2023届湖南省会同县第一中学高三第十六次模拟考试物理试题

这是一份2023届湖南省会同县第一中学高三第十六次模拟考试物理试题，共14页。

2023届湖南省会同县第一中学高三第十六次模拟考试物理试题
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，三条竖直虚线为匀强电场的等势线，实线为一电子仅在电场力的作用下从a点运动到b点的轨迹，下列说法正确的是（　　）

A．a点的电势低于b点的电势
B．电子在a点的动能小于其在b点的动能
C．从a点到b点的过程中，电子的动量变化量方向水平向左
D．从a点到b点的过程中，电子速度变化得越来越慢
2、如图（俯视图），在竖直向下、磁感应强度大小为2T的匀强磁场中，有一根长0.4m的金属棒ABC从中点B处折成60°角静置于光滑水平面上，当给棒通以由A到C、大小为5A的电流时，该棒所受安培力为

A．方向水平向右，大小为4.0N
B．方向水平向左，大小为4.0N
C．方向水平向右，大小为2.0N
D．方向水平向左，大小为2.0N
3、如图所示，一条质量分布均匀的柔软细绳平放在水平地面上，捏住绳的一端用恒力F竖直向上提起，直到全部离开地面时，绳的速度为v，重力势能为Ep(重力势能均取地面为参考平面)。若捏住绳的中点用恒力F竖直向上提起，直到全部离开地面时，绳的速度和重力势能分别为（ ）

A．v，Ep B．， C．， D．，
4、物体在恒定的合外力作用下做直线运动，在时间△t1内动能由0增大到E0，在时间∆t2内动能由E0增大到2E0.设合外力在△t1内做的功是W1、冲量是I1，在∆t2内做的功是W2、冲量是I2，那么( )
A．I1I2 W1=W2 C．I1 5、2020年1月我国成功发射了“吉林一号”卫星，卫星轨道可看作距地面高度为650km的圆，地球半径为6400km，第一宇宙速度为7.9km/s。则该卫星的运行速度为（ ）
A．11.2km/s B．7.9km/s C．7.5km/s D．3.lkm/s
6、心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可等效为一个不计内阻的交流电源，其电压U1会随着心跳频率发生变化。如图所示，心电仪与一理想变压器的初级线圈相连接，扬声器（等效为一个定值电阻）与一滑动变阻器连接在该变压器的次级线圈。则（　　）

A．保持滑动变阻器滑片P不动，当U1变小时，扬声器的功率变大
B．保持滑动变阻器滑片P不动，当U1变小时，原线圈电流I1变小
C．若保持U1不变，将滑动变阻器滑片P向右滑，扬声器获得的功率增大
D．若保持U1不变，将滑动变阻器滑片P向右滑，副线圈的电流I2增大
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、如图所示，在范围足够大、磁感应强度为B的垂直纸面向里的水平匀强磁场内，固定着倾角θ=30°的足够长绝缘斜面，一个质量为m、电荷量为+q的带电小物块置于斜面的顶端处静止状态，现增加一水平向左的场强E=的匀强电场。设滑动时小物块的电荷量不变，从加入电场开始计时，小物块的摩擦力f大小与时间t、加速度大小a与时间t的关系图像可能正确的是（ ）

A． B． C． D．
8、如图甲所示，两个点电荷Q1、Q2固定在z轴上，其中Qi位于原点O，a、b是它们连线延长线上的两点。现有一带负电的粒子q以一定的初速度沿z轴从a点开始经b点向远处运动（粒子只受电场力作用），设粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb，其速度随坐标x变化的图象如图乙所示，则以下判断正确的是

A．ab连线的中点电势最低
B．a点的电势比b点的电势高
C．x=3L处场强一定为零
D．Q2带负电且电荷量小于Q1
9、下列说法正确的是________。
A．夏天行车，给汽车轮胎充气，气压不宜过高，因为汽车高速行驶时胎压会增大
B．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积
C．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间只有引力，没有斥力，所以液体表面具有收缩的趋势
D．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性
E.夏天开空调给车内降温，此时空调机从车内吸收的热量少于向车外排放的热量
10、两个质点在同一直线上运动，它们的速度随时间变化的规律如图所示，内质点运动的距离为，时，两质点速度相等，且此时两质点刚好相遇，则（ ）

