2022-2023学年河北省石家庄市裕华区高三（下）模拟考试物理试卷（含解析）

2022-2023学年河北省石家庄市裕华区高三（下）模拟考试物理试卷

一、单选题（本大题共5小题，共20.0分）

1.  下列说法正确的是(    )

A. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应
B. 只要光子能量大于氢原子能级差，就能使氢原子跃迁
C. 光电效应中光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
D. 是衰变方程

2.  肩扛式反坦克导弹发射后，喷射气体产生推力，一段时间内导弹在竖直面内沿下列图中虚线向前运动，其中导弹飞行姿势可能正确的是(    )

A.  B.
C.  D.

3.  如图甲所示，在某电场中建立坐标轴，、为轴上的两点，、分别为、两点在轴上的坐标值．一电子仅在电场力作用下沿轴运动，该电子的电势能随其坐标变化的关系如图乙所示，和分别表示电子在、两点时的电势能．则下列说法中正确的是(    )
 

A. 该电场可能是孤立的点电荷形成的电场
B. 该电场方向可能从指向
C. 电子由点运动到点的过程中电场力对其所做的功
D. 电子在点的动能大于在点的动能

4.  如图所示，某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极，已知该卫星从北纬的正上方按图示方向第一次运行到南纬的正上方时所用时间为，则下列说法正确的是(    )
 

A. 该卫星的运行速度一定大于
B. 该卫星与同步卫星的运行角速度之比为
C. 该卫星与同步卫星的运行半径之比为
D. 该卫星的机械能一定大于同步卫星的机械能

5.  如图所示，、两物体质量分别为和，与水平地面之间的动摩擦因数分别为和，开始时两物体之间有一压缩的轻弹簧不拴接，并用细线将两物体拴接在一起放在水平地面上现将细线剪断，则两物体将被弹簧弹开，最后两物体都停在水平地面上。下列判断正确的是(    )
 

A. 在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，两物体组成的系统动量不守恒
B. 在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，整个系统的机械能守恒
C. 在两物体被弹开的过程中，、两物体的机械能一直增大
D. 两物体一定同时停在地面上

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

6.  如图，将手摇交流发电机与一理想变压器的原线圈相连，副线圈电路中接有三个定值电阻、开关、灯泡及一个压敏电阻．压敏电阻具有这样的特点：只有加在它两端的电压大于某一值时，才会有电流通过．现将手摇发电机的手柄匀速转动，小灯泡周期性的闪亮，闭合开关后，小灯泡不再闪亮．下列说法正确的是(    )
 

A. 将滑动头向上滑动，可能使灯泡继续闪亮，且闪亮频率不变
B. 将滑动头向上滑动，可能使灯泡继续闪亮，但闪亮频率变大
C. 增大发电机手柄的转速，可能使灯泡继续闪亮，但闪亮频率变大
D. 增大发电机手柄的转速，可能使灯泡继续闪亮，但闪亮频率不变

7.  如图所示，固定在竖直平面内光滑的圆轨道半径，从最低点有一质量为的小球开始运动，初速度方向水平向右，重力加速度取，下列说法正确的是(    )
 

A. 若初速度，则运动过程中，小球不会脱离圆轨道
B. 若初速度，则运动过程中，小球不会脱离圆轨道
C. 小球能到达最高点的条件是
D. 若小球能通过圆轨道最高点，则小球初速度越大，在最高点时对轨道的压力一定越大

8.  如图所示，一个半径为、粗细均匀、阻值为的圆形导线框，竖直放置在磁感应强度为的水平匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直。现有一根质量为、电阻不计的导体棒，自圆形线框最高点由静止释放，棒在下落过程中始终与线框保持良好接触。已知下落距离为时棒的速度大小为，下落到圆心时棒的速度大小为，忽略摩擦及空气阻力，下列说法正确的是(    )
 

A. 导体棒下落距离为时，棒中感应电流的方向向右
B. 导体棒下落距离为时，棒的加速度的大小为
C. 导体棒下落到圆心时，圆形导线框的发热功率为
D. 导体棒从开始下落到经过圆心的过程中，圆形导线框产生的热量为

9.  一列简谐横波沿轴正方向传播，周期为。在时的波形如图所示，波上有、两点，其纵坐标分别为，，下列说法正确的是(    )
 

