2023届东北三省四市教研联合体高三下学期高考模拟考试理综物理试题（一）

2023届东北三省四市教研联合体高三下学期高考模拟考试理综物理试题（一）

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

一、单选题

1．2022年10月12日下午，“天宫课堂”第三课开讲，神舟十四号飞行乘组航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲面向广大青少年进行太空授课。已知航天员所在的中国空间站离地面高度约为400km，设其绕地球的运动可视为匀速圆周运动，则（　　）

A．空间站运动的速度大于第一宇宙速度

B．空间站运动的周期小于地球同步卫星的周期

C．空间站运动的角速度小于地球自转角速度

D．空间站运动的加速度小于地球同步卫星的加速度

2．如图所示，半径为R的光滑圆环竖直固定，原长为的轻质弹簧一端固定在圆环的最高点A，另一端与套在环上的质量为m的小球相连。小球静止在B点时，弹簧与竖直方向夹角θ=30°，已知重力加速度大小为g，则（　　）

A．小球对圆环的弹力方向背离圆心

B．圆环对小球的弹力大小为

C．弹簧的劲度系数为

D．若换用原长相同，劲度系数更大的轻质弹簧，小球将在B点下方达到受力平衡

3．用能量为4.48eV的光照射某金属时，其遏止电压为2.23V，若改用一群处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时发出的光照射该金属（氢原子能级示意图如图），则能够使该金属发生光电效应的光子种类有（　　）

A．2种 B．3种 C．4种 D．5种

4．气压式升降椅通过气缸上下运动来控制椅子升降，其简易结构如图（a）所示，圆柱形气缸与椅面固定连接，柱状气动杆与底座固定连接。可自由移动的气缸与气动杆之间封闭一定质量的气体，气缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦力，气体可视为理想气体。设气体的初始状态为A，接着某人虚坐在椅面上，开始时此人的脚在地上，后逐渐减少对地面的压力直至脚完全离开地面，此过程中（温度不变）椅子缓慢下降一段距离后，气体达到稳定状态B。然后打开空调降低室温，一段时间后，室内温度缓慢降低到设定温度，稳定后气体状态为C。最后人将脚缓慢放在地面上并逐渐增大对地面的压力直至人离开椅面，气体最终达到另一个稳定状态D。该过程中气体的压强和体积倒数的关系如图（b）所示，已知气缸的横截面积为S，重力加速度大小为g，外界大气压强不变，则（　　）

A．由图（b）数据可算得人的质量为

B．与状态B相比，气体处于状态C时单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数较多

C．由图（b）数据可算得从状态C到状态D气体对外界做的功大小为

D．从状态A到状态D，气体向外放出的热量小于外界对气体做的功

5．如图所示，竖直的圆环置于水平向左的匀强电场中，三个完全相同的带正电的绝缘小球（未画出）分别套在固定于AB、AC、AD的三根光滑细杆上，其中AB与竖直方向夹角为60°，AC经过圆心，AD竖直。现将小球无初速度地从A端释放，小球分别沿AB、AC、AD下滑到B、C、D三点。已知小球所受电场力大小与重力大小之比为，则小球在三根细杆上运动的时间关系为（　　）

A． B． C． D．无法确定

二、多选题

6．如图所示，正六边形顶点各固定一个点电荷，其中A、B、C处所放均为+q，D、F、G所放均为-q，M、N分别为AG和AB两边的中点，则（　　）

A．中心O处的电势为0

B．中心O处的场强为0

C．将一正试探电荷由O点沿直线移动到M，其所受电场力对其做正功

D．将一正试探电荷由O点沿直线移动到N，其所受电场力对其做负功

7．如图（a）所示，P、Q为一列简谐横波上平衡位置之间相距6m的两个质点，两质点的振动图像如图（b）所示，实线为P质点的振动图像，虚线为Q质点的振动图像。已知两质点平衡位置之间的距离不小于一个波长。关于该简谐波，则（　　）

A．P、Q两质点的振动频率都是4Hz B．若波从P传向Q，波长最大值为24m

C．若波长最大值为4.8m，则波从Q传向P D．若波速为，则波从P传向Q

8．如图所示，两条足够长的平行光滑长直导轨MN、PQ固定于同一水平面内，它们之间的距离为l；ab和cd是两根质量皆为m的金属细杆，杆与导轨垂直，且与导轨良好接触。两杆的电阻皆为R。cd的中点系一轻绳，绳的另一端绕过定滑轮悬挂一质量为M的重物，滑轮与杆cd之间的轻绳处于水平伸直状态并与导轨平行。不计滑轮与转轴、细绳之间的摩擦，不计导轨的电阻。导轨和金属细杆都处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。现将两杆及重物同时由静止释放，下列说法正确的是（　　）

A．释放重物瞬间，其加速度大小为

B．最终回路中的电流为

C．最终ab杆所受安培力的大小为

D．最终ab和cd两杆的速度差恒为

三、实验题

9．如图（a）所示为验证机械能守恒定律的实验装置，轻绳跨过光滑轻质的定滑轮，其两端系着质量均为M的重物A（含挡光片）、B，物块B上放一质量为m的金属片C，系统由静止释放。

