2023届黑龙江省哈师大附中高三下学期第三次模拟考试理综物理试题（含解析）

2023届黑龙江省哈师大附中高三下学期第三次模拟考试理综物理试题

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

一、单选题

1．在粒子散射实验中，下列图景正确的是（　　）

A．   B．  

C．   D．  

2．如图所示，取一个半径为的软木塞，在它的圆心处插上一枚大头针，让软木塞浮在液面上。调整大头针插入软木塞的深度，使它露在下面的长度为。这时从液面上方的各个方向向液体中看，恰好看不到大头针。则液体的折射率为（　　）

A． B． C． D．

3．如图所示的图象中，一定质量的理想气体从状态A开始，经过状态，最后回到状态A。其中和平行于横轴，和平行，延长线过坐标原点，下列说法正确的是（　　）

A．过程气体分子热运动的平均动能不变

B．过程气体单位体积内分子数增加

C．过程中，气体分子与器壁在单位时间、单位面积上的碰撞次数将减少

D．整个过程中，气体向外界放出的热量大于从外界吸收的热量

4．如图所示，质量为的小车静止在光滑水平面上，小车段是半径为的四分之一光滑圆弧轨道，段是长为的粗糙水平轨道，两段轨道相切于点。一质量为的可视为质点的滑块从小车上的A点由静止开始沿轨道下滑，然后滑入轨道，最后恰好停在点，滑块与轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为，则（　　）

A．整个过程中滑块和小车组成的系统动量守恒 B．滑块由A滑到过程中，滑块的机械能守恒

C．段长 D．全过程小车相对地面的位移大小为

二、多选题

5．如图为同学通过传感器测得的甲、乙两物体的运动图像，横轴为时间，纵轴忘记标记。已知甲图两部分均为抛物线，且与分别为开口向上和开口向下的抛物线的顶点。下列说法正确的是（　　）

A．若图像为位移—时间图像，甲物体和加速度大小相等

B．若图像为位移—时间图像，乙物体平均速度大于甲物体平均速度

C．若图像为速度—时间图像，乙物体平均速度为甲物体平均速度的两倍

D．若图像为速度—时间图像，两物体一定在时刻相遇

6．如图所示，一质量为、倾角为的斜面体放在光滑水平地面上。斜面上叠放一质量为的光滑楔形物块，物块在水平恒力作用下与斜面体一起恰好保持相对静止地向右运动。重力加速度为。下列说法正确的是（　　）

A．斜面体对物块的支持力为

B．斜面体的加速度大小为

C．水平恒力大小

D．若水平作用力作用到斜面体上系统仍保持相对静止，则将变小

7．我国发射的第一颗人造卫星东方红一号至今仍沿近地点高度、远地点高度、倾角的椭圆轨道绕地球运转。我国最新的航天项目中国空间站设计运行于倾角、轨道近地点高度为，远地点高度为的椭圆低地球轨道，它将成为世界唯一正常使用的空间站。则下列说法正确的是（　　）

A．空间站在远地点和东方红一号在近地点的向心力大小相等

B．空间站在远地点和东方红一号在近地点的向心加速度大小相等

C．若还已知杀方红一号的绕地球运行周期、地球半径和引力常量不能计算出地球质量

D．若还已知东方红一号的绕地球运行周期、地球半径和引力常量可以计算出地球质量

8．如图所示，轻弹簧上端固定，另一端连在置于水平地面点的小滑块上，弹簧处于伸长状态，小滑块恰好能静止。现将外力作用在小滑块上使其刚好能运动到点并撤去，弹簧此时处于压缩状态且与小滑块在点时形变量相同、则下列说法正确的是（　　）

A．撤去外力后，物块在点时对地面的压力等于在点时对地面的压力

B．撤去外力后，物块在点处一定能静止

C．在点时弹簧弹性势能等于在点时弹簧弹性势能

D．外力做的功大于摩擦生热

三、实验题

9．某同学设计了如下方案研究质量一定时加速度与合外力的关系，实验装置如图甲所示。

（1）实验时，需要进行的操作是___________。

A．平衡摩擦力时应不挂砂桶

B．用天平测出砂和砂桶的质量

C．小车靠近打点计时器、先接通电源，再释放小车

D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车（含滑轮）的质量

（2）保持小车（含滑轮）的质量不变，改变砂桶中砂的质量、记录多组传感器的读数和对应纸带的加速度的数值，绘制出如图乙所示的图像，实验小组仔细分析图像，得出了实验所用小车（含滑轮）的质重为___________。

（3）该同学根据测量数据做出如图乙所示的图线没经过原点，该同学做实验时存在的问题是___________

10．如图所示、某实验兴趣小组用铜片、铝片和可乐做成了一个可乐电池，电动势约为1V、内阻约为几千欧，并设计了甲、乙两个电路测量共电动势和内阻，根据测得数据画出图像（如图丁）。

