2023届河北省石家庄市晋州一中高三一模（期末）物理试题

这是一份2023届河北省石家庄市晋州一中高三一模（期末）物理试题，共17页。

2023届河北省石家庄市晋州一中高三一模（期末）物理试题
请考生注意：
1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。
2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、如图所示，竖直平面内的光滑水平轨道的左边与墙壁对接，右边与一个足够高的四分之一光滑圆弧轨道平滑相连，木块A、B静置于光滑水平轨道上，A、B的质量分别为1.5kg和0.5kg。现让A以6m/s的速度水平向左运动，之后与墙壁碰撞，碰撞的时间为0.2s，碰后的速度大小变为4m/s，当A与B碰撞后立即粘在一起运动，g取10m/s2，则（　　）

A．A与墙壁碰撞过程中，墙壁对A的平均作用力的大小
B．A和B碰撞过程中，A对B的作用力大于B对A的作用力
C．A、B碰撞后的速度
D．A、B滑上圆弧的最大高度
2、如图所示，A、B都是重物，A被绕过小滑轮P的细线所悬挂，B放在粗糙的水平桌面上；小滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点；O'是三根细线的结点，bO'水平拉着重物B，cO'沿竖直方向拉着弹簧；弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略，整个装置处于静止状态，g=10 m/s2，若悬挂小滑轮的斜线OP的张力是N，则下列说法中正确的是（　　）

A．弹簧的弹力为N
B．重物A的质量为2.5kg
C．桌面对重物B的摩擦力为N
D．OP与竖直方向的夹角为60°
3、如图所示，在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且电场力为3mg。重力加速度为g，由此可知（　　）

A．AB=3BC
B．小球从A到B与从B到C的运动时间相等
C．小球从A到B与从B到C的动量变化量相同
D．小球从A到C的过程中重力对小球做的功与电场力对小球做的功的绝对值相等
4、如图所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面呈水平，在水平面上放一个小球B，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )

A．沿斜面向下的直线
B．竖直向下的直线
C．无规则曲线
D．抛物线
5、人们射向未来深空探测器是以光压为动力的，让太阳光垂直薄膜光帆照射并全部反射，从而产生光压．设探测器在轨道上运行时，每秒每平方米获得的太阳光能E=1.5×104J，薄膜光帆的面积S=6.0×102m2，探测器的质量m=60kg，已知光子的动量的计算式，那么探测器得到的加速度大小最接近
A．0.001m/s2 B．0.01m/s2 C．0.0005m/s2 D．0.005m/s2
6、某同学投篮时将篮球从同一位置斜向上抛出，其中有两次篮球垂直撞在竖直放置的篮板上，篮球运动轨迹如图所示，不计空气阻力，关于篮球从抛出到撞击篮板前，下列说法正确的是（ ）

A．两次在空中的时间可能相等 B．两次碰的篮板的速度一定相等
C．两次抛出的初速度竖直分量可能相等 D．两次抛出的初动能可能相等
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、下列说法正确的（　　）
A．在车胎突然爆裂的瞬间，气体内能减少
B．凡是能量守恒的过程一定能够自发地发生的
C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的
D．随着高度的增加，大气压和温度都在减小，一个正在上升的氢气球内的氢气（理想气体）内能减小
E.能量转化过程中，其总能量越来越小，所以要大力提倡节约能源
8、如图所示，两个平行的导轨水平放置，导轨的左侧接一个阻值为R的定值电阻，两导轨之间的距离为L.导轨处在匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向竖直向上.一质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直于两导轨放置，导体棒与导轨的动摩擦因数为μ。导体棒ab在水平外力F作用下，由静止开始运动了x后，速度达到最大，重力加速度为g，不计导轨电阻。则（　　）

