2023届江西省吉安市永丰中学高三下学期一模物理试题(含答案)

高中部2023届第一次结业水平考试

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．关于下列实验及现象的说法正确的是（　　）

A．液晶的光学性质具有各向同性

B．气体失去容器的约束就会散开，是因为分子间存在斥力

C．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这间接反映了炭粒分子运动的无规则性

D．由于液体表面层内的分子间距大于，从而形成表面张力

2．关于开普勒行星运动定律的应用下列结论正确的是（　　）

A．地球的所有卫星都绕地球在圆轨道上运行，地球位于圆心上

B．地球的所有卫星与地心连线在相等时间内扫过的面积相等

C．地球的所有卫星椭圆轨道半长轴的立方或圆轨道半径的立方与卫星公转周期平方之比相等

D．开普勒行星运动定律只适用于行星绕太阳运动

3．如图所示是氢原子四个能级的示想图.当氢原子从高能级向低能级跃迁时会辐射出一定频率的光子，以下说法错误的是

A．一个处于能级的氢原子，自发跃迁时最多能辐射出3种不同频率的光

B．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的势能减小，核外电子动能增大

C．处于能级的氢原子自发跃迁时，辐射出光子的最大能量为

D．一个处于基态的氢原子可以吸收一定频率的光子后跃迁到高能级

4．三根光滑的坚固的细金属杆焊接成一等腰三角形ABC，过C的转轴竖直且与三角形的底边AB垂直，将光滑的小环套在三角形的腰BC上（小环可以沿BC自由滑动），三角形以角速度ω1、ω2绕转轴匀速转动时，小环在水平面内做匀速圆周运动的轨迹分别如图中的虚线所示，则（  ）

A．ω2>ω1

B．以ω2转动时小环的加速度比以ω1转动时小环的加速度大

C．以ω2转动时小环的线速度比以ω1转动时小环的线速度大

D．以ω2转动时小环的向心力比以ω1转动时小环的向心力大

5．波源在时开始振动，其振动图象如图所示，在波的传播方向上有、两质点，它们到波源的距离分别为和，测得、开始振动的时间间隔为。下列说法错误的是（　　）

A．质点开始振动的方向向上

B．该波的波长为

C．质点的振动比波源滞后

D．当质点刚要振动时，质点正沿平衡位置向下振动

6．如图所示，在水平天花板的A点处固定一根轻杆a，杆与天花板保持垂直。杆的下端有一个轻滑轮O。一根细线上端固定在该天花板的B点处，细线跨过滑轮O，下端系一个重为G的物体，BO段细线与天花板的夹角为θ=30°。系统保持静止，不计一切摩擦。下列说法中正确的是（　　）

A．细线BO对天花板的拉力大小是 B．a杆对滑轮的作用力大小是

C．a杆对滑轮的作用力方向沿着OA竖直向上 D．a杆对滑轮的作用力大小是G

7．甲和乙图分别是半径为、带电均匀的六分之四圆环和半圆环（两环的材料和横截面积相同），带有同种电荷，且两环上单位长度所带电荷量相等，它们的圆心分别是和。已知点的电场强度大小为，则点的电场强度大小为（　　）

A． B． C． D．

8．先后以3v和v的速度匀速把一矩形线圈拉出如图所示的匀强磁场区域，下列说法错误的是（　　）

A．两次线圈中的感应电动势之比为1：3

B．两次线圈中的感应电流之比为3：1

C．两次通过线圈同一截面的电荷量之比为1：1

D．两次线圈中产生的焦耳热之比为3：1

9．国家电网公司推进智能电网推广项目建设，拟新建智能变电站1400座。变电站起变换电压作用的设备是变压器，如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝220sin100πt（V），电压表、电流表都为理想电表，则下列判断正确的是（　　）

A．输入电压有效值为220V，电流频率为50Hz

B．S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电压表示数都增大

C．S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都减小

D．若滑动变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，电压表V2和电流表A1的示数都减小

10．如图所示，在斜面上一定先后以初速度和2水平抛出A、B两个小球，则从抛出至第一次着地，两小球的水平位移之比可能为（    ）

A．1：2 B．2：3 C．3：4 D．2：5

11．利用霍尔效应制作的霍尔组件广泛应用于测量和自动控制等领域.图是霍尔组件的工作原理示意图.该霍尔组件的载流子是自由电子，磁感应强度B垂直于霍尔组件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差，下列说法中正确的是（）

