安徽省宣城市2023届高三物理下学期第二次模拟试题（Word版附解析）

物理部分

一、选择题

1. 关于近代物理，下列说法正确的是（　　）

A. 大量基态的氢原子吸收某种光子，其电子跃迁到n=3激发态后，可以发射3种频率的光

B. α粒子散射实验现象中，大量α粒子的轨迹发生较大偏转

C. 分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，红光照射时逸出的光电子的最大初动能较大

D 轻核聚变反应方程中，X表示电子

【答案】A

【解析】

【详解】A．大量基态的氢原子吸收某种光子，其电子跃迁到n=3激发态后，可以发射的光子种类，由

即有3种频率的光，A正确；

B．α粒子散射实验现象中，大量α粒子的轨迹基本不偏转，少数α粒子轨迹发生较大偏转，B错误；

C．红光频率小于紫光，由光电方程知

知分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，红光照射时逸出的光电子的最大初动能较小，C错误；

D．由质量数和电荷数守恒，知X的电荷数为0，质量数为1，说明是中子，D错误。

故选A。

2. 2021年2月10日19时52分，“天问一号”探测器实施近火捕获，顺利进入近火点高度约400千米，周期约10个地球日，倾角约10°的大椭圆环火轨道，成为我国第一颗人造火星卫星，实现“绕、落、巡”目标的第一步，环绕火星成功，图乙为“天问一号”探测器经过多次变轨后登陆火星前的部分轨迹图，轨道I、轨道Ⅱ、轨道Ⅲ相切于P点，轨道Ⅲ为环绕火星的圆形轨道，P、S两点分别是椭圆轨道的近火星点和远火星点，P、S、Q三点与火星中心在同一直线上，下列说法正确的是（　　）

A. 探测器在P点由轨道I进入轨道Ⅱ需要点火加速

B. 探测器在轨道Ⅲ上Q点的加速度小于在轨道Ⅱ上S点的加速度

C. 探测器在轨道I上由P点运动到S点的时间小于探测器在轨道Ⅱ上由P点运动到Q点的时间

D. 探测器经过S点的动能小于经过Q点的动能，经过S点的机械能大于经过Q点的机械能

【答案】D

【解析】

【详解】A．探测器在P点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ做的是近心运动，需要点火减速，使万有引力大于所需的向心力，A错误；

B．探测器在轨道Ⅲ上Q点和轨道Ⅱ上S点均由万有引力提供加速度，可得

可知探测器在轨道Ⅲ上Q点的加速度等于在轨道Ⅱ上S点的加速度，B错误；

C．由题图可知，轨道Ⅱ的半长轴大于轨道Ⅲ的半径，由开普勒第三定律可知，探测器在轨道Ⅱ的周期大于在轨道Ⅲ的周期，探测器在轨道Ⅰ上由P点运动到S点的时间和探测器在轨道Ⅲ上由P点运动到Q点的时间分别是各自周期的一半，因此探测器在轨道Ⅰ上由P点运动到S点的时间大于探测器在轨道Ⅲ上由P点运动到Q点的时间，C错误；

D．假设存在一通过S点，以PS为直径的圆形轨道Ⅳ，则探测从轨道Ⅲ的S点需要加速才能进入轨道Ⅳ，则有

对于以地球为圆心做圆周运动的卫星，有

由上式可知，探测器在轨道Ⅳ速度小于在轨道Ⅲ上Q点的速度，即

所以有

则探测器经过S点的动能小于经过Q点的动能；

探测器在轨道Ⅱ上由S到P过程机械能守恒，从轨道Ⅱ上P点进入轨道Ⅲ需要点火减速，机械能减小，则经过S点的机械能大于经过Q点的机械能，D正确。

故选D。

3. 热气球总质量为300kg，从地面静止释放，刚开始竖直上升时的加速度大小为0.5m/s2，当热气球上升到某高度时，以5m/s的速度向上匀速运动，若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，空气阻力与速率成正比Ff=kv知，重力加速度g=10m/s2，关于热气球，下列说法正确的是（　　）

A. 热气球所受浮力大小3000N

B. 空气阻力与速度关系中比例系数k=30kg/s

C. 从地面开始上升10s时的速度大小为5m/s

D. 热气球加速上升过程的平均速度为2.5m/s

【答案】B

【解析】

【详解】A．开始上升时

解得热气球所受浮力大小为

F=3150N

选项A错误；

B．气球匀速上升时

解得

k=30kg/s

选项B正确；

C．若气球以0.5m/s2的加速度匀加速上升，则从地面开始上升10s时的速度大小为5m/s，但是因气球做加速度减小的加速运动，可知从地面开始上升10s时的速度小于5m/s，选项C错误；

