2023届湖南省郴州市高三第四次适应性模拟考试 物理试题（解析版）

2023届湖南省郴州市高三第四次适应性模拟考试

科目：物理（试题卷） 

一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．

1．在物理学规律的发现过程中许多科学家做出了重要的贡献，下列说法中符合史实的是（    ）

A．奥斯特在一次实验中发现通电直导线能够使小磁针发生偏转，揭开了电磁关系的新篇章

B．科学家通过万有引力定律计算预言了天王星的存在，后来被证实，因此天王星被称为“笔尖下发现的行星”

C．卡文迪什总结出万有引力定律，并在实验室中测出了万有引力常量

D．安培首先测出了元电荷的数值

2．人原地起跳方式是先屈腿下蹲，然后突然蹬地向上加速，重心上升后离地向上运动．如果人起跳过程中，重心上升至离地前，其加速度与重心上升高度关系如图所示，那么人离地后重心上升的最大高度可达（g取10m/s2）（    ）

A．0.25m   B．0.5m    C．0.75m   D．1.25m

3．如图所示的电路中，恒流源能提供图示方向、大小为I的恒定电流．质量为m的导体棒垂直放置在水平导轨MN、PQ上，两导轨平行且相距为L，导体棒与水平导轨间的动摩擦因数为，导轨右端均与两个相同的竖直光滑半圆形导轨平滑连接于N、Q两点，半圆形轨道半径为R，导体棒初始位置与NQ相距为s，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（    ）

A．若在水平轨道间加水平向右的匀强磁场B，则导体棒初始开始运动时的加速度为

B．若要使导体棒在水平轨道上做匀速运动，则所加磁场B最小时的方向应为左上，与竖直方向夹角为30°

C．若在水平轨道间加竖直向上的匀强磁场B，则导体棒刚进入圆弧轨道时对轨道的压力大小为

D．若要使导体棒刚好到达圆弧轨道的最高点，则在水平轨道间所加竖直向上的磁场的最小值为

4．如图是码头利用可升降传动装置在水平地面由高处向下堆砌而成的沙堆，该公司为了得知沙堆的具体信息，测出沙堆的周长为s，查资料测得砂砾间的动摩擦因数为，重力加速度为g，下列说法正确的是（    ）

A．地面对沙堆的摩擦力不为零    B．由已知条件可估算沙堆的高度

C．由已知条件可估算沙堆的质量   D．若相同质量的沙堆靠墙堆放，则占地面积会增大

5．如图所示，M、N为两个固定在同一水平面上且电荷量相等的正点电荷，在MN连线中点O沿竖直方向固定一光滑绝缘细杆，在O点上方P处静止释放一套在细杆上的带正电小球，运动一段时间后到达O点，不考虑空气阻力的影响，则小球在这一运动过程中，下列情况不可能出现的是（    ）

A．小球的加速度一直增大

B．小球的加速度先减小后增大

C．小球先做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动，再做加速度增大的加速运动

D．小球的电势能一直增加

6．一半圆形玻璃砖底面有一长为的线光源AB，关于圆心O对称，要求所有光均能从玻璃砖圆弧面射出，已知玻璃砖的折射率为，则玻璃砖半径的最小值为（    ）

A．   B．   C．0.9m    D．1m

7．如图所示，M和N为电容器两极板，一直保持与导线相连，M极板左端绝缘固定，N极板两端用绝缘材料与两轻弹簧连接，N极板只能沿图中标识的上下方向运动．当N极板静止时，两极板间距为d，在外力驱动下，N极板做简谐运动，向下运动至最低点时，两极板间距1.5d，运动到最高点时两极板相距0.5d，下列说法正确的是（    ）

A．当N极板向上运动时，电流表电流方向从

B．N极板完成一个运动周期运动，回路电流方向改变1次

C．当N极板从最低点运动到最高点的过程中，极板电荷量减少

D．N极板在最低点和最高点时，电容器中场强之比为

二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．

8．一质量为m、可视为质点的物块B静止于质量为M的木板C左端，木板静止于光滑水平面上，将质量为m的小球A用长为L的细绳悬挂于O点，静止时小球A与B等高且刚好接触，现对小球A施加一外力，使细绳恰好水平，如图所示，现将外力撤去，小球A与物块B发生弹性碰撞，已知B、C间动摩擦因数为，重力加速度为g，则下列说法正确的是（    ）

