2023届河北省邯郸市高三下学期二模物理试题（解析版）

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邯郸市2023届高三年级第二次模拟试题

物理

本试卷共8页，满分100分，考试用时75分钟。

注意事项：

1.答卷前、考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后.用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，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、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1.质量相等的、两小球（视为质点）在同一竖直线的不同高度以不同的初速度同时竖直上抛，在球到达最高点时两球发生正碰且碰撞时间极短。图中实线和虚线分别表示、两小球位置随时间变化的曲线，图线Ⅰ前半部分、Ⅱ后半部分关于时刻对称。则下列说法正确的是（    ）

A.时刻，球的速率大于球的速率 B.碰撞前后瞬间，球的动量不变

C.球先落回地面  D.碰撞后球的机㖅能大于球的机械能

2.如图所示，四根通有恒定电流的长直导线垂直平面放置，四根长直导线与平面的交点组成边长为的正方形且关于轴和轴对称，各导线中电流方向已标出，其中导线1、3中电流大小为，导线2、4中电流大小为。已知通电长直导线周围的磁感应强度大小与电流成正比、与该点到通电长直导线的距离成反比，即、下列说法正确的是（    ）

A.长直导线1、4之间的相互作用力为吸引力

B.一垂直于纸面并从点射入的粒子，将做圆周运动

C.导线4受到的导线1、2、3的作用力的合力方向指向点

D.仅将导线2中的电流反向，则导线2和4连线上各点磁感应强度方向均相同

3.如图所示为研究光电效应的实验装置，用频率为的光照射电极，从电极逸出的光电子可向各个方向运动。某同学进行了如下操作：（1）用频率为的光照射光电管，此时微安表中有电流。调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为0，记下此时电压表的示数。（2）用频率为的光照射光电管，重复（1）中的步骤，记下电压表的示数。已知电子的电荷量为。下列说法正确的是（    ）

A.为了使微安表的示数为零，实验中滑动变阻器的滑片应该向端移动

B.根据题中数据可以得到普朗克常量为

C.若仅降低（1）中的光照强度，则微安表最初读数减小，遏止电压会变小

D.滑动变阻器的滑片位于端时，流过微安表的电流方向是从上往下

4.我国航天局宣布国家已批准通过了行星探测工程，计划在未来的1015年间展开并完成对小行星、火星、木星等行星的取样返回的研究。若从地球上直接发射一个探测器，探测器被小行星捕获，需由高轨道适当位置启动发动机进入椭圆转移轨道，再由椭圆轨道适当位置变速进入环绕小行星表面运动的轨道，这个过程简化示意图如图所示，已知圆轨道Ⅰ、Ⅲ共面，椭圆轨道平面与Ⅰ轨道平面的夹角为，则下列说法正确的是（    ）

A.探测器从Ⅰ轨道上经过点比Ⅱ轨道上经过点的加速度大

B.探测器从Ⅰ轨道进入Ⅱ轨道需要在点向前喷气

C.探测器在地球上的发射速度大于

D.探测器在Ⅱ轨道上从点运动到点的过程中机械能增大

5.如图甲所示含有理想变压器的电路中，电阻、的阻值分别为、，电流表、和电压表、均为理想交流电表，变压器原、副线圈匝数比为2:1，、两端接如图乙所示的交流电时，下列说法正确的是（    ）

A，、端电压的瞬时值表达式为

B.电压表、示数之比为7:3

C.若增大电阻，则消耗的电功率变大

D.若增大原、副线圈匝数比，则电流表示数变大

6.如图所示，一个横截面为四分之一圆（半径为）的透明柱体水平放置。平行于底面的光线从左侧射入，已知柱体的折射率为，其中点为的中点，真空中的光速为，只讨论界面的第一次折射或反射，柱体周围可视为真空。已知由点入射的光线经圆弧面折射后到达延长线上的点（图中未画出），下列说法正确的是（    ）