D．若气球匀加速上升，当速度到达5m/s时的平均速度为2.5m/s，但因为气球做加速度减小的加速运动，可知热气球加速上升过程的平均速度不等于2.5m/s，选项D错误。

故选B。

4. 如图所示，边长为l的正方形四个顶点a、b、c、d中分别放置一个点电荷，M、N分别为bd、db延长线上的一点，MRN和MPN是由M到N的两条不同路径，a、b、c三处电荷的电荷量都为q（q>0），b处电荷受到的静电力为（k为静电力常量），方向由b指向N，则（　　）

A. d处电荷的电荷量为-q

B. 正方形中心O处的电场方向从d指向b

C. M点的电势比N点的电势低

D. 将一点电荷分别沿路径MRN和MPN由M移到N过程中，静电力做功不相等

【答案】C

【解析】

【详解】A．a对b，c对b的作用力均为，则ac对b的合力大小为，方向沿ON，而b处电荷受到的静电力为，故d对b的作用力大小为，方向沿NO，db距离为，故d处电荷的电荷量为2q，故A错误；

B．由场强叠加得正方形中心处的电场方向从b指向d，故B错误；

C．根据电场分布的特点可知，M点的电势比N点的电势低，故C正确；

D．将一点电荷分别沿路径MRN和MPN由M移到N过程中，始末位置一样，静电力做功相等，故D错误。

故选C。

5. 如图所示，将一质量为m的小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做半径为r的匀速圆周运动，周期为T，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A. 在T时间内，小球受到的重力冲量为零

B. 在时间内，小球受到合力的冲量为零

C. 在T时间内，小球受到弹力的冲量为零

D. 在时间内，小球受到弹力的冲量大小为

【答案】D

【解析】

【详解】A．小球在T时间内，小球受到的重力冲量不为零，故A错误；

B．小球的线速度

在时间内，小球的速度大小不变，方向改变，小球受到的合力冲量为

故B错误；

C．在T时间内，小球动量改变量零，根据动量定理可得

解得

故C错误；

D．在时间内，小球受到弹力的冲量大小

故D正确。

故选D。

6. 如图所示，一细束白光通过三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，并同时做如下实验：①让这三种单色光分别通过同一双缝干涉实验装置在光屏上产生干涉条纹（双缝间距和缝屏间距均不变）；②让这三种单色光分别照射到某金属板表面，观察与金属板连接的静电计指针是否转动；下列说法中正确的是（　　）

A. 在棱镜中a光的速度最大

B. 如果减小白光在左侧面的入射角，最先消失的是c光

C. a种色光形成的干涉条纹间距最大

D. 若c光能使该金属板发生光电效应，a光一定不能使该金属发生光电效应

【答案】ABC

【解析】

【详解】A．因a光的偏折程度最小，则折射率最小，根据

可知在棱镜中a光的速度最大，选项A正确；

B．因c光的折射率最大，根据

可知c光临界角最小，则如果减小白光在左侧面的入射角，最先消失的是c光，选项B正确；

C．a种色光频率最小，波长最长，根据

可知a光形成的干涉条纹间距最大，选项C正确；

D．c光频率最大，a光频率最小，若c光能使该金属板发生光电效应，a光不一定不能使该金属发生光电效应，选项D错误。

故选ABC。

7. 导热性能良好、内壁光滑的气缸内用活塞封住一定量的理想气体，活塞厚度不计，现用弹簧连接活塞，将整个气缸悬挂起来，如图所示，静止时，弹簧长度为L，活塞距离地面高度为h，气缸底部距离地面高度为H，活塞内气体压强为p，体积为V，下列说法正确的是（　　）

A. 当外界温度不变，大气压强增大时，L变小，H变大，p增大，V变小

B. 当外界温度不变，大气压强变小时，L不变，H变小，p减小，V变大

C. 当大气压强变小，外界温度升高时，h变小，H增大，p减小，V增大

D. 当大气压强不变，外界温度升高时，h不变，H减小，p不变，V增大

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．设气缸和活塞的质量分别为M和m，则缸内气体的压强

当外界温度不变，大气压强增大时，在p变大，根据pV=C可知，V变小，弹簧弹力等于活塞和气缸的重力之和，因活塞与气缸的重力不变，则弹簧弹力不变，则L不变，气缸上移，则H变大；同理当外界温度不变，大气压强变小时，p减小， V变大，L不变，H变小，选项A错误，B正确；

