安徽省淮北市2023届高三物理下学期一模试题（Word版附解析）

淮北市2023届高三第一次模拟考试

物理试题卷

第I卷（选择题）

一、选择题（本题包括10小题。在每小题给出的四个选项中，第1-6小题只有一项符合题目要求，第7-10小题有多项符合题目要求。）

1. 如图所示，一束红光和一束黄光，从O点以相同角度沿PO方向射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别从M、N两点射出，已知α=45°，β=60°，则下列说法正确的是（　　）

A. ON是红光，OM是黄光

B. 玻璃对OM光束的折射率为

C. 沿ON路径传播的光穿过玻璃柱体所需时间较长

D. 若将OM光束从N点沿着NO方向射入，可能发生全反射

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据光的折射定律，光在介质中的折射率为

由图可知，OM、ON两束光在空气中的入射角相等，而在介质中OM光的折射角大于ON光的折射角，所以OM光束在介质中的折射率小于ON光束在介质中的折射率，而红光的折射率小于黄光的折射率，所以OM为红光，ON为黄光，故A错误；

B．对OM光束，根据光的折射定律有

故B错误；

C．光在介质中的传播速度为

由于OM光束在介质中的折射率小于ON光束在介质中的折射率，所以OM光束在介质中的传播速度大于ON光束在介质中的传播速度，而光穿过玻璃柱体的路程相同，所以沿ON路径传播的光穿过玻璃柱体所需时间较长，故C正确；

D．OM光线发生全反射的临界角为

则

则若将OM光束从N点沿着NO方向射入，此时的入射角一定小于临界角，则一定不会发生全反射，故D错误。

故选C。

2. 下列有关近代物理内容的描述，其中说法正确的是（　　）

A. 结合能越大的原子核越稳定

B. 衰变为，经过3次衰变，2次衰变

C. 入射光的强度越大，从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大

D. 氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子的能量也减小

【答案】B

【解析】

【详解】A．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，A错误；

B．衰变为方程为

故经过3次衰变，2次衰变，B正确；

C．根据光电效应规律，逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光强无关，C错误；

D．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，氢原子吸收光子，原子的总能量增大，D错误；

故选B。

3. 准北市科创中心项目是我市近几年重点工程项目之一，旨在提升城市综合服务功能,增强城市科技创新氛围。其核心建筑商务政务中心已经建成,最大高度达，是淮北市第一高楼,成为淮北市的新地标。如图所示，工人师傅正在用一根绳索将自己悬在空中，对大楼表面玻璃进行清洁工作，工人及其装备总重量为，且可视为质点，悬绳与竖直墙壁的夹角为，设悬绳对工人的拉力为，墙壁对工人的弹力为，不计人和墙壁间的摩擦力。下列说法正确的是（　　）

A. 墙壁对工人的弹力大小为

B. 悬绳对工人拉力大小为

C. 若缓慢增加悬绳的长度，与的合力增大

D. 若缓慢增加悬绳的长度，和都减小

【答案】D

【解析】

【详解】AB．工人受到重力、拉力和支持力，如图

根据共点力平衡条件，有

即墙壁对工人的弹力和悬绳对工人的拉力的大小分别为，AB错误；

CD．若工人缓慢下移，增加悬绳的长度，则减小，即和都减小，而与的合力始终与工人的重力平衡，大小不变，故C错误，D正确。

故选D。

4. 如图所示，同一房间中有a、b、c三根完全相同的玻璃试管，管内各用一段相同长度的水银柱封闭了相等质量的空气。现使管由静止沿光滑斜面下滑；管轻放在粗糙斜面上，之后下滑；管以初速度沿粗糙斜面上滑过程中，当水银柱与玻璃管位置相对稳定时，三管内的气柱长度、、之间的大小关系为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】设大气压为，玻璃试管的横截面积为。对a管：a管由静止沿光滑斜面下滑，以水银为研究对象根据牛顿第二定律可得

