2023届江西省泰和中学高三下学期一模考试物理试题（含答案）

2023届高三年级一模考试

物理试题

一、选择题(1-8为单选，9-12为多选，每空4分，共48分)

1．下列说法正确的是（　　）

A．卢瑟福为解释α粒子散射实验现象提出了原子核式结构学说

B．一个氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时，最多能产生三种不同频率的光子

C．β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流

D．加大入射光的频率可以增加金属的逸出功

2．质量为m的物体P置于倾角为θ1的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动。已知重力加速度为g。当小车和滑轮间的细绳与水平方向成夹角θ2时（如图），下列判断正确的是（　　）

A．P的速率为v B．P的速率为vsinθ2

C．运动过程中P处于超重状态 D．线的拉力始终等于mgsinθ1

3．如图甲所示是一简易打桩机。质量m=1kg的重物在拉力的作用下从与钉子接触处由静止开始运动，上升一段高度后撤去拉力，重物上升到最高点后自由下落，撞击钉子，将钉子打入一定深度。若以重物与钉子接触处为重力势能零点，重物上升过程中，其机械能E与上升高度h的关系图像如图乙所示，不计所有摩擦。则（g取10m/s2）（　　）

A．重物在1.0～1.2m过程中做匀速直线运动 B．重物加速上升过程中的加速度为1m/s2

C．重物上升到1m高度处的速度为2m/s D．重物上升过程拉力的最大功率为12W

4．匀强电场中有a、b、c三点。在以它们为顶点的三角形中，∠a=30°，∠c=90°。电场方向与三角形所在平面平行。已知a、b和c点的电势分别为、和4V。该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为（　　）

A．、 B．0V、4V

C．、 D．2V、6V

5．如图所示，平行板电容器两极板带等量异种电荷，右极板与静电计金属球相连，左极板和静电计金属外壳相连，下列操作能使静电计指针张角变小的是（　　）

A．增大两极板的带电量 B．在两极板间插入电介质

C．将左极板向上平移少许 D．将左极板向左平移少许

6．环形线圈放在匀强磁场中，设在第内磁场方向垂直于线圈平面向里，如图甲所示，若磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示，那么在第内，线圈中感应电流的大小和方向是（　　）

A．大小恒定，逆时针方向

B．大小恒定，顺时针方向

C．大小逐渐增加，顺时针方向

D．大小逐渐减小，逆时针方向

7．如图所示，长度为d、质量为m的导体棒用绝缘细线悬挂并垂直纸面放置，导体棒中有方向由a指向b、大小为I的电流，导体棒处在水平向右的匀强磁场中、现改变匀强磁场方向，使其方向逆时针缓慢转到水平向左，此过程中细线与竖直方向的最大夹角为37°。已知重力加速度为g（安培力小于重力），不计空气阻力，，。则匀强磁场的磁感应强度B大小为（　　）

A． B． C． D．

8．如图甲为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为4∶1，原线圈接图乙所示的正弦交流电。图甲中Rt为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。则下列说法正确的是（  ）

A．图乙所示电压的瞬时值表达式为u=51sin 100πt V

B．变压器原、副线圈中的电流之比为1∶4

C．变压器输入、输出功率之比为1∶4

D．Rt处温度升高时，电压表和电流表的示数均变大

9．如图所示的两条直线，分别表示两个物体的直线运动的速度-时间图象，下列说法中正确的是（　　）

A．在前10s内，B的位移比A的大

B．B的加速度比A的大

C．A的初速度比B的初速度小

D．10s时两个物体的瞬时速度相等

10．有两颗人造地球卫星，它们的质量比m1：m2=1：2，运行速度之比v1：v2=1：2，则（　　）

A．它们的周期之比T1：T2=1：2 B．它们的轨道半径之比R1：R2=4：1

C．它们的向心加速度之比a1：a2=1：16 D．所受向心力之比F1：F2=32：1

11．如图所示，人的质量为M，物块的质量为m，且M＞m，若不计绳与滑轮的摩擦，则当人拉着绳向右跨出一步后，人和物仍保持静止，则下列说法中正确的是：（）

A．地面对人的摩擦力减小

B．地面对人的摩擦力增大

C．人对地面的压力增大

D．人对地面的压力减小

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作用在物体上，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（10 m/s2），则正确的结论是(    )

