2023届福建省泉州第五中学高三下学期二模物理试题（含解析）

2023届福建省泉州第五中学高三下学期二模物理试题

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

一、单选题

1．用速度传感器记录电动车直线运动过程的运动信息，其速度随时间变化的规律如图所示，由图像可知电动车（  ）

A．a、b两状态速度的方向相反 B．a、b两状态加速度大小相等

C．秒时回到时刻的位置 D．a至c过程中加速度逐渐减小

2．如图所示为氢原子的能级图，已知巴尔末线系是氢原子从较高能级跃迁到n=2能级时发出的谱线，一束单一频率的光照射一群处于基态的氢原子使其发生跃迁，发出的谱线中仅有2条是巴尔末线系，则这束光的光子能量为（　　）

A．2.55eV B．12.09eV C．12.75eV D．13.06eV

3．丹麦物理学家奥斯特发现了电流磁效应，他在电与磁学研究上开创性的工作创立了物理研究的新纪元。某物理探究小组在实验室重复了奥斯特的实验，具体做法是：在静止的小磁针正上方，平行于小磁针水平放置一根直导线，当导线中通有电流时，小磁针会发生偏转；当通过该导线的电流为时，小磁针静止时与导线夹角为。已知直导线在某点产生磁场的强弱与通过该直导线的电流成正比，若在实验中发现小磁针静止时与导线夹角为，则通过该直导线的电流为（　　）

A． B． C． D．

4．如图1所示，一儿童站在平板小车中间，与小车一起沿水平地面匀速向右运动，儿童突然走向小车一端，此过程儿童和小车的速度—时间关系如图2所示，不计地面的摩擦。以下说法正确的是（　　）

A．儿童的质量小于小车的质量 B．儿童走向小车左端

C．儿童和小车的总动能减少 D．小车对儿童的冲量方向水平向右

二、多选题

5．汽车使用的电磁制动原理示意图如图所示，当导体在固定通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是（　　）

A．制动过程中，导体不会发热

B．导体运动的速度越大，制动力越大

C．改变线圈中的电流方向，导体就可获得动力

D．制动过程中导体获得的制动力逐渐减小

6．如图1所示，水平地面上固定一轻质弹簧，弹簧竖直放置，其上端连接一轻质薄板。时刻，一可视为质点的物块从弹簧正上方某处由静止下落，落至薄板上后和薄板始终粘连，其位置随时间变化的图像（图像）如图2所示，其中时物块刚接触薄板。弹簧形变始终在弹性限度内，空气阻力不计，以竖直向下为正方向，则（    ）

A．，物块的加速度逐渐增大 B．后物块做简谐运动

C．，物块的加速度先减小后增大 D．，物块的加速度先增大后减小

7．如图所示，ABC为正三角形，AB和AC边上放有带等量异种电荷的绝缘细棒，O为BC边中点，D为BC中垂线上O点右侧的一点，P为BC上的一点，选无穷远处电势为0，则下列说法正确的是（    ）

A．O点和D点场强可能大小相等，方向相同

B．D点的电势一定高于P点

C．将一正检验电荷沿直线从O点运动到D点，电势能不变

D．将一正检验电荷沿直线从O点运动到P点，电场力做负功

8．如图所示，a、b是直线上间距为的两点，也是半圆直径的两个端点，c位于上，且，直线上方存在着磁感应强度大小为B、垂直于半圆平面的匀强磁场（未画出），其中半圆内部没有磁场．一群比荷为k的同种带电粒子从之间以相同的速率垂直于射入圆弧区域，所有粒子都能通过b点，不计粒子间的相互作用和粒子的重力，则（    ）

A．粒子的速率为

B．粒子的速率为

C．从c点射入的粒子在磁场中运动的时间为

D．从c点射入的粒子在磁场中运动的时间为

三、填空题

9．如图所示，有一平行于直径AB的光线入射到玻璃球上，折射后经过B点。已知玻璃球的半径为R，入射光线与直径AB的距离为，则光线经B点时________（填“会”或“不会”）发生全反射，光在玻璃球中的折射率为________。

10．一根长玻璃管竖直插入面积足够大的水银槽中并固定，玻璃管内外水银面相平，管中一个质量不计的光滑活塞封闭一段长cm的气体，起初气体的温度K。现缓慢提拉活塞上升15cm为止，则此时封闭气体的压强_______外界大气压（选填“大于”、“等于”或“小于”）。而后固定活塞，改变气体温度，当气体长度仍为50cm时，封闭气体的温度为_______K．已知外界大气压cm Hg。

四、实验题

11．如图所示，为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图.

