2023届湖南省怀化市高三下学期第一次仿真模拟考试物理试题 附解析

这是一份2023届湖南省怀化市高三下学期第一次仿真模拟考试物理试题 附解析，共30页。试卷主要包含了3J等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡.上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，用签字笔或钢笔将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 关于物理学史，下列说法中正确的是（ ）
A. 惠更斯确定了单摆周期公式
B. 爱因斯坦最早发现光电效应
C. 居里夫人最早发现天然放射现象
D. 麦克斯韦率先在实验室中制造出激光
【答案】A
【解析】
【详解】A．惠更斯确定了单摆周期公式，A正确；
B．最早发现光电效应的是赫兹，不是爱因斯坦，B错误；
C．贝可勒尔最早发现天然放射现象，C错误；
D．梅曼率先在实验室中制造出激光，D错误。
故选A。
2. 下列说法正确的是（ ）
A. 某黑体在不同温度下的辐射强度与波长的关系如图甲所示，则温度T1ν丙
C. 图丙为康普顿效应的示意图，科学家通过X射线的衍射来获得晶体的结构图像，已知普朗克常量为h，真空的光速为c，若X射线在真空中的波长为λ，其对应的光子能量，该光子与电子碰撞后其波长将变大
D. 在两种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触固体背面上一点，蜡熔化的范围如图丁所示，则a一定是非晶体，b一定是晶体
【答案】C
【解析】
【详解】A．温度越高，黑体辐射强度越大；温度越高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，所以，故A错误；
B．根据爱因斯坦光电效应方程有
据动能定理有
联立解得
根据图像，所以有
故B错误；
C．根据
可知，入射光子与静止的电子发生碰撞，损失能量后，散射光的波长将变长，故C正确；
D．固体a表现为各向同性，可能是多晶体，也可能是非晶体，故D错误。
故选C
3. 汽车在高速公路上超速是非常危险的，为防止汽车超速，高速公路都装有测汽车速度的装置。如图所示为超声波测速仪测汽车速度的示意图，测速仪A可发出并接收超声波信号，根据发出和接收到的信号可以推测出被测汽车的速度。B为汽车，两者相距352m，此时刻A发出超声波，同时B由于紧急情况而急刹车，当A接收到反射回来的超声波信号时，B恰好停止，且此时A、B相距336m，已知声速为340m/s，则汽车刹车过程中的加速度大小为（ ）
A. 4m/s2B. 8m/s2C. 16m/s2D. 无法计算
【答案】B
【解析】
【详解】超声波由B到A的时间与由A到B的时间相等，在该往返过程中，汽车做匀减速运动，设超声波单程的运动时间为t，超声波由A到B的时间内，超声波的位移设为，则有
超声波由B反射返回到A的时间内，对汽车有
对整个过程有
联立解得
a=8m/s2
故选B。
4. 晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点，A、B两点等高，原来无风状态下衣服保持静止。某时一阵恒定的风吹来，衣服受到水平向右的恒力而发生滑动，并在新的位置保持静止，如图所示。两杆间的距离为d，绳长为1.25d，衣服和衣架的总质量为m，重力加速度为g，sin37°=0.6。不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 在有风且风力不变的情况下，绳子右端由A点沿杆向下移到C点，绳子的拉力变大
B. 有风时，挂钩左、右两侧绳子的拉力大小不相等
C. 相比无风时，在有风的情况下∠AOB小
D. 无风时，轻绳的拉力大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．当在有风的情况下，将A点沿杆稍下移到C点，根据图像可以看出，两端绳子之间的夹角变小，但是两细绳拉力的合力为恒力，则拉力F变小，故A错误；