A．电势差

B．电势差

C．形成电势差的原因是载流子受到磁场力而偏转

D．形成电势差的原因是电场力与磁场力达到平衡

12．在冰壶比赛中，某队员利用红壶去碰撞对方的蓝壶，两者在大本营中心发生对心碰撞如图(a)所示，碰后运动员用冰壶刷摩擦蓝壶前进方向的冰面来减小阻力，碰撞前后两壶运动的v-t图线如图(b)中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行，两冰壶质量均为19 kg，则

A．碰后蓝壶速度为0.8m/s

B．碰后蓝壶移动的距离为2.4m

C．碰撞过程两壶损失的动能为7.22J

D．碰后红、蓝两壶所滑过的距离之比为1:20

二、实验题(共16分)

13．某同学用如图甲所示装置测滑块与长木板间的动摩擦因数。钩码的质量m远小于滑块的质量M，重力加速度为g，打点计时器所接交流电的频率为。

（1）将长木板放在水平桌面上，调节___________高度，使牵拉滑块的细线与长木板平行。接通电源，释放滑块，打出的一条纸带如图乙所示，则滑块滑行的加速度大小为___________（保留两位有效数字）；则测得滑块与长木板间的动摩擦因数___________（用m、M、a、g表示）。

（2）多次改变钩码的质量进行实验，根据每次实验打出的纸带求出加速度a，记录对应的悬挂钩码的质量m，作出的图像应是图丙中的___________（填“A”“B”或“C”）图线。根据此图线___________（填“能”或“不能”）证明质量一定时，加速度与合外力成正比。

14．在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中，需测量一个标有“，”灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，现有如下器材：

直流电源（电动势，内阻不计）

开关导线若干

电流表A1（量程，内阻约）

电压表V1（量程，内阻约）

电流表A2（量程，内阻约）

电压表V2（量程，内阻约）

滑动变阻器（阻值，定电流）滑动变阻器（阻值，测定电流）

(1)实验电路图应选用图中的______（选填“甲”或“乙”），实验时在开关闭合前滑动变阻器的触头应滑至图中滑动变阻器的最_____端（选填“左”或“右”）

(2)实验中电压表应选用_____，电流表应选用_____，滑动变阻器应选用______（用对应序号的字母表示）

(3)根据实验数据，画出的小灯泡图线如图所示，由图线可知该灯泡的电阻随着电压的增大而_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

三、解答题(共36分)

15．有一质量为1000kg的小汽车驶上圆弧半径为100m的拱桥，汽车到达桥顶时速度为10m/s，取重力加速度g=10m/s2。

(1)画出汽车经过桥顶时，在竖直方向上受力示意图；

(2)求汽车经过桥顶时，汽车对桥的压力的大小；

(3)汽车对桥面的压力过小是不安全的，请分析说明汽车在经过该拱桥时，速度大些比较安全，还是小些比较安全。

16．一个半径为R的半圆形玻璃砖（折射率）的截面图，如图所示，直径AOB与半径OC垂直，一束平行单色光垂直于直径AOB所在的截面射入玻璃砖，其中距离O点的一条光线自玻璃砖右侧折射出来，与OC所在的直线交于D点。

（1）求D点到O点的距离：

（2）若在玻璃砖平面AOB的某区域贴上一层不透光的黑纸，平行光照射玻璃砖后，右侧恰好没有折射光射出，求黑纸在AB方向的宽度。（不考虑光线在玻璃砖内的多次反射）

17．如图所示，在xoy平面内，在x>0范围内以x轴为电场和磁场的边界，在x<0范围内以第Ⅲ象限内的直线OM为电场与磁场的边界，OM与x轴负方向成θ=45°角，在边界的下方空间存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.1T，在边界的上方有沿y轴正方向的匀强电场，场强大小为E=32N/C；在y轴上的P点有一个不计重力的带电微粒，以沿x轴负方向的初速度v0=2×103m/s射出，已知OP=0.8cm，微粒所带电荷量q=-5×10-18C，质量m=1×10-24kg，求：

