2023届福建省泉州第五中学高三下学期一模物理试题（含解析）

2023届福建省泉州第五中学高三下学期一模物理试题

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

一、单选题

1．2022年卡塔尔世界杯足球比赛万众瞩目，假定在某次比赛中，足球从地面被踢出腾空先上升后下落，足球在空中划出了一道弧线。如果不计空气的作用力，从足球被踢出到落地瞬间，关于这个运动过程，下列说法中正确的是 （   ）

A．足球运动时一定能看作质点

B．足球的速度变化得越来越快

C．足球前进的水平位移与被踢出时的速度大小和方向有关

D．足球在空中运动的路程越大，则其位移一定越大

2．1957年，吴健雄领导的小组在钴60的衰变中证实了宇称不守恒的论断。关于钴60，它能自发地进行β衰变，半衰期为5.27年，衰变方程为。下列关于钴60的说法中正确的是（  ）

A．钴60的中子数比的中子数少一个

B．通过化学作用能够改变钴60衰变的半衰期

C．2g钴60经过两个半衰期就会全部发生衰变

D．钴60衰变放出的射线能用于肿瘤的放射治疗

3．水刀（如图所示），即以水为刀，本名高压水射流切割技术，以其冷切割不会改变材料的物理化学性质而备受青睐。目前在中国，“水刀”的最大压强已经做到了420MPa。“水刀”在工作过程中，将水从细喷嘴高速喷出，直接打在被切割材料的表面上，假设高速水流垂直打在材料表面上后，立刻沿材料表面散开没有反弹，已知水的密度为，试估算要达到我国目前的“水刀”压强，则该“水刀”喷出的水流速度约为 （   ）

A．600m/s B．650m/s C．700m/s D．750m/s

4．2022年11月30日，搭载中国航天员费俊龙、邓清明和张陆的神舟十五号，在距离地球表面约400km的轨道上与空间站进行对接。而目前还处在工作状态的国际空间站也大约在距离地球表面400km的轨道上运行。为什么都大约在400km的轨道上呢？一种观点认为低于100km（卡门线）不能满足微重力的实验条件，高于1000km受到来自太阳辐射的粒子伤害比较大，再加上安全和发射成本以及技术等因素，科学界普遍认为飞行高度设置在400km附近是最为稳妥的。已知地球半径为6400km。下列相关说法中正确的是（　　）

A．宇宙飞船处在卡门线轨道和空间站轨道做匀速圆周运动的加速度大小之比约为

B．航天员所受空间站的作用力大小等于地球的吸引力大小

C．若两个空间站在同一轨道上，则经过足够长的时间两个空间站会撞上

D．宇宙飞船在卡门线轨道上运行的动能小于在离地1000km的轨道上运行的动能

二、多选题

5．实验室里有三根等长细直通电导体棒a、b、c水平放置，如图所示，P、M、N分别是三根导体棒上的点且在同一竖直面内，导体棒b、c中的电流方向垂直纸面向里，导体棒之间的距离，PM与PN之间的夹角为，导体棒b、c固定，导体棒a所受的重力G刚好与它所受的安培力的合力平衡，则下列说法中正确的是 （   ）

A．导体棒a中的电流方向垂直纸面向里

B．导体棒b对c的安培力方向水平向左

C．导体棒b、c对导体棒a的安培力大小均为

D．导体棒b、c在P点产生的合磁场方向水平向右

6．匀强电场中有一个立方体空间，立方体上表面为ABCD，下表面为PMRS，立方体的边长为1cm，以P为坐标原点建立三维直角坐标系，如图所示，已知B、D、R三点的电势均为2V，C点的电势为4V，则下列判断中正确的是 （   ）

A．匀强电场方向沿z轴负方向

B．P点的电势为0

C．C、P两点间的电势差为6V

D．电场强度大小为V/m

7．如图所示，有一半径为R的半圆形光滑绝缘轨道PDQ（PQ为直径）固定在竖直平面内，空间分布着水平方向、垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，轨道的最低点D处放一质量为m、带电荷量为q（）的小球（图中未画出），现给小球一水平向左的初速度，小球恰好能运动到与圆心O等高处，在此过程中小球始终与轨道接触，已知重力加速度为g。关于此过程，下列说法正确的是（　　）

A．小球在D处的速度大小为

B．小球在D处对轨道的压力大小为

C．小球由D处到P处对轨道的压力先增大后减小

D．小球由D处到P处对轨道的压力一直减小

8．如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为2：1，原线圈接定值电阻、理想电流表A和理想电压表，输入电压；副线圈接定值电阻，最大电阻为10Ω的滑动变阻器和理想电压表。则下列说法正确的是（　　）

