甘肃省会宁一中2022-2023学年高三模拟考试物理试题

这是一份甘肃省会宁一中2022-2023学年高三模拟考试物理试题，共16页。试卷主要包含了考生必须保证答题卡的整洁等内容，欢迎下载使用。

甘肃省会宁一中2022-2023学年高三模拟考试物理试题
考生请注意：
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。
2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

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、电容器是一种常用的电学元件，在电工、电子技术中有着广泛的应用。以下有关电容式传感器在生活中应用说法正确的是（　　）

甲：电容式触摸屏 乙：电容式压力传感器

丙：电容式油位传感器 丁：电容式加速度传感器
A．甲图中，手指作为电容器一电极，如果改用绝缘笔在电容式触摸屏上仍能正常操作
B．乙图中，力F增大过程中，电流计中的电流从a流向b
C．丙图中，油箱液位上升时，电容变小
D．丁图中，当传感器由静止突然向左加速，电容器处于充电状态
2、由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界中一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知Np经过一系列α衰变和β衰变后变成Bi，下列选项中正确的是(　　)
A．Bi的原子核比Np的原子核少28个中子
B．Np经过衰变变成Bi，衰变过程可以同时放出α粒子、β粒子和γ粒子
C．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变
D．Np的半衰期等于任一个Np原子核发生衰变的时间
3、横截面为直角三角形的两个相同斜面紧靠在一起，固定在水平面上，如图所示。它们的竖直边长都是底边长的一半。现有三个小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右平抛，最后落在斜面上，其落点分别是a、b、c。下列判断正确的是

A．a球落在斜面上的速度方向与斜面平行
B．三小球比较，落在c点的小球飞行时间最长
C．三小球比较，落在b点的小球飞行过程速度变化最快
D．无论小球抛出时初速度多大，落到斜面上的瞬时速度都不可能与斜面垂直
4、吴菊萍徒手勇救小妞妞，被誉为“最美妈妈”。若两岁的妞妞质量约为12kg，从十楼坠落，下落高度为28.8m，吴菊萍的手臂与妞妞的接触时间约为0.1s，已知重力加速度g=10m/s2，则她受到的冲击力约为
A．3000N B．2880N C．1440N D．3220N
5、甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是2m/s，甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为1m/s和2m/s。求甲、乙两运动员的质量之比（　　）
A． B． C． D．
6、如图所示，AB是一根裸导线，单位长度的电阻为R0，一部分弯曲成直径为d的圆圈，圆圈导线相交处导电接触良好．圆圈所在区域有与圆圈平面垂直的均匀磁场，磁感强度为B0导线一端B点固定，A端在沿BA方向的恒力F作用下向右缓慢移动，从而使圆圈缓慢缩小．设在圆圈缩小过程中始终保持圆的形状，设导体回路是柔软的，此圆圈从初始的直径d到完全消失所需时间t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、在光滑的水平面上，一滑块的质量m=2kg，在水平面上受水平方向上恒定的外力F=4N（方向未知）作用下运动，如图所示给出了滑块在水平面上运动的一段轨迹，滑块过PQ两点时速度大小均为v=5m/s。滑块在P点的速度方向与PQ连线夹角α=37°，sin37°=0.6，则（　　）

A．水平恒力F的方向与PQ连线成53°夹角
B．滑块从P到Q的时间为3s
C．滑块从P到Q的过程中速度最小值为4m/s
D．PQ两点连线的距离为12m
8、如图所示，电路中R1和R2均为可变电阻，平行板电容器C的极板水平放置。闭合开关S，电路达到稳定时，一带电油滴恰好悬浮在两板之间。下列说法正确的是(　　)

A．仅增大的R2阻值，油滴仍然静止
B．仅增大R1的阻值，油滴向上运动
C．增大两板间的距离，油滴仍然静止
D．断开开关S，油滴将向下运动
9、某同学为了研究物体下落的过程的特点，设计了如下实验，将两本书AB从高楼楼顶放手让其落下，两本书下落过程中没有翻转和分离，由于受到空气阻力的影响，其图像如图所示，虚线在P点与速度图线相切，已知，，由图可知（　　）

A．时A处于超重状态
B．下落过程中AB的机械能守恒
C．时AB的加速度大小为
D．0～2s内AB机械能减少量大于96J
10、电阻R接在20V的恒压电源上时，消耗的电功率为P；若将R接在如图所示理想变压器的副线圈电路中时，R消耗的电功率为。已知电路中电阻R0的阻值是R的4倍，a、b两端接在（V）的交流电源上，此变压器（　　）

