2023届湖南省岳阳市高三上学期一模模拟物理试卷（3卷）（解析版）

这是一份2023届湖南省岳阳市高三上学期一模模拟物理试卷（3卷）（解析版），共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1. 伽利略在研究力和运动的关系的时候，采用两个平滑对接的斜面，一个斜面固定，让小球从斜面上滚下，小球又滚上另一个倾角可以改变的斜面，斜面倾角逐渐减小直至为零，如图所示。关于这个理想斜面实验，下列说法正确的是（ ）
A. 如果没有摩擦，小球运动过程中机械能守恒
B. 如果没有摩擦，小球将在另一斜面上运动相同的路程
C. 如果没有摩擦，小球运动到另一斜面上最高点的高度与释放时的高度不同
D. 如果没有摩擦，小球运动到水平面时的机械能小于释放时的机械能
2. 汽车的设计、竞技体育的指导、宇航员的训练等多种工作都会用到急动度的概念。急动度j是加速度变化量Δa与发生这一变化所用时间Δt的比值，即，它的方向与物体加速度变化量的方向相同。一物体从静止开始做直线运动，其加速度a随时间t的变化关系如图，则该物体在（ ）
A. 1s~3s内做减速运动
B. 0~5s内速度方向发生改变
C. t＝2s时和t＝4s时加速度等大反向
D. t＝2s时和t＝4s时急动度等大反向
3. 2020年6月23日9时43分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第五十五颗导航卫星，暨北斗三号最后一颗全球组网卫星。至此，北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年全面完成。已知地球的质量为M，半径为R，自转角速度为ω，引力常量为G，该导航卫星为地球同步卫星，下列说法正确的是（ ）
A. 该导航卫星运行速度大于第一宇宙速度
B. 该导航卫星的发射速度大小介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
C. 该导航卫星在轨道运行时的加速度大小会小于质量较小的同步卫星加速度大小
D. 该导航卫星的预定轨道离地高度为
4. 如图所示，某同学疫情期间在家锻炼时，对着墙壁练习打乒乓球，球拍每次击球后，球都从同一位置斜向上飞出，其中有两次球在不同高度分别垂直撞在竖直墙壁上，不计空气阻力，则球在这两次从飞出到撞击墙壁前（ ）
A. 在空中飞行的时间可能相等 B. 飞出时的初速度竖直分量可能相等
C. 撞击墙壁的速度大小可能相等 D. 飞出时的初速度大小可能相等
5. 一交流电源电压，对下图电路供电，已知理想变压器原、副线圈匝数比为5：1，灯泡L的额定功率为42W，排气扇电动机线圈的电阻为2Ω，电流表的示数为2A，用电器均正常工作，定值电阻R的功率为4W，电表均为理想电表，则（ ）
A. 流过定值电阻R的电流为10A
B. 排气扇电动机的发热功率4W
C. 整个电路消耗的功率84W
D. 排气扇电动机的输出功率40W
6. 如图所示，岳阳某校高三体育专业生在水平地面上进行拉轮胎的负荷训练，设该同学做匀速直线运动，运动过程中保持双肩及两绳的端点A、B等高，且绳子BO=AO，为简便计算，假设两绳间的夹角为θ＝60°，绳AO、BO所在平面与水平面间的夹角恒为γ=30°，地面对轮胎的摩擦阻力大小恒为f，则每根绳的拉力大小为（ ）
