2023届河北省邢台市九师联盟高三下学期一模物理试题

2023届河北省邢台市九师联盟高三下学期一模物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．某种光子的能量为，动量为p，某种物体的质量为m，速率为，德布罗意波长为，若普朗克常量未知、光速未知，下列说法正确的是（　　）

A．光速的表达式为 B．光子的质量为

C．普朗克常量为 D．光子的频率为

2．如图所示，两同种材料的滑块A、B，用轻质细绳通过光滑定滑轮相连，A放在粗糙的水平桌面上，由静止释放A、B两滑块，此时A、B两滑块的加速度大小均为；和B调换位置并也都由静止释放，此时、B两滑块的加速度大小均为，已知两滑块与水平面间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等，滑块与桌面间的动摩擦因数，滑块的质量为，B滑块的质量为，重力加速度为。下列说法正确的是（　　）

A．调换前和B的加速度大小均为

B．调换后和B的加速度大小均为

C．调换前后绳的拉力不变

D．调换后绳的拉力变大

3．如图甲所示，一理想变压器的线圈作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，电源输出交变电压的瞬时值随时间变化的关系图像如图乙所示，变压器的线圈接额定电压为6V的小灯泡。已知小灯泡正常发光，则下列说法正确的是（　　）

A．电源输出电压的频率为100Hz

B．线圈与线圈的匝数之比为

C．在小灯泡旁边并联一个电阻，电源的输出功率减小

D．将线圈改接在学生电源的直流稳压端，小灯泡也能发光

4．光滑地面上水平放置一个质量为、导热性能良好的容器，用一个质量为、导热性能良好的活塞封闭一定量的气体在其中，容器与活塞的横截面积分别为、S，容器内部气体的长度为，气体的质量可忽略不计，活塞和容器间接触光滑。现同时用水平向左的恒力和水平向右的恒力分别作用在活塞和容器上，且，活塞和容器最终无相对运动。已知外界气压为，环境温度恒定，则容器内部气体缩短的长度为（　　）

A． B． C． D．

5．两根材质不同、长度相等的细绳在点连接，拉直后放在光滑水平地板上，以为坐标原点，沿绳方向为轴，水平面内垂直轴方向为轴，建立直角坐标系；甲、乙两名同学分别在绳的A、B两端以相同频率同时振动，绳上形成两列相向传播的绳波，经过一个周期后，从两端各自形成一个完整的波形，各点坐标如图所示，波在传播过程中各点的平衡位置保持不变。已知点形成的机械波在中传播的速度为12m/s，则两列波形成的第一个波谷到达点的时间差为（　　）

A．1s B．0.5s

C．1.5s D．2s

6．宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，它的轨道距地心的距离等于地球半径的倍，它的运动周期为，引力常量为，则地球的平均密度的表达式为（　　）

A． B．

C． D．

7．如图所示，固定的水平长杆上套有质量为m的小物块A，跨过轻质定滑轮（可视为质点O）的细线一端连接A，另一端悬挂质量为m的小物块B（B靠近定滑轮），滑轮到杆的距离，开始时A位于点， 与水平方向的夹角为，重力加速度为，不计一切摩擦。现将A、B由静止释放，则当AO间的细线与水平方向的夹角为时，小物块B的速度大小为（　　）

A． B．

C． D．

二、多选题

8．如图所示，竖直面内一绝缘细半圆环均匀分布着正电荷，、为圆环水平直径上的两个点且点为圆心，弧和弧都是四分之一圆弧。已知均匀带电圆环内各点的场强均为零，则下列说法正确的是（　　）

A．点电场强度的方向垂直于向下

B．点电场强度的方向斜向下

C．若弧在点的电场强度大小为，则半圆环在点的电场强度大小为

D．若弧在点的电场强度大小为，则半圆环在点的电场强度大小为

9．如图所示，空间有一无限大正交的电磁场，电场强度为，方向竖直向下，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外，电磁场中有一内壁光滑竖直放置的绝缘长筒，其底部有一带电量为，质量为的小球，g为重力加速度，小球直径略小于长筒内径。现长筒在外力作用下以大小为的速度向右做匀速直线运动。已知小球刚离开长筒时小球在竖直方向的分速度大小为，下列说法正确的是（　　）

