2023届辽宁省葫芦岛市普通高中高三下学期第二次模拟考试物理试题（含解析）

2023届辽宁省葫芦岛市普通高中高三下学期第二次模拟考试物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．一无人机在同一水平面内运动，初始时悬停于空中，开始运动后在5s内向东沿直线飞行了40m，接着又经过5s向北沿直线飞行了30m，再次悬停。无人机的运动轨迹俯视图如图所示，则无人机在整个飞行过程中（　　）

A．平均速率为5m/s

B．平均速率为6m/s

C．平均速度大小为5m/s

D．平均速度大小为7m/s

2．氢原子能级图如图，，，假设氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级和n=2能级发出的光的波长和频率分别为λ1、λ2和ν1、ν2，氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级发出的光的波长和频率分别为λ3和ν3，下列关系正确的是（　　）

A．  B．

C．  D．

3．如图甲所示，固定的长直导线与固定的圆形闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流随时间的变化关系如图乙所示，直导线中电流向下，下列说法正确的是（　　）

A．线框中会产生逆时针方向的电流

B．线框中会产生顺时针方向的电流

C．线框受到的安培力平行于直导线向上

D．线框受到的安培力平行于直导线向下

4．两列简谐横波在同一介质中沿相反方向传播，某时刻两列波相遇，如图所示。图示时刻处的质点正在向下振动。若两列波的波速均为，则下列说法正确的是（　　）

A．处一定是波源

B．实线波沿轴正方向传播

C．实线波与虚线波的频率之比为3 : 2

D．实线波与虚线波的频率之比为2 : 3

5．某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹，若想减少从目镜中观察到的条纹个数，该同学可（　　）

A．将单缝靠近双缝 B．将单缝远离双缝

C．将屏向远离双缝的方向移动 D．将屏向靠近双缝的方向移动

6．有一种瓜子破壳器其简化截面如图所示，将瓜子放入两圆柱体所夹的凹槽之间，按压瓜子即可破开瓜子壳。瓜子的剖面可视作顶角为θ的扇形，将其竖直放入两完全相同的水平等高圆柱体A、B之间，并用竖直向下的恒力F按压瓜子且保持静止，若此时瓜子壳未破开，忽略瓜子重力，不考虑瓜子的形状改变，不计摩擦，若保持A、B距离不变，则（　　）

A．圆柱体A、B对瓜子压力的合力为零

B．顶角θ越大，圆柱体A对瓜子的压力越小

C．顶角θ越大，圆柱体A对瓜子的压力越大

D．圆柱体A对瓜子的压力大小与顶角θ无关

7．神舟十五号飞船停靠天和核心舱后，中国空间站基本建成。空间站绕地球可看作做匀速圆周运动，由于地球的自转，空间站的飞行轨道在地球表面的投影如图所示，图中标明了空间站相继飞临赤道上空所对应的地面的经度。设空间站绕地球飞行的轨道半径为，地球同步卫星飞行轨道半径为，则与的比值最接近的值为（　　）

A．10 B．8 C．6 D．4

二、多选题

8．如图所示为正弦交流电通过理想变压器对某家庭供电的电路图，线路电阻为。开关、均闭合时各用电器均正常工作。某时突然发现指示灯亮度增加，可能的原因是（　　）

A．输入电压变大 B．输入电压变小

C．开关断开 D．电阻变大

9．为了测定某平行于纸面的匀强电场的场强，某同学进行了如下操作：取电场内某一位置O点为坐标原点建立x轴，选取x轴上到O点距离为r的P点（图中未标出），以O为圆心、r为半径作圆，如图甲所示：从P点起逆时针沿圆周测量圆上各点的电势和转过的角度,当半径r分别取、、时，绘制的图像对应乙图中③、②、①，它们的电势均在时达到最大值，最大值分别为、、下列说法正确的是（　　）

A．O点为电势零点 B．场强的大小为

C．场强方向与x轴正方向的夹角为 D．曲线①、②、③的交点M和N在同一等势线上

10．如图所示，倾角为、足够长的光滑斜面固定在水平地面上，下端有一垂直斜面的固定挡板。质量均为的小球a、b用劲度系数为k的轻质弹簧连接并放置在斜面上，小球b靠在挡板上，两小球均保持静止。现对小球a施加一平行斜面向上、大小为的恒力。已知弹簧的弹性势能与其形变量满足，弹簧与斜面平行且形变始终处于弹性限度内，重力加速度大小为g。在以后的运动中，下列分析正确的是（　　）