C．当大气压强变小，则p减小，外界温度升高时，根据，V增大，弹簧弹力不变，则L不变，活塞位置不变，则h不变，H减小，选项C错误；

D．当大气压强不变，则p不变，根据外界温度升高时，V增大，弹簧弹力不变，则L不变，活塞位置不变，则h不变， H减小，选项D正确。

故选BD。

8. 如图甲所示的电路，理想变压器的原、副线圈匝数之比，定值电阻和的阻值分别为和，电表均为理想交流电表，电源输出的交流电如图乙所示，图中的前半周期是正弦交流电的一部分，后半周期是直流电的一部分，则（　　）

A. 电流表示数为 B. 电压表示数为18V

C. 的功率为 D. 的功率为

【答案】AC

【解析】

【详解】A．根据题意，由电流的热效应有

解得

即电流表示数为，故A正确；

B．根据题意可知，直流不通过变压器，由电流与线圈匝数比关系

可得，副线圈中最大电流为

根据电流的热效应有

解得

则电压表读数为

故B错误；

CD．根据题意，由公式可知，的功率为

的功率为

故D错误，C正确。

故选AC。

二、非选择题：

9. 某中学实验小组用如图甲所示的实验装置探究做功与动能变化的关系，一端安装轻质光滑定滑轮的长木板放在水平桌面上，长木板A点处有一带长方形遮光片的滑块，滑块右端固定有力传感器，能测出滑块所受的拉力，滑块、传感器及遮光片的总质量为M，滑块右端由跨过定滑轮的细绳与一砂桶相连，遮光片两条长边与长木板垂直；长木板上B点处固定一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间，d表示遮光片的宽度，L表示遮光片初位置至光电门之间的距离。

（1）实验前______（选填“需要”或“不需要”）平衡滑块与长木板间的摩擦力。

（2）实验主要步骤如下：

①按图甲正确安装器材并进行正确调节。

②该同学用游标卡尺测出遮光片的宽度如图乙所示，则遮光片宽度的测量值d=______cm。

③让砂桶内盛上适量细砂，由静止释放滑块，滑块在细线拉动下运动，记录力传感器的示数F和遮光片通过光电门的时间t，保持质量M和遮光片初位置至光电门之间的距离L不变，改变砂桶内细砂的质量，重复以上步骤。

（3）由上可知滑块速度______（用字母表示）；为了直观地研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系，根据多次实验记录的F和t描点，拟合成一条直线图像，数据处理时应做出的图像是______（请填写选项前对应的字母）。

A．t－F    B．    C．    D．

【答案】    ①. 需要    ②. 0.560    ③.     ④. C

【解析】

【详解】（1）[1]实验探究细绳拉力对滑块、传感器及遮光片做功与其动能的变化关系，需要消除摩擦力的影响，故需要平衡摩擦力。

（2）②[2]遮光片宽度为

（3）[3]滑块速度为

[4]根据动能定理

得

应做出的图像是。

故选C。

10. 某同学从玩具上拆下一小型电风扇，上面标有“4V  2.4W”字样，该同学想描绘该电风扇的伏安特性曲线，并测量电风扇正常工作时的机械效率，实验室备有下列器材：

A．电池组（电动势为6V，内阻不计）

B．电压表（量程为0~5V，内阻约为4kΩ）

C．电流表A1（量程为0~0.6A，内阻约为0.2Ω）

D．电流表A2（量程为0~0.1A，内阻为10Ω）

E．滑动变阻器R1（最大阻值10Ω，额定电流1A）

F．滑动变阻器R2（最大阻值200Ω，额定电流0.3A）

G．定值电阻R3=2Ω

H．定值电阻R4=20Ω

J．开关和导线若干

（1）本实验中所选用的电流表为_______（填“C”或“D”），所选滑动变阻器为________（填“E”或“F”），所选定值电阻为________（填“G”或“H”）。

（2）根据所选器材，在方框内补充完整电路图_________。

（3）实验完成后，所绘的伏安特性曲线如图所示，电流表示数0~0.04A之间为直线，0.04A~0.10A之间为曲线，则电风扇的内阻为________，电风扇正常工作时机械效率为________。

【答案】    ①. D    ②. E    ③. G    ④.     ⑤. 2Ω    ⑥. 70%

【解析】

【详解】（1）[1][2][3]本实验中小电风扇的额定电流为0.6A，若选择电流表C，则内阻未知，不能进行电风扇内阻的测量；可以用已知内阻的电流表D与定值电阻R3并联，可改装为量程为0.6A的电流表，则所选用的电流表为D，滑动变阻器要用分压电路，则所选滑动变阻器为阻值较小的E，所选定值电阻为G。

