四川省成都市树德中学2023届高三下学期二诊物理模拟试题（Word版附解析）

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1．下列说法错误的是（ ）
A．为了解释光电效应现象，爱因斯坦建立了光子说，指出在光电效应现象中，光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系．
B．汤姆逊根据阴极射线在电场和在磁场中的偏转情况断定，阴极射线的本质是带负电的粒子流，并测出了这种粒子的比荷
C．按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子的能量也减小了
D．已知中子、质子和氘核的质量分别为 、、，则氘核的比结合能为（c表示真空中的光速）
【答案】C
【详解】A．为了解释光电效应现象，爱因斯坦建立了光子说，根据
可知光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，A正确；
B．汤姆逊根据阴极射线在电场和在磁场中的偏转情况断定，阴极射线的本质是带负电的粒子流，并测出了这种粒子的比荷，B正确；
C．按照波尔理论的跃迁假说是原子从一种能级向另一种能级跃迁时，会吸收（或辐射）一定频率的光子；氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，氢原子吸收光子，原子的总能量增大，根据
可得
可知电子的速率变小，则动能减小，故C错误；
D．原子核的结合能与核子数之比，称做比结合能，故氘核的比结合能为，D正确；
故选C。
2．我国海南文昌卫星发射场于2013年建成，该发射场是中国陆地纬度最低、距离赤道最近的地区，火箭发射场距离赤道越近、纬度越低，发射卫星时需要的能耗越低，使用同样燃料可达到的速度越大．已知地球的半径为R，地球的自转周期为T，地表的重力加速度为g.要在地球赤道上发射一颗质量为m的近地人造地球卫星，使其轨道在赤道的正上方，若不计空气的阻力，那么（ ）
A．向东发射与向西发射耗能相同，均为mgR－m2
B．向东发射耗能为m2，比向西发射耗能多
C．向东发射与向西发射耗能相同，均为m2
D．向西发射耗能为m2，比向东发射耗能多
【答案】D
【详解】对近地人造地球卫星，有
＝m＝mg
最小发射速度
v＝
地球自转赤道处的线速度
v′＝
向东发射耗能为
m2
向西发射耗能为
m2
向西发射比向东发射耗能多，ABC错误，D正确。
故选D。
3．如图所示，边长为L的正方形线圈abcd其匝数为n，总电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始，以角速度ω绕轴匀速转动，则以下判断中错误的是（ ）
A．闭合电路中感应电动势的瞬时表达式
B．在时刻，磁场穿过线圈的磁通量为零，但此时磁通量随时间变化最快
C．从时刻到时刻，电阻R上产生的热量为
D．从时刻到时刻，通过R的电荷量
【答案】A
【详解】A．由法拉第啊电磁感应定律
所以闭合电路中感应电动势的瞬时表达式为
A错误；
B．由题可知 刻，线圈转了90°，此时磁通量为零，此时感应电动势最大，故此时磁通量随时间变化最快，B正确；
C．根据正弦电流的特点，该正弦电压的有效值为
由闭合电路欧姆定律
所以由焦耳定律可知，从时刻到时刻，电阻R上产生的热量为
解得
C正确；
D．根据电流的定义式
由闭合电路欧姆定律
法拉第啊电磁感应定律
联立解得
D正确。
故选A。
4．如图所示，金属环M、N用不可伸长的细线连接，分别套在水平粗糙细杆和竖直光滑细杆上，当整个装置以竖直杆为轴、以不同大小的角速度匀速转动时，两金属环一直相对杆不动，下列判断正确的是（ ）
A．转动的角速度越大，细线中的拉力越大
B．转动的角速度越大，环M与水平杆之间的弹力越大
C．转动的角速度越大，环N与竖直杆之间的弹力越大
D．转动的角速度不同，环M与水平杆之间的摩擦力大小可能相等
【答案】D
【详解】AC．设细线与竖直方向的夹角为θ，对N受力分析，受到竖直向下的重力GN、细线的拉力T、杆的水平支持力N1，因为两环相对杆的位置不变，所以N处于静止状态，所受合力为零，则在竖直方向上有
T·csθ=GN
在水平方向上有
N1=Tsinθ
因为重力恒定，角θ恒定，所以细线的拉力不变，环N与杆之间的弹力恒定，故AC错误；
BD．对M受力分析，受到细线的拉力T'（T'=T）、竖直向下的重力GM、竖直向上的支持力N2以及水平杆施加的摩擦力f，在竖直方向上有
N2=GM+T'csθ=GM+GN