A．小球a、b和弹簧组成的系统机械能守恒

B．小球b脱离挡板后，系统的总动量保持不变

C．小球b刚要运动时，小球a的动能为

D．小球b脱离挡板以后的运动过程中，系统动能可能为

三、实验题

11．某同学利用如图装置验证碰撞中的动量守恒定律，装置中桌面水平，一端固定了一弹簧枪，斜面紧贴桌面，且斜面的最高点恰好与桌面相平，该同学选了两个体积相同的钢质小球，实验步骤如下：

①用天平测出两小球的质量分别为m1和m2；

②先不放小球m2，把小球m1装入固定好的弹簧枪后释放，记下小球在斜面上的落点位置，小球每次放入弹簧枪中弹簧的压缩量均相同；

③将小球m2放在斜面最高点处，把小球m1装入固定好的弹簧枪后释放，使它们发生碰撞，分别记下小球m1和m2在斜面上的落点位置，小球碰撞视为弹性碰撞；

④用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜面最高点的距离，图中A、B、C点是该同学记下小球在斜面的落点位置，到斜面最高点的距离分别为x1、x2、x3。

（1）选择的水平桌面是否需要一定光滑，________（选填“是”或“否”），所选小球的质量关系是：m1要_____（选填“大于”“小于”或“等于”）m2；

（2）实验中若满足关系式________（用实验中已经测得的量表示），说明该碰撞过程满足动量守恒定律。

（3）从实验结果看动量守恒的等式可能是近似等于，请你指出一条近似等于的理由_______。

12．某学习小组利用电压表V（量程为15 V）、电源E和电位器R（相当于阻值较大的滑动变阻器），改装成一个能够测量电阻的欧姆表。实验原理图如图甲所示，主要实验步骤如下，请完成有关内容。

（1）按照实验原理图连接电路，先把电位器R的滑片P调到____（填“a”或"b”）端，将红、黑表笔短接，调节滑片P使电压表满偏；

（2）保持电位器R的滑片P不动，在红、黑表笔间接入电阻箱，调节电阻箱的阻值，当电压表半偏时，电阻箱的示数如图乙所示，读出电阻箱的阻值=_____Ω；

（3）在红、黑表笔间接入待测电阻，若电压表的示数为，已知电压表的满偏电压为，把电压表的示数标为待测电阻的阻值，换算公式是=_____（用、和表示）。

四、解答题

13．如图甲所示，一水平固定放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞I与活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用长度为2L、不可伸长的轻质细线连接，活塞Ⅱ恰好位于汽缸的粗细缸连接处，此时细线拉直且无张力。现把汽缸竖立放置，如图乙所示，活塞I在上方，稳定后活塞I、Ⅱ到汽缸的粗细缸连接处的距离均为L。已知活塞I与活塞Ⅱ的质量分别为2m、m，面积分别为2S、S，重力加速度大小为g，大气压强和环境温度保持不变，忽略活塞与汽缸壁的摩擦，汽缸不漏气，汽缸与活塞导热性良好，不计细线的体积。求：大气压强和图乙状态时细线上的张力。

14．“打水漂”是很多同学体验过的游戏。小石片被水平抛出，碰到水面时并不会直接落入水中，而是擦着水面滑行一小段距离，再次弹起，飞行跳跃数次后沉入水中，俗称“打水漂”。如图所示，某同学在岸边离水面高度0.8m处，将质量为20g的小石片以初速度16m/s水平抛出，若小石片第一次在水面上滑行时，受到水平阻力的大小恒为0.8N，接触水面0.1s后弹起，弹起时竖直方向的速度是刚接触水面时竖直速度的。取重力加速度，不计空气阻力。