A．时刻，两质点相距
B．时，两质点的速度为
C．时，两质点相距
D．时，两质点再次相遇
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）在学过伏安法测电阻后，某学习小组探究测量一种2B铅笔笔芯的电阻率（查阅相关资料知其电阻率的范围为）
(1)用螺旋测微器测量该铅笔笔芯的直径，如图甲所示，其读数为__________

(2)另有如下实验器材，请依据测量原理及器材情况，画出实验的电路图_______
A．毫米刻度尺；
B．量程为内阻约为的电压表
C．量程为、内阻约为的电流表
D．阻值为的滑动变阻器
E.阻值为的定值电阻
F.两节普通干电池
G.开关和导线若干
(3)某一次测量中，电压表示数如图乙所示，其读数为_______
(4)实验中要测量一些物理量，除上述铅笔笔芯直径，电压表的示数外，还需测量：电流表的示数；______。该铅笔笔芯的电阻率为______（用上述所测物理量的字母符号表示）。
12．（12分）把电流表改装成电压表的实验中，所用电流表G的满偏电流Ig为200μA，内阻估计在400~600Ω之间。

(1)按图测定电流表G的内阻Rg，需要选用合适的器材，现有供选用的器材如下：
A．滑动变阻器（阻值范围 0~200Ω）
B．滑动变阻器（阻值范围 0~175Ω）
C．电阻箱（阻值范围 0~999Ω）
D．电阻箱（阻值范围 0~99999Ω）
E. 电源（电动势 6V，内阻 0.3Ω）
F. 电源（电动势 12V，内阻 0.6Ω）
按实验要求，R最好选用 __________，R′最好选用___________，E最好选用 ___________(填入选用器材的字母代号)。
(2)根据以上实验测得的电流表内阻值比真实值________________（选填“大”或“小”）。
(3)假定由上述步骤已测出电流表内阻Rg=500Ω，现在通过串联一个24.5kΩ的电阻把它改装成为一个电压表，此电压表的量程为_____________________。
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）如图所示，在上端开口的绝热汽缸内有两个质量均为的绝热活塞（厚度不计）、，、之间为真空并压缩一劲度系数的轻质弹簧，、与汽缸无摩擦，活塞下方封闭有温度为的理想气体。稳定时，活塞、将汽缸等分成三等分。已知活塞的横截面积均为，，大气压强，重力加速度取。
(1)现通过加热丝对下部分气体进行缓慢加热，当活塞刚好上升到气缸的顶部时，求封闭气体的温度；
(2)在保持第(1)问的温度不变的条件下，在活塞上施加一竖直向下的力，稳定后活塞回到加热前的位置，求稳定后力的大小和活塞、间的距离。

14．（16分）如图所示，MN和M′N′为两竖直放置的平行光滑长直金属导轨，两导轨间的距离为L。在导轨的下部有垂直于导轨所在平面、方向向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在导轨的MM′端连接电容为C、击穿电压为Ub、正对面积为S、极板间可认为是真空、极板间距为d的平行板电容器。在t＝0时无初速度地释放金属棒ef，金属棒ef的长度为L、质量为m、电阻可忽略不计．假设导轨足够长，磁场区域足够大，金属棒ef与导轨垂直并接触良好，导轨和各接触处的电阻不计，电路的电感、空气的阻力可忽略，已知重力加速度为g。
(1)求电容器两端的电压达到击穿电压所用的时间；
(2)金属棒ef下落的过程中，速度逐渐变大，感应电动势逐渐变大，电容器极板上的电荷量逐渐增加，两极板间存储的电场能也逐渐增加。单位体积内所包含的电场能称为电场的能量密度。已知两极板间为真空时平行板电容器的电容大小可表示为C＝。试证明平行板电容器两极板间的空间内的电场能量密度ω与电场强度E的平方成正比，并求出比例系数(结果用ε0和数字的组合表示)。

15．（12分）某物体沿着一条直线做匀减速运动，途经三点，最终停止在点。之间的距离为，之间的距离为，物体通过与两段距离所用时间都为。求:

