2023届陕西省商洛市镇安中学高三下学期模拟考试理综物理试题（含解析）

2023届陕西省商洛市镇安中学高三下学期模拟考试理综物理试题

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

一、单选题

1．一个物体静止在水平桌面上，关于物体与水平桌面间的弹力，下列说法正确的是（　　）

A．物体对水平桌面的弹力是由物体的形变产生的

B．水平桌面对物体的弹力是由物体的形变产生的

C．水平桌面对物体的弹力小于物体的重力

D．物体对水平桌面的弹力就是物体的重力

2．沂水跋山遗址的发现填补了山东及中国北方地区旧石器时代考古的空白。出土文物包括石制品、动物化石及一定数量的骨制品，在测定其年代时用碳十四断代法，某制品初步测年数据为距今6万至10万年，已知14C的半衰期为5730年，该制品的14C原始质量为。则该制品中14C的剩余量不可能是（　　）

A． B． C． D．

3．欧姆在探索通过导体的电流和电压、电阻的关系时，因无电源和电流表，他利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源，用小磁针的偏转检测电流，具体做法是：在地磁场作用下处于水平静止的小磁针正上方，平行于小磁针放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转。若通过该直导线的电流为I时，小磁针偏转了，则当他发现小磁针偏转了时，通过该直导线的电流为（直导线在某点产生的磁场的磁感应强度大小与通过直导线的电流成正比）（　　）

A．2I B．3I C．I D．I

4．如图所示，半径为L的导电圆环（电阻不计）绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴以角速度ω逆时针匀速转动。圆环上接有电阻均为r的三根金属辐条OA、OB、OC，辐条互成角。在圆环圆心角的范围内（两条虚线之间）分布着垂直圆环平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，圆环的边缘通过电刷P和导线与一个阻值也为r的定值电阻相连，定值电阻的另一端通过导线接在圆环的中心轴上，在圆环匀速转动过程中，下列说法中正确的是（　　）

A．金属辐条OA、OB、OC进出磁场前后，辐条中电流的大小不变，方向改变

B．定值电阻两端的电压为

C．通过定值电阻的电流为

D．圆环转动一周，定值电阻产生的热量为

5．如图所示，一长为L的绝缘轻绳一端系着质量为m、带电荷量为+q的小球（可视为质点）、另一端固定在O点，整个空间存在与竖直方向夹角为的匀强电场。小球绕O点在竖直面ACBD内做圆周运动，其中AB水平，CD竖直，E、F连线与电场平行且经过O点，小球运动到A点时速度最小，为，g为重力加速度，则下列说法正确的是（　　）

A．匀强电场的电场强度大小为 B．小球从A点运动到B点，合力做功为4mgL

C．小球在B点时轻绳的拉力大小为6mg D．小球运动到E点时机械能最小

二、多选题

6．礼花弹从专用炮筒中射出后，在末到达离地面的最高点时炸开，构成各种美丽的图案，如图所示。有关礼花弹腾空的过程，以下说法正确的是（　　）

A．礼花弹的速度越大，加速度不一定越大

B．礼花弹的速度变化越快，加速度一定越大

C．礼花弹的速度变化量越大，加速度一定越大

D．某时刻速度为零，其加速度一定为零

三、单选题

7．一探测器在距某星球一定高度处竖直落地，完成任务后再次竖直升空。如图所示，探测器内传感器记录了质量为m的物体在竖直方向受到的支持力在一定高度内变化的图象，横轴中的r代表物体到星球球心的距离，下列说法正确的是（　　）

A．星球表面的重力加速度一定为

B．图象中探测器上升阶段做匀加速直线运动

C．图象中探测器上升、下降阶段均做匀速直线运动

D．图象中探测器下降阶段做匀减速直线运动

四、多选题

8．如图所示，竖直面内一倾角的倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，质量的小物块B静止于水平轨道的最左端。质量的小物块A在倾斜轨道上从静止开始下滑，释放点到水平轨道的高度，一段时间后A与B发生弹性碰撞（碰撞时间极短），重力加速度大小，两物块与轨道间的动摩擦因数均为0.5，不计空气阻力，，则（　　）

A．物块A沿倾斜轨道上升的最大高度为0.12m

B．物块A在水平轨道上运动的位移大小为0.1m

C．物块B在水平轨道上运动的位移大小为0.4m

D．整个过程中物块A克服摩擦力做的功为0.2J

五、实验题

9．某同学打算在家中利用能找到的器材研究动量定理，如图甲所示，将小球从竖直平面内的固定刻度尺旁边由静止释放，用手机连拍功能拍摄小球自由下落的过程，如图乙所示，各时刻小球的位置与小球初始位置1的距离分别为、、、、，已知手机连拍频率为f，当地的重力加速度为g。

