2023届陕西省千阳县中学高三下学期第十三次模考物理试题（解析版）

这是一份2023届陕西省千阳县中学高三下学期第十三次模考物理试题（解析版），共25页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
物理试题（解析版）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．采棉机在采摘棉花的同时将棉花打包成圆柱形棉包，再通过后方可以旋转的支架将棉包放下。棉包支架的简化模型如图，支架由与两块挡板构成，两挡板间的夹角固定不变，支架可绕轴在竖直面内转动。在支架由图中位置逆时针缓慢转至板水平的过程中（忽略挡板对棉包的摩擦力），下列说法正确的是（ ）
A．棉包一直受到三个力的作用
B．支架挡板对棉包的作用力一直不变
C．棉包对挡板的压力一直增大
D．棉包对挡板的压力一直减小
2．如图所示，竖直平面内固定着半径为r的光滑圆形轨道，质量都为m的两小球，某时刻恰好位于轨道的最高点和最低点，速度分别为，，以圆环最低点为势能零点，则两小球在运动过程中（ ）
A．可能会在某一位置中发生碰撞B．可能同时位于水平直径的两端
C．两小球距离最近时总动能最小D．系统重力势能的最大值为
3．2021年6月17日，“神舟十二号”载人飞船搭载着聂海胜、刘伯明、汤洪波三名宇航员成功飞天，开启历时三个月的太空驻留。9月17日，“神舟十二号”返回舱在东风着陆场安全降落。返回舱从工作轨道I返回地面的运动轨迹如图，椭圆轨道II与圆轨道I、III分别相切于P、Q两点，轨道I、III的半径分别为r1、r3；返回舱从轨道III上适当位置减速后进入大气层，最后在东风着陆场着陆。已知地球半径为R，地面重力加速度为g，返回舱的质量为m。关于返回舱返回地面过程，下列说法正确的是（ ）
A．返回舱在I轨道上P点点燃反推发动机进入Ⅱ轨道前后，其加速度减小
B．返回舱在II轨道上从P点运动到Q点经历的最短时间为
C．返回舱从I轨道转移到III轨道过程中，发动机做的功为
D．返回舱在II轨道上经过P点时的速率可能等于在III轨道上运动速率
4．如图甲，两根长度和质量都相同的金属直导线用绝缘丝线连接，再用绝缘丝线将悬挂在水平细杆上，中通有相同大小的电流，方向如图所示，两根导线的质量均为m，重力加速度为g。现在两导线所在空间施加与导线垂直斜向上的匀强磁场，磁场方向与竖直方向间夹角为30°，其截面图如图乙。下列说法正确的是（ ）
A．悬挂导线的丝线向右偏离竖直方向
B．上下每根丝线上的拉力大小分别为mg、
C．若增大匀强磁场的磁感应强度大小，则上面丝线上的拉力大小可能为0
D．若增大匀强磁场的磁感应强度大小，则下面丝线与竖直方向间夹角将增大
5．如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨间距最窄处为一狭缝，取狭缝所在处O点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为，一电容为C的电容器与导轨左端相连，导轨上的金属棒与x轴垂直，在外力F作用下从O点开始以速度v向右匀速运动，忽略所有电阻，下列说法正确的是（ ）
A．通过金属棒的电流为
B．金属棒到达时，电容器极板上的电荷量为
C．金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电
D．金属棒运动过程中，外力F做功的功率恒定
二、多选题
6．2012年11月，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功．图（a）为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图．飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加—作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止，某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t=0.4s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度一时间图线如图（b）所示．假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1000m．已知航母始终静止，重力加速度的大小为g．则
