2023届山西省太原市高三下学期第二次模拟考试理综物理试题

2023届山西省太原市高三下学期第二次模拟考试理综物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．地铁靠站时列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器。如图甲所示，若光线被乘客阻挡，电流发生变化，工作电路立即报警。如图乙所示，光线发射器内大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙所示为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。已知光电管阴极材料的逸出功为，可见光光子的能量范围是，下列说法正确的是（　　）

A．光线发射器中发出的光有两种为可见光

B．题述条件下，光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为

C．题述a光为氢原子从能级跃迁到能级时发出的光

D．若部分光线被遮挡，光电子飞出阴极时的最大初动能变小，光电流减小

2．备战冬奥会期间，我国自主研发的转盘滑雪训练机在训练基地投入使用。转盘滑雪训练机工作起来像一个巨型“陀螺”，可模拟一些特定的环境和场景。该转盘的转速可调，转盘与水平面的夹角为。某次训练中，转盘滑雪机绕垂直于盘面的固定转轴以恒定的角速度转动，盘面上离转轴距离为处的运动员（可看成质点）与圆盘始终保持相对静止。运动员质量为65kg，与盘面间的动摩擦因数为0.4，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。不计空气阻力，g取，已知。则下列说法正确的是（　　）

A．运动员随圆盘做圆周运动时，某时刻可能受到两个力的作用

B．运动员训练时，与圆盘相对静止的最大值约为

C．运动员在最高点受到的摩擦力一定随的增大而减小

D．运动员由最低点运动到最高点的过程中摩擦力对其所做的功约为

3．据报道，中国空间站工程巡天望远镜（简称“CSST”）将于2024年前后投人运行，CSST以天宫空间站为太空母港，平时观测时远离空间站并与其共轨独立飞行，在需要补给或者维修升级时，主动与“天宫”交会对接，停靠太空母港。已知空间站轨道半径与地球半径的比值为k，地球半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）

A．CSST观测时线速度的大小为

B．CSST观测时加速度的大小为

C．若CSST观测时位于“天宫”后方，通过加速后可与“天宫”对接

D．CSST停靠太空母港时，组合体运行的周期为

4．电动自行车是一种常用的交通工具，通过转动转把来改变车速。如图甲示，开启电源后，在霍尔元件的上、下面之间通过恒定电流。如图乙所示，转动转把，使内部的永久磁铁靠近或远离霍尔元件，改变穿过霍尔元件的磁场强弱，使其能输出控制车速的霍尔电压。霍尔电压越大，车速越大。如图丙所示，已知永久磁铁左边是N极、右边是S极，霍尔元件的载流子是电子。下列判断正确的是（　　）

A．若顺时针转动手柄使永久磁铁靠近霍尔元件时，输出的霍尔电压变小

B．若逆时针转动手柄使永久磁铁远离霍尔元件时，则车速将变快

C．若霍尔元件中通有从上向下的电流时，则前表面电势高

D．若霍尔元件中通有从上向下的电流时，则左侧电势高

5．纵波也可以发生干涉现象。图甲是可以使轻质泡沫颗粒悬浮的声悬浮仪，上、下两圆柱体间的两列振幅相同的同频超声波相遇发生干涉现象。泡沫颗粒能在振幅几乎为零的点附近保持悬浮状态。以上、下两波源的连线为x轴，轴上两列超声波的叠加情况可简化为图乙所示，实线表示振动加强点的位置，虚线表示振动减弱点的位置。已知这两列超声波传播的速度均为。则下列说法正确的是（　　）

A．振动加强点的质点，位移始终最大

B．泡沫颗粒能悬浮在的M点附近

C．该声悬浮仪发出的超声波频率为

D．增大该声悬浮仪所发出的超声波频率，泡沫颗粒可悬浮的点的个数增加

二、多选题

6．如图是某手动电筒发电机的两个截面示意图，推动手柄可使线圈a沿轴线左右往复运动。线圈截面周长，线圈a由50匝阻值及粗细均可忽略不计的导线单层紧密绕成，所在处辐向磁场的磁感应强度大小为。现使线圈a做简谐运动，其速度随时间变化的关系式。已知线圈a连接一原、副线圈匝数比为的理想变压器。白炽小灯泡L的阻值恒为，额定电压为，滑动变阻器的最大阻值为，定值电阻。下列说法正确的是（　　）

A．线圈a产生交流电的电动势有效值为，频率为

B．灯泡L正常工作时，理想变压器原线圈的输入功率为

C．为使灯泡L正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为

D．滑动变阻器滑键向下移动，灯泡变亮

7．如图所示，一玻璃清洁工人坐在简易的小木板BC上，通过楼顶的滑轮和轻质绳索OA在竖直平面内缓慢下降。工人两腿并拢伸直，腿与竖直玻璃墙的夹角，在下降过程中角保持不变。玻璃墙对脚的作用力始终沿腿方向，小木板BC保持水平且与玻璃墙平行。某时刻轻绳OA与竖直玻璃墙的夹角，连接小木板的两等长轻绳AB、AC的夹角，且与OA在同一倾斜平面内。已知工人及工具的总质量，小木板的质量可忽略不计，g取。工人在稳定且未擦墙时，下列说法正确的是（　　）