（1）小球在位置3时的瞬时速度为___________（用题中所给物理量符号表示）。

（2）取小球在位置2~5的过程研究，则验证动量定理的表达式为___________（用题中所给物理量符号表示）。

（3）若实验过程中发现小球所受重力的冲量大于动量的增加量，产生此问题的原因可能是________。

10．某物理兴趣小组设计了如图甲所示的欧姆表电路，通过控制开关S和调节电阻箱，欧姆表具有“×10”和“×100”两种倍率，所用器材如下：

A．干电池：电动势，内阻；

B．电流表G：满偏电流，内阻；

C．定值电阻；

D．电阻箱和：最大阻值为999.99Ω；

E．电阻箱：最大阻值为9999Ω；

F．开关一个，红、黑表笔各1支，导线若干。

（1）图甲中的a端应与________（选填“红”或“黑”）表笔连接。

（2）该实验小组按图甲正确连接好电路。当开关S断开时，将红、黑表笔短接，调节电阻箱=________Ω，使电流表达到满偏。此时闭合电路的总电阻叫欧姆表的内阻，则=________Ω。把原表盘刻度改成电阻值时，刻度盘中间的刻度数值是________。

（3）闭合开关S，调节电阻箱和，当=________Ω且=________Ω时，将红、黑表笔短接，电流表再次满偏；在红、黑表笔间接入电阻箱，调节，当电流表指针指向图乙所示的位置时，对应的电阻箱接入的电阻值为___________Ω。

六、解答题

11．如图所示，在竖直平面内距离水平地面高度为3h处固定一光滑的半径为R的圆弧形轨道（轨道长度小于四分之一圆弧长），圆弧形轨道右端与一光滑水平轨道相切，在光滑水平轨道右侧固定一倾角为的光滑斜面，斜面高度为2h。一质量为m的小球自圆弧形轨道的最高点由静止滑下，小球刚好从斜面顶端沿切线落入斜面，并沿斜面下滑到斜面底端，不计空气阻力，重力加速度为g。求：

（1）圆弧形轨道最高点和最低点之间的高度差。

（2）小球运动至圆弧形轨道最低点时对轨道的压力大小。

（3）小球沿斜面运动的时间。

12．受控热核聚变反应的装置中温度极高，因而带电粒子没有通常意义上的容器可装，而是由磁场将带电粒子束缚在某个区域内。现有一个环形区域，其截面内圆半径，外圆半径，区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，如图所示。已知磁感应强度大小，被束缚的带正电粒子的比荷，中空区域中的带电粒子由内、外圆的圆心O点以不同的初速度射入磁场，不计带电粒子的重力和它们之间的相互作用，且不考虑相对论效应。

（1）求带电粒子在磁场中运动的周期T和带电粒子不能穿越磁场外边界的最大速度v0。

（2）若中空区域中的带电粒子以（1）中的最大速度沿圆环半径方向射入磁场，求带电粒子从某点进入磁场到其第一次回到该点所需要的时间。

（3）若要使束缚效果最好，应在半径为的圆内也加上磁场，则该磁场的磁感应强度要与B的方向相同还是相反？在取得最大束缚效果的情况下，若=2B，为使粒子不能射出半径为的圆形区域，求粒子速度的最大值。

七、多选题

13．如图所示，用活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁之间密闭接触，且它们间的摩擦忽略不计。如果活塞和汽缸壁都是绝热的，现在在活塞上逐渐加一定质量的细沙，让活塞缓慢下降，则（    ）

A．气体内能增加

B．所有气体分子的速率都增大

C．气体对外界做功

D．气体温度升高

E．速率大的分子数占总分子数的比例增加

八、解答题

14．如图所示，热气球的下端有一小口，使球内外的空气可以流通，以保持球内外压强相等。球内有温度调节器，以便调节球内空气的温度，使热气球可以上升或下降。设热气球的总体积（忽略球壳体积），除球内空气外，热气球的装备及人的总质量。已知地球表面大气温度为27°C，密度，如果把大气视为理想气体，它的组成和温度几乎不随高度变化而变化，重力加速度。

（1）当热气球内气体剩余质量为多少时，解开气球固定装置的瞬间，气球可悬浮在地面附近？

（2）调节球内加热装置，若解开气球固定装置的瞬间，气球上升的加速度是2，则此时球内气体的温度是多少？

九、多选题

15．一列沿x轴传播的简谐横波，传播速度，某时刻起开始计时，0.71s时的波形图如图甲所示，图乙是开始计时后质点A的振动图像，下列说法正确的是（　　）

A．波沿x轴正方向传播

B．波的周期为0.12s

C．质点A平衡位置的横坐标为0.5m

D．0~0.71s内，质点A经过的路程为3.55m

E．时，质点A的位移为10cm

十、解答题

16．半径为R的半圆柱体玻璃砖的横截面如图所示，OD为直径，一束由a光和b光组成的复色光从A点以的入射角由真空经OD面的O点射入玻璃砖，a光和b光的折射光分别射到半圆弧的B、C点，其中B点是半圆弧OD的三等分点，C点是半圆弧OD的中点。求：