A．小球在长筒中的运动时间为

B．小球在长筒中的运动时间为

C．小球从长筒中飞出后做匀速圆周运动的轨道半径的大小为

D．小球从长筒中飞出后做匀速圆周运动的轨道半径的大小为

10．如图所示，光滑的平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨处在方向垂直于水平面向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中，左侧导轨间的距离为，右侧导轨间的距离为，导体棒、垂直放置于导轨之间，且与导轨接触良好，导体棒、的材料相同，电阻相等。导体棒末被固定且静止在右侧导轨上，使导体棒以初速度开始向右运动，直至回路中的感应电流变为。已知回路中的感应电流变为时，导体棒仍处于左侧导轨上，不计导轨的电阻，导体棒的质量为。下列说法正确的是（　　）

A．通过回路的电荷量是

B．通过回路的电荷量是

C．回路中产生的焦耳热是

D．回路中产生的焦耳热是

三、实验题

11．某同学用如图甲所示的实验装置探究“在质量一定的情况下，加速度与力的关系”。具体操作步骤如下：

①在长为的细杆上端固定一个左边开口、厚度可忽略的盒子，细杆下端竖直固定在小车上，在小车上表面固定白纸和复写纸，设整体的质量为未知；

②把小车放在水平桌面上，用轻绳通过光滑定滑轮竖直悬挂质量为的钩码，调节定滑轮的高度让轻绳与桌面平行，小车距定滑轮足够远，开始时让整个系统静止；

③在盒子中放入一个小球可认为光滑然后由静止释放钩码，之后小球落在小车上，测得小球落点到细杆的距离；

改变钩码的质量，重复上述实验，得到不同的、的数值，在满足的情况下，最后作出关系图像如乙图所示。设小车在运动过程中所受阻力大小恒为未知，已知当地重力加速度大小为，图像的斜率大小为，图像在横轴上的截距大小为，则整体的质量大小为 ______ ，小车在运动过程中所受阻力大小 ______ 。均用、、及作为已知量来表达

12．某学习小组用如图甲所示的电路测量电压表V1的内阻，实验仪器有：

待测电压表V1（量程3V，内阻约）

电压表V2（量程5V，内阻约6000Ω）

电源E（电动势6V，内阻不计）

滑动变阻器

电阻箱最大阻值

该学习小组采用的主要实验步骤如下：

①开关S1闭合，S2闭合，调节滑动变阻器的阻值，使电压表V1指针偏转到满刻度，读出此时电压表V2的示数；

②开关S1闭合。S2断开，同时调节滑动变阻器和电阻箱，使电压表V2的示数仍为，并使电压表V1指针偏转到满刻度的，记录此时电阻箱的阻值。

（1）若步骤②中记录电阻箱的阻值为，则电压表V1内阻的测量值为______，该测量值______选填“大于”“小于”或“等于”电压表V1内阻的实际值；

（2）学习小组中有人认为不用电压表V2也能测量电压表V1的内阻，实验电路如图乙所示，主要实验步骤为：①开关S1闭合，S2闭合，调节滑动变阻器的阻值，使电压表V1满偏；

②开关S1闭合，S2断开，保持滑动变阻器的阻值不变，调节变阻箱的阻值使电压表V1半偏，读出此时变阻箱的阻值，此阻值等于电压表V1内阻的阻值。此种情况下测得的电压表V1的内阻阻值______选填“大于”“小于”或“等于”电压表V1内阻的实际值。

四、解答题

13．如图所示，一束平行于等边三棱镜横截面的光从空气射到点，沿路径射到点。已知入射方向与边的夹角为，光在点恰好发生全反射。已知光在空气中的传播速度为， BE=L，求：

（1）三棱镜的折射率；（结果可以带根号)

（2）光从传播到所用的时间。

14．如图所示，竖直挡板固定在光滑的水平面上，被压缩的轻弹簧一端固定在挡板上，另一端在质量为的物体上轻弹簧与物体不栓接，物体静止在点，质量为的物体静止在点，倾角为的光滑轨道也固定在水平面上，半径为的光滑竖直圆轨道与倾斜轨道相切于点。释放弹簧，物体离开弹簧后与物体发生弹性碰撞，物体通过点前后速度大小不变，物体通过最高点做平抛运动而落回到点。已知重力加速度为，轨道上的点在圆心点正下方且，求：