A. 点的速度正在增大
B. 点的振动形式传到点需要
C. 、在振动过程中，位移的大小总相等
D. 在内，点通过的路程为
E. 经过，点回到平衡位置

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

10.  如图所示装置可以用来“探究加速度与合外力、质量的关系”，也可以用来“探究功与速度变化的关系”和“验证机械能守恒定律”等．

一某同学用此装置探究小车在拉力作用下的加速．用游标卡尺测量遮光条的宽度，其示数如图所示，则__________测出小车静止时遮光条到光电门的距离为，光电计时器读出遮光条通过光电光门的时间是，则小车的加速度是_______________用测量的符号表示

二该同学继续用此装置做“探究功与速度变化的关系”的实验，他通过改变小车释放点到光电门的距离成倍增加进行多次实验，每次实验时要求小车都由静止释放．

如果每次实验时遮光条通过光电门的时间为，通过描点作出线性图象来反映合力做功与的关系，则下图中符合实验事实的是(    )

 下列实验操作中必要的是(    )

A.调整轨道的倾角，在未挂重物时使小车能在轨道上匀速运动

B.必须满足重物的质量远小于小车的质量

C.必须保证小车由静止状态开始释放

D.保持小车包括遮光条和重物的质量不变

11.  测量电流表的内阻的电路如图甲所示。供选择的仪器如下：

A.待测电流表，内阻约为；

B.电流表，内阻约为；

C.定值电阻；

D.定值电阻；

E.滑动变阻器；

F.滑动变阻器；

G.干电池；

H.开关及导线若干。

定值电阻应选________，滑动变阻器应选________。均填器材前对应的字母序号

补全实验步骤：

按电路图连接电路，________________________________；

闭合开关，移动滑动触头至某一位置，记录、的读数、；

多次移动滑动触头，记录相应的、的读数、；

以为纵坐标，为横坐标，在图乙中作出相应图线。

根据图线的斜率及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式：_________________用题中所给字母表示。

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

12.  如图所示，一个足够大的容器中盛满了某种透明液体，为该液体与空气的水平分界面，其上有一以点为圆心、半径为的圆形不透光薄片。已知分界面上点正下方深处有一点光源，该点光源发出的光线经不透光薄片的边缘点处射入空气时，其折射光线与反射光线恰好垂直。

求该透明液体对该光的折射率；

计算点光源在分界面上照亮区域的面积取。

13.  如图所示为一种质谱仪的工作原理示意图，静电分析器通道中心线半径为，，通道内有均匀辐射电场，在中心线处的电场强度大小为；磁分析器中分布着方向垂直于纸面向外的匀强磁场，其左边界与静电分析器的右边界平行．由离子源发出一个质量为、电荷量为的正离子初速度为零，重力不计，经加速电场加速后进入静电分析器，沿中心线做匀速圆周运动，而后由点进入磁分析器中，最终经过点以垂直虚线的方向进入收集器。求：

加速电场中的加速电压；

匀强磁场的磁感应强度。

14.  一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一物块，在木板右方有一物块，木板右端与物块的距离为，如图所示。时刻开始，小物块与木板一起以的共同初速度向右运动，直至时木板与物块碰撞，碰撞时间极短，碰后以反弹。碰后运动过程中小物块始终未离开木板。已知物块与木板间动摩擦因数为，木板的质量是小物块质量的倍，物块的质量是小物块质量的倍，重力加速度大小取求：

木板与地面间的动摩擦因数；

木板与物块碰后物块的速度；

木板的最小长度

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：

A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应，A正确；

B.只有光子能量等于氢原子两个能级间的能级差，才能使氢原子发生跃迁，B错误；

C.根据光电效应方程

可知，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，频率越高，最大初动能越大，但不成正比，C错误；

D.核反应方程

是原子核的人工转变，D错误。

故选A。

2.【答案】 

【解析】

【分析】
从动力学角度看导弹发射后，受到喷射气体产生推力和竖直向下的重力，根据矢量合成的方法求出合力，然后根据受力的情况结合运动分析即可。
本题主要考查了运动的合成和分解、物体做直线运动的条件。抓住曲线运动的条件是解决问题的关键。