A．小球A碰撞后做简谐运动

B．碰撞后物块B的速度为

C．若物块B未滑离木板C，则物块B与木板C之间的摩擦热为

D．若物块B会滑离木板C，则板长小于

9．如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，间距为L的平行金属导轨ab、cd水平放置，ac间连接一电阻R，质量为m、电阻为r、粗细均匀的金属杆MN垂直于金属导轨放置，现给MN一水平向右的初速度，滑行时间t后停下．已知金属杆MN与平行金属导轨的动摩擦因数为，MN长为2L，重力加速度为g，则下列说法正确的是（    ）

A．MN在平行金属导轨上滑动距离为

B．MN速度为时，MN两端的电势差为

C．MN速度为时，MN的加速度大小为

D．MN速度为时，MN的加速度大小为

10．北京时间2022年11月30日7时33分，神舟十五号3名航天员顺利进入中国空间站，与神舟十四号航天员乘组胜利会师，图为航天员“胜利会师”及出舱与地球同框的珍贵瞬间．空间站绕地球飞行可视为做匀速圆周运动，轨道离地面高度h约为400km，已知地球半径R为6400km，地球表面的重力加速度g取9.8m/s2，则下列说法正确的是（    ）

A．神舟十五号飞船在地球上的发射速度将大于11.2km/s

B．航天员出舱后处于完全失重状态

C．空间站的运行周期大于24小时

D．空间站在轨道处的向心加速度大小约为8.68m/s2

11．在同种均匀介质中有两波源和相距3m，频率均为2Hz，以为原点建立如图所示的坐标系，时波源从平衡位置开始垂直纸面向上做简谐运动，所激发的横波向四周传播．时波源也开始垂直纸面向上做简谐运动，在时两列简谐波的最远波峰传到了图示中的两个圆的位置．则下列说法中错误的是（    ）

A．波的传播速度为3m/s

B．虚线为振动加强区

C．时波谷与波谷相遇的点共有2个

D．经过1.0s后和连线上有3个振动减弱的位置

三、非选择题：本题共5小题，共52分．

12．（6分）频闪照相是研究运动的常用手段，频闪仪每隔相等时间短暂闪光一次，照片上记录了钢球在各个时刻的位置．

（1）某同学做该实验时事先没确定竖直方向，如图甲所示，已知A、B、C为相邻的三个拍照点，试帮助该同学确定竖直方向（y方向）：______．

（2）如图乙是小球做平抛运动的频闪照片，图中小方格的边长5cm，那么小球平抛的初速度大小______m/s，经B点合速度大小______．（结果均保留两位有效数字，g取10m/s2）．

13．（10分）小明同学设计了一个测电梯加速度的装置，具体原理图如图甲所示．

实验器材有：

直流电源（电动势，内阻）；

理想电压表（量程为3.0V）；

限流电阻；

竖直固定的滑动变阻器R（总长，总阻值）；

电阻可忽略不计的弹簧，下端固定于水平地面，上端固定秤盘且通过甲

连杆与滑动变阻器R的滑片连接，滑片接触良好且无摩擦（弹簧劲度系数）；

开关S以及导线若干．

重力加速度g取10m/s2，不计其他阻力．

（1）实验步骤如下：全科试题免费下载公众号《高中僧课堂》

①电梯静止时，托盘中未放被测物前，滑片恰好置于变阻器R的最上端，电压表的示数均为零．

②电梯匀速上升时，在托盘中轻轻放入一个物块，待托盘静止平衡后，当滑动变阻器R的滑片恰好处于中间，则物块的质量______．

（2）电梯运行过程中，当电压表示数为2.25V且保持稳定时，电梯的运动情况可能是______．（填标号）

A．电梯以5m/s2的加速度向上加速   B．电梯以2.5m/s2的加速度向上加速

C．电梯以2.5m/s2的加速度向下加速  D．电梯以5m/s2的加速度向下减速

（3）小王同学用小明的器材设计了另一种方案，方案电路如图乙所示，在托盘中轻轻放入同一个物块，当电梯匀速运动时，电压表的示数为______．

（4）经分析小明的方案更为合理，原因是______．

14．（10分）一定质量的理想气体，状态从的变化过程可用如图所示的图线描述，其中为等温线，气体在状态A时温度为，求：

（1）气体在状态C时温度；

（2）若气体在过程中吸热3000J，则在过程中气体内能如何变化？变化了多少？

15．（12分）如图所示，第一、二象限存在垂直于xOy平面向里的磁感应强度为（大小未知）的匀强磁场，第三象限存在沿y轴正方向的匀强电场E．x轴负方向与x轴重合存在一特殊的薄膜，带电粒子每次穿过薄膜时电荷量不变，但速度减为原来的倍．现有一质量为m、电量为q的带正电粒子从y轴上处平行于x轴负方向以速度射入第二象限，粒子从x轴负半轴上的C点平行于y轴负方向射出．不计粒子重力，带电粒子可视为点电荷．

