安徽省淮南市2022-2023学年高三物理下学期二模试题（Word版附解析）

淮南市2023届高三第二次模拟考试

理科综合试题

考生注意：

1.本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，共300分。考试时间150分钟。

2.请将各题答案填写在答题卡上。

一、选择题：本大题共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. 彩虹是太阳光射入球形水珠经过折射、全反射、折射形成的，在雨后立即出太阳的情况下最容易出现，如图为一束复色光进入水珠后传播路径的示意图，下列关于a光和b光的说法正确的是（　　）

A. 在真空中，b光传播速率比a光大

B. 在水中，b光波长比a光大

C. 在水中，b光频率比a光大

D. b光全反射的临界角大于a光全反射的临界角

【答案】C

【解析】

【详解】A．在真空中，b光传播速率与a光传播速率相等，均为光速，A错误；

C．由图可知，b光折射率比a光大，则b光频率比a光大，C正确；

B．根据可知在水中，光的速度大，根据结合B选项分析可知a光波长比b光大，B错误；

D．根据可知b光全反射的临界角小于a光全反射的临界角，D错误。

故选C。

2. 如图所示，理想变压器原线圈接在变化频率为50Hz的正弦交变电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为，电流表、电压表均为理想电表，电流表示数为2A，下列说法正确的是（　　）

A. 电压表的示数为220V

B. 原线圈的输入功率为960W

C. 原线圈的输入电压是

D. 副线圈输出交流电的频率为12.5Hz

【答案】B

【解析】

【详解】A．据

得副线圈中电流

电压表的示数为

A错误；

B．根据

得原线圈两端电压的有效值

原线圈的输入功率

B正确；

C．原线圈的输入电压的最大值

原线圈的输入电压

C错误；

D．变压器不改变交流电的频率，副线圈输出交流电的频率为50Hz，D正确。

故选B。

3. 如图所示，倾角为的粗糙斜面上有4个完全相同的物块，在与斜面平行的拉力F作用下恰好沿斜面向上做匀速直线运动，运动中连接各木块间的细绳均与斜面平行，此时第1、2物块间细绳的张力大小为，某时刻连接第3、4物块间的细绳突然断了，其余3个物块仍在力F的作用下沿斜面向上运动，此时第1、2物块间细绳的张力大小为，则等于（　　）

A  B.  C.  D. 1：1

【答案】B

【解析】

【详解】匀速运动时，设每一个物块所受的摩擦力为，质量为，根据平衡条件可得

对2、3、4物块由平衡条件可得

可得

连接第3、4物块间的细绳突然断了，对1、2、3根据牛顿第二定律可得

对2、3物块根据牛顿第二定律可得

可得

可得

故选B。

4. 2022年11月3日中国空间站全面建成，我国航天事业进入了新的阶段，人类的一些航天愿望也有望变成现实。如若用目前世界上已知强度极高的材料石墨烯制作“太空电梯”缆线，人类进入太空就将成为可能。如图所示，假设在赤道上O点和其正上方地球同步轨道上的太空站A之间，固定着由石墨烯材料做成的太空电梯缆线，这样人类就可乘坐电梯仓往返于地球和太空站之间了。当电梯仓某次停在OA的中间位置P点时，下列说法正确的是（　　）

A. 电梯仓里的货物处于平衡状态

B. 电梯仓里的货物处于完全失重状态

C. 电梯仓的线速度一定小于第一宇宙速度

D. 电梯仓的线速度与太空站A的线速度之比为

【答案】C

【解析】

【详解】A．电梯仓里的货物随电梯一起做匀速圆周运动，处于非平衡状态，A错误；

B．电梯仓里的货物，受万有引力与电梯仓的支持力，不是完全失重状态，B错误；

D．电梯仓的线速度与太空站A角速度相等

线速度与半径成正比。电梯仓停在中间位置，梯仓的线速度与太空站A的线速度之比为，故D错误；

C．第一宇宙速度是最大的环绕速度，由万有引力提供向心力

所以太空站A的线速度小于第一宇宙速度，由上述分析，电梯仓速度小于空间站速度，所以电梯仓的线速度一定小于第一宇宙速度，C正确。

故选C。

5. 如图甲所示，有一粗糙斜面，下端固定一轻质弹簧，初始时弹簧处于自然伸长。一小物块在由斜面顶点静止释放后的一段时间内，物块的动能随位移x变化的图像如图乙所示。弹簧始终在弹性限度之内。则以下说法中正确的是（　　）