A．从该时刻起，工人在缓慢下移的过程中，绳OA的弹力增大

B．从该时刻起，工人在缓慢下移的过程中，脚对墙的作用力增大

C．此时若工人不触碰轻绳，小木板受的压力大小为

D．此时若工人不触碰轻绳，绳AB的张力大小为

8．图甲中的水平平行金属板M、N间加有图乙所示的变化电压，后电压消失。当电压稳定时，板间为匀强电场。O位于M、N板间中点，可以向外释放初速度为零的带电液滴。在时，均带负电的液滴甲、乙从O由静止进入板间，甲、乙两液滴的比荷分别为k和，忽略两个带电液滴间的相互作用及其电荷量的变化。已知时间里甲处于静止状态，时刻甲恰好到达下极板附近。重力加速度大小为g，则在图中所示的时间段内，下列说法正确的是（　　）

A．两板间距为

B．甲在该阶段的最大速度为

C．甲在时刻恰好到达上极板附近

D．乙粒子在时刻打到上极板

三、实验题

9．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将所有器材按要求安装在如图1所示的光具座上，然后接通电源使光源正常工作。已知实验中选用缝间距的双缝，像屏与双缝之间的距离。

（1）用某单色光照射双缝得到如图2所示的干涉图样，分划板在图中A、B位置时的螺旋测微器读数分别如图甲、图乙所示，将测量头的分划板中心刻线与亮纹A中心对齐，此时手轮上的示数如图甲所示为；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与亮纹B中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示为________，可求得相邻两条亮纹的间距。利用题目中的已知量和测量结果就可算出这种单色光的波长_________（计算结果保留3位有效数字）。

（2）如果想让目镜中看到的条纹间距变宽，下列操作可行的是__________。

A．将图1中单缝向左移动少许

B．增加光源的亮度

C．调节遮光筒长度，增加双缝和像屏之间的距离

D．调节双缝的方向，使双缝与单缝的方向垂直

10．某同学想要测量如图甲所示的滑动变阻器电阻丝在室温时的电阻率，该变阻器上的电阻丝单层紧密排列，相关参数标志已经模糊不清。

（1）为了提高电阻丝直径的测量精度，该同学先数出变阻器的总圈数为，再用毫米刻度尺测出滑动变阻器电阻丝的总宽度。为测量电阻丝的总长度，又用游标卡尺测出瓷筒的直径______；

（2）为了测量滑动变阻器电阻丝的电阻率，该同学先用多用电表粗测其总电阻。用已经调零且选择开关指向欧姆挡“”挡位的多用电表测量，测量时两表笔分别与滑动变阻器的A、C接线柱接触，此时应将滑片P置于滑动变阻器的_________（选填“最左端”、“最右端”、“正中间”）处，稳定时，指针所指位置如图乙所示，则该滑动变阻器的总电阻约为_________；

（3）除待测滑动变阻器外，实验室还备有的实验器材如下：

A．电流表A1，内阻约为；电流表A2，内阻约为

B．电压表V1，内阻为；电压表V2，内阻约为

C．滑动变阻器（，允许最大电流）

D．滑动变阻器（，允许最大电流）

E．电阻箱（）

F．电源E（电动势，内阻不计）

G．开关S一个，导线若干

为了减小实验误差，测量范围尽可能大些，请回答以下问题：

从以上实验器材中选择合适的实验器材，设计测量电阻率的电路图，画在图丙所给的虚线框内，在电路图中标明实验器材的符号________。并将电阻箱的阻值调为________。某次操作时，将滑动变阻器的滑动触头移到合适位置，两电表的读数如图丁所示，，算得滑动变阻器的总阻值为________（保留1位小数）。根据所测得的数据，计算该滑动变阻器电阻丝的电阻率为________。（保留2位小数）

四、解答题

11．某家用消毒的喷壶如图所示，壶的容积为，内装的消毒液，消毒液均在壶的圆柱体部分，其横截面积。打气筒密封在壶体上，只能进气。按下按柄B，阀门K打开，导管竖直部分内外液面相平。喷嘴和外界大气相通，与壶内液面高度差。空气可视为理想气体，充气和喷液过程中温度保持不变，忽略导管内液体的体积，室内温度为，消毒液密度，外界大气压强，重力加速度取。求：