A．导体棒ab的电流方向由a到b
B．导体棒ab运动的最大速度为
C．当导体棒ab的速度为v0（v0小于最大速度）时，导体棒ab的加速度为
D．导体棒ab由静止达到最大速度的过程中，ab棒获得的动能为Ek，则电阻R上产生的焦耳热是
9、预计2020年再发射2～4颗卫星后，北斗全球系统建设将全面完成，使我国的导航定位精度不断提高。北斗导航卫星有一种是处于地球同步轨道，假设其离地高度为h，地球半径为R，地面附近重力加速度为g，则有（ ）
A．该卫星运行周期可根据需要任意调节
B．该卫星所在处的重力加速度为
C．该卫星运动动能为
D．该卫星周期与近地卫星周期之比为
10、、为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星、做匀速圆周运动，图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示 、周围的a与r2 的反比关系，它们左端点横坐标相同，则

A．的平均密度比 的大
B．的第一宇宙速度比 的小
C．的向心加速度比 的大
D．的公转周期比 的大
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）某同学用如图甲所示的装置测量滑块与水平桌面之间的动摩擦因数，实验过程如下：

（1）用游标卡尺测量出固定于滑块上的遮光条的宽度d=____mm，在桌面上合适位置固定好弹簧和光电门，将光电门与数字计时器（图中未画出）连接．
（2）用滑块把弹簧压缩到某一位置，测量出滑块到光电门的距离x．释放滑块，测出滑块上的遮光条通过光电门所用的时间t，则此时滑块的速度v=_____．
（3）通过在滑块上增减砝码来改变滑块的质量m，仍用滑块将弹簧压缩到（2）中的位置，重复（2）的操作，得出一系列滑块质量m与它通过光电门时的速度v的值，根据这些数值，作出v2-m-1图象如图乙所示．已知当地的重力加速度为g，由图象可知，滑块与水平桌面之间的动摩擦因数=___；弹性势能等于EP=____．
12．（12分）为了测量某金属丝的电阻率：

（1）如图a所示，先用多用电表“×1 Ω”挡粗测其电阻为_______Ω，然后用图b的螺旋测微器测其直径为______mm，再用图c的毫米刻度尺测其长度为________cm．
（2）为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：
A．电压表V（量程3 V，内阻约为15 kΩ；量程15 V，内阻约为75 kΩ）
B．电流表A（量程0.6 A，内阻约为1 Ω；量程3 A，内阻约为0.2 Ω）
C．滑动变阻器R1（0～5 Ω，1 A）
D．滑动变阻器R2（0～2000 Ω，0.1 A）
E．1.5 V的干电池两节，内阻不计
F．电阻箱
G．开关S，导线若干
为了测多组实验数据，则滑动变阻器应选用________（填“R1”或“R2”）；请在方框内设计最合理的电路图________并完成图d中的实物连线________．

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，其中ABC为光滑半圆形轨道，半径为R，CD为水平粗糙轨道，一质量为m的小滑块（可视为质点）从圆轨道中点B由静止释放，滑至D点恰好静止，CD间距为4R。已知重力加速度为g。
(1)求小滑块与水平面间的动摩擦因数
(2)求小滑块到达C点时，小滑块对圆轨道压力的大小
(3)现使小滑块在D点获得一初动能，使它向左运动冲上圆轨道，恰好能通过最高点A，求小滑块在D点获得的初动能

14．（16分）现有由同一种材料制成的一个透明工艺品，其切面形状图如图所示。其中顶部A为矩形形状，高CM=L，边长CD＝d，底部B为等边三角形。现让一束单色光线从B部分MH边的中点O1表面处沿竖直方向射入，光线进入B后发现折射光线恰好与B部分的HM'平行且经过MM'，最后从A部分的CD边上某点O处射出，光在真空中的传播速度为c。求：
（i）光在工艺品中传播的速度；
（ii）光在工艺品中传播的时间。

15．（12分）如图，竖直平面内固定有一半径为R的光滑网轨道，质量为m的小球P静止放置在网轨道的最低点A。将质量为M的小球Q从圆轨道上的C点由静止释放，Q与P发生一次弹性碰撞后小球P恰能通过圆轨道的最高点B。已知M=5m，重力加速度为g，求：
(1)碰撞后小球P的速度大小；
(2)C点与A点的高度差。




参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、D
【解析】
A．规定向右为正方向，则
，
对A在与墙碰撞的过程，由动量定理得


所以A错误；
B．A和B碰撞过程中，A对B的作用力和B对A的作用力是一对相互作用力，应该大小相等，方向相反，所以B错误；
C．由题意可知，A和B发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得