A．从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10
B．在0.4s-2.5s时间内，阻拦索的张力几乎不随时间变化
C．在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过2.5 g
D．在0.4s-2.5s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变
7．如图所示，在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面。 一粗细均匀的导线框abcdef位于纸面内，框的邻边都相互垂直，bc边与磁场的边界P重合导线框与磁场区域的尺寸如图所示从t=0时刻开始（单位时间为），线框以速度v匀速横穿两个磁场区域以abcdef为线框中的电动势E的正方向，设，则以下关于闭合线框中的总电动势E和bc两点间电势差Ubc随时间的变化关系图正确的是（ ）
A．B．
C．D．
8．如图所示，在半径为R的圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。P是磁场边界上的一点，大量电荷量为q、质量为m、相同速率的离子从P点沿不同方向同时射入磁场。其中有两个离子先后从磁场边界上的Q点（图中未画出）射出，两离子在磁场边缘的出射方向间的夹角为，P点与Q点的距离等于R。则下列说法正确的是（ ）
A．离子在磁场中的运动半径为
B．离子的速率为
C．两个离子从Q点射出的时间差为
D．各种方向的离子在磁场边缘的出射点与P点的最大距离为
三、实验题
9．为了消除空气阻力对实验结果的影响，某实验小组用如图甲所示实验装置做验证机械能守恒定律实验，牛顿管竖直固定在铁架台上，光电门固定在牛顿管的外侧，紧贴牛顿管外侧再固定刻度尺（图中未画出），启动抽气泵，将牛顿管内的空气抽出，已知橡胶球的质量为m，当地重力加速度为g。
（1）先用游标卡尺测量橡胶球直径d，如图乙所示，则小球直径d = ______mm；
（2）从刻度尺上读取橡胶球球心和光电门中心对应的刻度值l1、l2。将小橡胶球由静止释放，记录橡胶球第一次通过光电门的挡光时间t1；
（3）要验证橡胶球下落过程中机械能是否守恒，只需比较_____与______是否相等即可；（用上面测得数据符号表示）
（4）该小组要利用该装置进一步探究橡胶球与管底第一次碰撞前后球的机械能损失情况，他们记录了橡胶球第二次通过光电门的挡光时间t2，则碰撞过程中橡胶球损失的机械能为________。
10．某同学设计“测量某粗细均匀的导电金属丝的电阻与其拉伸后的长度之间的关系”实验，方案如下：
（1）导电金属丝拉伸装置如图1所示，按图2连接电路，将该导电金属丝的A、B两端分别与电路中的C、D两端连接；
（2）在端悬挂重物，重物静止时，用刻度尺测量出A、B间的距离；
（3）保持开关断开，闭合开关，调节滑动变阻器至合适位置，记录电压表和电流表的示数和；
（4）闭合开关，调节滑动变阻器使电压表的示数仍为，记录电流表的示数，则此时该导电金属丝的电阻______（用、和表示），电压表内阻对该导电金属丝电阻的测量值______（选填“有”“无”）影响；
（5）断开开关，增加端悬挂的重物重量，重复步骤（2）（3）（4），得到多组和数据并作出函数关系图像。理论上，若拉伸过程中该导电金属丝的电阻率及体积均不变，则以为纵坐标，以______（选填“”、“”、“”）为横坐标，可得到线性关系；
（6）若上述理论成立，可将导电金属丝作为传感器中的敏感元件来监测构件间的微小拉伸变化。按图3所示电路将该导电金属丝连接在两构件之间，实验中保持电压表读数不变，两构件电阻及电流表内阻可不计，若将电流表刻度改为构件间的距离，则越向左相邻刻度间的数据差值______（选填“越大”“越小”“不变”）。
四、解答题
11．如图所示，质量的小球用长的轻绳悬挂在固定点O上，足够长的木板C置于光滑水平地面上，两物块A、B放置在C上，A置于C的左端，B与A相距0. 5m。现将小球拉至与竖直方向成37°由静止释放，小球在最低点与A发生弹性碰撞，一段时间后，A与B碰撞后粘在一起，两次碰撞时间均可忽略。已知A与C、B与C间动摩擦因数，A、B、C的质量，重力加速度g取，，，不计空气阻力。求：
（1）与A碰撞前瞬间，小球所受轻绳的拉力；
（2）与B碰撞前瞬间，A的速度大小；
（3）整个装置在全过程中损失的机械能。