【解答】
解：、图中导弹发射后受到喷射气体产生沿水平方向的推力和竖直向下的重力，合力的方向与图中运动的方向不在同一条直线上，所以不能做直线运动，故A错误；
B、图中导弹发射后受到喷射气体产生的斜向上的推力和竖直向下的重力，该图中合力的方向与运动的方向可以在同一条直线上，所以可以沿斜向上的方向做直线运动，故B正确；
C、图中导弹发射后受到喷射气体产生的斜向下的推力和竖直向下的重力，该图中合力的方向与运动的方向不在同一条直线上，所以不能做直线运动，故C错误；
D、图中推力的方向沿轨迹的切线方向，而重力的方向竖直向下，合力的方向沿轨迹切线方向向外，所以导弹不可能向上弯曲，故D错误。  

3.【答案】 

【解析】解：

根据电场力做功与电势能的关系

由于  图像斜率恒定，因此该电场为匀强电场，电子受力的方向由向，电场强度的方向由向，该电场不可能是点电荷形成的，AB错误；

C.电子由点运动到点的过程中，电场力对其所做的功  ，C错误；

D.从向运动的过程中，由于电场力做负功，因此动能减小，D正确。

故选D。

4.【答案】 

【解析】解：

A.是卫星环绕地球做匀速圆周运动的最大速度，所以该卫星的运行速度一定小于，故A错误；

从北纬的正上方按图示方向第一次运行至南纬正上方转过的圆心角为  ，则周期为

同步卫星的周期是，

由

得

所以该卫星与同步卫星的运行半径之比

 ；

由

得该卫星与同步卫星的运行角速度之比为

故B错误，C正确；

D.由于不知道卫星与同步卫星的质量关系，故D错误。

故选C。

5.【答案】 

【解析】解：

A.在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，物体所受的滑动摩擦力方向水平向右，大小为

物体所受的滑动摩擦力方向水平向左，大小为

两物体组成的系统所受合外力为零，因此动量守恒，A错误；

B.在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，整个系统克服摩擦力做功，机械能减小，B错误；

C.在两物体被弹开的过程中，弹簧的弹力先大于摩擦力，后小于摩擦力，故物体的机械能先增大后减小，C错误；

D.弹簧对两物体的弹力大小相等，且两个物体同时离开弹簧，因此弹簧对两个物体的冲量大小相等为，设物体、停止的时间为  、  ，根据动量定理

由于

因此

D正确。

故选D。

6.【答案】 

【解析】解：

灯不亮的原因是由于加在压敏电阻两端的电压降低，电阻不能导通，若向上滑动，根据

副线圈两端电压升高，可能使灯泡继续闪亮，由于手摇发电机的频率不变，因此闪亮频率也不变，A正确，B错误；

C.增大发电机手柄的转速，则手摇发电机的频率增加，角速度增加，根据产生感应电动势的最大值表达式

可知电源电压升高，压敏电阻两端电压升高，可能使灯泡继续闪亮，但闪亮频率等于手摇发电机的频率，会增大，C正确，D错误。

故选AC。

7.【答案】 

【解析】解：

小球恰好能到达最高点时，根据机械能守恒

且恰好满足

解得

初速度小于，小球会脱离轨道，不会到达最高点，AC错误，B正确；

D.若小球能通过圆轨道最高点，则小球初速度越大，在最高点时速度越大，需要的向心力越大，对轨道的压力一定越大，D正确。

故选BD。

8.【答案】 

【解析】解：

A.棒下落过程中切割磁感线，据右手定则可知，棒中感应电流的方向向右，A正确；

B.棒下落距离为  时，棒有效的切割长度为

圆环上半部分所对的圆心角为，则圆环上半部分的电阻为  ，下半部分的电阻为  ，可得外电路并联电阻为

此时，回路中感应电动势为

感应电流为

棒受到的安培力大小为

由牛顿第二定律得

联立解得

B正确；

C.导体棒下落到圆心时，棒有效的切割长度为，回路中的总电阻为  ，电动势为

圆形导线框的发热功率为

C错误；

D.从开始下落到经过圆心的过程中，棒的重力势能转化为棒的动能和内能，根据能量守恒定律得

解得

D正确。

故选ABD。

。确。误；确；确；答】究。。度；流；