A．当滑动变阻器的滑片从下向上滑动时，通过的电流的频率变大

B．当滑动变阻器的滑片从下向上滑动时，电流表的读数变化范围为A

C．当滑动变阻器的滑片从下向上滑动时，电压表的读数变化范围为52~60V

D．当滑动变阻器的滑片从下向上滑动时，电压表的读数变化范围为0~20V

三、填空题

9．如图所示，一列简谐横波沿轴正方向传播，实线为时的波形图，虚线为时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5s。关于该简谐波，则该波的波长为___________m，该波的波速为___________m/s；横坐处的质点P（图中未画出）在时的振动方向沿y轴___________（选填“向上”或“向下”）。

10．一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再从状态B变化到状态C，其压强随温度的变化关系如图所示，图线的横轴是摄氏温度t，已知热力学温度，则

（1）气体在状态A时的分子数密度_________（选填“大于”“小于”或“等于”）气体在状态C时的分子数密度。

（2）气体从状态A经过状态B到状态C的全过程_________（选填“吸收”或“放出”）热量。

四、实验题

11．为了测定斜面上小车下滑的加速度，某实验小组利用DIS（数字化信息系统）技术进行实验，如图所示。当装有宽度为d=2cm的遮光条的小车经过光电门时，系统就会自动记录挡光时间，并由相应软件计算遮光条经过光电门的平均速度来表示瞬时速度。某次实验中，小车从距离光电门中心为L处由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间为T=0.04s。

（1）计算经过光电门时小车的速度为___________m/s。

（2）试写出计算小车下滑的加速度a的表达式：___________（用d、T和L表示）。

（3）若L=0.5m，则小车下滑的加速度为___________m/s2.

（4）测量计算出来的加速度比真实的加速度___________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）

12．在实验室里，某实验小组设计了如图甲所示的电路图来测量未知电源的电动势和内阻，已知该未知电源的电动势约为9V，内阻较大，该实验小组找来一个定值电阻kΩ、一个滑动变阻器（最大值为9999Ω）、两个量程为3V（内阻均已知，kΩ）的电压表、一个开关、导线若干。

（1）该实验小组想要一个量程为9V的电压表，但是实验室没有9V量程的电压表，于是利用量程为3V的电压表改装成9V的电压表，则需要将一个___________Ω的电阻与量程为3V的电压表串联，完成改装。

（2）图甲中，是改装后的电压表，实验小组按照图甲的电路图进行实验，测得多组实验数据记录在下表中，并在图乙中已经描出了前6个点，请完成第7个描点，并作出的关系图线___________。

（3）实验小组完成连线后，如果图线与纵轴的交点坐标为（0，8.1V），图线的斜率的绝对值为0.6，则通过计算可得电源的电动势为E=___________V，电源内阻r=___________Ω。（结果均保留一位小数）

五、解答题

13．很多商场的门前都放置一台儿童游乐玩具——弹珠枪。如图所示，ABCD是一个正方形光滑平台，边长为l，与水平面的倾角为，弹珠由弹珠枪击打，弹珠沿着AB边经过平台拐角边半径为R的四分之一的圆弧轨道，最后离开圆弧轨道在斜面内运动。重力加速度为g。

（1）若弹珠经过Q点后恰好经过D点，则弹珠经过D点时的速度大小是多少？

（2）若要求弹珠能从圆弧轨道的顶点Q滑出到达D点，则圆弧轨道半径的取值范围是多少？

14．如图所示，小周设计的玩具滑动的固定轨道分成三部分，倾斜粗糙的AB轨道，水平光滑的BC轨道，还有一段光滑的圆弧轨道与斜面AB相切于A点，圆弧轨道的圆心为O，半径为，N为圆弧上的一点，且半径ON竖直，水平轨道上有一个轻弹簧，轻弹簧的左端与墙壁相连，右端与质量为的小物块Q相连接，均处于静止状态。现在A处由静止释放一个质量为的小滑块P，小滑块P与小物块Q发生弹性碰撞，已知AB轨道长为，AB段与水平面的夹角为，小滑块P与AB轨道间的动摩擦因数为0.5，且通过B点时无能量损失。（空气阻力不计，取重力加速度，，）