A．物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态

B．弹簧的劲度系数为5N/cm

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．某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。将刻度尺固定在铁架台的横杆上（刻度尺的零刻度线在上端），光电门固定在刻度尺的下端刻度为x2的位置，接通光电门的电源，让一个高度为d的圆柱形重锤从光电门正上方刻度为x1的位置由静止释放，重锤下落并穿过光电门，已知重锤下落的距离比重锤的高度大得多。

（1）某次实验中，测得重锤通过光电门时的遮光时间为，若重锤的质量用m表示，查得当地重力加速度为。则重锤由静止释放到穿过光电门的整个过程中重锤的动能增加量为_____，重锤的重力势能减小量为______。

（2）改变释放重锤时重锤与光电门间的距离x，多次进行实验，记录每次实验重锤通过光电门时的遮光时间，该同学想用图象处理数据，为使所得图象为一条直线，应作下列_____图象（填选项代号）。

A．          B．        C．　     D．

（3）若（2）问中所得图象斜率为k，可得当地重力加速度__________。将此测量值与比较，若偏差不大，亦可验证小球机械能守恒。

（4）本实验因下列原因产生的误差，属于系统误差的是_______。

A．刻度尺读数时出现的误差

B．用重锤通过光电门的平均速度代替重锤到达光电门处的瞬时速度产生的误差

C．小球下落过程受空气阻力影响产生的误差

14．某实验小组测量一充电宝的电动势和内阻。从说明书可知该充电宝的电动势约为5V。内阻很小，约0.1~0.3Ω，最大放电电流为2A。

（1）该小组将充电宝连接线的外绝缘层剥开，找出充电宝的正极和负极，将多用电表选择开关旋到10V直流电压挡，先进行机械调零，然后红、黑表笔分别接触充电宝的正极和负极，电表刻度盘如图甲所示，该读数为___________V。

（2）该小组想进一步精确测出该充电宝的电动势和内阻，实验室提供的器材如下：

A．电压表V（量程为6V，内阻约为5kΩ）

B．电流表A（量程为3A，内阻约为0.6Ω）

C．滑动变阻器（最大阻值为20Ω）

D．定值电阻

E．一个开关及导线若干

该小组设计了两种测量充电宝电动势和内阻的电路，图乙中___________（填“A电路”或“B电路”）

（3）该小组通过调节滑动变阻器，测得多组I、U数据，并在坐标纸上描点连线如图所示，

根据U-I图像，可求得该充电宝的电动势为___________V，内阻为___________Ω，（结果均保留两位小数）

三、解答题(共36分)

15．中央电视台近期推出了一个游戏节目—推矿泉水瓶；选手们从起点开始用力推瓶一段时间后，放手让瓶向前滑动，若瓶最后停在桌上有效区域内，视为成功；若瓶最后不停在有效区域内或在滑行过程中倒下均视为失败，其简化模型如图所示，AC是长度为L1＝5m的水平桌面，选手们可将瓶子放在A点，从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶，BC为有效区域，已知BC长度为L2＝2m，瓶子质量为m＝0.5kg，瓶子与桌面间的动摩擦因数μ＝0.4，某选手作用在瓶子上的水平推力F＝20N，瓶子沿AC做直线运动，g=10m/s2，假设瓶子可视为质点，那么该选手要想游戏获得成功，试问：

（1）推力作用在瓶子上时所做的功最大不得超过多少？

（2）推力作用在瓶子上的距离最小为多少？

16．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L=0.5m、电阻R=0.25Ω的正方形线框abcd，当平行于磁场边界的cd边进入磁场时，在沿x方向的外力F作用下以v=1.0m/s的速度做匀速运动，直到ab边进入磁场时撤去外力。若以cd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，由图2可知，0.5s时ab边刚好进入磁场，1.0s时cd边开始出磁场，1.5s时线框刚好全部出磁场。已知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从而保证线框能匀速出磁场，求在这段时间内磁感应强度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。

