2023届江西省吉安市万安中学高三一模物理试题(含答案)

江西省万安中学高2023届第一次模考

物理试题

一、选择题(1-8为单选，9-12为多选，每空4分，共48分)

1．关于重力的大小，以下说法正确的是（　　）

A．悬挂在竖直绳子上的物体，绳子对它的拉力一定等于其重力

B．静止在水平面上的物体对水平面的压力一定等于其重力

C．物体所受的重力与它的运动状态无关

D．向上运动的物体所受重力可能小于向下运动的物体所受重力

2．我国“天问一号”火星探测器（以下简称“探测器”）自2020年7月23日成功发射以来，在地火转移阶段完成了1次深空机动和4次中途修正，于2021年2月10日，成功实施火星捕获，进入大椭圆环火轨道2，成为我国第一颗人造火星卫星。2021年2月24日，探测器成功实施第三次近火制动，进入周期约为2个火星日的火星停泊轨道3后，对火星开展全球遥感探测，并对预选着陆区进行详查，为着陆火星做准备。2021年5月15日凌晨1时许，探测器从轨道3实施降轨，机动至火星进入轨道4.4时许，着陆巡视器与环绕器分离，历经约3小时飞行后，进入火星大气，经过约9分钟的减速、悬停避障和缓冲，成功软着陆于预选着陆区。两器分离约30分钟后，环绕器进行升轨，返回停泊轨道，为着陆巡视器提供中继通信。后续，“祝融号”火星车从着陆巡视器“走”，出，对火星开展巡视探测，并发回清晰的火星图片。图中点为上述四条轨道的相交点（即：椭圆轨道的近火点）；忽略大气阻力，关于探测器在轨道1~4的分析，正确的是（　　）

A．在轨道2上稳定运行时，探测器在近火点的加速度比在远火点的小

B．在轨道3上稳定运行时，探测器在近火点的机械能比在远火点的大

C．稳定运行时，探测器在轨道2上和在轨道3上经过P点时的速度相等

D．稳定运行时，探测器在轨道2上和在轨道3上经过P点时的加速度相等

3．如图所示，在匀强电场中有四个点A、B、C、D，恰好为平行四边形的四个顶点，O点为平行四边形两条对角线的交点．已知：φA＝－4 V，φB＝6 V，φC＝8 V，则φD、φO分别为(　 　 )

A．－6 V,6 V

B．2 V,1 V

C．－2 V,2 V

D．－4 V,4 V

4．如图所示，同轴的两个平行导线圈M、N.  M中通有如图所示的交变电流，则（ ）

A．在t1到t2时间内导线圈M、N 互相排斥

B．在t1时刻M、N 间相互作用的磁场力为零

C．在t2到t3时间内导线圈M、N 互相吸引

D．在t2时刻M、N 间相互作用的磁场力最大

5．在匀强磁场中，线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，线框中产生的电流为如图所示的正弦式交变电流，则这段时间（　　）

A．电流的有效值等于

B．t=0.01s时穿过线框的磁通量为零

C．图线与横轴围成的面积与所对应的时间的比值表示电流的平均值

D．图线与横轴围成的面积与所对应的时间的比值表示电流的有效值

6．如图所示，内阻不计的电源与平行板电容器连接，电容器的下极板接地，上极板接一静电计，不计静电计所带的电量。P点是两极板间的一点，P点到两极板的距离相等。下列说法正确的是（　　）

A．只将平行板电容器的上极板向下移动一小段距离，P点的电势升高

B．只将平行板电容器的上极板向上移动一小段距离，静电计的张角变大

C．只将平行板电容器的上极板向左移动一小段距离，电容器间的场强变大

D．只在平行板电容器两极板间插入一厚度稍小于两极板间距离的绝缘陶瓷，电容器的电容变小

7．研究光电效应的电路图如图所示，若用黄光照射某金属时，电流表指针发生偏转，则下列说法正确的是（　　）

A．若减小黄光的光照强度，则光电子的最大初动能减小

B．若增大黄光的光照强度，则该金属的逸出功增大

C．用红光照射该金属，一定能发生光电效应

D．用紫光照射该金属，一定能发生光电效应

8．如图所示，PQ、MN是放置在水平面内的光滑导轨，GH是长度为L、电阻为r的导体棒，其中点与一端固定的轻弹簧连接，轻弹簧的劲度系数为k。导体棒处在方向向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。图中E是电动势为E、内阻不计的直流电源，电容器的电容为C。闭合开关，待电路稳定后，下列说法正确的是（　　）

