2023届江西省萍乡市芦溪中学高三下学期一模物理试题(含答案)

萍乡市芦溪中学2023届第一次模拟考试

              物理试题              3.21

时间：70分钟     满分：100分

一、选择题(1-8为单选，9-12为多选，每空4分，共48分)

1．下列说法中正确的是（　　）

A．在围绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中，不可以用牛顿第二定律“测”物体质量

B．小灯泡伏安特性曲线（I-U图像）上，某点的斜率为小灯泡在该电压下电阻的倒数

C．公式，都应用了比值定义法，定义的物理量不随定义所用的物理量大小而改变

D．探究直导线在匀强磁场中所受安培力与哪些因素有关”的实验中，采用了控制变量法

2．大量的氢原子处于n=4能级，该能级的氢原子向低能级跃迁时能向外辐射不同频率的光子，从n=3能级跃迁到n=2能级时辐射的光子频率为ν0．若某种金属的极限频率略大于ν0，下列说法中正确的是

A．从n=4能级跃迁到n=1能级时辐射光的波长最长

B．氢原子跃迁时，向外辐射的光子中有4种能使该金属发生光电效应现象

C．用辐射出的光子照射该金属时，光子的频率越大，该金属的逸出功越大

D．当该金属发生光电效应时，入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大

3．如图所示，三个图像表示A、B、C、E、F六个物体的运动情况。在0~2s过程中，下列说法正确的是（　　）

A．物体B、D、F的速度相等

B．物体A、B、C所受的合力为零

C．物体B、F所受的合力是变力

D．物体D、F所受的合力是恒力

4．如图表示的是四种典型的静电场，在这四个图中，a、b两点的电势相等，电场强度也相同的是图（  ）

A． 两块带等量异种电荷的平行金属板间产生的匀强电场，a、b是电场中的两个点

B． 图是点电荷产生的电场，a、b是离点电荷等距的两个点

C． 图是两个等量同种电荷产生的电场，a、b是两电荷中垂线上与连线中点O等距的两个点

D． 图是两个等量同种电荷产生的电场，a、b是两电荷中垂线上与连线中点O等距的两个点

5．在一个导线框架中通以如图所示的电流，边的正中间用绝缘线悬挂金属环，环面与框架平面在同一平面内，在电流Ⅰ减小的过程中

A．环向边靠拢 B．环向边靠拢 C．悬线中拉力变小 D．悬线中拉力增大

6．如图所示，由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板N与静电计相接，极板M接地．用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U．在两板相距一定距离d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度．在整个实验过程中，保持电容器所带电量Q不变，说法中正确的是（       ）

A．将M板向下平移，静电计指针张角变小

B．将M板向上平移，静电计指针张角变大

C．将M板沿水平向左方向远离N板，静电计指针张角变小

D．在M、N之间插入云母板（介电常数大于1），静电计指针张角变大

7．如图垂直于纸面向里的有界匀强磁场中有一个矩形线框abcd，线框以OO'为轴匀速转动，OO'与磁场右边界重合。若线框中产生电流的峰值为Im，由图示位置开始计时，则下列可以正确描述线框中电流随时间变化的图像是（　　）

A． B．

C． D．

8．跳高运动员在完成动作的过程中，下列说法中正确的是（　　）

A．起跳时地面给运动员的支持力大小等于运动员受到的重力

B．起跳时地面给运动员的支持力大小小于运动员对地面的压力

C．运动员在上升过程中处于超重状态

D．运动员在上升过程中处于失重状态

9．已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若绕地球做匀速圆周运动的空间站离地面的高度也等于R，则(　　)

A．空间站的运行速度为

B．空间站的加速度为

C．空间站的周期为

D．空间站里的人和物都处于完全失重状态，没有重力

10．一辆汽车在教练场上沿着平直道路行驶，以x表示它相对于出发点的位移。如图为汽车的图像，则下列说法正确的是（　　）

A．汽车离出发点最远距离为750m

B．汽车前10s的加速度为3m/s2

C．汽车前10s的平均速度大于后20s的平均速度

D．第40s末汽车返回到出发点

11．如图所示，光滑的直角三角形框架ABC竖直放在水平面上，两质量均为m的小环M、N用轻质细绳相连套在两直角边上而处于静止状态，已知θ=30°，则下列判断错误的是（　　）

A．细绳张力大小为mg

B．环M对AB边压力为mg

C．环M、N对两直角边的压力的比值为

D．图中α角为60°

12．如图a所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体（物体与弹簧不连接）。初始时物体处于静止状态，现用竖直向上的拉力F作用物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x的关系如图b所示（g=10m/s2），则正确的结论是（  ）