A.由点入射的光线从点传到所在水平面上点的时间为

B.光线在面上的最高出射点到所在水平面的距离为

C.圆弧面上有光线射出的弧长为

D.由点入射的光经圆弧面折射后，折射光线与入射光线相比偏转了45°

7.如图所示，三条不可伸长的轻绳、、结于点，质量为，电荷量为的小球被轻绳系着，的长度为，距点正下方处固定一个电荷量为的小球。初始时，小球在延长线上静止，由于球不断漏电，小球的位置不断下降，再次平衡时位于点（图中未标出），与竖直方向夹角为60°。已知重力加速度为，则下列说法正确的是（    ）

A.小球下降过程中绳上张力一直增大

B.下降过程中绳上的最大张力为

C.下降过程中绳上的最大张力为

D.再次平衡时，球带的电荷量为

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8.战绳运动是健身房设计用来减脂的一项爆发性运动，人们在做战绳运动时，用手抓紧绳子，做出用绳子的动作，使得绳子呈波浪状向前推进，形成横波（可视为简谐横波）。时波形图如图1所示，图2是绳上某质点的振动图像，下列说法中正确的是（    ）

A.该波的波速为 B.波源开始振动的方向向下

C.该质点与波源的距离为 D.时间内该质点通过的路程为

9.在如图所示的空间中分布有与竖直面平行的匀强电场，一质量为、电荷量为的带正电的小球在场中的运动轨迹为抛物线，、为与轴的两交点，为与轴的交点，直线为抛物线的对称轴。已知，，重力加速度为，小球在点的速度为（未知），则下列选项正确的是（    ）

A.带电小球从运动到的过程中电场力一定做正功

B.匀强电场的电场强度最小值为

C.电场力等于重力时，带电小球在点的动能为

D.带电小球在点的加速度可能为

10.“太空粒子探测器”是安装在国际空间站上的一种探测宇宙射线的试验设备，由加速装置、偏转装置和收集装置三部分组成。其简化原理图如图所示，两个同心扇形圆弧面、之间存在辐射状的加速电场，方向由内弧面指向外弧面，圆心为，两弧面间的电势差为，右侧边长为的正方形边界内存在垂直纸面向里的匀强磁场，其大小为（可调节），点为边界的中点，、与边界的夹角均为30°。假设太空中质量为、电荷量为的带负电粒子，均能均匀地吸附到外弧面的右侧面上，由静止经电场加速后穿过内弧面均从点进入磁场，不计粒子重力、粒子间的作用力及碰撞，下列说法正确的是（    ）

A.粒子到达点时的速率

B.若从点垂直于边界射入磁场的粒子恰能从点离开，则

C.若沿方向射入磁场的粒子恰好从点射出磁场，此时

D.若要求外弧而上所有的粒子均从边射出磁场，则值的取值范围为

三、非选择题：本题5小题，共54分。

11.（6分）随着人们生活水平的提高，扫地机器人也逐浙进入普通家庭，成为常用的家用电器，一位同学家中某品牌扫地机器人的电池电动势约为，额定功率约为，内阻约为，该同学为了精确测量扫地机器人电池的电动势和内阻，设计了实验电路测量扫地机器人电池的电动势和内阻。

现有以下器材可供选择：

A.电压表量程，内阻几千欧

B.电压表量程，内阻几千欧

C.电流表量程，内阻为

D.电流表量程，内阻为

E.滑动变阻器量程，额定电流

F.滑动变阻器量程，额定电流

（1）电压表应选__________，电流表应选__________，滑动变阻器应选__________。（填仪器前的字母序号）

（2）为了精确测量该电池的电动势和内阻，该同学设计了如下两个电路图，你认为他应该选择__________（选填“甲”或“乙”）电路图进行测量。

（3）如图丙为选择了恰当的电路图后作出的图线，根据所描绘的图线可知__________，__________。

12.（9分）如图所示是验证动量守恒定律、动量定理的实验装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，两滑块上均固定一相同的竖直遮光条。

（1）实验前，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从导轨左端向右运动，发现__________________________________________________说明导轨已调平。

（2）测出滑块和遮光条的总质量为，滑块和遮光条的总质量为，遮光条的宽度用表示。将滑块静置于两光电门之间，将滑块静置于光电门2右侧，推动，使其获得水平向左的速度，经过光电门2并与发生碰撞且被弹回，再次经过光电门2。光电门2先后记录的挡光时间为、，光电门1记录的挡光时间为，若两滑块碰撞过程动量守恒，则必须满足的关系式为__________。