B．由于不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦，则挂钩相当于动滑轮，两端绳子的拉力总是相等，故B错误；
C．设无风时绳子夹角的一半为，绳长为L，有风时绳子夹角的一半为，有风时如图
有
又因为
所以
故C正确；
D．无风时，衣服受到重力和两边绳子的拉力处于平衡状态，如图所示，同一条绳子拉力相等，则挂钩左右两侧绳子与竖直方向的夹角相等。由几何关系可得
解得
根据平衡条件可
解得
故D错误。
故选C。
5. 12月10日，改编自刘慈欣同名系列长篇科幻小说的《三体》动画在哔哩哔哩上线便备受关注。动画版《三体》总编剧之一赵佳星透露，为了还原太空电梯的结构，他们研究太空电梯的运行原理。太空电梯的原理并不复杂，与生活的中的普通电梯十分相似。只需在地球同步轨道上建造一个空间站，并用某种足够长也足够结实的“绳索”将其与地面相连，在引力和向心加速度的相互作用下，绳索会绷紧，宇航员、乘客以及货物可以通过电梯轿厢一样的升降舱沿绳索直入太空，这样不需要依靠火箭、飞船这类复杂航天工具。如乙图所示，假设有一长度为r的太空电梯连接地球赤道上的固定基地与同步空间站a，相对地球静止，卫星b与同步空间站a的运行方向相同，此时二者距离最近，经过时间t之后，a、b第一次相距最远。已知地球半径R，自转周期T，下列说法正确的是（ ）
A. 太空电梯各点均处于完全失重状态
B. b卫星的周期为
C. 太空电梯停在距地球表面高度为2R的站点，该站点处的重力加速度
D. 太空电梯上各点线速度与该点离地球球心距离成反比
【答案】B
【解析】
【详解】A．太空电梯各点随地球-起做匀速圆周运动，只有位置达到同步卫星高度的点才处于完全失重状态，故A错误；
B．同步卫星的周期为
当两卫星a、b第一次相距最远时满足
解得
故B正确；
C．太空电梯长度即为同步卫星离地面的高度，根据万有引力提供向心力
太空电梯停在距地球表面高度为2R的站点，太空电梯上货物质量为m，在距地面高站点受到的万有引力为F，则
货物绕地球做匀速圆周运动，设太空电梯对货物的支持力为，则
在货梯内有

解得
故C错误；
D．太空电梯相对地球静止，各点角速度相等，各点线速度
与该点离地球球心距离成正比，故D错误。
故选B。
6. 如图，倾角为30°的斜面上有一个电荷量为q（q>0）质量为m的小球以v0的初速度水平抛出。竖直平面内有一水平向左的匀强电场，电场强度为E。已知小球回到斜面时速度方向与斜面的夹角不变，克服电场力做功。从抛出小球到小球回到斜面的运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A.
B. 该系统的机械能不变
C. 小球最小速度为
D. 若第二次抛出小球时撤去电场，则两次小球离斜面最远距离之差为
【答案】D
【解析】
【详解】A．设小球落回到斜面是的速度为，则其水平分速度
水平方向的只受静电力作用，做匀减速直线运动，则
加速度大小为
水平方向的位移大小
小球克服电场力做功
解得
由类斜抛运动知识可得，小球合力方向垂直斜面向下，则
Eq=mg
解得
A错误；
B．小球克服电场力做功，机械能减小，B错误；
C．由类斜抛运动知识可得，当小球沿垂直斜面的分速度为0时，速度最小，即
C错误；
D．第一次抛出小球时，离斜面最远距离
第二抛出小球时，在运动起点同时垂直于斜面方向和平行与斜面方向分解、g，垂于斜面向上为轴正方向，轴方向分速度
轴方向分加速度大小
则
得
所以
D正确。
故选D。
7. 如图甲所示，倾角光滑且足够长的斜面固定在水平面上，在斜面顶端固定一个半径和质量均不计的光滑定滑轮，质量均为m=1kg的物体A和固定在斜面底部的传感器P用一劲度系数k=240N/m的轻弹簧连接。用一不可伸长的轻绳使物体A跨过定滑轮与质量为M的物体B连接，物体B穿过竖直固定的光滑均匀细杆，当整个系统静止时，物体B位于Q处，绳与细杆的夹角。图中SD水平且长度为d=0.2m，位置R与位置Q关于位置S对称，轻弹簧和定滑轮右侧的绳均与斜面平行。按住物体A，将物体B放到位置R，在t0时刻由静止同时释放物体A、B，在电脑上显示出传感器受到的力的图像（图乙，力的方向沿斜面向上为正），=0.6，=0.8，g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A. 物体B的质量M=1.08kg