（1）物体经过点时的速度;
（2）物体经过段的平均速度。



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、C
【解析】
A．实线是等势面，由于电场线与等势面垂直，电子所受电场力方向水平向左，则电场线方向水平向右，则点的电势高于点的电势，故A错误；
B．电子所受的电场力方向水平向左，电场力做负功，动能减小，电势能增加，则电子在点的电势能小于其在点的电势能，故B错误；
C．从点到点的过程中，根据动量定理可知电子的动量变化量方向与合外力方向相同，所以电子的动量变化量方向水平向左，故C正确；
D．从点到点的过程中，根据牛顿第二定律可知电子运动的加速度不变，所以电子速度变化不变，故D错误；
故选C。
2、D
【解析】
金属棒的有效长度为AC，根据几何知识得L=0.2m，根据安培力公式得
F=BIL=2×5×0.2=2N
根据左手定则可判定安培力水平向左，故ABC错误，D正确；
故选D。
3、D
【解析】
重力势能均取地面为参考平面，第一次，根据动能定理有


第二次，根据动能定理有


联立解得，，故D正确，ABC错误。
故选D。
4、B
【解析】
根据动能定理得：
W1=E0-0=E0，W1=1E0-E0=E0
则W1=W1．动量与动能的关系式为 , 则由动量定理得：
，
则I1＞I1．
A. I1I1 W1=W1不相符，故A不符合题意；
B. I1>I1 W1=W1与上述分析结论I1>I1 W1=W1相符，故B符合题意；
C. I1I1 W1=W1不相符，故C不符合题意；
D. I1=I1 W1I1 W1=W1不相符，故D不符合题意。
5、C
【解析】
近地卫星环绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有

则有第一宇宙速度
km/s
“吉林一号”卫星环绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有

联立解得
km/s
故C正确，ABD错误。
故选C。
6、B
【解析】
AB．保持滑动变阻器滑片P不动，当U1变小时，根据变压器原副线圈的电压与匝数关系可知，次级电压U2减小，则扬声器的功率变小；次级电流减小，则初级电流I1也减小，选项A错误，B正确；
CD．若保持U1不变，则次级电压U2不变，将滑动变阻器滑片P向右滑，则R电阻变大，次级电流I2减小，则扬声器获得的功率减小，选项CD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、BD
【解析】
加电场后，滑块受到水平向左的电场力，大小为F电=mg，和竖直向下的重力合成可得合力为F=2mg，方向沿斜面向下；此时斜面受到的正压力为零，滑块受摩擦力为0；

滑块沿斜面做加速运动，则受到垂直斜面向下的洛伦兹力，随速度的增加，洛伦兹力变大，则滑块对斜面的正压力变大，摩擦力逐渐变大；根据2mg-f=ma可知，加速度逐渐减小，当2mg=f时，加速度a=0，滑块做匀速运动，则图像BD正确，AC错误。
故选BD。
8、CD
【解析】
A.带电粒子在电场中只受电场力作用，电势能和动能之和不变，由图可知，在a、b连线的中点3L处，动能最大，电势能最小，因为粒子带负电荷，所以a、b连线的中点3L处电势最高，故A错误；
B.根据A选项分析可知，a点动能比b点小，电势能比b点大，所以a点的电势比b点低，故B错误；
C.在3L点前做加速运动，3L点后做减速运动，可见3L点的加速度为0，则x=3L处场强为零，故C正确；
D.由于在x=3L点前做加速运动，所以Q2带负电，3L点的加速度为0，则有，故Q2带正电且电荷量小于Q1，故D正确。
故选：CD
9、ADE
【解析】
A．夏天行车，气压不宜过高，因为汽车高速行驶时，温度会升高，由气态方程可得，胎压会增大，故A正确；
B．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子距离，故B错误；
C．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间引力大于斥力，所以液体表面具有收缩的趋势，故C错误；
D．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性，故D正确；
E．白天很热时，开空调给车内降温，因空调本身也要产生热量，则此时空调机从车内吸收的热量少于向车外排放的热量，故E正确。
故选：ADE。
10、AB
【解析】
A．由于速度相等时，两质点刚好相遇，则时刻，两质点相距

选项A正确；
B．内质点运动的距离为，设时质点的速度大小为，则

求得，选项B正确；
C．由几何关系可知，时，两质点相距的距离与时相距的距离相同，则

选项C错误；
D．时，两质点相距，选项D错误。
故选AB。

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、0.400 1.90 铅笔笔芯长度
【解析】
(1)[1]螺旋测微器的固定刻度示数为，旋转刻度示数为，则测量值为
(2)[2]由题意知铅笔笔芯电阻率的范围为，由上述测量知铅笔笔芯直径为,依据常识知铅笔的长度约有，由电阻定律得铅笔笔芯电阻为，又有铅笔笔芯截芯截面积，代入上述数据得铅笔笔芯电阻

