陕西省西安市莲湖区2023届高三（上）摸底测试物理试题(word版，含答案)

陕西省西安市莲湖区2023届高三（上）摸底测试物理试题

第Ⅰ卷(选择题  共48分)

一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)

1. 氢原子的能级图如图所示。根据玻尔理论，大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时(　　)

A. 原子的能量增大

B. 核外电子的动能增大

C. 最多发出3种不同频率的光

D. 由n=2跃迁到n=1释放的光子能量最小

2. 著名景点梵净山的蘑菇石受到地球对它的万有引力大小为，它随地球自转所需的向心力大小为，其重力大小为G，则(　　)

A.

B.

C.

D.

3. 如图所示，光滑绝缘杆弯成直角，直角处固定在水平地面上，质量为m、带电荷量＋Q小圆环A穿在右边杆上，质量为3m、带电荷量＋3Q小圆环B穿在左边杆上，静止时两圆环的连线与地面平行，右边杆与水平面夹角为α。重力加速度为g。则(　　)

A. 右边杆对A环支持力大小为mg B. 左边杆对B环支持力大小为

C. A环对B环库仑力大小为3mg D. A环对B环库仑力大小为mg

4. 如图所示，A、B、C、D、E、F、G、H是正方体的八个顶点。则下列说法错误的是(　　)

A. 只在F、D两点放置等量异种点电荷，则A、G两点电势相等

B. 只在B、D两点放置等量异种点电荷，则E、C两点电势相等

C. 只在A、B两点放置等量异种点电荷，则H、G两点电场强度大小相等

D. 在八个顶点均放置电荷量为+q的点电荷，则立方体每个面中心的电场强度大小相等

5. 利用磁场可以屏蔽带电粒子。如图所示，真空中有一匀强磁场，磁场边界为两个半径分别为r和3r的同轴圆柱面，磁场的方向与圆柱轴线平行，磁感应强度大小为其横截面如图所示。一带电粒子从P点正对着圆心O沿半径方向射入磁场。已知该粒子的比荷为k，重力不计。为使该带电粒子不能进入图中实线圆围成的区域内，粒子的最大速度为(　　)

A. kBr B. 2kBr C. 3kBr D. 4kBr

6. 如图所示，x轴与水平传送带重合，坐标原点O在传动带的左端，传送带右端A点坐标为XA=8m，匀速运动的速度V0=5m/s，一质量m=1kg的小物块，轻轻放在传送带上OA的中点位置，小物块随传动带运动到A点后，冲上光滑斜面且刚好能够到达N点处无机械能损失，小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，斜面上M点为AN的中点，重力加速度g=10m/s2。则下列说法正确的是(   )

A. N点纵坐标为yN=1.25m

B. 小物块第一次冲上斜面前，在传送带上运动产生的热量为12.5J

C. 小物块第二次冲上斜面，刚好能够到达M点

D. 在x=2m位置释放小物块，小物块可以滑动到N点上方

7. 如图所示，在纸面内有半园形轻质导体框，O为圆心，圆半径长为L，AO段、弧AB段电阻均为r，BO段导体的电阻可忽略，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场的边界与半圆直径重合，现用外力使导体框在纸面内绕O点以角速度沿顺时针方向，从图示位置匀速转动一周，下列说法正确的是(  )

A. 圆弧AB段内电流方向总是从A流向B

B. 转动的前半周内AB两端电压为

C. 转动的后半周内通过O点的电量为

D. 外力对线框做的功为

8. 如图所示，有质量均为m的三个小球A、B、C，A与B、C间通过轻绳连接，绳长均为l，B、C套在水平光滑横杆上，之间用一根轻质弹簧连接，弹簧处于原长．现有A球由静止释放自由运动到最低点，两轻绳的夹角由120°变为60°，整个装置始终处于同一个竖直平面内，忽略空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是

A. A在最低点时，B对水平横杆的压力等于

B. 弹簧的最大弹性势能为

C. 在A下降过程中轻绳对B做功的功率先增大后减小

D. 在A下降的过程中轻绳对B做功为

第Ⅱ卷(非选择题共62分)

二、非选择题(本题包括必考题和选考题两部分，共62分。第9题～第12题为必考题，每个试题考生都必须作答，第13题～第16题为选考题，考生根据要求作答)

(一)必考题

9. 某同学利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，气垫导轨上安装有两个光电传感器，滑块上宽度为d的遮光条，当遮光条通过光电传感器时，光电传感器会输出高电压，并能在与之相连的计算机上显示。