①半圆柱体对a光和b光的折射率和。

②a光和b光在玻璃砖中传播的时间之比（不考虑折射后的反射）。

参考答案：

1．A

【详解】AB．由弹力的概念可知，物体对水平桌面的弹力是由物体的形变而产生的、水平桌面对物体的弹力是由水平桌面的形变而产生的，故A正确、B错误；

CD．因物体受平衡力作用，水平桌面对物体的支持力与重力平衡，故水平桌面对物体的弹力大小等于物体的重力大小，弹力与重力的性质不同，故CD错误。

故选A。

2．D

【详解】根据半衰期计算公式

取6万至10万年，年，可得发生了半衰期的次数n满足

显然，该制品中14C发生半衰期的次数n不可能为21次，则该制品中14C的剩余量不可能是

故选D。

3．C

【详解】设该位置地磁场的磁感应强度大小为B，当电流为I时，小磁针偏转了，则电流在该位置产生的磁场的磁感应强度大小为Btan30°；当小磁针偏转了时，则电流在该位置产生的磁场的磁感应强度大小为Btan45°。由于直导线在某点产生的磁场的磁感应强度大小与通过直导线的电流成正比，可知

解得

故选C。

4．C

【详解】A．由题意知，三根金属辐条始终有一根在磁场中切割磁感线，切割磁感线的金属辐条相当于内阻为r的电源，另外两根金属辐条和定值电阻R并联，故辐条进出磁场前后电流的大小、方向均改变，故A错误；

BC．电路的总电阻，圆环匀速转动时感应电动势

所以定值电阻两端的电压

通过定值电阻R0的电流

故B错误，C正确；

D．圆环转动一周，定值电阻R0产生的热量

故D错误。

故选C。

5．D

【详解】A．小球运动到A点时速度最小，则电场力和重力的合力水平向右，电场力

mg

解得匀强电场的电场强度大小

故A错误；

B．电场力和重力的合力大小

F合=mg

方向水平向右，所以小球从A点运动到B点合力做功为2mgL，故B错误；

C．A到B过程，由动能定理有

小球在B点时有

解得小球在B点时轻绳的拉力大小

故C错误；

D．由能量守恒知，小球运动到E点时电势能最大，机械能最小，故D正确。

故选D。

6．AB

【详解】A．速度大指运动的快，不能说明速度变化快，即加速度不一定越大，故A正确；

B．根据加速度表示物体速度变化的快慢，可知烟花的速度变化越快，加速度一定越大，故B正确；

C．加速度等于速度变化量与对应时间的比值，速度变化量大，不能说明加速度大，故C错误；

D．烟花在最高点时速度为零，但由于烟花受到重力的作用，所以其加速度不为零，故D错误。

故选AB。

7．B

【详解】BCD．上升时，选向上为正方向，根据牛顿第二定律

则有

FN与满足线性关系，则a恒定，为零时，可得

下降时，选向下为正方向，根据牛顿第二定律

则有

FN与满足线性关系，则a恒定，为零时，可得

故B正确，CD错误；

A．由上分析可知求表面加速度需要算斜率，但是这题没数据，无法求得斜率，故A错误。

故选B。

8．AC

【详解】A．设碰撞前瞬间，A的速度大小为v，由动能定理有

解得

由动量守恒定律和机械能守恒定律有

解得

设物块A沿倾斜轨道上升的最大高度为h，则有

解得

故A正确；

B．设物块A返回水平轨道时的速度为，物块A在水平轨道上运动的位移为，在斜面上由动能定理得

在水平面上

解得

故B错误；

C．对B物体由动能定理得

则物块B在水平轨道上运动的位移

故C项正确；

D．整个过程中由能量守恒得物块A克服摩擦力做的功

D项错误。

故选AC。

9．               空气阻力影响

【详解】（1）[1]根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，则有

（2）[2]动量定理表达式为

在位置2~5的过程中，有

其中

解得

（3）[3]小球下落过程中，由于空气阻力的影响，小球所受重力的冲量大于动量的增加量。

10．     黑     749     3000     30     74     250     200

【详解】（1）[1]根据欧姆表电流“红进黑出”可知a端接黑表笔。

（2）[2][3][4]由闭合电路欧姆定律可知，欧姆表的内阻

则

中值电阻应为3000Ω，根据欧姆表的刻度设置可知，表盘上只有两种挡位，开关S断开与闭合时相比，干路允许的最大电流较小，由欧姆定律知欧姆表内阻较大，测量的中值电阻较大，故S断开时欧姆表倍率应为“×100”。由欧姆表原理知刻度盘中值电阻等于欧姆表内阻，为3000Ω。故中间刻度值是30。