（1）求小石片第一次落至水面时的速度大小（结果可用根号表示）；

（2）求小石片第一次离开水面时的水平速度大小；

（3）求小石片第一次离开水面到再次碰到水面过程中在空中运动的水平距离。

15．我国自行设计研制的热核聚变全超导托卡马克实验装置再次创造了该类实验装置运行的世界新纪录。此装置在运行过程中，需要将加速到较高速度的离子束转变成中性粒子束，而其中还未被中性化的高速带电离子则需通过过滤装置过滤出来并剥离。所用到的过滤装置工作原理简图如图所示，混合粒子束先通过加有一定电压的两极板之间区域后，再进入极板下方的偏转磁场中，此过程中中性粒子仍会沿原方向运动并被接收器接收；而带电离子中的一部分则会先在两极板间的电场作用下发生偏转，一部分直接打在下极板，另一部分则会在穿过板间电场后进入其下方的匀强磁场区域，进一步发生磁偏转并打在吞噬板上，从而剥离吸收。已知这些带电离子电荷量为（），质量为m，两极板间距为d，所加电压为U，极板长度为2d，粒子束中所有粒子所受重力均可忽略不计，不考虑粒子间的相互作用。

（1）要使初速度为的离子能沿平行于极板的直线经过电场区域，需在极板间再施加一垂直于纸面的匀强磁场，求其磁感应强度的大小和方向；

（2）若带电离子以初速度沿直线通过极板区域后，进入下方垂直纸面向外的匀强偏转磁场区域。当磁感应强度时，要使离子能全部被吞噬板吞噬，求吞噬板所需的最小长度；

（3）若粒子束中带电粒子为初速度，且撤去了两极板间的磁场，则有部分带电离子会通过两极板间的偏转电场进入偏转磁场，已知磁场的磁感应强度大小可调，且分布范围足够宽广，吞噬板并紧靠左极板水平放置。若要保证进入偏转磁场的带电粒子最终都能被吞噬板吞噬，求磁感应强度大小的取值范围。

参考答案：

1．C

【详解】AB．无人机在10s内的路程为

则有10s内的平均速率为

AB错误；    

CD．由位移定义可知，无人机在10s内的位移为

则有10s内的平均速度大小为

C正确，D错误。

故选C。

2．A

【详解】AB．根据题意，有

所以

即

故A正确，B错误；

CD．根据可得

，

所以

故CD错误。

故选A。

3．B

【详解】长直导线中的电流均匀增大，则圆形闭合金属线框中的磁通量均匀增大，根据楞次定律和安培定则，线框中会产生顺时针方向的感应电流，结合左手定则可知，线框会受到向右的安培力。