恒定不变，在装置以较小角速度转动时，M所受摩擦力方向向右，在水平方向有
T'sinθ-f右=mr
解得
f右=Tsinθ-mr
随着角速度的增大，摩擦力方向可能变成向左，在水平方向有
T'sinθ+f左=mr
解得
f左=mr-Tsinθ
则可能存在f右=f左，即
Tsinθ-mr=mr-Tsinθ
故B错误，D正确；
故选D。
5．理论研究表明，无限大的均匀带电平板在周围空间会形成与平面垂直的匀强电场．现有两块无限大的均匀绝缘带电平板正交放置，如图所示，A1B1板两面带正电，A2B2板两面带负电，且两板单位面积所带电荷量相等(设电荷不发生移动)．图中直线A1B1和A2B2分别为带正电平面和带负电平面与纸面正交的交线，O为两交线的交点，C、D、E、F恰好位于纸面内正方形的四个顶点上，且CE的连线过O点．则下列说法中正确的是
A．D、F两点电势相同
B．E、F两点场强相同
C．UEF＝UED
D．在C、D、E、F四个点中电子在F点具有的电势能最小
【答案】B
【详解】无限大的均匀带电平面在周围空间会形成与平面垂直的匀强电场，故A1B1在四点单独产生的电场均向上， A2B2在四点单独产生的电场均向左，四点场强方向均是左偏上45°，大小相等，故B正确； D、F两点在一条电场线上，而沿着电场线电势是降低的，故电势不等，故A错误；E、F两点间电势差和E、D两点间电势差绝对值相同而正负相反，故C错误；C、D、E、F四个点，场强方向均是左偏上45°，故CE是等势面，D点电势最高，F点电势最低，故D错误． 所以B正确，D错误，AC错误．
6．如图所示，在光滑水平面上停放质量为m装有弧形槽的小车，现有一质量为2m的光滑小球以v0的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去，到达某一高度后，小球又返回小车右端，则下列说法正确的是（ ）
A．小球离车后，对地将做自由落体运动
B．小球离车后，对地将向左做平抛运动
C．小球在弧形槽上上升的最大高度为
D．此过程中小球对车做的功为
【答案】BC
【详解】AB．设小球离开小车时，小球的速度为v1，小车的速度为v2，整个过程中水平方向动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得
由动能守恒定律得
解得
所以小球与小车分离后对地将向左做平抛运动，故A错误，B正确；
C．当小球与小车的水平速度相等时，小球弧形槽上升到最大高度，设该高度为h，系统在水平方向动量守恒，以向左为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
解得
故C正确；
D．对小车运用动能定理得，小球对小车做功
故D错误。
故选BC。
7．如图所示，劲度系数为k的竖直轻弹下端固定在地面上，上端与物块B相连并处于静止状态。一物块A在外力作用下静止在弹簧正上方某高度处，取物块A静止时的位置为原点O、竖直向下为正方向建立x轴。某时刻撤去外力，物块A自由下落，与物共B碰撞后以相同的速度向下运动，碰撞过程用时极短。测得物块A的动能与其位置坐标x的关系如图乙所示（弹簧始终处于弹性限度内），图中除之间的图线为直线外。其余部分均为曲线。已知物块A、B均可视为质点，重力加速度为g，则（ ）
A．物块A、B的质量之比为1∶2
B．弹簧的劲度系数为
C．从到的过程中，物块运动加速度的最大值
D．从到的过程中，弹簧的弹性势能增加了
【答案】AD
【详解】A．根据图像可知碰撞后A的动能变为原来的 ，根据
则物块A与B碰撞前后速度大小之比为3：1，设碰撞前一刻速度为v，取初速度方向为正方向，由动量守恒定律有
解得
A正确；
B．设A质量为m，则B的质量为2m，由图乙可知，x2处动能达到最大，根据平衡条件可得此时弹簧弹力为3mg，从x1到x2过程中，弹簧弹力增加mg，由胡克定律知
故
从O到x1，由动能定理有
联立解得
B错误；
C．从x2到x3过程中，加速度大小逐渐减小至0，然后再增加，故加速度最大处在x3处；在x1处有
解得
在x3处有
解得
故加速度最大值不可能为
C错误；
D．碰撞后，A的动能为 ，则B的动能为，总动能为，从x1到x3过程中，由能量关系有
解得
D正确。
故选AD。
8．如图甲所示，在光滑绝缘水平面内，两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与水平面垂直，边长为的正方形单匝金属线框位于水平面内，边与磁场边界平行。时刻线框在水平外力的作用下由静止开始做匀加速直线运动通过该磁场，回路中的感应电流大小与时间的关系如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．水平外力为恒力