（1）本实验采用的实验方法是____．

A．控制变量法B．假设法C．理想实验法D．等效替代法

（2）在保持小车受力相同时，探究加速度与质量关系的实验中，以下故法正确的是______．

A．平衡摩擦力时，应将装有砝码的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上

B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力

C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源

D．为得出加速度a与与质量m的关系而作出图象

（3）下图是实验中获取的一条纸带的一部分，其中O、A、B、C、D是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图，打“B”计数点时小车的速度大小为___________________m/s.由纸带求出小车的加速度的大小为_____________m/s2.(计算结果均保留2位有效数字）

（4）如图所示是某同学在探究加速度与力的关系时，根据测量数据作出的a〜F图线.其中图线不过原点的原因是______，图线在末端弯曲的原因是______.

12．某同学利用如图甲所示的装置探究加速度与物体受力、物体质量的关系。实验时，把数据记录在表格中，数据是按加速度大小排列的，第8组数据中小车质量和加速度数据漏记。

（1）该同学又找到了第8组数据对应的纸带以及小车质量，纸带如图乙所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出来的点未画出。请你帮助该同学求出第8组中的加速度a＝________ m/s2；

（2）如果要研究加速度与物体受力的关系，需取表格中____________组数据（填组号），作a－F图像；如果要研究加速度与物体质量的关系，需取表格中____________组数据（填组号），作a－m图像。这种研究方法叫作________法；

（3）作出的a－m图像如图丙所示，由图像________（填“可以”或“不可以”）判断a与m成反比。

五、解答题

13．如图所示，倾角的固定斜面（足够长）的顶端带有小定滑轮，不可伸长的柔软轻绳跨过定滑轮，轻绳的一端系在汽缸A上，另一端系在汽缸Ｂ中的活塞上，A悬吊在空中（离地足够高），B放在斜面上，滑轮左侧的轻绳与斜面平行，两汽缸内各密封有一定质量的理想气体，系统处于静止状态，此时A、B内气体的体积相等。两活塞的质量均为m、横截面积均为S，B的质量为4m，大气压恒为（g为重力加速度大小），不计缸内气体的质量、空气阻力及一切摩擦。

（1）求A内气体的压强以及B内气体的压强；

（2）若将轻绳剪断，A、B内气体达到稳定的过程中温度保持不变，求稳定时A、B内气体的体积之比。

14．如图所示的xOy坐标系中，第二象限有沿y轴负方向的匀强电场，场强，图中有一个半径为的绝缘刚性圆环，圆环的O点有一个小孔，OB，AC为互相垂直的直径，圆环区域内有匀强磁场，磁场方向垂直xOy平面向外。一个带正电的粒子，以初速度从P点沿x轴正向射出，粒子在电场作用下恰好从O孔以速度进入磁场，已知P点与x轴相距，不计带电粒子的重力。求：

（1）带电粒子的比荷；

（2）若粒子第一次碰撞圆环的点在圆环上的Q点，且弧长OQ是绝缘刚性环周长的，求磁场的磁感应强度的大小；

（3）若粒子在碰撞绝缘刚性圆环时无能量损失，要使粒子与刚性圆环碰撞2次后经O孔射出环，求磁感应强度的大小和粒子在磁场中运动的时间。

15．图为某个有奖挑战项目的示意图，挑战者压缩弹簧将质量m0=0.3kg的弹丸从筒口A斜向上弹出后，弹丸水平击中平台边缘B处质量m1=0.3kg的滑块或质量m2=0.2kg的“L形”薄板，只要薄板能撞上P处的玩具小熊就算挑战成功。已知弹丸抛射角θ=53°，B与A的高度差，B与P处的小熊相距s=2.2m，薄板长度L=0.9m，最初滑块在薄板的最左端；滑块与薄板间的动摩擦因数为μ1=0.5，薄板与平台间的动摩擦因数μ2=0.3，最大静摩擦力等于滑动摩擦力；薄板厚度不计，弹丸和滑块都视为质点，所有碰撞过程的时间和外力影响均不计，重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8。