（1）带电微粒第一次进入电场时的位置坐标；

（2）带电微粒从P点出发到第三次经过电磁场边界经历的总时间；

（3）带电微粒第四次经过电磁场边界时的速度大小。

1．D

【详解】A．液晶的光学性质具有各向异性，故A错误；

B．气体失去容器的约束就会散开，是因为气体分子之间的作用力非常小，不能使分子束缚在一起，并不是因为分子间存在斥力，故B错误；

C．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这间接反映了水分子运动的无规则性，故C错误；

D．由于液体表面层内的分子间距大于，分子之间作用力表现为引力，从而形成表面张力，故D正确。

故选D。

2．C

【详解】A．地球的所有卫星都绕地球在椭圆或圆轨道上运行，地球位于椭圆的一个焦点上或圆心上，A错误；

B．在相同时间内，不同卫星与地球连线扫过的面积不等，B错误；

C．地球的所有卫星椭圆轨道半长轴的立方或圆轨道半径的立方与卫星公转周期平方之比相等，C正确；

D．开普勒行星运动定律不仅适用于宇宙中行星绕恒星的运动，还适用于卫星绕行星的运动，D错误。

故选C。

3．A

【详解】A．一个处于能级的氢原子，可从能级跃迁到能级，再由能级跃迁到能级，最多辐射出两种频率的光子，故A符合题意；

B．氢原子辐射出光子后，由较高能级跃迁到较低能级，其轨道半径减小，氢原子的势能减小，核外电子动能增大，故B不符合题意；

C．由能级跃迁条件可知，处于能级的氢原子自发跃迁时由可得辐射出的光子的最大能量为：

故C不符合题意；

D．由玻尔理论知一个处于基态的氢原子可以吸收一定频率的光子后跃迁到高能级，故D不符合题意；

故选A。

4．C

【详解】AD．环受力如图

小环受到金属杆的支持力和重力，二者的合力充当向心力，设BC杆与转动轴的夹角为θ，则根据矢量三角形可得

故环在两个位置的向心力相同，根据

可得半径大的角速度小，即

AD错误；

B．根据

解得

所以两者的向心加速度相同，B错误；

C．根据

可得由于向心加速度相同，所以半径大的线速度大，故以转动时小环的线速度比以转动时小环的线速度大，C正确。

故选C。

5．B

【详解】A．由题图可知，波源开始振动的方向向上，则传播方向上所有的质点开始振动的方向都向上，故A正确；

B．由题意可知波从P传到Q所需时间为，所以该波的波速为，根据振动图象可知周期为T=，所以波长，故B错误；

C．Q质点的振动比波源S滞后，故C正确；

D．由于P、Q间距为，波长为，所以Q比P振动滞后半个周期，则当质点刚要振动时，质点正沿平衡位置向下振动，故D正确。

故选B。

6．D

【详解】A．对重物G受力分析，受到重力和拉力T，根据平衡条件，有

同一根绳子拉力处处相等，故绳子对天花板的拉力也等于G，A错误；

BCD．对滑轮受力分析，受到绳子的压力（等于两边绳子拉力的合力），以及a杆的弹力（向右上方的支持力），如图

根据平衡条件，因滑轮两边细绳的拉力夹角为120°，则结合几何关系，有a杆对滑轮的作用力大小为

BC错误，D正确。

故选D。

7．A

【详解】在图甲中，设圆环在O1点产生的磁场强度是E1，由此可知，四个圆环在O1点产生的合磁场强度大小，设圆环带正电，如图所示，则有

E0=2E1cos30°=2E1=E1

E1= E0

在图乙中，半圆环分成三个圆环，这三个圆环在O2点产生的合磁场强度大小为E，则有    

E=E1+2E1cos60°=E0+2×E0×=E0

A正确，BCD错误。

故选A。    

8．A

【详解】AB．根据公式

E=BLv

知感应电动势之比3：1，感应电流

则感应电流之比为3：1，B符合题意，A不符合题意；

C．根据

q=It

知感应电流之比为3：1，时间比为1：3，通过某截面的电荷量之比为1：1，C不符合题意；

D．由于两次速度之比为3:1，知时间比为1：3，根据

Q=I2Rt

知产生的热量之比为3：1．D不符合题意。

故选A。

9．AD

【详解】A．输入电压有效值为

U1＝V＝220V

由输入电压瞬时值表达式可知，角速度为ω＝100πrad/s，电流频率为

故A正确；

BC．S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，副线圈电路的总电阻减小，由

可知U2不变，即电压表V2的示数不变，所以电流表A2的示数变大，故BC错误；

D．若滑动变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，副线圈匝数减小，输入电压不变，输出电压减小，即电压表V2的示数减小，根据

知输出功率减小，根据输入功率等于输出功率，可知

P1＝U1I1

减小，U1不变，则I1减小，即电流表A1的示数减小，故D正确。

故选AD。

10．AD

【详解】A．当A、B两个小球都能落到水平面上时，由于两者的下落高度相同，运动的时间相同，则水平位移之比为初速度之比为，A正确；

BCD．当A、B都落在斜面的时候，它们的竖直位移和水平位移的比值即为斜面夹角的正切值，即

整理可得，时间

两次平抛的初速度分别为和，所以运动的时间之比为

两小球的水平位移大小之比为

当只有A落在斜面上的时候，A、B水平位移之比在和之间，BC错误，D正确。

故选AD。

【点睛】本题就是对平抛运动规律的考查，平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解，注意各种可能的情况即可。

11．BCD

【详解】电流方向为EF,由左手定则知，霍尔元件中的载流子（自由电子）受洛伦兹力作用向侧面C偏转，侧面C聚集负电荷，因整个元件是中性的，则侧两D出现正电荷，所以两个侧面C、D之间形成由D到C的电场，侧面D的电势高于侧面C的电势.随着两侧面电荷的增多，元件中运动的载流子受到的电场力逐渐增大，当载流子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，两侧面之间的电势差达到稳定状态.综上所述，选项A错误，选项B、C、D正确.

