2023届江西省乐安县第二中学高三下学期一模物理试题(含答案)

2023届乐安二中第一次校模考

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．由于铷原子失去电子非常容易，具有优良的光电特性，是制造光电池的重要材料。已知铷的逸出功为W，普朗克常量为h，光在真空中的速度为c，则下列说法正确的是（　　）

A．只要入射光强度足够大，任何色光均能使铷逸出光电子

B．某色光照射铷发生光电效应时，光电子需经过较长时间才能从铷表面逸出

C．铷的截止频率为

D．用波长大于的光照射铷，能发生光电效应

2．一台电动机正常工作时，两端的电压为，通过的电流为。已知电动机线圈的电阻为，则电动机（　　）

A．消耗的功率为 B．消耗的功率为

C．发热的功率为 D．输出的功率为

3．当一个电容器所带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U，如果所带电荷量增大为2Q，则（　　）

A．电容器的电容增大为原来的2倍，两极板间电势差保持不变

B．电容器的电容减小为原来的倍，两极板间电势差保持不变

C．电容器的电容保持不变，两极板间电势差增大为原来的2倍

D．电容器的电容保持不变，两极板间电势差减小为原来的

4．甲同学制作了一个“竖直加速度测量仪”，可以用来测量电梯竖直方向运行时的加速度，其构造如图所示，刻度尺最小分度值为0.1cm。把一根轻弹簧上端固定在小木板上，弹簧下端悬吊1.0N重物时，弹簧的伸长量为10.00cm，此时指针位置0点的刻度标记为0，以后该重物就固定在弹簧上，和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”。已知图中0A=0C=1.00cm。规定竖直向上的方向为加速度的正方向。关于A、C两点加速度的标注，下列说法正确的是（　　）

A．A点应标注的加速度值为1m/s2 B．A点应标注的加速度值为-1m/s2

C．C点应标注的加速度值为0.1m/s2 D．C点应标注的加速度值为-0.1m/s2

5．某区域的电场线分布如图，其中间一根电场线是直线，一带正电的粒子从直线上的O点由静止开始仅在电场力作用下运动到A点，取O点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方向，粒子的重力忽略不计。粒子在由O点到A点运动过程中，加速度大小a随时间t的变化图线可能正确的是（　　）

A． B．

C． D．

6．如图所示，一质量为m的物体沿着倾角为的粗糙斜面加速下滑，物体与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，在物体沿斜面下滑的时间t内，下列说法正确的是（　　）

A．物体受到重力、支持力、滑动摩擦力、下滑力4个力的作用

B．地球对物体的重力冲量的方向是竖直向下

C．斜面对物体的滑动摩擦力冲量大小

D．物体动量变化量的大小是，方向是竖直向下

7．如图所示为一正弦交变电压随时间变化的图象，由图可知（　　）

A．交流电的周期为2s

B．用电压表测量该交流电压时，读数为311V

C．交变电压的有效值为220V

D．将它加在电容器上时，电容器的耐压值必须等于311V

8．如图所示，质量为3m的重物与一质量为m的导线框用一根绝缘细线连接起来，挂在两个高度相同的定滑轮上，已知导线框电阻为R，横边边长为L。有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场上下边界的距离、导线框竖直边长均为h。初始时刻，磁场的下边缘和导线框上边缘的高度差为2h，将重物从静止开始释放，导线框加速进入磁场，穿出磁场前已经做匀速直线运动，滑轮质量、摩擦阻力均不计，重力加速度为g。则下列说法中正确的是（　　）

A．导线框进入磁场时的速度为

B．导线框进入磁场后，若某一时刻的速度为v，则加速度为

C．导线框穿出磁场时的速度为

D．导线框通过磁场的过程中产生的热量Q=5mgh-

9．英国物理学家卡文迪许测出了引力常量G，因此卡文迪许被人们称为“能称出地球质量的人”。 若已知引力常量为G，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，地球上一个昼夜的时间为T1（地球自转周期），一年的时间为T2（地球公转的周期），地球中心到月球中心的距离为L1，地球中心到太阳中心的距离为L2，可估算出（　　）

A．地球的质量

B．太阳的质量

C．月球的质量

D．地球及太阳的密度

10．如图是在同一条直线上运动的A、B两质点的位移图象，由图可知 (   )

A．t=0时，A在B前面

B．B在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面

C．在0－t1时间内B的运动速度比A大

D．B开始运动时速度比A小，t2秒后才大于A的速度

11．如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体(物体与弹簧不连接)，初始时物体处于静止状态．现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x之间的关系如图乙所示(g＝10 m/s2)，则下列结论正确的是(    )