故选B。

4．C

【详解】A．由图无法判断波源的位置，故A错误；

B．如果实线波向右传播则虚线波向左传播，两列波引起的的质点振动都是向上振动，而图示时刻处的质点正在向下振动，根据同侧法可判定实线波沿x轴负方向传播，故B错误；

CD．由图知实线波的波长为

虚线波的波长为

根据公式

可得

故C正确，D错误。

故选C。

5．C

【详解】AB．若想减少从目镜中观察到的条纹个数，则需要使条纹的宽度增大，根据相邻亮条纹间的距离公式

可知改变单缝与双缝间的距离不能改变条纹的宽度。故AB错误；

CD．同理，将屏向远离双缝的方向移动，可使L变大，达到增大条纹宽度的目的。故C正确；D错误。

故选C。

6．B

【详解】A．圆柱体A、B对瓜子压力的合力不为零，合力的方向竖直向上，A错误；

BCD．根据平行四边形定则和三角函数得

解得

合力F恒定，顶角θ越大，圆柱体A对瓜子的压力FA越小，B正确，CD错误；

故选B。

7．C

【详解】由图可知，空间站每绕地球运动一圈，地球自转的角度为，设空间站绕地球做匀速圆周运动的周期为，地球自转周期为，则有

卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得

可得

则有

故选C。

8．AC

【详解】A．输入电压变大，则有副线圈输出电压U2变大，副线圈的总电流变大，指示灯的电流变大，亮度增加，A正确；

B．输入电压变小，则有副线圈输出电压U2变小，副线圈的总电流变小，指示灯的电流变小，亮度减小，B错误；

C．开关断开，副线圈的输出功率减小，副线圈的总电流减小，线路电阻两端电压减小，副线圈输出电压不变，则有指示灯两端电压增大，电流增大，亮度增加，C正确；

D．电阻变大，副线圈的总电流减小，指示灯的电流减小，亮度减小，D错误。

故选AC。

9．BD

【详解】A．根据曲线③的峰值为，最小值为0，因为是匀强电场，坐标原点O的电势为

故A项错误；

B．根据图像，曲线①的峰值最大，曲线①对应的r最大，取值为，曲线③对应的半径为，电场强度的大小为

故B项正确；

C．电场强度方向从电势最高点指向电势最低点，根据图像，电场方向与x轴负方向夹角为角，故C项错误；

D．匀强电场中由图像知，角度相同，而半径分别为、、处的电势相等，说明O点与其处在同一个等势面上，即M、N处在同一个等势面上，M、N相差，如图所示，故D项正确。

故选BD。

10．BCD

【详解】A．小球a、b和弹簧组成的系统受外力F做正功，机械能增大，故A错误；

B．根据分析，小球b脱离挡板后，将小球a,小球b以及弹簧看作一个整体，则整体受到的合外力为0，根据所学的知识可知符合动量守恒的条件，因此系统总的动量保持不变。故B正确；

C．初始状态时，弹簧处于压缩状态，根据受力分析可得

小球b刚要运动时

解得

初末状态中弹簧形变量相同，弹性势能相同。则弹力做的总功为0。根据动能定理可得

解得

故C正确；

D．小球b刚要运动时，根据上述分析可知小球a的速度为：

弹簧弹性势能最大时两小球的速度相等此时系统动能最小，系统总动量守恒，选择初速度的方向为正方向，根据动量守恒和能量守恒定律可得：

系统动能为

故D正确；

故选BCD。

11．     否     大于          小球落点的点迹大，导致测量x时出现误差；读数误差；空气阻力造成的误差

【详解】（1）[1]本实验要求小球m1每次到水平桌面末端的速度大小相同即可，水平桌面粗糙对此不影响，所以不一定需要光滑。

[2]本实验要求小球m1碰后也要做平抛运动落在斜面上，不能反弹，所以

（2）[3]由平抛运动规律

联立可得

m1碰前落在B点，m1碰后落在A点，m2碰后落在C点，故由动量守恒定律

代入可得

（3）[4]由于实验中存在误差，所以动量守恒的表达式近似相等，其误差可能是小球落点的点迹大，导致测量x时出现误差；也可能是读数误差；也可能是由于存在空气阻力造成的误差。

12．     a     7968    

【详解】（1）[1]先把电位器R的滑片P调到接入电路电阻的最大值，即a端。

（2）[2]电阻箱的示数如图乙，可知电阻箱的阻值为=7968Ω。

（3）[3]由题意可知，电压表的电阻值与电位器接入电路的电阻值之和等于，则有

解得换算公式是

13．，

【详解】设大气压强为，图乙时细线张力F，气体做等温变化，由玻意耳定律可得

在图乙时活塞受力平衡，对活塞Ⅰ    

对活塞Ⅱ    

联立解得大气压强

线上张力

14．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）小石片第一次落至水面过程，由动能定理

解得落至水面时的速度大小

（2）小石片在水面上水平方向受恒力作用，由牛顿第二定律

水平方向做匀减速直线运动

联立解得第一次离开水面时的水平速度大小

（3）设第一次落至水面时竖直速度为，第一次离开水面时竖直速度为，由速度关系

由题意可得

第一次离开水面时竖直方向

解得

第一次离开水面上升到最高点的时间

小石片飞行水平距离

联立解得

15．（1），方向垂直纸面向里；（2）；（3）

【详解】（1）离子能直线通过两极板，则洛伦兹力与电场力平衡，则有

将代入上式解得

由左手定则判断可知：磁场方向垂直纸面向里。

（2）当离子在偏转磁场中做匀速圆周运动时有

解得

又由图可知：离子在吞噬板上最靠右的落点到左极板距离

离子在吞噬板上最靠左的落点到左极板距离

则此吞噬板的长度最短，联立解得

（3）当初速度为时，对于沿右极板运动的离子，在两极板间做类平抛运动。

则

联立解得

离子做类平抛运动的过程中，根据动能定理

得

离子进入偏转电场时的速度偏向角的余弦值为

此时沿上极板进入电场的带电离子射出偏转电场时，与吞噬板右端相距为，当磁场满足此离子打到吞噬板，则由几何关系分析可得

又当入射点下移至带电粒子刚好擦着下极板右边缘射出电场进入偏转磁场，则磁场满足该离子刚好能打在吞噬板的下端点为最大值，有

综合分析结果有

根据

则所需磁场的取值范围