17．在如图所示的平面直角坐标系中，在第I、II象限内存在方向垂直xOy平面的匀强磁场，第IV象限内存在匀强电场，方向沿y轴负方向。电场区域呈阶梯状，宽度为L，y方向的长度依次为h、。电场区域下方放置两块宽度为L、彼此不相连的电子探测板，电子遇到探测板后立即被吸收。一束电子从坐标原点O沿y轴正方向射入磁场，当入射电子束的初速度大小为时，电子恰好能到达第一块探测板，并击中（，-h）点。已知电子质量为m、电荷量为-e，不考虑电子间的相互作用。

（1）求磁感应强度B和电场强度E的大小；

（2）若入射电子束的初速度大小在之间，求恰能到达第二块探测板的电子从射入到被吸收的时间。

1．A

【详解】A．卢瑟福为解释α粒子散射实验现象提出了原子核式结构学说，故A正确；

B．一个氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时，最多能产生两种不同频率的光子，故B错误；

C．β射线为原子核内中子转变为质子时形成的电子流，故C错误；

D．金属的逸出功只与金属本身有关，加大入射光的频率不会改变金属的逸出功，故D错误。

故选A。

2．C

【详解】AB．将小车的速度沿细绳和垂直细绳方向分解，可知当小车和滑轮间的细绳与水平方向成夹角θ2时，沿细绳方向分速度为，由于细绳不可伸长，P的速率等于小车速度沿绳方向分速度的大小，故AB错误；

CD．由上述分析知，小车向右匀速运动v不变，P的速率表达式为

θ为连接小车端绳子与水平方向的夹角，小车向右运动θ变小，故P的速度变大，P沿斜面向上做加速运动，由牛顿第二定律知，线的拉力大于mgsinθ1，P在竖直方向上有向上的加速度分量，处于超重状态，故C正确，D错误。

故选C。

3．C

【详解】A．撤去F后物体只受重力，机械能守恒，由图像可知1.0m时撤去外力，则物体在1.0~1.2m过程中做自由落体运动，A错误；

B．物体上升过程中

E=Fh

解得

F=12N

则加速度为

2m/s2

B错误；

C．由

解得1m处的速度为2m/s，C正确；

D．1m处功率最大，1m处的速度为2m/s，拉力为12N，由

可得

P=24W

D错误。

故选C。

4．D

【详解】由题意可知，ab为圆形直径，圆心O点电势为

则Oc所在直线为等势面，做Oc垂线为电场线，如图

圆上M点电势最高，N点电势最低。作aP垂直MN，设圆半径为r，则

，，

得

得

沿MN方向电势均匀变化，则

故选D。

5．B

【详解】平行板电容器的决定式和定义式分别为

A．增大两极板的带电量Q，电容器的电容C不变，两极板间电势差U增大，静电计指针张角变大，故A不符合题意；

B．在两极板间插入电介质，两极板间介电常数增大，C增大，Q不变，则U减小，静电计指针张角变小，故B符合题意；

C．将左极板向上平移少许，两极板正对面积S减小，C减小，Q不变，则U增大，静电计指针张角变大，故C不符合题意；

D．将左极板向左平移少许，两极板间距离d增大，C减小，Q不变，则U增大，静电计指针张角变大，故D不符合题意。

故选B。

6．A

【分析】法拉第电磁感应定律；楞次定律

【详解】根据法拉第电磁感应定律可得

因为恒定，故感应电动势恒定，第2 s内穿过线圈的磁通量为向外的减小，根据楞次定律可知线圈中感应电流为逆时针方向，A正确，BCD错误。

故选A。

7．B

【详解】缓慢调节磁场方向时，导体棒受安培力大小不变，对导体棒受力分析，并作出安培力的旋转矢量如图所示，由图可知当安培力方向与细线拉力方向垂直时，导体棒与竖直方向夹角最大，由图中几何关系可知