A．物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态

B．弹簧的劲度系数为5 N/cm

C．物体的质量为2 kg

D．物体的加速度大小为10 m/s2

12．如图所示，质量为m的木块在恒力F作用下在质量为M的长木板上向右滑行，长木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2，m受到的摩擦力为Ff1，木板受到地面的摩擦力Ff2，则（　　）

A．Ff1大小为μ1mg，方向向左

B．Ff1大小为F，方向向左

C．Ff2大小为μ2（m+M）g，方向向左

D．Ff2大小为μ1mg，方向向左

二、实验题(共16分)

13．如图1，某同学设计一个用自由落体法“验证机械能守恒定律”的实验。

（1）除了图中已画出的器材以外，下面所列各项器材哪些是必须的________。

A．交流电源       

B．直流电源

C．天平和砝码    

D．刻度尺

E．弹簧秤      

F．秒表

（2）实验中得到一条纸带，如图2所示．根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，使用交流电的周期为T，设重锤质量为m，则_____

A．打点计时器打C点时重锤的动能为．

B．重锤下落的加速度a的表达式为

C．打点计时器在打O点和C点的这段时间内重锤的重力势能的减少量为

（3）在本实验中发现，重锤减少的重力势能总是_____（填“大于”或“小于”）重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，可以通过该实验装置测定该阻力的大小，试用（2）中已知物理量和纸带上的测量数据表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小为______________ 。

14．老师给某小组同学一只量程为2V的电压表（内阻约为50kΩ）和一只0～99.99Ω电阻箱R，同时给了该小组同学一只电动势标称值为1.5V的旧干电池和一只阻值在1Ω～10Ω范围内的待测电阻R0，让同学们探究测该节干电池的电动势、内阻和电阻R0的阻值的方法，同学们经过讨论决定用图甲所示的电路来测量。

（1）先测电阻R0：闭合S1，将S2切换到a，为了减小误差，调节电阻箱，使电压表的示数为______V（选填“0.1”“0.7”或“1.4”）左右时，读出电压表的示数U1和电阻箱的示数R1，保持电阻箱阻值不变；______（填写一重要实验步骤），读出电压表的示数U2，则待测电阻的阻值R0=______（用U1、U2和R1表示）。

（2）该小组经过（1）的测量，测得待测电阻阻值R0=3.18Ω之后，继续测电源的电动势和内阻，实验步骤为：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R与电压表的示数U，用测得的数据绘出图象如图乙所示，则该干电池的电动势E=______V、内阻r=______Ω．（结果均保留三位有效数字）

三、解答题(共36分)

15．如图所示，质量M=2.5kg的足够长的长方体空铁箱放置在水平地面上，箱内右侧有一个m=0.5kg的小物块A。已知小物块与铁箱内壁间的动摩擦因数μ1=0.4铁箱与水平地面间的动摩擦因数μ2=0.1，重力加速度g=10m/s2，现猛烈撞击铁箱左侧使铁箱获得水平向右的初速度v0=3m/s。

（1）求铁箱与物块速度相同之前，物块的加速度a1和铁箱的加速度大小a2；

（2）求物块在运动过程中的最大速度v以及达到最大速度前经历的时间t；

（3）求物块在整个运动过程中的相对地面的位移x。

16．如图，水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直四分之一圆弧轨道相切于B点，右端与一倾角为30°的光滑斜面在C点平滑连接（即物体经过C点时速度大小不变），斜面顶端固定一轻质弹簧。一质量为2kg的滑块（可视为质点）从圆弧轨道的顶端A点由静止释放，经水平轨道BC后滑上斜面并压缩弹簧，第一次可将弹簧压缩至D点。已知光滑圆弧轨道的半径为R = 0.45m，水平轨道BC长为0.4m，与滑块间的动摩擦因数为μ = 0.2，光滑斜面CD部分长为0.6m，不计空气阻力，重力加速度大小为g = 10m/s2。求：

（1）滑块第一次经过圆弧轨道上的B点时，圆弧轨道对滑块的支持力大小；

（2）滑块到达D点时，弹簧具有的弹性势能；

（3）滑块在水平轨道BC上停止的位置距B点的距离及滑块经过C点的次数。

17．如图甲，半径为R的圆形区域内（包括圆边界）有方向垂直纸面的匀强磁场，圆形区域右侧放置两块水平正对的金属板a和b，两金属板的中心线O1O2与圆形区域的圆心O在同一水平线上。在圆上P点有一电子源，P点位于O点正下方，电子源在纸面内向圆形区域各个方向均匀发射速率均为v0的电子；其中沿PO方向射入磁场的电子在t=0时刻沿两板中心线O1O2射入两板间，同时在两板间加上如图乙所示的交变电压，电子最后恰好从a板的右边缘平行极板射出。金属板板长和板间距都等于2R，电子的质量为m、电荷量为e，忽略电子的重力和相互间的作用力。