（1）物体运动到最高点时对轨道的压力。

（2）轻弹簧储存的弹性势能。

15．如图所示，在平面直角坐标系的三、四象限内有一宽度为d、方向水平向右的匀强电场；从轴上的点分别向左、右两侧水平射出比荷为的同种微粒，左侧微粒在第三象限离开电场时速度方向竖直向下，右侧微粒在第四象限的电场中做直线运动。已知从点射出时左侧微粒的初速度是右侧微粒的倍，离开电场时右侧微粒的动能是左侧微粒的倍，重力加速度为，空气阻力不计。求：

（1）右侧微粒与左侧微粒在电场中运动的水平位移之比；

（2）电场强度的大小；

（3）点的坐标。

参考答案：

1．D

【详解】A．设光子的质量为，由

综合解得

故AB错误；

C．物体的速度为，质量为m，则其动量为

由

综合可得

故C错误；

D．设光子的频率为，由，综合解得

故D正确。

故选D。

2．C

【详解】A．调换前，对A滑块受力分析如图所示

根据牛顿第二定律得

对B滑块受力分析如图

根据牛顿第二定律得

解得

，

A错误；

B．调换后对B受力分析，根据牛顿第二定律有

对A受力分析，根据牛顿第二定律得

解得

，

B错误；

CD．根据上述可知，调换前后，绳上的拉力不变，C正确，D错误。

故选C。

3．B

【详解】A．由图乙可知，交流电的周期

则交流电的频率

A错误；

B．原线圈两端电压的有效值

根据理想变压器电压与匝数比的关系有

B正确；

C．由于输入电压和匝数比不变，因此副线圈两端电压不变，在小灯泡旁边并联一个电阻，负载电阻变小，根据

可知副线圈消耗功率变大，根据理想变压器的功率公式，电源的输出功率

因此电源的输出功率变大，C错误；

D．当原线圈接上直流稳压电源后，穿过副线圈的磁通量不发生变化，线圈中无感应电流产生，灯泡不会发光，D错误。

故选B。

4．B

【详解】由题意可知气体做等温变化，设容器内部气体缩短的长度为为，根据玻意尔定律可知

整理得

故选B。

5．B

【详解】由图像可得

，

由题意可知周期为

则有

A点从刚开始振动到波刚传播到O点所用时间

解得

A点产生的波形成的第一个波谷到达O点的时间

B点从刚开始振动到波刚传播到O点所用时间

解得

B点产生的波形成的第一个波谷到达O点的时间

则两列波形成的第一个波谷到达O点的时间差为

解得

故选B。

6．A

【详解】根据万有引力提供向心力可得

解得中心天体的质量为

其中

根据密度的计算公式

其中

解得

故选A。

7．D

【详解】将、B由静止释放，当AO间的细线与水平方向的夹角为时，B下落的高度

由和B组成的系统机械能守恒得

A沿绳子方向的分速度与B的速度大小相等，则有

解得

故选D。

8．AD

【详解】如图所示，把半圆环补成一个圆环：

AB．则点的合场强为零，假设弧在点的电场强度的方向不垂直于，且电场强度的大小为，根据对称性可知，弧在点的电场强度为，且和关于对称，则此种情况下点的合场强不为零，假设不成立，所以点电场强度的方向垂直于向下，故A正确，B错误；

CD．令是弧的中点，是弧的中点，根据电场强度的叠加可得，弧在点的电场强度方向沿方向，弧在点的电场强度方向沿方向，角，则根据电场强度的叠加可得，若弧在点的电场强度大小为，则半圆环在点的电场强度大小为，故C错误，D正确。

故选AD。

9．BD

【详解】AB．小球的重力

小球带负电，电场力竖直向上，与重力等大反向，两力抵消，小球随着长筒水平向右做匀速直线运动，由左手定则可知洛伦兹力竖直向上，设其大小为，可知

洛伦兹力大小和方向恒定，所以小球在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，由牛顿第二定律可知加速度