（2）[4]电路图

（3）[5][6]电流表示数0~0.04A之间为直线，可知此时电动机不转，可视为纯电阻，则电动机的内阻

电动机正常工作时功率2.4W，电流为0.6A，则效率

11. 如图甲所示有一间距L=1m的金属U形导轨固定在绝缘水平面上，导轨右侧接一R=8Ω的电阻，在U形导轨中间虚线范围内存在垂直导轨的匀强磁场，磁场的宽度d=1m，磁感应强度B=1.0T。现有一质量为m=0.1kg，电阻r=2Ω、长为L=1m的导体棒MN以一定的初速度从导轨的左端开始向右运动，穿过磁场的过程中，线圈中的感应电流i随时间t变化的图像如图乙所示，已知导体棒与导轨之间的动摩擦因数μ=0.3，导轨电阻不计，则导体棒MN穿过磁场的过程中，g取10m/s2，求：

（1）电阻R产生的焦耳热；

（2）导体棒通过磁场的时间。

【答案】（1）0.4J；（2）或0.33s

【解析】

【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律得

根据法拉第电磁感应定律得

联立解得进入磁场的速度

穿过磁场后的速度

导体棒通过磁场过程，由动能定理得

又

联立解得

（2）导体棒通过磁场过程，由动量定理得

联立解得

或

12. 如图所示，第一象限内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小B=0.2T的匀强磁场，第二象限内存在水平向右的匀强电场E1（大小未知），第三、四象限内存在与y轴正方向平行向上、场强大小为E2=2×103V/m的匀强电场。现有一个比荷的带正电粒子从x轴上的A点以初速度v0=1×104m/s垂直x轴射入电场E1，经y轴上的N点进入第一象限，已知A点横坐标为-1.0m，N点纵坐标为2.0m，不计粒子重力，求：

（1）第二象限内匀强电场的场强E1的大小；

（2）粒子从A点出发到刚进入第四象限运动的时间（结果可用π表示）；

（3）粒子从A点出发后第二次经过x轴时，距坐标原点的距离。

【答案】（1）1×103V/m；（2）；（3）0

【解析】

【详解】（1）粒子的运动轨迹如图所示

在第二象限，y方向上有

解得

x方向有

，

解得

（2）设粒子经N点时速度方向与y轴正方向的夹角为，在第二象限电场中，有

，

解得

故粒子进入磁场的速度

设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，由向心力公式有

解得

则粒子在磁场中正好偏转半周到达x轴，经过x轴时速度方向与x轴夹45°斜向左下方。

粒子在磁场中做圆周运动的周期为

由几何关系可知，粒子在磁场中运动的圆心角为

粒子在磁场中的运动时间为

粒子从A点出发到刚进入第四象限运动的时间为

（3）粒子在第四象限内做类斜抛运动，粒子在沿y轴负方向上

沿x轴负方向上做匀速直线运动

解得

则粒子第二次经过x轴时到坐标原点的距离

13. 如图甲所示，倾角为的足够长粗糙斜面固定在水平地面上，物块A、B通过不可伸长的轻绳绕过光滑轻质定滑轮连接，静止时物体A处于P点且与斜面刚好无摩擦力。时刻给物块A一个沿斜面向上的初速度，到内物块A速度随时间变化情况如图乙所示．物块A、B均可视为质点，物块B距地面足够高，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，，重力加速度g取，求：

（1）物块A、B的质量之比；

（2）物块A与斜面之间的动摩擦因数；

（3）物体A沿斜面上滑的最大距离。

【答案】（1）；（2）0.5；（3）1.25m

【解析】

【详解】（1）设A的质量为，B的质量为，根据题意可知静止时物体A处于P点且与斜面刚好无摩擦力，则由平衡条件可得

解得

（2）由图乙可得物体A的加速度大小为

而在物块A沿着斜面体向上运动的过程中物块B做自由落体运动，末的速度设为，则有

可知在末物块A和物块B达到共速，在此过程中物块A的速度始终大于物块B的速度，因此连接A、B的绅子上拉力为零，由牛顿第二定律可得

解得

（3）内，A沿斜面上滑位移为

B自由下落高度为

二者沿绳子方向距离缩小了

设再经过时间轻绳再次拉直，则对A有

对B有

又

联立可解得

末轻绳绷紧，系统内轻绳拉力大小远大于两物体的重力及摩擦力大小，设轻绳拉力瞬间冲量为I，绷紧后二者速度大小为v，对A和B分别有

解得

绷紧后一起做匀减速直线运动，由牛顿第二定律

解得

对B知其减速阶段位移

物体A上滑的最大距离为