12．人造太阳可以解决人类的能源短缺问题，其原理是氢核聚变反应，发生反应时，压力需要非常大，温度需要高达5000万度以上，没有材料能够承受这么高的温度和压力。所以科学家就设计了一种装置，让高温高压状态下的氢核由强磁场束缚住，不让它乱跑，也不让它与周边的材料接触，以免材料在高温下熔化。2020年12月4日14时02分，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置在成都建成并实现首次放电。如图为磁约束装置的某种简易原理图，同心圆圆心O与平面坐标系原点重合，半径为的圆形区域Ⅰ内有方向垂直于平面向里的匀强磁场。质量为m，电荷量为q速度为的带正电的粒子从坐标为的A点沿y轴负方向射入磁场区域Ⅰ，粒子经过坐标为的P点，速度方向与x轴正方向夹角为，当在环形区域Ⅱ中加上方向垂直于平面向外的匀强磁场时，上述粒子仍从A点沿y轴负方向射入区域Ⅰ，该粒子恰好能够约束在磁场区域内，不计重力和粒子间的相互作用。
（1）求夹角和区域Ⅰ中磁感应强度的大小；
（2）若环形区域Ⅱ中磁场强度，求环形外圆的半径R；
（3）求粒子从A点沿y轴负方向射入圆形区域Ⅰ至再次经过A点的过程中所通过的总路程；
（4）求粒子从A点沿y轴负方向射入磁场Ⅰ至再次从A点沿y轴负方向进入磁场Ⅰ的运动总时间。
五、多选题
13．关于物态和物态变化，下列说法正确的是（ ）
A．在各种晶体中，原子（或分子、离子）都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性
B．非晶体的微观结构跟液体非常相似，所以严格说来，只有晶体才能叫做真正的固体
C．一种液体是否浸润某种固体，只与液体的性质有关系
D．液体的蒸发在任何温度下都能发生，沸腾只在一定的温度下才会发生
E．物质的汽化热与温度有关，与外界压强无关
六、解答题
14．如图（a）所示，一竖直放置的柱形容器上端开口：面积为2S的活塞下方密封有一定质量的气体和足够深的水，水面上漂浮着一只开口向下、面积为S的烧杯（杯的厚度不计），杯内也密封着一部分气体。当活塞与容器中杯外水面距离为H时，杯底部距离杯外水面的高度为h，杯内水面距离杯底部的高度为2h，杯内气体的压强与2h高的水柱产生的压强相等。现将活塞向下移动，使得杯底部恰好与杯外水面相平，且杯内、外水面高度差不变，即杯内水面距离杯底部的高度变为h，如图（b）所示。求活塞向下移动的距离x（已知外界温度不变，容器、烧杯、活塞导热良好，气体均可视为理想气体）。
七、多选题
15．甲、乙两位同学分别在两个不同城市做“用单摆测重力加速度”的实验，记录不同摆长L对应的周期T；开学回来后共同绘制了图像如图甲中A、B所示。此外乙同学还对实验的单摆施加了驱动力使其做受迫振动，并绘制了此单摆的共振曲线，如图乙所示。下列说法中正确的是_________。

A．由图甲分析可知A图像所对应的实验地点重力加速度较大
B．单摆的固有周期由摆长和当地的重力加速度共同决定
C．由图乙可知，乙同学探究受迫振动的单摆摆长约为
D．如果乙同学增大摆长，得到的共振曲线的峰值位置将向右移动
E．如果乙同学增大摆长，得到的共振曲线的峰值位置将向左移动
八、解答题
16．让一根均匀软绳的绳端M点在垂直于软绳的方向上做简谐运动，软绳上会形成横波波形，如图甲。已知软绳端点M的振动图像如图乙。观察发现，当时，软绳上各点都已经开始振动。在时刻，M、N平衡位置之间只有一个波峰，且N点处在平衡位置，M、N两点平衡位置之间距离。求：
（1）波长和传播速度；
（2）从端点M起振开始计时，绳上N点第五次运动到波峰位置的时间。
参考答案：
1．B
解析：A．转至板水平时，棉包只受重力和板的支持力，故A错误；
B．在缓慢转动过程中，棉包在重力和支架挡板的作用力下始终保持平衡，则支架挡板对棉包的作用力一直等于重力不变，故B正确；
CD．对棉包受力分析，如下图所示
与分别是板与板对棉包的支持力，两者合力竖直向上与重力抵消，始终垂直于，始终垂直于，在支架逆时针缓慢转至板水平的过程中，与之间的夹角不变，两者合力不变，该过程中一直减小，根据牛顿第三定律，棉包对挡板的压力与相等，故一直减小。该过程中一直增大，根据牛顿第三定律，棉包对挡板的压力与相等，故一直增大，故CD错误。
故选B。
2．C
解析：A．根据机械能守恒，对恰好位于轨道最高点的小球进行分析，当其运动到轨道最低点时，有
解得
可知，两小球做的是相同的圆周运动，其周期相同。所以不会在某一位置中发生碰撞。故A错误；
B．依题意，位于最高点的小球运动到水平直径右端的平均速率小于位于最低点的小球运动到水平直径左端的平均速率。根据
可知两小球运动的路程相同，所用时间不同，即位于最低点的小球先到达水平直径左端。不可能同时位于水平直径的两端。故B错误；
