湖南省桃花源2022-2023学年高三年级第二次模拟考试物理试题

这是一份湖南省桃花源2022-2023学年高三年级第二次模拟考试物理试题，共19页。试卷主要包含了答题时请按要求用笔等内容，欢迎下载使用。

1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
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、如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，A、B为x轴上的两点，xA、xB分别为A、B两点在x轴上的坐标值。一电子仅在电场力作用下沿x轴运动，该电子的动能Ek随其坐标x变化的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（ ）
A．A点的电场强度小于B点的电场强度
B．A点的电场强度等于B点的电场强度
C．A点的电势高于B点的电势
D．电子由A点运动到B点的过程中电势能的改变量
2、现在很多人手机上都有能记录跑步数据的软件，如图所示是某软件的截图，根据图中信息，判断下列选项正确的是（ ）
A．“3.00千米”指的是该同学的位移
B．平均配速“05′49″”指的是平均速度
C．“00∶17∶28”指的是时刻
D．这位跑友平均每跑1千米用时约350s
3、质子的静止质量为，中子的静止质量为，粒子的静止质量为，光速。则粒子的结合能约为（ ）
A．
B．
C．
D．
4、如图所示，两电荷量分别为－Q和+2Q的点电荷固定在直线MN上，两者相距为L，以+2Q的点电荷所在位置为圆心、为半径画圆，a、b、c、d是圆周上四点，其中a、b在MN直线上，c、d两点连线垂直于MN，下列说法正确的是
A．c、d两点的电势相同
B．a点的电势高于b点的电势
C．c、d两点的电场强度相同
D．a点的电场强度小于b点的电场强度
5、两个等量点电荷位于x轴上，它们的静电场的电势φ随位置x变化规律如图所示（只画出了部分区域内的电势），x轴上两点B、C点，且OB＞OC，由图可知（ ）
A．C点的电势低于B点的电势
B．B点的场强大小大于C点的场强大小，B、C点的电场方向相同
C．正电荷可以在x轴上B、C之间的某两点做往复运动
D．负电荷沿x轴从B移到C的过程中电场力先做正功后作负功
6、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，a、b两点间的电压为 ，R为可变电阻，P为额定电流1A、用铅锑合金制成的保险丝．为使保险丝中的电流不超过1A，可变电阻R连入电路的最小阻值是（ ）
A．2.2ΩB．ΩC．22ΩD．Ω
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，用轻绳分别系住两个质量相等的弹性小球A和B。绳的上端分别固定于O、点。A绳长度（长度为L）是B绳的2倍。开始时A绳与竖直方向的夹角为，然后让A球由静止向下运动，恰与B球发生对心正碰。下列说法中正确的是（ ）
A．碰前瞬间A球的速率为
B．碰后瞬间B球的速率为
C．碰前瞬间A球的角速度与碰后瞬间B球的角速度大小之比为
D．碰前瞬间A球对绳的拉力与碰后瞬间B球对绳的拉力大小之比为
8、光滑绝缘的水平地面上，一质量m=1.0kg、电荷量q=1.0×10-6 C的小球静止在O点，现以O点为坐标原点在水平面内建立直角坐标系xOy，如图所示，从t=0时刻开始，水平面内存在沿 x、 y方向的匀强电场E1、E2，场强大小均为1.0 ×107V/m；t =0.1s时，y方向的电场变为-y方向，场强大小不变；t=0.2s时，y方向的电场突然消失，x方向的电场变为-x方向，大小。下列说法正确的是（ ）
A．t=0.3s时，小球速度减为零
B．t=0.1s时，小球的位置坐标是（0.05m，0.15m）
C．t=0.2s时，小球的位置坐标是（0.1m，0.1m）
D．t=0.3s时，小球的位置坐标是（0.3m，0.1m）
9、如图所示，实线为正电荷与接地的很大平板带电体电场的电场线，虚线为一以点电荷为中心的圆，a、b、c是圆与电场线的交点.下列说法正确的是( )
A．虚线为该电场的一条等势线B．a点的强度大于b点的强度
C．a点的电势高于b点的电势D．检验电荷-q在b点的电势能比c点的大
10、如图所示，带有正电荷的A粒子和B粒子同时以同样大小的速度(速度方向与边界的夹角分别为30°、60°)从宽度为d的有界匀强磁场的边界上的O点射入磁场，又恰好都不从另一边界飞出，则下列说法中正确的是（ ）