对管子和水银整体有

联立可得

对b管：以水银为研究对象，根据牛顿第二定律得

对管子和水银整体有

可得

对c管：以水银为研究对象，根据牛顿第二定律得

对管子和水银整体，有

可解得

所以可得

根据玻意耳定律和得

故选D。

5. 图甲一简谐横波在某时刻波形图，图乙为质点以该时刻为计时起点的振动图像，则从该时刻起（　　）

A. 经过，波沿轴正方向传播了0.2m

B. 经过3s，质点的加速度沿轴正方向且最大

C. 经过5s，质点的振动速度大于质点的振动速度

D. 经过6s，质点的加速度大于质点的加速度

【答案】C

【解析】

【详解】A．由乙图可知计时起点时P向y轴负方向振动，再由甲图可知波向x轴负方向传播，故A错误；

B．由乙图可知，周期

则

所以经过3s，质点的加速度沿轴负方向且最大，故B错误；

C．由

可知经过5s，质点的位移是正值且向y轴正方向振动；质点的位移是负向最大处，速度为0，故经过5s，质点的振动速度大于质点的振动速度，故C正确；

D．由

可知可知经过6s，质点的位移是正值且向y轴负方向振动；质点的位置在平衡位置，加速度为0，故经过6s，质点的加速度小于质点的加速度，故D错误。

故选C。

6. 如图甲所示，在粗糙绝缘水平面的、两处分别固定两个电荷，、的位置坐标分别为和。已知处电荷的电荷量为，图乙是连线之间的电势与位置坐标的关系图像，图中点为图线的最低点，处的纵坐标，处的纵坐标。若在的点，由静止释放一个可视为质点的质量为，电荷量为的带电物块，物块随即向右运动，小物块到达处速度恰好为零。则下列说法正确的是（　　）

A. 处电荷带正电，电荷量为，小物块与水平面间的动摩擦因数

B. 处电荷带负电，电荷量为，小物块与水平面间的动摩擦因数

C. 处电荷带正电，电荷量为，小物块与水平面间的动摩擦因数

D. 处电荷带负电，电荷量为，小物块与水平面间的动摩擦因数

【答案】A

【解析】

【详解】由乙图可知，图像在处的切线斜率为零，说明处的场强为零，故、两处电荷为同种电荷，由于电势大于零，可知、两处电荷均带正电；设处电荷的电荷量为，则有

解得

在的点，由静止释放一个可视为质点的质量为，电荷量为的带电物块，物块随即向右运动，小物块到达处速度恰好为零，根据动能定理可得

解得

故选A。

7. 一定质量的理想气体从状态开始，经历回到原状态，其图像如图所示，下列判断正确的是（　　）

A. 气体在状态的内能大于在状态的内能

B. 气体从到的过程中，体积先变大后不变

C. 气体从到的过程中，吸收的热量大于内能的变化量

D. 气体从到的过程中气体对外界做的功，小于到的过程中外界对气体做的功

【答案】AD

【解析】

【详解】A．理想气体，忽略分子势能，所以理想气体的内能由温度决定，气体在状态b的温度大于在状态c的温度，所以在状态b的内能大于在状态的内能，故A正确；

B．由气体理想状态方程

可知，b到c的过程中，P不变，T减小，V减小，从c到d的过程中，V不变，故B错误；

C．由热力学第一定律

可知，从c到d的过程中，V不变，W不变，T增大，增大，Q增大，则气体吸收的热量等于内能的变化量，故C错误；

D．从d到a的过程中，气体做功

由盖—吕萨克定律可知

联立可得

同理可得，从b到c过程

从c到d的过程中，由查理定律可知

联立可知

故D正确。

故选AD。

8. 如图所示，劲度系数为的轻质弹簧一端固定在墙上，另一端与置于水平面上的质量为的物体A连接，质量为的物体B紧挨物体A放置，此时弹簧水平且无形变，用水平力缓慢推动物体B，在弹性限度内弹簧长度被压缩了，此时物体A、B静止。撤去后，物体A、B开始向左运动，不计一切阻力，在此后运动过程中（　　）