已知小球刚离开长筒时小球在竖直方向的分速度大小为，则小球在长筒中运动时间

故A错误；B正确；

CD．小球刚离开长筒时小球在竖直方向的分速度大小为，水平方向的速度为，则合速度

小球离开筒以后，将做匀速圆周运动，重力和电场力相等，由洛伦兹力提供向心力，则有

可得轨道半径

故C错误；D正确。

故选BD。

10．AC

【详解】AB．根据电阻定律有

其中是导体棒的长度、是导体棒的体积，由于两根导体棒的电阻和电阻率相同，可知，的体积是体积的倍，根据

可知，的质量是质量的倍，即

设回路中的感应电流变为0时，的速度为，的速度为，则有

取向右为正方向，对由动量定理可得

对根据动量定理可得

解得

，

通过回路的电荷量

解得

A正确，B错误；

CD．由能量守恒定律可得回路中产生的焦耳热

解得

C正确，D错误。

故选AC。

11．         

【详解】[1][2]，根据牛顿第二定律有

小球在竖直方向做自由落体运动，根据运动规律有

小车在水平方向的位移为

联立解得

由图像可知

解得

12．          等于     大于

【详解】（1）[1]开关S1闭合，S2闭合，两电压表并联，因此电压表V2的示数

开关S1闭合，S2闭合断开时，电压表V1的示数

电阻箱两端电压

根据串联电路电压的分配与电阻的关系

代入数据解得

[2]由于电阻箱两端电压、待测电压表两端电压以及电阻箱的值无误差，因此电压表V1内阻的测量值等于实际值。

（2）[3]用图乙测电压表采用的是“半偏法”，实验的原理是闭合开关S2前后，电压表支路的总电压不变，当电压表示数半偏时，电压表的内阻的测量值等于电阻箱的接入电阻，即；实际上当开关S2断开时，电压表支路的电阻变大，电路中的总电阻变大，电路中的总电流变小，根据串联电阻的分压原理可知，电压表支路的总电压变大；当电压表示数半偏时，电阻箱两端的真实电压大于半偏，根据串联电路电压的分配与电阻的关系，电压表内阻的真实值小于电阻箱的接入电阻，即；综上分析可知，电压表内阻的测量值大于真实值。

13．（1）；（2）

【详解】（1）根据题意作出光路如图

根据折射定律有

根据全反射临界角公式有

根据几何关系可知

则

解得

n=

（2）光在介质中的传播速度

根据正弦定理有

光从传播到所用的时间

解得

t=

14．（1），方向竖直向上；（2）

【详解】（1）设物体到最高点的速度为，根据平抛运动的规律可得

水平方向，有

联立两式解得

在点时，根据牛顿第二定律可得

解得

根据牛顿第三定律，滑块运动到最高点对轨道的压力为，方向竖直向上。

（2）设轻弹簧储存的弹性势能为，则

物体和物体发生弹性碰撞，取向右为正方向，根据动量守恒定律可得

根据能量守恒定律可得

对物体由动能定理可得

联立解得

15．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）设微粒的质量为，带电量为，电场强度为，从点向左、右两侧水平射出的微粒的速度大小分别为、，左侧微粒与右侧微粒在电场中运动的水平位移大小分别为、。两个微粒的运动轨迹如下图所示

两个微粒在竖直方向的分运动均为自由落体运动，可得两个微粒在电场中的运动时间相等，设为。进入电场前两个微粒均做平抛运动，进入电场后在第三象限内的微粒在水平方向做匀减速直线运动，在第四象限内的微粒在水平方向做匀加速直线运动，因两个微粒在水平方向上的加速度相同均为

则在水平方向上可得

，

已知

解得

又由于

，

解得右侧微粒与左侧微粒在电场中运动的水平位移之比

（2）因两个微粒在竖直方向的分运动均为自由落体运动，故它们离开电场时的竖直分速度相同，设均为，由题意离开电场时右侧微粒的动能是左侧微粒的倍，则有

解得

设右侧微粒在电场中做直线运动的方向与水平方向的夹角为，可得

根据右侧微粒在电场中做直线运动，重力与电场力的合力与运动方向相同，可得

解得

（3）设右侧微粒进入电场时的竖直分速度为，则有

可得

由上述的解答可得

设点的纵坐标为，对于微粒在竖直方向的运动可得

，

解得

则点的纵坐标为。