A．物体与弹簧分离时，弹簧处于原长状态

B．弹簧的劲度系数为7.5N/m

C．物体的质量为3kg

D．物体的加速度大小为5m/s2

二、实验题(共16分)

13．某同学用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。他将打点计时器接到电源频率为50 Hz的交流电源上，实验时得到一条实验纸带，纸带上O、A、B、C、D、E、F、G为计数点，每相邻两个计数点间还有4个点没有画出。

(1)两相邻计数点间的时间间隔为T=________s。

(2)由纸带可知，小车的加速度为a=________m/s2，在打D点时小车的速度vD=_______m/s（以上两空保留两位有效数字），F到G的距离为______cm。

(3)若实验时，电源频率略低于50 Hz，但该同学仍按50 Hz计算小车的加速度，则测量得到的小车的速度与真实的速度相比将________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

14．（1）某同学用如图甲所示电路测量电阻，的测量值比真实值________（选填“偏大”或“偏小”）；若被测电阻的阻值约为1Ω，应采用图________（选填“甲”或“乙”）所示电路，误差会比较小。

（2）某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内阻r，所给的器材有：

A．电压表V：0～3V，0～15V    

B．电流表A：0～0.6A，0～3A

C．滑动变阻器：（20Ω，1A）    

D．滑动变阻器（1000Ω，0.1A）

E．开关S和导线若干

①实验中电压表应选用的量程为________（选填“0～3V”或“0～15V”）；电流选用的量程为________（填“0～0.6A”或“0～3A”）；滑动变阻器应选用________。

②实验测得的6组数据已在图象中标出，如图所示。请你根据数据点位置完成图线_______，并由图线求出该电池的电动势________V，内阻________Ω。

三、解答题(共36分)

15．为研究小行星登陆器的缓冲性能，无风天气下在地球某试验场做如下试验：登陆器悬停于离地面的高空，关闭动力后，登陆器先做自由落体运动，一段时间后点火打开反推发动机，登陆器马上以大小为的加速度匀减速下降，竖直落地时要求速度不能超过。重力加速度，求：

（1）打开反推发动机时的最大速度是多少？

（2）登陆器在空中运动的最短时间是多少？

16．质量M＝2kg的笼子，用轻弹簧悬挂起来，静止在平衡位置，弹簧伸长量，今有m＝2kg的油泥由距离笼底高h＝0.3m处自由下落到笼底（瞬间与笼一起向下运动），已知弹簧的弹性势能与其形变量x间满足，g取。求

（1）油泥落到笼底瞬间与笼子一起运动时的速度大小；

（2）整体下落过程中的最大速度的大小。

17．如图1所示，在绝缘光滑水平桌面上，以O为原点、水平向右为正方向建立x轴，在区域内存在方向竖直向上的匀强磁场。桌面上有一边长、电阻的正方形线框，当平行于磁场边界的边进入磁场时，在沿x方向的外力F作用下以的速度做匀速运动，直到边进入磁场时撤去外力。若以边进入磁场时作为计时起点，在内磁感应强度B的大小与时间t的关系如图2所示，在内线框始终做匀速运动。

(1)求外力F的大小；

(2)在内存在连续变化的磁场，求磁感应强度B的大小与时间t的关系；

(3)求在内流过导线横截面的电荷量q。

18．如图所示，坐标系xOy第一象限内有场强大小为E，方向沿x轴正方向的匀强电场，第二象限内有磁感应强度大小为B，方向垂直于xOy平面且与x轴相切于P点的圆形匀强磁场区域（图中未画出）， P点的坐标为（−3l0，0），电子a、b以大小相等的速度，从P点射入磁场，b沿+y方向，a、b速度方向间的夹角为（0<<，a、b经过磁场偏转后均垂直于y轴进入第一象限，b经过y轴上的Q点。已知电子质量为m、电荷最为e，不计电子重力。

（1）求Q点的坐标；

（2）求a、b第1次通过磁场的时间差∆t；

（3）a、b离开电场后途经同一点A（图中未画出），求A点的坐标及a从P点运动至A点的总路程s。

1．D

【详解】A．在围绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船仍是惯性系，可以利用弹簧测力计测出水平拉力，再测出物体的加速度，利用牛顿第二定律即可算出物体的质量，A错误；

B．该点与原点的连线斜率为小灯泡在该电压下电阻的倒数，B错误；

C． 不是比值定义式，C错误；

D．探究“直导线在匀强磁场中所受安培力与哪些因素有关”的实验中，采用了控制变量法，D正确。

故选D。

2．B

【详解】从n=4能级跃迁到n=1能级时能级差最大，辐射光的频率最大，波长最短，选项A错误；由4→1的跃迁，4→2的跃迁，3→1的跃迁2→1的跃迁的能级差都大于3→2跃迁的能级差，则氢原子跃迁时，向外辐射的光子中有4种能使该金属发生光电效应现象，选项B错误；金属的逸出功由金属本身来决定，与入射光的频率无关，选项C错误；当该金属发生光电效应时，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，选项D错误；故选B.