12．AD

【详解】A、设碰后蓝壶的速度为 ,碰前红壶的速度 碰后红壶的速度为，根据动量守恒定律可得: ，解得 ，故A正确；

B、根据碰前红壶的速度图像可以知道红壶的加速度为: ，碰后红壶减速到零需要的时间为：，碰后蓝壶运动图像的面积代表走过的位移 ，故B错误；

C、碰撞过程两壶损失的动能为 ，故C错误；

D、碰后红壶走过的位移为，所以碰后红、蓝两壶所滑过的距离之比为1:20，故D正确。

故选AD

13．     定滑轮     3.2          A     能

【详解】（1）[1]将长木板放在水平桌面上，调节定滑轮高度，使牵拉滑块的细线与长木板平行。

[2]由，可得小车加速度的大小为

[3]依题意有

因钩码的质量m远小于滑块的质量M，上式可简化为

解得

（2）[4]依题意，由于

得

因此图像应是图丙中的A；

[5] 钩码的质量m远小于滑块的质量M，滑块的加速度与钩码的关系式为

将纵坐标轴向右平移到坐标原点为图线与横轴的交点处，可得到加速度与合外力的关系图像，说明滑块质量一定时，加速度与合外力成正比。

14．     乙     左     V1     A2     R1     变大

【详解】(1)[1]测量小灯泡伏安特性曲线实验中，小灯泡中两端电压要从0开始变化，滑动变阻器应选用分压式，则实验电路图应选用图中的乙

[2]为了保护用电器，实验时在开关闭合前滑动变阻器的触头应滑至图中滑动变阻器的最左端

(2)[3]灯泡额定电压是3V，电压表应选择V1；

[4]灯泡额定电流

电流表应选择A2

[5]为方便实验操作，滑动变阻器应选择R1

(3)[6]由图所示图象可知，随电压增大，图线上点与坐标原点连线的斜率减小，斜率的倒数变大，由于图线上点与坐标原点连线斜率的倒数等于灯泡电阻，则随电压增大灯泡电阻变大

15．(1)；(2)9000N；(3)见解析

【详解】(1)汽车经过桥顶时，在竖直方向上的受力情况如图所示

(2)以汽车为研究对象，根据牛顿第二定律

即

根据牛顿第三定律，汽车对桥顶的压力大小

(3)汽车对桥面的压力

汽车的行驶速度越小，桥面所受压力越大，汽车行驶越安全。

16．（1）；（2）

【详解】设光线的入射点为F，出射点为F，出射角为，连接OE，即为法线。如图所示，根据光的折射定律

根据几何关系得

（2）如上图所示，设从N点入射时恰好能发生全反射，则可知

由几何关系知

ON＝R

所以平行光照射玻璃砖后，要使右侧没有折射光射出，黑纸在AB方向的宽度至少为

17．（1）（-4×10-3 m，-4×10-3 m）；（2） 3.128×10-5 s；（3）m/s

【详解】（1）带电微粒从P点开始在磁场中做匀速圆周运动，第一次经过磁场边界上的A点，由半径公式

=4×10-3 m

因为

OP=0.8cm

匀速圆周运动的圆心在OP的中点C，由几何关系可知，A点位置的坐标为

（-4×10-3 m，-4×10-3 m）

（2）带电微粒在磁场中做匀速圆周运动的周期为

=1.256×10-5 s

由图可知，微粒运动四分之一个圆周后竖直向上进入电场，故

t1==0.314×10-5 s

微粒在电场中先做匀减速直线运动到速度为零，然后反向做匀加速直线运动，微粒运动的加速度为

故在电场中运动的时间为

t2==2.5×10-5 s

微粒再次进入磁场后又做四分之一圆周运动，故

t3=t1=0.314×10-5 s

所以微粒从P点出发到第三次经过电磁场边界的时间为

t=t1+t2+t3=3.128×10-5 s

（3）微粒从B点第三次经过电磁场边界水平向左进入电场后做类平抛运动，则加速度

=1.6×108 m/s2

则第四次到达电磁场边界时

x=v0t4

tan45°=

解得

vy=at4=4×103 m/s

则微粒第四次经过电磁场边界时的速度为

×103 m/s