B．匀强磁场的宽度为
C．边离开磁场的时间为
D．线框出磁场过程中水平外力做的功小于线框进入磁场过程中水平外力做的功
【答案】BC
【详解】A．线框进入磁场的时候，要受到安培力的作用，电流是变化的，安培力也是变化的，因此外力必然不是恒力，A错误；
B．由图乙可知时间内线框进入磁场，设线框匀加速直线运动的加速度为，边框长为
磁场的宽度为
故
B正确；
C．设时刻线框穿出磁场，则有
解得
C正确；
D．线框进入磁场过程的位移与出磁场过程的位移相等，线框进入磁场过程中的水平拉力小于出磁场过程中的水平拉力，做的功大于线框进入磁场过程中水平拉力做的功， D错误。
故选BC。
二、非选择题：
9．（6分）为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，小亮设计了如图所示的装置进行实验．实验中，当木块A位于水平桌面上的O点时，重物B刚好接触地面．将A拉到P点，待B稳定后静止释放，A最终滑到Q点．分别测量OP、OQ的长度h和s.改变h，重复上述实验，分别记录几组实验数据．
（1）实验开始时，发现A释放后会撞到滑轮．请提出两个解决方法．_________
（2）请根据下表的实验数据在下图中作出s－h关系的图象．
( )
（3）实验测得A、B的质量分别为m＝0.40 kg、M＝0.50 kg.根据s－h图象可计算出A木块与桌面间的动摩擦因数μ＝________（结果保留一位有效数字）．
（4）实验中，滑轮轴的摩擦会导致μ的测量结果________（选填“偏大”或“偏小”）．
【答案】 减小B的质量；增加细线的长度（或增大A的质量；降低B的起始高度） 0.4 偏大
【详解】(1)[1]B减少的重力势能转化成系统的内能和AB的动能，A释放后会撞到滑轮，说明B减少的势能太多，转化成系统的内能太少，可以通过减小B的质量；增加细线的长度（或增大A的质量；降低B的起始高度）解决．故解决方法有：可以通过减小B的质量；增加细线的长度（或增大A的质量；降低B的起始高度）
(2)[2]描点，连线，如图所示：
(3)[3]B下落至临落地时根据动能定理有
在B落地后，A运动到Q，有
得
又A、B的质量分别为m=0.40kg、M=0.50kg，在s-h图象上任取一组数据代入可以求得
(4)[4]由于滑轮轴的摩擦，会导致绳子的拉力相对偏小，A运动的加速度也就偏小，s也就偏小，根据
所以偏大．
10．（9分）一只欧姆表表盘的刻度线清晰完整，但刻度值模糊不清。某学习小组为恢复其刻度值，需要测量欧姆表的内阻，请完善下列实验步骤：
（1）将选择开关拨至“×10Ω”挡，机械调零后，将欧姆表的红、黑表笔___________，并调节欧姆调零旋钮，使欧姆表的指针指到表盘的___________。
（2）图甲为连接好的实物电路图，其中a为___________（填“红”或“黑”）表笔。
（3）调节滑动变阻器的阻值，记录多组电流表和电压表的读数，把数据绘制成如图乙所示的U-I图像，则该欧姆表的内阻为___________Ω（结果保留整数）。若考虑毫安表内阻影响，则测量值比真实值___________（填“偏大”或“偏小”）。
（4）断开开关，取下表盘，则正中央刻度应标记的数值为___________；占满偏电流值的处的刻度应标记的数值为___________（两空均保留整数）。
【答案】 短接 最右端刻度线 红 300（或290~310均可） 偏大 30（或29、31） 10
【详解】（1）[1][2] 欧姆调零时，将欧姆表的红、黑表笔短接，并调节欧姆调零旋钮，使欧姆表的指针指到表盘的最右端刻度线；
（2）[3]在该实验中，欧姆表相当于电源，根据“红进黑出”原理可知a为红表笔；
（3）[4]图像斜率的绝对值等于内电阻，因此欧姆表的内电阻为
[5] 若考虑毫安表内阻影响，则测量值为毫安表与欧姆表内阻之和，因此测量值比真实值偏大；
（4）[6]中值电阻等于内电阻，又由于是“×10Ω”挡位，因此正中央刻度应标记的数值为30；
[7]根据欧姆定律
而
可知
因此刻度应标记的数值为10。
11．（12分）如图所示，两平行金属板长度均为L，O、O′为两金属板中心处正对的两个小孔，两平行金属板间的电压恒为U，紧靠右金属板右侧的边长为L的正方形MQPN的左下半空间（包括边界）有匀强磁场，MN与右金属板重合，质量为m，带电量为+q的粒子(重力不计)从O点以可忽略的初速度进入金属板间的电场，经加速后再进入磁场区，恰好从N点离开磁场。求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）若磁感应强度B的大小可以调节，要使粒子从PN边离开磁场，求B的取值范围。