3．B

【详解】A．物体B做匀速运动，速度为

物体D做匀加速运动，2s末的速度为vD=4m/s；物体F做加速度增加的加速运动，2s末的速度为

则选项A错误；

B．由图像可知，物体A静止，物体B、C做匀速直线运动，则所受的合力均为零，选项B正确；

CD．物体B做匀速运动，则合力为零不变；物体F加速度增大，则所受的合力变大，物体D做匀加速运动，则所受合力为恒力，选项CD错误；

故选B。

4．D

【详解】A．a、b是匀强电场中的两点，电场强度相同，而a点的电势高于b点的电势，故A错误；

B．a、b是同一等势面上的两点，电势相同，场强大小相等，但方向不同，则电场强度不同，故B错误；

C．根据电场线的对称性可知，a、b两点电势相同，场强大小相等，但方向相反，所以电场强度不同，故C错误；

D．等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线，则a、b的电势相同，由于电场线关于两电荷连线上下对称，场强也相同，故D正确。

故选D。

5．C

【详解】根据安培定则知，弯曲成“п”导线中电流的磁场方向为：垂直纸面向里，且大小减小．由楞次定律可知，感应电流的方向为顺时针，根据左手定则可知，安培力的方向背离圆心，由于弯曲成是“п”导线，所以金属环下边圆弧受到的安培力小于上边圆弧受到的安培力，因此导致挂环的拉力减小，但由于金属环左右两侧受安培力等大反向，则环仍处于静止状态；

A．环向AB边靠拢，与结论不相符，选项A错误；    

B．环向CD边靠拢，与结论不相符，选项B错误；    

C．悬线中拉力变小，与结论相符，选项C正确；    

D．悬线中拉力增大，与结论不相符，选项D错误；

6．B

【分析】静电计测定电容器极板间的电势差，电势差越大，指针的偏角越大；由，分析电容的变化，根据分析电压U的变化．

【详解】A项：将M板向下平移，正对面积S减小，根据，电容减小；Q一定，根据，电压增加；故静电计指针张角变大；故A错误；

B项：将M板向上平移正对面积S减小，根据，电容减小；Q一定，根据电压增加；故静电计指针张角变大；故B正确；

C项：将M板沿水平向左方向远离N板，距离d增大，根据电容减小；Q一定，根据电压增加；故静电计指针张角变大；故C错误；

D项：在M、N之间插入云母板（介电常数大于1），根据电容变大；Q一定，根据，电压减小；故静电计指针张角变小，故D错误．

故选B．

【点睛】本题是电容动态变化分析问题，关键抓住两点：一是电容器的电量不变；二是关于电容的两个公式．

7．D

【详解】在内，由于线圏在匀强磁场中从中性面开始转动，故产生正弦式交变电流，在内都有感应电流，整个周期都有感应电流，所以ABC错误；D正确；

故选D。

8．D

【详解】A．运动员在起跳过程中运动员的加速度竖直向上，根据牛顿第二定律可知运动员所受合力竖直向上，故地面对运动员的支持力大于运动员的重力，故A错误；

B．起跳时地面给运动员的支持力与运动员对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，故B错误；

CD．人在离开地面上升过程中，只受重力，加速度向下，故运动员离开地面上升过程中处于失重状态，故C错误，D正确。

故选D。

9．AB

【详解】在地球表面重力与万有引力相等有

卫星的向心力由万有引力提供有

A．空间站的运行速度为：

故A正确；

B．空间站的加速度

故B正确；

C．空间站的周期

故C错误；

D．空间站里的人和物都处于完全失重状态，仍受到重力的作用，故D错误；

10．CD

【详解】A．根据位移—时间图线知，汽车离出发点的最远距离为30m，故A错误；

B．汽车在前10s内做匀速直线运动，加速度为零，故B错误；

C．在匀速直线运动中，平均速度大小等于瞬时速度的大小。位移—时间图线的斜率表示速度，0~10s内图线的斜率大于后20s内图线的斜率，则前10s内平均速度大于后20s内的平均速度，故C正确；