A．A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为1∶
B．A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为3(2－)∶1
C．A、B两粒子的比荷之比是∶1
D．A、B两粒子的比荷之比是(2＋)∶3
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）如图甲所示是一个多用电表的简化电路图。请完成下列问题。
(1)测量直流电流、直流电压和电阻各有两个量程。当选择开关S旋到位置5、6时，电表用来测量____________（选填“直流电流”、“直流电压”或“电阻”）。
(2)某同学用此多用表测量某电学元件的电阻，选用“×l0”倍率的欧姆挡测量，发现多用表指针偏转很小，因此需选择____________（填“×l”或“×l00”）倍率的欧姆挡。
(3)某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理，组装如图乙、丙所示的简易欧姆表。实验器材如下：
A．干电池（电动势E为3.0V，内阻r不计）；
B．电流计G（量程300μA，内阻99Ω）；
C．可变电阻器R；
D．定值电阻R0=4Ω；
E．导线若干，红黑表笔各一只。
①如图乙所示，表盘上100μA刻度线对应的电阻刻度值是____________Ω；
②如果将R0与电流计并联，如图丙所示，这相当于欧姆表换挡，换挡前、后倍率之比为____________。
12．（12分）圆柱形陶瓷元器件表面均匀镀有一层导电薄膜，已知导电薄膜电阻率为，为了测量该薄膜厚度，某同学使用铜丝紧绕在元件表面，铜丝绕制成圆形，圆柱体轴线垂直于铜丝圆面，制成电极A、B，如图甲所示
(1)用螺旋测微器测量元件的直径，测量结果如图乙所示，其读数为_________mm。
(2)为了测量元件电阻，某同学首先使用多用电表对元件粗测，元件电阻约为，现需准确测量电阻阻值，可供器材如下
A．被测元件（阻值约）
B．直流电源（电动势约，内阻约）
C．电流表（量程，内阻约）
D．电压表（量程，内阻）
E.电压表（量程，内阻约）
F.定值电阻（）
G.滑动变阻器（）
H.滑动变阻器（）
I.电键、导线等
①在可供选择的器材中，已经选择A、B、C、I除此之外，应该选用________（填写序号）
②根据所选器材，在图丙方框中画出实验电路图_______
③需要测量的物理量________，请用上述物理量表示被测电阻______。
(3)为了测量薄膜厚度还需要测量的物理量为__________。
(4)若被测元件电阻为，元件直径为，电阻率为，请结合使用(3)物理量表示薄膜厚度____。
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0xa的区域I内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，在xa的区域II内有垂直于纸面向外的匀强磁场，它们的磁感应强度均为B0，磁场边界与x轴交于P点。一质量为m，电荷量为q（q0）的粒子沿x轴从原点O水平射入磁场。当粒子射入速度不大于时，粒子在磁场中运动的时间都相等，不计重力：
（1）求速度v0的大小；
（2）若粒子射入速度的大小为2v0，求粒子两次经过边界到P点距离的比值；（结果可带根号）
（3）若调节区域II磁场的磁感应强度大小为λB0，使粒子以速度nv0（n1）从O点沿x轴射入时，粒子均从O点射出磁场，求n与λ满足的关系。
14．（16分）如图所示，CDE和MNP为两根足够长且弯折的平行金属导轨，CD、MN部分与水平面平行，DE和NP与水平面成30°，间距L=1m，CDNM面上有垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小B1=1T，DEPN面上有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小B2=2T。两根完全相同的导体棒a、b，质量均为m=0.1kg，导体棒b与导轨CD、MN间的动摩擦因数均为μ=0.2，导体棒a与导轨DE、NP之间光滑。导体棒a、b的电阻均为R=1Ω。开始时，a、b棒均静止在导轨上除导体棒外其余电阻不计，滑动摩擦力和最大静摩擦力大小相等，运动过程中a、b棒始终不脱离导轨，g取10m/s2.