A. 物体A做简谐运动的振幅为

B. 物体A向左运动的最大位移小于

C. 物体A、B向左运动位移为时分离

D. 物体A、B组成的系统机械能守恒

【答案】BC

【解析】

【详解】ABC．撤去后，物体A、B开始向左运动做加速运动，当弹簧形变量为零时，速度最大，根据动能定理有

之后A物体做减速运动，B物体做匀速运动，所以物体A、B在弹簧形变量为零时分开，物体A继续向左运动到速度为零时，根据动能定理有

解得

则物体A向左运动的最大为

物体A做简谐运动的振幅为

故A错误，BC正确；

D．撤去后，物体A、B向左运动过程，只有弹簧弹力做功，则物体A、B和弹簧组成的系统机械能守恒，物体A、B组成的系统机械能不守恒，故D错误。

故选BC。

9. 2022年11月29日，神舟十五号飞船在酒泉发射成功，次日凌晨对接于空间站组合体前向对接口。至此，中国空间站实现了“三大舱段”+“三艘飞船”的最大构型，天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱、天舟五号货运飞船、神舟十四号、神舟十五号载人飞船同时在轨。神舟十五号航天员顺利进驻中国空间站，与神舟十四号的三名航天员实现了首次“太空会师”。空间站绕地球的运动可以看作匀速圆周运动，已知空间站离地面高度约为，地球半径约为，下列说法正确的是（　　）

A. 神舟十五号飞船运载火箭发射过程中，航天员处于完全失重状态

B. 由于对接后空间站的总质量增加，会造成飞船的运行周期增大

C. 空间站运行的向心加速度与地球表面重力加速度之比约为

D. 考虑稀薄大气阻力，若空间站没有进行动力补充，运行速度会越来越大

【答案】CD

【解析】

【详解】A．神舟十五号飞船运载火箭发射过程中，加速度向上，航天员处于完全超重状态，故A错误；

B．根据

可得

可知飞船的运行周期不变，故B错误；

C．根据

，

空间站运行的向心加速度与地球表面重力加速度之比约为

故C正确；

D．考虑稀薄大气阻力，若空间站没有进行动力补充，将会做近心运动，引力做正功，运行速度会越来越大，故D正确。

故选CD。

10. 近年来，无线充电技术得到了广泛应用。图甲为正在进行无线充电的电子产品，图乙为某种无经充电器的简化原理图。由于发射线圈与接收线圈处于两个分离的装置中，穿过接收线圈的磁通量少于发射圈的磁通量。已知发射线圈与接收线圈的匝数分别为1210匝和55匝，当发射线圈接入交流电源时，接收线圈输出电压为。忽略其它损耗，下列说法正确的是（　　）

A. 发射线圈与接收线圈的电流之比为

B. 发射线圈与接收线圈中交变电流的频率之比为

C. 穿过接收线圈的磁通量变化率是穿过发射线圈的

D. 只要发射线圈接入电压为，接收线圈输出电压均为

【答案】BC

【解析】

【详解】AC．发射线圈与接收线圈的电压之比等于其匝数之比，则有

带入数据可得

但因为漏磁，接收线圈的电压实际只达到了,故可知发射线圈与接收线圈的电流之比为将不再是匝数的反比，即将不再是，另，因为理论上接收线圈中的输出电压为而实际上只有，因此可得穿过接收线圈的磁通量变化率是穿过发射线圈的，故A错误，C正确；