(1)在实验前，该同学在调节导轨水平时，先接通气源，将滑块(不挂重物)置于气垫导轨上轻推滑块，让滑块先后通过光电传感器1和2，计算机上得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象，这说明气垫导轨_________；

A.已经调成水平

B.左端高右端低

C.左端低右端高

(2)实验时，用细绳跨过气垫定滑轮与质量m的重物相连，将滑块由图甲所示位置释放，测得遮光条通过光电传感器时遮光时间分别为t1和t2，重力加速度大小g已知，要验证机械能是否守恒，还应测出的物理量是_______和_________。

10. 某同学先测量电流表G的内阻，并把它改装成电压表V1，用来测量一个未知电源的电动势。实验室提供有以下器材：

A．电流表G(量程0~100μA)

B．电压表V2(量程0~9V)

C．电阻箱(阻值范围0~999.9Ω)

D．电阻箱(阻值范围0~99999.9Ω)

E．电源(电动势为9V，内阻不计)

该同学设计了如图甲所示电路，先断开S2，闭合S1，调节R2的阻值，使电流表的指针偏转到满偏刻度；保持S1闭合，R2的阻值不变，闭合S2，调节R1的阻值。当电流表G的示数为40μA时，R1的阻值为400.0Ω。

(1)图甲中R2应选用___________(填写器材前的字母序号)，电流表G的内阻Rg=___________。

(2)若要将该电流表G改装成量程3V的电压表V1，需串联阻值R0=___________的电阻。

(3)该同学按以下两步测一个未知电源的电动势。首先，按如图乙所示的电路，将改装的电压表V1连入电路，闭合开关S，记下电压表的示数U1，然后，按如图丙所示的电路，将改装的电压表V1和电压表V2串联后接入电路，分别记下此时V1和V2两电压表的示数和U2，可以求出电源的电动势E=___________(用U1、、U2表示)。

11. 如图所示，一质量m=2.0×10-2kg、电荷量q=+1.0×10-3C的粒子在匀强电场中运动，电场强度E=100V/m，方向沿y轴负方向。粒子在O点动能为1.0J，速度与x轴正方向夹角为。粒子再次经过x轴的位置记为a点。取粒子在O点时的电势能为零，不计粒子的重力。求

(1)0、a两点间的距离；

(2)粒子从O点到a点的过程中，最大电势能的值。

12. 倾角为=30°光滑斜面固定在水平面上，其上有一质量为m的滑板B，滑板下端与斜面低端挡板的距离x=2.5m，上端也放一质量为m的小滑块A(可视作质点)，将A和B同时静止释放，滑板B与挡板发生第二次碰撞时，滑块A位于滑板B的下端，已知滑板与挡板碰撞即以原速率反弹，碰撞时间极短，A、B间的动摩擦因数为，取重力速度g=10m/s，求：

(1)从静止释放，到滑板B与档板第一次碰撞经历的时间t0；

(2)滑板B与挡板第一次碰撞后沿斜面上升的最大距离x1；

(3)滑板B的长度L。

(二)选考题(共15分．请考生从给出的2道物理题任选一题作答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目题号后的方框涂黑。注意所做题目的题号必修与所涂题目的题号一致，并且在解答过程中写清每问的小题号，在答题卡指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。

【物理-选修3-3】

13. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程．该循环过程中，下列说法正确的是（   ）．

A. A→B过程中，气体对外界做功，吸热

B. B→C过程中，气体分子的平均动能增加

C. C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少

D. D→A过程中，气体分子的速率分布曲线发生变化

E. 该循环过程中，气体吸热

14. 如图所示，一上端开口、内壁光滑的圆柱形绝热气缸竖直放置在水平地面上，一厚度、质量均不计的绝热活塞将一定量的理想气体封闭在气缸内。气缸顶部有厚度不计的小卡环可以挡住活塞。初始时，底部阀门关闭，缸内气体体积为气缸容积的，温度为280K。已知外界大气压强恒为p0。现通过电热丝加热，使缸内气体温度缓慢上升到400K。

(i)求此时缸内气体的压强；

(ii)打开阀门，保持缸内气体温度为400K不变，求活塞缓慢回到初始位置时，缸内剩余气体质量与打开阀门前气体总质量之比。

【物理-选修3-4】

15. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，P和Q是介质中平衡位置分别位于x=lm和x=7m的两个质点。t=0时刻波传到P质点，P开始沿y轴正方向振动，t=ls时刻P第1次到达波峰，偏离平衡位置位移为0.2m；t=7s时刻Q第1次到达波峰。下列说法正确的是(　　)