（1）求磁感应强度的大小；

（2）x轴负方向C处左边有一接收装置D（未画出），为了接收到该粒子，求D的横坐标的可能值以及D离坐标原点O的最远距离．

16．（14分）如图，一平板车静止在光滑水平地面上，小物块A和B分别从车的最左端和最右端同时开始相向运动，两物块在平板车上发生碰撞，最终都与平板车保持相对静止．已知平板车的质量，长度，A、B的质量均为．A的初速度大小为，与平板车之间的动摩擦因数；B的初速度大小为，与平板车之间的动摩擦因数．A、B均可视为质点，它们之间的碰撞为弹性碰撞，重力加速度g取10m/s2．求：

（1）整个过程中，A、B以及平板车组成的系统损失的机械能；

（2）A、B发生碰撞的位置与平板车最左端的距离；

（3）A、B与车保持相对静止时，A、B之间的距离．

2023届高三适应性模拟考试·物理

参考答案、提示及评分细则

1．A   奥斯特在一次实验中发现通电直导线能够使小磁针发生偏转，揭开了电磁关系的新篇章，A正确；科学家通过万有引力定律计算预言了海王星的存在，后来被证实，因此海王星被称为“笔尖下发现的行星”，B错误；牛顿总结出万有引力定律，卡文迪什在实验室中测出了万有引力常量，C错误；密立根首先测出了元电荷的数值，故D错误．

2．B   人刚刚离地时速度为v，根据公式，则为图形围成的面积．又，求得．

3．B   若加上水平向右的匀强磁场B，由左手定则可知安培力方向向下，棒不运动，则加速度为0，故A错误；要使棒做匀速运动，则其合外力为零．如右图，则：，解得：，此时．则所加磁场最小时B的方向应为左上，与竖直方向夹角为30°，故B正确；当加上竖直向上的匀强磁场B时，安培力水平向右．由动能定理得：，由牛顿第二定律可得：，解得，故C错误；要使棒刚好到达圆弧最高点，则最高点速度．设所加竖直向上的磁场的最小值为B时，由，从最低点到最高点，由机械能守恒可得：，解得：，故D错误．

4．B   当砂砾自然成堆时，形成了圆锥体形状．地面对沙堆的摩擦力为零，A错误；沙堆表面上的沙粒受重力、支持力、摩擦力的作用静止，则沙堆倾角满足，若已知与s则由几何关系可估算出沙堆的高度，故B正确；由于沙堆密度未知故不能算出其质量，C错误；靠墙堆放沙堆只能形成半个圆锥，而圆锥表面倾角不变，故高度变高，底面积会减小，D错误．

5．C   等量同种点电荷在其中垂线上的电场强度在O点以上，电场强度的大小从0先增大后减小．若开始时小球的位置在场强最大点的下方，小球的加速度逐渐增大，小球做加速度增大的加速运动；如果开始时小球的位置在场强最大点的上方，小球的加速度可能先减小后增大，小球先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的加速运动，故AB错误；如果开始时小球的位置在场强最大点的上方，而且电场力最大的时候电场力大于重力，所以小球的加速度先减小然后反向增大，所以小球先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动；当经过了电场力得最大点后，又做加速度减小的减速运动，最后再做加速度增大的加速运动，小球的速度先增大，然后减小，最后又增大，故C正确；小球向下运动的过程中电场力一直做负功，所以小球的电势能一直增大，故D错误．

6．C   从B点垂直AB射向圆弧时的入射角最大，此处不发生全反射，即圆弧其他位置也不会发生全反射，此时，，即．

7．D   当N极板向上运动时，板间距d减小，电容C增大，电容器充电，电流方向为a→→b，故A、C错误；N极板完成一个周期运动，回路电流方向改变2次，B错误；根据题意，在N极板运动过程中，极板电压不变，最低点与最高点板间距之比为，故场强之比为，故选D．