B. 物体B运动到位置Q的速率v=1.2m/s
C. 物体B通过位置S时的动能Ek=1.08J
D. 物体B从位置R运动到位置S的过程中轻绳对物体B做的功WT=0.3J
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图分析可知，当B位于Q时，弹簧处于伸长状态，弹簧弹力为，设弹簧伸长量为x。对物体A、B受力分析分别有
由图可知当B处于S时，弹簧弹力为，处于压缩状态，其压缩量等于x，则有
代入数据得
M=0.72kg
故A错误；
B．物体B从R运动到Q的过程中，B、弹簧和A组成的系统机械能守恒，则有
又因为
可得
v=2m/s
故B错误；
C．当物体B由R到S时，物体A下降的距离为
由物体A、B间的速度关系可知，物体B到S时，A的速度为零；从R运动到S的过程中，初末状态弹簧的伸长量等于压缩量，则弹簧初末状态的弹性势能相等，对于B、弹簧和A组成的系统，由机械能守恒定律得
解得
Ek=1.38J
故C错误；
D．从R到S的过程中，对B由动能定理可得
解得
=0.3J
故D正确。
故选D。
8. 如图，两根足够长的光滑平行金属导轨固定于同一竖直平面内，导轨电阻不计，导轨宽为L，底端通过导线连接一个电阻为R的定值电阻。整个导轨处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，质量为m长度与导轨等宽的匀质金属杆垂直导轨放置，金属杆电阻不计。某时刻以初速度为v0向上抛出金属杆，一段时间后，金属杆再次回到相同位置时的速度为v1。重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 金属杆运动的总时间为
B. 运动过程中产生的焦耳热为
C. 金属杆的最大位移为
D. 通过金属杆的电荷量为
【答案】AB
【解析】
【详解】A．由
令
则
以竖直向下为正方向，由动量定理

又
解得金属杆运动的总时间
故A正确；
B．由能量守恒得
解得运动过程中产生的焦耳热
故B正确；
CD．由A可知无法对通过金属杆的电荷量进行计算，故也无法对金属杆的最大位移进行计算，故CD错误。
故选AB。
9. 在生产玻璃的过程中，有时会有空气进入玻璃，形成空气泡。如图，一边长为4R的方形玻璃元件的中心处有一个半径为R的圆形空气泡。用一束与AB边夹角为45°光从E点射入玻璃。AE=d，玻璃折射率，光在空气中传播速率为c，下列说法正确的是（ ）
A. 若00）的粒子从O点以v0的初速度垂直y轴射出。在y轴左侧的I区有一磁感应强度为B0垂直纸面向里的匀强磁场。y轴右侧的II区有一电场强度大小为的交变电场，当粒子第（2k-1）次进入II区时，电场方向竖直向上；当粒子第2k次进入II区时，电场方向竖直向上（k为正整数，电场的变化不引起磁场的变化）。II区的右侧有一垂直纸面向外的匀强磁场。已知当粒子第一次射出III区时，粒子经过I、II、III区的时间分别为t1、t2、t3，且t1:t2:t3=4π:8:9π（磁场区域的宽度足够，不计粒子重力）。
（1）电场区域宽度d和III区磁场的磁感应强度B1；
（2）在x轴下方距x轴s的位置，将一块长度为L的荧光板垂直y轴放置，且板的中点在y轴上。若要粒子垂直打在板上，求L和s需满足的条件。
【答案】（1），；（2）详见解析
【解析】
【详解】（1）粒子磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则
则粒子在磁场中的运动周期、半径分别为
，
则粒子在从进入I区磁场到离开磁场，运动半个圆周，则运动时间为