(1)b棒开始朝哪个方向滑动，此时a棒的速度大小；
(2)若经过时间t=1s，b棒开始滑动，则此过程中，a棒发生的位移多大；
(3)若将CDNM面上的磁场改成竖直向上，大小不变，经过足够长的时间，b棒做什么运动，如果是匀速运动，求出匀速运动的速度大小，如果是匀加速运动，求出加速度大小。
15．（12分）如图所示，上端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，两活塞用一根长度为L的刚性轻质细杆连接，两活塞间充有氧气，小活塞下方充有氮气，大、小活塞的质量分别为2m、m，横截面积分别为2S、S。氮气和汽缸外大气的压强均为p0，大活塞与大圆筒底部相距。现通过电阻丝缓慢加热氮气，使小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐位置。已知大活塞导热性能良好，汽缸及小活塞绝热，两活塞与汽缸壁之间的摩擦不计，重力加速度为g。求：
①初始状态下氧气的压强；
②小活塞与大圆筒底部平齐时，氧气的压强。
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、B
【解析】
AB．根据动能定理得知：电场力做功等于电子动能的变化，则有
根据数学知识可知，图线的斜率
斜率不变，q保持不变，说明电场强度不变，所以该电场一定是匀强电场，则
故A错误，B正确；
C．由图知，电子从A到B动能增大，电场力做正功，则知电场力方向从A→B，电场线方向从B→A，根据顺着电场线方向电势降低，则有
故C错误；
D．根据动能定理知
即
故D错误。
故选B。
2、D
【解析】
A.根据题图中地图显示，跑的轨迹是曲线，故“3.00千米”指的是路程，故A错误；
B.根据“05′49″”的单位是时间单位，可知不是平均速度，故B错误；
C.“00∶17∶28”指的是所用时间，是指时间间隔，故C错误；
D.3千米共用时17分28秒，故每跑1千米平均用时约350s，故D正确。
故选D。
3、B
【解析】
粒子在结合过程中的质量亏损为
则粒子的结合能为
代入数据得
故B正确，ACD错误。
4、A
【解析】
A、B、a、b、c、d四点在以点电荷+2Q为圆心的圆上，可知+2Q产生的电场在a、b、c、d四点的电势是相等的，所以a、b、c、d四点的总电势可以通过-Q产生的电场的电势确定，根据顺着电场线方向电势降低可知，b点的电势最高，c、d两点对称电势相等，a点电势最低；故A正确，B错误.
C、+2Q的场源在c、d两点产生的场强大小相等，-Q的场源在c、d两点的产生的场强大小也相等，根据场强的合成可知两点的总场强大小相等，但方向不同，故c、d两点的电场强度不同；故C错误；
D、由点电荷的场强公式，合成可得，方向向左；，方向向右；故；则D错误.
故选A.
【点睛】
本题考查判断电势、场强大小的能力，要利用库仑定律和场强的矢量合成的方法对各点的电势和场强进行判定，并且要充分利用电场的叠加原理进行分析．
5、B
【解析】
根据电势的图象直接读出电势高低．由可知，图象的斜率绝对值等于场强大小，由斜率分析场强的大小关系。根据顺着电场线方向电势降低，判断电场线的方向，确定正电荷所受的电场力方向，分析其运动情况。根据电场力与位移方向间的关系，判断电场力做功的正负。
【详解】
A．由图知，C点的电势高于B点的电势．故A错误；
B．由可知，图象的斜率绝对值等于场强大小，可以看出B点的场强大小大于C点的场强大小，斜率都为正值，说明B、C点的电场方向相同，故B正确；
C．根据顺着电场线方向电势降低，可知电场线的方向从C指向B，正电荷在x轴上B、C之间所受的电场力始终由C指向B，正电荷做单向直线运动，故C错误；
D．负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力方向由从B指向C，电场力方向与位移相同，电场力一直做正功，故D错误。
故选B。
【点睛】
本题考查对电势与场强、电场线方向、电场力做功等等关系的理解，难点是根据匀强电场电势差与场强的关系理解图象的斜率与场强的关系。
6、A
【解析】
原线圈输入电压
根据电压与匝数成正比
代入数据解得：
原线圈的最大输入功率为
输出功率等于输入功率
由公式：
解得：
故应选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、ACD
【解析】
A．A球由静止下摆至最低点过程中机械能守恒有
解得
①
选项A正确；
B．两球碰撞过程中系统动量守恒有
碰撞前后系统动能相等，即
结合①式解得
②
选项B错误；
C．碰前瞬间，A球的角速度为
碰后瞬间，B球的角速度
结合①②式得
选项C正确；
D．在最低点对两球应用牛顿第二定律得
结合①②式得
选项D正确；
故选ACD.