(1)求匀强磁场的磁感应强度大小；

(2)求交变电压U0大小应满足的关系；

(3)若在两板间改加上的恒定电压，电子源发射一定数量的电子后停止发射，求打在下极板板长中点两侧的电子数之比。

1．C

【详解】A．入射光的频率大于或等于铷的极限频率，才会发生光电效应，与入射光的光强无关，故A错误；

B．光电效应在很短时间就能发生，故B错误；

C．逸出功为

则极限频率为

故C正确；

D．逸出功可以表达为

则极限波长为

波长大于极限波长，则频率小于极限频率，不能发声光电效应，故D错误。

故选C。

2．C

【详解】电动机消耗的功率为IU，发热功率为I2R，输出功率IU-I2R。

故选C。

3．C

【详解】AB．电容器的电容与电势差及电量无关。故AB错误；

CD．故电荷量增大时，电容不变；由Q=CU可知

U′==2U

故C正确，D错误。

故选C。

【名师点睛】本题考查电容器的定义式，要理解和掌握对电容器概念的理解，注意电容与电量及电势差无关。

4．A

【详解】指针指O点时，则

当指针指向C点时

解得

aC=1m/s2

方向向下为负值；当指针指向A点时

解得

aA=1m/s2

方向向上为正值；

故选A。

5．B

【详解】带正电的粒子从O点向A点运动过程中，电场线先变疏再变，电场强度先变小，后变大，故电场力和粒子的加速度也是先变小，后变大，即加速度不可能一直增大或者一直减小，ACD错误，B正确。

故选B。

6．B

【详解】A．物体在斜面下滑过程中，受到重力、支持力和滑动摩擦力3个力的作用，故A错误；

B．冲量的方向和力的方向相同，重力的方向竖直向下，重力冲量的方向竖直向下，故B正确；

C．物体下滑过程中受到的滑动摩擦力大小

在时间t内摩擦力的冲量大小是

故C错误；

D．根据动量定理，物体动量变化量的方向是沿斜面向下，动量变化量的大小是

故D错误。

故选B。

7．C

【详解】A由图象知周期为2×10-2s，A错误

B电压表的读数为有效值，正弦交流电有效值为=220V，B错误

C正弦交流电有效值为=220V，C正确

D 电容器的耐压值应大于或等于电压的最大值，故D错误

8．B

【详解】A．线框进入磁场前，根据重物与线框组成的机械能守恒得

解得线框进入磁场时的速度为

故A错误；

B．线框进入磁场后，若某一时刻的速度为，对整体，根据牛顿第二定律得

解得

故B正确；

C．线框穿出磁场时，根据平衡条件得

安培力为

联立解得线框离开磁场时的速度为

故C错误；

D．设线框通过磁场的过程中产生的热量为，对从静止到刚通过磁场的过程，根据能量守恒得

联立以上解得

故D错误。

故选B。

9．AB

【详解】A．根据万有引力等于重力，有

则

故A正确；

B．地球绕太阳运转，根据万有引力提供向心力有

解得

故B正确；

C．因为月球不是中心天体，根据题中条件无法求出月球的质量，故C错误；

D．太阳的半径未知，则无法求解太阳的密度，故D错误。

故选AB。

10．AB

【分析】位移-时间图象表示物体的位置随时间的变化，图象上的任意一点表示该时刻的位置，图象的斜率表示该时刻的速度，斜率的正负表示速度的方向．

【详解】t=0时，A物体的位置坐标为x1，B的位置坐标为0，所以A物体在B物体的前面，故A正确．B在t2秒末之前任意时刻位置坐标均小于A物体的位置坐标，直到t2秒末与A物体的位置坐标相同，即两物体相遇，在此之后B物体的位置坐标大于A物体的位置坐标，即B物体跑在前面，故B正确．由于位移-时间图的斜率表示该时刻的速度，斜率的正负表示速度的方向，所以在0-t1时间内A物体的斜率大于B物体的斜率即A的速度大于B的速度，故C错误．由于位移-时间图的斜率表示该时刻的速度，由图可以看出t1之前A的斜率大于B的斜率，即A的速度大于B的速度，但是在此之后A的斜率为零，即A物体速度为零，B物体的速度保持不变，所以从t1后B物体的速度大于A物体的速度，故D错误．故选AB．