设粒子进入磁场III区时，速度与x轴的夹角为，则粒子经过III区的时间为
粒子经过II区的时间为
粒子在II区运动时，电场竖直向上，则粒子做类平抛运动，则沿x轴方向有
沿y轴方向有
则进入III区时的速度
设与水平方向的夹角为
则
则
解得
（2）根据（1）问分析，粒子刚进入磁场I区、III区时，运动轨迹半径分别为
，
①则当粒子从O点出发，没有离开磁场I区就垂直打在板上时，荧光板长度及离x轴距离s需要满足
，
粒子在II区水平方向做匀速直线运动，竖直方向一直向上做匀加速直线运动，则粒子速度不会垂直x轴，要求粒子垂直打在荧光板上，粒子不能在II区打在荧光板上。
②若粒子是第一次进入III区，在III区打在荧光板上时，荧光板长度及离x轴距离s需要满足
，
即
，
③当粒子不在III区打在荧光板上时，粒子第二次进入电场II区，离开电场时，沿y轴方向的位移及速度为
则粒子第二次离开电场时，速度大小及方向为
，
则粒子第二次进入磁场I时，轨迹半径为
粒子第二次从y轴上进入磁场I时的点距离x轴的距离为
粒子第二次进入磁场I时半径为
则粒子第二次进入磁场I时，垂直打在荧光板上，荧光板长度及离x轴距离s需要满足
，
④粒子第三次离开电场时，沿y轴方向的位移及速度为
则粒子第三次离开电场时，速度大小及方向为
，
粒子第三次离开电场时距离x轴的距离
即在x轴上方距离x轴处，此次粒子在III区运动轨迹半径为
粒子垂直打在荧光板上时，荧光板长度及离x轴距离s需要满足
但是要求荧光板在x轴下方，故此情况不符合要求。
⑤粒子第四次离开电场时，沿y轴方向的位移及速度为
则粒子第三次离开电场时，速度大小及方向为
，
此次粒子在I区运动轨迹半径为
粒子进入磁场I区距离x轴的距离
粒子垂直打在荧光板上时，荧光板长度及离x轴距离s需要满足
但是要求荧光板在x轴下方，故此情况不符合要求。
综上分析，粒子能垂直打在荧光板上L和s需满足的条件
，
或
，
或
，
16. 如图甲将装有弹簧，质量m1=3kg的滑块a在轨道II距地面高h=0.8m的A处静止释放。当a运动到C处时弹簧的另一端与放在轨道I质量m2=1kg的滑块b连接（如图乙），此时弹簧处于原长（整个运动过程弹簧均处于弹性限度内，且始终保持与水平面平行）。滑块a、b均可视为质点，且始终不脱离各自的轨道。轨道I光滑，在轨道I 的E处设有与轨道等宽的竖直挡板，滑块b与挡板碰撞后以原速率返回。轨道II的AB段、CD段以及E点之后的部分均光滑，BC段长度x1=1m，动摩擦因数μ1可以调节，DE段长度x2=1.25m，动摩擦因数μ2=0.2（滑块仅与轨道底面产生摩擦）。已知滑块a刚运动到DE段时，滑块a、b恰好第一次共速。
（1）若μ1=0.35，求滑块a刚运动到DE段时的速度v以及弹簧的弹性势能Ep；
（2）若滑块a、b恰好同时到达E处，且此时滑块b的速度变为滑块a刚运动到DE段时的，求μ1的最大值；
（3）在（2）的条件下，且μ1=0.35，求滑块a从D处运动到E处的时间t，并说明最终滑块a能否进入BC段？
【答案】（1），；（2）0.425；（3）0.5s，说明见解析
【解析】
【详解】（1）由动能定理得
解得
由动量守恒得
解得
由能量守恒得
解得
（2）当a到达E时速度为0，此时有最大值
由动能定理得
由动量守恒得
由能量守恒得
且
解得
（3）因为，由（1）得
，
当a运动到E段运动时，由能量守恒得
又
解得
弹簧对b的冲量
弹簧对a的冲量
由动量定理得
解得
t=0.5s
此时系统的动能
因为滑块b与挡板碰撞后以原速率返回，所以a、b向左返回时动能不变，而若滑出DE段，需克服摩擦力做功
所以a、b最终在DE段停止，不能进入BC段。
第1组
第2组
第3组
第4组
第5组
第6组
第7组
第8组
第9组
U/V
0
0.2
0.4
0.6
0.8
10
1.4
1.6
1.8
I/A
0
0.12
0.20
0.27
0.34
0.38
0.45
0.47
0.48
温度/℃
20
20.1
20.3
20.7
21.5
23.1
26.2
32.6
45.5