2023届辽宁省实验中学高三下学期第四次模拟考试物理试题（含解析）

2023届辽宁省实验中学高三下学期第四次模拟考试物理试题

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

一、单选题

1．下列关于物理学史或物理认识说法正确的是（    ）

A．伽利略的斜面实验，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法

B．奥斯特总结出了电流周围的磁场方向，安培指出一切磁现象都具有电本质

C．地面上的人观察高速飞行的火箭时，发现火箭里的钟表变快了

D．库仑最早通过实验比较准确地测出电子的电荷量

2．如图所示，两颗人造卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，A卫星和B卫星距离地心的距离之比，质量之比为，两卫星的周期T之比和动能之比分别是（    ）

A． B． C． D．

3．一物块从两个高度相同倾角不同的斜面由静止滑下，倾角分别为37°和53°，时间之比为，两个斜面的动摩擦因数相同，则动摩擦因数为（已知）（    ）

A． B． C． D．

4．关于粒子的说法，正确的是（    ）

A．发生衰变时放出的射线是电子流，射线来自原子核，说明原子核里有电子

B．德布罗意通过实验验证了实物粒子具有波动性

C．发生光电效应时，从金属表面逸出的光电子是一次性吸收光子的全部能量，不需要积累的时间

D．光子、电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本粒子，叫作“基本粒子”

5．如图所示，重力的砝码悬挂在绳和的结点上。偏离竖直方向53°角，在水平方向，且连在重力为的木块上，木块静止于倾角为37°的斜面上，则木块与斜面间的摩擦力的大小（    ）

A． B． C． D．

6．如图所示，将一个单位长度电阻为的均匀圆形金属线圈用一根不可伸长的轻绳悬挂在天花板下，线圈的半径为，粗细不计。过圆心的直线的下方有方向始终垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小随时间的变化关系为，直线与线圈的交点为、。则下列说法正确的是（    ）

A．线圈中产生的电流大小恒为

B．线圈中有逆时针方向的感应电流

C．线圈所受到的安培力大小恒定不变

D．时间内线圈中产生的焦耳热为

7．一列沿轴传播的简谐横波，波速为，如图所示，实线为时刻的波形图线，虚线为时刻的波形图线，则（    ）

A．可能有

B．可能有

C．时刻的质点可能处于波谷处

D．内处的质点运动的路程可能为

二、多选题

8．一定质量的理想气体，从初始状态a经状态b、c、d再回到a，它的压强p与热力学温度T的变化关系如图所示，其中ba和cd的延长线过坐标原点，状态a，d的温度相等，则（  ）

A．气体在状态a的体积小于在状态d的体积

B．气体在状态a的体积大于在状态d的体积

C．从状态b到c，气体吸收的热量小于它对外界做的功

D．从状态b到c，气体吸收的热量大于它对外界做的功

9．甲乙两车在同一条平直公路沿两条平行直线朝同一方向运动，甲车在后，乙车在前，时刻两车相距，甲车以的初速度，的加速度做匀减速直线运动刹车，乙车从静止出发，的加速度做匀加速直线运动，下列说法正确的是（    ）

A．两车相遇时甲车一直在运动 B．两车第一次相遇时间是

C．两车第二次相遇时甲车位移为 D．两车第二次相遇时间是

三、单选题

10．如图所示，变压器为理想降压变压器，，，电流表为理想交流电表，原线圈接到电压为的家庭电路上时，电流表示数为。下列说法正确的是（  ）

A．通过变压器原副线圈的磁通量之比等于原副线圈的匝数比

B．电阻消耗的电功率为

C．若断开，电流表的示数为

D．若断开，电阻消耗的电功率约为

四、实验题

11．某同学要用图甲所示电路测一节旧电池的电动势（约）和内阻（约），由于缺少器材，电压表需要用电流表进行改装，现有如下器材可供选择：

电流表A（量程为，内阻为）；

定值电阻；

两个相同的电阻箱、；

（1）若现将A与串联改装为一个量程为的电压表，则需将的阻值调为______。

（2）该同学利用（1）中改装的电压表与电阻箱按照图甲所示电路测电池电动势及内阻。实验中，改变，记下电压表示数得到若干组与的数据，并根据数据做出图像如图乙。已知该图像中直线斜率为，与纵轴的截距为，则该电池的电动势为______，内阻为______。（用k、b、表示）