（1）求小滑块P第一次运动到B点时的速度的大小。

（2）求轻弹簧的最大弹性势能。

（3）若取走小滑块P和小物块Q，在第（2）问中弹簧压缩到最短的地方放置一个与小滑块P材料相同、质量为的小滑块，该小滑块恰能到最高点N，求小滑块的质量。（结果保留三位有效数字）

15．如图所示，倾斜双导轨间距为L=1m，顶端接有阻值为R=3Ω的定值电阻，导轨与水平面的夹角为，并与水平双导轨平滑连接，倾斜导轨的动摩擦因数为0.5，水平双导轨是光滑的，且都处于竖直向下、磁感应强度B=1T的匀强磁场中。现在倾斜轨道上由静止释放质量为m=0.1kg、有效电阻为r=1Ω的金属棒，金属棒始终与导轨接触良好。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s²。

（1）求金属棒刚放在倾斜轨道上的加速度大小。

（2）求棒沿轨道下滑的速度为0.5m/s时金属棒的加速度大小。

（3）若金属棒到达水平双轨道之前就已经达到最大速度，则金属棒在水平面内运动时，有多少电荷流过电阻R？电阻R产生的热量是多少？

参考答案：

1．C

【详解】A．如果足球的大小、形状在研究的问题中不能忽略，足球不能被看做质点，例如研究足球的转动，足球不能看做质点，故A错误；

B．由于不计空气的作用力，足球只受到重力的作用，足球的加速度不变，足球的速度变化快慢不变，故B错误；

C．足球被踢出后做斜抛运动，足球前进的水平位移

可知足球前进的水平位移与被踢出时的速度大小和方向有关，故C正确；

D．若足球的水平速度很小，足球在空中运动的路程越大，足球的水平位移很小，则其位移不一定越大，故D错误。

故选C。

2．D

【详解】A．钴60的中子数为

的中子数为

钴60的中子数比的中子数多一个，故A错误；

B．半衰期跟外界因素无关，与温度、压强、化学反应等无关，由元素本身决定，故B错误；

C．2g钴60经过两个半衰期，剩下的钴60是原来的，故C错误；

D．钴60对人体肿瘤进行放射治疗是利用其衰变放出的射线，因为射线能量高、穿透能力强，能杀死癌细胞，故D错误。

故选D。

3．B

【详解】设水流速度为v，横截面积为s，在极短时间内的质量

由动量定理得

得

故选B。

4．A

【详解】A．由万有引力表达式可以得到，加速度满足

可以求出

A正确；

B．航天员处于失重状态，受到空间站的作用力为0，B错误；

C．在同一轨道上，两个空间站的速度大小始终是相等的，故不会相撞，C错误；

D．由万有引力提供向心力，得

可以知道

则宇宙飞船的轨道半径越大，动能越小，D错误。

故选A。

5．BD

【详解】AD．导体棒a所受的重力G刚好与它所受的安培力的合力平衡，则b、c对导体棒a的安培力向上，根据右手安培定则及磁场的叠加可知导体棒b、c在P点产生的合磁场方向水平向右，结合左手定则可知导体棒a中的电流方向垂直纸面向外，故A错误，D正确；

B．b、c的电流方向相同，则有相互作用的吸引力，导体棒b对c的安培力方向水平向左，故B正确；

C．PM与PN之间的夹角为，根据力的分解可知导体棒b、c对导体棒a的安培力大小均为G，故C错误；

故选BD。

6．CD

【详解】A．已知B、D、R三点的电势均为2V，C点的电势为4V，可知BDR所在的平面为等势面，电场线与等势面垂直，且由高电势点指向低电势点，可知场强方向由C点垂直平面BDR指向P点，故A错误；