8．BCD   小球A与物块B发生弹性碰撞，A、B质量相等，速度交换，小球碰撞后静止，故A错误；小球A与物块B发生弹性碰撞，A、B质量相等，速度交换，B的速度为，故B正确；物块B发生弹性碰撞后的速度为，对B、C分析，水平方向不受外力，动量守恒，，摩擦热，故C正确；由C可知，摩擦热，则板长应小于，故D正确．

9 AC   MN在平行金属导轨上滑动时，，，即，故A正确；MN速度为时，MN在导轨间的电压为路端电压，小于，即MN两端的电势差应小于，故B错误；MN速度为时，MN水平方向受摩擦力、安培力，，即，故C正确、D错误．

10．BD   神舟十五号发射速度应大于7.9km/s且小于11.2km/s，A错误；航天员出舱后处于完全失重状态，B正确；空间站轨道比同步卫星低，轨道周期小于24h，C错误；空间站在轨道处的向心加速度大小为，将题中数据代入即为8.68m/s2，D正确．

11．AB   两波源起振的时间差为，该时间内传播的距离之差为．故波的传播速度，故A错误；由题意得，而后正向下振动，与起振方向相反，所以两波源在处引起质点的振动步调相反，故为减弱区，故B错误；两波波长，从，再经过后，、的最远波峰再向前传播1m，即的最远波峰传到了处，而的波峰传到了处，此时波产生的波形中只有一个波谷，且到的距离为1.5m．如图所示．故波谷与波谷相遇点有2个，C正确；和连线上满足到两波源的距离差为半波长的偶数倍时为振动减弱的位置，即，解得，，故共有3个，D正确．

12．（1）见解析（2分）  （2）2.5（2分）  3.9（2分）

解析：（1）连接AC线段取其中点O，然后连接OB两点，OB两点所在直线即为竖直方向．

（2）根据图乙可知，相邻点迹之间的水平距离相等，即相邻点迹之间的时间间隔相等，根据解得，则小球平抛的初速度为，结合上述可知，小球经B点竖直分速度大小，结合上述可知，经B点合速度大小．

13．（1）5kg（2分）  （2）AD（4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

（3）2.25V（2分）  （4）加速度与电压表示数成线性关系（2分）

解析：（1）对物块分析，代入数据得．

（2）当电压表的示数为2.25V时，与电压表并联部分电阻阻值为15Ω，弹簧压缩量为7.5cm，对物块分析，求得，方向竖直向上．故选AD．

（3）小王方案中，电梯匀速运动时弹簧压缩量为5cm，接入电路阻值为10Ω，故电压表示数为2.25V．

（4）小明方案中，加速度与电压表示数成线性关系．

14．解：（1）为等温线，则（1分）

C到D过程由盖—吕萨克定律得（2分）

解得（2分）

（2）过程压强不变，体积增大，则气体对外界做功（2分）

由热力学第一定律得（2分）

则气体内能增加，增加1400J（1分）

15．解：（1）由（1分）

由几何关系得（1分）

解得（1分）

（2）粒子从C处向下穿过薄膜，进入电场中减速后再反向加速，再一次经过C处时速度（1分）

经过第二象限半圆后再次经过x轴时到达点时，（1分）

则D点横坐标（2分）

粒子从点再向下穿过薄膜，返回处时，则粒子圆周运动的半径为，则D点横坐标（1分）

故D的坐标为，（2分）

D点离坐标原点最远的距离为当a取无穷大时，（2分）

16．解：（1）设平板车最终的速度为v，以A、B以及平板车为系统，根据动量守恒定律有

（1分）

得，则系统损失的机械能（2分）

（1分）

（2）设开始运动时A、B和平板车的加速度大小分别为、和a，根据牛顿第二定律有

     （2分）

设经时间A、B发生碰撞，则有

（2分）

代入数据得或5/3s（舍去），，，（1分）

A、B发生碰撞的位置与平板车最左端的距离

   （1分）

（3）设A、B发生碰撞前瞬间，A、B和平板车的速度分别为、和v，则有

（1分）

A、B质量相等，发生弹性碰撞后速度交换，则碰撞后有

  （1分）

碰后B与平板车速度相等，分析可知此后B与平板车始终保持相对静止．设此后A与平板车的相对位移为

，则有（1分）

最终A、B之间的距离（1分）

另解：

设碰后B与平板车的加速度为，根据牛顿第二定律有（1分）

设此后经时间后A与平板车相对静止，则有

     （2分）

    （1分）