（1）闭合阀门K，将喷壶移到室外，室外温度为。经过足够长的时间，打开阀门K，消毒液能否从喷嘴喷出；

（2）若在室内，阀门K闭合，缓慢向下压压杆A，每次可向瓶内储气室充入（）的空气。要在室内喷洒消毒液，至少需要按压压杆A多少次。

12．新型智能化汽车独立悬架系统的电磁减震器是利用电磁感应原理制造的。某同学也设计了一个电磁阻尼减震器，如图为其简化的原理图。该减震器由绝缘的橡胶滑动杆及多个矩形闭合线圈组成。线圈相互靠近、彼此绝缘，固定在绝缘杆上，线圈之间的间隔忽略不计。滑动杆及线圈的总质量。每个矩形线圈匝数，电阻，ab边长，bc边长。该减震器始终保持竖直，从距离磁场边缘高处由静止自由下落。匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小。空气阻力不计，重力加速度g取。求：

（1）第一个线圈的ab边进入磁场瞬间，减震器的加速度大小；

（2）自第一个线圈的ab边进入磁场时开始计时，经过，第二个线圈恰好完全进入磁场，此时减震器的速度大小；

（3）减震器下落过程中，第一个线圈和第二个线圈产生的热量之和。

13．如图所示，轻绳的一端固定在O点，轻绳的另一端系着小球A，，绳长。小球A自O点以初速度水平抛出，绳子绷紧瞬间，小球A开始在竖直平面内做圆周运动。物块B与物块C用轻弹簧拴接，静置于光滑的水平面上，。小球A运动到最低点时与物块B发生对心正碰后反弹，碰撞时间极短。碰撞过程物块B受到的冲量大小。小球与物块均可视为质点，绳子形变量忽略不计，A与B只碰撞一次。不计空气阻力，重力加速度g取，求：

（1）弹簧的最大弹性势能；

（2）物块C速度的最大值，并在坐标系中定量画出物块B、C速度随时间变化的关系图像；（第一个周期内的图像）

（3）小球A运动到最低点与物块B碰撞前细绳拉力F的大小。

参考答案：

1．B

【详解】A．光线发射器中发出的光子的能量分别为

可见光光子的能量范围是，光线发射器中发出的光有一种为可见光，A错误；

B．根据

光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为

B正确；

C．由图丙可知，a光遏止电压小于b光遏止电压，由

，

得a光能量小于b光能量，则题述a光为氢原子从能级跃迁到能级时发出的光，B错误；

D．部分光线被遮挡，不改变光子能量，则光电子飞出阴极时的最大初动能不变。因为光子数量减少，则光电子数量减小，光电流变小，D错误。

故选B。

2．A

【详解】A．当运动员在最高点时，由重力的下滑分力提供向心力时，静摩擦力为零，此时受到两个力的作用，A正确；

B．在最低点，摩擦力达到最大时，与圆盘相对静止的角速度最大，根据牛顿第二定律

得

B错误；

C．在最高点时，当静摩擦力沿圆盘面向下时，角速度越大，所需向心力越大，静摩擦力越大，C错误；

D．运动员动能不变，摩擦力做功等于克服重力做功，则摩擦力做功为

D错误。

故选A。

3．D

【详解】A．根据

，

联立得线速度的大小为

A错误；

B．根据

得加速度大小为

B错误；

C．对接时，应该从低轨道加速离心向高轨道对接，C错误；

D．根据

得

D正确。

故选D。

4．C

【详解】A．当按图甲顺时针转动把手，导致霍尔器件周围的磁场增加，那么霍尔器件输出控制车速的电压增大，故A错误；

B．逆时针转动手柄使永久磁铁远离霍尔元件时，导致霍尔器件周围的磁场减弱，那么霍尔器件输出控制车速的电压减小，车速变慢，故B错误；

CD．若霍尔元件中通有从上向下的电流时，根据左手定则可知，带负电的电子向后表面距离，则前表面电势高，故C正确，D错误。

故选C。

5．D

【详解】A．振动加强点的质点，其振幅最大，可仍做周期性的振动，因此位移不是始终最大，A错误；

B．的M点是振动加强点，泡沫颗粒在该点附近振动剧烈，不能悬浮在M点附近，B错误；

C．由图乙可知，相邻两振动加强点（或相邻两减弱点）之间的距离为0.50cm，因此两波的波长为

由于波速为，因此波的频率为

C错误；    

D．增大该声悬浮仪所发出的超声波频率，则超声波的波长减小，则在相同的距离内振动减弱点的个数增加，因此泡沫颗粒可悬浮的点的个数增加，D正确。

故选D。

6．BC

【详解】A．线圈a产生交流电的电动势的最大值

线圈a产生交流电的电动势有效值

频率为

A错误；

B．根据变压器原副线圈电压之比等于线圈匝数比可得副线圈两端的电压

灯泡L正常工作时，流过副线圈的电流

副线圈的功率

变压器两端电压相等，则理想变压器原线圈的输入功率为，B正确；

C．根据欧姆定律可得

解得

C正确；

D．滑动变阻器滑键向下移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，则流过副线圈的电流变小，灯泡变暗，D错误。