C．对两小球的运动过程，由动能定理，处于最高点的小球相对最高点下滑h1可得
处于最低点的小球相对最低点上滑h2可得
则系统的总动能为
Ek=Ek1+Ek2=3mgr+mg（h1-h2）
易知总动能与两球的竖直高度差有关，当h1-h2最小时，两球的竖直高度差也是最小的，即两球距离最小时，具有最小值，故C正确；
D．综上所述，两球动能最小时，系统具有最大的重力势能，其位置均高于水平直径，即
系统重力势能为
故D错误。
故选C。
3．B
解析：A. 返回舱在I轨道上P点点燃反推发动机进入Ⅱ轨道前后，其速度减小，根据
可知P点万有引力相同，加速度不变，A错误；
B．在II轨道上根据开普勒第三定律
在轨道III上
在地球表面上
解得
从P点运动到Q点经历的最短时间为
B正确；
C．设返回舱在I轨道上的速度为v1，在III轨道上速度为v3，由万有引力提供向心力，可得
则有
选取无穷远处是引力势能的零点，则有返回舱在轨道I、III上引力势能分别为
设返回舱从I轨道转移到III轨道过程中，发动机做的功为W，则有
联立解得
在地球表面有
解得
C错误；
D．根据
可知在轨道III上运动速率大于I轨道上的速率，而从轨道I到轨道II要在 P点减速，可知在返回舱在II轨道上经过P点时的速率小于在III轨道上运动速率，D错误。
故选B。
4．D
解析：A．由左手定则和安培力公式可知，磁场对的安培力与对cd的安培力等大反向，将导线（含两者间丝线）看作一个整体，则悬挂导线的丝线拉力要平衡整体的重量（如下图），故应保持竖直，故A错误；
B．由整体法可知，上方丝线拉力大小等于整体的重力大小2mg，故B错误；
C．增大磁感应强度，磁场对的安培力与对cd的安培力仍然等大反向，上面丝线上的拉力平衡整体重力，等于2mg，故C错误；
D．增大匀强磁场的磁感应强度大小，则cd导线受安培力方向不变大小增大，由力三角形法（图形如下）可知，安培力与重力夹锐角且夹角不变，则合力随安培力增大而增大，方向与竖直方向夹角增大，所以下面丝线与竖直方向间夹角增大，故D正确。
故选D。
5．A
解析：C．根据楞次定律可知电容器的上极板应带正电，C错误；
A．由题知导体棒匀速切割磁感线，根据几何关系切割长度为
L = 2xtanθ，x = vt
则产生的感应电动势为
E = 2Bv2ttanθ
由题图可知电容器直接与电源相连，则电容器的电荷量为
Q = CE = 2BCv2ttanθ
则流过导体棒的电流
I = = 2BCv2tanθ
A正确；
B．当金属棒到达x0处时，导体棒产生的感应电动势为
E′ = 2Bvx0tanθ
则电容器的电荷量为
Q = CE′ = 2BCvx0tanθ
B错误；
D．由于导体棒做匀速运动则
F = F安 = BIL
由选项A可知流过导体棒的电流I恒定，但L与t成正比，则F为变力，再根据力做功的功率公式
P = Fv
可看出F为变力，v不变则功率P随力F变化而变化；
D错误；
故选A。
6．AC
解析：由v—t图象的面积可求出，飞机在甲板上滑行的距离为,所以与无阻拦时相比大约为1/10，A正确；0.4s-2.5s时间内，v—t图象为直线，飞机做匀减速直线运动，所以所受合力不变，但阻拦索的夹角不断变小，所以阻拦索的张力随时间变化，B选项错误；，a/g=2.85,所以C正确；由于飞机匀减速运动，而阻拦索的张力不变，由可看出随时间增大功率变小，D错误．
7．BC
解析：下面是线框切割磁感线的四个阶段示意图。
在第一阶段，只有bc切割向外的磁感线，由右手定则知电动势为负，大小为Blv．此时bc两端的电压Ubc=；在第二阶段，bc切割向里的磁感线，电动势为逆时针方向，同时de切割向外的磁感线，电动势为顺时针方向，等效电动势为零，此时bc两端的电压Ubc=-；在第三阶段，de切割向里的磁感线，同时af切割向外的磁感线，两个电动势同为逆时针方向，等效电动势为正，大小为3Blv，此时bc两端的电压Ubc=．在第四阶段，只有af切割向里的磁感线，电动势为顺时针方向，等效电动势为负大小为2Blv．此时bc两端的电压Ubc=-，故BC正确，AD错误。
故选BC。
8．BCD
解析：从Q点能射出两个离子，则离子圆周运动半径r小于磁场区域圆半径R，运动轨迹如图所示。为等边三角形。
A．由几何关系得
又有
解两式得
①
选项A错误；
B．在磁场中做圆周运动有
②
解①②式得
选项B正确；
C．圆周运动的周期为
两离子在磁场中运动的时间分别为
则从磁场射出的时间差为
选项C正确；
D．各种方向的离子从磁场中的出射点与P点的最大距离为
选项D正确；
故选BCD.