（1）求A、B间的水平距离x；

（2）若弹丸与薄板发生完全非弹性碰撞，试通过计算判定挑战会不会成功；

（3）若弹丸与滑块发生完全弹性碰撞，且之后可能的碰撞也为完全弹性碰撞，试通过计算判定挑战会不会成功。

参考答案：

1．D

【详解】A．a、b两状态速度均为正值，则速度方向均为正方向，故A错误；

B．速度—时间图像斜率表示加速度，由图知，a、b两状态加速度大小不等，故B错误；

C．电动车在运动过程速度一直为正，运动方向不变，秒时没有回到时刻的位置，故C错误；

D．速度—时间图像斜率表示加速度，a至c过程中加速度逐渐减小，故D正确。

故选D。

2．C

【详解】由题意可知，一束单一频率的光照射一群处于基态的氢原子跃迁到n=4能级，此时发出的谱线中仅有2条是巴尔末线系，则这束光的光子能量为

故选C。

3．B

【详解】设小磁针处地磁场为由南向北，磁感应强度为B1，导线南北方向放置，由安培定则可知，电流在小磁针处的磁场与地磁场方向垂直，则当通过该导线的电流为时，由平行四边形定则可知该电流在小磁针处的磁场的磁感应强度

当通过该导线的电流为时，由平行四边形定则可知该电流在小磁针处的磁场的磁感应强度

由于直导线在某点产生磁场的强弱与通过该直导线的电流成正比，所以

解得通过该直导线的电流

故B正确。

故选B。

4．B

【详解】A．由图2可知，小车的加速度大小大于儿童的加速度大小，由于在运动过程中，小车与儿童间的相互作用力大小相等，即合力大小相等，由牛顿第二定律可知，小车的质量小于儿童的质量，故A错误；

B．由于儿童走动后，儿童和小车的速度方向相同，由动量守恒可知，儿童和小车都向右运动，只是儿童的速度比小车的小，则儿童相对小车向左运动，故B正确；

C．由于儿童走动过程，儿童和小车的总动能增加，故C错误；

D．由于儿童向右做减速运动，则小车对儿童的摩擦力向左，小车对儿童的支持力竖直向上，所以合力斜向左上方，合力的冲量方向斜向左上方，故D错误。

故选B。

5．BD

【详解】A．由于导体中产生了涡流，根据可知，制动过程中，导体会发热，故A错误；

B．导体运动速度越大，穿过导体中回路的磁通量的变化率越大，产生的涡流越大，则所受安培力，即制动力越大，即制动力的大小与导体运动的速度有关，故B正确；

C．根据楞次定律，可知，原磁场对涡流的安培力总是要阻碍导体的相对运动，即改变线圈中的电流方向，导体受到的安培力仍然为阻力，故C错误；

D．制动过程中，导体的速度逐渐减小，穿过导体中回路的磁通量的变化率变小，产生的涡流变小，则所受安培力，即制动力变小，D正确。

故选BD。

6．BC

【详解】A．由题知，物块做自由落体运动，加速度恒定，A错误；

B．从图像看后的图像为正弦函数，物块做简谐运动，B正确；

CD．，物块受到的弹簧弹力一直增大，弹力先小于重力后大于重力，由牛顿第二定律，物块的加速度先减小后增大，C正确，D错误。

故选BC。

7．BC

【详解】A．将带电体看成无数对等量异种点电荷，等量异种点电荷中垂线AD上的电场方向垂直AD向下，由于D点比O点距离等量异种电荷较远，因此场强较小，故A错误；

B．由等量异种点电荷周围的等势面分布可知，O点和D点处于同一等势面上，O点的电势高于P点的电势，因此D点的电势一定高于P点电势，故B正确；

C．由于O点和D点处于同一等势面上，将一正检验电荷沿直线从O点运动到D点，电场力不做功，因此电势能保持不变，故C正确；

D．由于O点电势高于P点电势，将一正检验电荷沿直线从O点运动到P点，电场力做正功，故D错误。

故选BC。

8．AD

【详解】AB．画出粒子的运动轨迹如图，由几何关系可知，四边形dO1bO为菱形，可知粒子运动的轨道半径为

R=2d

根据

可得粒子的速率为

v=2dBk

选项A正确，B错误；

CD．从c点射入的粒子，由几何关系可知，粒子运动的轨迹圆心正好在圆周ab上，可知粒子在磁场中转过的额角度为240°，则运动时间

选项C错误，D正确。

故选AD。

9．     不会    

【详解】[1][2]光路图如图所示

由折射定律知

通过作图知

，

得

，

联立解得

可知玻璃球临界角正弦值为

光线在B点与法线夹角的正弦值为

可知此时光线与法线夹角小于临界角，不会发生全反射。

10．     小于     240

【详解】[1] 缓慢提拉活塞上升，被封气体温度不变，体积增大，则压强减小，由于活塞质量不计，原来气体压强等于大气压强，所以活塞上升后被封气体压强小于大气压强；

[2] 当气体长度最终仍为50cm时，从水银槽进入玻璃管的水银增加了15cm，由理想气体状态方程

其中

，T1=300K，

代入可得

T3=240K

11．     A     BD     0.54     1.5     未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力     未满足小车的质量远远大于小桶和砝码的总质量