所以C错误；
D．A和B碰后一起沿圆轨道向上运动，在运动过程中，只有重力做功，由机械能守恒定律得


所以D正确。
故选D。
2、C
【解析】
A． 设悬挂小滑轮的斜线中的拉力与O′a绳的拉力分别为T1和T，则有：
2Tcos30°=T1
得：
T=20N
以结点O′为研究对象，受力如图

根据平衡条件得，弹簧的弹力为
F1=Tcos60°=10N
故A错误；
B． 重物A的质量

故B错误；
C． 绳O′b的拉力

根据平衡条件可知，桌面对重物B的摩擦力为N，故C正确；
D． 由于动滑轮两侧绳子的拉力大小相等，根据对称性可知，细线OP与竖直方向的夹角为30°．故D错误。
故选：C。
3、D
【解析】
AB．小球从A到B的时间为

在B点的竖直方向速度为

小球在电场中的加速度大小为

小球从B到C的时间为

则两段所用的时间之比为4：1，据题意，知小球在水平方向不受力，故水平方向做匀速直线运动，则
AB=4BC
故AB错误；
C．由动量定理可知，动量变化等于合力的冲量，由于AB段合力冲量方向向下，由于小球在BC段竖直方向做减速运动，则合力方向向上，所以小球在BC段合力冲量向上，故C错误；
D．据题意，知小球在水平方向不受力，故水平方向做匀速直线运动，从A到C由动能定理可知，小球从A到C的过程中重力对小球做的功与电场力对小球做的功的绝对值相等，故D正确。
故选D。
4、B
【解析】
楔形物体A释放前，小球受到重力和支持力，两力平衡；楔形物体A释放后，由于楔形物体A是光滑的，则小球水平方向不受力，根据牛顿第一定律知，小球在水平方向的状态不改变，即仍保持静止状态．而竖直方向：楔形物体A对B的支持力将小于小球的重力，小球将沿竖直方向做加速运动，所以小球在碰到斜面前的运动是竖直向下的加速运动，其运动轨迹是竖直向下的直线，故B正确。
故选B。
5、A
【解析】
由E=hv，P＝以及光在真空中光速c=λv知，光子的动量和能量之间关系为E=Pc．设时间t内射到探测器上的光子个数为n，每个光子能量为E，光子射到探测器上后全部反射，则这时光对探测器的光压最大，设这个压强为p压；每秒每平方米面积获得的太阳光能：
p0＝•E
由动量定理得
F•＝2p
压强
p压＝
对探测器应用牛顿第二定律
F=Ma
可得
a＝
代入数据得
a=1.0×10-3m/s2
故A正确，BCD错误．
故选A.
点睛：该题结合光子的相关知识考查动量定理的应用，解答本题难度并不大，但解题时一定要细心、认真，应用动量定理与牛顿第二定律即可解题．
6、D
【解析】
A．将篮球的运动逆向处理，即为平抛运动，由图可知，第二次运动过程中的高度较小，所以运动时间较短，故A错误；
B．篮球的运动逆向视为平抛运动，则平抛运动在水平方向做匀速直线运动，水平射程相等，但第二次用的时间较短，故第二次水平分速度较大，即篮球第二次撞篮板的速度较大，故B错误；
C．篮球的运动逆向视为平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，由可知，第二次抛出时速度的竖直分量较小，故C错误；
D．由于水平速度第二次大，竖直速度第一次大，根据速度的合成可知，抛出时的速度大小不能确定，有可能相等，所以两次抛出的初动能可能相等，故D正确；
故选D。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、ACD
【解析】
A．车胎突然爆炸瞬间，气体膨胀，视为短暂的绝热过程，根据热力学第一定律

车胎突然爆裂的瞬间，气体对外做功，气体内能减少，A正确；
B．根据热力学第二定律，热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体，B错误；
C．根据气体压强的微观意义可知，气体的压强产生的机理是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的，C正确；
D．根据大气压的变化规律可知，随着高度的增加，大气压和温度都在减小，一个正在上升的氢气球内的氢气的温度随外界温度的降低而降低，所以氢气的内能减小，D正确；
E．能量转化过程中，总能量不变，但能量可以利用的品质降低，能源会越来越少，E错误。
故选ACD。
8、BC
【解析】
A．根据楞次定律，导体棒ab的电流方向由b到a，A错误；
B．导体棒ab垂直切割磁感线，产生的电动势大小
E=BLv
由闭合电路的欧姆定律得