9． 6.60
解析：（1）[1]根据游标卡尺的读数规则有
0.6cm + 12 × 0.05mm = 6.60mm
（3）[2][3]要验证橡胶球下落过程中机械能是否守恒，则只需满足
根据上面测得数据符号表示
（4）[4]第二次通过光电门时的速度为
则根据能量守恒有
10． 无 越大
解析：（4）[1]为接入导电金属丝前的干路电流，为接入导电金属丝后的干路电流，两次测量中电压表的示数不变，故流过导电金属丝的电流
由欧姆定律可知
[2]因的差值与电压表内阻无关，故电压表内阻对导电金属丝电阻的测量值无影响；
（5）[3]由
可知，要得到线性关系，应以为横坐标；
（6）[4]由题知
当一定时，作出的大致关系图像如答图所示
可知电流越小时，相同对应的越大，故越向左相邻刻度间数据差值越大.
11．（1）14N；（2）；（3）
解析：（1）由机械能守恒定律
由向心力公式
解得
F=14N
（2）小球与A 发生弹性碰撞有
解得
对A有
对B、C有
，
同时根据位置关系有
代入数据，解得
，
根据题意在A与B碰撞前，A的速度应大于BC，而当时，A的速度为0，BC的速度为，不符，舍去，所以取，此时有
解得
（3）分析可知最后ABC共速一起在水平地面上匀速运动，取A、B、C 为一系统，系统动量守恒
解得
整个装置在全过程中损失的机械能为
12．（1），；（2）；（3）；（4）
解析：解：（1）粒子轨迹如图所示，由几何关系
解得
所以
设粒子在磁场区域Ⅰ中圆周运动半径为，由几何关系得
解得
粒子在环形区域Ⅰ中匀速圆周运动
（2）粒子在环形区域Ⅱ中匀速圆周运动，设半径为，由牛顿第二定律得
又因为
解得
粒子轨迹如图，由几何关系可得环形磁场区域Ⅱ外圆半径
（3）粒子从A点沿y轴负方向射入圆形区域Ⅰ至再次经过A点的过程中所通过的总路程
解得
（4）经分析，对粒子从A点沿y轴负方向进入磁场区域Ⅰ，在磁场区域Ⅰ中经3次的偏转和在磁场区域Ⅱ中经3次的偏转，则粒子如图沿x轴负方向进入磁场区域Ⅰ
运动时间
所以
解得
13．ABD
解析：A．各种晶体中，原子（或分子、离子）都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性，选项A正确；
B．实际上非晶体的微观结构跟液体非常相似，所以严格说来，只有晶体才能叫做真正的固体，选项B正确；
C．浸润与不浸润与两种接触物质的性质有关；水可以浸润玻璃，但是不能浸润石蜡，这个现象表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系，选项C错误；
D．液体的蒸发在任何温度下都能发生，沸腾只在一定的温度（沸点）下才会发生，选项D正确；
E．物质的汽化热与汽化时的温度和压强有关，选项E错误。
故选ABD。
14．
解析：设水的密度为，研究杯内气体，初态
压强
体积
末态压强，体积
根据玻意耳定律有
即
解得
研究容器内的气体，初态
压强
体积
末态压强
体积
根据玻意耳定律有
即
解得
15．BCE
解析：A．根据单摆的固有周期公式
T=2π
可得
T2=L
所以T2-L图像的斜率
k=
图甲中A图像的斜率大于B图像的斜率，故A图像所对应的实验地点的重力加速度较小，故A错误；
B．单摆的固有周期公式为
T=2π
其中L为摆长，g为当地的重力加速度，故B正确；
C．由图乙可知，当驱动力的频率为0.5 Hz时，摆球发生共振,故系统的固有频率为0.5 Hz，固有周期
T0==2 s
根据
T=2π
解得摆长
L≈1 m
故C正确；
DE．根据
T=2π
若在同一地点增大摆长，则单摆固有周期变大,固有频率变小，则发生共振时的驱动力频率变小，共振曲线的峰值位置向左移动，故E正确，D错误。
故选BCE。
16．（1）第一种：当λ1=d=0.6m时，v1=3m/s ；第二种：当λ2=d=0.4m时，v2=2m/s（2）当v1=3m/s时，t1=1.15s；当v2=2m/s时，t2=1.25s
解析：（1）由图乙可知，波传播的周期，在时，M点振动方向向上；
由题意知，有两种可能
第一种：当时
第二种:当时
（2）由图乙可知，时，M点振点方向向下，绳上N点第五次到达波峰位置的时间

当时
当时