D．由位移时间图线知，40s末x=0，汽车又返回到出发点，故D正确。

故选CD。

11．AB

【详解】对两个环分别受力分析，均受重力、支持力和拉力，设拉力为T；对M环，根据平衡条件，有

N环，根据平衡条件，有

联立解得

即环M、N对两直角边的压力的比值为， AB错误，CD正确。

此题选择错误选项，故选AB。

12．AD

【详解】A．物体与弹簧分离时，弹簧恢复原长；故A正确；

BCD．刚开始物体处于静止状态，重力和弹力二力平衡，有

拉力为10N时，弹簧弹力和重力平衡，合力等于拉力，根据牛顿第二定律，有

物体与弹簧分离后，拉力为30N，根据牛顿第二定律，有

解得

m=2kg

故D正确，ABC错误。

故选AD。

13．     0.1     0.75     0.40     5.90     偏大

【详解】(1)[1]电磁打点计时器当电源频率是50Hz时，它们每隔0.02s打一次点。根据题意可知：每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，因此计数点之间的时间间隔为：T=0.1s

(2)[2]由题意 △x=0.75cm，根据匀变速直线运动推论△x=aT2可得

[3]根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，因此有

[4]根据题意可知

xEF=19.65cm-14.50cm=5.15cm

xFG-xEF=△x

xFG=xEF+△x=5.15cm+0.75cm=5.90cm

(3)[5]如果在某次实验中，交流电的频率低于50Hz，那么实际打点周期变大，△x就变大，根据运动学公式△x=at2得，时间T仍用原来的值计算，则真实的加速度值就会偏大，所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏大。

14．     偏小     甲     0～3V     0～0.6A               1.5V     1.5Ω

【详解】（1）[1]由甲图所示电路图可知，电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，电流测量值大于真实值，由欧姆定律可知，的测量值比真实值偏小；

[2]电压表的内阻约为几千甚至几万欧姆，电流表内阻很小，约为零点几欧姆，若被测电阻的阻值约为1Ω，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法，误差较小，即采用图甲所示实验电路；

（2）①[3]一节干电池电动势约为1.5V，则电压表量程应选：0～3V；

[4]根据欧姆定律可知，电路最大电流约为零点几安培，电流表应选：0～0.6A；

[5]为了尽可能测量数据，电压表和电流表数据变化尽量大，故选择滑动变阻器；

②[6]让尽可能多得点过直线，不能过直线的点对称分布在直线两侧，根据坐标系内描出的点作出图象为

[7]由图示图线可知，电源电动势为

[8]电源内阻为

15．（1）；（2）10.4s

【详解】（1）设登陆器做自由落体运动的高度为h，此时有最大速度v，此时打开反推发动机开始匀减速运动，落地时速度刚好为

这种情况登陆器在空中运动时间最短，则有

联立解得

（2）根据

登陆器在空中自由下落的时间为

减速运动的时间为

16．（1）；（2）

【详解】（1）设油泥自由下落到笼底时的速度大小为，由

得

设油泥落到笼底瞬间与笼子一起运动时的速度的为，由动量守恒定律得

解得

（2）由

得

设整体下落过程中，笼子和油泥的总重力和弹簧弹力平衡时，弹簧的伸长量为，此时整体的速度最大，设最大速度为。由

以新平衡位置为重力势能参考平面，由机械能守恒定律得

解得

17．(1)；(2)；(3)

【详解】(1)由图2可知，则回路电流

安培力

所以外力

(2)匀速出磁场，电流为0，磁通量不变，时，，磁通量，则t时刻，磁通量

解得

(3)电荷量

电荷量

总电荷量

18．（1）；（2）；（3）；

【详解】（1）电子在磁场中运动

解得

根据题意a、b经过磁场偏转后均垂直于y轴进入第一象限，磁场圆的半径

根据磁发散规律：b粒子垂直x轴进入磁场，则垂直于y轴出磁场，所以Q点的坐标为

（2）粒子运动轨迹如图所示，电子在匀强磁场中运动的周期

a在磁场区中的运动时间

b在磁场区中的运动时间

可得

解得

（3）根据磁聚焦规律：粒子运动轨迹如上图所示，a、b离开电场后均经过圆形磁场的最高点A，A点的坐标为；a在磁场中运动的路程

无场区的路程

在电场中，动能定理

路程为

解得