A．副线圈输出电压的频率为100Hz
B．副线圈输出电压的有效值为10V
C．原、副线圈的匝数之比为2︰1
D．原、副线圈的电流之比为1︰4
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）为了探究当磁铁靠近线圈时在线圈中产生的感应电动势E与磁铁移动所用时间Δt之间的关系，某小组同学设计了如图所示的实验装置：线圈和光电门传感器固定在水平光滑轨道上，强磁铁和挡光片固定在运动的小车上，小车经过光电门时，电脑会自动记录挡光片的挡光时间Δt，以及相应时间内的平均感应电动势E。改变小车的速度，多次测量，记录的数据如下表：
次数
测量值
1
2
3
4
5
6
7
8
E/V
0.116
0.136
0.170
0.191
0.215
0.277
0.292
0.329
Δt/×10-3s
8.206
7.486
6.286
5.614
5.340
4.462
3.980
3.646

（1）实验操作过程中，线圈与光电门之间的距离_________________（选填“保持不变”或“变化”），从而实现了控制_________________不变。
（2）在得到上述表格中的数据之后，他们想出两种办法处理数据。第一种是计算法：需要算出_____________________________，若该数据基本相等，则验证了E与Δt成反比。第二种是作图法：在直角坐标系中作出_____________________的关系图线，若图线是基本过坐标原点的倾斜直线，则也可验证E与Δt成反比。
12．（12分）某同学设计出如图甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”让小铁球从A点自由下落，下落过程中经过A点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门的时间t，当地的重力加速度为g。

(1)为了验证机械能守恒定律，除了该实验准备的如下器材：铁架台、夹子、铁质小球，光电门、数字式计时器、游标卡尺（20分度），请问还需要________（选填“天平”、“刻度尺”或“秒表”）；
(2)用游标卡尺测量铁球的直径。主尺示数（单位为cm）和游标的位置如图所示，则其直径为________cm；
(3)用游标卡尺测出小球的直径为d，调整AB之间距离h，记录下小球通过光电门B的时间t，多次重复上述过程，作出随h的变化图线如图乙所示。若已知该图线的斜率为k，则当地的重力加速度g的表达式为________。
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）据报道，我国华中科技大学的科学家创造了脉冲平顶磁场磁感应强度超过60T的世界纪录，脉冲平顶磁场兼具稳态和脉冲两种磁场的优点，能够实现更高的强度且在一段时间保持很高的稳定度。如图甲所示，在磁场中有一匝数n=10的线圈，线圈平面垂直于磁场，线圈的面积为S=4×10-4m2，电阻为R=60Ω。如图乙为该磁场磁感应强度的变化规律，设磁场方向向上为正，求：
(1)t=0.5×10-2s 时，线圈中的感应电动势大小；
(2)在0~2×10-2s 过程中，通过线圈横截面的电荷量；
(3)在0~3×10-2s 过程中，线圈产生的热量。

14．（16分）静止在水平地面上的两小物块A、B，质量分别为 ，；两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧的竖直墙壁距离，如图所示．某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为．释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动．A、B与地面之间的动摩擦因数均为．重力加速度取．A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短．
（1）求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；
（2）物块A、B中的哪一个先停止？该物块刚停止时A与B之间的距离是多少？
（3）A和B都停止后，A与B之间的距离是多少？

15．（12分）如图所示，在第一象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一个带正电的粒子质量为m、电荷量为q，不计粒子的重力，由x轴上的P点垂直磁场射入，速度与x轴正方向夹角，p点到坐标原点的跑离为L。
(1)若粒子恰好能从y轴上距原点L处的Q点飞出磁场，求粒子速度大小；
(2)若粒子在磁场中有最长的运动时间，求粒子速度大小的范围。




