2023届重庆市巴蜀中学高三（上）暑期检测模拟物理试题含解析

  重庆巴蜀中学2022-2023学年高2023届高三上期

暑期检测物理模拟试题

（75分钟  100分）

一、单选题

1. 下列说法正确的是（    ）

A. 单色光在介质中传播时，介质的折射率越大，光的传播速度越小

B. 观察者靠近声波波源的过程中，接收到的声波频率小于波源频率

C. 同一个双缝干涉实验中，蓝光产生的干涉条纹间距比红光的大

D. 两束频率不同的光，可以产生干涉现象

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据

可知单色光在介质中传播时，介质的折射率越大，光的传播速度越小，故A正确；

B．根据多普勒效应，若声波波源向观察者靠近，则观察者接收到的声波频率大于波源频率，故B错误；

C．根据

同一个双缝干涉实验中，蓝光的波长小于红光的波长，故蓝光产生的干涉条纹间距比红光的小，故C错误；

D．根据光的干涉的条件可知，两束频率不同的光不能产生干涉现象，故D错误。

故选A。

2. 图是可用来制作豆腐的石磨。木柄静止时，连接的轻绳处于绷紧状态。O点是三根轻绳的结点，F、和分别表示三根绳的拉力大小，且。下列关系式正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】以点为研究对象，受力分析如图

由几何关系可知

由平衡条件可得

联立可得

故D正确，ABC错误。

故选D。

3. 2022年北京冬奥会跳台滑雪空中技巧比赛场地边，有一根系有飘带的风力指示杆，教练员根据飘带的形态提示运动员现场风力的情况。若飘带可视为粗细一致的匀质长绳，其所处范围内风速水平向右、大小恒定且不随高度改变。当飘带稳定时，飘带实际形态最接近的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】设风速度为，取飘带上任意长度为（趋近于0）的质量为，飘带宽度为，与水平方向夹角为，则该部分飘带的重力和所受风力分别为

，

则重力与风力的的合力与竖直方向的夹角为

整理可得

任意长度为的飘带重力相等，所受风力的大小相等，则恒定，则飘带为一条倾斜的直线，故A正确，BCD错误。

故选A。

4. 图是滑雪道的示意图。可视为质点的运动员从斜坡上的M点由静止自由滑下，经过水平NP段后飞入空中，在Q点落地。不计运动员经过N点的机械能损失，不计摩擦力和空气阻力。下列能表示该过程运动员速度大小v或加速度大小a随时间t变化的图像是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】设斜坡倾角为，运动员在斜坡MN段做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律

可得

运动员在水平段做匀速直线运动，加速度

运动员从点飞出后做平抛运动，加速度为重力加速度

设在点的速度为，则从点飞出后速度大小的表达式为

由分析可知从点飞出后速度大小与时间的图像不可能为直线，且

C正确，ABD错误。

故选C。

5. 如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的点，将木板以底边为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中（　　）

A. 圆柱体对木板的压力逐渐增大

B. 圆柱体对木板的压力先增大后减小

C. 两根细绳上的拉力均先增大后减小

D. 两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变

【答案】B

【解析】

【详解】设两绳子对圆柱体的拉力的合力为，木板对圆柱体的支持力为，绳子与木板夹角为，从右向左看如图所示

在矢量三角形中，根据正弦定理

在木板以直线为轴向后方缓慢转动直至水平过程中，不变，从逐渐减小到0，又

且

可知

则

可知从锐角逐渐增大到钝角，根据

由于不断减小，可知不断减小，先增大后减小，可知先增大后减小，结合牛顿第三定律可知，圆柱体对木板的压力先增大后减小，设两绳子之间的夹角为，绳子拉力为，则

可得

不变，逐渐减小，可知绳子拉力不断减小，故B正确，ACD错误。

故选B。

6. 目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子。氢原子第n能级的能量为，其中。图是按能量排列的电磁波谱，要使的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是（　　）

A. 红外线波段的光子 B. 可见光波段的光子

C. 紫外线波段的光子 D. X射线波段的光子

【答案】A

【解析】

【详解】要使处于n=20的氢原子吸收一个光子后恰好失去一个电子变成氢离子，则需要吸收光子的能量为

则被吸收的光子是红外线波段的光子。

故选A。

7. 固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环，小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑，在下滑过程中，小环的速率正比于（　　）

A. 它滑过的弧长

B. 它下降的高度

C. 它到P点的距离

D. 它与P点的连线扫过的面积

【答案】C

【解析】

【详解】如图所示

设圆环下降高度为，圆环的半径为，它到P点的距离为，根据机械能守恒定律得

由几何关系可得

联立可得

可得

故C正确，ABD错误。

故选C。

8. 如图所示，某同学将离地1.25m的网球以13m/s的速度斜向上击出，击球点到竖直墙壁的距离4.8m，当网球竖直分速度为零时，击中墙壁上离地高度为8.45m的P点。网球与墙壁碰撞后，垂直墙面速度分量大小变为碰前的0.75倍。平行墙面的速度分量不变，重力加速度g取，网球碰墙后的速度大小v和着地点到墙壁的距离d分别为（　　）