（3）若滑块、之间的碰撞为弹性碰撞，则关系式成立__________。

A.  B.

C.  D.

（4）现将装置改为用细线连接滑块和挂钩（挂着槽码，质量为，），拿走滑块，打开气泵，将滑块轻放到光电门2的右侧，并用手托住槽码，调节滑轮高度，让细线与导轨平行；松开托住槽码的手，数字计时器记录下遮光条通过光电门1、2的时间分别为、以及这两次开始遮光的时间；分别计算出实验中的冲量和动量的变化量，为了探究动量定理，应探究关系式__________是否成立。

（5）为减小实验误差，以下操作可行的是__________。

A.选用质量更大的槽码

B.计算动量的变化量时，应这样计算：

C.用拉力传感器测出细线的拉力，用其示数与的乘积作为冲量

13.（11分）一汽缸竖直放在水平地面上，缸体质量，活塞质量，活塞横截面积，活塞上面的气缸内封闭了一定质量的理想气体，下面有气孔与外界相通，大气压强。活塞下面与劲度系数的轻弹簧相连，当汽缸内气体温度为127℃时弹簧为自然长度，此时缸内气柱长度，取，活塞不漏气，且与缸壁无摩擦。现给封闭气体加热，求：

（1）当汽缸恰好脱离地面时，缸内气体的温度；

（2）缸内气柱长度时，缸内气体的压强。

14.（12分）如图所示，质量为的小球用长度的轻绳悬挂于点，小球对平台刚好无压力，质量为的小物块从点以初速度的速度运动，在点物块与小球发生弹性碰撞，已知，物块与平台间的动摩擦因数，碰后小球在竖直平面内做圆周运动，物块滑上右侧传送带，已知传送带以的速度顺时针转动，传送带与物块间的动摩擦因数也为，传送带的长度，重力加速度取。

（1）求小球运动到最高点时绳上的拉力大小；

（2）物块在传送带上从左端滑到右端的过程中，由于运输物块电动机多消耗的电能是多少？

15.（16分）如图所示，无限长且相距的光滑平行导轨固定在水平地面上，整个空间存在着与导轨平面相垂直且竖直向上的匀强磁场。导轨上放有导体棒、，导体棒固定，导体棒通过光滑定滑轮用轻绳连接物体。已知导体棒、、物体的质量均为，匀强磁场的磁感应强度，初始时系统在外力作用下处于静止状态，现将物体竖直向上移动后静止释放。已知、棒电阻相等，均为。其他电阻不计，重力加速度取。

（1）求导体棒的最大速度大小。

（2）若从绳绷紧到导体棒速度最大时经历的时间为，求导体棒向右移动的距离。

（3）若在导体棒速度最大时，剪断轻绳，同时解除导体棒的固定，当、棒稳定时再在的左侧释放一个与、相同的导体棒，从剪断轻绳到导体棒、、稳定时，求导体棒上产生的总焦耳热。

邯郸市2023届高三年级第二次模拟试题

物理  全解全析

1. D  根据题图可知，时刻，球的速率小于球的速率，故A错误；根据题图可知，碰撞前后瞬间，两球交换速度，所以碰撞后瞬间，球的速度变为零，球的速度增大，方向竖直向上，球先落回地面，故B、C错误；碰撞后两球处于同一位置，球的速度大于球的速度，两球质量相等，因此碰撞后球的机械能大于球的机械能，故D正确。

2. D  当通有同向电流时，通电导线之间表现为吸引力，当通有反向电流时，通电导线之间表现为斥力，故A错误；由右手螺旋定则并结合矢量叠加可知点的磁感应强度为零，因此过点垂直于纸面射入的粒子，将做匀速直线运动，故B错误；长直导线1在长直导线4处产生的磁感应强度大小为，方向水平向左，导线3在长直导线4处产生的磁感应强度大小也为，方向竖直向上，长直导线2在长直导线4处产生的磁感应强度大小为，方向垂直导线2、4的连线指向右下方，所以三根导线在4处的合场强为零，导线4不受安培力，故C错误；仅将导线2中的电流反向，根据右手螺旋定则以及磁场叠加原理可知D正确。