9.【答案】 

【解析】解：

A.由于波沿轴正方向传播，可知点正在向上运动，速度正在减小，A错误；

B.质点每振动一个周期，波向前传播一个波长  ，由图可知，、平衡位置间的距离恰好是半个波长，因此点的振动形式传到点需要  ，B正确；

C.由于、间平衡位置间的距离恰好是半个波长，因此振动过程中，、位移总是大小相等，方向相反，C正确；

D.每经过一个周期，质点运动路程为倍振幅，但经过  ，只有处于平衡位置或最大位移处的特殊点路程才是倍振幅，其它点不再是倍振幅，因此在  内，点通过的路程不是，D错误；

E.质点的振动函数表达式

由图像及题意可求得

因此点再运动到平衡位置的时间

E正确。

故选BCE。

10.【答案】               

【解析】解：

游标卡尺的主尺读数为，游标读数为，所以最终读数由题意可知，该实验中保持小车质量不变，因此有：

速度为：

联立可得：

 ．

据题意可知，探究合力的功与动能改变关系”的实验，他通过成倍增加位移的方法来进行验证，所以需要先表示出小车的速度，小车的速度用平均速度代替即：

根据动能定理可得：

由此可知

故选D．

由于该实验是通过成倍增加位移的方法来进行验证，只要  的关系即可，所以不需平衡摩擦力、不需要满足重物的质量远小于小车的质量，但必须保证每次小车静止释放和保持小车包括遮光条和重物的质量不变，故AB错误，CD正确．

11.【答案】          将滑动变阻器滑动触头移至最左端      

【解析】解：

测量时应尽可能使两块电流表都能接近满偏，而待测电表内阻约，量程为，已知电流表量程为。因此定值电阻应分左右的电流，因此定值电阻应选D。

为了调节方便，滑动变阻器应选阻值小的，因此选F。

为了保护电路仪器，闭合电键前，将滑动变阻器滑动触头移至最左端。

根据欧姆定律

由图像可知

联立可得

12.【答案】解：

设入射角为，折射角为，光路图如图

由图可知

可得

由题可知

解得

根据

解得，折射率

光从液体到空气在点恰好发生全反射，设临界角为

根据三角函数关系，可得

而长度

照亮区域的面积

代入数据，解得

【解析】见答案
根据几何知识分析光在点的入射角和折射角，根据折射定律求透明液体对该光的折射率；
分界面上被照亮的区域的边界是光恰好发生全反射的位置，根据几何知识求出被照亮的圆形区域的半径，即可求得面积。
解决该题的关键是能根据几何知识求解光在点的折射角和入射角，熟记折射定律的表达式，知道光在液面被照亮的区域的边界恰好发生全反射。
 

13.【答案】解：

离子在加速电场中加速的过程中，由动能定理可得

离子在静电分析器中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律

解得

离子在磁分析器中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律

又

解得

【解析】见答案
离子在静电分析器中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，应用牛顿第二定律求出离子的速度，离子在加速电场中加速，应用动能定理可以求出加速电场电压；
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，应用牛顿第二定律结合几何知识，求出磁感应强度。
解决该题的关键是明确知道离子在个部分区域的运动情况，知道离子在静电分析器中做匀速圆周运动，其向心力由电场力提供。
 

14.【答案】解：

、一起向右做匀减速运动，根据牛顿第二定律

由位移与时间的关系可知

代入数据，解得

木板与物块碰前速度

解得

与碰撞过程满足动量守恒

由于

解得物块的速度

与碰后，对物块，由牛顿第二定律得

代入数据解得

对木板，由牛顿第二定律得

解得

向右减速至，用时

向左减速至，用时

由于

且

可知先停止运动，直至停下

设  为向右减速运动的位移，  为向左减速运动的位移

则木板的最小长度

【解析】见答案