12．利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。已知打点计时器打点周期，重力加速度为。

（1）甲同学实验时进行了如下操作，其中正确的是______（选填选项前的字母）。

A．需使用天平测出重物的质量

B．安装打点计时器尽量两个限位孔在同一竖直线上

C．重复操作时尽量让重锤从同一位置开始下落

D．测量纸带上某点到第一个点间的距离，利用计算点的速度

（2）甲同学从打出的纸带中选出符合要求的一条纸带，如下图所示（其中一段纸带图中未画出）。图中O点为打出的起始点，且速度为零。选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F作为计数点。测出C、D、E点距起始点O的距离分别为、、，由此可计算出打点计时器打下D点时重物下落的瞬时速度______（结果保留三位有效数字）。用表示重物的质量，在误差允许的范围内，若满足表达式______，则可认为重物下落过程中机械能守恒（用给出的已知物理量的符号表示）。

（3）乙同学想用图像法处理数据。他在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点的距离，计算对应计数点的重物速度，进而描绘出图像。请你帮他分析确定判断的依据：要想说明机械能是守恒的，则图线应该是一条过原点的直线，且斜率等于______。

五、解答题

13．半导体掺杂是集成电路生产中最基础的工作，即通过离子注入的方式优化半导体，使半导体具有更加广泛的应用。如图所示为某种半导体掺杂工作的原理简化图。离子源可译放出无初速度且带正电的离子，离子由点飘进加速电场，经电场加速后沿NO方向射入圆心为、半径为圆形匀强磁场区域。在距离点下方处放置一长为的半导体，半导体垂直于放置。已知M、N、O和半导体的中点在同一直线上，加速电场电压为，磁场磁感应强度为、方向垂直于纸面。忽略离子重力，试分析下列问题：

（1）若某种粒子的比荷为，求该粒子进入磁场时的速度；

（2）若某种粒子的比荷为，求该粒子在磁场中的轨迹半径；

（3）若某粒子恰好打在半导体的边缘，求该粒子的比荷。

14．如图所示为某一透明材料制作的光学元件，上部为半径为的半球，下部为半径为、高为的圆柱体。在圆柱体中心处放置一点光源，光源可向各个方向发射同种频率的光。不考虑光在界面处的反射，试分析下列问题：

（1）若透明材料的折射率，光源发出的光经半球界面折射后恰好与光学元件的中心轴平行，求点光源发射该光线时光线与中心轴的夹角以及该光线在介质内传播的时间；

（2）若要使光学元件界面的各位置均可有光线出射，则透明材料的折射率应满足什么条件。

15．如图所示，半径的半圆形光滑轨道固定在竖直平面内，在最低点与足够长光滑平台MN相切，物块A、B静置在平台上，用轻质无弹性细绳将A、B连接在一起，A、B间有一被压缩的轻弹簧（物块与轻弹簧间不拴接），初始时长木板C锁定，长朲板C处于足够长光滑平台NQ上，物块B与长木板C间的动摩擦因数.现将物块A、B之间的细绳剪断，脱离弹簧后物块A向左滑入半圆形光滑轨道，恰好能滑到半圆轨道的最高点H，物块B滑上长木板C后恰好运动到长木板C的最右端.已知物块A、B的质量分别是、，长木板C的质量是，重力加速度取，物块A、B均可视为质点.求：