BC．因

可得

φM=0

由

可得

φS=0

而

可得

φP=-2V

则

UCP=6V

故B错误，C正确；

D．电场强度

故D正确。

故选CD。

7．ABD

【详解】A．小球从D点运动至最高点P的过程，只有重力做负功，所受的洛伦兹力和轨道的支持力均不做功，由动能定理有

解得

故A正确；

B．小球在D处受力分析，由牛顿第二定律有

由牛顿第三定律可知

解得小球在D处对轨道的压力大小为

故B正确；

CD．小球由D处到P处，设小球的位置和圆心的连线与竖直方向的夹角为，由牛顿第二定律有

因逐渐增大，即减小，速度逐渐减小，则轨道的支持力逐渐减小，故小球对轨道的压力逐渐减小，故C错误，D正确。

故选ABD。

8．CD

【详解】A．理想变压器不改变交变电流的频率，即通过的电流的频率不变，故A错误；

BC．输入电压的有效值

由变压器原、副线圈的电压关系，得

由电流关系，得

联立可得

其变化范围为，则电压表的示数为

其变化范围为52~60V，故B错误，C正确；

D．电压表的示数为

其变化范围为0~20V，故D正确。

故选CD。

9．     6     2     向下

【详解】[1]由波长的定义可知波长为。

[2]该波的周期满足

，

解得

，

由题意可知，则，，由

解得

[3]经过

波传播到P点，则在时P点的振动时间

此时P点的振动方向沿y轴向下。

10．     大于     吸收

【详解】（1）[1]由理想气体状态方程可得

A到B的图线为过绝对零度的倾斜直线，即气体发生等容变化，B到C的温度不变，随着压强减小，体积增大，分子数密度减小，故气体在状态A时的分子数密度大于气体在状态C时的分子数密度。

（2）[2]A到B温度升高，吸收热量，B到C温度不变内能不变，但由于体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，故气体从状态A经过状态B到状态C的全过程吸收热量。

11．     0.5/0.50          0.25     偏小

【详解】（1）[1]遮光条经过光电门时的平均速度

得到

（2）[2]依据匀变速直线运动的速度与位移的关系，有

又

解得

（3）[3]由（2）中的表达式，代入数据可以得到

（4）[4]由于光电门测速度只是测量平均速度，在匀变速直线运动中，平均速度与中间时刻的瞬时速度相等，却又小于中间位置的瞬时速度，而在测量位移L时，测的是光电门中间位置到遮光条之间的距离，大于中间时刻所在位置到遮光条之间的距离，所以测量计算出来的加速度比真实的加速度偏小。

【点睛】本题考查利用光电门测算加速度的基本原理和误差分析。

12．     6000          9.0     1000.0

【详解】（1）[1]根据串联分压原理可知，量程为3V的电压表需要串联的电阻分压6V，则其电阻是3kΩ的两倍，即6kΩ。

（2）[2]描点、作图如下

（3）[3][4]改装后的电压表内阻为，又电压表的内阻与的电阻相等，

由闭合电路的欧姆定律，得

整理得

结合图像可看出，纵轴截距为

图线的斜率的绝对值为

联立以上两式并代入数据，解得

，

【点睛】本题考查电源电动势和内阻的测量、电表的改装。

13．（1）；（2）

【详解】（1）由题意可知，弹珠在斜面上自由运动时所受的合力为

所以弹珠从Q点到D点做类平抛运动的加速度为

由平抛运动规律可以得到

联立解得

由动能定理，得

整理得到

（2）弹珠沿圆弧轨道做圆周运动，由题意，弹珠能从圆弧轨道的顶点Q滑出到达D点。则在Q点，对其受力分析，可得

整理得

解得

（舍去），

所以弹珠能从圆弧轨道的顶点Q滑出到达D点，圆弧轨道半径的取值范围为

【点睛】本题考查抛体运动、圆周运动、牛顿运动定律、能量变化问题的分析，考查综合分析能力。

14．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）对小滑块P，从A到B，由动能定理得

解得

（2）设小滑块P与小物块Q碰撞后速度分别为、，以水平向左为正方向，弹性碰撞过程满足系统动量守恒和机械能守恒，则有

联立解得

，

当小物块Q的速度减为0时，弹簧被压缩到最短，弹簧的弹性势能最大，则有

（3）设N点到水平轨道的高度为，小滑块恰能到最高点N，由重力提供向心力得

解得

由能量守恒定律得

其中

联立解得

15．（1）；（2）；（3），

【详解】（1）金属棒刚放在倾斜轨道上时，有下滑趋势，受到重力和摩擦力，由牛顿第二定律，

得

代入数据，解得其加速度大小

（2）由法拉第电磁感应定律，可得金属棒在倾斜轨道上运动时产生的动生电动势为

所以金属棒在运动中受到的安培力为

代入数据，解得

方向水平向左，如图所示，

对金属棒受力分析，得

代入数据，解得

（3）当金属棒匀速运动时，其加速度为0，则此时有

解得

由动量定理，可得

代入数据，解得金属棒在水平面内运动时，流过的电荷量为

由动能定理，可得

由功能关系可得电阻R产生的热量

代入数据，解得

【点睛】本题考查电磁感应中的感应电动势、感应电流、电功与电热、电荷量的计算、安培力的力分析以及相关计算能力。