（1）用游标卡尺测量挡光片的宽度d，如图（b）所示，则d=__________mm。

（2）为验证机械能守恒定律，多次改变物块A的初始位置，进行实验，使物块A从不同的位置由静止释放，记录每次挡光片到光电门的竖直距离h以及挡光片穿过光电门的时间Δt。通过描点作图，为了得到一条过原点的直线，则应该绘制的图像是__________（选填，），该直线的斜率k__________（用字母m、g、M、d表示）。

10．请同学设计一个测量电阻的电路，待测电阻R阻值约为15Ω。要求用U-I图像来处理数据，滑动变阻器可在较大范围调节。可供选择的器材如下：

A．电流表A1，量程100mA，内阻rA1=12Ω；

B．电流表A2，量程2mA，内阻rA2=200Ω；

C．电压表V1，量程10V，内阻rV1≈15kΩ；

D．电压表V2，量程3V，内阻rV2≈10kΩ；

E．保护电阻R0约20Ω；

F．滑动变阻器R，总阻值10Ω，额定电流为1A；

G．电池组，电动势12V，内阻很小；

H．开关及导线若干。

（1）电流表应选__________，电压表应选__________（填器材前面的字母序号）。

（2）设计电路时，电流表应采用__________（选填“内接”或“外接”）法，滑动变阻器应采用__________（选填“分压”或“限流”）接法。根据你所设计的实验电路，用笔画线代替导线连接实物图__________。

（3）若在所测量数据中选一组数据U、I及已知量计算R，，则其表达式为R=__________（用字母表示）。

四、解答题

11．2022年2月23日，黑龙江省逊克县上空出现三日同辉的情景（如图（a）），这是大气中一种特殊的光学现象。当气温较低时，高空中可出现均匀分布的正六边形板状冰晶（图（b）为其截面图）。若此时太阳处于地平线附近，光线从冰晶侧面射入（图（b）为从AB中点射入），由冰晶的另一侧面射出，当最后的出射角r2等于最初的入射角i1时，偏向角δ（光线经过冰晶折射偏转的角度）最小，为22°，这时出射光线若到达人的眼睛，人们能够在相对太阳中心观察角度约为22°的两侧观察到好似太阳的两个亮点。已知sin41°=0.656，cos41°=0.755，正六边形边长为L，真空中的光速为c，试求：

（1）冰晶的折射率n；

（2）从AB中点射入的光线在冰晶内的传播时间（不考虑反射）。

12．如图所示，在足够大的光滑水平地面上有一质量为M=0.4kg的长木板，其左端放置一个质量为m=0.1kg的小物块，二者间的动摩擦因数为μ=0.1，在长木板左端正上方悬点O用长为l=0.45m，不可伸长的轻绳悬挂一质量为m0=0.05kg的小球，现将小球拉至与O点等高位置，由静止释放，小球摆至最低点时恰好与小物块发生弹性正碰（碰撞时间极短，只碰一次），碰后小物块在长木板上滑行，恰好到右端与长木板相对静止，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小物块和小球均可视为质点，g取10m/s2。求：

（1）小球与小物块碰撞前后轻绳对小球的拉力大小F1和F2的比值；

（2）长木板的长度L。

13．如图所示，在y>0的区域内存在垂直于xOy平面向里，大小为B的匀强磁场，y<0的区域内存在沿y轴正方向的匀强电场（图中未画出）。质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子（不计重力）自y轴上的点P以初速度v0沿x轴正方向射出，经点M（L，0）进入磁场，且速度与x轴正方向的夹角为60°，经磁场偏转后从x正半轴上的点N离开磁场。

（1）求匀强电场的场强大小E以及点P的坐标；

（2）求MN两点间距d以及粒子在磁场中运动的时间t0；

（3）若粒子运动到点N瞬间，将y<0的区域的电场撤去，改为垂直于xOy平面向里，大小为λB（λ>0）的匀强磁场，结果使得粒子的轨迹在之后的运动中能够与y轴相切，试求λ的可能取值。

参考答案：

1．B

【详解】A．空间站轨道半径大于地球半径R，由

知，其速度小于第一宇宙速度

A错误；

BCD．空间站轨道半径小于地球同步卫星的半径，由

知，其周期小于地球同步卫星的周期，又地球同步卫星的角速度等于地球自转角速度，由

知，其角速度大于地球自转角速度，由

知，其加速度大于地球同步卫星的加速度，B正确，CD错误。

故选B。

2．C

【详解】A．弹簧处于伸长状态，弹簧弹力F的方向如图所示

小球处于平衡状态，合力为0，故圆环对小球的弹力沿半径向外，由牛顿第三定律知小球对圆环的弹力方向指向圆心，故A错误；

B．由相似三角形法得

可得

故B错误；

C．弹簧的长度为

弹簧的形变量为

由胡克定律

F=kx

可得

解得

故C正确；

D．换用劲度系数更大的某轻质弹簧，若拉伸到同样的长度，小球将上移，则小球将在B点上方达到受力平衡，故D错误。

故选C。

3．C

【详解】由光电效应方程

可得该金属的逸出功为，一群处在能级的氢原子向基态跃迁时辐射出的光子共有6种，其中3→2，4→3辐射出的光子能量分别为、，小于该金属的逸出功，不能发出光电效应，其他4种均可。