A.  B. m/s C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】AB．设网球飞出时的速度为v0，在竖直方向有

由速度三角形原则可知

则网球水平方向到墙面的距离为

由几何关系可知，当球打到墙上时，垂直墙的速度分量为

平行墙面的速度为

网球与墙壁碰撞后，垂直墙面速度分量大小为

由速度三角形可知

故AB错误；

CD．网球落地时间为

则着地点到墙壁的距离d为

故C错误，D正确。

故选D。

二、多选

9. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，波的周期为，某时刻的波形如图所示．则（ ）

A. 该波的波长为

B. 该波的波速为

C. 该时刻质点P向y轴负方向运动

D. 该时刻质点Q向y轴负方向运动

【答案】AC

【解析】

【详解】A．由波形图可知，波长为8m，故A正确；

B．根据公式

代入数据解得，故B错误；

CD．由题知，沿x轴正方向传播，根据“上下坡法”，可知该时刻质点P向y轴负方向运动，该时刻质点Q向y轴正方向运动，故C正确，D错误。

故选AC

10. 球形飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机，总质量为。飞行器飞行时受到的空气阻力大小与其速率平方成正比（即，为常量）。当发动机关闭时，飞行器竖直下落，经过一段时间后，其匀速下落的速率为；当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动，经过一段时间后，飞行器匀速向上的速率为。重力加速度大小为，不考虑空气相对于地面的流动及飞行器质量的变化，下列说法正确的是（　　）

A. 发动机的最大推力为

B. 当飞行器以匀速水平飞行时，发动机推力的大小为

C. 发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时，飞行器速率为

D. 当飞行器以的速率飞行时，其加速度大小可以达到

【答案】BC

【解析】

【详解】A．飞行器关闭发动机，以v1=匀速下落时，有

飞行器以v2=向上匀速时，设最大推力为Fm

联立可得

，

A错误；

B．飞行器以v3=匀速水平飞行时

B正确；

C．发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时

解得

C正确；

D．当飞行器最大推力向下，以v5=的速率向上减速飞行时，其加速度向下达到最大值

解得

am=2.5g

D错误。

故选BC。

11. 如图，广场水平地面上同种盆栽紧密排列在以为圆心、和为半径的同心圆上，圆心处装有竖直细水管，其上端水平喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度均可调节，以保障喷出的水全部落入相应的花盆中。依次给内圈和外圈上的盆栽浇水时，喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度分别用、、和、、表示。花盆大小相同，半径远小于同心圆半径，出水口截面积保持不变，忽略喷水嘴水平长度和空气阻力。下列说法正确的是（　　）

A. 若，则

B. 若，则

C. 若，，喷水嘴各转动一周，则落入每个花盆的水量相同

D. 若，喷水嘴各转动一周且落入每个花盆的水量相同，则

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．根据平抛运动的规律

解得

可知若h1=h2，则

v1:v2 =R1:R2

若v1=v2，则

选项A错误，B正确；

C．若，则喷水嘴各转动一周的时间相同，因v1=v2，出水口的截面积相同，可知单位时间喷出水的质量相同，喷水嘴转动一周喷出的水量相同，但因内圈上的花盆总数量较小，可知得到的水量较多，选项C错误；

D．设出水口横截面积为S0，喷水速度为v，若，则喷水管转动一周的时间相等，因h相等，则水落地的时间相等，则

相等；在圆周上单位时间内单位长度的水量为

相等，即一周中每个花盆中的水量相同，选项D正确。

故选BD。

三、实验题

12. 在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此启发。某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示。主要步骤如下：

①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上；

②接通气源。放上滑块。调平气垫导轨；

③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于O点。A点到O点的距离为5.00cm，拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时；

④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所示。

回答以下问题（结果均保留两位有效数字）：

（1）弹簧的劲度系数为_____N/m。

（2）该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出a—F图像如图丙中I所示，由此可得滑块与加速度传感器的总质量为________kg。

（3）该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的a—F图像Ⅱ，则待测物体的质量为________kg。