A. B.
C. D.
二、多选题
8. 如图所示，轻绳上端A固定在天花板上，下端C与中点B处分别与质量为m和2m的小球连接。现用与水平方向始终成30°角的拉力F将B点处小球向右上方缓慢提升，直到绳AB与竖直方向成60°角。关于该过程中绳AB上的弹力FAB和拉力F变化情况的说法正确的是（ ）
A. F一直增大
B. F一直减小
C. FAB先减小后增大
D. FAB先增大后减小
8. 如图所示，一带正电的粒子以一定的初速度进入点电荷Q产生的电场中，沿图中弯曲的虚线轨迹先后经过电场中的a、b两点，其中a点的场强大小为Ea，方向与ab连线成30°角；b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成60°角，粒子只受电场力的作用。下列说法中正确的是（ ）
A. 点电荷Q带负电 B. a点电势低于b点电势 C. 粒子在a点的电势能高于在b点的电势能
D. 粒子在a点的加速度大于在b点的加速度
9. 如图所示，一竖直放置的轻弹簧一端固定于地面上，另一端与质量为3 kg的物体B拴接在一起，质量为1 kg的物体A置于物体B上。现用外力压缩弹簧到某一位置，撤去外力后A和B一起竖直向上运动，在A、B分离后，当A上升0.2 m到达最高点时，B的速度方向向下，且弹簧处于原长。从A、B分离起至A到达最高点的这一过程中，下列说法正确的是（g取10 m/s2）（ ）
A. A、B分离时B的加速度为g
B. 弹簧的弹力对B做负功
C. B的动量变化量为零
D. 弹簧的弹力对B的冲量大小为6 N·s
10. 如图所示，相距L的光滑金属导轨固定于水平地面上，由竖直放置的半径为R的圆弧部分和水平平直部分组成。MNQP范围内有方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场。金属棒ab和cd垂直导轨放置且接触良好，cd静止在磁场中；ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与cd没有接触；cd离开磁场时的速度是此时ab速度的一半。已知ab的质量为m、电阻为r，cd的质量为2m、电阻为2r。金属导轨电阻不计，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. cd在磁场中运动时电流方向为c→d B. cd在磁场中做加速度减小的加速运动
C. cd在磁场中运动的过程中流过截面的电荷量
D. 从ab由静止释放至cd刚离开磁场时，cd上产生的焦耳热为
三、实验题
11. 如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置，他在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处静止释放。
（1）该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d＝_______mm；
（2）实验时，测量A位置到光电门的距离L，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t；
（3）下列不必要的一项实验要求是_______（请填写选项前对应的字母）。
A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
B．应使 A 位置与光电门间的距离适当大些
C．应将气垫导轨调节水平 D．应使细线与气垫导轨平行
（4）改变钩码的质量，测出对应的力传感器的示数 F 和遮光条通过光电门的时间 t，通过描点作出线性图像，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出______图像（选填“t2—F”“—F”或“—F”）。
12. 在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时，所用的电流表内阻为几欧，电压表内阻为十几千欧。实验中得到了多组数据，通过描点连线在I-U坐标系中得到了小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示。
（1）在图乙虚线框中画出该实验电路原理图。
（2）根据图甲，可确定小灯泡的功率P与U2和P与I2的关系，下列示意图中合理的是_______。
A. B. C. D.
（3）将被测小灯泡、定值电阻R和电源串联成如图丙所示的电路。电源电动势为6.0 V，内阻为1.0 Ω。若电路中的电流为0.40 A，则定值电阻R所消耗的电功率为_______W。
四、计算题
13、某极限运动员乘气球升至距地面的高空后由静止跳下，到达距地面的高度处时，运动员打开降落伞并成功落地。取重力加速度大小。
(1)若忽略空气阻力，求该运动员从静止开始下落至距地面的高度处所需的时间及其在此处速度的大小；
(2)实际上，物体在空气中运动时会受到空气的阻力，物体高速运动时所受阻力的大小可近似表示为，其中为速率，为阻力系数，其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关。已知该运动员在某段时间内高速下落的图像如图所示，该运动员和所带装备的总质量，求该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数（结果保留一位有效数字）。