A. 小物块最大动能为0.2J，最大位移为0.4m

B. 小物块最大动能为0.2J，最大位移为0.45m

C. 小物块最大动能为0.25J，最大位移为0.4m

D. 小物块最大动能为0.25J，最大位移为0.45m

【答案】B

【解析】

【详解】小物块匀加速的下滑过程，由动能定理

动能达到最大时

与弹簧接触到动能最大的过程中，由动能定理

联立得小物块的最大动能为

小物块减速下滑过程

联立得

最大位移为

故选B。

6. 某介质中由一波源产生的一列横波在时刻的波形如图所示，其中波源位于坐标原点，时刻介质中质点Q才开始振动。则下列说法正确的是（　　）

A. 此波的周期

B. 时，质点Q的速度沿x轴正方向，大小为1m/s

C. 时，质点P的速度与质点Q的速度大小相同，方向相反

D. 当质点Q的运动路程达到9cm时，质点P的运动路程达到25cm

【答案】AD

【解析】

【详解】A．波的传播速度为

由图像可知波长为

波的周期为

故A正确；

B．根据“同侧法”可知0.2m位置的质点振动方向向下，则时，质点Q的速度沿x轴负方向，大小未知，故B错误；

C．时，质点P位于平衡位置，速度向下，与质点Q的速度大小相同，方向相同，故C错误；

D．波从P位置传播到Q位置的时间为

此段时间P经过的路程为

此后质点Q的运动路程达到9cm时，质点P的运动路程也达到9cm，则质点P的总运动路程为

故D正确。

故选AD。

7. 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定放置在足够高的水平台面上，导轨间距。质量，电阻的直导体棒放在导轨上，且始终与导轨垂直，导体棒通过一根轻质细绳绕过定滑轮与一质量也为的重物相连。导轨左端与阻值的电阻相连，导轨电阻不计，整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度。在时刻，由静止释放导体棒和重物，直导体棒由静止开始向右做直线运动（导轨足够长，轻质细绳始终与导轨共面且平行），。下列说法中正确的是（　　）

A. 重物向下做加速度减小的加速运动，最终做匀速直线运动

B. 当导体棒速度时，导体棒加速度

C. 导体棒最终做匀速直线运动的速度为

D. 导体棒最终做匀速直线运动的速度为

【答案】AC

【解析】

【详解】A．重物和导体棒整体受力分析有

根据闭合电路欧姆定律有

可知随着速度的增大，重物的加速度减小，所以重物向下做加速度减小的加速运动，最终做匀速直线运动，故A正确；

B．当导体棒速度时，根据A项可知

解得

故B错误；

CD．导体棒最终做匀速直线运动时有

解得

故C正确，D错误；

故选AC。

8. 如图甲所示，粗糙绝缘的水平桌面上，虚线左、右两侧空间均存在与桌面垂直的匀强磁场，右侧匀强磁场的方向垂直桌面向下，磁感应强度大小恒为；左侧匀强磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，规定垂直桌面向上为磁场的正方向。由硬质细导线绕成的边长为L的正方形线框放在桌面上，对角线MN正好与虚线重合，导线材料的电阻率为、横截面积为，左侧磁场变化时线框始终处于静止状态。在0~的时间内，以下说法正确的是（　　）

A. 在0~线框受到的摩擦力一直向右

B. 在时刻，线框受到的安培力大小为

C. 在T0时刻，线框受到的摩擦力为0

D. 在0~内，通过线框的电荷量

【答案】BD

【解析】

【详解】A．根据楞次定律，在0~电流方向为顺时针方向，磁场力向右，线框受到的摩擦力一直向左，故A错误；

B．感应电动势

电流

PMN受到的安培力

方向向左，MQN受到的安培力

方向向右，所以线框受到安培力大小为

故B正确；

C．在T0时刻，PMN受到的安培力为0，MQN受到的安培力不为0，故C错误；

D．在0~内，通过线框的电荷量

故D正确。

故选BD。

第II卷（非选择题 共174分）

二、非选择题：本题共14小题（物理：9~13题，62分；）。

9. 为了探究加速度与力的关系，某实验小组使用如图所示的装置进行实验。其中两个光电门A、B分别与两个数字计时器相连。力传感器可以测出上端绳子上的拉力，平衡好摩擦力后，在沙桶中逐次添加沙子，测得多组数据。