11．BC

【详解】A．物体与弹簧分离时，弹簧不再受到物体的压缩，故恢复原长，A错误；

BCD．在未施加外力前

刚施加外力时，即F=10N时

从图中可知当F=30N时，拉力不再变化，即此时物体只受拉力和重力作用，故

联立解得

，，

故BC正确D错误。

故选BC。

12．AD

【详解】AB．m所受M的滑动摩擦力大小

Ff1＝μ1mg

方向水平向左，故A正确，B错误；

CD．M处于静止状态，水平方向受到m的滑动摩擦力和地面的静摩擦力，根据平衡条件，木板受到地面的摩擦力的大小是μ1mg，方向向左，故D正确，C错误。

故选AD。

13．     AD##DA     ABC     大于    

【详解】（1）[1]该实验验证是否成立。测量高度时需要刻度尺测量纸带的长度；两边都有质量约去了，所以不用测量质量；测速度时需要用到打点计时器，打点计时器用的是交流电源。所以必须的器材是AD。

（2）[2]

A．纸带做匀变速直线运动，中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的瞬时速度

则此时的动能为

故A正确；

B．根据，代入得

解得

故B正确；

C．打点计时器在打O点和C点的这段时间内重锤的重力势能的减少量为mg（s0+s1），故C正确。

故选ABC。

（3）[3] 重锤下落过程中存在着阻力的作用，所以重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能。

[4]根据牛顿第二定律得

mg-F=ma

重锤在下落过程中受到的平均阻力的大小

14．     0.7     将S切换到b          1.43     2.82

【详解】(1)[1][2][3]因量程为2V，则示数在中间刻度左右时较准确，则使电压表的示数为0.7V左右时，读出电压表的示数U1和电阻箱的示数R1，保持电阻箱阻值不变；将S切换到b，读出电压表的示数U2，据欧姆定律：

则待测电阻的阻值

R0=

(2)[4][5]由闭合电路欧姆定律得：

E=U+（R0+r）

得：

由图象得：

得

E=V=1.43V

=K=

解得

r=2.82Ω

15．（1）a1=4m/s2，a2=2m/s2；（2）v=2m/s，t=0.5s；（3）x=2.5m

【详解】（1）对小物块A，由牛顿第二定律有

μ1mg=ma1

对铁箱，由牛顿第二定律有

μ1mg+μ2（M+m）g=Ma2

解得

a1=4m/s2

a2=2m/s2

（2）铁箱减速物块加速，二者速度相同时物块的速度最大，设最大速度v，此后二者一起做匀减速运动，铁箱减速时满足

v=v0-a2t

物块加速时满足

v=a1t

解得

t=0.5s

v=2m/s

（3）物块加速阶段的位移为

x1=a1t2=0.5m

铁箱物块共速后一起做匀减速直线运动，直到静止，设加速度为a3，由牛顿第二定律可得

μ2（M+m）g=(M+m）a3

解得

a3=1m/s2

减速阶段物块的位移为

x3==2m

物块在整个运动过程中的相对地面的位移为

x=x1+x3=2.5m

16．（1）FN = 60N；（2）Ep = 1.4J；（3）0.15m，6次

【详解】（1）滑块从A点到B点，由动能定理可得

解得

vB = 3m/s

滑块在B点，由牛顿第二定律得

解得

FN = 60N

（2）滑块第一次到达D点时，弹簧具有最大的弹性势能Ep，滑块从A点到D点，由动能定理可得

mgR - μmgLBC - mgLCDsin30° + W = 0

根据功能关系可得

Ep = - W

解得

Ep = 1.4J

（3）滑块只有在水平轨道BC上消耗能量，滑块最终停止在水平轨道BC间，设滑块在BC段运动的总路程为s，从滑块第一次经过B点到最终停下来的全过程，由动能定理可得

解得

s = 2.25m

且

s = 5LBC + 0.25

故滑块经过C点6次，最后距离B点的距离

L = 0.4m - 0.25m = 0.15m

17．(1)；(2)（n=1、2、3……）；(3)

【详解】(1)设匀强磁场的磁感应强度为B，电子在磁场中做圆周运动的半径为r，则有

解得

(2)设电子在板间运动时间为，则有

，（n=1、2、3……）

，（n=1、2、3……）

解得

，（n=1、2、3……）

(3)水平向左射出的电子沿圆边界从上极板a的左边缘平行板射入板间，设电子在板间运动时间为，偏转距离为，有

解得

所以从电子源P射出的电子全部都能达到下极板b上；设从电子源P射出的速度方向与水平方向夹角为θ的电子刚好打到下极板正中央，电子在电场中偏转距离为，运动时间为，电子运动轨迹如图，由几何关系得

所以打在下极板b左、右板长上的电子数之比为

解得