（取）
用电压表、电流表直接测量铅笔笔芯两端的电压及其中电流，两电表读数不匹配。需要把定值电阻与铅笔笔芯串联为整体，测量其电压及电流，则两电表匹配。比较整体与电流表及电压表内阻，有

则电流表外接法测量误差小，滑动变阻器为，应用限流接法便可实现三次有效测量，则其测量电路如图所示

(3)[3]电压表量程为，其最小有效刻度为，经估读后测量值为
(4)[4][5]由以上各式得电阻率

除测量铅笔笔芯直径、两端电压、电流以外，还需用刻度尺测量铅笔笔芯长度。
12、D C F 小 5V
【解析】
(1)[1][2][3]图中电路为经典的半偏法测电流表内阻，采用半偏法测量电流表内阻时，电源电动势越大，越有利于减小误差，所以电动势应选择较大的F，为了保证电流表能够满偏，根据闭合电路欧姆定律粗算全电路总电阻大小：

所以电阻箱选用阻值较大的D，电阻箱用来和电流表分流，所以二者电阻相差不多，所以选择C；
(2)[4]实验原理可以简述为：闭合，断开，调节使电流表满偏，保持和不变，闭合开关，调节使电流表半偏，此时的电阻即为电流表的内阻。事实上，当接入时，整个电路的总电阻减小，总电流变大，电流表正常半偏，分流为断开时总电流的一半，而通过的电流大于断开时总电流的一半，根据欧姆定律可知的电阻示数小于电流表真实的内阻；
(3)[5]根据串联分压规律：

解得改装后电压表的量程：。

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)；(2)，
【解析】
(1)初态，气体温度为

体积为

当活塞刚好达到汽缸顶部时，体积

温度为，该过程气体发生等压变化，有
①
解得
②
(2)分析活塞的受力，有
③
在作用下，活塞回到初位置，气体温度不变，即

分析末态活骞和的受力，得
④
研究气体的初态和末态，有
⑤
联立，解得
⑥
弹簧又压缩了
⑦
则稳定后、间的距离
⑧
14、 (1) (2)ε0，证明见解析
【解析】
本题为“单棒＋电容器＋导轨模型”，可以根据牛顿第二定律，使用“微元法”对棒列方程求解。
（1）在电容器两端电压达到击穿电压前，设任意时刻t，流过金属棒的电流为i，由牛顿第二定律知，此时金属棒的加速度a满足
mg－BiL＝ma
设在t到t＋Δt的时间内，金属棒的速度由v变为v＋Δv，电容器两端的电压由U变为U＋ΔU，电容器的带电荷量由Q变为Q＋ΔQ，由电流的定义、电荷量与电压和电容间的关系、电磁感应定律以及加速度的定义得

联立得

可知金属棒做初速度为0的匀加速直线运动，当电容器两端电压达到击穿电压时，金属棒的速度为
v0＝
所以电容器两端电压达到击穿电压所用的时间为
。
（2）当电容器两极板间的电荷量增加无穷小量ΔQi时，电容器两端的电压可认为始终为Ui，增加的电场能可用图甲中左起第1个阴影部分的面积表示；同理，当电容器两极板间的电荷量增加无穷小量ΔQi＋1时，电容器两端的电压可认为始终为Ui＋1，增加的电场能可用图甲中左起第2个阴影部分的面积表示；依次类推可知，当电容器的带电荷量为Q′、两端电压为U′时，图乙中阴影部分的面积表示两极板间电场能的大小W′，所以
W′＝U′Q′
根据题意有
ω＝
又
Q′＝U′C，U′＝Ed，C＝
联立解得
ω＝ε0E2
所以电场能量密度ω与电场强度E的平方成正比，且比例系数为ε0。

15、（1）（2）
【解析】
（1）设物体在A点时的速度为段中间时刻的速度

BC段中间时刻的速度

解得物块的加速度大小为


（2）物体运动到C点时的速度

解得
物体经过CD段运动的平均速度