2023届山西省晋中市祁县二中高三下学期期末质量调研（一模）物理试题试卷

2023届山西省晋中市祁县二中高三下学期期末质量调研（一模）物理试题试卷

请考生注意：

1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。

2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、如图所示，一轻绳跨过固定在竖直杆下端的光滑定滑轮O，轻绳两端点A、B分别连接质量为m1和m2两物体。现用两个方向相反的作用力缓慢拉动物体，两个力方向与AB连线在同一直线上。当∠AOB=时，∠OAB=，则两物体的质量比m1 ：m2为（　　）

A．1：1 B．1：2 C．1： D．1：

2、2019年1月3日，嫦娥四号月球探测器平稳降落在月球背面南极——艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内，震惊了全世界。 嫦娥四号展开的太阳能电池帆板在有光照时，可以将光能转化为电能，太阳能电池板作为电源，其路端电压与干路电流的关系如图所示，则下列说法正确的是 （  ）

A．该电池板的电动势为2.80V

B．随着外电路电阻增大，其内阻逐渐增大

C．外电路阻值为1kΩ时电源输出功率约为3.2W

D．外电路阻值为1kΩ时电源效率约为36%

3、恒星在均匀地向四周辐射能量的过程中，质量缓慢减小，围绕恒星运动的小行星可近似看成在做圆周运动.则经过足够长的时间后，小行星运动的（　　）

A．半径变大

B．速率变大

C．角速度变大

D．加速度变大

4、如图甲所示，一倾角θ=30°的斜面体固定在水平地面上，一个物块与一轻弹簧相连，静止在斜面上。现用大小为F=kt(k为常量，F、t的单位均为国际标准单位)的拉力沿斜面向，上拉轻弹簧的上端，物块受到的摩擦力随时间变化的关系图象如图乙所示，物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2，则下列判断正确的是（  ）

A．物块的质量为1.5kg

B．k的值为2.5N/s

C．物块与斜面间的动摩擦因数为

D．t=6s时，物块的速度大小为2.2m/s

5、如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到位置Ⅱ，设先、后两次穿过金属框的磁通量变化分别为和，则（）

A．    B．    C．    D．不能判断

6、如图所示，竖直平面内的光滑固定轨道由一个半径为R的圆弧AB和另一个圆弧BC组成，两者在最低点B平滑连接。一小球（可视为质点）从A点由静止开始沿轨道下滑，恰好能通过C点，则BC弧的半径为（    ）

A． B． C． D．

二、多项选择题：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，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、下列说法中正确的是（　　）

A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大

B．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的碱小而增大

C．对于一定质量的理想气体，保持压强不变，体积减小，那么它一定从外界吸热

D．电冰箱的工作过程表明，热量可以自发地从低温物体向高温物体传递

E.液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势

8、如图，两根平行金属导轨所在的平面与水平面的夹角为30°，导轨间距为0.5 m。导体棒 a、b垂直导轨放置，用一不可伸长的细线绕过光滑的滑轮将b棒与物体c相连，滑轮与b棒之间的细线平行于导轨。整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为0.2 T。物体c的质量为0. 06 kg，a、b棒的质量均为0.1kg，电阻均为0.1Ω，与导轨间的动摩擦因数均为。将a、b棒和物体c同时由静止释放，运动过程中物体c不触及滑轮，a、b棒始终与两导轨接触良好。导轨电阻不计且足够长，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2.则（　　）

A．b棒刚要开始运动时，a棒的加速度大小为3.5 m/s2

B．b棒刚要开始运动时，a棒的速度大小为5.0 m/s

C．足够长时间后a棒的加速度大小为

D．足够长时间后a棒的速度大小为7.0 m/s

9、如图所示，光滑绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，现有一个质量为0.1kg，电荷量为-2.0×10-8C的滑块P（可看做质点），仅在电场力作用下由静止沿x轴向左运动．电场力做的功W与物块坐标x的关系用图中曲线表示，图中斜线为该曲线过点（0.3，3）的切线．则下列说法正确的是（　　）