变形得

故选B。

8．AB

【详解】A．原线圈接图乙所示的正弦交流电，最大电压为51V，周期0.02s，则角速度

 可得电压的瞬时值表达式为

故A正确；

B．根据压器原副线圈中的电流与线圈匝数的关系可知

可得变压器原副线圈中的电流之比为1：4，故B正确；

C．根据变压器特点，理想变压器输入、输出功率之比为1：1，故C错误；

D．根据压器原副线圈中的电压与线圈匝数的关系可知电压表示数不变，Rt处温度升高时，阻值减小，电流表示数变大，故D错误。

故选AB。

9．ACD

【详解】A．由图像可知，在前10s内，B的速度大于A的速度，故B的位移比A的大，故A正确；

B．在v-t图像中斜率代表加速度，A的斜率大于B的斜率，故A的加速度比B的大，故B错误；

C．由图像可知，t=0时刻，A的初速度比B的初速度小，故C正确；

D．在t=10s时，两物体的速度相同，故D正确。

故选ACD。

【点睛】把握速度图像的特点①速度图像的斜率等于物体的加速度；②速度图像与时间轴围成的面积等于物体通过的位移，这样即可顺利解决此类题目。

10．BC

【详解】B．根据

可得

B正确；

A．根据

可得

A错误；

C．根据

可得

C正确；

D．根据

可知

D错误。

故选BC。

11．BC

【详解】分别对物块和人进行受力分析，如下图，对于物块由平衡条件可知，对于人进行正交分解，有和，当人拉着绳向右跨出一步后，绳子的拉力不变，而绳子和水平方向的夹角变小，因此，地面对人的摩擦力增大，地面对人的支持力减小，根据作用力和反作用力，人对地面的压力减小，所以正确选项为B、C．

12．BD

【详解】试题分析：物体与弹簧分离时，弹簧恢复原长，故A错误；刚开始物体处于静止状态，重力和弹力二力平衡，有：…①，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：…②，物体与弹簧分离后，拉力为30N，根据牛顿第二定律，有：…③，代入数据解得：，，，故BD正确，C错误；

考点：考查了牛顿第二定律

13．               D          BC

【详解】(1)[1][2]重锤通过光电门时的速度

重锤由静止释放至重锤下落并穿过光电门的过程中重锤动能增加量为

重锤重力势能减小量为

(2)[3]若机械能守恒则

即

则为使所得图象为一条直线，要做图像，故选D。

(3)[4]若(2)问中所得图象斜率为k，则

可得

(4)[5]A．刻度尺读数误差属于偶然误差，故A错误；

B. 用重锤通过光电门的平均速度代替重锤到达光电门处的瞬时速度产生的误差是系统误差，故B正确；

C. 小球下落过程受空气阻力影响产生的误差是系统误差，故C正确。

故选BC。

14．     3.8     B电路     5.0     0.13

【详解】（1）[1]用直流10V档测量时，最小刻度0.2V，则读数为3.8V；

（2）[2]考虑到电流表内阻的影响，则应该选择两种测量充电宝电动势和内阻的电路中B电路；

（3）[3][4]由图像可知，电动势

E=5.0V

内阻

15．（1）10J （2）0.4m

【详解】（1）要想获得游戏成功，瓶滑到C点速度正好为0，根据动能定理得

解得：

（2）由牛顿第二定律可知在外力作用下产生的加速度为

撤去外力后加速度为

要想游戏获得成功，瓶滑到B点速度正好为零，力作用距离最小，设最小距离为d，则

联立解得

16．（1）0.0625N；（2）；（3）0.5C

【详解】（1）由图可知，在时，磁感强度为大小为，回路电流

线框所受安培力

由于线框匀速运动

解得外力

（2）线框匀速离开磁场，线框中的感应电流为0，磁通量不变时，即

在时，磁感强度大小为，此时的磁通量为

因此在t时刻，磁通量

解得

（3）根据

而

因此

在时间内，电荷量

在时间内，电荷量

在时间，线框无感应电流，所以

总电荷量

17．（1），；（2）

【详解】（1）设电子在磁场中做圆周运动的半径为R

根据几何关系可得

联立可得

电子在电场中运动，根据动能定理得

解得

（2）能到达第二极板的电子最小入射速度为vmin

速度最小的电子在磁场中运动半径为

电子在磁场中运动半周沿x方向前进

故该电子在磁场中运动三个半周，设时间为t1

电子在的间往返两次，在间运动到达第二极板被吸收，时间为t2

故总时间