A．导体棒中的电流大小为

B．轻弹簧的长度增加

C．轻弹簧的长度减少

D．电容器带电荷量为

9．一小朋友在地面上从玩具枪中竖直向上射出初速度为的塑料小球，由于存在空气阻力，小球运动的速率随时间变化的规律如图所示，时刻到达最高点，再落回地面，落地速率为v1，下列说法中正确的是（　　）

A．小球上升过程中的平均速度大于

B．小球下降过程中的平均速度大于

C．小球射出时的加速度值最大，到达最高点的加速度值为0

D．小球的加速度在上升过程中逐渐减小，在下降过程中也逐渐减小

10．我国已成功实现载人飞船与空间站对接，其过程可简化为飞船到了空间站下方几十公里后远距离导引向其靠近，一段时间后近距离导引，至空间站下方约200米处调整为垂直姿态，再逐步靠近完成对接。下列说法正确的是（　　）

A．飞船在低轨道的环绕周期比在高轨道的环绕周期大

B．远距离导引过程中，飞船需要点火加速

C．空间站的线速度比第一宇宙速度大

D．交会对接时，必须控制飞船绕地球运行的角速度与空间站的角速度相同

11．如图所示，重20N的物体放在粗糙水平面上，用力F=10N的力斜向下推物体，F与水平面成30°角，物体与平面间的滑动摩擦系数μ=0.5，则（   ）

A．物体对地面的压力为25N B．物体所受的摩擦力为12.5N

C．物体所受的合力为零 D．物体所受的合力为5N

12．如图所示，质量均为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止，用大小等于mg的恒力F向上拉B，运动距离h时，B与A分离。下列说法正确的是（　　）

A．在B与A分离之前，它们一直做加速运动

B．B和A刚分离时，它们的加速度为0

C．B和A刚分离时，弹簧长度等于原长

D．弹簧的劲度系数等于

二、实验题(共16分)

13．用如图所示的装置来验证“机械能守恒定律”（气垫导轨的两个相同斜面正对放置，斜面倾角均为θ。P、Q、R 为三个附有完全相同挡光片的相同滑块，P、Q分别通过轻绳绕过固定在斜面底端的光滑定滑轮与滑块R连接，开始时，在外力的作用下滑块P、Q静止在气垫导轨上。a、b、c 为三个光电门，调整三个光电门的位置，能够实现同时遮光。将三个物块同时释放，在R竖直下落的过程中：（重力加速度为g）

（1）为了能完成实验目的。除了记录P、Q、R三个挡光片的挡光时间t1、t2、t3外，还必须测量的物理有_______.。

A．挡光片的宽度d

B．P、Q、R连同各自挡光片的质量m

C．P、Q的初始位置到斜面底端的距离x1、x2

D．P、Q、R的挡光片到光电门a、b、c的距离L1、L2、L3

（2）根据装置可以分析出P、Q的速度大小相等，验证表达式为__________。

（3）验证系统机械能守恒的表达式______。 （用题给已知量和（1）测量量表达）

（4）在正确的实验步骤的基础上，但总发现系统重力势能的减少量大于系统动能的增加量，请分析可能性原因________。

14．图甲为某同学测量一节干电池的电动势和内电阻的电路图。

（1）已知毫安表表头的内阻为10Ω，满偏电流为3mA；R1滑动变阻器，R2为电阻箱（0-9999.9Ω），若将电阻箱R2的阻值调为999Ω，改装后的电表的量程为______V；

（2）电流表A有两种规格，A1（量程0.6A，内阻约为0.1Ω）和A2（量程3A，内阻约为0.05Ω；滑动变阻器R1有两种规格，最大阻值分别为20Ω和200Ω。则电流表应选用______填（“A1”或“A2”），R1应选用最大阻值为______Ω的滑动变阻器；

（3）实验步骤如下：

①闭合开关S前，应将滑动变阻器R1的滑动片移到______端（选填“左”或“右”）；

②多次调节滑动变阻器的滑动片，记下电流表的示数I2和毫安表表头的示数I1；

③以I1为纵坐标，I2为横坐标，作I1-I2图线图线，如图乙所示；

④根据图线求得电源的电动势E=______V（结果保留三位有效数字），内阻r=______Ω（结果保留两位有效数字。）

三、解答题(共36分)

15．蹦极是一项非常刺激的运动．为了研究蹦极过程，可将人视为质点，人的运动沿竖直方向，人离开蹦极台时的初速度、弹性绳的质量、空气阻力均可忽略。某次蹦极时，人从蹦极台跳下，到a点时弹性绳恰好伸直，人继续下落，能到达的最低位置为b点，如图甲所示。已知人的质量m=50kg，弹性绳的弹力大小F=kx，其中x为弹性绳的形变量，弹性绳的原长l0=20m，b点与蹦极台间的距离为l1=30m。整个过程中弹性绳的形变始终在弹性限度内。取重力加速度g=10m/s2。求：