A．此电场一定是匀强电场

B．电场方向沿x轴的正方向

C．点处的场强大小为

D．与间的电势差是100V

10、两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直．边长为、总电阻为的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图（a）所示．已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于时刻进入磁场．线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b）所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)．下列说法正确的是（  ）

A．磁感应强度的大小为 T

B．导线框运动速度的大小为

C．磁感应强度的方向垂直于纸面向外

D．在至这段时间内，导线框所受的安培力大小为

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11．（6分）研究电阻值相近的两个未知元件和的伏安特性，使用的器材有多用电表、电压表（内阻约为）、电流表（内阻约为）。

(1)用多用电表欧姆挡的“”倍率粗测元件的电阻，示数如图（a）所示，其读数为_____。若用电压表与电流表测量元件的电阻，应选用图（b）或图（c）中的哪一个电路_____（选填“（b）”或“（c）”）。

(2)连接所选电路并闭合开关，滑动变阻器的滑片从左向右滑动，电流表的示数逐渐______（选填“增大”或“减小”）；依次记录实验中相应的电流值与电压值。

(3)将元件换成元件，重复上述步骤进行实验。

(4)图（d）是根据实验数据作出的元件和的图线，由图像可知，当元件中的电流增大时其电阻_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。

12．（12分）某实验兴趣小组用如图甲所示实验装置来验证机械能守恒定律并求出当地重力加速度。倾斜气垫导轨倾角为30°，导轨上端与水平桌面相接并安装有速度传感器可以直接测出小物块经过上端时的速度，气垫导轨和水平桌面上均有刻度值可读出长度。导轨下端有一固定挡板，轻质弹簧下端与挡板相连，测出不放小物块时弹簧上端与传感器之间的长度为L。气垫导轨开始工作后把质量为m的小物块轻放在弹簧上端，用外力向下缓慢推动小物块到不同位置后撤去外力，小物块从静止开始向上运动，经过一段时间后落在水平桌面上。

（1）通过实验，该小组测出了多组不同的速度v和对应的落点到导轨上的长度x，画出了如图乙所示的图象，已知该图象为一过原点的直线、直线斜率为k，则通过该象可求出当地重力加速度g的值为_________，考虑到空气阻力，该小组测出的值________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。

（2）通过事先对轻弹簧的测定，、研究得出弹簧的弹性势能与压缩量的关系为。若每次释放小物块时弹簧的压缩量均为L的n倍，为了验证小物块和轻弹簧系统的机械能守恒，该小组需要验证的表达式为__________________（用x、n、L表示）。

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13．（10分）如图所示，闭合矩形线框abcd可绕其水平边ad转动，ab边长为x，bc边长为L、质量为m，其他各边的质量不计，线框的电阻为R。整个线框处在竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中。现给bc边施加一个方向与bc边、磁场的方向均垂直的初速度v，经时间t，bc边上升到最高处，ab边与竖直线的最大偏角为θ，重力加速度取g。求t时间内：

（1）线框中感应电动势的最大值；

（2）流过线框导体截面的电量；

（3）线框中感应电流的有效值。

14．（16分）如图甲所示，质量均为m＝0.5 kg的相同物块P和Q(可视为质点)分别静止在水平地面上A、C两点．P在按图乙所示随时间变化的水平力F作用下由静止开始向右运动，3 s末撤去力F，此时P运动到B点，之后继续滑行并与Q发生弹性碰撞．已知B、C两点间的距离L＝3.75 m，P、Q与地面间的动摩擦因数均为μ＝0.2，取g＝10 m/s2，求：

(1)P到达B点时的速度大小v及其与Q碰撞前瞬间的速度大小v1；

(2)Q运动的时间t．

15．（12分）如图所示，水平面上静止放置一个透明实心玻璃球，O点是球心，A是最高点，B是最低点。两条跟水平面夹角为45°的平行光线斜照在球面上，其中一条向着球心O，其延长线交地面于D点（图中未画出），另一条过最高点A。已知该玻璃的折射率为，。求：