导体棒受到的安培力
FA=BIL
当导体棒做匀速直线运动时速度最大，由平衡条件得

解得最大速度

B正确；
C．当速度为v0由牛顿第二定律得

解得

C正确；
D．在整个过程中，由能量守恒定律可得
Ek+μmgx+Q=Fx
解得整个电路产生的焦耳热为
Q=Fx－μmgx－Ek
D错误。
故选BC。
9、BC
【解析】
A．地球同步卫星和地球自转同步，周期为24 h，即该卫星运行周期是固定不变的，选项A错误；
B．由

可知


则该卫星所在处的重力加速度是

选项B正确；
C．由于

则

该卫星的动能

选项C正确；
D．根据开普勒第三定律可知，该卫星周期与近地卫星周期之比为

选项D错误。
故选BC。
10、AC
【解析】
由图可知，两行星的球体半径相同，对行星周围空间各处物体来说，万有引力提供加速度，故有，故可知的质量比的大，即的平均密度比的大，所以选项A正确； 由图可知，表面的重力加速比的大，由可知，的第一宇宙速度比的大，所以选项B错误；对卫星而言，万有引力提供向心加速度，即，故可知，的向心加速度比的大，所以选项C正确；根据可知，的公转周期比的小，所以选项D错误；
考点：天体与万有引力定律

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、5.70mm
【解析】
（1）[1]．由乙图知，游标卡尺读数为0.5cm+14×0.05mm=5.70mm；
（2）[2]．滑块经过光电门的速度为；
（3）[3][4]．根据能量守恒

整理得

结合图象得：

得


得
.
12、8.0（或者8）； 2.095（2.095~2.098均可） 10.14（10.13~10.15均可） R1
【解析】
第一空.由图示多用电表可知，待测电阻阻值是8×1Ω=8Ω；
第二空.由图示螺旋测微器可知，的固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为0.01×9.5mm=0.095mm，其读数为：2mm+9.5×0.01mm=2.095mm；
第三空.毫米刻度尺测其长度为10.14cm
第四空.滑动变阻器R2（0～2000Ω，0.1A）的阻值比待测金属丝阻值8Ω大得太多，为保证电路安全，方便实验操作，滑动变阻器应选R1，最大阻值5Ω；
第五空.为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，由于被测电阻阻值较小，则电流表应采用外接法，实验电路图如图所示；

第六空.根据实验电路图连接实物电路图，如图所示；


四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (1)0.25；(2)；(3)
【解析】
(1)从B到D的过程中，根据动能定理得

所以

(2)设小滑块到达C点时的速度为，根据机械能守恒定律得

解得：

设小滑块到达C点时圆轨道对它的支持力为，根据牛顿第二定律得

解得：

根据牛顿第三定律，小滑块到达C点时，对圆轨道压力的大小

(3)根据题意，小滑块恰好到达圆轨道的最高点A，此时，重力充当向心力，设小滑块到达A点时的速度为，根据牛顿第二定律得

解得

设小滑块在D点获得的初动能为，根据能量守恒定律得

即

14、（i）；（ii）
【解析】
（i）光路图如图所示。

根据题图知，光进入介质B的入射角为 α=60°，折射角为 β=30°
则工艺品的折射率为

在介质中的光速：

（ii）由几何关系得光在工艺品中传播的路程
·
光在工艺品中传播的速度

则光在工艺品中传播的时间
·
联立解得

15、 (1) ； (2)0.9R
【解析】
(1)设碰撞后小球P的速度为vA，到达最高点的速度为vB，由机械能守恒定律

在B点

联立解得

(2)设小球Q碰撞前后的速度分别为v0和v1，由动量守恒定律

由能量守恒

设C点与A点的高速差为h，小球Q从C运动到A的过程中，由机械能守恒定律

联立解得
h=0.9R