mg?T=8ma

聯(lián)立解得：a=110g

T=365mg

故A錯誤；

B、調(diào)換后對B受力分析，根據(jù)牛頓第二定律得：T?8μmg=8ma

對A受力分析，根據(jù)牛頓第二定律得：12mg?T=12ma

聯(lián)立解得：a=25g

T=365mg

故B錯誤；

CD、由AB得，調(diào)換前后，繩上的拉力不變，根據(jù)上面計算得繩上的拉力不變，故C正確，D錯誤。

故選：C。

調(diào)換前后分別對A、B做好受力分析，對A3.【答案】B

【解析】解：A.由圖乙可知，交流電的周期T=0.02s

因此交流電的頻率f=1T=10.02Hz=50Hz，故A錯誤；

B.原線圈兩端電壓的有效值U1=Um2=1822V=18V

根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)比的關(guān)系

線圈a與線圈b的匝數(shù)之比nanb=U1U2=186=3：1，故B正確；

C.由于輸入電壓和匝數(shù)比不變，因此副線圈兩端電壓不變

在小燈泡旁邊并聯(lián)一個電阻，負(fù)載電阻變小

根據(jù)功率公式，副線圈消耗功率P2=U22R負(fù)載變大

根據(jù)理想變壓器的功率公式，電源的輸出功率P1=P24.【答案】A

【解析】解：由題意可知?dú)怏w做等溫變化，設(shè)容器內(nèi)部氣體縮短的長度為為x，根據(jù)玻意爾定律可知

p0LS0=(p0+FS0)xS0

整理得x=5.【答案】B

【解析】解：由圖像可得λA=4m，λB=6m

由λ=vf

可得vA=8m/s

由T=λv可得，周期T=1.5s

A點(diǎn)從剛開始振動到波剛傳播到O點(diǎn)所用時間tAO=AOvA

解得：tAO=1.5s

A點(diǎn)產(chǎn)生的波形成的第一個波谷到達(dá)O點(diǎn)的時間t左=tAO+34T

B點(diǎn)從剛開始振動到波剛傳播到O點(diǎn)所用時間tBO=BOvB

解得：tBO=1s

B點(diǎn)產(chǎn)生的波形成的第一個波谷到達(dá)O6.【答案】A

【解析】解：根據(jù)萬有引力提供向心力可得：GMmr2=mr4π2T2，解得中心天體的質(zhì)量為：M=4π2r3GT2，其中r=kR

根據(jù)密度的計算公式ρ=MV，其中V=7.【答案】D

【解析】解：將A、B由靜止釋放，當(dāng)A、O間的細(xì)線與水平方向的夾角為60°時，B下落的高度H=3?sin30°?3?sin60°=2(3?1)?

由A和B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒得：mgH=12mvA2+12mvB2

根據(jù)A沿繩子方向的分速度與B的速度大小相等，得：vB=vAcos60°

聯(lián)立解得vB=4(8.【答案】AD

【解析】解：如圖所示，把半圓環(huán)補(bǔ)成一個圓環(huán)：

AB、則b點(diǎn)的合場強(qiáng)為零，假設(shè)ACB弧在b點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向不垂直于AB，且電場強(qiáng)度的大小為E2，根據(jù)對稱性可知，ADB弧在b點(diǎn)的電場強(qiáng)度為E1，且E1和E2關(guān)于AB對稱，則此種情況下b點(diǎn)的合場強(qiáng)不為零，假設(shè)不成立，所以b點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向垂直于AB向下，故A正確，B錯誤；

CD、令M是AC弧的中點(diǎn)，N是CB弧的中點(diǎn)，根據(jù)電場強(qiáng)度的疊加可得，AC弧在a點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向沿Ma方向，CB弧在a點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向沿Na方向，角∠MaC=∠CaN=45°，則根據(jù)電場強(qiáng)度的疊加可得，若AC弧在a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為E，則半圓環(huán)在a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為2E，故C錯誤，D正確。

故選：AD。

通過割補(bǔ)法將球殼補(bǔ)全，然后結(jié)合合場強(qiáng)分析b點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向，根據(jù)矢量的疊加解得9.【答案】BD