A. 波的频率为4Hz

B. 波的波速为1m/s

C. P和Q振动反相

D. t=13s时刻，Q加速度最大，方向沿y轴负方向

E. 0~13s时间，Q通过的路程为1.4m

16. 如图所示为两个完全相同的半球形玻璃砖的截面, ,半径大小为R,其中为两球心的连线,一细光束沿平行于的方向由左侧玻璃砖外表面的a点射入,已知a点到轴线的距离为,光束由左侧玻璃砖的d点射出、然后从右侧玻璃砖的e点射入,最后恰好在右侧玻璃砖内表面的f点发生全反射,忽略光束在各面的反射,已知两玻璃砖的折射率均为．求:

(i)光束在d点的折射角;

(ii)e点到轴线的距离．

参考答案

一.选择题

1. B  2. A  3. D  4. A  5. D  6. AB  7. CD  8. BCD 

二. 非选择题

9. (1). C   

(2). 滑块与遮光条总质量   

(3). 两光电传感器的距离

10. (1). D    (2). 600    (3). 29400    (4).

11. 解:(1)电场强度沿y轴负方向，x轴为等势线，则有

Uoa=0，Eko=Eka

以x、y轴正向为正方向，由

Eko=mvo2

可得

vo=va=10m/s

沿x轴方向的分量

vx=vocos60°=5m/s

沿y轴方向的分量

vy=vosin60°=5m/s

y轴方向由动量定理可得

-qE·t=(-mvy)-mvy

解得

t=2s

再由x轴方向匀速运动可得

xoa=vx·t=10m

(2)粒子从O点运动到a点的过程中，vx不变，vy先减小后增大，当vy=0时粒子最小速度

vmin=vx=5m/s

因为粒子只受电场力，所以减少的动能等于增加的电势能，则有

Eko-Ekm=Epm-0

解得

Epm=0.75J

12. 解：(1)由于斜面光滑，A和B同时由静止释放后，A和B从静止开始以相同的加速度匀加速下滑，设加速度为，由牛顿第二定律有

又

联立解得

(2)设滑板B与挡板第一次碰撞前瞬间两者的速度大小为，则有

滑板B与挡板第一次碰撞后，滑板B将沿斜面匀减速上滑，设加速度大小，滑块A将开始沿滑板匀减速下滑，设加速度大小为，由牛顿第二定律有

可解得

又因为两者初速度大小相等，故滑板B速度减小到零时，滑块A还是向下匀减速阶段，所以滑板B与挡板第一次碰撞后铅斜面上升的最大距离满足

联立并代人数据可得

(3)设者板B与挡板第一次碰撞后至速度为零的过程历时，滑块A下滑位移为，速度大小变为，则有

滑板B速度为零后将沿斜面加速下滑，加速度大小仍为，滑块A仍以的加速度减速下滑，假设两者速度达到相等时，滑板还未与挡板碰撞，设滑板B速度为零后经时间两者达到共同速度，该过程中滑板B下滑的距离为、滑块A下滑距离为，则有

解得

故AB达到相同速度时，滑板还未与挡板碰撞

又有

之后AB一起以共同速度加速下滑，直至与挡板第二次碰撞，因为滑板B与挡板发生第二次碰撞时，滑块A位于滑板B的下端，所以AB共速时，滑块A已经在滑板B的下端，所以有

联立并代入数据得

13. ADE

14. 解:(i)若气体进行等压变化，则当温度变为400K时，由盖吕萨克定律可得

解得

说明当温度为400K时活塞已经到达顶端，则由理想气体状态变化方程可得

解得

(ii)温度为400K，压强为p0时气体的体积为V′，则

解得

打开阀门，保持缸内气体温度为400K不变，活塞缓慢回到初始位置时气缸内剩余的压强为p0的气体体积为缸内剩余气体质量与打开阀门前气体总质量之比

15. BCE

16. 解：(i)由题意作出光路图,如图所示

a点到轴线的距离为 ,由几何知识得 ,则入射角 ,由折射定律有 ,解得 ,由几何知识得,根据折射定律有 ,解得

(ii)从e点射入右侧玻璃砖的光线,入射角 ,根据折射定律,解得,光线在f点发生全反射,则 ,在 中,由正弦定理得,解得 ,e点到轴线的距离应为