（3）[5][6][7]为了得到“×10”倍率，应让G满偏时对应的欧姆表内阻Rs'为300Ω，电流

此时电流表中电流应为

则与之并联的电阻中电流应为

并联电阻

故

=Ω

图乙中电流

即此时电路中的电流

电路中总电阻

故待测电阻

故电阻箱接入的电阻值为200Ω。

11．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）由平抛运动规律，可得

其中

根据动能定理，有

解得圆弧形轨道的高度

（2）小球运动到圆弧形轨道最低点时，有

解得

由牛顿第三定律可知，小球运动至圆弧形轨道最低点时对轨道的压力大小

（3）由牛顿第二定律，小球沿斜面运动时，有

小球落在斜面上的速度

斜面长度

根据匀变速直线运动的公式有

解得小球沿斜面运动的时间

12．（1），；（2）；（3）相同，

【详解】（1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有

又

解得带电粒子在磁场中运动的周期

当带电粒子以某一速度射入磁场时，粒子的运动轨迹恰好与外圆相切，此时粒子的速度为不能穿越磁场外边界的最大速度，如图甲所示

根据几何关系有

解得

洛伦兹力提供带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律有

解得

（2）带电粒子以速度 射入磁场中时，根据几何关系有

解得

故其运动轨迹如图乙所示；带电粒子在磁场中运动的圆心角为

在磁场中运动的时间

带电粒子在磁场外做匀速直线运动，所用的时间

带电粒子从某点进入磁场到其第一次回到该点所需要的时间

解得

（3）要使束缚效果最好，则B'与B的方向应相同，如图丙所示；粒子在内圆区域内运动时，轨迹圆心为O1，在圆环区域内运动时，轨迹圆心为，设粒子在两区域内的运动半径分别为r1、r2

因为，所以

根据几何关系，有

则为等腰三角形，，所以

解得

则

13．ADE

【详解】活塞和汽缸壁都绝热，在逐渐加沙子的过程中，外界对气体做功，气体内能增加，温度升高，速率大的分子比例增大，但不是所有分子的速率都增大。

故选ADE。

14．（1）400kg；（2）600K

【详解】（1）热气球未升温前球内气体的质量

热气球受到的空气浮力

气球悬浮在空中则受力平衡，设球内剩余气体质量为m1时气球可悬浮在地面附近，则

解得

（2）设温度为T时，球内气体剩余质量为m2,，对整体由牛顿第二定律得

解得

因此该质量气体在原来温度下体积为

升温后该质量气体在整个热气球内，故升温后该质量气体体积为

气球内气体初始温度

K

由盖-吕萨克定律得

解得

T=600K

15．ABE

【详解】AB．由图甲知，波长，所以波的周期

s

所以0.71s时的波形图与0.11s时的波形图相同，由图乙知，0.11s时质点A向y轴负方向振动，结合图甲可知，波沿x轴正方向传播，故AB正确；

C．由图乙知，再过质点A运动到平衡位置，即图甲中原点处的运动形式传到质点A处，波传播的距离

故C错误；

D．由图乙知，质点A的振动方程为

由于0.71s，0.05 s内质点A经过的路程=15 cm，故时，质点A经过的总路程

故D错误；

E．由于

时，质点A的位移与0.09s时质点A的位移相同，为0.1m，即10cm，故E正确。

故选ABE。

16．①，；②3：1

【详解】①分别连接半圆圆心与B、C两点，如图所示。由于B为圆弧OD三等分点，C为圆弧OD中点，可得

玻璃砖

根据几何关系可知，a光线的折射角

玻璃砖对a光的折射率

解得

b光线的折射角

r2=45°

玻璃砖对b光的折射率

解得

②a光的临界角

则有

可知

光路如图所示根据几何关系可知

可知a光在B点发生全反射，同理可得a光在E点发生全反射，a光从D点射出半圆柱体玻璃砖，易知a光在半圆柱体玻璃砖中经过的路程

a光在玻璃砖中的传播速度

a光在玻璃砖中传播的时间

故

b光在C点的入射角与相等，故b光从C点出射，光路如图所示

b光在半圆柱体玻璃砖中经过的路程

b光在玻璃砖中的传播速度

b光在玻璃砖中传播的时间

故

所以

ta：tb=3：1