（1）下列说法中正确的是___________

A. 平衡摩擦力时，在沙桶中逐渐添加沙子，直至物块通过两光电门的时间相等；

B． 实验中，不需要让物块每次都从同一位置释放；

C． 实验中，应保证沙和沙桶的质量远小于物块和遮光片的质量。

（2）一次测量中，记录下物块通过光电门遮光时间分别为、，以及在两个光电门之间的运动时间t，用游标卡尺测得遮光片的宽度为d，则物块运动的加速度为___________（用、、、d表示）；

（3）测得多组数据后绘制出如图乙所示的图像，图像不过原点的原因是___________。

【答案】    ①. B    ②.     ③. 平衡摩擦力时，斜面倾角过大

【解析】

【详解】（1）[1]A．先拿下沙桶，然后将带滑轮的长木板右端垫高，直至物块通过两光电门的时间相等以平衡摩擦力，故A错误；

B．实验中，不需要让物块每次都从同一位置释放；

C．实验中，力传感器可以测出物块所受拉力，不需要沙和沙桶的质量远小于物块和遮光片的质量，C错误。

故选B。

（2）[2]物块经过光电门A、B的速度分别为

根据运动学公式

联立可得

（3）[3]由图可知，当绳子拉力为零时，加速度不为零，可知图像不过原点的原因是平衡摩擦力时，斜面倾角过大。

10. 为了测量某种圆柱形材料的电阻率，一同学利用以下器材设计了如下实验，已知该圆柱形材料电阻约为150Ω

A. 电阻箱R（0~999.9Ω）

B. 量程为30mA、内阻为50Ω的电流表

C. 量程为30mA、内阻约为50Ω的电流表

D. 最大阻值为300Ω、最大允许电流为0.5A的滑动变阻器

E. 电动势、内阻未知的直流电源

F. 开关S一个，导线若干

具体实验步骤如下：

①连接好实验电路，闭合开关S；

②调节滑动变阻器和电阻箱R，使示数为，记下此时电阻箱阻值R和示数；

③重复步骤2，且保持示数不变，测量多组R和值；

④将实验测得的数据处理后，最后作出了如图丁所示的图像。

（1）用螺旋测微器测出圆柱形材料电阻直径如图乙所示，该读数为___________mm；用游标卡尺测出其长度如图丙所示，该读数为___________cm。

（2）电流表选择___________（填写器材前字母代号）；

（3）由丁图数据可得序号为C的电流表内阻为___________Ω；

（4）该材料的电阻率为___________（保留2位有效数字）。

【答案】    ①. 1.704    ②. 3.970    ③. C    ④. 48.0    ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1]螺旋测微器的读数为

[2]游标卡尺的读数为

（2）[3]由图甲根据欧姆定律有

整理可得

由此可知，要求得Rx的值，除了需要求出图乙所示图像的斜率，还需要知道A2的内阻，所以A2的内阻应该确定，故A1应选用C。

（3）[4]根据（2）分析可知为C的电流表内阻等于图像的纵轴截距的绝对值为；

（4）[5]根据（2）分析可知

解得

该材料的电阻率

又

代入数据解得

11. 如图，一导热良好且上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置在温度为℃的环境中。玻璃管内由水银柱A、B分别封有空气柱C、D，已知水银柱A、B的长度均为5cm，空气柱C的长度为20cm，空气柱D的长度为25cm，水银柱B上表面到管口的距离为10cm，大气压强恒为，不计一切摩擦。