8、AD
【解析】
从t=0时刻开始，水平面内存在沿+x、+y方向的匀强电场E1、E2，场强大小均为，则由牛顿第二定律可知
小球沿+x、+y方向的加速度的大小均为
经过1s， t=0. 1s时，小球沿+x、+y方向的速度大小均为
小球沿+x、+y方向的位移大小均为
在第2个0. 1s内，小球沿x方向移动的距离
沿y方向移动的距离
沿y方向移动的速度
t=0.2s时，y方向的电场突然消失，x方向的电场变为-x方向，则在第3个0.1 s内小球沿+x方向做匀减速直线运动，由
可知，
在第3个0.1s内，小球沿+x方向移动的距离
t=0.3s时，小球的速度微
综上分析可知， AD正确，BC错误。
故选AD。
9、CD
【解析】
A．虚线上各点的电场线与虚线不都是垂直的，则虚线不是该电场的一条等势线，选项A错误；
B．因b点的电场线较a点密集，则a点的强度小于b点的强度，选项B错误；
C．正电荷到a点间平均场强比正电荷到b点的平均场强小，则正电荷与a点间电势差小于正电荷与b点间电势差，可知a点的电势高于b点的电势，选项C正确；
D．通过画出过b点的等势线可知，b点的电势低于c点，则检验电荷-q在b点的电势能比c点的大，选项D正确。
10、BD
【解析】
AB．设AB两粒子在磁场中做圆周运动的半径分别为R和r，
根据上图可知
联立解得
故A错误，B正确。
CD．粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力， 由牛顿第二定律得
解得，由题意可知，两粒子的v大小与B都相同，则AB两粒子的之比与粒子的轨道半径成反比，即粒子比荷之比为，故C错误，D正确。
故选BD。
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、直流电源 ×100 20000 100：1
【解析】
(1)[1]由图所示可知，当转换开关旋到位置5、6时，表头与电阻串联，此时可用来测量直流电压。
(2)[2]测量某电学元件的电阻，选用“”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转很小，待测阻值较大，说明所选挡位太小，为准确测量电阻阻值，需选择“”倍率的电阻挡，重新欧姆调零后再测量。
(3)①[3]欧姆表中值电阻等于欧姆档内部电阻，则中间刻度值对应示数为
有
解得
所以表盘上100μA刻度线对应的电阻刻度值是。
②[4]当电流计满偏时：流过的电流
电流计内阻为，给电流计并联的电阻，根据并联分流的规律可知电流表量程扩大100倍，用该电流表改装成欧姆表，同一刻度对应的电阻值变为原来的，欧姆表换挡前、后倍率之比等于。
12、0.398（0.396~0.399均可给分） DFG （分压式接法也可以） 电流表示数，电压表示数 （或） 电极A、B之间的距离
【解析】
(1)[1]螺旋测微器主尺刻度为0，可动刻度为39.8×0.01mm=0.398mm，所以读数为
0+0.398mm=0.398mm
(2)[2]因为直流电源电动势为6V，电压表V2量程太大，不能选择，可将电压表V1改装，因此需要DF；滑动变阻器起限流作用，安全下选择小的，比较方便操作，所以选择G。
[3]该电路设计滑动变阻器阻值比被测阻值大，而且能保证仪器安全，因此滑动变阻器采用限流方式，使用伏安法测量被测电阻，其中电压表需串联一个分压电阻，总电阻远大于待测电阻，采用电流表外接。电路如图：
[4]根据欧姆定律，需要测量电流表示数，电压表示数；
[5]电压应为电压表和定值电阻的总电压，电流应为流过待测电阻的电流，则
因为，所以也可表示为
(3)[6]根据电阻定律
其中薄膜很薄，展开后可认为是以圆周长为边，厚度为高的矩形，即
所以为了测量薄膜厚度，还需要测量连入电路的电阻长度为电极A、B之间的距离。
(4)[7]据题有
因此
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）；（3）
【解析】
（1）粒子在磁场中运动时间相同，故转过的圆心角相同，因此粒子速度等于时，在Ⅰ区域内恰好划过半个圆，由
其中可得，
（2）粒子速度变为，则其作圆周运动半径为，粒子的轨迹如图所示
由几何关系可得，，故
故粒子两次经过边界到P点距离的比值为
（3）设粒子在Ⅰ区域半径为，Ⅱ区域半径为，则
粒子要回到O点，则在Ⅱ区域的圆心必须位于x轴，其轨迹如图
故
联立解得
14、（1）；（2）0.24m；（3）匀加速，0.4m/s2。
【解析】
（1）开始时，a棒向下运动，b棒受到向左的安培力，所以b棒开始向左运动，当b棒开始运动时有
对a棒
联立解得
（2）由动量定理得对a棒
其中
联立解得
（3）设a棒的加速度为a1，b棒的加速度为a2，则有
且
当稳定后，I保持不变，则
可得
联立解得两棒最后做匀加速运动，有a1=0.2m/s2，a2=0.4m/s2
15、①；②
【解析】
①分析初始状态下两活塞的受力情况，根据力的平衡有
解得初始状态下氧气的压强
②初始状态氧气体积
当小活塞缓慢上升到上表面与大圆筒底部平齐时，氧气体积，压强为p2，根据玻意耳定律有，解得