（1）被压缩的轻质弹簧中储存的弹性势能；

（2）若B滑上C瞬间，解除对长木板C的锁定，求物块B第一次与长木板C共速时与C右端的距离。

（3）若B在滑上C的瞬间受到一个向右的冲量，使B的速度变为向右的，同时解除对长木板C的锁定，在平台Q处放有一竖直挡板，挡板与长木板C等高，挡板右端与长顺时针转动的水平传送带EF平滑无缝对接，长木板C的上表面与传送带EF的上表面相切。长木板C运动到Q处与挡板相撞后停止运动，物块B通过传送带右端离开后，落在水平地面上的D点.已知物块B与传送带间的动摩擦因数，传送带EF距地面高，传送带EF的运动速度为.讨论物块B落点D与F点间水平距离x与传送带速度v大小的关系（忽略传送带中轮子的半径）

参考答案：

1．A

【详解】A．伽利略的斜面实验，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法。故A正确；

B．奥斯特发现了电流的磁效应，安培指出一切磁现象都具有电本质。故B错误；

C．根据相对论的基本效应可知地面上的人观察高速飞行的火箭时，发现火箭里的钟表变慢了。故C错误；

D．密立根最早通过实验比较准确地测出电子的电荷量。故D错误。

故选A。

2．C

【详解】AB．根据万有引力提供向心力

得

两卫星的周期T之比

AB错误；

CD．根据万有引力提供向心力

得

卫星的动能

两卫星的动能之比

C正确，D错误。

故选C。

3．B

【详解】根据受力可知

又

解得

故选B。

4．C

【详解】A．发生衰变时放出的电子流是原子核内部中子转变成质子，同时释放出一个电子，不是原子核里有电子，故A错误；

B．德布罗意通过理论提出实物粒子具有波动性，故B错误；

C．光子能量不可再分，发生光电效应时，从金属表面逸出的光电子是一次性吸收光子的全部能量，不需要积累的时间，故C正确；

D．光子不是组成物质的不可再分的最基本粒子，故D错误。

故选C。

5．C

【详解】如图所示分析P点受力分析

由平衡条件可得

可解得

再分析G2的受力情况，如图所示

由物体的平衡条件可得

解得

故选C。

6．A

【详解】A．根据磁感应强度的大小随时间的变化关系

可得

而由法拉第电磁感应定律有

而根据题意可得线圈的电阻为

则根据闭合电路的欧姆定律可得

故A正确；

B．根据楞次定律可知，线圈中的感应电流始终为顺时针方向，故B错误；

C．根据安培力公式

可知，式中电流和有效长度恒定，但磁场感应强度随时间在变化，因此线圈所受安培力是变力，故C错误；

D．时间内电流恒定，则根据焦耳定律可得产生的焦耳热为

故D错误。

故选A。

7．B

【详解】AB．若该波沿轴正方向传播，则根据图像有

（）

整体得

（）

当时，所对应得时间分别是1.64s、1.96s、2.28s、2.60s；

若该波沿轴负方向传播，则根据图像有

（）

整理得

（）

当时，所对应得时间分别是1.56s、1.88s、2.20s、2.52s、2.84s；

综上可知，可能有，故A错误，B正确；

C．根据图像可得，该波的波长为

由已知条件可得该波的周期为

当

即

（）或（）

而的质点要处于波谷，若波沿轴正方向传播，则必满足

（）

若波沿轴负方向传播，则必满足

（）

即必须满足

或（）

解得

或

显然，时刻的质点不可能处于波谷处，故C错误；

D．该波的振幅为，任一质点在一个周期内走过得路程为，若内处的质点运动的路程为，则处得质点必须振动10个周期，根据

或（）

解得

或

均不能取整，因此内处的质点运动的路程不可能为，故D错误。

故选B。

8．AD

【详解】AB．根据理想气体状态方程，由于和的延长线过坐标原点，则图像的斜率表示，可知斜率越大，体积越小，由图可知，气体在状态a的体积小于在状态d的体积，故A正确，B错误；

CD．由图可知，从状态b到c，气体温度升高，气体内能增加，气体体积增大，气体对外界做功，由热力学第一定律可知，气体吸收的热量大于它对外界做的功，故C错误，D正确。