（1）若环境温度保持不变，把玻璃管缓慢转至水平，求空气柱D的长度变为多少？

（2）若玻璃管保持竖直放置，环境温度由C缓慢上升到，请通过计算说明管顶是否有水银溢出。

【答案】（1）；（2）见解析

【解析】

【详解】（1）研究D气体，根据玻马定律

解得：转至水平后D长度为

同理研究C气体，根据玻-马定律

解得：转至水平后C长度为

空气柱伸长的总长度

管口没有有水银溢出 故转至水平后D长度

（2）研究C气体，根据盖·吕萨克定律

解得：末状态C的长度为

空气柱C伸长了

研究D气体，根据盖·吕萨克定律

解得：末状态D的长度为

空气柱D伸长了

空气柱伸长的总长度

管顶没有有水银溢出。

12. 如图所示，在平面直角坐标系xOy第四象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E，第一象限有一直角三角形区域OPQ，其中，OP=a，∆OPQ区域内（含OQ）有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，一质量为m，电荷量为q（）的带正电粒子从坐标原点O以速度v0沿y轴正方向射入磁场，不计带电粒子的重力。

（1）若该带电粒子经磁场偏转后能进入电场区域，求这种情况下磁感应强度大小的最小值；

（2）如果磁感应强度大小取（1）中的，求该带电粒子在电、磁场中运动的总时间。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）经分析可知：当磁感应强度大小为时，粒子在磁场中的运动轨迹恰好与PQ相切，如图所示，圆心在x轴上的点，从x轴上M点进入电场，粒子在磁场中的圆轨道半径设为R，由几何关系知

即

由洛伦兹力提供向心力，可得

联立解得

（2）粒子从O点运动到M点的时间设为，则有

粒子进入电场后，沿电场线方向减速至N点，速度是零，设这段时间为，则有

解得    

由运动对称性可知：粒子从N点运动到M点的时间也为，且从M点再次进入磁场的速度仍为，即再次进入磁场做匀速圆周运动的半径仍为，由图中几何知识可知，， 因此P点即为粒子再次做圆周运动的圆心，也即粒子将垂直于PQ边离开磁场。设粒子第2次在磁场中运动的时间为，则有

因此粒子在电磁场中运动的总时间t为

13. 如图所示，有一个光滑圆环MDN固定在竖直平面内，半径为，圆心在O点，N、O、D为竖直直径上三点，O、M、B、C四点在同一个水平面上，在N点正下方接近N点处固定一个非常小的光滑水平支架，支架上放置一个可视为质点的小物块b，另一个可视为质点的小球a在M点的正上方。传送带顺时针匀速转动，速度大小为，左端点B距圆心O的水平距离为，BC长为，已知球a的质量，物块b的质量，，不计空气阻力。

（1）若将物块b拿走，球a从M点正上方的某处由静止释放后，恰好能从圆轨道最高点N水平飞出，且击中传送带上的B点，求OB的距离；

（2）将物块b放在支架上，球a从M点正上方距离M点高度为处由静止释放，则球a能不能与物块b相碰？若能，求碰后两者的速度大小；若不能，求球a与圆轨道脱离的位置与圆心O的高度差；

（3）调整球a从M点正上方释放点的高度，使a、b两物体发生弹性碰撞后，球a能原轨道返回，物块b做平抛运动后落在传送带上，且物块b落在传送带上时竖直分速度全部损失，只保留水平方向分速度。当物块b落在传送带上距离B点最近时，物块b在传送带上会一直向右加速运动，到C点时恰好与传送带速度相等，求物块b与传送带间的动摩擦因数μ。

【答案】（1），（2），（3）

【解析】

【详解】（1）a球恰好从最高点飞出故有

平抛运动击中B点有

联立以上公式，代入数据得

（2）a球释放高度小于R，故不能到达圆弧最高点；

设在圆弧上K点脱离，K点与圆心在水平方向的夹角为，由机械能守恒定律可知

在K点有

代入数据可得

故脱离轨道时距O高度为

（3）a球释放点距M点的距离h处自由释放，运动到N点有

两物体碰撞时动量守恒，机械能守恒

解得

方向向左

方向向右

a球原路返回要求有

得到

此时b物块对应水平位移

故能落在传送带上距B点为m，且为最近点。

在时，由上式可得b物块从N点射出时速度

因竖直分速度损失，故落在传送带时水平速度也为

水平位移

与C点距离

一直加速故有

解得