（1）过A点的光线折射进入玻璃球时的折射角；

（2）过A点的光线从玻璃球射出后，跟水平面的交点是在D点的左侧、右侧、还是在D点？试证明你的猜想。

参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、D

【解析】
由相似相角形法可得

由于轻绳上拉力相同，由几何关系得

联立得

故选D。

2、A

【解析】
A．电源的路端电压与干路电流的关系图像中，图线与纵轴的交点表示电动势，所以由图可知该电池板的电动势为2. 80V， A正确。

B．随着外电路电阻增大，干路电流不断减小，由闭合电路欧姆定律可知内阻

如图所示，

外电路电阻，阻的伏安特性曲线与原路端电压与干路电流的图线分别交于P1、P2， 则

指的是E与P1的斜率，

指的是E与P2连线的斜率，可知，B错误。

C．在原图中作出阻值为1kΩ的电阻的伏安特性曲线，如下图所示

与原图交于(1. 8V，1.8mA)，此交点即表示电阻的实际状态，所以电源输出功率约为

故C错误。

D．此时电源的效率

故D错误。

故选A。

3、A

【解析】
A：恒星均匀地向四周辐射能量，质量缓慢减小，小行星所受的万有引力减小，小行星做离心运动，即半径增大，故A正确；

B、C、D：小行星绕恒星运动做圆周运动，万有引力提供向心力，设小行星的质是为m，恒星质量为，则有： ．解得： ， ，， ．因变大，质量减小，则速度变小，角速度变小，加速度变小，故BCD错误．

4、B

【解析】
A．t=0时，弹簧拉力为零，物块所受摩擦力等于其所受重力沿斜面的下滑分力，则

故， yA错误；

B．当t=2s时，弹簧拉力，由题图乙知，此时物块所受摩擦力为零，则

解得，故B正确；

C．拉力增大到一定程度，物块向上滑动，由题图乙知，物块与斜面之间的滑动摩擦力大小，则

解得

故C错误；

D．由题图乙可知物块在t1=4.4s时开始运动，此时

在t=6s时

在4.4s~6s内，物块受弹簧拉力的冲量

摩擦力和重力下滑分力的冲量

而

解得

故D错误。

故选B。

5、C

【解析】
第一次将金属框由位置I平移到位置Ⅱ，磁感线穿过金属框的方向没有改变，磁通量变化量等于在这两个位置时的磁通量的差值；第二次将金属框绕边翻转到位置Ⅱ，磁感.线穿过金属框的方向发生改变，磁通量变化量等于两个位置时的磁通量绝对值之和，所以，选项C正确.ABD错

故选C

6、A

【解析】
设BC弧的半径为r。小球恰好能通过C点时，由重力充当向心力，则有：

小球从A到C的过程，以C点所在水平面为参考平面，根据机械能守恒得：

联立解得：

A．，与结论相符，选项A正确；

B．，与结论不相符，选项B错误；

C．，与结论不相符，选项C错误；

D．，与结论不相符，选项D错误；

故选A。

二、多项选择题：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，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、ABE