3. B  滑片向端滑动，微安表中的电流会增大，然后保持不变，故A错误；设材料的逸出功为，据光电效应方程，，解得，故B正确；用频率为的光照射光电管，微安表中有电流，说明发生了光电效应，降低光照强度，仍然能发生光电效应，只是电流会变小，光电子的最大初动能不变，遏止电压不会变，故C错误；滑动变阻器的滑片位于端时，端电势高，光电子做加速运动，光电子从端到端，微安表中电流方向向上，故D错误。

4. C  探测器从Ⅰ轨道上经过点和Ⅱ轨道上经过点所受的万有引力相同，故加速度相同，故A错误；由于轨道Ⅱ平面与轨道Ⅰ平面有夹角，故不能只向前喷气，故B错误；发射的探测器是为了完成小行星的探测，故发射速度大于，故C正确；探测器在轨道Ⅱ上从点到点的过程中只有万有引力做功，故机械能不变，故D错误。

5. B  由图乙可知交流电频率，，则、端电压的瞬时值表达式为，A错误；变压器原、副线圈匝数比为2:1，设电流表的示数为，则电流表的示数为，电压表的读数为，设原线圈两端的电压为，则，解得，根据欧姆定律可知，电阻两端的电压为，则电压表的读数为，则电压表、示数之比为，B正确；增大电阻，输入电压一定，则原线圈电流表的示数变小，根据，电流表的示数变小，消耗的电功率变小，C错误；若增大原、副线圈匝数比，根据B、C选项的分析，原线圈电流表的示数会减小，D错误。

6. A  由于为的中点，故在面，入射角，由折射定律，

得折射角，则

可知，

光在柱体内的传播速度

在柱体内的传播时间

从传到的时间

故从点传到点的时间，A正确；根据得临界角为45°，则光线在面上的最高出射点到所在水平面的距离为，圆弧面上有光线射出的弧长，B、C错误。由A选项的分析可知，所以折射光线与入射光线相比偏转了15°，故D错误。

7. B  对球受力分析如图所示，此三力组成的封闭三角形与相似，

所以，，大小不变，故A错误；

初态：，末态：

则，

，故D错误；

对结点进行分析，绳、中的拉力和的合力大小恒为，小球运动过程中和的合力从水平方向顺时针转到与水平方向成30°角，则逐渐增大，也逐渐增大，故绳上最大张力为，绳上的最大张力为，故C错误，B正确。

8. B、D  由图1可知该波的波长为，由图2可知该波的周期为，，故A错误；由质点开始振动的方向向下可知，波源开始振动的方向向下，故B正确；质点开始振动的时刻为，由，可知质点与波源的距离为，故C错误；一个周期内质点通过的路程为，内该质点运动，故内质点通过的路程，故D正确。

9. B、C、D  根据抛物线轨迹的对称性，重力和电场力的合力沿方向，则电场方向与垂直时电场强度有最小值，此时，，故B正确。重力和电场力的合力沿方向，由于小球带正电，电场方向不确定，小球从运动到的过程中电场力可能做正功，也可能做负功，故A错误。过点作的垂线，直线为抛物线的对称轴，合力的方向沿方向，可知带电小球从到做类平抛运动，沿着方向做初速度为零的匀加速直线运动，垂直方向做匀速直线运动。因为小球的运动轨迹为抛物线，所以电场力等于重力时，电场强度的方向与轴夹角为30°斜向下，此时合力的大小为，小球从运动到的过程中满足：

，

根据动能定理：，

故C正确；重力与电场力合力的方向沿方向就可以实现带电小球在复合场中的类平抛运动，合力的大小可以是，故D正确。

10. A、D  粒子加速过程，由动能定理可得，解得粒子到达点时的速率为，故A正确；粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹如图所示

由几何关系可得，解得，由洛伦兹力提供向心力可得，解得，故B错误；沿方向射入磁场的粒子从点离开磁场，由几何关系可得，由洛伦兹力提供向心力可得，解得，故C错误；磁场最小的时候，只要沿着方向入射的粒子轨迹与边界相切即可。则其他方向射入磁场的粒子均能从边界射出，由几何关系可得，解得，由洛伦兹力提供向心力可得，解得，磁场最大时，只要满足沿方向射入磁场的粒子，轨迹经过点，则其他方向射入磁场的粒子均能从边界射出，综上所知，要求外弧面上所有的粒子均从边射出磁场，则磁场范围应满足，故D正确。