（1）人第一次到达a点时的速度v的大小；

（2）人从a点到第一次到达b点的过程中弹性绳弹力做的功W；

（3）在图乙中，定性画出人第一次由最高点到b点的运动过程中，速度v随时间t变化关系的图线。

16．如图所示，一质量为M＝5.0kg的平板车静止在光滑水平地面上，平板车的上表面距离地面高h＝0.8m，其右侧足够远处有一固定障碍物A。另一质量为m＝2.0kg可视为质点的滑块，以v0＝8m/s的水平初速度从左端滑上平板车，同时对平板车施加一水平向右、大小为5N的恒力F。当滑块运动到平板车的最右端时，两者恰好相对静止。此时撤去恒力F。此后当平板车碰到障碍物A时立即停止运动，滑块水平飞离平板车后，恰能无碰撞地沿圆弧切线从B点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑。已知滑块与平板车间的动摩擦因数μ＝0.5，圆弧半径为R＝1.0m，圆弧所对的圆心角∠BOD＝θ＝106°，g取10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，不计空气阻力，求：

（1）平板车的长度；

（2）障碍物A与圆弧左端B的水平距离；

（3）滑块运动到圆弧轨道最低点C时对轨道压力的大小。

17．如图所示，坐标系xOy第一象限内有场强大小为E，方向沿x轴正方向的匀强电场，第二象限内有磁感应强度大小为B，方向垂直于xOy平面且与x轴相切于P点的圆形匀强磁场区域（图中未画出）， P点的坐标为（−3l0，0），电子a、b以大小相等的速度，从P点射入磁场，b沿+y方向，a、b速度方向间的夹角为（0<<，a、b经过磁场偏转后均垂直于y轴进入第一象限，b经过y轴上的Q点。已知电子质量为m、电荷最为e，不计电子重力。

（1）求Q点的坐标；

（2）求a、b第1次通过磁场的时间差∆t；

（3）a、b离开电场后途经同一点A（图中未画出），求A点的坐标及a从P点运动至A点的总路程s。

1．C

【详解】A．悬挂在竖直绳子上的物体，当物体处于平衡状态时拉力才等于重力，所以绳子对它的拉力不一定等于其重力，竖直方向上有加速度时，绳子的拉力并不等于重力，故A错误；

B．静止在水平面上的物体只受到重力和水平面的支持力两个力作用，根据平衡条件得知，支持力等于重力，而水平面对物体的支持力和物体对水平面的压力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律得知，压力等于支持力，则静止在水平面上的物体对水平面的压力一定等于其重力，但物体还可能在竖直方向受到其他力作用，故B错误；

CD．在同一地点，同一物体的重力一定的，与物体的运动状态无关，所以向上运动的物体所受重力等于向下运动的物体所受重力，故C正确，D错误。

故选C。

2．D

【详解】A．由牛顿第二定律和万有引力定律可知，探测器在近火点受力大，加速度大，在远火点受的力小，加速度小，A错误；

B．在轨道3上稳定运行时，探测器只有引力做功，机械能守恒，B错误；

C．探测器在轨道2上和在轨道3上经过P点时都做离心运动，可轨道3是低轨道，轨道2是高轨道，所以在轨道2上和在轨道3上经过P点时的速度不相等，C错误；

D．探测器在轨道2上和在轨道3上经过P点时受引力相等，由牛顿第二定律可知，加速度相等，D正确。

故选D。

3．C

【详解】匀强电场中，沿着某个方向，每前进相同的距离，电势的变化相同，故：

φB−φA=φC−φD

代入数据为：6−(−4)=8−φD

解得：φD=−2V

同理有：φC−φO=φO−φA

代入数据有：8−φO=φO−(−4)

解得：φO=2V

故选C.

点睛：在匀强电场中，沿着某个方向，每前进相同的距离，电势的变化相同，根据该规律列式求解即可．

4．B

【详解】A．在t1到t2时间内导线圈M电流大小减小，则线圈N磁通量减小，则线圈M产生感应电流方向与线圈N相同，则出现相互吸引现象，故A错误；

B．在t1时刻线圈M的磁通量的变化率为零，则线圈N中没有感应电流，所以M、N间没有相互作用的磁场力，故B正确；

C．在t2到t3时间内导线圈M电流大小增大，则线圈N磁通量增大，则线圈M产生感应电流方向与线圈N相反，则出现相互排斥现象，故C错误；

D．在t2时刻线圈M的磁通量的变化率为最大，而线圈M中没有电流，所以M、N间没有相互作用的磁场力，故D错误；

故选B。

【点睛】此题考查楞次定律的应用，解题时要把两通电导线环等效为磁铁，由安培定则判断出磁铁的极性，根据磁铁磁极间的相互作用即可正确解题，也可以通过“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”的原理判断.