14、 如图甲所示，物块A、B的质量分别是和，A、B用轻弹簧拴接，放在光滑的水平面上，B右侧与竖直墙壁相接触.时，另有一物块C以速度向右运动，在时与A相碰，并立即与A粘在一起不再分开，C的图像如图乙所示.求：
（1）C的质量；
（2）B离开墙壁后弹簧具有的最大弹性势能；
（3）在4~ 12 s的时间内墙壁对B弹力的冲量的大小
15、如图，在0≤x≤h，－∞0)的粒子以速度v0从磁场区域左侧沿x轴进入磁场，不计重力．
(1)若粒子经磁场偏转后穿过y轴正半轴离开磁场，分析说明磁场的方向，并求在这种情况下磁感应强度的最小值Bm；
(2)如果磁感应强度大小为eq \f(Bm,2)，粒子将通过虚线所示边界上的一点离开磁场．求粒子在该点的运动方向与x轴正方向的夹角及该点到x轴的距离．
模拟卷（3）答案
1、A
2、C【详解】A．1s～3s内加速度为正值，做加速度减小的加速运动，故A错误；
B．与时间轴所围面积为物体的速度，故0～5s内始终为正值，故速度方向不变，故B错误；
C．由图像可知，t＝2s时和t＝4s时加速度等大反向，故C正确；
D．t=2s时和t=4s时，斜率相同，故急动度相同，故D错误。
故选C。
3.B A．卫星绕地球转动时万有引力提供向心力，由牛顿第二定律可知
变形可得由该公式可知轨道半径越大，线速度越小，第一宇宙速度在数值上等于卫星绕地球表面转动时的环绕速度，该导航卫星轨道半径大于地球半径，所以其速度小于第一宇宙速度，故A错误； B．第一宇宙速度是发射卫星的最小速度，第二宇宙速度指的卫星摆脱地球引力最小发射速度，该导航卫星绕地球转动，没有摆脱地球引力，所以其发射速度大小介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间，选项B正确； C．卫星绕地球做圆周运动时万有引力提供向心力，由牛顿第二定律可知
可知加速度大小与质量无关，选项C错误；
D．卫星绕地球做圆周运动时万有引力提供向心力，由牛顿第二定律可知
由几何关系可知 联立可得h＝ 选项D错误。
4.【答案】D A．将乒乓球的运动逆过程处理，即为平抛运动，两次的竖直高度不同，两次运动时间不同，A项错误；
B．在竖直方向上做自由落体运动，因两次运动的时间不同，故初速度在竖直方向的分量不同，B项错误； C．两次水平射程相等，但两次运动的时间不同，则两次撞击墙壁的速度不同，C项错误；
D．竖直速度大的，其水平速度就小，根据速度的合成可知飞出时的初速度大小可能相等，D项正确。
故选D。
5.【答案】D【解析】A．由题知，通过变压器副线圈的电流的有效值等于电流表的示数，即为
变压器原副线圈的匝数比5：1，由则流过定值电阻R的有效值即通过变压器原线圈的电流的有效值，为A错误；
C．由题知，电源电压的有效值为
则整个电路消耗的功率即电源的输出功率为 C错误；
BD． 故排气扇电动机的总功率为原线圈两端的电压
设变压器副线圈两端的电压的有效值为U2，根据
解得 根据 又 解得通过排气扇电动机的电流的有效值为
则排气扇电动机的发热功率为排气扇电动机的输出功率为
B错误D正确。
6.【答案】A
7、【答案】AC【解析】
由上图可知，随着B球的不断升高，AB绳子的拉力与水平方向的夹角越来越小，根据长度的变化的关系可知力大小的变化情况：F一直增大，FAB先减小后增大。AC正确，BD错误。
故选AC。
8【答案】AC A．根据轨迹的弯曲方向，可知点电荷与带电粒子的电性相反，为库仑引力。故点电荷带负电。故A正确； B．由图中信息可知a点到点电荷的距离大于b点到点电荷的距离。根据负点电荷周围等势面的分布情况，可知a点的电势高于b点电势。故B错误；
C．根据电势能的定义式，有可知粒子在a点的电势能高于在b点的电势能。故C正确； D．根据牛顿第二定律，有故粒子在a点的加速度小于在b点的加速度。故D错误。故选AC。
9.【答案】AD【解析】A．由分离的条件可知，A、B两物体分离时二者的速度、加速度均相等，二者之间的相互作用力为0，对A分析可知，A的加速度aA=g,所以B的加速度为g，故A正确；
B．A、B两物体分离时弹簧恢复原长，A到达最高点时弹簧又恢复原长，从A、B分离起至A到达最高点的这一过程中，弹簧的弹性势能变化为零，所以弹簧的弹力对B做的功为零，故B错误；
C．当两者分离时，B向上运动，当A运动到最高点时，B向下运动，故B动量变化不为零，总的动量变化向下，故C错误；
D．分离的瞬间，两个物块速度加速度均相同，之后A做竖直上抛运动达到最高点，这段距离可求出其初速度 v==2m/s 则t==0.2s 在此过程中对B，由动量定理得 mBgt＋IN=mBv-（-mBv）
代入数据解得 IN=6N·s 故D正确；故选AD。
10.【答案】BC【解析】A．cd在磁场中运动时，abcd回路中磁通量减小，根据楞次定律可知，cd电流的方向为d→c，选项A错误； B．当ab进入磁场后回路中产生感应电流，则ab受到向左的安培力而做减速运动，cd受到向右的安培力而做加速运动，由于两者的速度差逐渐减小，可知感应电流逐渐减小，安培力逐渐减小，可知cd向右做加速度减小的加速运动，选项B正确；
C．ab从释放到刚进入磁场过程，由动能定理得
对ab和cd系统，合外力为零，则由动量守恒解得
对cd由动量定理 其中 解得 选项C正确；
D．从ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，至cd刚离开磁场时由能量关系
其中 解得 选项D错误。故选BC。
11、【答案】 ①. 2.25 ②. A ③.