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】
A．甲图中，绝缘笔与工作面不能形成一个电容器，所以不能在电容屏上进行触控操作。故A错误。
B．乙图中，力F增大过程中，电容器极板间距减小，电容变大，电容器充电，电流计中的电流从b流向a，选项B错误；
C．丙图中，油箱液位上升时，正对面积变大，电容变大，选项C错误；
D．丁图中，当传感器由静止突然向左加速，电介质插入电容器，电容变大，电容器处于充电状态，选项D正确。
故选D。
2、C
【解析】
A．的中子数为209－83＝126，的中子数为237－93＝144，的原子核比的原子核少18个中子。故A错误。
B．经过一系列α衰变和β衰变后变成，可以同时放出α粒子和γ粒子或者β粒子和γ粒子，不能同时放出三种粒子。故B错误。
C．衰变过程中发生α衰变的次数为次，β衰变的次数为2×7－(93－83)＝4次。故C正确。
D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用。故D错误。
3、D
【解析】
A．根据平抛运动的推论可知，设a球落在斜面上的速度方向与水平方向夹角为θ，对应处位置位移与水平方向偏转角为α，即 ，根据题意 ，所以θ=45°，不可能与斜面平行，选项A错误。
B．根据平抛运动规律 ，a球竖直方向下落距离最大，所以a球飞行时间最长，选项B错误；
C．三个球都做平抛运动，即速度变化快慢（加速度）均相同，选项C错误。
D．通过A的分析可知，a球不可能与斜面垂直。对于b、c点而言，竖直方向分速度gt，水平速度v0，假设能与斜面垂直，则

对应的竖直方向的距离为

水平方向的距离为

显然这是不可能满足的，因此选项D正确。
4、A
【解析】
对妞妞下降过程有

得

规定向上为正向，由动量定理得

代入数据求得

A． 3000N与分析相符，故A正确；
B． 2880N与分析不符，故B错误；
C． 1440N与分析不符，故C错误；
D． 3220N与分析不符，故D错误；
故选：A。
5、B
【解析】
甲、乙相遇时用力推对方的过程系统动量守恒，以甲的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得
m甲v甲+m乙v乙=m甲v甲′+m乙v乙′
代入数据可得
m甲×2+m乙×（-2）=m甲×（-1）+m乙×2
解得
m甲：m乙=4：3
故B正确，ACD错误。
故选B。
6、B
【解析】
设在恒力F的作用下，A端△t时间内向右移动微小的量△x，则相应圆半径减小△r，则有：
△x=2π△r
在△t时间内F做的功等于回路中电功


△S可认为由于半径减小微小量△r而引起的面积的变化，有：
△S=2πr∙△r
而回路中的电阻R=R02πr，代入得，
F∙2π△r=

显然△t与圆面积变化△S成正比，所以由面积πr02变化为零，所经历的时间t为：

解得：

A．，与结论不相符，选项A错误；
B．，与结论相符，选项B正确；
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B．

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、BCD
【解析】
A．设水平恒力F的方向与PQ连线夹角为β，滑块过P、Q两点时的速度大小相等，根据动能定理得
FxPQcosβ=△Ek=0
得β=90°，即水平恒力F与PQ连线垂直且指向轨迹的凹侧，故A错误；
B．把P点的速度分解在沿水平力F和垂直水平力F两个方向上，沿水平力F方向上滑块先做匀减速后做匀加速直线运动，有

当F方向速度为零时，时间为

根据对称性，滑块从P到Q的时间为
t'=2t=3s
故B正确；
C．当F方向速度为零时，只有垂直F方向的速度
v'=vcos37°=4m/s
此时速度方向与F垂直，速度最小，故C正确；
D．垂直F的方向上物块做匀速直线运动，有
xPQ=v't'=12m
故D正确。
故选BCD。
8、ABD
【解析】
开始液滴静止，液滴处于平衡状态，由平衡条件可知：mg=q；由图示电路图可知，电源与电阻R1组成简单电路，电容器与R1并联，电容器两端电压等于R1两端电压，等于路端电压，电容器两端电压：U=IR1=；仅增大R2的阻值，极板间电压不变，液滴受力情况不变，液滴静止不动，故A正确；仅增大R1的阻值，极板间电压U变大，液滴受到向上的电场力变大，液滴受到的合力竖直向上，油滴向上运动，故B正确；仅增大两板间的距离，极板间电压不变，板间场强减小，液滴受到的电场力减小，液滴所受合力竖直向下，液滴向下运动，故C错误；断开电键，电热器通过两电阻放电，电热器两极板间电压为零，液滴只受重力作用，液滴向下运动，故D正确；故选ABD。
【点睛】
本题考查了判断液滴运动状态问题，分析清楚电路结构，分析清楚极板间场强如何变化、判断出液滴受力如何变化是解题的关键．
9、CD
【解析】
A．根据图象的斜率表示加速度，知时A的加速度为正，方向向下，则A处于失重状态，A错误；
B．由于空气阻力对AB做功，则AB的机械能不守恒，B错误；
C．根据图象的斜率表示加速度，时AB的加速度大小为