B．发射线圈与接收线圈中磁通量变化的频率相同，则可得发射线圈与接收线圈中交变电流的频率为，故B正确；

D．无线充电利用的是电磁感应，因此必须使用交变电压，若使用直流电，将不会产生变化的磁场，接收线圈中也就不会有电压产生，故D错误。

故选BC。

第II卷（非选择题）

二、实验题（本大题共2小题，把答案写在答题卡指定的答题处，不要求写出演算过程。）

11. 某幼儿园欲建一个如图甲所示滑梯，根据空地大小和安全需要，对制作滑梯的板材与儿童裤料之间的动摩擦因数有一定要求。某物理兴趣小组用如图乙所示的实验装置测量板材与儿童裤料间的动摩擦因数。先取一种板材水平固定在桌面上，用儿童裤料包裹的物块受重物的牵引在板材上由静止开始运动，细绳始终与桌面平行，当重物落地后，物块再运动一段距离后停在板材上。打点计时器打出的纸带记录了物块的运动情况。

（1）选取重物落地后的一段纸带如图丙所示，1、2、3、4是选取的4个计数点，相邻两个计数点之间还有四个点未画出。图上注明了对各计数点间的测量结果，其中有一个数据在记录时有误，有误的数据是_______段。（填“”“”或“”）。

已知打点计时器电源的频率为。利用纸带测得的数据可求出该物块在减速运动过程中的加速度大小______.

（2）若重力加速度大小取，板材与儿童裤料间的动摩擦因数______。（所有计算结果均保留2位有效数字）

【答案】    ①.     ②. 4.9    ③. 0.49

【解析】

【详解】（1）[1] 根据记录数据时，数据的精确度应该保持一致，所以有误的一组数据是x2；

根据匀变速直线运动中相同时间内相邻位移差满足

Δx=aT2

其中

解得

（2）[2] 根据牛顿第二定律可得

μmg=ma

解得：

μ=0.49

12. 随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。我市质量监督部门对市场上出售的纯净水进行了抽测，结果发现了有少样品的电阻率不合格。某实验小组通过以下方案测量纯净水样品的电阻率。

（1）用游标卡尺测量圆柱形玻璃管的内径，游标卡尺示数如图甲，则______；

（2）向玻璃管内注满纯净水样品，用金属圆片电极密封玻璃管两端，并用刻度尺测量水柱长度；

（3）采用图乙中电路测量样品的电阻。先闭合电键，将电键接1，调节电阻箱，使电压表读数尽量接近满量程，读出这时电压表和电流表的示数、；再将电键接2，读出这时电压表和电流表的示数、；则表达式为_______（用、、、表示）；的测量值_______真实值（选填“小于”、“等于”或“大于”）；纯净水样品的电阻率的表达式为：______（用、、、、、、表示）。

【答案】    ①. 30.00    ②.     ③. 等于    ④.

【解析】

【详解】（1）[1]游标卡尺的读数为

（2）[2] 当电键接1时，由欧姆定律有

当电键接2时，由欧姆定律有

联立两式解得

[3]由以上分析可知，电流表内阻对未知电阻的计算结果没有影响，所以的测量值等于真实值。

[4]根据电阻公式可得

结合前面式子可得

三、计算题（本题包括4小题。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

13. 如图所示的直角坐标系中，x<0区域有沿x轴正向的匀强电场，x≥0区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一个带正电的粒子从原点O进入磁场，初速度大小为v0，速度方向与y轴正向夹角为θ，粒子第一次在磁场中运动时离y轴最远距离为L。且带电粒子经电场偏转后将再次从O点进入磁场，不计粒子重力，求：

（1）粒子的比荷；

（2）粒子从O点出发再次回到O点所用时间。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）粒子的运动轨迹如图所示

粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有

根据几何知识，粒子在磁场中运动时离y轴最远距离为

联立解得粒子比荷为

（2）粒子在磁场中运动时间为

在电场中运动时间为t2，粒子进入电场时的速度方向与y轴正向成θ角，则从磁场进入电场的位置与O点距离为

粒子进入电场后沿y轴正方向做匀速运动，沿x轴方向先减速后加速，最后到达O点，则有

解得

粒子从O点出发再次回到O点所用时间为

联立以上相关式子解得

14. 2022年2月我国成功举办了第24届“冬奥会”，冬奥会让冰雪运动走向大众，让更多人认识冰雪，爱上冰雪，北京冬奥留下的不只是场馆设施等物质遗产，还有影响深远的文化和精神遗产。如图甲所示为2022年北京冬奥会首钢滑雪大跳台，将其简化为如图乙所示模型：段和段是长度均为的倾斜滑道，倾角均为；段是半径的一段圆弧轨道，圆心角为，与段平滑连接；段为结束区。一滑雪爱好者连同装备总质量，从A点由静止出发沿着滑道下滑，从C点水平抛出落到斜面上的点，点到的距离。该爱好者可看作质点，将到的运动简化为平抛运动处理。忽略其运动过程中所受的空气阻力，，重力加速度取。求：