故选BC。

7．AC

【详解】AB．对工人分析

玻璃墙对脚的作用力方向不变，下滑过程中，绳与该作用力的夹角为锐角且减小，又合力等于重力不变，则绳OA的弹力增大，脚对墙的作用力减小，A正确，B错误；

C．玻璃墙对脚的作用力为

此时若工人不触碰轻绳，人受重力、玻璃墙对脚的作用力以及小木板的支持力，则小木板对工人的支持力为

C正确；

D．由题意可知，绳AB、AC拉力相等，夹角为，因为工人受玻璃墙斜向上的作用力，则绳AB拉力大小不等于重力，即不等于700N，D错误。

故选AC。

8．BD

【详解】ABC．根据题意可知甲液滴在时间里

在时间内甲液滴做自由落体运动，在时间内做匀减速直线运动，在时刻，甲液滴的速度为

两板间距满足

解得

甲液滴在加速的时间和减速时间相等，可知甲液滴做减速运动的加速度大小为

甲在该阶段的最大速度

甲从向上运动的位移

可知甲回到点，B正确，AC错误；

D．乙液滴在时间内，根据牛顿第二定律

可得

向上运动的距离

时间内运动的位移

此时的速度

此时距离上极板的距离

在后，根据牛顿第二定律

解得

根据

解得

（另一解为负舍去）

乙粒子在打到上极板的时刻

D正确。

故选BD。

9．     14.417     632     C

【详解】（1）[1]手轮上的示数为

 [2]相邻两亮条纹间距为

这种单色光的波长为

（2）[3]根据

使条纹间距变宽，可换成波长较大的单色光，增大双缝与屏间距，减小双缝间距，其他操作均不可能实现。

故选C。

10．     30.0     最右端     22     见解析     9000.0     20.0    

【详解】（1）[1]游标卡尺测出瓷筒的直径为

（2）[2]用多用电表粗测被测滑动变阻器总电阻，测量时两表笔分别与滑动变阻器的A、C接线柱接触，此时应将滑片P置于滑动变阻器的最右端才是把整个电阻接入电路；

[3]多用电表选择开关指向欧姆挡“”挡位进行测量，由图乙可知该滑动变阻器的总电阻约为

（3）[4]由题意电路图如图所示

[5]因为电源电动势，因此选择电压表V1与电阻箱结合进行改装，则应把电阻箱的阻值调为

因为电阻箱阻值的精确度，要保留到小数点后一位；

[6]算得滑动变阻器的总阻值为

[7]变阻器的总圈数为

再用毫米刻度尺测出滑动变阻器电阻丝的总宽度

所以电阻丝的直径

电阻丝的总长度为

根据电阻定律公式

则

11．（1）消毒液能从喷嘴喷出；（2）16次

【详解】（1）依题意，瓶内理想气体发生等容变化

解得

若消毒液恰好从喷嘴喷出，则

解得

所以消毒液能从喷嘴喷出。

（2）喷出液体过程高度下降

设至少需要按压压杆n次，则

解得

则至少需要按压压杆16次。

12．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）设第一个线圈开始进入磁场时，减震器的速度为，有

此时减震器受到的安培力为

产生的感应电流为

根据牛顿第二定律得

第一个线圈开始进入磁场时，减震器的加速度方向向上，解得

（2）设第二个线圈恰好完全进入磁场时，减震器的速度为。以向下为正方向，由动量定理

解得

（3）从第一个线圈开始进入磁场到第二个线圈完全进入磁场的过程，根据动能定理得

解得第一个线圈和第二个线圈产生的热量之和为

13．（1）；（2），图见解析；（3）

【详解】（1）A与物块B发生正碰后，B、C组成的系统动量守恒，B、C共速时弹簧的压缩量最大，此时弹簧的弹性势能最大，设为，以右为正

由机械能守恒定律有

解得

（2）共速之后，弹簧开始恢复，C做加速度减小的加速运动，B做加速度减小的减速运动，当弹簧恢复到原长时，C的速度最大，B的速度最小。以右为正，由动量守恒定律和能量守恒定律有

解得

物块B、C速度随时间变化的关系图像如下图所示

（3）小球A从O点平抛到绳绷直，设绳绷直瞬间绳子与竖直方向夹角为，由平抛知识

解得

绳绷直瞬间小球A沿绳子方向的速度减为0，垂直绳子方向的速度为

其中

解得

小球从该位置运动到最低点的过程中机械能守恒，设小球A运动到最低点的速度为，由机械能守恒定律有

在最低点，由牛顿第二定律有

解得