5．C

【详解】A．根据图像可知电流的最大值为

则可得此时电流的有效值为

故A错误；

B．在t=0.01s时产生的感应电流为0，此时线圈和磁场垂直，此时线框的磁通量最大，故B错误；

CD．图线与横轴围成的面积根据可表示为通过整个电路的总电荷量，则图线与横轴围成的面积与所对应的时间的比值为

即为电流的平均值，故C正确，D错误；

故选C。

6．A

【详解】A．只将平行板电容器的上极板向下移动一小段距离，两极板间的场强变大，P点的电势，电势升高，A正确；

B．静电计的电压始终等于电动势，只将平行板电容器的上极板向上移动一小段距离，静电计的张角不变，B错误；

C．根据，只将平行板电容器的上极板向左移动一小段距离，电容器正对面积S变小，电容器的电容变小，但板间电压不变、板间距离不变，场强不变，C错误；

D．根据，只在平行板电容器两极板间插入一厚度稍小于两极板间距离的绝缘陶瓷，变大，电容器的电容变大，D错误。

故选A。

【点睛】本题是电容器的动态分析问题，关键抓住不变量，当电容器与电源始终相连，则电势差不变，当电容器与电源断开，则电荷量不变。

7．D

【详解】A．光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，则若减小黄光的光照强度，则光电子的最大初动能不变，选项A错误；

B．金属的逸出功由金属本身决定，与入射光强度无关，选项B错误；

C．红光的频率小于黄光，用黄光照射金属能发生光电效应，则用红光照射该金属不一定能发生光电效应，选项C错误；

D．紫光的频率大于黄光，用黄光照射金属能发生光电效应，则用紫光照射该金属，一定能发生光电效应，选项D正确。

故选D。

8．D

【详解】A．导体棒中的电流

I＝

故A错误；

BC．由左手定则知，导体棒受到的安培力向左，则弹簧长度减小，由平衡条件

解得

故B、C错误；

D．电容器上的电压等于导体棒两端的电压

Q＝CU＝

故D正确。

故选D。

9．BD

【详解】AB．上升过程若是匀减速直线运动，其平均速度为，而从图中可以看出其面积小于匀减速直线运动的面积，即小球实际上升的位移小于做匀减速上升的位移，而平均速度等于位移与时间之比，故其平均速度小于匀减速运动的平均速度，即小于；同理，在下降过程中，小球的平均速度大于，故A错误，故B正确；

CD．因图像的斜率等于加速度，可知小球刚射出时加速度最大，在上升过程中逐渐减小，当小球到达最高点时加速度不等于0，在下降过程中也逐渐减小，故C错误，D正确；

故选BD。

10．BD

【详解】A．对飞船，由万有引力提供向心力得

可得

由上式可知，飞船在低轨道的环绕半径比在高轨道的环绕半径小，因此飞船在低轨道的环绕周期比在高轨道的环绕周期小，A错误；

B．远距离导引过程中，飞船向高轨道变轨，必须加速做离心运动，需要点火加速，B正确；

C．根据万有引力提供向心力得

可得

第一宇宙速度是卫星在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，圆周半径小于空间站的圆周半径，因此空间站的线速度比第一宇宙速度小，C错误；

D．交会对接时，为保证飞船一直在空间站的正下方向核心舱靠近，必须控制飞船绕地球运行的角速度与空间站的角速度相同，D正确。

故选BD。

11．AC

【详解】对物体进行受力分析：重力、推力F、地面的支持力N，如图所示：

由竖直方向力平衡则有

N=G+Fsin30°=20N+10×0.5N=25N

则物体对地面的压力为25N；物体的最大静摩擦力为

fm=μN=0.5×25N=12.5N

F的水平方向分力大小为

物体没能被推动，保持静止状态，物体所受的摩擦力为

物体处于静止状态，合力为零。故AC正确，BD错误；

故选AC。

12．ABD

【详解】B与A分离时，B与A之间无弹力，对于B，合力为零，由于分离瞬间两物体的运动状态一样，所以A的合力也为零，即弹簧对A的支持力等于物体A重力，此时弹簧长度小于原长。所以在分离之前，弹簧弹力和拉力之和是大于两物体的总重力的，故它们做加速运动；根据胡克定律得