故选AD。

9．BCD

【详解】令经过t时间两车再次相遇，根据位移时间公式

位移间的关系为

联立解得

甲车从运动到停止时所用的时间为

因为

（舍去）

甲车从第一次相遇到停止时所用

甲车从运动到停止所经过的位移为

乙车在10s内运动的位移为

此时甲乙两车相距

此时乙车的速度为

乙车运动16m所用的时间为

解得

第二次相遇的时间

由上分析可知第二次相遇的甲车位移为100m，故选BCD。

10．B

【详解】A．通过变压器原副线圈的磁通量变化率之比等于原副线圈的匝数比，故A错误；

B．设原线圈电流

原副线圈功率相等，即

解得

电阻消耗的电功率为

故B正确；

C．原副线圈匝数比为

若断开，电流表的示数为10，则原线圈电流，原副线圈功率相等，即

解得

电流表的示数为

20A

故C错误；

D．同理，若断开，原线圈电流，电阻消耗的电功率

故D错误。

故选B。

11．     7600         

【详解】（1）[1] 将A与串联改装为一个量程为的电压表，由分压原理可得

代入数据，解得

（2）[2][3]根据闭合电路欧姆定律，有

整理可得

结合图像，可得

联立，解得

12．     B     1.92          当地的重力加速度

【详解】（1）[1]A．实验要验证的关系式中两边都有m，可消掉，则该实验不需用天平测出重物的质量，选项A错误；

B．安装打点计时器尽量两个限位孔在同一竖直线上，以减小打点计时器与纸带之间的摩擦力，选项B正确；

C．重复操作时没必要让重锤从同一位置开始下落，选项C错误；

D．应该根据某点的瞬时速度等于某段时间的平均速度来计算A点的速度，若利用计算点的速度相当间接使用了机械能守恒定律，这样就失去了验证的价值，选项D错误。故选B。

（2）[2]打点计时器打下D点时重物下落的瞬时速度

[3]D点的速度可表示为

用表示重物的质量，在误差允许的范围内，若满足表达式

则可认为重物下落过程中机械能守恒。

（3）[4]根据

可得

则若机械能守恒，则图像应该是一条过原点的直线，且斜率等于当地的重力加速度。

13．（1），方向向下；（2）；（3）

【详解】（1）由动能定理可知

代入数据解得

方向向下。

（2）由洛伦兹力提供向心力

代入数据解得

（3）设板边缘与圆心的连线与的夹角为，由几何关系可知

可得

由轨迹关系可知，离子在磁场中运动偏转角也为，则由几何关系可知

代入数据可得

14．（1），；（2）

【详解】（1）由几何关系可知，中心轴平行射出时的折射角为，入射角为，根据折射定律有

解得

根据折射率与速度的关系

由几何关系可知光线在介质内传播的路径长度

且有

代入数据解得

（2）由几何关系可知，恰好在圆柱体圆形底面交界处射出的光线的入射角最大，且为45°，设该光线折射角为，根据折射定律有

由于，解得

15．（1）9J；（2）0.8m；（3）见解析

【详解】（1）A物块恰好能滑到半圆轨道的最高点，根据牛顿第二定律

解得

设A物块被弹开后速度大小为，由机械能守恒定律得

由动量守恒定律有

解得

根据能量守恒，有

代入数据解得

（2）物块B滑上长木板C后恰好运动到长木板C的最右端，则

解得长木板C的长度为

若B滑上C瞬间，解除对长木板C的锁定，则最终二者共速，有

解得

二者相对位移

代入数据解得

其中物块B的加速度大小为

物块C的加速度大小为

物块B最终的位置与长木板C右端的距离为

（3）物块B离开F点做平抛运动，竖直方向则有

解得落地时间为

讨论：

若物块B在传送带上一直减速，设最终获得的末速度为，则有

解得

若物块B在传送带上一直加速，设最终获得的末速度为，则有

解得

则当传送带速度在时，有

当传送带速度在时，有

当传送带速度在时，有