故选C。

4．B

【详解】设外界大气压强为，人的质量为M，对椅面和气缸分析，初始时

人坐上椅面脚全部离开地面时

解得人的质量为

故A错误；

B．因为，而，故状态C单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数多，故B正确；

C．C到D为等温过程，故该过程做功小于，故C错误；

D．由题意可得，A到B，C到D，气体都做等温变化，但B到C温度降低，故，所以从状态A到状态D，气体的内能减少，而，外界对气体做功，由热力学第一定律可知气体向外放热，且放出的热量大于外界对气体做的功，故D错误。

故选B。

5．B

【详解】小球所受电场力大小与重力大小之比为，可知小球所受重力与电场力的合力F的方向恰好与平行，且由A指向B。延长，作交于M，以为直径画一个圆（图中虚线），与该圆交于N。

设，则小球沿杆运动的加速度为

位移为

由得

与无关，由等时圆模型知

而，，故

故选B。

6．AD

【详解】A．MO连线上的任意一点，到两个异号电荷是等距离的， 根据点电荷的电势公式可知，它们的电势正负抵消，为0，故A正确；

B．电场强度是矢量，由平行四边形定则，中心O处的场强不为0，方向向右，故B错误；

C．由等量异种点电荷的电势分布可知，为等势面，故将一正试探电荷沿移动，其所受电场力对其不做功，故C错误；

D．由电势叠加可知，沿电势升高，将一正试探电荷沿移动，其所受电场力对其做负功，故D正确。

故选AD。

7．CD

【详解】A．图（b）可知，P、Q两质点的振动周期都是，频率都是，故A错误；

B．若波从P传向Q，由图（b）可知，P、Q两质点的振动时间差为

则P、Q两质点的距离满足

即

由两质点平衡位置之间的距离不小于一个波长知，则波长的最大值为

故B错误；

C．若波从Q传向P，则有

而

即

同B选项分析

故C正确；

D．若波从P传向Q，则波速

当时，，故D正确。

故选CD。

8．ACD

【详解】A．释放重物瞬间，ab杆和cd杆均不受安培力，设重物的加速度大小为a1，则对重物，有

对cd杆，有

解得

故A正确；

BC．最终ab杆、cd杆和重物三者的加速度大小相等，设其为a，对重物，有

对cd杆，有

对ab杆，有

解得

故B错误，C正确；

D．设最终两杆速度差为Δv，回路中感应电动势为

解得

故D正确。

故选ACD。

9．     10.60         

【详解】（1）[1]由图b可知

（2）[2][3]由机械能守恒定律

整理得

故应绘制图像，且图像的斜率为

10．     A     D     内接     分压         

【详解】（1）[1] 为使测量时减小电表读数引起的相对误差，故电流表选择A 。

[2] 在电流表达到满偏时，电压表示数约为，也接近满偏，这样读数引起的相对误差较小。电压表选择D；

（2）[3] 因电流表内阻已知，用电流表内接法时，没有因设计原理引起的系统误差，故电流表应采用“内接法”；

 [4] 因为题中要求画图像处理数据，需要测量大量数据，再有变阻器阻值较小，故滑动变阻器应采用分压接法。

 [5] 又因电动势为而电压表最大示数约为，如果不做任何处理而直接用分压解法，滑动变阻器滑片只能在约范围内滑动，不便于调节。若将保护电阻串联在供电电路的干路上，由于的分压，滑动变阻器的滑片可大范围滑动。实物图如图所示

（3）[6] 由伏安法知

得

11．（1）1.312；（2）

【详解】（1）如图所示，由折射定律有

由最后的出射角等于最初的入射角，知

根据几何知识有

联立解得

（2）光在冰晶中的传播路程

太阳光在冰晶中传播的速度为

则在冰晶中传播的时间为

联立解得

12．（1）；（2）1.6m

【详解】（1）设小球摆动到最低点时速度为，小球由静止摆至最低点过程，机械能守恒，有

解得

在最低点，由牛顿第二定律得

解得

设碰后瞬间小球、小物块速度分别为和，规定向右为正方向，则有

解得

再次对小球在最低点应用牛顿第二定律得

解得

（2）设小物块滑到长木板的最右端时共同速度为，对小物块和长木板组成的系统，由动量守恒定律得

由能量守恒定律得

联立解得

13．（1），（0，）；（2），；（3）或

【详解】（1）粒子做类平抛运动

联立得

故点P的坐标为

（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动

得

粒子运动的周期

粒子的圆心角为，故

（3）记粒子经点N后第一次返回x轴的点Q，由（2）知，间距为

经分析，粒子可能的轨迹如图所示

由几何关系有

解得

或

解得