（1）该人运动到点时对滑道的压力大小；

（2）从开始运动到落至点的过程中摩擦阻力做的功。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）从处平抛，竖直方向有

水平方向有

得

在处，据牛顿第二定律有

解得滑道对人的支持力为

据牛顿第三定律，人运动到点时对滑道的压力与大小相等，为。

（2）从到由动能定理得

解得

15. 如图所示，质量的子弹以的速度射入处在木板左端的物块，并留在物块里。子弹射入前，物块与木板一起随传送带以的速度匀速向右运动，子弹射入物块后，物块将在木板上滑行，最终未从木板上滑落。已知物块的质量，木板的质量，物块与木板间的动摩擦因数，木板与传送带间动摩擦因数，传送带速度始终保持不变。不计空气阻力，重力加速度取，求：

（1）物块相对于木板滑行的时间；

（2）木板与传送带间由于摩擦产生的热量。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）子弹穿击物块过程中，子弹和物块组成系统动量守恒，则有

解得

此后子弹和物块一起做匀减速运动，对物块和子弹受力分析，由牛顿第二运动定律可得

木板做匀加速运动，由牛顿第二运动定律可得

解得

设经时间木板与滑块共速，则

解得

（2）木板与滑块共同的速度为

对木板和滑块

对传送带

木板与滑块共速后，由于

所以木板与滑块相对静止一起匀减速，设经与传送带共速

由匀变速运动规律

解得

这段时间内，木板位移

传送带位移

板相对于传送带的位移

木板与传送带间产生的热量

解得

16. 舰载机电磁弹射是现在航母最先进的弹射技术，我国在这一领域已达到世界先进水平。某同学自己设计了一个如图甲所示的电磁弹射系统模型。该弹射系统工作原理如图乙所示，用于推动模型飞机的动子（图中未画出）与线圈绝缘并固定，线圈带动动子，可以水平导轨上无摩擦滑动。线圈位于导轨间的辐向磁场中，其所在处的磁感应强度大小均为。开关与1接通，恒流源与线圈连接，动子从静止开始推动飞机加速，飞机达到起飞速度时与动子脱离；此时掷向2接通定值电阻，同时对动子施加一个回撤力，在时刻撤去力，最终动子恰好返回初始位置停下。若动子从静止开始至返回过程的图像如图丙所示。已知模型飞机起飞速度，，，线圈匝数匝，每匝周长，动子和线圈的总质量，线圈的电阻，，，不计空气阻力和飞机起飞对动子运动速度的影响，求：

（1）动子和线圈向前运动的最大位移；

（2）回撤力与动子速度大小的关系式；

（3）图丙中的数值。（保留两位有效数字）

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）动子和线圈向前运动的最大位移即时间段内的位移，由图像知

（2）动子和线圈在时间做匀减速直线运动，加速度大小为

根据牛顿第二定律有

其中

可得

解得

在时间反向做匀加速直线运动，加速度不变

根据牛顿第二定律有

联立相关式子，解得

（3）动子和线圈在在时间段内的位移

从时刻到返回初始位置时间内的位移

根据法拉第电磁感应定律有

据电荷量定义式

据闭合电路欧姆定律

解得从时刻到返回初始位置时间内电荷量

其中

动子和线圈从时刻到返回时间内,只受磁场力作用，根据动量定理有

又因为安培力的冲量

联立可得

故图丙中的数值为