【解析】
A．温度高的物体内能不一定大，内能还与质量有关，但分子平均动能一定大，因为温度是平均动能的标志，故A正确；

B．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小克服分子力做功，分子势能增大，故B正确；

C．对于一定质量的理想气体，保持压强不变，体积减小，外界对气体做功，根据可知温度降低，内能减少，根据热力学第一定律可知它一定对外界放热，故C错误；

D．电冰箱需要消耗电能，才能使热量从低温物体向高温物体传递，并不是自发的，故D错误。

E．液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势。故E正确。

故选ABE。

8、BC

【解析】
A．b棒所受的最大静摩擦力

而

则b棒刚要开始运动时，所受的安培力方向向下，大小为

此时a棒受到向上的安培力大小仍为F安=0.25N，则 a棒的加速度大小为

选项A错误；

B．b棒刚要开始运动时，对a棒

F安=BIL

E=BLv

联立解得

v=5m/s

选项B正确；

CD．足够长时间后，两棒的速度差恒定，设为∆v，此时两棒受的安培力均为

此时对a棒

b棒

其中

解得

此时导体棒a的速度不是恒定值，不等于7.0m/s，选项C正确，D错误；

故选BC。

9、BD

【解析】

根据W=Eqx可知，滑块B向左运动的过程中，随x的增加图线的斜率逐渐减小，则场强逐渐减小，此电场一不是匀强电场，选项A错误；滑块B向左运动的过程中，电场力对带负电的电荷做正功，则电场方向沿x轴的正方向，选项B正确；点x=0.3m处的场强大小为，则 ，选项C错误；x=0.3m与x=0.7m间，电场力做功为W=2×10-6J，可知电势差是，选项D正确；故选BD.

10、BC

【解析】
由E–t图象可知，线框经过0.2 s全部进入磁场，则速度，选项B正确；E=0.01 V，根据E=BLv可知，B=0.2 T，选项A错误；线框进磁场过程中，感应为电流顺时针，根据右手定则可知，原磁场的磁感应强度的方向垂直于纸面向外，选项C正确；在t=0.4 s至t=0.6 s这段时间内，导线框中的感应电流，所受的安培力大小为F=BIL=0.04 N，选项D错误．

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、10    （b）    增大    增大   

【解析】
(1)[1]选择“”倍率测量读数为，则待测电阻值为。

(2)[2]元件电阻值约为，根据

可知元件与电流表内阻相近，则电流表采用外接法误差较小，应选（b）电路。

(3)[3]在（b）电路中，滑动变阻器的滑片从左向右滑动，元件两端电压增大，则其电流增大则电流表的示数逐渐增大。

(4)[4]根据欧姆定律变形

图像上的点与原点连线斜率的大小为电阻，由图像的变化特点知，元件的电阻随电流的增大而增大。

12、    偏大       

【解析】
（1）[1][2]物块到达斜面顶端时的速度为v，则：

物块离开斜面后做斜上抛运动，运动时间：

水平位移：

整理得：

由v2-x图象可知图象斜率：

所以重力加速度：

考虑空气阻力影响，所测重力加速度偏大.

（2）[3]每次释放小物块时弹簧的压缩量均为L的n倍，则：

弹簧的弹性势能：

以释放点所处水平面为重力势能的零势面，由机械能守恒定律得：

整理得：

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13、（1）BLv；（2）；（3）。

【解析】
（1）开始时速度最大且与磁感应强度方向垂直，感应电动势最大，则有

（2）根据电荷量的计算公式可得

根据闭合电路欧姆定律可得

根据法拉第电磁感应定律可得

解得

（3）根据能量守恒定律可得

根据焦耳定律

解得

14、 (1), (2)

【解析】

（1）在0-3s内，对P，由动量定理有：
F1t1+F2t2-μmg（t1+t2）=mv-0
其中F1=2N，F2=3N，t1=2s，t2=1s
解得：v=8m/s
设P在BC两点间滑行的加速度大小为a，由牛顿第二定律可得：μmg=ma
P在BC两点间做匀减速直线运动，有：v2-v12=2aL
解得：v1=7m/s
（2）设P与Q发生弹性碰撞后瞬间的速度大小分别为v1′、v2′，取向右为正方向，由动量守恒定律和动能守恒有：
mv1=mv1′+mv2′
mv12=mv1′2+mv2′2
联立解得：v2′=v1=7m/s
碰后Q做匀减速直线运动，加速度为：a′=μg=2m/s2
Q运动的时间为：

15、 (1)；(2)见解析。

【解析】
(1) 由题意知，在A点入射角i=45°。设折射角为r，由折射定律得

解得

(2) 设E点为折射光线的出射点，由几何关系得

过E点做水平面的垂线，垂足为F；过E点做水平线，与AB的交点为C，由几何关系得

设光线在E点的入射角为i1，折射角为r1，由几何关系得

解得

设从玻璃球折射出的光线与水平面的交点为G，由几何关系得

解得

BG=R

经过圆心O的光线沿直线传播，由几何关系得可知

可知

BG=BD

所以，过A点的光线从玻璃球射出后，跟水平面的交点在D点。