选项C正确；
D．0～2s内AB下落的高度

AB重力势能减少量

动能增加量

则AB机械能减少量

选项D正确。
故选CD。
10、BC
【解析】
A．变压器不改变交变电流的频率，由题可知，交流电压的频率为

故A错误；
B．由题意可得

解得

故B正确；
C．电源的有效值为

设原、副线圈的匝数之比为n，则原、副线圈的电流之比为则R0两端电压为，根据原、副线圈电压比等匝数比即

解得

故C正确；
D．由原、副线圈中的电流之比等匝数反比可知，原、副线圈的电流之比为1：2，故D错误。
故选BC。

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、保持不变 磁通量的变化量 E和Δt的乘积
【解析】
（1）[1]为了定量验证感应电动势与时间成反比，我们应该控制磁通量的变化量不变；
[2]所以在实验中，每次测量的时间内，磁铁相对线圈运动的距离都相同，从而实现了控制通过线圈的磁通量的变化量不变；
（2）[3]为了验证与成反比，算出感应电动势和挡光时间的乘积，若该数据基本相等，则验证了与成反比。
[4]在直角坐标系中作感应电动势与挡光时间的倒数关系图线，若图线是基本过坐标原点的倾斜直线，则也可验证与成反比。
12、刻度尺 1.015
【解析】
(1)[1]．根据实验原理和题意可知，还需要用刻度尺测量A点到光电门的距离，故选刻度尺；
(2)[2]．20分度的游标卡尺，精确度是0.05mm，游标卡尺的主尺读数为1cm，游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为，所以最终读数为：.
(3)[3]．根据机械能守恒的表达式有

利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度有

整理后有

则该直线斜率为

可得


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）24V；（2）；（3）0.192J。
【解析】
(1)由

得
V
(2)在0~10ms过程中，由

得
I=0. 4A
在10~20ms过程中，线圈中电流为0，所以，由

流过线圈的电荷量为
C
(3)由

0~30ms过程中，线圈产生的热量为
J
14、（1）vA=4.0m/s，vB=1.0m/s；（2）B先停止； 0.50m；（3）0.91m；
【解析】
首先需要理解弹簧释放后瞬间的过程内A、B组成的系统动量守恒，再结合能量关系求解出A、B各自的速度大小；很容易判定A、B都会做匀减速直线运动，并且易知是B先停下，至于A是否已经到达墙处，则需要根据计算确定，结合几何关系可算出第二问结果；再判断A向左运动停下来之前是否与B发生碰撞，也需要通过计算确定，结合空间关系，列式求解即可．
【详解】
（1）设弹簧释放瞬间A和B的速度大小分别为vA、vB，以向右为正，由动量守恒定律和题给条件有
①
②
联立①②式并代入题给数据得
vA=4.0m/s，vB=1.0m/s
（2）A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，因而两者滑动时加速度大小相等，设为a．假设A和B发生碰撞前，已经有一个物块停止，此物块应为弹簧释放后速度较小的B．设从弹簧释放到B停止所需时间为t，B向左运动的路程为sB．，则有
④
⑤
⑥
在时间t内，A可能与墙发生弹性碰撞，碰撞后A将向左运动，碰撞并不改变A的速度大小，所以无论此碰撞是否发生，A在时间t内的路程sA都可表示为
sA=vAt–⑦
联立③④⑤⑥⑦式并代入题给数据得
sA=1.75m，sB=0.25m⑧
这表明在时间t内A已与墙壁发生碰撞，但没有与B发生碰撞，此时A位于出发点右边0.25m处．B位于出发点左边0.25m处，两物块之间的距离s为
s=0.25m+0.25m=0.50m⑨
（3）t时刻后A将继续向左运动，假设它能与静止的B碰撞，碰撞时速度的大小为vA′，由动能定理有
⑩
联立③⑧⑩式并代入题给数据得

故A与B将发生碰撞．设碰撞后A、B的速度分别为vA′′以和vB′′，由动量守恒定律与机械能守恒定律有


联立式并代入题给数据得

这表明碰撞后A将向右运动，B继续向左运动．设碰撞后A向右运动距离为sA′时停止，B向左运动距离为sB′时停止，由运动学公式

由④式及题给数据得

sA′小于碰撞处到墙壁的距离．由上式可得两物块停止后的距离

15、（1）；（2）.
【解析】
（1）粒子的轨迹如图所示

设粒子速率为

由几何关系得

解得
（2）若粒子在磁场运动时间最长，则应从x轴射出磁场，设其速度的最大值为粒子恰好与y轴相切。由几何关系可知

解得。粒子的速度。