11.【解析】（1）待测电源电动势约为，额定功率约为，则额定电流约，故电压表应选择B，电流表应选择D。因电池内阻约，为了便于调节，滑动变阻器选择E。

（2）电流表内阻已知，不用考虑其分压作用，故电流表应接在干路上，应选择甲电路图。

（3）由图线与纵轴的交点可得电池的电动势为，图线的斜率，可得电池的内阻。

答案：（1）B（1分）   D（1分）   E（1分）

（2）甲（1分）   （3）（1分）   （1分）

12.【解析】（1）若导轨水平则滑块通过光电门1和通过光电门2的时间相等，则说明滑块通过光电门1和光电门2的速度相等，滑块做匀速直线运动，导轨已调平。（2）设碰前速度大小为，碰后速度大小为，碰后速度大小为，取水平向左为正方向，为验证动量守恒，只需证明下面等式成立即可

同时有，，

代入，有

（3），

解得，

可得，可得

可得，即

（4）实验中槽码的质量远远小于滑块的质量，因此可以用槽码的重力代替细线的拉力，因此需要探究的表达式为

（5）根据第（4）问中的分析可知，当槽码质量越大，加速度越大时滑块受到的实际拉力与槽码重力之间的偏差就越大，故A错误；对槽码和滑块进行整体分析，则槽码重力的冲量实际提供了槽码和滑块两个物体的动量的变化量。故计算动量的变化量时，采用更加准确，故B正确；根据本实验出现误差的原因分析可知如果采用拉力传感器则可消除因槽码重力大于滑块所受拉力带来的系统误差，故C正确。

答案：（1）滑块通过光电门1的时间等于通过光电门2的时间（1分）

（2）（2分）

（3）D（2分）   （4）（2分）   （5）B、C（2分）

13.【解析】（1）初始时，以活塞为研究对象受力分析，汽缸内气体压强为   （2分）

当汽缸刚要离开地面时，对汽缺、气体、活塞整体受力分析，有   （2分）

解得

再对汽缸受力分析，汽缸内气体压强为   （1个）

由理想气体状态方程可得   （2分）

解得   （1分）

（2）汽缸恰好离开地面时，气柱长度为，故当气柱长度为时，汽缸已经离开地面，气体在做等压膨胀，   （2分）

此时汽缸内气体压强为   （1分）

答案：（1）   （2）

14.【解析】（1）设物块与小球碰撞前的速度为，由动能定理得：

   （2分）

物块与小球间的碰撞满足

   （1分）

   （1分）

解得，

小球由最低点到最高点的过程中满足机械能守恒定律，设小球在最高点的速度为，则

   （1分）

   （1分）

解得   （1分）

（2）假设物块滑上传送带后先做匀加速直线运动，后做匀速运动，设加速时间为，

，

   （2分）

物块的位移：

，，故假设成立。

由于传送物块电动机多消耗的电能等于传送带克服摩擦力所做的功

   （2分）

因此电动机多消耗的电能为   （1分）

答案：（1）   （2）

15【解析】（1）导体棒速度最大时，处于平衡状态，设的最大速度为

则有   （2分）

   （1分）

（2）物体从静止释放到绳绷紧，的机械能守恒，可知   （1分）

   （1分）

绳绷紧的瞬间导体棒与物体组成的系统满足动量守恒   （1分）

从绳绷紧到速度最大

对物体：   （1分）

对导体棒：   （1分）

对导体棒与物体组成的系统：

对物体和导体棒由动量定理得

   （1分）

即

解得   （1分）

（3）从剪断轻绳到、棒稳定，系统满足动量守恒   （1分）

   （1分）

导体棒产生的焦耳热

   （1分）

再释放一个导体棒则系统依然满足动量守恒

   （1分）

则导体棒产生的焦耳热

   （1分）

从剪断轻绳到、、稳定，导体棒上产生的总焦耳热为   （1分）

答案：（1）   （2）  （3）