【解析】（1）[1]．主尺读数2mm，游标尺第5格对齐，读数为，则遮光条的宽度：；
（3）[2]．A．本实验有力传感器直接测量绳的拉力，没有认为钩码和力传感器的总重力为绳的拉力，不需要满足滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量的条件，即A选项不必要；
B．由于光电门测的是遮光片通过光电门的平均速度，当通过光电门的时间t趋于0时，可认为是通过光电门时的瞬时速度，使A位置与光电门间的距离适当大些，通过光电门时的速度大一些，时间就短一些，误差更小，所以B选项是必要的；
C．气垫导轨实验时，通过气体把滑块托起，不接触轨道，无摩擦，不需要平衡摩擦力，所以应将气垫导轨调节水平，C选项是必要的；
D．使细线与气垫导轨平行，即拉力全部提供加速度，减小误差，D选项是必要的；
故选A。
（4）[3]．由牛顿第二定律： 从A位置到光电门做匀加速直线运动：
所以加速度为：联立解得： 由式可知，与F成线性关系，所以应作图像。
12、【解析】（1）[1]．如图甲所示，电压从0开始变化，则滑动变阻器采用分压式接法，小灯泡电阻十几欧，为小电阻，电流表采用外接法，电路图如图所示：
（2）[2]．小灯泡是纯电阻，功率有：
由图甲可知，小灯泡的电阻随电压的增大而增大，P与U2的关系图像斜率为，随电压增大而减小，所以图像斜率应减小，AB错误；由图甲可知，小灯泡的电阻随电流的增大而增大，P与I2的关系图像斜率为，所以图像斜率应增大，C错误，D正确，故选D。
（3）[3]．若电路中的电流为，则由图甲可知，小灯泡两端电压为，内部消耗电压为： 所以电阻R的电压为：
所以定值电阻R所消耗的电功率为：。
13、【答案】(1)80s，800m/s；(2)
14、【答案】（1）3kg （2）13.5 J （3）
【解析】（1）取水平向右为正方向，由题图乙知，C与A碰前速度为，碰后速度为的，C与A碰撞过程中动量守恒，有 解得
（2）B离开墙壁之后，A、B、C及弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒，且当A、C与B速度相等时，弹簧的弹性势能最大，取水平向右为正方向，设B离开墙壁的瞬间A、C的速度为，A、B、C速度相等时共同速度为，由题图知，，有
联立解得
（3）在4~12 s的时间内，取水平向右为正方向，根据动量定理，墙壁对B的冲量为
代入数据得 ： ， 即墙壁对B弹力的冲量的大小为。
15、(1)由题意，粒子刚进入磁场时应受到方向向上的洛伦兹力，因此磁场方向垂直于纸面向里．设粒子进入磁场中做圆周运动的半径为R，根据洛伦兹力公式和圆周运动规律，有
qv0B＝meq \f(v02,R)① 由此可得R＝eq \f(mv0,qB)②
粒子穿过y轴正半轴离开磁场，其在磁场中做圆周运动的圆心在y轴正半轴上，半径应满足R≤h③
由题意，当磁感应强度大小为Bm时，粒子穿过y轴正半轴离开磁场时的运动半径最大，由此得
Bm＝eq \f(mv0,qh)④
(2)若磁感应强度大小为eq \f(Bm,2)，粒子做圆周运动的圆心仍在y轴正半轴上，由②④式可得，此时圆弧半径为R′＝2h ⑤
粒子会穿过图中P点离开磁场，运动轨迹如图所示．
设粒子在P点的运动方向与x轴正方向的夹角为α，
由几何关系sin α＝eq \f(h,2h)＝eq \f(1,2)⑥
即α＝eq \f(π,6)⑦
由几何关系可得，P点与x轴的距离为
y＝2h(1－cs α)⑧
联立⑦⑧式得y＝(2－eq \r(3))h.