其中所用实验器材如下：

A．电压表（量程为，阻值约为）

B．电流表（量程为，阻值约为）

C．滑动变阻器

D．开关、导线若下

（1）若只选用其中一种电路测电源电动势和内阻，电路图应选___________（填“甲”或“乙”）更合理，所测得电源电动势为___________。内阻为___________。（结果均保留一位小数）

（2）用笔画线代替导线，请将（1）问中所选电路图进行实物连接。(        )

（3）利用这两个电路所得到的图像丁，我们还可以得到电路中电压表内阻为___________，电流表内阻为___________。

四、解答题

11．如图所示，以岸边点为原点建立空间直角坐标系，轴沿河岸方向、轴垂直河岸方向、轴竖直向上。水速恒为，方向沿轴正向。时刻开始，某船保持船头始终朝向轴正方向运动至江心，船在方向上的初速度为零，加速度为。船在轴方向上的速度始终与水速相同。在时，船员相对船体以的速度将一个小石块垂直向上抛出，忽略空气阻力，重力加速度取。求：

（1）时船的位置坐标；

（2）石块到达最高点时的位置坐标。

12．如图所示的水平面上固定着光滑的金属圆环，其半径为，导体棒长度为。电阻为，棒在外力作用下绕着圆心做角速度可变的，顺时针方向的圆周运动。两根固定的、电阻不计的、平行的长直金属轨道分别与圆周和圆心连接（跨接），轨道上垂直放置着一根质量为、长度为。电阻为的导体棒，棒与轨道间动摩擦因数为，棒最初静止。整个空间垂直水平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为。闭合开关瞬间，棒的角速度刚好为，棒立刻做匀加速运动，求：

（1）闭合开关瞬间电路中电流和棒的加速度；

（2）t时刻棒的角速度。

13．如图所示，直线、、互相平行且间距均为，和间的区域内存在由垂直指向的匀强电场，和间的区域Ⅱ内以及下方的区域Ⅲ内分别存在垂直纸面向里和向外的匀强磁场，磁感应强度大小分别为利，现将一电量为q、质量为的带正电粒子从边界上无初速释放，则：

（1）欲使粒子能到达区域Ⅲ，求电场强度应满足什么条件？

（2）若电场强度，将粒子第一次到达上的位置记为点，设再经时间粒子动量与过点时动量相同，求；

（3）在（2）条件下，保持区域Ⅲ内磁场其他条件不变，仅将其范围改为一个矩形区域（矩形的一条边与重合），欲使粒子能穿越线23次，求该矩形磁场区域的最小面积。

参考答案：

1．B

【详解】AB．当粒子进入原子区域后，离带正电的原子核远的受到的库仑斥力小，运动方向改变小。只有极少数 粒子在穿过时距离正电体很近，受到很强的库仑斥力，发生大角度散射，故A错误，B正确；

CD．由库仑定律和原子核式结构模型可知，电子的质量只有粒子的，它对粒子速度的大小和方向的影响的影响，完全可以忽略，粒子偏转主要是带正电的原子核造成的，故CD错误；

故选B。

2．B

【详解】调整大头针插入软木塞的深度，使它露在外面的长度为，这时从液面上方的各个方向向液体中看，恰好看不到大头针，则恰好针底部射向软木塞下边沿的光线在水和空气的表面发生全反射。画出光路图如图。由几何关系有