【详解】（1）本实验采用的实验方法是控制变量法；

（2）平衡摩擦力时，应不挂小桶，让小车拖着纸带在木板上做匀速运动，选项A错误；每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，选项B正确；实验时要先接通电源后放小车，选项C错误；因为为正比关系，故为得出加速度a与与质量m的关系而作出图象，选项D正确；故选BD．

（3）计数点间的时间间隔T=0.02s×5=0.1s，打B计数点时小车的速度大小为

；

根据逐差法得，小车的加速度

（4）由图线可知，当力F到达一定的值时才有加速度，故图线不过原点的原因是未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力；图线在末端弯曲的原因是未满足小车的质量远远大于小桶和砝码的总质量；

12．     0.90（0.89~0.92）     2、4、5、7、9     1、3、6、7、8     控制变量     不可以

【详解】(1)[1]每两个相邻点之间还有4个打出来的点未画出，故相邻点之间的时间间隔为

T＝0.02×5 s＝0.1 s

根据逐差法可得

x34－x12＝2a1T2，x23－x01＝2a2T2

故加速度为

(2)[2][3][4]研究加速度与物体受力的关系，需要保证物体质量不变，选取2、4、5、7、9组数据。研究加速度与物体质量的关系时，需要控制力F不变，选取1、3、6、7、8组数据。涉及多个变量时，需要控制其他变量恒定，改变其中一个变量，这种方法为控制变量法。

(3)[5]分析题图丙可知，a－m图线为曲线，并不能说明a与m成反比，故应作a－图像，研究a与成正比关系，即a与m成反比。‍

13．（1），；（2）

【详解】（1）根据物体的平衡条件，对A中的活塞有

解得

对汽缸B，根据平衡条件则有

解得

（2）轻绳剪断后，A内气体稳定时的压强

设稳定时B的加速度大小为a，B内气体的压强为，根据牛顿第二定律，对B有

对B以及B中活塞有

解得

设系统静止时A内气体的体积为，根据玻意耳定律，对A内气体有

对B内气体有

解得

14．（1）；（2）；（3），

【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，加速度为a，运动至O点时速度为v，vy为v在y方向分速度，则

解得

（2）由

可知粒子从O点射入磁场的方向与x轴夹角，粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设磁感应强度为，半径为，洛伦兹力提供向心力

由几何关系

解得

（3）粒子进入磁场后做匀速圆周运动，磁感应强度为B2，半径为r2，周期为T，依据轨迹对称性和几何关系知

解得

由洛伦兹力提供向心力

解得

由于粒子的运动周期为

所以粒子在磁场中运动时间

15．（1）；（2）见解析；（3）见解析

【详解】（1）设弹丸在筒口A的速率为，弹丸从A到B可视为平抛运动的逆过程，由运动学规律有

，

又

将代入，解得

，，

（2）弹丸与薄板发生完全非弹性碰撞，设碰后的共同速率为v，对弹丸与薄板组成的系统，由动量守恒定律有

代入数据得

碰撞结束时，滑块速度仍然为零，将在B处脱离薄板，弹丸与薄板整体向右做匀减速直线运动，设发生的最大位移为。由动能定理有

代入数据解得

因为，所以薄板能撞上小熊，挑战成功

（3）弹丸与滑块发生完全碰撞，系统动量和机械能均守恒．设碰后两者速率分别为。因，故两者速度互换，即

（弹丸此后掉落），

薄板所受滑块的滑动摩擦力为

薄板所受平台的最大静摩擦力为

因，故薄板静止不动。设滑块滑至薄板右侧与薄板右端相碰时，滑块速率为，由动能定理有

代入数据得

滑块与薄板发生弹性碰撞，系统动量和机械能均守恒．设碰后两者速度分别为

有

，

代入数据得

此后，滑块和薄板分别向右做匀加速直线运动和匀减速直线运动，假设两者能够共速，速率为，对滑块和薄板，分别由动量定理有

代入数据得

此过程中，设滑块与薄板发生的位移分别为和

由运动学规律有

因：，滑块与薄板的相对位移

故两者共速假设成立。共速后，因，故假设两者相对静止做匀减速直线运动直至停止，再发生位移，动能定理有

代入数据得

因

所以薄板不能撞上小熊，挑战失败。