故选ABD。

13．     AD     t1=t2     =     实验装置存在摩擦力，使系统的一部分重力势能转化为内能。

【详解】（1）[1]A．要验证“机械能守恒定律”，只需要验证P、Q、R滑块及各自的挡光片，在下滑运动中重力势能的减少量等于P、Q、R滑块及各自的挡光片动能的增加量，即

mgL1sinθ+mgL2sinθ+mgL3=

需要求得滑块的速度

所以还必须测量挡光片的宽度d，A正确；

BC．由A选项分析可知，P、Q、R连同各自挡光片的质量m不需要测量，P、Q的初始位置到斜面底端的距离x1、x2不需要测量，BC错误；

D．由A选项分析可知，P、Q、R的挡光片到光电门a、b、c的距离L1、L2、L3需要测量，D正确。

故选AD。

（2）[2] 根据装置可以分析出P、Q的速度大小相等，若

vp=vQ

即

=

验证表达式为

t1=t2

（3）[3] P、Q、R滑块及各自的挡光片在下滑运动中重力势能的减少量

∆Ep=mgL1sinθ+mgL2sinθ+mgL3

动能的增加量

∆Ek==

系统机械能守恒，则有

∆Ep=∆Ek

即验证系统机械能守恒的表达式

=

（4）[4]在正确的实验步骤的基础上，但总发现系统重力势能的减少量大于系统动能的增加量，可能性原因是：实验装置存在摩擦力，使系统的一部分重力势能转化为内能。

14．     3.027     A1     20     左     1.48     0.84

【详解】（1）[1]将电阻箱R2与毫安表串联后改装成电压表，当阻值调为990Ω，改装后的电表的量程为

（2）[2][3]根据图像可知，整个过程的电流不超过0.5A，故电流表选A1；因内阻较小，为了便于调节，滑动变阻器应选择的20Ω。

（3）①[4]为了让电流由最小开始调节，开始时滑动变阻器阻值滑到最大位置，故应滑到左端。

④[5][6]改装后的电表的量程为3.0V，电表的内阻为

由串并联电路规律可知若毫安示数为I1，则其测量的电压应等于1000I1，则由闭合电路欧姆定律可知，所以图象中与纵坐标的交点表示电源的电动势，由于存在误差，1.44~1.52之间均对。图象的斜率表示即内阻，解得

15．（1）20m/s；（2）﹣15000J；（3）

【详解】（1）人由蹦极台到a点的运动过程中，根据机械能守恒定律

所以

（2）对整个过程，由动能定理得

解得

（3）人第一次由a到b的运动过程中，人先做自由落体运动，即初速度为零的匀加速直线运动，从a到b先做加速度减小的变加速运动，后做加速度增大的变减速运动。取竖直向下为正方向，速度v随时间t变化关系的图像如图所示

16．（1）4m；（2）1.2m；（3）86N

【详解】（1）由题意可知滑块在平板车上做匀减速运动，平板车做匀加速运动，根据牛顿第二定律可得滑块和平板车的加速度大小分别为

设经过时间t1滑块与平板车相对静止，此时二者的共同速度大小为v，则

v=v0－a1t1=a2t1

解得

v=3m/s

滑块与平板车在时间t1内通过的位移大小分别为

则平板车的长度为

L=x1－x2 =4m

（2）滑块从平板车上滑出后做平抛运动的时间为

障碍物A与圆弧左端B的水平距离为

（3）设滑块运动到圆弧轨道最低点C时的速度大小为vC，所受轨道支持力大小为FN，对滑块从离开平板车到运动至C点的过程，根据动能定理有

在C点时根据牛顿第二定律有

解得

由牛顿第三定律可知滑块运动到圆弧轨道最低点C时对轨道压力的大小为

17．（1）；（2）；（3）；

【详解】（1）电子在磁场中运动

解得

根据题意a、b经过磁场偏转后均垂直于y轴进入第一象限，磁场圆的半径

根据磁发散规律：b粒子垂直x轴进入磁场，则垂直于y轴出磁场，所以Q点的坐标为

（2）粒子运动轨迹如图所示，电子在匀强磁场中运动的周期

a在磁场区中的运动时间

b在磁场区中的运动时间

可得

解得

（3）根据磁聚焦规律：粒子运动轨迹如上图所示，a、b离开电场后均经过圆形磁场的最高点A，A点的坐标为；a在磁场中运动的路程

无场区的路程

在电场中，动能定理

路程为

解得