解得

故选B。

3．D

【详解】A．由图像可知过程p和V均减小，由

可知过程降低，分子平均动能减小，故A错误；

B．过程体积增大，故气体分子数密度减小，故B错误；

C．过程为等压压缩过程，由

可知过程降低，分子平均动能减小，分子对器壁的平均碰撞力减小，分子数密度变大，可知单位时间内单位器壁面积上分子碰撞次数增多，故C错误；

D．直线和平行于横轴，直线和平行，图线与轴围成的面积表示功，过程外界对气体做功与过程气体对外界做功

过程气体对外界做功与过程外界对气体做功

即全过程

由

有

故整个过程中，气体向外界放出的热量大于从外界吸收的热量，选项D正确。

故选D。

4．D

【详解】A．滑块社圆弧上运动时有竖直方向的加速度，所以对系统而言竖直方向外力矢量和不为零，不满足动量守恒的条件，故A错误；

B．滑块由A滑到过程中，小车对滑块的弹力做负功，滑块的机械能不守恒，故B错误；

C．恰好停在对点时，二者均静止。根据能量守恒有

解得

故C错误；

D．水平动量守恒有

通过相同的时间有

且有

解得

故D正确；

故选D。

5．AC

【详解】A．0-1s内甲物体做匀加速运动

1-2s做反向匀加速直线运动，两个过程位移大小相等，时间相同，加速度大小相等，选项A正确；

B．若为位移-时间图像，0-1s乙物体的位移和甲的位移相等，两者平均速度相等，选项B错误；

C．若图像为速度一时间图像，根据面积大小关系，内乙物体位移是甲的位移的两倍，乙物体平均速度为甲位移平均速度的两倍，选项C正确；

D．若图像为速度-时间图像，乙的图像面积比甲的大，况且甲乙的初始位置不确定，则两物体不一定在时刻相遇，选项D错误。

故选AC。

6．ABC

【详解】ABC．整体受力分析，根据牛二定律有

再隔离物块，在竖直方向有

水平方向有

联立解得

故ABC正确；

D．若力作用在斜面上，对物块受力分析仅受重力和支持力，二力合成有

解得

再对整体，根据牛顿第二定律

可知外力需增大，故D错误；

故选ABC。

7．BD

【详解】A．不知道东方红一号和空间站的质量，无法比较向心力大小，故A错误；

B．根据万有引力提供向心力有

解得向心加速度

两者距地心的距离相等，向心加速度大小相等；

故B正确；

CD．根据万有引力提供向心力有

结合开普勒第三定律可知

从而求得地球质量，故C错误，D正确；

故选BD。

8．BC

【详解】AB．受力分析如图所示

可得

弹簧在处的水平分力比处的小，物块在处恰好不动，则撤去外力后，物块可以静止在处，选项A错误，B正确；

C．弹簧在处和处的形变量相同，则弹性势能也相等，选项C正确；

D．从到，根据动能定理

F做的功等于摩擦生热，选项D错误。

故选BC。

9．     AC/CA     1kg     未完全平衡摩擦力

【详解】（1）[1]平衡摩擦力时，应满足公式

所以应不挂重物小车受到的

因此不需要测出砂桶和砂的质量，也不需要满足远远小于，实验时应使小车靠近打点计时器、先接通电源，再释放小车；

故选AC。

（2）[2]根据公式

得

图像得斜率

则

（3）[3]根据牛顿第二定律有

可知图像末未过原点是因为未完全平衡摩擦力

10．     乙                          

【详解】（1）[1]若选甲图方案，相当于测量电压表与可乐电池构成的等效电源的电动势和内阻，此情形测得的电动势和内阻将明显小于可乐电池的实际电动势和实际内阻，故测量误差太大；若选乙图方案，相当于测量电流表和可乐电池构成的等效电源的电动势和内阻，此情形测得的电动势和可乐电池实际电动势相同，测得的内电阻只是略大于可乐电池的内阻，故乙图方案更合理。

[2] [3]因乙方案测得的内阻应大于甲方案测得的内阻，故乙方案得到的应为图丁中的图线，利用图线可以得到电动势为纵轴截距，则E=；

内阻为图线的斜率，可知

（2）[4]根据实验原理连接实物图，如图所示：

（3）[5] [6]设可乐电池的电动势和内阻分别为和，电流表和电压表内阻分别为和。根据图乙方案，图线的轴截距值恰好为可乐电池的电动势：

而图线的斜率值应为

k=

根据图甲方案，图线的y轴截距值应为

而图线的斜率值应为

联立可以解得

，

11．（1））；（2）（30m，70m，5m）

【详解】（1）x方向做匀速运动，则

解得

沿y方向

解得

时船的位置坐标为）

（2）石块扔出瞬间，此时

石块到达最高点的时间

此时x方向

石块到达最高点时的位置坐标（30m，70m，5m）

12．（1）；；（2）

【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律有

其中

根据闭合电路欧姆定律有

导体棒做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有

联立解得

（2）时刻，对棒DC有

根据法拉第电磁感应定律有

对棒OA，根据法拉第电磁感应定律有

可知整个电路的电动势为

棒做匀加速直线运动，故

，

解得

13．（1）；（2）或（取）；（3）

【详解】（1）当粒子穿过区域I，由运动到，由动能定理有

①

粒子进入区域II内有

②

欲使粒子能到达区域Ⅲ，如图所示

则应有

③

由以上各式解得

④

（2）区域Ⅰ内，由动能定理有

且满足

区域Ⅱ内

⑥

区域Ⅱ内圆周运动周期

⑦

区域Ⅲ内

⑧

区域Ⅲ内圆周运动周期

⑨

解得

、、、

区域Ⅰ内，从刚释放粒子到粒子第一次到达时间

⑩

由运动学公式有

⑪

解得

画图分析易知，区域Ⅱ内，粒子从cd出发到第一次到达ef经历时间为

区域Ⅲ内，粒子完成八分之一圆经历时间

粒子在整个区域Ⅲ内经过了四分之三圆，经历时间为

粒子动量与过点时动量相同，由于动量是矢量，则应该粒子经过区域Ⅱ内，进入区域Ⅲ，再返回区域I，且在区域I先减速为零，又加速回到点，即经历的总时间为

（取）⑫

另一个粒子动量与过点时动量相同的位置在区域Ⅲ内，与轨迹圆的圆心等高的位置（圆心左侧），即有

（取）⑬

综合以上两种情况有

（取）

或

（取）

（3）欲使粒子能穿越线23次，最后一次通过上的点为，如图所示

则由几何知识可知

⑯

设带电粒子在电场中的两条相邻的轨迹间距为，分析轨迹规律可知

且有

⑱

矩形磁场最小面积

⑲

求得

⑳