【答案】（1） ；（2）
【详解】（1）粒子在电场加速，由动能定理
粒子进入磁场后，恰好从N点离开磁场，轨迹如图
洛伦兹力提供向心力
粒子恰好从N点离开磁场，由几何关系
联立解得
（2）先求B的最小值，设使粒子的运动轨迹恰好与MP相切如图
由几何关系
解得
于是M到切点的距离也为
说明切点在MP之间，上面假设粒子的运动轨迹与MP相切是合理的，联立解得
而B的最大值即为（1）中求得的值，所以B的取值范围为
12．（20分）如图所示，一足够长的倾斜传送带以速度顺时针匀速运动，传送带与水平方向的夹角，质量的小物块P和质量的小物块由跨过定滑轮的轻绳连接，P与定滑轮间的绳子与传送带平行，轻绳足够长且不可伸长。某时刻物块Р从传送带上端以速度冲上传送带（此时P、Q的速率相等），已知物块P与传送带间的动摩擦因数，不计滑轮的质量与摩擦，整个运动过程中物块都没有上升到定滑轮处。（。）求：
（1）物块Р刚冲上传送带时加速度的大小；
（2）求物块在传送带上向前冲的最远距离（以地面为参照物）；
（3）若传送带以不同的速度顺时针匀速运动，当取多大时，物块Р沿传送带运动到最远处过程中与传送带的相对路程最小？
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）对P、Q进行受力分析，如图所示
设刚冲上传送带时Q的加速度为a1，对Q
对P
解得
（2）设减速到与传送带共速的过程中P的位移为x1
解得
当在传送带上减速到与传送带共速时，经分析得到P、Q的受力如图所示
设此时P的加速度为a2，对Q
对P
解得
设与传送带共速到减速到0的过程中P的位移为x2，则有
解得
所以物块P在传送带上向前冲的最远距离为
（3）设传送带的速度v（0得
皮带位移为
第二个减速过程
解得
皮带的位移
块Р沿传送带运动到最远处过程中与传送带的相对路程
所以最小时，传送带速度为
选修3-4
1.（5分）如图所示，图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料对红光的折射率n=2，AC为一半径为R的四分之一圆弧，D为圆弧面圆心，ABCD构成正方形。在D处有一红色点光源，在纸面内照射弧面AC，若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，已知光在真空中速度为c，则以下说法正确的是（ ）
A．红光在该材料中传播的速度为
B．光从该材料射到空气发生全反射的临界角为45°
C．点光源发出的光射到AB面上的最长时间为
D．照射在AC边上的入射光，有弧长为区域的光不能从AB、BC边直接射出
E．将点光源换成紫光，则AB边上有光射出的长度减小
【答案】ADE
【详解】A． 由可知，光在该材料中的传播速度为，A正确；
B．根据得光从该材料到空气的临界角，B错误；
C．由题意可知，沿DB方向到达AB面上的光在材料中的传播距离最大，时间最长，做出如图所示光路图，有几何关系可知光从光源到AC面的传播距离为R，材料中的传播距离为
在材料中的传播时间为
光在空气中传播的时间为
点光源发出的光射到AB面上的最长时间为
C错误；
D．如图所示，若沿DE方向射到AB面上的光线刚好发生全反射，则，
同理沿DG方向射到BC面上的光线刚好发生全反射，则，故，D正确；
E.将点光源换成紫光，因紫光的折射率比红光的大，根据知紫光的临界角比红光的小，所以AB边上刚好发生全反射的入射点将左移，AB边上有光射出的长度减小，E正确。
故选ADE。
2．（10分）如图所示,图甲为某一列沿x方向传播的简谐横波在时刻的波形图，图乙为介质中Q质点的振动图像，求：
（1）这列波传播的速度大小和方向；
（2）画出t=1s时的波形图；
（3）在时间内，质点P出现在平衡位置的次数。
【答案】（1）2m/s，波沿轴传播； （2）； （3）10次
【详解】（1）根据甲乙两图可以分别读出波长，周期
所以波速
根据图乙可知，t=0时刻Q质点沿y轴正向运动，结合图甲可知波沿-x轴传播；
（2）经过t=1s波沿-x方向传播的距离
t=1s时的波形图如图所示
（3）根据图甲中P质点的振动情况可知其振动图像。在0~10s时间内，P质点出现在平衡位置的次数
次h/cm
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
s/cm
19.5
28.5
39.0
48.0
56.5