【答案】    ①. 12    ②. 0.20    ③. 0.13

【解析】

【详解】（1）[1]由题知，弹簧处于原长时滑块左端位于O点，A点到O点的距离为5.00cm。拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时。结合图乙的F—t图有

x = 5.00cm，F = 0.610N

根据胡克定律

计算出

k ≈ 12N/m

（2）[2]根据牛顿第二定律有

F = ma

则a—F图像的斜率为滑块与加速度传感器的总质量的倒数，根据图丙中I，则有

则滑块与加速度传感器的总质量为

m = 020kg

（3）[3]滑块上增加待测物体，同理，根据图丙中II，则有

则滑块、待测物体与加速度传感器的总质量为

m′ = 0.33kg

则待测物体的质量为

m = m′ - m = 0.13kg

13. 某同学利用如图所示的装置测量重力加速度，其中光栅板上交替排列着等宽度的遮光带和透光带（宽度用d表示）。实验时将光栅板置于光电传感器上方某高度，令其自由下落穿过光电传感器。光电传感器所连接的计算机可连续记录遮光带、透光带通过光电传感器的时间间隔。

（1）除图中所用的实验器材外，该实验还需要___________（填“天平”或“刻度尺”）；

（2）该同学测得遮光带（透光带）宽度为，记录时间间隔的数据如表所示，

根据上述实验数据，可得编号为3的遮光带通过光电传感器的平均速度大小为___________（结果保留两位有效数字）；

（3）某相邻遮光带和透光带先后通过光电传感器的时间间隔为，则重力加速度___________（用d、表示）；

（4）该同学发现所得实验结果小于当地的重力加速度，请写出一条可能的原因：___________ 。

【答案】    ①. 刻度尺    ②. 1.5    ③.     ④. 光栅板受到空气阻力的作用

【解析】

【详解】（1）[1]该实验测量重力加速度，不需要天平测质量；需要用刻度尺测量遮光带（透光带）的宽度，故需要刻度尺；

（2）[2]根据平均速度的计算公式可知

（3）[3]根据匀变速直线运动平均速度等于中间时刻的速度，有

可得

（4）[4]光栅板的长度明显，下落过程中受到空气阻力的影响，所以竖直向下的加速度小于重力加速度。

四、计算题

14. 如图，圆柱形导热气缸长，缸内用活塞（质量和厚度均不计）密闭了一定质量的理想气体，缸底装有一个触发器D，当缸内压强达到时，D被触发，不计活塞与缸壁的摩擦。初始时，活塞位于缸口处，环境温度，压强。

(1)若环境温度不变，缓慢向下推活塞，求D刚好被触发时，到缸底的距离；

(2)若活塞固定在缸口位置，缓慢升高环境温度，求D刚好被触发时环境温度。

【答案】(1)；(2)

【解析】

【分析】

【详解】(1) 设气缸横截面积为；D刚好被触发时，到缸底的距离为，根据玻意耳定律得

带入数据解得

(2)此过程为等容变化，根据查理定律得

带入数据解得

15. 某粮库使用额定电压，内阻的电动机运粮。如图所示，配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡，装满粮食的小车以速度沿斜坡匀速上行，此时电流。关闭电动机后，小车又沿斜坡上行路程L到达卸粮点时，速度恰好为零。卸粮后，给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行。已知小车质量，车上粮食质量，配重质量，取重力加速度，小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比，比例系数为k，配重始终未接触地面，不计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量。求：

（1）比例系数k值；

（2）上行路程L值。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）设电动机的牵引绳张力为，电动机连接小车的缆绳匀速上行，由能量守恒定律有

解得

小车和配重一起匀速，设绳的张力为，对配重有

设斜面倾角为，对小车匀速有

而卸粮后给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行，有

联立各式解得

，

（2）关闭发动机后小车和配重一起做匀减速直线运动，设加速度为，对系统由牛顿第二定律有

可得

由运动学公式可知

解得

16. 如图所示，A、B两个物块放在旋转圆台上，它们与台面的动摩擦因数均为μ，它们的质量为m、2m，它们离轴的距离均为L且A、B与圆心在一条直线上。A、B用细绳连接（物块可视为质点），开始时，细绳恰好伸直但无张力，现让该装置从静止开始转动，在角速度缓慢增大的过程中，试讨论A、B受到的摩擦力、绳的拉力与的关系（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），要写出计算过程并画出绳的拉力与角速度的关系图像。

【答案】见解析

【解析】

【详解】由于，当ω增大时，A、B所受的摩擦力将同时达到最大静摩擦力，即

然后绳子产生张力，产生张力后，当ω继续增大时，由于，B所需要的向心力比A的大，当拉力作用后，A受到的拉力提供的向心力比它所需要的向心力大，于是A受到的摩擦力将变小；对两物块受力分析得到

用（1）式减去（2）式整理得

可得出ω增大时，fA减小，当fA减小到0时

，

此后A所受摩擦力方向反向，此时

再对A、B受力分析得

用（1）式减去（3）式并整理得

当角速度增大时，fA增大，当fA增大到最大静摩擦力时，两者均将滑动，将代入（4）式得

此时

画出图如图所示