【解析】解：AB、小球的重力mg=qEgg=qE，小球帶負(fù)電，電場力豎直向上，與重力等大反向，兩力抵消，小球隨著長筒水平向右做勻速直線運(yùn)動，由左手定則可知洛倫茲力豎直向上，設(shè)其大小為f，可知f=qBv0，洛倫茲力大小和方向恒定，所以小球在豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，由牛頓第二定律可知加速度a=fm=qBv0qEg=Bgv0E，已知小球剛離開長筒時小球在豎直方向的分速度大小為v0，則小球在長筒中運(yùn)動時間t=v0a=v0Bgv0E=EBg，故10.【答案】AC

【解析】解：AB、由電阻定律可得：R=ρlS=ρl2V，其中l(wèi)是導(dǎo)體棒的長度、V是導(dǎo)體棒的體積

由于兩根導(dǎo)體棒的電阻R和電阻率ρ相同可得，a的體積是b體積的9倍，由m=ρ密度V可得，a的質(zhì)量是b質(zhì)量的9倍，即ma=9m

設(shè)回路中的感應(yīng)電流變?yōu)?時，a的速度為va，b的速度為vb，則：3BLva=BLvb

取向右為正方向，對a由動量定理可得：?3BI?Lt=mava?mav0

對b根據(jù)動量定理可得：BI?Lt=mvb?0

聯(lián)立解得：va=111.【答案】Lk

m【解析】解：M?m，根據(jù)牛頓第二定律有：mg?f=Ma

小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動，根據(jù)運(yùn)動規(guī)律有：L=12gt2

小車在水平方向的位移為：x=12at2

聯(lián)立解得：x=LMm?fLMg

由圖像可知：LM=k，L12.【答案】2900

等于

大于

【解析】解：(1)開關(guān)S1閉合，S2閉合，兩電壓表并聯(lián)，因此電壓表V2的示數(shù)U0=UV1=3V

開關(guān)S1閉合，S2閉合斷開時，電壓表V1的示數(shù)U1=23UV1=23×3V=2V

電阻箱R2兩端電壓UR=U0?U1=3V?2V=1V

根據(jù)串聯(lián)電路電壓的分配與電阻的關(guān)系URR2=U13.【答案】解：(1)根據(jù)題意作出光路如圖：

根據(jù)折射定律有：n=sinisinr

根據(jù)全反射臨界角公式有：sinC=1n

根據(jù)幾何關(guān)系可知i=30°，∠BEF+∠BFE=120°，則∠r+∠C=60°

解得：n=213

(2)光在介質(zhì)中的傳播速度v=cn

根據(jù)正弦定理有EFsin60°=BEsin(90°?C)

光從E傳播到F所用的時間t=BFv【解析】(1)已知入射方向與邊AB的夾角為θ=60°，可知入射角，結(jié)合全反射臨界角公式與幾何關(guān)系求解折射率；

(2)由v=cn求出光在三棱鏡中傳播速度，由幾何知識求出EF，即可求得時間．

14.【答案】解：(1)設(shè)物體2到最高點(diǎn)P的速度為v3，根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律可得：L0+L0cos37°+5L0sin37°=12gt2

水平方向，有：4L0=v3t

聯(lián)立兩式解得v3=32gL021

在P點(diǎn)時，根據(jù)牛頓第二定律可得：FN+mg=mv32L0

解得：FN=1121mg

根據(jù)牛頓第三定律，滑塊P運(yùn)動到最高點(diǎn)對軌道的壓力為1121mg，方向豎直向上

(2)設(shè)輕彈簧儲存的彈性勢能為Ep【解析】(1)根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律求解2在C點(diǎn)的速度大??；在P點(diǎn)時，根據(jù)牛頓第二定律、牛頓第三定律進(jìn)行解答；

(2)物體1和物體2發(fā)生彈性碰撞，根據(jù)動量守恒定律、機(jī)械能守恒定律、動能定理列方程進(jìn)行解答。

本題主要是考查了動量守恒定律、動能定理、機(jī)械能守恒定律；對于動量守恒定律，其守恒條件是：系統(tǒng)不受外力作用或某一方向不受外力作用(或合外力為零)；解答時要首先確定一個正方向，利用碰撞前系統(tǒng)的動量和碰撞后系統(tǒng)的動量相等列方程求解。

15.【答案】解：(1)設(shè)微粒的質(zhì)量為m，帶電量為q，電場強(qiáng)度為E，從P點(diǎn)向左、右兩側(cè)水平射出的微粒的速度大小分別為vx1、vx2，左側(cè)微粒與右側(cè)微粒在電場中運(yùn)動